JPH04236520A - 無線中継方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、無線中継方式に関し、
特に現用チャンネルと予備チャンネルとによって端局間
でダイバーシティ切り替えを行う無線中継回線において
、中継区間ごとにダイバーシティ合成を行うようにした
無線中継方式に関するものである。

【０００２】無線中継システムにおいては、周波数選択
性フェージングに基づいて回線品質劣化を生じることが
多い。そこで、現用チャンネルと予備チャンネルとを用
い、端局間においてダイバーシティ切り替えを行うこと
によって回線品質劣化を防止する無線中継方式が用いら
れているが、この場合、中継区間ごとに異なるチャンネ
ルにおいて回線品質劣化を生じた場合でも、回線品質劣
化を低減できるようにすることが要望される。

【０００３】

【従来の技術】Ｎチャンネルの現用チャンネルに対して
１チャンネルの予備チャンネルを有するＮ＋１ルート予
備方式、または１チャンネルの現用チャンネルに対して
１チャンネルの予備チャンネルを有する１＋１ツィンパ
ス方式の無線中継システムにおいて採用されている回線
品質向上のための方式としては、周波数ダイバーシティ
方式，スペースダイバーシティ方式等がある。従来、回
線品質向上のために周波数ダイバーシティ方式を採用す
る場合は、現用チャンネルと予備チャンネルのそれぞれ
の状態を端局においてベースバンドで監視し、より高品
質のチャンネルを切り替えて選択するように切り替えを
行うことによって、無線伝送時における回線品質劣化を
低減する方式が、一般に用いられている。

【０００４】図５は、従来の無線中継システムを示した
ものであって、端局であるＡ局とＤ局の間に中間中継局
であるＢ局とＣ局とを配置した系が示されている。Ａ局
とＤ局はそれぞれ切り替えスイッチＳＷを有し、同一信
号を異なる無線周波数を用いて、送信端局から現用チャ
ンネルと予備チャンネルとに伝送し、受信端局において
、受信信号をベースバンドの信号（ディジタル信号）に
変換したのち、回線品質のよい方のチャンネルを選択し
て受信することによって、無線区間において周波数選択
性フェージングがあった場合でも、回線品質劣化を防止
できるようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】周波数ダイバーシティ
方式は、周波数選択性フェージングがある場合の回線品
質劣化低減の方法として、非常に有効なものである。し
かしながら、従来の無線中継システムにおける周波数ダ
イバーシティ方式では、図５に示されるように、現用チ
ャンネルと予備チャンネルとの切り替えがベースバンド
で行われるため、端局単位でないと実行することができ
ない。

【０００６】そのため、異なる中継区間において、現用
チャンネルと予備チャンネルにそれぞれ回線品質劣化が
あった場合には、周波数ダイバーシティ方式での改善効
果は期待できないという問題があった。図５において、
×印は回線品質劣化区間を示し、現用チャンネルにおい
てはＢ局とＣ局の間に回線品質劣化区間があり、予備チ
ャンネルにおいてはＡ局とＢ局の間に回線品質劣化区間
があるため、Ａ局とＤ局の間で、周波数ダイバーシティ
のためのチャンネル切り替えを行っても、回線品質劣化
を防止することはできない。

【０００７】これに対して、各中継区間ごとに回線品質
改善効果を得るためには、すべての局を端局化して信号
をベースバンドに変換しなければならないが、この場合
は端局設備が高価なため、回線建設コストの大幅な上昇
を避けることができないという問題がある。

【０００８】本発明は、このような従来技術の課題を解
決しようとするものであって、最低のコストアップによ
って、ダイバーシティ切り替え方式の無線中継システム
において回線品質の向上を図ることができる無線中継方
式を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、現用チャンネ
ルに対して予備チャンネルを備え送信端局において両チ
ャンネルによって無線信号を伝送し、受信端局において
一方のチャンネルの信号を選択して受信する無線中継シ
ステムにおいて、両端局の中間に挿入された中間中継局
の現用チャンネルの受信機と予備チャンネルの受信機の
一方または両方に、両チャンネルの信号を高周波帯また
は中間周波帯において位相および振幅を調整したのち合
成して出力する周波数ダイバーシティ合成手段を設けた
ことを特徴とするものである。

