JPH09261082A - Communication system - Google Patents

Communication system

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JPH09261082A
JPH09261082A JP8071927A JP7192796A JPH09261082A JP H09261082 A JPH09261082 A JP H09261082A JP 8071927 A JP8071927 A JP 8071927A JP 7192796 A JP7192796 A JP 7192796A JP H09261082 A JPH09261082 A JP H09261082A
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Japan
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transmission
signal
frequency band
filter
power
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Application number
JP8071927A
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Japanese (ja)
Inventor
Teruaki Yamada
輝明 山田
Takashi Murase
隆 村瀬
Mitsuya Okazaki
三也 岡崎
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IDOUTAI TSUSHIN SENTAN GIJUTSU
IDOUTAI TSUSHIN SENTAN GIJUTSU KENKYUSHO KK
Original Assignee
IDOUTAI TSUSHIN SENTAN GIJUTSU
IDOUTAI TSUSHIN SENTAN GIJUTSU KENKYUSHO KK
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Filing date
Publication date
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  • Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Noise Elimination (AREA)
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  • Reduction Or Emphasis Of Bandwidth Of Signals (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the utilizing efficiency of frequencies of the entire communication system as a whole and to increase the channel capacity by adopting a multi-stage filter to a transmission output section of a communication equipment to evaluate and check relation between an excellent filter no load Q and a side band component, thereby suppressing the effect on close frequency bands. SOLUTION: A transmission circuit 12a conducts coding processing and frequency conversion processing or the like of a known digital signal, a power amplifier 12b applies amplification processing to a signal outputted from the transmission circuit 12a to amplify transmission power, and a superconducting filter 12c applies transmission band limit processing to attenuate a side band component caused in the process of power amplification other than the occupied band of the transmission signal; and ad the resulting signal is sent via an antenna wire 11. A multi-sitage filter having a high no load Q and a low insertion loss is adopted for the superconducting filter 12c.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、通信システムに関
し、特に無線通信機の送信出力部にシャープなカットオ
フ特性を有するフィルタを設け、サイドバンド成分を削
減し、回線容量を向上させた通信システムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a communication system, and more particularly to a communication system in which a transmission output section of a wireless communication device is provided with a filter having a sharp cutoff characteristic to reduce sideband components and improve line capacity. Regarding

【0002】[0002]

【従来の技術】以下に、従来の無線通信機(以下、通信
機と記す)における送受信部の構成について図6に示し
て説明する。図6において、送信回路12aから送出さ
れる信号は、電力増幅器12bにより送信電力が増幅さ
れ、次いで送信フィルタ12c´により所定の送信周波
数帯域の信号のみが通過するように制限させ、アンテナ
線11から送信信号として送出される。またアンテナ線
11により受信した信号は、受信フィルタ13cにより
所定の受信周波数帯域の信号のみが通過するように制限
され、低雑音増幅器13bを介して受信回路13aに入
力される。このように、一般に通信機のアンテナ入出力
段には、送受信信号を分離させる送信フィルタ12c´
および受信フィルタ13cの機能を有するデュプレクサ
14を配置して、所望周波数帯域以外の信号の入出力を
制限するように構成されている。
2. Description of the Related Art A configuration of a transmitting / receiving unit in a conventional wireless communication device (hereinafter referred to as a communication device) will be described below with reference to FIG. In FIG. 6, the signal sent from the transmission circuit 12a is amplified in transmission power by the power amplifier 12b, and then limited by the transmission filter 12c ′ so that only the signal in the predetermined transmission frequency band passes through. It is sent as a transmission signal. The signal received by the antenna line 11 is limited by the reception filter 13c so that only the signal in the predetermined reception frequency band passes, and is input to the reception circuit 13a via the low noise amplifier 13b. As described above, generally, in the antenna input / output stage of the communication device, the transmission filter 12c 'for separating the transmission / reception signal
The duplexer 14 having the function of the reception filter 13c is arranged to limit the input / output of signals other than the desired frequency band.

