JPH08265243A - 基地局分散装置 - Google Patents

基地局分散装置

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JPH08265243A
JPH08265243A JP5280011A JP28001193A JPH08265243A JP H08265243 A JPH08265243 A JP H08265243A JP 5280011 A JP5280011 A JP 5280011A JP 28001193 A JP28001193 A JP 28001193A JP H08265243 A JPH08265243 A JP H08265243A
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radio frequency
frequency band
circuit
signal
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Yoshiro Niki
義郎 仁木
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R C S KK
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】送受信される同一周波数の無線周波数帯の信号
を上り方向と下り方向の双方向に中継増幅するための双
方向中継増幅器を用いて、基地局の無線周波数帯の信号
を広い範囲に分散する。 【構成】分岐回路5、8により上り方向と下り方向を分
岐し、増幅回路6および7により増幅を行い、高周波伝
送手段により、あるいは端子12Bにつながる対移動局
アンテナから、基地局あるいは移動局への双方向に中継
増幅する双方向中継増幅器91Aに於て、入力検出回路
21、24および出力検出回路23、22の検出結果に
もとづいて制御用マイコン25により増幅回路6、7の
利得を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】[産業上の利用分野]この発明は、基地局
で送受信される無線周波帯の信号を広い範囲に分散して
送受信するための基地局分散装置に関するものである。
【0002】[従来の技術]第11図は、例えば、日本
電信電話公社電気通信研究所発行の研究発表論文集第3
7号に示された従来の双方向中継増幅器の構成図を示す
ものである。図において、(81)は基地局、(91)
は双方向中継増幅器、(82)は移動局、(83)は対
基地局アンテナ、(84)は対移動局アンテナ、(8
7)(88)はアンテナ共用器、(89)は基地局(8
1)からの信号を中継増幅するための下り方向の増幅回
路、(90)は移動局(82)からの信号を中継増幅す
るための上り方向の増幅回路、(85)(86)は接続
端子である。次に動作について説明する。対基地局アン
テナ(83)によって受信された基地局(81)からの
信号は、接続端子(85)を通じてアンテナ共用器(8
7)によって分波され、下り方向の増幅回路(89)に
よって増幅され、アンテナ共用器(88)および接続端
子(86)を通じて対移動局アンテナ(84)から再輻
射され移動局(82)により受信される。一方、対移動
局アンテナ(84)で受信された移動局(82)からの
信号は、接続端子(86)を通じてアンテナ共用器(8
8)によって分波され、上り方向の増幅回路(90)に
よって増幅され、アンテナ共用器(87)および接続端
子(85)を通じて対基地局アンテナ(83)から再輻
射され基地局(81)により受信される。内部あるいは
アンテナ間の回り込みによる発振を防止するためには、
アンテナ共用器のアイソレーションが十分に大きい(6
0dB以上等)ことが必須である。このため、従来の移
動通信方式では上り方向と下り方向の周波数が必要なア
イソレーションを確保出来るだけ離して割当られてい
る。
【0003】[考案が解決しようとする課題]従来の双
方向中継増幅器は以上のように構成されているので、上
り方向と下り方向の無線周波帯の信号の周波数が異なり
適当に離れていることが必須であり、TDD方式(時分
割同時送受話方式)あるいはCDMA方式等のように、
上り方向と下り方向の無線周波帯の信号が全く同一の周
波数帯の場合には適用出来ない問題点があり、また、当
該双方向中継増幅器を多段に接続して基地局からの信号
を分散するような適用はなされていなかった。この発明
は、上記のような問題点を解消するためになされたもの
で、TDD方式等送受同一無線周波数帯の信号を双方向
で中継増幅するとともに、電柱等の構造物を利用して広
い範囲に展開することを目的とする。
【0004】[課題を解決するための手段]この発明に
係わる基地局分散装置を電柱等の建造物に設置し、当該
双方向中継増幅器と単一あるいは複数の送受信器を有す
る基地局との間あるいは他の双方向中継増幅器との間を
高周波伝送ケーブルで接続することによって、当該基地
局のサービスエリアを拡張し無線周波数の有効活用を図
り、上り方向と下り方向の信号を増幅器において当該増
幅器の利得あるいは出力レベルあるいは入力と出力の関
係を制御することによって上り方向と下り方向の無線周
波数がともに同一周波数であるTDD方式等の無線周波
数帯の信号を回り込み等による不要な発振を抑圧出来る
ようにしたものである。
【0005】[作用]この発明において、単一あるいは
複数の送受信機を有する基地局からの上り方向と下り方
向の無線周波数帯の信号を、電柱あるいはビルデイング
等の建造物、あるいは当該建造物間に張られた架線に設
置した双方向中継増幅器へそれぞれ独立あるいは共通の
伝送手段により接続し、当該双方向中継増幅器において
上り方向と下り方向それぞれ個別に増幅器を設けて増幅
することによって、上り方向と下り方向の信号がともに
同一周波数帯のであるTDD方式あるいはCDMA方式
の信号を回り込み等による不要な発振を抑圧出来ると共
に、基地局のサービスエリアを拡張出来る。
【0006】[実施例]以下、この発明の実施例につい
て説明する。第1図は、基地局分散装置の設置例を示
し、(81)は同一無線周波数帯の信号を送受信するた
めの基地局、(91A)(91B)は双方向中継増幅
器、(84A)(84B)は対移動局アンテナ、(92
A)(92B)は電柱等の建造物、(13)(14)は
高周波伝送ケーブルである。基地局(81)はTDD方
式等のように同一の周波数で動作する単一あるいは複数
の送信機と受信機で構成され、当該送受信機の無線側入
出力端子で合成され、高周波伝送ケーブル(13)によ
り双方向中継増幅器(91A)に接続されている。高周
波伝送ケーブル(13)の損失のため基地局(81)の
送信機からの信号は減衰した状態で双方向中継増幅器
(91A)に接続あるいは方向性結合器等により結合さ
れる。双方向中継増幅器(91A)は電柱(92A)等
の建造物に取り付けられており、当該基地局からの信号
を増幅し、一部を次段の高周波伝送ケーブル(14)に
送るとともに対移動局アンテナ(84A)から空間に輻
射し、逆に、対移動局アンテナ(84A)からの無線周
波帯の信号を双方向中継増幅器(91A)で増幅し、高
周波伝送ケーブル(13)を介して基地局(81)に伝
送する。この場合、双方向中継増幅器(91A)の増幅
度と高周波伝送ケーブル(13)の伝送損失はほぼ同じ
値に設定される。一方、双方向中継増幅器(91B)は
終端タイプであり同様の動作をする。第2図はこの発明
の基地局分散装置の他の設置例を示し、高周波伝送ケー
ブル(13)(14)の長さをほぼ均等にすることによ
って、基地局(81)から送受信されるデジタル信号の
遅延時間を均等にし、隣接する対移動局アンテナ(84
A)(84B)から送受信される無線周波帯の信号間の
相互干渉によって引き起こされる伝送誤りの増加を防止
する効果を持たせることが出来る。第3図はこの発明の
基地局分散装置を並列に接続する場合の一実施例を示す
図であり、(1)は電話回線を接続し音声信号を分岐す
る分岐回路、(2)は無線周波帯のTDMA/TDD方
式の送信機、(3)は無線周波帯のTDMA/TDD方
式の受信機、(4)(5)(8)は無線周波帯の信号を
分岐する分岐回路、(6)は下り方向の無線周波帯の信
号の増幅回路、(7)は上り方向の無線周波帯の信号の
増幅回路、(9)は電話回線の接続端子、(10)は基
地局(81)の無線周波帯の信号の接続端子、(11)
(12)(12A)(12B)は双方向中継増幅器(9
1A)(91B)の無線周波帯の信号の接続端子、(8
4A)(84B)は対移動局アンテナ、(13)(1
4)は高周波伝送ケーブル、(15)は方向性結合器等
の結合器である。電話回線からの音声信号は分岐回路
(1)によって上り方向と下り方向の音声信号に分岐さ
れ、下り方向の音声信号は送信機(2)によって無線周
波帯のTDMA/TDD信号(以下無線周波帯の信号と
称する)に変換され、上り方向の無線周波帯の信号は受
信機(3)により音声信号に変換される。送信機(2)
と受信機(3)の無線周波帯の信号は、分岐回路(4)
によって分岐され接続端子(10)により共通の高周波
伝送ケーブル(13)を経由して接続端子(11)に接
続され、方向性結合器(15)に於て双方向中継増幅器
(91A)に接続され、分岐回路(5)によって再び上
り方向と下り方向に分岐され、下り方向は増幅回路
(6)により、上り方向は増幅回路(7)により増幅さ
れ、分岐回路(8)により分岐されて対移動局アンテナ
(84A)に接続される。方向性結合器(15)の一方
の端子は高周波伝送ケーブル(14)を介して次段の双
方向中継増幅器(91B)に接続される。 同様に、双
方向中継増幅器(91B)では分岐回路(8)により対
移動局アンテナ(84B)に接続される。対移動局アン
テナ(84A)にスカートアンテナを採用すると双方向
中継増幅器(91A)をスカート部内の同軸部分に収納
することでスカート部が日覆いの役割を果たし、耐候性
の優れた双方向中継増幅器が実現できる。第4図はこの
発明の基地局分散装置を並列に接続する場合の他の実施
例を示す図であり、(1)は電話回線を接続し音声信号
を分岐する分岐回路、(2)は無線周波帯のTDMA/
TDD方式の送信機、(3)は無線周波帯のTDMA/
TDD方式の受信機、(4)(5)(8)は無線周波帯
の信号を分岐する分岐回路、(6)は下り方向の無線周
波帯の信号の増幅回路、(7)は上り方向の無線周波帯
の信号の増幅回路、(9)は電話回線の接続端子、(1
0A)(10B)は基地局(81)の無線周波帯の信号
の接続端子、(11A)(11B)(12)(12A)
(12B)(12C)は双方向中継増幅器(91A)
(91B)の無線周波帯の信号の接続端子、(84A)
(84B)は対移動局アンテナ、(13A)(13B)
(14A)(14B)は高周波伝送ケーブル、(15
A)(15B)は方向性結合器である。 電話回線から
の音声信号は分岐回路(1)によって上り方向と下り方
向の音声信号に分岐され、下り方向の音声信号は送信機
(2)によって無線周波帯のTDMA/TDD信号(以
下無線周波帯の信号と称する)に変換され、上り方向の
無線周波帯の信号は受信機(3)により音声信号に変換
される。 送信機(2)の無線周波帯の信号は、接続端
子(10A)により独立の高周波伝送ケーブル(13
A)を経由して接続端子(11A)に接続され、方向性
結合器(15A)に於て双方向中継増幅器(91A)の
下り方向の増幅器(6)に結合し、増幅されて分岐回路
(8)により対移動局アンテナ(84A)に接続されて
空間に放射される。一方上り方向の無線周波帯の信号
は、対移動局アンテナ(84A)で受信され、分岐回路