【００１０】また本発明は、現用チャンネルに対して予
備チャンネルを備え送信端局において両チャンネルによ
って無線信号を伝送し、受信端局において一方のチャン
ネルの信号を選択して受信する無線中継システムにおい
て、現用チャンネルの無線信号と予備チャンネルの無線
信号のそれぞれを異なる空間経路によって伝送し、両端
局の中間に挿入された中間中継局の現用チャンネルの受
信機と予備チャンネルの受信機の一方または両方に、異
なる空間経路によって伝送された信号を高周波帯または
中間周波帯において位相および振幅を調整したのち合成
するスペースダイバーシティ合成手段と、このスペース
ダイバーシティ合成手段の出力と相手チャンネルの信号
とを高周波帯または中間周波帯において位相および振幅
を調整したのち合成して出力する周波数ダイバーシティ
合成手段とを設けたことを特徴とするものである。

【００１１】

【作用】図１は、本発明の原理的構成を示したものであ
って、（ａ）は両端局１，２間の中間中継局３の現用チ
ャンネルの受信機４と予備チャンネルの受信機５とに、
周波数ダイバーシティ合成手段６を設けた場合を例示し
ている。

【００１２】受信側の端局２において回線品質劣化が検
出されると、端局２から送信側の端局１に対して送並命
令が送出され、端局１における送信スイッチＴＳＷが切
り替えられて、同一信号が異なる周波数の無線信号とし
て現用チャンネルと予備チャンネルとに送信される。中
間中継局３においては、それぞれ受信機４，５によって
これを受信し、増幅等の処理を行ったのち、それぞれ送
信機９，１０を経て端局２に対して送信する。端局２に
おいては、受信スイッチＲＳＷによって、現用チャンネ
ルと予備チャンネルの信号のうち、回線品質のよい方を
選択して受信することによって、周波数ダイバーシティ
切り替えによる回線品質改善効果を得る。

【００１３】この際、受信機４，５は、その一方または
両方に周波数ダイバーシティ合成手段６を有し、現用チ
ャンネルと予備チャンネルの信号を高周波帯または中間
周波帯において位相および振幅を調整したのち合成して
出力する。送信機９，１０は、それぞれ受信機４，５の
出力を異なる周波数の無線信号として送信する。

【００１４】従って、（ａ）の構成によれば、このよう
な構成を有する中間中継局３が端局１，２間に複数個配
置されている無線中継システムにおいて、異なる中継区
間で現用チャンネルと予備チャンネルにそれぞれ回線品
質劣化があった場合にも、周波数ダイバーシティ合成に
よる回線品質改善効果を得ることができる。

【００１５】図１において（ｂ）は、両端局１，２間の
中間中継局３の現用チャンネルの受信機４と予備チャン
ネルの受信機５とに、スペースダイバーシティ合成手段
７と周波数ダイバーシティ合成手段８を設けた場合を例
示している。

【００１６】この場合における端局１，２の構成，動作
は、（ａ）の場合と同様である。受信機４，５は、その
一方または両方にスペースダイバーシティ合成手段７を
有し、異なる空間経路によって伝送された現用チャンネ
ルと予備チャンネルの信号とを、高周波帯または中間周
波帯において位相および振幅を調整したのち合成する。 さらに周波数ダイバーシティ合成手段８を有し、このス
ペースダイバーシティ合成手段７の出力と相手チャンネ
ルの信号とを高周波帯または中間周波帯において位相お
よび振幅を調整したのち合成して出力する。送信機９，
１０は、それぞれ受信機４，５の出力を異なる周波数の
無線信号として送信する。

【００１７】従って、（ｂ）の構成によれば、このよう
な構成を有する中間中継局３が端局１，２間に複数個配
置されている無線中継システムにおいて、異なる中継区
間で現用チャンネルと予備チャンネルに回線品質劣化が
あった場合にも、スペースダイバーシティ合成による回
線品質改善効果と周波数ダイバーシティ合成による回線
品質改善効果とを得ることができる。