【0003】次に、従来の通信機の送信出力部における
信号処理について図7および図8を用いて説明する。図
7は、通信機の送信出力部の構成を示すブロック図であ
り、図8(a)、(b)は、送信出力部における信号処
理を示す図である。図7において、送信回路12aから
送出された信号Aは、図8(a)に示すように、所定の
中心周波数fに対して所定の周波数帯域幅を有してい
る。ここでは、中心周波数f、たとえば2000MHz
に対して±5MHz程度、すなわち約10MHzの帯域
幅を有しているものとする。この信号Aは、電力増幅器
12bにより送信電力が増幅されて信号Bとして送信フ
ィルタ12c´へ送出される。この電力の増幅に際し、
信号Bには使用する信号波(希望波)の帯域幅Wに対
し、いわゆるサイドバンドと呼ばれる3次歪み(概ね帯
域幅Wの3倍の周波数の広がりを持つ)や5次歪み(概
ねWの5倍)に代表される奇数次歪みが発生する。この
奇数次歪みのサイドバンドのうち、図8(b)に示した
3次歪みのサイドバンドは、出力レベル(送信電力)が
特に高いため、近接する周波数帯域を利用する他の通信
機、あるいは一通信機内の近接する回線間の周波数帯域
に歪みが混入し、隣接妨害を及ぼす問題がある。
Next, signal processing in a transmission output section of a conventional communication device will be described with reference to FIGS. 7 and 8. FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the transmission output unit of the communication device, and FIGS. 8A and 8B are diagrams showing signal processing in the transmission output unit. In FIG. 7, the signal A sent from the transmission circuit 12a has a predetermined frequency bandwidth with respect to a predetermined center frequency f, as shown in FIG. Here, the center frequency f, for example, 2000 MHz
, The bandwidth is about ± 5 MHz, that is, about 10 MHz. This signal A has its transmission power amplified by the power amplifier 12b and is sent out as a signal B to the transmission filter 12c '. When amplifying this power,
With respect to the bandwidth W of the signal wave (desired wave) to be used, the signal B has so-called sideband third-order distortion (having a frequency spread three times the bandwidth W) and fifth-order distortion (generally of W An odd-order distortion represented by 5 times) occurs. Among the sidebands of the odd-order distortion, the sideband of the third-order distortion shown in FIG. 8B has a particularly high output level (transmission power), so that another communication device that uses an adjacent frequency band, or There is a problem that distortion is mixed in the frequency band between adjacent lines in one communication device, causing adjacent interference.

【0004】図9は、所定の送受信周波数を一組として
複数の回線を有する通信機の周波数の占有(利用)状態
を示す概念図である。図9において、送信周波数帯域f
1と受信周波数帯域f3を一組として回線が構成され、
また送信周波数帯域f2と受信周波数帯域f4を一組とし
て回線が構成されている(f1〜f4:実線部)。ここ
で、回線およびは、近接して設定されているものと
し、送信周波数帯域f1、f2に付随するサイドバンド成
分は、自機から送出されるものとし、受信周波数帯域f
3、f4のサイドバンド成分は、他機から送出されるもの
とする(サイドバンド成分:点線部)。
FIG. 9 is a conceptual diagram showing a frequency occupation (utilization) state of a communication device having a plurality of lines with a predetermined transmission / reception frequency as a set. In FIG. 9, the transmission frequency band f
A line is configured with 1 and the reception frequency band f 3 as one set,
Further, the transmission frequency band f 2 and the reception frequency band f 4 are paired to form a line (f 1 to f 4 : solid line part). Here, it is assumed that the lines and are set close to each other, the sideband components accompanying the transmission frequency bands f 1 and f 2 are transmitted from the own device, and the reception frequency band f
The sideband components of 3 and f 4 shall be transmitted from another device (sideband component: dotted line part).