(8)により分岐されて上り方向増幅回路(7)により
増幅され、方向性結合器(15B)により高周波伝送ケ
ーブル(13B)に結合されて接続端子(10B)を経
由して基地局(81)の受信機(3)に接続される。方
向性結合器(15A)(15B)の一方の端子は高周波
伝送ケーブル(14A)(14B)を介して次段の双方
向中継増幅器(91B)に接続され、増幅されて対移動
局アンテナ(84B)に接続される。本実施例では、上
り方向と下り方向の増幅回路が充分アイソレートされて
いるため、回り込みによる不要な発振を引き起こす可能
性が少ない利点がある。第5図はこの発明の基地局分散
装置を直列に接続する場合の一実施例を示す図であり、
(1)は電話回線を接続し音声信号を分岐する分岐回
路、(2)は無線周波帯のTDMA/TDD方式の送信
機、(3)は無線周波帯のTDMA/TDD方式の受信
機、(4)(5)(8)(8A)(8B)は無線周波帯
の信号を分岐する分岐回路、(6)は下り方向の無線周
波帯の信号の増幅回路、(7)は上り方向の無線周波帯
の信号の増幅回路、(9)は電話回線の接続端子、(1
0)は基地局(81)の無線周波帯の信号の接続端子、
(11)(12)(12A)(12B)は双方向中継増
幅器(91A)(91B)の無線周波帯の信号の接続端
子、(84A)(84B)は対移動局アンテナ、(1
3)(14)は高周波伝送ケーブルである。 電話回線
からの音声信号は分岐回路(1)によって上り方向と下
り方向の音声信号に分岐され、下り方向の音声信号は送
信機(2)によって無線周波帯のTDMA/TDD信号
(以下無線周波帯の信号と称する)に変換され、上り方
向の無線周波帯の信号は受信機(3)により音声信号に
変換される。 送信機(2)と受信機(3)の無線周波
帯の信号は、分岐回路(4)によって分岐され接続端子
(10)により共通の高周波伝送ケーブル(13)を経
由して接続端子(11)に接続され、分岐回路(5)に
よって再び上り方向と下り方向に分岐され、下り方向は
増幅回路(6)により、上り方向は増幅回路(7)によ
り増幅され、分岐回路(8B)により分岐されて対移動
局アンテナ(84A)に接続される。一方、分岐回路
(8A)の出力端子(12A)は高周波伝送ケーブル
(14)を介して次段の双方向中継増幅器(91B)に
接続され、同様に、分岐回路(8)により対移動局アン
テナ(84B)に接続される。本実施例では、例えば高
周波伝送ケーブル(11A)の伝送損失は双方向中継増
幅器(91A)の増幅回路(6)により増幅されるの
で、出力端子(12A)では基地局(81)の出力端子
(10A)での出力とほとんど同じ値にすることが出来
るので、双方向中継増幅器を多段に結合することが出来
る。第6図はこの発明の基地局分散装置を直列に接続す
る場合の他の実施例を示す図であり、(1)は電話回線
を接続し音声信号を分岐する分岐回路、(2)は無線周
波帯のTDMA/TDD方式の送信機、(3)は無線周
波帯のTDMA/TDD方式の受信機、(8)は無線周
波帯の信号を分岐する分岐回路、(6)は下り方向の無
線周波帯の信号の増幅回路、(7)は上り方向の無線周
波帯の信号の増幅回路、(9)は電話回線の接続端子、
(10A)(10B)は基地局(81)の無線周波帯の
信号の接続端子、(11A)(11B)(12)(12
A)(12B)(12C)は双方向中継増幅器(91
A)(91B)の無線周波帯の信号の接続端子、(84
A)(84B)は対移動局アンテナ、(13A)(13
B)(14A)(14B)は高周波伝送ケーブルであ
る。電話回線からの音声信号は分岐回路(1)によって
上り方向と下り方向の音声信号に分岐され、下り方向の
音声信号は送信機(2)によって無線周波帯のTDMA
/TDD信号に変換され、上り方向の無線周波帯の信号
は受信機(3)により音声信号に変換される。送信機
(2)の無線周波帯の信号は、接続端子(10A)によ
り独立の高周波伝送ケーブル(13A)を経由して接続
端子(11A)に接続され、双方向中継増幅器(91
A)の下り方向の増幅器(6)に接続され、増幅されて
分岐回路(8)により対移動局アンテナ(84A)に接
続されて空間に放射される。一方上り方向の無線周波帯
の信号は対移動局アンテナ(84A)で受信され、分岐
回路(8)により分岐されて上り方向増幅回路(7)に
より増幅され、高周波伝送ケーブル(13B)に接続さ
れて接続端子(10B)を経由して基地局(81)の受
信機(3)に接続される。増幅回路(6)(7)の一方
の端子はそれぞれに2分岐され、高周波伝送ケーブル
(14A)(14B)を介して次段の双方向中継増幅器
(91B)に接続され、増幅されて対移動局アンテナ
(84B)に接続される。第7図は、例えば、第2図に
示す双方向中継増幅器(91B)の内部構成を示し、
(5)(8)は上り方向と下り方向の分岐を行うサーキ
ュレーター、(6)(7)は増幅回路、(31)(3
2)は増幅回路(6)の接続端子、(21)(23)は
入力レベルおよび出力レベル検出回路、(33)(3
4)は増幅回路(7)の接続端子、(22)(23)は
入力レベルおよび出力レベル検出回路、(25)はA/
D、D/Aコンバーターを有する例えば制御用マイコ
ン、(11)は前段からの接続端子(同軸コネクター)
等)、(12)は対移動局アンテナへの接続端子(同軸
コネクター等)である。接続端子(11)からの無線周
波帯の信号はサーキュレーター(5)により下り方向に
分岐され増幅回路(6)により増幅されサーキュレータ
ー(8)を通じて分岐され接続端子(12)に導かれ
る。 途中、入力レベル検出回路(21)および出力レ
ベル検出回路(23)によってそれぞれの信号レベルが
検出される。同様に、対移動局アンテナの接続端子(1
2)からの無線周波帯の信号はサーキュレーター(8)
により上り方向に分岐され増幅回路(7)により増幅さ
れサーキュレーター(5)を通じて前段への接続端子
(11)に導かれる。途中、入力レベル検出回路(2
4)および出力レベル検出回路(22)によってそれぞ
れの信号レベルが検出される。検出された入力レベルお
よび出力レベルは制御用マイコン(25)により比較さ
れ、プログラムされた手順により増幅回路(6)および
(7)の利得が制御される。 TDD方式の特徴とし
て、送信周波数と受信周波数は同一であるが送信と受信
が同時に行われることは無い。即ち、上り方向と下り方
向に同時に信号が存在することは無いことからこの特徴
を利用する。本発明の制御回路では、このTDD方式の
特徴を生かして増幅回路(6)および(7)の利得をア
ダプテイブに制御して上り方向と下り方向の回り込みに
より発生する発振を除去するようにプログラムされる。
最初、下り方向の増幅回路(6)の利得は比較的に小さ
い状態に設定されており、上り方向の増幅回路(7)の
利得は予め決められた比較的大きな値に設定されてい
る。 次に、基地局(81)が送信状態であり移動局
(82)が受信状態にあるとすると、下り方向の入力レ
ベル検出回路(21)が基地局(81)からの信号を検
出した時点で増幅回路(6)の利得を増加し、当該増幅
回路(6)の直線性が維持されるように出力を制御する
と同時に、上り方向の増幅回路(7)の利得を減少させ
る。 増幅回路(7)の利得を減少させる度合は、出力
レベル検出回路(23)の値と入力レベル検出回路(2
4)の差からサーキュレーター(8)のアイソレーショ
ンあるいは次段よりの反射の程度をアダプテイブに推定
して決める。次に、移動局(82)が送信状態であり基
地局(81)が受信状態にあるとすると、上り方向の出
力レベル検出回路(22)が信号を検出しないかぎり上
り方向の増幅回路(7)の利得は高いままに保たれる
が、上り方向の出力レベル検出回路(22)がある規定
値以上の信号レベルを検出すると上り方向の増幅回路
(7)の利得を減少させると同時に下り方向の増幅回路
(6)の利得を待機状態よりも更に減少させる。 増幅
回路(6)(7)の利得を減少させる度合は、出力レベ
ル検出回路(22)の値と入力レベル検出回路(21)
の差からサーキュレーター(5)のアイソレーションあ
るいは前段よりの反射の程度をアダプテイブに推定して
決める。上記のように増幅回路(6)(7)の利得の制
御はアダプテイブに継続して行われ、停電後の再起動の
場合でも記憶したパラメーターによりスタートするよう
に設定されるために常に最適の状態で動作する。第8図
は、制御用マイコン(25)の具体例を示す図である。
制御用マイコン(25)は、例えばDSP(デジタルシ
グナルプロセッサー)と称されるものであり、A/Dコ
ンバーター(51)(52)(53)(54)、D/A
コンバーター(55)(56)、制御回路(57)、R
AM(可変メモリー)(58)、ROM(固定メモリ
ー)(59)等から構成される。(35)(36)(3
7)(38)(39)(40)はそれぞれの接続端子で
あり、第2図のレベル検出回路(21)(22)(2
3)(24)の出力は端子(35)(37)(38)
(40)に接続され、増幅回路(6)(7)の利得制御
用端子は端子(36)(39)に接続される。制御用マ
イコン(57)の制御はROM(59)に書き込まれた
プログラムによって実行され、各回路の制御パラメータ
ー等はRAM(58)に記憶されバッテリーでバックア
ップされる。例えば、レベル検出回路(21)からのア
ナログ出力が端子(35)に印加されるとA/Dコンバ
ーター(51)によりデジタル信号に変換され制御回路
(57)に読み込まれる。 この状態で、他端(40)
(38)への入力が規規定値以下の場合には、制御回路
(57)は端子(35)のレベルに比例したレベルが端
子(37)に出力されるようD/Aコンバーター(5
5)を介して増幅回路(6)の利得を制御する。 これ
と同時に、D/Aコンバーター(56)を介して増幅回
路(7)の利得を低下させる。 このようにして各端子
(35)(37)(38)(40)のレベルの状態に応
じて増幅回路(6)(7)の利得を制御する手順がプロ
グラムされている。増幅回路(6)の利得をG1(d
B),増幅回路(7)の利得をG2(dB)、サーキュ
レーター(5)のアイソレーションをY1(dB)、サ
ーキュレーター(8)のアイソレーションをY2(d
B)とすると、G1+G2<Y1+Y2の関係が、サー
キュレーターのアイソレーションが変化した時でも、常
に成り立つように利得G1,G2を制御することによっ
て安定な双方向中継増幅器が実現できる。第9図は、第
3図に於ける双方向中継増幅器(91B)の構成図であ
り、(6)は下り方向の増幅回路、(7)は上り方向の
増幅回路、(8)は分岐回路である。 増幅回路(6)
(7)は無線周波帯のストレートアンプであり、下り方
向の増幅回路(6)の直線性の制御以外は通常必要でな
いが、第7図に示す制御回路(25)により利得制御を
行えばより安定した動作が確保できる。第10図は、本
発明の他の実施例を示す図であり、基地局(81)に複
数の送信機(2A)(2B)と受信機(3A)(3B)
を設け、合成回路(16)(17)で送受個別に合成し
て高周波伝送ケーブルの接続端子(10A)(10B)
に接続される。チャネルの利用効率を(トラフイック/
チャネル)と定義すると、下記に呼損率1%の場合の例
を示すように、複数台数の4チャネルのTDMA/TD
Dの送受信機を合成した場合のチャネル利用効率を求め
ると改善されることが分かる。 4チャネルの場合:チャネルの利用効率は11%(内1
チャネルは制御用) 8チャネルの場合:チャネルの利用効率は31%(内1
チャネルは制御用) 12チャネルの場合:チャネルの利用効率は46%(内
1チャネルは制御用) 16チャネルの場合:チャネルの利用効率は50%(内
1チャネルは制御用) 例えば、4チャネルの基地局を4ケ所に設けるのと、1