【００１８】

【実施例】図２は、本発明の一実施例を示したものであ
って本発明を適用した無線中継システムの中間中継局の
受信機の構成例を示し、１１は受信用のアンテナ、１２
，１３はアンテナ１１からの入力信号を分岐するサーキ
ュレータ、１４，１５は分岐された信号からそれぞれ異
なる周波数の受信信号を抽出するフィルタ（ＦＩＬ）、
１６，１７はそれぞれ現用チャンネルおよび予備チャン
ネルの受信機である。また受信機１６，１７において、
ＲＦＡ１，ＲＦＡ２は高周波増幅器、ＭＩＸ１，ＭＩＸ
２はミキサ、ＬＯ１，ＬＯ２は局部発振器、ＩＦＡ１，
ＩＦＡ２は中間周波増幅器、ＨＹＢ１，ＨＹＢ２は信号
を分離・合成するハイブリッド、ＤＥＴは受信信号の検
出器、ＥＰＳは入力信号を移相する無限移相器である。

【００１９】アンテナ１１から入力された、異なる周波
数ｆ１　，ｆ２　を有する同一の信号からなる、現用チ
ャンネルの信号と予備チャンネルの信号は、サーキュレ
ータ１２，１３およびフィルタ１４，１５を経て、周波
数ｆ１　の信号と周波数ｆ２　の信号とに分離されて、
現用チャンネル用の受信機１６と予備チャンネル用の受
信機１７に入力される。両受信機１６，１７に入力され
た信号は、それぞれ高周波増幅器ＲＦＡ１，ＲＦＡ２で
振幅を調整され、ミキサＭＩＸ１，ＭＩＸ２で局部発振
器ＬＯ１，ＬＯ２の異なる周波数の局発信号によって周
波数変換されて、同一周波数のＩＦ（中間周波）信号を
発生し、それぞれ中間周波増幅器ＩＦＡ１，ＩＦＡ２で
振幅を調整されてハイブリッドＨＹＢ１，ＨＹＢ２に入
力される。

【００２０】予備チャンネル受信機１７のＩＦ信号はハ
イブリッドＨＹＢ２で分割されて、その一方が無限移相
器ＥＰＳを経て現用チャンネル用の受信機１６のハイブ
リッドＨＹＢ１に送られる。現用チャンネル用の受信機
１６では、中間周波増幅器ＩＦＡ１からの現用チャンネ
ルのＩＦ信号と、無限移相器ＥＰＳを経て入力された予
備チャンネル用の受信機１７からのＩＦ信号とをハイブ
リッドＨＹＢ１で合成し、検出器ＤＥＴを経て出力を発
生するが、この際、無限移相器ＥＰＳは検出器ＤＥＴか
らの制御信号に応じて、合成後の信号が最良の状態にな
るように出力信号の位相を制御する。

【００２１】現用チャンネルのＩＦ信号出力と、予備チ
ャンネルのＩＦ信号出力とは、図示されない送信部を経
て、それぞれもとの周波数ｆ１　とｆ２　の信号、また
は異なる周波数例えばｆ３　とｆ４　の信号に変換され
て次段の中間中継局または受信側の端局へ送られる。

【００２２】従って図２の構成によれば、現用チャンネ
ルの信号と予備チャンネルの信号とによって、中間周波
帯において周波数ダイバーシティ合成が行われるので、
この中間中継局の前段の無線区間において周波数選択性
フェージングが生じても、現用チャンネルにおいては、
それによる回線品質の劣化を防止することができる。な
おこの場合、中間周波帯において周波数ダイバーシティ
合成を行う代わりに、高周波帯において周波数変換を行
って現用チャンネルの信号と予備チャンネルの信号とを
同一周波数の信号にして、図２と同様の構成によって周
波数ダイバーシティ合成を行うにしてもよい。

