JPH1127194A - 周波数変換形無線中継増幅装置 - Google Patents

周波数変換形無線中継増幅装置

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JPH1127194A
JPH1127194A JP19522297A JP19522297A JPH1127194A JP H1127194 A JPH1127194 A JP H1127194A JP 19522297 A JP19522297 A JP 19522297A JP 19522297 A JP19522297 A JP 19522297A JP H1127194 A JPH1127194 A JP H1127194A
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JP
Japan
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frequency
signal
relay
input
base station
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Application number
JP19522297A
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English (en)
Inventor
Michio Norichika
道夫 則近
Yoichi Okubo
陽一 大久保
Takashi Yokote
隆司 横手
Shoji Fujimoto
彰司 藤本
Masakatsu Yamazaki
正勝 山崎
Yutaka Fukuya
裕 福家
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTT Docomo Inc
Kokusai Denki Electric Inc
NTT Inc
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
NTT Mobile Communications Networks Inc
Kokusai Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】周波数変換中継方式の無線中継増幅装置におい
て、IF信号への入力側変換と送信信号への出力側変換
の際の局部発振器の周波数安定度により生じる高周波信
号の周波数偏差をなくし、低価格の発振器が用いられる
ようにする。 【解決手段】IF信号に変換する入力側ミクサ52と、
高周波信号に変換する出力側ミクサ55にそれぞれ入力
する局部発振信号を発生させるPLL回路59,63に
1つの基準発振器60から基準信号を供給するように構
成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は移動通信の無線中継
増幅装置に関し、特に、周波数変換形の無線中継増幅装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】現在、陸上移動通信のシステムで、サー
ビスエリアの拡大を図る方式として、無線中継増幅装置
を使用する方式がある。この方式は、基地局から到達す
る無線信号を中継増幅装置内で増幅し、同じ周波数で、
移動機に対して再輻射する方式であり、直接中継方式と
呼ばれている。この直接中継方式を用いれば基地局を増
設するよりもはるかに安価にサービスエリアを拡大する
ことができる。
【0003】しかし、この直接中継方式にはいくつかの
問題点がある。その第1は、直接中継のため入出力の無
線周波数が同一であり、そのため、装置の入出力アンテ
ナ間の電磁結合を正帰還ループとする異常発振に極めて
敏感である。例えば、現在実用化されている無線中継装
置の入出力アンテナ間の結合量は80dB程度である。
800MHz帯では基地局と無線中継装置との距離はせ
いぜい10km前後であり、それ以上の遠距離の中継は
異常発振の発生のため困難である。
【0004】第2の問題としては、直接中継方式ではサ
ービスエリアは拡大できるが、主基地局のセクタゾーン
(アンテナビーム方向のエリア)やチャネル数を直接増
やすことはできない。即ち、拡張先のエリアの使用頻度
によっては、主基地局の付与されたキャリア数を圧迫し
かねるということも起こり得る。1つの扇形セクタゾー
ンに輻射するチャネル数は限られている場合が多いため
この問題はデメリットとなる。また、エリアだけ広がる
ことに着目すれば、周波数利用効率を上げるこめの小ゾ
ーン方式に相反する方向である。
【0005】第3の問題としては、直接中継方式の場
合、システム帯域をそのまま通過域とする広帯域のフィ
ルタを用いて中継サービスを行うため、他のシステムの
周波数、特に隣接するシステムの入力信号を阻止するた
めに減衰傾度の極めて急峻なフィルタが必要となり、実
際に完全に阻止するには困難がある。
【0006】これらの諸問題を解決する手段として、現
在、移動無線のシステムで基地局を設置する代わりに、
経済的に基地局同等のサービスエリアを確保することの
できる前進基地局として、周波数変換中継方式が提案さ
れている(1995年 電子情報通信学会総合大会 B
−393参照)。
【0007】図1に周波数変換中継方式の構成の概要を
示す。主基地局1には基地局送信周波数F1 (下り)が
付与され、自局のエリア2に対しては、基地局送受信装
置(MDE)3の出力を基地局アンテナから送出してサ
ービスが行われる。そして、他の中継局7のサービスエ
リア10に対しては、基地局の送信出力を、周波数変換
装置(FCR)4で一旦、別の中継周波数F2 に変換
し、中継局向アンテナ5を介して送信する。中継局(中