6チャネルの基地局の入出力を本発明の基地局分散装置
により4ケ所に分散した場合を比較すると 4チャネルを4ケ所に設置:チャネルの利用効率は11
% 16チャネルを4ケ所に分散:チャネルの利用効率は5
0% となり、チャネル利用効率が4.5倍に改善されること
から効果が大きい。また、基地局を分散した場合には1
基地局当たりのサービスエリアを小さく出来ることか
ら、遅延分散等により影響を軽減出来る効果がある。以
上の説明では、増幅回路の入力端子および出力端子の何
れにもレベル検出回路を設けたが、一部を省略しても同
様な効果が得られ、また、増幅回路の途中にレベル検出
回路を接続しても同様な効果がえられる。また、制御用
マイコンは、DSPで無く通常のマイコンとD/A A
/Dコンバーターを組み合わせるか、通常のロジック回
路で構成する等の方法でも実現でき、制御用手順につい
ても一例を示したが、学習の手法を活用したアダプテイ
ブな制御手順、あるいはフアジイ制御手順等種々のもの
が考えられる。また、対移動局アンテナと双方向中継増
幅器を一体にするよう説明したが、別ケースに収納して
も同様な効果が得られる。また、無線周波帯の信号の分
岐回路には、サーキュレーターを用いるとしたが、切り
替えスイッチ、合成器、あるいは2分配器によっても同
様な効果が得られるまた、双方向中継増幅器に対移動局
アンテナへの分岐回路を設けず、上り方向および下り方
向の増幅回路のみとし、双方向の中継増幅を行うことも
出来る。また、伝送手段としてCATV等の伝送と共用
し、あるいは光ケーブル、同波管、表面線路、平行線路
等を用いる方法が考えられる。また、本発明の基地局分
散装置を電柱等に設置する場合について説明したが、ビ
イルデイング等の建造物、自然物、あるいはこれらの間
に張られた架線に設置しても同様な効果が得られる。
【0007】[発明の効果]本発明は、上記のように構
成されるため、広い地域に基地局の無線周波帯の信号を
分散するための装置が経済的に実現出来、しかも対移動
局アンテナのインピーダンスの変化等により、サーキュ
ーレーターのアイソレーションが変化した場合でも、増
幅回路の不要な発振を除去出来る等の効果がある。この
他に、下り方向の増幅回路の直線性を制御してQPSK
等の線形変調波の側帯波の広がるのを防止することが出
来るなどの効果がある。
【図面の簡単な説明】
【第1図】本発明の基地局分散装置の設置例を示す構成
【第2図】本発明の基地局分散装置の他の設置例を示す
構成図
【第3図】本発明の基地局分散装置を並列に接続する場
合の一実施例を示す構成図
【第4図】本発明の基地局分散装置を並列に接続する場
合の他の実施例を示す構成図
【第5図】本発明の基地局分散装置を直列に接続する場
合の一実施例を示す構成図
【第6図】本発明の基地局分散装置を直列に接続する場
合の他の実施例を示す構成図
【第7図】本発明の双方向中継増幅器の内部構造の一実
施例を示す構成図
【第8図】本発明の制御用マイコンの実施例を示す構成
【第9図】本発明の双方向中継増幅器の内部構造の他の
例を示す構成図
【第10図】本発明の基地局の他の実施例を示す構成図
【第11図】従来の双方向中継増幅器の例を示すシステ
ム構成図
【符号の説明】
1 電話回線インターフエ
イス(分岐回路) 2 無線周波のTMDA/
TDD送信機 3 無線周波のTMDA/
TDD受信機 4、5、8、8A、8B 分岐回路 6 下り方向の増幅回路 7 上り方向の増幅回路 9 電話回線の接続端子 10、10A、10B 基地局の無線周波信
号入出力端子 11、11A、11B 双方向中継増幅器入
力端子 12、12A、12B、12B 双方向中継増幅器出
力端子 13、14、13A、13B、 高周波伝送ケーブル 14A、14B 同上 15、 方向性結合器 16、17 無線周波帯合成器 21、24 入力レベル検出回路 22、23 出力レベル検出回路 30 下り方向の入力レベ
ル検出回路の接続端子 31、32 下り方向の増幅回路
の接続端子 33、34 上り方向の増幅回路
の接続端子 35、40 入力レベル検出回路
の出力端子 37、38 出力レベル検出回路
の出力端子 36 下り方向の増幅回路
の制御端子 39 上り方向の増幅回路
の制御端子 41、42 入力レベル検出回路
の接続端子 51〜54 A/Dコンバーター 55、56 D/Aコンバーター 57 制御回路 58 RAM 59 ROM 81 基地局 82 移動局 83、83A、83B 対基地局アンテナ 84、84A、84B 対移動局アンテナ 85、86 双方向中継増幅器の
接続端子 87、88 空中線共用器 89 下り方向中継増幅回
路 90 上り方向中継増幅回
路 91、91A、91B 双方向中継増幅器
【手続補正書】
【提出日】平成6年3月12日
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 基地局分散装置
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、基地局に設置された
1個あるいは複数の送信機と受信機の無線周波数帯の信
号を合成あるいは分岐し、高周波伝送手段により無線周
波数帯の信号を複数カ所に分散して送受信するための基
地局分散装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】第11図は、例えば、日本電信電話公社
電気通信研究所発行の研究発表論文集第37号に示され
た従来の双方向中継増幅器の構成図を示すものである。
図において、(81)は基地局、(91)は双方向中継
増幅器、(82)は移動局、(83)は対基地局アンテ
ナ、(84)は対移動局アンテナ、(87)(88)は
アンテナ共用器、(89)は基地局(81)からの信号
を中継増幅するための下り方向の増幅回路、(90)は
移動局(82)からの信号を中継増幅するための上り方
向の増幅回路、(85)(86)は接続端子である。次
に動作について説明する。対基地局アンテナ(83)に
よって受信された基地局(81)からの信号は、接続端
子(85)を通じてアンテナ共用器(87)によって分
波され、下り方向の増幅回路(89)によって増幅さ
れ、アンテナ共用器(88)および接続端子(86)を
通じて対移動局アンテナ(84)から再幅射され移動局
(82)により受信される。一方、対移動局アンテナ
(84)で受信された移動局(82)からの信号は、接
続端子(86)を通じてアンテナ共用器(88)によっ
て分波され、上り方向の増幅回路(90)によって増幅
され、アンテナ共用器(87)および接続端子(85)
を通じて対基地局アンテナ(83)から再幅射され基地
局(81)により受信される。内部あるいはアンテナ間
の回り込みによる発振を防止するためには、アンテナ共
用器のアイソレーションが十分に大きい(60dB以上
等)ことが必須である。このため、従来の移動通信方式
では上り方向と下り方向の周波数が必要なアイソレーシ
ョンを確保出来るだけ離して割当られている。
【0003】
【考案が解決しようとする課題】従来の双方向中継増幅
器は以上のように構成されているので、上り方向と下り
方向の無線周波数帯の信号の周波数が異なり適当に離れ
ていることが必須であり、FDMA/TDD(Freq
uency Division Multiple A
ccess/Time Division Duple
x)、TDMA/TDD(Time Divisio
n、Multiple Access/Time Di
vision Duplex)、CDMA(Code
Division Multiple Access)
方式等の時分割同時送受話方式(以下TDD方式と称す
る)のように、上り方向と下り方向の無線周波数帯の信
号が全く同一の周波数帯の場合には適用出来ない問題点
があり、また、当該双方向中継増幅器を多段に接続して
基地局からの信号を分散するような適用はなされていな
かった。 この発明は、上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、TDD方式等の送信機および受
信機を有する基地局からの同一無線周波数帯の信号を双
方向で安定に中継増幅するとともに、電柱あるいはビル
デイング内あるいは地下街等の構造物を利用して屋外あ
るいは屋内の広い範囲に展開することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】この発明に係わる基地局
分散装置を電柱、ビルデイング内、地下街等の建造物あ
るいはこれらに張られた架線上に設置し、当該双方向中
継増幅器と単一あるいは複数の送信機および受信機を有
する基地局との間あるいは他の双方向中継増幅器との間
を高周波伝送手段で接続することによって、当該基地局
のサービスエリアを拡張し無線周波数の有効活用を図
る。また、上り方向あるいは下り方向の無線周波数帯の
信号を増幅する増幅器において当該増幅器の利得あるい
は出力あるいは入力と出力の関係を制御することによっ
て上り方向と下り方向の無線周波数がともに同一周波数
であるTDD方式等においても無線周話数帯の信号の回
り込み等による不要な発振を抑圧出来るようにしたもの
である。
【0005】
【作用】この発明において、単一あるいは複数の送信機
および受信機を有する基地局からの上り方向と下り方向
の無線周波数帯の信号を、電柱、ビルデイング内、地下
街等の建造物あるいはこれらに張られた架線に設置した
双方向中継増幅器へそれぞれ個別あるいは共通の高周波
伝送手段により接続し、当該双方向中継増幅器において
上り方向と下り方向それぞれ個別に増幅器を設けて増幅
することによって、上り方向と下り方向の無線周波数が
ともに同一周波数であるTDD方式等の無線周波数帯の
信号を、回り込み等による不要な発振を抑圧して増幅で
き、基地局のサービスエリアを拡張出来る。
【0006】[実施例]以下、この発明の実施例につい
て説明する。第1図は、基地局分散装置の設置例を示
し、(81)は基地局、(91A)(91B)は双方向
中継増幅器、(84A)(84B)は対移動局アンテ
ナ、(92A)(92B)は電柱等の建造物、(13)
(14)(15)は高周波伝送手段、(82)は移動局
あるいは端末装置である。基地局(81)はTDD方式
等のように同一の周波数で動作する単一あるいは複数の
送信機と受信機で構成され、当該送受信機の無線側入出
力端子で合成され、高周波伝送手段(13)により双方
向中継増幅器(91A)に接続されている。高周波伝送
手段(13)の損失のため基地局(81)の送信機から
の信号は減衰した状態で双方向中継増幅器(91A)に
接続あるいは方向性結合器等により結合される。双方向
中継増幅器(91A)は電柱(92A)等の建造物に取
り付けられており、当該基地局(81)の送信機からの
信号は増幅され対移動局アンテナ(84A)から空間に
幅射され、一部の無線周波数帯の信号は次段の高周波伝
送手段(14)に送られる。逆に、対移動局アンテナ
(84A)からの無線周波数帯の信号は双方向中継増幅
器(91A)で増幅され、高周波伝送手段(13)を介
して基地局(81)に伝送される。この場合、双方向中
継増幅器(91A)の増幅度と高周波伝送手段(13)
の伝送損失はほぼ同じ値に設定される。一方、双方向中
継増幅器((91B)は同様の動作をするが、一部の高
周波帯の信号は漏洩同軸ケーブルあるいは漏洩アンテナ
(15)に送られる。第2図はこの発明の基地局分散装
置の設置例を示し、高周波伝送手段(13)(14)の
長さをほぼ均等にすることによって、基地局(81)か
ら送受信されるデジタル信号の遅延時間を均等にし、隣
接する対移動局アンテナ(84A)(84B)から送受
信される無線周波数帯の信号間の相互干渉によって引き