【００２３】図３は、本発明の他の実施例を示したもの
であって、図２に示された構成を応用した１＋１ツィン
パス方式の無線中継システムにおける、３区間の回線構
成の例を示し、Ａ局，Ｄ局は端局であり、Ｂ局，Ｃ局は
中間中継局であって、信号はＡ局からＤ局方向に流れる
ものとする。Ａ局は、送信スイッチＴＳＷを有している
。またＤ局は、受信スイッチＲＳＷを有している。Ｂ局
において、２１，２２はそれぞれ現用１チャンネルの受
信機と、予備チャンネルの受信機である。受信機２１，
２２において、ＡＭＰは増幅部、ＨＹＢは信号を分岐す
るハイブリッド、ＥＰＳは信号を移相する無限移相器、
ＤＥＴは受信信号の検出器、ＳＷは他方の受信機の無限
移相器ＥＰＳの出力を受信するための切り替えスイッチ
、ＣＯＭＢはそのチャンネルの信号と、無限移相器ＥＰ
Ｓからの他チャンネルの信号とを合成して出力を発生す
る結合部である。他の中間中継局であるＣ局もＢ局と同
様の構成を有している。

【００２４】Ｄ局において、現用１チャンネルの回線品
質劣化を検出すると、Ｄ局からＡ局の送信スイッチＴＳ
Ｗに対して送並信号が送信される。Ａ局において送信ス
イッチＴＳＷが切り替えられると、同一信号が異なる周
波数ｆ１，ｆ２　を有する２つの無線信号として現用１
チャンネルと予備チャンネルに送信される。中間中継局
であるＢ局では、送信スイッチＴＳＷの切り替え完了を
確認したのち、受信機２１，２２のそれぞれの切り替え
スイッチＳＷが切り替えられて、現用１チャンネルと予
備チャンネルとの間でそれぞれ相手チャンネルの信号と
の合成が行われて、周波数ダイバーシティ受信が行われ
る。 中間中継局であるＣ局でも、同様にして合成が行われて
、周波数ダイバーシティ受信が行われる。

【００２５】このように、図３の構成では、各区間ごと
に、現用１チャンネルと予備チャンネルにおいて、それ
ぞれ相手チャンネルの信号との合成が行われて、区間ご
とに周波数ダイバーシティ受信が行われるので、異なる
区間、異なるチャンネルに同時に選択性フェージングに
基づく回線劣化が発生した場合でも、回線品質を改善す
ることができる。

【００２６】図４は、本発明のさらに他の実施例を示し
たものであって、図２に示された構成を応用して、周波
数ダイバーシティ方式とスペースダイバーシティ方式と
を組み合わせた、三重ダイバーシティシステムにおける
中間中継局の構成を示し、３１はメインアンテナ（ＭＡ
ＩＮＡＮＴ）、３２はスペースダイバーシティ用アンテ
ナ（ＳＤＡＮＴ）、３３はサーキュレータ、３４，３５
はそれぞれ異なる周波数の受信信号を抽出するフィルタ
（ＦＩＬ）、３６は現用チャンネルの受信機、３７は予
備チャンネルの受信機である。現用チャンネルの受信機
３６において、ＣＯＭＢ１はスペースダイバーシティ合
成を行うための結合部、ＣＯＭＢ２は周波数ダイバーシ
ティ合成を行うための結合部である。また予備チャンネ
ルの受信機３７において、ＨＹＢは信号の分岐を行うハ
イブリッドである。

【００２７】メインアンテナ３１から入力された異なる
周波数ｆ１　，ｆ２　を有する同一の２受信信号は、サ
ーキュレータ３３，フィルタ３４，３５を経て、周波数
ｆ１　の信号と周波数ｆ２　の信号に分離されて、それ
ぞれ受信機３６，３７に入力される。現用チャンネルの
受信機３６において、フィルタ３４の出力である周波数
ｆ１　の受信信号と、スペースダイバーシティ用アンテ
ナ３２を経て受信された周波数ｆ１　の信号とは、結合
部ＣＯＭＢ１において合成されることによって、通常の
スペースダイバーシティ合成が行われる。一方、予備チ
ャンネルの受信機３７において受信された周波数ｆ２　
の信号は、ハイブリッドＨＹＢにおいて分岐されて、結
合部ＣＯＭＢ２において、結合部ＣＯＭＢ１からの周波
数ｆ１　の出力信号と、図２の実施例において説明され
たようにして合成されることによって、周波数ダイバー
シティ合成が行われる。