継増幅装置)7の基地局向アンテナ6により受信した信
号は、周波数変換装置8でもとの周波数F1 に再変換さ
れ、移動局向アンテナ9を介して中継局7のサービスエ
リア10に再輻射される。
【0008】逆に、移動局エリア10内に存在する移動
局からの周波数f1 の受信信号は、中継局7の周波数変
換装置8で中継周波数f2 に変換され、対基地局アンテ
ナ6より送信される。この信号が基地局1に設置されて
いる対中継局アンテナ5で受信され、周波数変換装置4
によりf1 に再変換され、基地局送受信装置3に入力さ
れる。このようにして、基地局,移動局の制御情報,周
波数情報を一切変えることなく、元の周波数F1 ,f1
での通話が行われる。
【0009】従来の中継器(レピータ)で、高利得で安
定に中継するために周波数を変換する方式のものは知ら
れているが、変換後の周波数が基地局周波数と異なるた
めに制御情報が複雑となり、実用的でなかったが、本方
式を用いれば前述した直接中継方式での問題点を解決す
ることができる。第1の問題点の利得の制限も、変換ユ
ニットの中間周波数(IF)フィルタの減衰量の許す限
り、高利得にしても異常発振の可能性は極めて低くな
る。また、基本的に周波数選択式なので、セクタゾーン
として与えられた周波数のみを中継できるため、中継エ
リアに専用のセクタを割り付けることができ、周波数有
効利用となる。また、周波数選択形のため、中間周波数
(IF)フィルタの高い減衰量により、他システムから
の妨害等に対して極めて強い構成となる。
【0010】図2は従来の無線中継増幅装置の構成例図
であり、上り系のみ図示してある。まず、移動局から到
達した受信信号は上り受信アンテナ11より入力され、
受信フィルタ12で帯域制限され、分配器14によって
複数の周波数変換部15のそれぞれに分配入力される。
その間に、低雑音増幅器13を設けてもよい。周波数変
換部15のそれぞれは次のように構成されている。入力
された受信信号はミクサ28に入力され、第1局部発振
器31からの信号により中間周波数(IF)に変換さ
れ、中間周波数帯フィルタ29によって必要希望波のみ
選択される。選択された希望波はミクサ30に入力さ
れ、第2局部発振器32からの信号により中継周波数f
2 に変換される。複数の周波数変換部15の出力は、合
成器16で合成され、電力増幅部17、送信フィルタ1
8を経て送信アンテナ19から基地局に向けて送信され
る。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】さて、基地局と同等の
機能をもつこのような無線中継増幅装置の場合、周波数
安定度が大きな問題となる。現在、PDC(パーソナル
ディジタルセルラー)の場合でも、基地局の周波数安定
度は10-8のオーダであり、このような高安定な基準発
振器は極めて高価であるという問題がある。
【0012】周波数変換形無線中継増幅装置では、RF
(高周波)からIFに変換する入力側ミクサ28と、I
FからRFに変換する出力側ミクサ30の2ヵ所におの
おの局発信号が必要となり、それぞれ別の周波数に設定
されている。しかし、2つの信号源をもって周波数変換
が行われるので、その周波数偏差は、2つの局発信号の
偏差が加算されることになる。具体的には、ミクサ28
の入力側ローカル信号fL1は、その偏差を含めるとfL1
±Δf1 となり、ミクサ30の出力側ローカル信号fL2
はその偏差を含めるとfL2±Δf2 となり、入力側が+
Δf1 ,出力側が−Δf2 の最大の周波数偏差は次式と
なる。
【0013】
【数1】 fIF =(fL1+Δf1 )−fRF1RFO =(fL2−Δf2 )−fIFRFO −fRFI =fL2−fL1−(Δf2 +Δf1 ) ただし、 fIF :中間周波周波数 fRFI :高周波入力信号周波数 fRFO :高周波出力信号周波数
【0014】このように、高周波入力周波数と高周波出
力周波数の差はΔf1 とΔf2 の和となり、装置の周波
数偏差を抑えるためには高安定な基準発振器が必要とな
り、装置が高価となってしまう。
【0015】本発明は、上記従来技術の周波数変換,再
変換の際の局部発振器の周波数安定度により生じる高周
波信号の周波数偏差を無くし、低価格の基準発振器を用
いることのできる周波数変換形無線中継増幅装置を提供
することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明の周波数変換形無
線中継増幅装置は、当該システムに割り当てられた無線
周波数と異なる中継周波数に変換されて送られてくる基
地局からの電波を受信し所定の中間周波数に変換して増
幅したのち前記無線周波数に変換し移動局に対して送出
するとともに、移動局からの前記無線周波数の電波を受
信し前記中間周波数に変換して増幅したのち前記基地局
に対して送出する周波数変換形無線中継増幅装置におい
て、前記受信信号を中間周波信号に変換するための入力
側ミクサに第1の局部発振信号を入力する第1の局部発
振器として設けられた第1のPLL回路と、該中間周波
信号を増幅したのち前記無線周波数または前記中継周波
数に変換するための出力側ミクサに第2の局部発振信号
を入力する第2の局部発振器として設けられた第2のP
LL回路と、前記第1及び第2のPLL回路に共通な基
準信号を供給する基準発振器とが備えられたことを特徴
とするものである。
【0017】
【発明の実施の形態】図3は本発明の実施例の要部を示
す構成図であり、周波数変換部の詳細ブロック図であ
る。図において、51は入力高周波信号(fRFI )、5
2は入力側ミクサ、53は中間周波信号fIF、54はI
Fフィルタ等のIF回路、55は出力側ミクサ、56は
出力高周波信号(fRFO )、fL1は入力側局発信号、5
7は分配器、58は入力側局発信号用電圧制御形発振器
(VCO)、59はパルススワロー形PLL回路、60