起こされる伝送誤りの増加を防止する効果をもたせるこ
とが出来る。第3図はこの発明の基地局分散装置を並列
に接続する場合の一実施例を示す図であり、(1)は電
話回線を接続し音声信号を分岐する分岐回路、(2)は
無線周波数帯のTDD方式等の送信機、(3)は無線周
波数帯のTDD方式等の受信機、(4)(5)(8)は
無線周波数帯の信号を分岐する分岐回路、(6)は下り
方向の無線周波数帯の信号の増幅回路、(7)は上り方
向の無線周波数帯の信号の増幅回路、(9)は電話回線
の接続端子、(10)は基地局(81)の無線周波数帯
の信号の接続端子、(11)(12)(12A)(12
B)は双方向中継増幅器(91A)(91B)の無線周
波数帯の信号の接続端子、(84A)(84B)は対移
動局アンテナ、(13)(14)(15)高周波伝送
手段、(43)は方向性結合器等の結合器である。
話回線からの音声信号は分岐回路(1)によって上り方
向と下り方向の音声信号に分岐され、下り方向の音声信
号は送信機(2)によってTDD方式等の無線周波数帯
の信号(以下無線周波数帯の信号と称する)に変換さ
れ、上り方向の無線周波数帯TDD方式等の信号から
受信機(3)により音声信号に変換される。送信機
(2)と受信機(3)からの無線周波数帯の信号は、分
岐回路(4)によって分岐され接続端子(10)により
共通の高周波伝送手段(13)を経由して接続端子(1
1)により双方向中継増幅器(91A)に接続され、方
向性結合器(43)により結合され、分岐回路(5)に
よって再び上り方向と下り方向に分岐され、下り方向は
増幅回路(6)により、上り方向は増幅回路(7)によ
り増幅され、分岐回路(8)により分岐されて対移動局
アンテナ(84A)に接続される。無線周波数帯の信号
の残りの部分は、接続端子(12A)および高周波伝送
手段(14)を介して次段の双方向中継増幅器(91
B)に接続される。同様に、双方向中継増幅器(91
B)では無線周波数帯の信号の残りの部分は接続端子
(12A)を介して漏洩同軸ケーブルあるいは漏洩アン
テナ(地板を有し単一あるいは連続した放射素子を有す
る高周波伝送路からなるアンテナ)(15)に接続され
る。漏洩同軸ケーブルあるいは漏洩アンテナ(15)
は、移動局(82)とは安定した結合係数で結合され、
その垂直な方向に電波が放射され、外部導体が地板の役
割を果たすかあるいは地板そのものを有することから定
在波に強いアンテナを形成する。対移動局アンテナ(8
4A)と双方向中継増幅器(91A)を一体形にするこ
とにより、小形で耐候性の優れた双方向中継増幅器が実
現できる。第4図はこの発明の基地局分散装置を並列に
接続する場合の他の実施例を示す図であり、(1)は電
話回線を接続し音声信号を分岐する分岐回路、(2)は
無線周波数帯のTDD方式等の送信機、(3)は無線周
波数帯のTDD方式等の受信機、(4)(5)(8)は
無線周波数帯の信号を分岐する分岐回路、(6)は下り
方向の無線周波数帯の信号の増幅回路、(7)は上り方
向の無線周波数帯の信号の増幅回路、(9)は電話回線
の接続端子、(10A)(10B)は基地局(81)の
上り方向と下り方向の無線周波数帯の信号の個別の接続
端子、(11A)(11B)(12A)(12B)(1
2C)(12D)は双方向中継増幅器(91A)(91
B)の上り方向と下り方向の無線周波数帯の信号の個別
接続端子、(84A)(84B−1)(84B−2)
対移動局アンテナ、(13A)(13B)(14A)
(14B)(15A)(15B)は高周波伝送手段
(43A)(43B)は方向性結合器である。 電話回
線からの音声信号は分岐回路(1)によって上り方向と
下り方向の音声信号に分岐され、下り方向の音声信号は
送信機(2)によってTDD方式等の無線周波数帯の信
号に変換され、上り方向の無線周波数帯の信号は受信機
(3)により音声信号に変換される。 送信機(2)の
無線周波数帯の信号は、接続端子(10A)により独立
高周波伝送手段(13A)を経由して接続端子(11
A)に接続され、方向性結合器(43A)に於て双方向
中継増幅器(91A)の下り方向の増幅器(6)に結合
され、増幅されて分岐回路(8)により対移動局アンテ
ナ(84A)に接続されて空間に放射される。一方上り
方向の無線周波帯の信号は、対移動局アンテナ(84
A)で受信され、分岐回路(8)により分岐されて上り
方向増幅回路(7)により増幅され、方向性結合器(4
3B)により高周波伝送手段(13B)に結合されて接
続端子(10B)を経由して基地局(81)の受信機
(3)に接続され、更に、方向性結合器(43A)(4
3B)の一方の端子は高周波伝送手段(14A)(14
B)を介して次段の双方向中継増幅器(91B)に接続
され、方向性結合器(43A)(43B)により結合さ
れ、増幅されて対移動局アンテナ(84B−1)(84
B−2)に接続される。対移動局アンテナ(84B−
1)(84B−2)の間は、分岐回路(8)より大きな
アイソレーションが得られるためより安定な増幅ができ
る利点がある。本実施例では、上り方向と下り方向の増
幅回路が充分アイソレートされているため、回り込みに
よる不要な発振を引き起こす可能性が少ない利点があ
る。第5図はこの発明の基地局分散装置を直列に接続す
る場合の一実施例を示す図であり、(1)は電話回線を
接続し音声信号を分岐する分岐回路、(2)は無線周波
数帯のTDD方式等の送信機、(3)は無線周波帯の
DD方式等の受信機、(4)(5)(8)(8A)(8
B)は無線周波数帯の信号を分岐する分岐回路、(6)
は下り方向の無線周波数帯の信号の増幅回路、(7)は
上り方向の無線周波数帯の信号の増幅回路、(9)は電
話回線の接続端子、(10)は基地局(81)の無線周
波数帯の信号の接続端子、(11)(12)(12A)
(12B)は双方向中継増幅器(91A)(91B)の
無線周波数帯の信号の接続端子、(84A)は対移動局
アンテナ、(13)(14)は高周波伝送手段、(1
5)は漏洩同軸ケーブルあるいは漏洩アンテナである。
電話回線からの音声信号は分岐回路(1)によって上り
方向と下り方向の音声信号に分岐され、下り方向の音声
信号は送信機(2)によって無線周波数帯の信号に変換
され、上り方向の無線周波数帯の信号は受信機(3)に
より音声信号に変換される。 送信機(2)と受信機
(3)の無線周波数帯の信号は、分岐回路(4)によっ
て分岐され接続端子(10)により共通の高周波伝送手
(13)を経由して接続端子(11)に接続され、分
岐回路(5)によって再び上り方向と下り方向に分岐さ
れ、下り方向は増幅回路(6)により、上り方向は増幅
回路(7)により増幅され、分岐回路(8B)により分
岐されて対移動局アンテナ(84A)に接続される。一
方、分岐回路(8A)の出力端子(12A)は高周波伝
送手段(14)を介して次段の双方向中継増幅器((9
1B)に接続され、同様に,分岐回路(8)により高周
波漏洩ケーブルあるいは漏洩アンテナ(15)に接続さ
れる。本実施例では、例えば高周波伝送手段(11A)
の伝送損失は双方向中継増幅器(91A)の増幅回路
(6)により増幅されるので、出力端子(12A)では
基地局(81)の出力端子(10A)での送信出力とほ
とんど同じ値にすることが出来るので、双方向中継増幅
器を多段に結合することが出来る。第6図はこの発明の
基地局分散装置を直列に接続する場合の他の実施例を示
す図であり、(1)は電話回線を接続し音声信号を分岐
する分岐回路、(2)は無線周波数帯のTDD方式等の
送信機、(3)は無線周波数帯のTDD方式等の受信
機、(6)は下り方向の無線周波数帯の信号の増幅回
路、(7)は上り方向の無線周波数帯の信号の増幅回
路、(9)は電話回線の接続端子、(10A)(10
B)は基地局(81)の無線周波数帯の信号の上り方向
と下り方向の接続端子、(11A)(11B)(12
A)(12B)(12C)(12D)は双方向中継増幅
器(91A)(91B)の無線周波数帯の信号の上り方
向と下り方向の接続端子、(84A−1)(84A−
2)は対移動局アンテナ、(13A)(13B)(14
A)(14B)は高周波伝送手段、(15A)(15
B)は漏洩同軸ケーブルあるいは漏洩アンテナである。
電話回線からの音声信号は分岐回路(1)によって上り
方向と下り方向の音声信号に分岐され、下り方向の音声
信号は送信機(2)によって無線周波数帯の信号に変換
され、上り方向の無線周波数帯の信号は受信機(3)に
より音声信号に変換される。送信機(2)の無線周波数
帯の信号は、接続端子(10A)により独立の高周波伝
送手段(13A)を経由して接続端子(11A)に接続
され、双方向中継増幅器(91A)の下り方向の増幅器
(6)に接続され、増幅されて対移動局アンテナ(84
A−1)に接続されて空間に放射される。一方上り方向
の無線周波数帯の信号は対移動局アンテナ(84A−
2)で受信され、上り方向増幅回路(7)により増幅さ
れ、高周波伝送手段(13B)に接続されて接続端子
(10B)を経由して基地局(81)の受信機(3)に
接続される。増幅回路(6)(7)の一方の端子はそれ
ぞれに2分岐され、高周波伝送手段(14A)(14
B)を介して次段の双方向中継増幅器(91B)に接続
され、増幅されて漏洩同軸ケーブルあるいは漏洩アンテ
ナ(15A−1)(15A−2)に接続される。高周波
伝送手段による損失を増幅器により増幅するため多段接
続をしてもよく、基地局の無線周波数帯の信号を広い範
囲に分散できる。第7図は、例えば、第4図に示す双方
向中継増幅器(91A)の内部構成を示し、(5)(8
A)(8B)は上り方向と下り方向の分岐を行うサーキ
ュレーター、(6)(7)は上り方向と下り方向の増幅
回路、(31)(32)は増幅回路(6)の接続端子、
(21)(23)は入力レベルおよび出力レベル検出回
路、(33)(34)は増幅回路(7)の接続端子、
(22)(23)は入力レベルおよび出力レベル検出回
路、(25)はA/D、D/Aコンバーターを有する例
えば制御用マイコン、(11)は前段からの接続端子
(同軸コネクター等)、(43A)(43B)は2分岐
回路、(12A)(12B)は対移動局アンテナへの接
続端子(同軸コネクタ等)である。接続端子(11)か
らの無線周波数帯の信号はサーキュレーター(5)によ
り下り方向に分岐され増幅回路(6)により増幅され
分岐回路(43A)によって2分岐され、サーキュレー
ター(8A)(8B)を通じて分岐され接続端子(12
A)(12B)に導かれる。 途中、入力レベル検出回
路(21)および出力レベル検出回路(23)によって
それぞれの信号レベルが検出される。同様に、対移動局
アンテナの接続端子(12A)(12B)からの無線周
波数帯の信号はサーキュレーター(8A)(8B)によ
り上り方向に分岐され、2分岐回路(43A)(43
B)によって2分岐されて増幅回路(7)により増幅さ
れサーキュレーター(5)を通じて前段への接続端子
(11)に導かれる。 途中、入力レベル検出回路(2
4)および出力レベル検出回路(22)によってそれぞ
れの信号レベルが検出される。検出された入力レベルお
よび出力レベルは制御用マイコン(25)により比較さ
れ、プログラムされた手順により増幅回路(6)および
(7)の利得が制御される。 TDD方式の特徴とし
て、送信周波数と受信周波数は同一であるが送信と受信
が同時に行われることは無い。即ち、上り方向と下り方
向に同時に信号が存在することは無いことからこの特徴
を利用する。本発明の制御回路では、このTDD方式の
特徴を生かして増幅回路(6)および(7)の利得をア
ダプテイブに制御して上り方向と下り方向の回り込みに
より発生する発振を除去するようにプログラムされる。
最初、下り方向の増幅回路(6)の利得は比較的に小さ
い状態に設定されており、上り方向の増幅回路(7)の