【００２８】図４の例によれば、通常のスペースダイバ
ーシティ合成を行ったのちに、周波数ダイバーシティ合
成を行うようにしたので、図示されない受信端局におけ
る周波数ダイバーシティ切り替えと合わせて、三重ダイ
バーシティ受信を行うことができる。従って図４の構成
によれば、簡単な構成によって、低コストで三重ダイバ
ーシティ受信システムを実現することができ、回線品質
改善の効果が大きい。なお、このようなスペースダイバ
ーシティ合成と周波数ダイバーシティ合成とは、現用チ
ャンネルの受信機３６と予備チャンネルの受信機３７の
いずれか一方または両方において行うことができる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、回
線品質低下時、送信端局から現用チャンネルと予備チャ
ンネルとによって無線信号を伝送し、受信端局において
ダイバーシティ切り替えを行って受信するようにした無
線中継システムにおいて、中間中継局の現用チャンネル
の受信機と予備チャンネルの受信機の一方または両方に
おいて高周波帯または中間周波帯で周波数ダイバーシテ
ィ合成を行うようにしたので、中継回線において異なる
区間，異なる周波数で選択性フェージングに基づく回線
品質劣化が生じても、回線品質改善の効果をあげること
ができる。またこのような無線中継システムにおいて、
中間中継局の現用チャンネルの受信機と予備チャンネル
の受信機の一方または両方において高周波帯または中間
周波帯でスペースダイバーシティ合成を行ってから周波
数ダイバーシティ合成を行うようにしたので、同様に中
継回線において異なる区間，異なる周波数において選択
性フェージングに基づく回線品質劣化が生じた場合でも
、回線品質改善の効果をあげることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理的構成を示す図である。

【図２】本発明の一実施例を示す図である。

【図３】本発明の他の実施例を示す図である。

【図４】本発明のさらに他の実施例を示す図である。

【図５】従来の無線中継システムを示す図である。

【符号の説明】

１，２　　端局 ３　　中間中継局 ４，５　　受信機

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　現用チャンネルに対して予備チャンネ
   ルを備え送信端局（１）において両チャンネルによって
   無線信号を伝送し、受信端局（２）において一方のチャ
   ンネルの信号を選択して受信する無線中継システムにお
   いて、両端局（１，２）の中間に挿入された中間中継局
   （３）の現用チャンネルの受信機（４）と予備チャンネ
   ルの受信機（５）の一方または両方に、両チャンネルの
   信号を高周波帯または中間周波帯において位相および振
   幅を調整したのち合成して出力する周波数ダイバーシテ
   ィ合成手段（６）を設けたことを特徴とする無線中継方
   式。
2. 【請求項２】　　現用チャンネルに対して予備チャンネ
   ルを備え送信端局（１）において両チャンネルによって
   無線信号を伝送し、受信端局（２）において一方のチャ
   ンネルの信号を選択して受信する無線中継システムにお
   いて、現用チャンネルの無線信号と予備チャンネルの無
   線信号のそれぞれを異なる空間経路によって伝送し、両
   端局（１，２）の中間に挿入された中間中継局（３）の
   現用チャンネルの受信機（４）と予備チャンネルの受信
   機（５）の一方または両方に、異なる空間経路によって
   伝送された信号を高周波帯または中間周波帯において位
   相および振幅を調整したのち合成するスペースダイバー
   シティ合成手段（７）と、該スペースダイバーシティ合
   成手段（７）の出力と相手チャンネルの信号とを高周波
   帯または中間周波帯において位相および振幅を調整した
   のち合成して出力する周波数ダイバーシティ合成手段（
   ８）とを設けたことを特徴とする無線中継方式。