は基準発振器、fL2は出力側局発信号、61は分配器、
62は出力側局発信号用電圧制御形発振器(VCO)、
63はパルススワロー形PLL回路である。
【0018】この本発明の周波数変換部は、パルススワ
ロー形PLL回路の発振周波数の偏差(安定度)が、基
準発振器(図では60)の周波数安定度に依存すること
を利用している。このことは、入力側のPLL回路59
と出力側のPLL回路63の基準発振器60を共通にす
ることにより、入力側局発信号の周波数偏差fL1±Δf
において、仮に、基準発振器60の周波数が+側にずれ
た場合、(fL +Δf)となり、出力側の周波数も+側
にずれて(fL2+Δf2 )となる。Δf1 =Δf2 であ
るから、前述の式は次のようになる。
【0019】
【数2】 fRFO −fRF1 =fL2−fL1−(Δf2 −Δf1 ) Δf1 =Δf2 なので ∴fRFO −fRF1 =fL2−fL1 すなわち、入出力の周波数の差としての周波数偏差は、
おのおのの偏差分が相殺され、局部発振器の周波数偏差
の影響を受けないこととなる。
【0020】これにより、各PLL回路59,63に基
準信号を供給する基準発振器60は、低価格なものが使
用できる。実際に、安定度の制約としては、中間周波数
が中心周波数からずれることによる帯域内特性劣化等が
関係するが、安定度としては10-6程度で十分に特性が
得られることがわかり、次の表1のように、高価な高安
定基準発振器を必要としない。これにより装置全体の低
価格化を実現できる。
【0021】上記実施例は上り系についてのみ説明した
が、下り系についても全く同様に実施することができ
る。
【0022】
【表1】
【0023】
【発明の効果】以上の説明のように、入出力のIF変
換,再変換の局発信号の基準発振器を共通化し、入出力
の高周波信号の周波数偏差を無くすことにより、高周波
信号の周波数偏差は基地局および移動局に起因するもの
だけとなる。装置内の基準発振器の安定度は、IFフィ
ルタの中心周波数からの偏差による劣化分だけを考慮す
ればよくなり、安定度で2桁以上軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用しようとするシステム概要構成例
図である。
【図2】従来の中継装置のブロック図である。
【図3】本発明の実施例の要部を示すブロック図であ
る。
【符号の説明】
1 基地局 2 基地局エリア 3 基地局送受信装置 4,8 周波数変換装置 5 中継局向アンテナ 6 基地局向アンテナ 7 中継局 9 移動局向アンテナ 10 中継局の移動局向サービスエリア 11 上り受信アンテナ 12 受信フィルタ 13 低雑音増幅器 14 分配器 15 周波数変換部 16 合成器 17 電力増幅部 18 送信フィルタ 19 送信アンテナ 28,30 ミクサ 29 IFフィルタ 31 第1局部発振器 32 第2局部発振器 51 入力高周波信号(fRFI ) 52 入力側ミクサ 53 中間周波信号(fIF) 54 IF回路 55 出力側ミクサ 56 出力高周波信号(fRFO ) 57 分配器(fL1) 58,62 VCO 59,63 PLL回路 60 基準発振器 61 分配器(fL2
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横手 隆司 東京都中野区東中野三丁目14番20号 国際 電気株式会社内 (72)発明者 藤本 彰司 東京都中野区東中野三丁目14番20号 国際 電気株式会社内 (72)発明者 山崎 正勝 東京都港区虎ノ門二丁目10番1号 エヌ・ ティ・ティ移動通信網株式会社内 (72)発明者 福家 裕 東京都港区虎ノ門二丁目10番1号 エヌ・ ティ・ティ移動通信網株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 当該システムに割り当てられた無線周波
    数と異なる中継周波数に変換されて送られてくる基地局
    からの電波を受信し所定の中間周波数に変換して増幅し
    たのち前記無線周波数に変換し移動局に対して送出する
    とともに、移動局からの前記無線周波数の電波を受信し
    前記中間周波数に変換して増幅したのち前記基地局に対
    して送出する周波数変換形無線中継増幅装置において、 前記受信信号を中間周波信号に変換するための入力側ミ
    クサに第1の局部発振信号を入力する第1の局部発振器
    として設けられた第1のPLL回路と、 該中間周波信号を増幅したのち前記無線周波数または前
    記中継周波数に変換するための出力側ミクサに第2の局
    部発振信号を入力する第2の局部発振器として設けられ
    た第2のPLL回路と、 前記第1及び第2のPLL回路に共通な基準信号を供給
    する基準発振器とが備えられたことを特徴とする周波数
    変換形無線中継増幅装置。
JP19522297A 1997-07-07 1997-07-07 周波数変換形無線中継増幅装置 Pending JPH1127194A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002101032A (ja) * 2000-09-21 2002-04-05 Maspro Denkoh Corp 地上波デジタル放送用ギャップフィラー

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002101032A (ja) * 2000-09-21 2002-04-05 Maspro Denkoh Corp 地上波デジタル放送用ギャップフィラー

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Effective date: 20040106