利得は予め決められた比較的大きな値に設定されてい
る。 次に、基地局(81)が送信状態であり移動局
(82)が受信状態にあるとすると、下り方向の入力レ
ベル検出回路(21)が基地局(81)からの信号を検
出した時点で増幅回路(6)の利得を増加し、当該増幅
回路(6)の直線性が維持されるように出力を制御する
と同時に、上り方向の増幅回路(7)の利得を減少させ
る。増幅回路(7)の利得を減少させる度合は、出力レ
ベル検出回路(23)の値と入力レベル検出回路(2
4)の差からサーキュレーター(8)のアイソレーショ
ンあるいは次段よりの反射の程度をアダプテイブに推定
して決める。次に、移動局あるいは端末装置(82)が
送信状態であり基地局(81)が受信状態にあるとする
と、上り方向の出力レベル検出回路(22)が信号を検
出しないかぎり上り方向の増幅回路(7)の利得は高い
ままに保たれるが、上り方向の出力レベル検出回路(2
2)がある規定値以上の信号レベルを検出すると上り方
向の増幅回路(7)の利得を減少させると同時に下り方
向の増幅回路(6)の利得を待機状態よりも更に減少さ
せる。増幅回路(6)(7)の利得を減少させる度合
は、出力レベル検出回路(22)の値と入力レベル検出
回路(21)の差からサーキュレーター(5)のアイソ
レーションあるいは前段よりの反射の程度をアダプテイ
ブに推定して決める。上記のように増幅回路(6)
(7)の利得の制御はアタプテイブに継続して行われ、
停電後の再起動の場合でも記憶したパラメーターにより
スタートするように設定されるために常に最適の状態で
動作する。第8図は、制御用マイコン(25)の具体例
を示す図である。 制御用マイコン(25)は、例え
ば、DSP(デジタルシグナルプロセッサー)と称され
るものであり、A/Dコンバーター(51)(52)
(53)(54)、D.Aコンバーター(55)(5
6)、制御回路(57)、BAM(可変メモリー)(5
8)、ROM(固定メモリー)(59)等から構成され
る。(35)(36)(37)(38)(39)(4
0)はそれぞれの接続端子であり、第2図のレベル検出
回路(21)(22)(23)(24)の出力は端子
(35)(37)(38)(40)に接続され、増幅回
路(6)(7)の利得制御用端子は端子(36)(3
9)に接続される。 制御用マイコン(57)の制御は
ROM(59)に書き込まれたプログラムによって実行
され、各回路の制御パラメーター等はRAM(58)に
記憶されバッテリーでバックアップされる。例えば、レ
ベル検出回路(21)からのアナログ出力が端子(3
5)に印加されるとA/Dコンバーター(51)により
デジタル信号に変換され制御回路(57)に読み込まれ
る。 この状態で、他端(40)(38)への入力が規
定値以下の場合には、制御回路(57)は端子(35)
のレベルに比例したレベルが端子(37)に出力される
ようD/Aコンバーター(55)を介して増幅回路
(6)の利得を制御する。 これと同時に、D/Aコン
バーター(56)を介して増幅回路(7)の利得を低下
させる。 このようにして各端子(35)(37)(3
8)(40)のレベルの状態に応じて増幅回路(6)
(7)の利得を制御する手順がプログラムされているい
る。増幅回路(6)の利得をG1(dB)、増幅回路
(7)の利得をG2(dB)、サーキュレーター(5)
のアイソレーションをY1(dB)、サーキュレーター
(8)のアイソレーションをY2(dB)とすると、G
1+G2でY1+Y2の関係が、サーキュレーターのア
イソレーションが変化した時でも,常に成り立つように
利得G1、G2を制御することによって安定な双方向中
継増幅器が実現できる。第9図(A)(B)は、第5図
に於ける双方向中継増幅器(91A)(91B)の構成
図であり、(11A)(11B)(12A)(12B)
(12C)(12D)は個別の接続端子、(6)は下り
方向の増幅回路、(7)は上り方向の増幅回路、(43
A)(43B)は2分岐回路である。本双方向中継増幅
器を用いると上り方向と下り方向が完全に分離できるこ
とから、安定な動作が確保できる。また、複数の送受信
機を合成する場合各送受信機間の同期をとらなくても周
波数を違えるだけで送信機から受信機への感度抑圧を本
方式により大幅に改善できるメリットがある。増幅回路
(6)(7)は無線周波帯のストレートアンプであり、
下り方向の増幅回路(6)の直線性の制御以外は通常
御回路は必要でないが、第7図に示す制御回路(25)
により利得制御を行えばより安定した動作が確保でき
る。第10図は、本発明の他の実施例を示す図であり、
基地局(81)に複数の送信機(2A)(2B)と受信
機(3A)(3B)を設け、合成回路(16)(17)
で送受個別に合成して高周波伝送手段の接続端子(10
A)(10B)に接続される。チャネルの利用効率を
(アーラン/チャネル)と定義すると、下記に呼損率1
%の場合の例を示すように、複数台数の4チャネルのT
DMA/TDDの送受信機を合成した場合のチャネル利
用効率を求めると利用効率が大幅に改善されことること
が分かる。なお、上記では送受信機が2台の場合につい
て述べたが、送受信機の数は大きいほどチャネルの利用
効率が高くなるが、20チャネル程度で飽和が始まるこ
とから、4チャネルのTDMA/TDDの送受信機4台
を1式として合成し、多方面に分散するのが経済的てあ
る。 4チャネルの場合:チャネルの利用効率は11%(内1
チャネルは制御用) 8チャネルの場合:チャネルの利用効率は31%(内1
チャネルは制御用) 12チャネルの場合:チャネルの利用効率は46%(内
1チャネルは制御用) 16チャネルの場合:チャネルの利用効率は50%(内
1チャネルは制御用) 例えば、4チャネルの基地局を4ケ所に設けるのと、1
6チャネルの基地局の入出力を本発明の基地局分散装置
により4ケ所に分散した場合を比較すると 4チャネルを4ケ所に設置:チャネルの利用効率は11
% 16チャネルを4ケ所に分散:チャネルの利用効率は5
0% となり、チャネル利用効率が4.5倍に改善されること
から効果が大きい。また、基地局を分散した場合には1
基地局当たりのサービスエリアを小さく出来ることか
ら、遅延分散等による影響を軽減出来る効果がある。以
上の説明では、増幅回路の入力端子および出力端子の何
れにもレベル検出回路を設けたが、一部を省略しても同
様な効果が得られ、また、増幅回路の途中にレベル検出
回路を接続しても同様な効果がえられる。また、信号の
レベルを検出する代わりに、デジタル信号により変調さ
れた無線周波数帯の信号を検波したり、レベル以外のパ
ラメーター例えばデジタル信号のアイパターンあるいは
I/Q信号等を検出しても効果が期待できる。また、制
御用マイコンは、DSPで無く通常のマイコンとD/A
A/Dコンバーターを組み合わせるか、通常のロジッ
ク回路で構成する等の方法でも実現でき、制御手順につ
いても一例を示したが、学習の手法を活用したアダプテ
イブな制御手順、あるいはフアジイ制御手順等種々のも
のが考えられる。また、対移動局アンテナと双方向中継
増幅器を一体にするよう説明したが、別ケースに収納し
ても同様な効果が得られる。また、無線周波数帯の信号
の分岐回路には、サーキュレーターを用いるとしたが、
ハイブリッド回路、方向性結合器、電子スイッチあるい
は分配器等によっても同様な効果が得られる。また、高
周波伝送手段あるいは対移動局アンテナには外部導体が
地板の役割をする漏洩同軸ケーブルあるいは漏洩導波
管、あるいは地板を有し単独あるいは連続する放射素子
を有する高周波伝送路からなる漏洩アンテナ、あるいは
対移動局アンテナとして地板あるいは反射板を有するパ
ッチアンテナ、コーナーレフレクター、あるいはパラボ
ラアンテナ等を使用することによって、定在波に強い通
信が確保できる。また、高周波伝送手段をCATV等
の無線周波数帯の信号の伝送と共用して利用したり、局
発のための発振器を別に設け当該局発とミクシングして
無線周波数帯の信号の周波数を低くして高周波伝送手段
の区間を伝送し双方向中継増幅器で再度元に戻したりす
ることによって、高周波伝送手段の利用効率を高めたり
伝送損失を軽減する等の方法が考えられる。また、高周
波伝送手段を通じて基地局側あるいは逆方向から双方向
中継増幅器へ電源を供給することにより双方向中継増幅
器の無給電化が可能になる。また、本発明の基地局分散
装置を電柱に設置する場合について説明したが、ビルデ
イング内各フロア、自然物、これらの間に張られた架
線上、あるいは地下街等に設置しても同様の効果が得ら
れる。
【0007】
【発明の効果】本発明は、上記のように構成されるた
め、広い地域に基地局の無線周波帯の信号を分散するた
めの装置が経済的に実現出来、しかも対移動局アンテナ
のインピーダンスの変化等により、サーキューレーター
のアイソレーションが変化した場合でも、増幅回路の不
要な発振を除去出来る等の効果がある。この他に、下り
方向の増幅回路の直線性を制御してQPSK等の線形変
調波の側帯波の広がるのを防止することが出来るなどの
効果がある。
【図面の簡単な説明】
【第1図】本発明の基地局分散装置の設置例を示す構成
【第2図】本発明の基地局分散装置を並列に接続する場
合の一実施例を示す構成図
【第3図】本発明の基地局分散装置を並列に接続する場
合の他の実施例を示す構成図
【第4図】本発明の基地局分散装置を直列に接続する場
合の一実施例を示す構成図
【第5図】本発明の基地局分散装置を直列に接続する場
合の他の実施例を示す構成図
【第6図】本発明の双方向中継増幅器の内部構造の一実
施例を示す構成図
【第7図】本発明の制御用マイコンの実施例を示す構成
【第8図】本発明の双方向中継増幅器の内部構造の他の
例を示す構成図
【第9図】本発明の基地局の他の実施例を示す構成図
【第10図】従来の双方向中継増幅器の例を示すシステ
ム構成図
【符号の説明】 1 電話回線インターフエ
イス(分岐回路) 2 無線周波のFDMA/
TDD、TMDA/ TDDあるいはCDMA方式等の
信機 3 無線周波のFDMA/
TDD、TMDA/TDDあるいはCDMA方式等の
信機 4、5、8、8A、8B 分岐回路4A、4B 無線周波帯合成器 6 下り方向の増幅回路 7 上り方向の増幅回路 9 電話回線の接続端子 10、10A、10B 基地局の無線周波信
号入出力端子 11、11A、11B 双方向中継増幅器入
力端子 12、12A、12B、12B 双方向中継増幅器出
力端子12C、12D 同上 13、14、13A、13B、 高周波伝送手段 14A、14B 同上 15、15A、15B 漏洩同軸ケーブルあ
るいは漏洩アンテナ 21、24 入力レベル検出回路 22、23 出力レベル検出回路 30 下り方向の入力レベ
ル検出回路の接続端子 31、32 下り方向の増幅回路
の接続端子 33、34 上り方向の増幅回路
の接続端子 35、40 入力レベル検出回路
の出力端子 37、38 出力レベル検出回路
の出力端子 36 下り方向の増幅回路
の制御端子 39 上り方向の増幅回路
の制御端子 41、42 入力レベル検出回路
の接続端子43A、43B 方向性結合器 51〜54 A/Dコンバーター 55、56 D/Aコンバーター 57 制御回路 58 RAM 59 ROM 81 基地局 82 移動局 83、83A、83B 対基地局アンテナ 84、84A、84A−1 対移動局アンテナ84A−2、84B、84B−1 同上 84B−2 同上 85、86 双方向中継増幅器の
接続端子 87、88 空中線共用器 89 下り方向中継増幅回
路 90 上り方向中継増幅回
路 91、91A、91B 双方向中継増幅器
【手続補正3】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【第1図】
【第2図】
【第7図】
【第8図】
【第3図】
【第4図】
【第5図】
【第6図】
【第9図】
【第10図】
【第11図】 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成7年9月25日
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 基地局分散装置
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、基地局に設置された
1個あるいは複数の送信機と受信機の無線周波数帯の信
号を合成あるいは分岐し、高周波伝送手段により無線周
波数帯の信号を複数カ所に分散して送受信するための基
地局分散装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】第11図は、例えば、日本電信電話公社
電気通信研究所発行の研究発表論文集第37号に示され
た従来の双方向中継増幅器の構成図を示すものである。
図において、(81)は基地局、(91)は双方向中継
増幅器、(82)は移動局、(83)は対基地局アンテ
ナ、(84)は対移動局アンテナ、(87)(88)は
アンテナ共用器、(89)は基地局(81)からの信号
を中継増幅するための下り方向の増幅回路、(90)は
移動局(82)からの信号を中継増幅するための上り方
向の増幅回路、(85)(86)は接続端子である。次
に動作について説明する。対基地局アンテナ(83)に
よって受信された基地局(81)からの信号は、接続端
子(85)を通じてアンテナ共用器(87)によって分
波され、下り方向の増幅回路(89)によって増幅さ
れ、アンテナ共用器(88)および接続端子(86)を
通じて対移動局アンテナ(84)から再輻射され移動局
(82)により受信される。一方、対移動局アンテナ
(84)で受信された移動局(82)からの信号は、接
続端子(86)を通じてアンテナ共用器(88)によっ
て分波され、上り方向の増幅回路(90)によって増幅
され、アンテナ共用器(87)および接続端子(85)
を通じて対基地局アンテナ(83)から再輻射され基地
局(81)により受信される。内部あるいはアンテナ間
の回り込みによる発振を防止するためには、アンテナ共
用器のアイソレーションが十分に大きい(60dB以上
等)ことが必須である。このため、従来の移動通信方式
では上り方向と下り方向の周波数が必要なアイソレーシ
ョンを確保出来るだけ離して割当られている。
【0003】
【考案が解決しようとする課題】従来の双方向中継増幅
器は以上のように構成されているので、上り方向と下り
方向の無線周波数帯の信号の周波数が異なり適当に離れ
ていることが必須であり、FDMA/TDD(Freq
uency Division Multiple A
ccess/Time Division Duple
x)、TDMA/TDD(Time Division
Multiple Access/Time Div
ision Duplex)、CDMA(Code D
ivision Multiple Access)方
式等の時分割同時送受話方式(以下TDD方式と称す
る)のように、上り方向と下り方向の無線周波数帯の信
号が全く同一の周波数帯の場合には適用出来ない問題点
があり、また、当該双方向中継増幅器を多段に接続して
基地局からの信号を分散するような適用はなされていな
かった。この発明は、上記ような問題点を解消するため
になされたもので、TDD方式等の送信機および受信機
を有する基地局からの同一無線周波数帯の信号を双方向
で安定に中継増幅するとともに、電柱あるいはビルデイ
ング内あるいは地下街等の構造物を利用して屋外あるい
は屋内の広い範囲に展開することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】この発明に係わる基地局
分散装置を電柱、ビルデイング内、地下街等の建造物あ
るいはこれらに張られた架線上に設置し、当該双方向中
継増幅器と単一あるいは複数の送信機および受信機を有
する基地局との間あるいは他の双方向中継増幅器との間
を高周波伝送手段で接続することによって、当該基地局
のサービスエリアを拡張し無線周波数の有効活用を図
る。また、上り方向あるいは下り方向の無線周波数帯の
信号を増幅する増幅器において当該増幅器の利得あるい
は出力あるいは入力と出力の関係を制御することによっ
て上り方向と下り方向の無線周波数がともに同一周波数
であるTDD方式等においても無線周波数帯の信号の回
り込み等による不要な発振を抑圧出来るようにしたもの
である。
【0005】
【作用】この発明において、単一あるいは複数の送信機
および受信機を有する基地局からの上り方向と下り方向
の無線周波数帯の信号を、電柱、ビルデイング内、地下
街等の建造物あるいはこれらに張られた架線に設置した
双方向中継増幅器へそれぞれ個別あるいは共通の高周波
伝送手段により接続し、当該双方向中継増幅器において
上り方向と下り方向それぞれ個別に増幅器を設けて増幅
することによって、上り方向と下り方向の無線周波数が
ともに同一周波数であるTDD方式等の無線周波数帯の
信号を、回り込み等による不要な発振を抑圧して増幅で
き、基地局のサービスエリアを拡張出来る。
【0006】
【実施例】以下、この発明の実施例について説明する。
第1図は、基地局分散装置の設置例を示し、(81)は
基地局、(91A)(91B)は双方向中継増幅器、
(84A)(84B)は対移動局アンテナ、(92A)
(92B)は電柱等の建造物、(13)(14)(1
5)は高周波伝送手段、(82)は移動局あるいは端末
装置である。基地局(81)はTDD方式等のように同
一の周波数で動作する単一あるいは複数の送信機と受信
器で構成され、当該送受信機の無線側入出力端子で合成
され、高周波伝送手段(13)により双方向中継増幅器
(91A)に接続されている。高周波伝送手段(13)
の損失のため基地局(81)の送信機からの信号は減衰
した状態で双方向中継増幅器(91A)に接続あるいは
方向性結合器等により結合される。双方向中継増幅器
(91A)は電柱(92A)等の建造物に取り付けられ
ており、当該基地局(81)の送信機からの信号は増幅
され対移動局アンテナ(84)から空間に輻射され、一
部の無線周波数帯の信号は次段の高周波伝送手段(1
4)に送られる。逆に、対移動局アンテナ(84A)か
らの無線周波数帯の信号は双方向中継増幅器(91A)
で増幅され、高周波伝送手段(13)を介して基地局
(81)に伝送される。この場合、双方向中継増幅器
(91A)の増幅度と高周波伝送手段(13)の伝送損
失はほぼ同じ値に設定される。一方、双方向中継増幅器
(91B)は同様の動作をするが、一部の高周波帯の信
号は漏洩同軸ケーブルあるいは漏洩アンテナ(15)に
送られる。第2図はこの発明の基地局分散装置の設置例
を示し、高周波伝送手段(13)(14)の長さをほぼ
均等にすることによって、基地局(81)から送受信さ
れるデジタル信号の遅延時間を均等にし、隣接する対移
動局アンテナ(84A)(84B)から送受信される無
線周波数帯の信号間の相互干渉によって引き起こされる
伝送誤りの増加を防止する効果をもたせることが出来
る。第3図はこの発明の基地局分散装置を並列に接続す
る場合の一実施例を示す図であり、(1)は電話回線を
接続し音声信号を分岐する分岐回路、(2)は無線周波
数帯のTDD方式等の送信機、(3)は無線周波数帯の
TDD方式等の受信機、(4)(5)(8)は無線周波
数帯の信号を分岐する分岐回路、(6)は下り方向の無
線周波数帯の信号の増幅回路、(7)は上り方向の無線
周波数帯の信号の増幅回路、(9)は電話回線の接続端
子、(10)は基地局(81)の無線周波数帯の信号の
接続端子、(11)(12)(12A)(12B)は双
方向中継増幅器(91A)(91B)の無線周波数帯の
信号の接続端子、(84A)(84B)は対移動局アン
テナ、(13)(14)(15)高周波伝送手段、
(43)は方向性結合器等の結合器である。電話回線か
らの音声信号は分岐回路(1)によって上り方向と下り
方向の音声信号に分岐され、下り方向の音声信号は送信
機(2)によってTDD方式等の無線周波数帯の信号
(以下無線周波数帯の信号と称する)に変換され、上り
方向の無線周波数帯TDD方式等の信号から受信機
(3)により音声信号に変換される。送信機(2)と受
信機(3)からの無線周波数帯の信号は分岐回路(4)
によって分岐され接続端子(10)により共通の高周波
伝送手段(13)を経由して接続端子(11)により双
方向中継増幅器(91A)に接続され、方向性結合器
(43)により結合され、分岐回路(5)によって再び
上り方向と下り方向に分岐され、下り方向は増幅回路
(6)により、上り方向は増幅回路(7)により増幅さ
れ、分岐回路(8)により分岐されて対移動局アンテナ
(84A)に接続される。無線周波数帯の信号の残りの
部分は、接続端子(12A)および高周波伝送手段(1
4)を介して次段の双方向中継増幅器(91B)に接続
される。同様に、双方向中継増幅器(91B)では無線
周波数帯の信号の残りの部分は、接続端子(12A)を
介して漏洩同軸ケーブルあるいは漏洩アンテナ(地板を
有し単一あるいは連続した放射素子を有する高周波伝送
路からなるアンテナ)(15)に接続される。漏洩同軸
ケーブルあるいは漏洩アンテナ(15)は、移動局(8
2)とは安定した結合係数で結合され、その垂直な方向
に電波が放射され、外部導体が地板の役割を果たすかあ
るいは地板そのものを有することから定在波に強いアン
テナを形成する。対移動局アンテナ(84)と双方向中
継増幅器(91A)を一体形にすることにより、小形で
耐候性の優れた双方向中継増幅器が実現できる。第4図
はこの発明の基地局分散装置を並列に接続する場合の他
の実施例を示す図であり、(1)は電話回線を接続し音
声信号を分岐する分岐回路、(2)は無線周波数帯の
DD方式等の送信機、(3)は無線周波数帯のTDD方
式等の受信機、(4)(5)(8)は無線周波数帯の信
号を分岐する分岐回路、(6)は下り方向の無線周波数
帯の信号の増幅回路、(7)は上り方向の無線周波帯の
信号の増幅回路、(9)は電話回線の接続端子、(10
A)(10B)は基地局(81)の上り方向と下り方向
無線周波数帯の信号の個別の接続端子、(11A)
(11B)(12A)(12B)(12C)(12D)
は双方向中継増幅器(91A)(91B)の上り方向と
下り力向の無線周波数帯の信号の個別の接続端子、(8
4A)(84B−1)(84B−2)は対移動局アンテ
ナ、(13A)(13B)(14A)(14B)(15
A)(15B)高周波伝送手段(43A)(43
B)は方向性結合器である。電話回線からの音声信号は
分岐回路(1)によって上り方向と下り方向の音声信号
に分岐され、下り方向の音声信号は送信機(2)によっ
TDD方式等の無線周波数帯の信号に変換され、上り
方向の無線周波数帯の信号は受信機(3)により音声信
号に変換される。送信機(2)の無線周波数帯の信号
は、接続端子(10A)により独立の高周波伝送手段
(13A)を経由して接続端子(11A)に接続され、
方向性結合器(43A)に於て双方向中継増幅器(91
A)の下り方向の増幅器器(6)に結合され、増幅され
て分岐回路(8)により対移動局アンテナ(84A)に
接続されて空間に放射される。一方上り方向の無線周波
帯の信号は、対移動局アンテナ(84A)で受信され、
分岐回路(8)により分岐されて上り方向増幅回路
(7)により増幅され、方向性結合器(43B)により
高周波伝送手段(13B)に結合されて接続端子(10
B)を経由して基地局(81)の受信機(3)に接続さ
れ、更に、方向性結合器(43)(43B)の一方の端
子は高周波伝送手段(14A)(14B)を介して次段
の双方向中継増幅器(91B)に接続され、方向性結合
器(43A)(43B)により結合され、増幅されて対
移動局アンテナ(84B−1)(84B−2)に接続さ
れる。対移動局アンテナ(84B−1)(84B−2)
の間は、分岐回路(8)より大きなアイソレーションが
得られるためより安定な増幅ができる利点がある。本実
施例では、上り方向と下り方向と増幅回路が充分アイソ
レートされているため、回り込みによる不要な発振を引
き起こす可能性が少ない利点がある。第5図はこの発明
の基地局分散装置を直列に接続する場合の一実施例を示
す図であり、(1)は電話回線を接続し音声を分岐する
分岐回路、(2)は無線周波数帯のTDD方式等の送信
機、(3)は無線周波帯のTDD方式等の受信機、
(4)(5)(8)(8A)(8B)は無線周波数帯の
信号を分岐する分岐回路、(6)は下り方向の無線周波
数帯の信号の増幅回路、(7)は上り方向の無線周波数
の信号の増幅回路、(9)は電話回線の接続端子、
(10)は基地局(81)の無線周波数帯の信号の接続
端子、(11)(12)(12A)(12B)は双方向
中継増幅器(91A)(91B)の無線周波数帯の信号
の接続端子、(84A)は対移動局アンテナ、(13)
(14)は高周波伝送手段、(15)は漏洩同軸ケーブ
ルあるいは漏洩アンテナである。電話回線からの音声信
号は分岐回路(1)によって上り方向と下り方向の音声
信号に分岐され、下り方向の音声信号は送信機(2)に
よって無線周波数帯の信号に変換され、上り方向の無線
周波数帯の信号は受信機(3)により音声信号に変換さ
れる。送信機(2)と受信機(3)の無線周波数帯の信
号は、分岐回路(4)によって分岐され接続端子(1
0)により共通の高周波伝送手段(13)を経由して接
続端子(11)に接続され、分岐回路(5)によって再
び上り方向と下り方向に分岐され、下り方向は増幅回路
(6)により、上り方向は増幅回路(7)により増幅さ
れ、分岐回路(8B)により分岐されて対移動局アンテ
ナ(84A)に接続される。一方、分岐回路(8A)の
出力端子(12A)は高周波伝送手段(14)を介して
次段の双方向中継増幅器(91B)に接続され、同様
に、分岐回路(8)により高周波漏洩ケーブルあるいは
漏洩アンテナ(15)に接続される。本実施例では、例
えば高周波伝送手段(11A)の伝送損失は双方向中継
増幅器(91A)の増幅回路(6)により増幅されるの
で、出力端子(12A)では基地局(81)の出力端子
(10A)での送信出力とほとんと同じ値にすることが
出来るので、双方向中継増幅器を多段に結合することが
出来る。第6図はこの発明の基地局分散装置を直列に接
続する場合の他の実施例を示す図であり、(1)は電話
回線を接続し音声信号を分岐する分岐回路、(2)は無
線周波数帯のTDD方式等の送信機、(3)は無線周波
数帯のTDD方式等の受信機、(6)は下り方向の無線
周波数帯の信号の増幅回路、(7)は上り方向の無線周
波数帯の信号の増幅回路、(9)は電話回線の接続端
子、(10A)(10B)は基地局(81)の無線周波
数帯の信号の上り方向と下り方向の接続端子、(11
A)(11B)(12A)(12B)(12C)(12
D)は双力向中継増幅器(91A)(91B)の無線周
波数帯の信号の上り方向と下り方向の接続端子、(84
A−1)(84A−2)は対移動局アンテナ、(13
A)(13B)(14A)(14B)は高周波伝送手
段、(15A)(15B)は漏洩同軸ケーブルあるいは
漏洩アンテナである。電話回線からの音声信号は分岐回
路(1)によって上り方向と下り方向の音声信号に分岐
され、下り方向の音声信号は送信機(2)によって無線
周波数帯の信号に変換され、上り方向の無線周波数帯の
信号は受信機(3)により音声信号に変換される。送信
機(2)の無線周波数帯の信号は、接続端子(10A)
により独立の高周波伝送手段(13A)を経由して接続
端子(11A)に接続され、双方向中継増幅器(91
A)の下り方向の増幅器(6)に接続され、増幅されて
対移動局アンテナ(84A−1)に接続されて空間に放
射される。一方上り方向の無線周波数帯の信号は対移動
局アンテナ(84A−2)で受信され、上り方向増幅器
回路(7)により増幅器され、高周波伝送手段(13
B)に接続されて接続端子(10B)を経由して基地局
(81)の受信機(3)に接続される。増幅回路(6)
(7)の一方の端子はそれぞれ2分岐され、高周波伝送
手段(14A)(14B)を介して次段の双方向中継増
幅器(91B)に接続され、増幅されて漏洩同軸ケーブ
ルあるいは漏洩アンテナ(15A−1)(15A−2)
接続される。高周波伝送手段による損失を増幅器によ
り増幅するため多段接続をしてもよく、基地局の無線周
波数帯の信号を広い範囲に分散できる。第7図は、例え
ば、第4図に示す双方向中継増幅器(91A)の内部構
成を示し、(5)(8A)(8B)は上り方向と下り方
向の分岐を行うサーキュレーター、(6)(7)は上り
方向と下り方向の増幅回路、(31)(32)は増幅回
路(6)の接続端子、(21)(23)は入力レベルお
よび出力レベル検出回路(33)(34)は増幅回路
(7)の接続端子、(22)(23)は入力レベルおよ
び出力レベル検出回路、(25)はA/D、D/Aコン
バーターを有する例えば制御用マイコン、(11)は前
段からの接続端子(同軸コネクター等)、(43A)
(43B)は2分岐回路、(12A)(12B)は対移
動局アンテナへの接続端子(同軸コネクター等)であ
る。接続端子(11)からの無線周波数帯の信号はサー
キュレーター(5)により下り方向に分岐され増幅回路
(6)により増幅され2分岐回路(43A)によって2
分岐され、サーキュレーター(8A)(8B)を通じて
分岐され接続端子(12A)(12B)に導かれる。途
中、入力レベル検出回路(21)および出力レベル検出
回路(23)によってそれぞれの信号レベルが検出され
る。同様に、対移動局アンテナの接続端子(12A)
(12B)からの無線周波数帯の信号はサーキュレータ
(8A)(8B)により方向に分岐され、2分岐回路
(43A)(43B)によって2分岐されて増幅回路
(7)により増幅されサーキュレーター(5)を通じて
前段への接続端子(11)に導かれる。途中、入力レベ
ル検出回路(24)および出力レベル検出回路(22)
によってそれぞれの信号レベルが検出される。検出され
た入力レベルおよび出力レベルは制御用マイコン(2
5)により比較され、プログラムされた手順により増幅
回路(6)および(7)の利得が制御される。TDD方
式の特徴として、送信周波数と受信周波数は同一である
が送信と受信が同時に行われることは無い。即ち、上り
方向と下り方向に同時に信号が存在することは無いこと
からこの特徴を利用する。本発明の制御回路では、この
TDD方式の特徴を生かして増幅回路(6)および
(7)の利得のアダプテイブに制御して上り方向と下り
方向の回り込みにより発生する発振を除去するようにプ
ログラムされる。最初、下り方向の増幅回路(6)の利
得は比較的に小さい状態に設定されており、上り方向の
増幅回路(7)の利得は予め決められた比較的大きな値
に設定されている。次に、基地局(81)が送信状態に
あり移動局(82)が受信状態にあるとすると、下り方
向の入力レベル検出回路(21)が基地局(81)から
の信号を検出した時点で増幅回路(6)の利得を増加
し、当該増幅回路(6)の直線性が維持されるように出
力を制御すると同時に、上り方向の増幅回路(7)の利
得を減少させる。増幅回路(7)の利得を減少させる度
合は、出力レベル検出回路(23)の値と入力レベル検
出回路(24)の差からサーキュレーター(8)のアイ
ソレーションあるいは次段よりの反射の程度をアダプテ
イブに推定して決める。次に、移動局あるいは端末装置
(82)が送信状態であり基地局(81)が受信状態に
あるとすると、上り方向の出力レベル検出回路(22)
が信号を検出しないかぎり上り方向の増幅回路(7)の
利得は高いままに保たれるが、上り方向の出力レベル検
出回酪(22)がある規定値以上の信号レベルを検出す
ると上り方向の増幅回路(7)の利得を減少させると同
時に下り方向の増幅回路(6)の利得を待機状態よりも
更に減少させる。増幅回路(6)(7)の利得を減少さ
せる度合は、出力レベル検出回路(22)の値と入力レ
ベル検出回路(21)の差からサーキュレーター(5)
のアイソレーションあるいは前段よりの反射の程度をア
ダプテイブに推定して決める。上記のように増幅回路
(6)(7)の利得の制御はアダプテイブにに継続して
行われ、停電後の再起動の場合でも記憶したパラメータ
ーによりスタートするように設定されるために常に最適
の状態で動作する。第8図は、制御用マイコン(25)
の具体例を示す図である。制御用マイコン(25)は、
例えば、DSP(デジタルシグナルプロセッサー)と称
されるものであり、A/Dコンバーター(51)(5
2)(53)(54)、D/Aコンバーター(55)
(55)、制御回路(57)、RAM(可変メモリー)
(58)、ROM(固定メモリー)(59)等から構成
される。(35)(36)(37)(38)(39)
(40)はそれぞれの接続端子であり、第2図のレベル
検出回路(21)(22)(23)(24)の出力端子
(35)(37)(38)(40)に接続され、増幅回
路(6)(7)の利得制御用端子は端子(36)(3
9)に接続される。制御用マイコン(57)の制御はR
OM(59)に書き込まれたプログラムによって実行さ
れ、各回路の制御パラメーター等はRAM(58)に記
憶されバッテリーでバックアップされる。例えば、レベ
ル検出回路(21)からのアナログ出力が端子(35)
に印加されるとA/Dコンバーター(51)によりデジ
タル信号に変換され制御回路(57)に読み込まれる。
この状態で、他端(40)(38)への入力が規定値以
下の場合には、制御回路(57)は端子(35)のレベ
ルに比例したレベルが端子(37)に出力されるようD
/Aコンバーター(55)を介して増幅回路(6)の利
得を制御する。これと同時に、D/Aコンバーター(5
6)を介して増幅回路(7)の利得を低下させる。この
ようにして各端子(35)(37)(38)(40)の
レベルの状態に応じて増幅回路(6)(7)の利得を制
御する手順がプログラムされている。増幅回路(6)の
利得をG1(dB)、増幅回路(7)の利得をG2(d
B)、サーキュレーター(5)のアイソレーションをY
1(dB)、サーキュレーター(8)のアイソレーショ
ンをY2(dB)とすると、G1+G2<Y1+Y2の
関係が、サーキュレーターのアイソレーションをが変化
した時でも、常に成り立つように利得G1、G2を制御
することによって安定な双方向中継増幅器が実現でき
る。第9図(A)(B)は、第5図に於る双方向中継増
幅器(91A)(91B)の構成図、であり、(11
A)(11B)(12A)(12B)(12C)(12
D)は個別の接続端子、(6)は下り方向の増幅回路、
(7)は上り方向の増幅回路、(43A)(43B)は
2分岐回路である。本双方向中継増幅器を用いると上り
方向と下り方向が完全に分離できることから、安定な動
作が確保できる。また、複数な送受信機を合成する場合
各送受信機間の、同期をとらなくても周波数を違えるだ
けで送信機から受信機への感度抑圧を本方式により大幅
に改善できるメリットがある。増幅回路(6)(7)は
無線周波帯のストレートアンプであり、下り方向の増幅
回路(6)の直線性の制御以外は通常制御回路は必要で
ないが、第7図に示す制御回路(25)により利得制御
の行えば安定した動作が確保できる。第10図は、本発
明の他の実施例を示す図であり、基地局(81)に複数
の送信機(2A)(2B)の受信機(3A)(3B)を
設け、合成回路(16)(17)で送受個別に合成して
高周波伝送手段の接続端子(10A)(10B)に接続
される。チャネルの利用効率を(アーラン/チャネル)
定義すると、下記に呼損率1%の場合の例を示すよう
に、複数台数の4チャネルのTDMA/TDDの送受信
機を合成した場合のチャネル利用効率を求めると利用効
率が大幅に改善されることが分かる。なお、上記では送
受信機が2台の場合について述べたが、送受信機の数は
大きいほどチャネルの利用効率が高くなるが、20チャ
ネル程度で飽和が始まることから、4チャネルのTDM
A/TDDの送受信機4台を1式として合成し、多方面
に分散するのが経済的である。 4チャネルの場合:チャネルの利用効率は11%(内1
チャネルは制御用) 8チャネルの場合:チャネルの利用効率は31%(内1
チャネルは制御用) 12チャネルの場合:チャネルの利用効率は46%(内
1チャネルは制御用) 16チャネルの場合:チャネルの利用効率は50%(内
1チャネルは制御用) 例えば、4チャネルの基地局を4ケ所に設けるのと、1
6チャネルの基地局の入出力を本発明の基地局分散装置
により4ケ所に分散した場合を比較すると 4チャネルを4ケ所に設置:チャネルの利用効率は11
% 16チャネルを4ケ所に分散:チャネルの利用効率は5
0% となり、チャネル利用効率が4.5倍に改善されること
から効果が大きい。また、基地局を分散した場合には1
基地局当たりのサービスエリアを小さく出来ることか
ら、遅延分散等による影響を軽減出来る効果がある。以
上の説明では、増幅回路の入力端子および出力端子の何
れにもレベル検出回路を設けたが、一部を省略しても同
様な効果が得られ、また、増幅回路の途中にレベル検出
回路を接続しても同様な効果がえられる。また、信号の
レベルを検出する代わりに、デジタル信号により変調さ
れた無線周波数帯の信号を検波したり、レベル以外のパ
ラメーター例えばデジタル信号のアイパターンあるいは
I/Q信号等を検出しても効果が期待できる。また、制
御用マイコンは、DSPで無く通常のマイコンとD/A
A/Dコンバーターを組み合わせるか、通常のロジッ
ク回路で構成する等の方法でも実現でき、制御手順につ
いても一例を示したが、学習の手法を活用したアダプテ
イブな制御手順、あるいはフアジイ制御手順等種々のも
のが考えられる。また、対移動局アンテナと双方向中継
増幅器を一体にするよう説明したが、別ケースに収納し
ても同様な効果が得られる。また、無線周波数帯の信号
の分岐回路には、サーキュレーターを用いるとしたが、
ハイブリッド回路、方向性結合器、電子スイッチあるい
は分配器等によっても同様な効果が得られる。また、高
周波伝送手段あるいは対移動局アンテナには外部導体が
地板の役割をする漏洩同軸ケーブルあるいは漏洩導波
管、あるいは地板を有し単独あるいは連続する放射素子
を有する高周波伝送路からなる漏洩アンテナ、あるいは
対移動局アンテナとして地板あるいは反射板を有するパ
ッチアンテナ、コーナーレフレクター、あるいはパラボ
ラアンテナ等を使用することによって、定在波に強い通
信が確保できる。また、高周波伝送手段をCATV等
の無線周波数帯の信号の伝送と共用して利用したり、局
発のための発振器を別に設け当該局発とミクシングして
無線周波数帯の信号の周波数を低くして高周波伝送手段
の区間を伝送し双方向中継増幅器で再度元に戻したりす
ることによって、高周波伝送手段の利用効率を高めたり
伝送損失を軽減する等の方法が考えられる。また、高周
波伝送手段を通じて基地局側あるいは逆方向から双方向
中継増幅器へ電源を供給することにより双方向中継増幅
器の無給電化が可能となる。また、本発明の基地局分散
装置を電柱に設置する場合について説明したが、ビルデ
イング内各フロア、自然物、これらの間に張られた架
線上、あるいは地下街等に設置しても同様の効果が得ら
れる。
【0007】
【発明の効果】本発明は、上記のように構成されるた
め、広い地域に基地局の無線周波帯の信号を分散するる
ための装置が経済的に実現出来、しかも対移動局アンテ
ナのインピーダンスの変化等によりサーキュレーターの
アイソレーションが変化した場合でも、増幅回路の不要
な発振を除去出来る等の効果がある。この他に、下り方
向の増幅回路の直線性を制御してQPSK等の線形変調
波の側帯波の広がるのを防止することが出来るなどの効
果がある。
【図面の簡単な説明】
【第1図】本発明の基地局分散装置の設置例を示す構成
【第2図】本発明の基地局分散装置の他の設置例を示す
構成図
【第3図】本発明の基地局分散装置を並列に接続する場
合の一実施例を示す構成図
【第4図】本発明の基地局分散装置を並列に接続する場
合の他の実施例を示す構成図
【第5図】本発明の基地局分散装置を直列に接続する場
合の一実施例を示す構成図
【第6図】本発明の基地局分散装置を直列に接続する場
合の他の実施例を示す構成図
【第7図】本発明の双方向中継増幅器の内部構造の一実
施例を示す構成図
【第8図】本発明の制御用マイコンの実施例を示す構成
【第9図】本発明の双方向中継増幅器の内部構造の他の
例を示す構成図
【第10図】本発明の基地局の他の実施例を示す構成図
【第11図】従来の双方向中継増幅器の例を示すシステ
ム構成図
【符号の説明】 1 電話回線インターフエ
イス(分岐回路) 2 無線周波のFDMA/
TDD、TMDA/ TDDあるいはCDMA方式等の
信機 3 無線周波のFDMA/
TDD、TMDA/TDDあるいはCDMA方式等の
信機4A、4B 無線周波帯合成器 6 下り方向の増幅回路 7 上り方向の増幅回路 9 電話回線の接続端子 10、10A、10B 基地局の無線周波信
号入出力端子 11、11A、11B 双方向中継増幅器入
力端子 12、12A、12B、12B 双方向中継増幅器出
力端子12C、12D 同上 13、14、13A、13B、 高周波伝送手段 14A、14B 同上 15、15A 15B 漏洩同軸ケーブルあ
るいは漏洩アンテナ 21、24 入力レベル検出回路 22、23 出力レベル検出回路 30 下り方向の入力レベ
ル検出回路の接続端子 31、32 下り方向の増幅回路
の接続端子 33、34 上り方向の増幅回路
の接続端子 35、40 入力レベル検出回路
の出力端子 37、38 出力レベル検出回路
の出力端子 36 下り方向の増幅回路
の制御端子 39 上り方向の増幅回路
の制御端子 41、42 入力レベル検出回路
の接続端子43A、43B 方向性結合器 51〜54 A/Dコンバーター 55、56 D/Aコンバーター 57 制御回路 58 RAM 59 ROM 81 基地局 82 移動局 83、83A、83B 対基地局アンテナ 84、84A、84A−1 対移動局アンテナ84A−2、84B、84B−1 同上 84B−2 同上 85、86 双方向中継増幅器の
接続端子 87、88 空中線共用器 89 下り方向中継増幅回
路 90 上り方向中継増幅回
路 91、91A、91B 双方向中継増幅器

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電柱あるいはビルデイング等の建造物ある
    いは自然物あるいはこれらの間に張られた架線等に設け
    られ、基地局あるいは前段側からの上り方向と下り方向
    の同一無線周波数帯の信号を個別あるいは共通の伝送手
    段を介して接続し、後段側への上り方向と下り方向の同
    一無線周波数帯の信号を個別あるいは共通の伝送手段を
    介して接続し、上り方向あるいは下り方向あるいは両方
    向の同一無線周波数帯の信号を増幅するための増幅手段
    を有することを特徴とする基地局分散装置。
  2. 【請求項2】電柱あるいはビルデイング等の建造物ある
    いは自然物あるいはこれらの間に張られた架線等に設け
    られ、基地局あるいは前段側からの上り方向と下り方向
    の同一無線周波数帯の信号を個別あるいは共通の伝送手
    段を介して接続し、後段側への上り方向と下り方向の同
    一無線周波数帯の信号を個別あるいは共通の伝送手段を
    介して接続し、上り方向あるいは下り方向あるいは両方
    向の同一無線周波数帯の信号を増幅するための増幅手段
    と、当該増幅手段に結合した対移動局アンテナを有する
    ことを特徴とする基地局分散装置。
  3. 【請求項3】電柱あるいはビルデイング等の建造物ある
    いは自然物あるいはこれらの間に張られた架線等に設け
    られ、基地局あるいは前段側からの上り方向と下り方向
    の同一無線周波数帯の信号を個別あるいは共通の伝送手
    段を介して接続し、上り方向あるいは下り方向あるいは
    両方向の同一無線周波数帯の信号を増幅するための増幅
    手段と、当該増幅手段に結合した対移動局アンテナを有
    することを特徴とする基地局分散装置。
  4. 【請求項4】当該増幅手段が、当該無線周波数帯の信号
    レベルを検出する検出手段と、当該検出レベルを比較し
    て増幅手段の利得あるいは出力レベルあるいは入力レベ
    ルと出力レベルの関係を制御するための制御手段を有す
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項、第2項、あ
    るいは第3項に記載の基地局分散装置。
  5. 【請求項5】当該増幅手段が、対移動局アンテナと一体
    構造の耐候性を有するきょう体に納められていることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項、第2項、あるいは第
    3項に記載の基地局分散装置。
  6. 【請求項6】当該増幅手段への給電が、当該伝送手段を
    介して行われることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項、第2項、あるいは第3項に記載の基地局分散装置。
  7. 【請求項7】当該伝送手段が、平行線路、同軸ケーブ
    ル、導波管、表面波線路、あるいは光ケーブルであり、
    当該無線周波数帯の信号を直接伝送するか、あるいは他
    の無線周波数帯の信号あるいは光信号等を介して伝送す
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項、第2項、あ
    るいは第3項に記載の基地局分散装置。
  8. 【請求項8】当該伝送手段の基地局からの長さがほぼ均
    等に設置されることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項、第2項、あるいは第3項に記載の基地局分散装置。
  9. 【請求項9】TDD方式あるいはCDMA方式等同一周
    波数で動作する単一あるいは複数の送受信機と、当該送
    受信機の少なくとも無線周波数帯の入出力信号を合成す
    るための合成手段とを有する基地局と、当該基地局の上
    り方向と下り方向の同一無線周波数の信号を個別あるい
    は共通の無線周波伝送手段を介して接続することを特徴
    とする特許請求の範囲第1項、第2項、あるいは第3項
    に記載の基地局分散装置。
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JPH06140970A (ja) * 1992-10-23 1994-05-20 Mitsubishi Electric Corp 中継装置

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