【0005】このような構成において、従来の送信フィ
ルタ12c´は、送信周波数帯域の信号を制限してアン
テナ線11に信号Cを送出し、自機の受信周波数帯域f
3およびf4に与える妨害を防ぐものであり、回線間の帯
域(未使用帯域)に広がるサイドバンド成分のレベルを
低減する処理は行なわれていなかった。しかし、近接す
る回線およびについて着目すると、回線間の未使用
帯域が狭く設定された場合、回線の送信信号(f2
に伴うサイドバンド成分が回線の受信周波数帯域f3
に重なり、妨害を及ぼす現象が発生する。このような問
題は、同一通信機内における隣接する回線に限らず、近
接して設置された基地局間等においても同様の問題を有
していた。
In such a configuration, the conventional transmission filter 12c 'limits the signal in the transmission frequency band and sends out the signal C to the antenna line 11, and the reception frequency band f of its own unit.
This is to prevent the interference given to 3 and f 4 , and the processing for reducing the level of the side band component spread in the band (unused band) between the lines has not been performed. However, focusing on the adjacent lines and when the unused band between the lines is set narrow, the transmission signal (f 2 ) of the line
The sideband component associated with is the reception frequency band f 3 of the line.
The phenomenon of overlapping and disturbing occurs. Such a problem is not limited to adjacent lines within the same communication device, but has similar problems not only between adjacent base stations but also between adjacent base stations.

【0006】このような問題を防止するため、たとえば
基地局間の場合、先行して使用している周波数帯域に対
し、後発で使用する信号波の周波数をずらすか、あるい
は後発の信号波に伴うサイドバンド成分の出力が十分減
衰する距離だけ離して基地局を設置する手法、また複数
回線を有する通信機の場合、一回線から出力されるサイ
ドバンド成分のレベルが十分低減するだけ未使用帯域を
予め設けて近接する回線の周波数帯域を設定する手法等
が採用されている。そのため、一回線が送受信およびサ
イドバンド成分により占有する周波数帯域は、実質的な
送信周波数帯域f1、f2の数倍になり、周波数利用効率
の悪化、回線容量の低下の原因となっていた。しかしな
がら、このような周波数の占有状況の背景は、近年の移
動体通信の急激な高まりが生じるまでは、割り当てられ
る周波数帯域に余裕があり、サイドバンド成分による通
信障害が生じないように使用する周波数帯域を十分離し
て(たとえば近接する周波数帯域から所望の周波数帯域
まで信号波の帯域幅の3〜5倍の未使用帯域を設けて)
システムを構成することができたことによるものであ
る。
In order to prevent such a problem, for example, between base stations, the frequency of the signal wave to be used later is shifted from the frequency band used in advance, or the signal wave to be used later is accompanied. A method of installing base stations at a distance that the output of the sideband component is sufficiently attenuated, and in the case of a communication device with multiple lines, the unused band is reduced as the level of the sideband component output from one line is sufficiently reduced. A method or the like that is provided in advance and sets the frequency band of an adjacent line is adopted. Therefore, the frequency band occupied by transmission and reception and sideband components in one line is several times the actual transmission frequency bands f 1 and f 2 , which causes deterioration of frequency utilization efficiency and reduction of line capacity. . However, the background of such frequency occupancy is that the frequency band to be used does not cause communication trouble due to sideband components until there is a margin in the allocated frequency band until the recent rapid increase in mobile communication. Divide the band sufficiently (for example, provide an unused band 3 to 5 times the bandwidth of the signal wave from the adjacent frequency band to the desired frequency band)
This is because the system could be configured.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】近年、携帯電話、PH
S(Personal Handyphone System)、自動車電話等の陸
上移動体通信に対する急激な需要増加により、高能率な
移動体通信システムに関する研究が盛んに行なわれてい
る。特に、使用回線数の増加や参入する通信業者の増加
に伴って、同一周波数帯における回線容量の有効な使用
方法が希求される状況となってきた。このような状況に
即して、出力レベルを維持して希望波を良好に通過さ
せ、かつサイドバンド成分を良好にカットする特性を有
するフィルタを実現しようとすると、送信出力部の構成
は増大、複雑化し、実用には適さないという問題があっ
た。
In recent years, mobile phones, PH
Due to the rapid increase in demand for land mobile communication such as S (Personal Handyphone System) and car telephone, research on highly efficient mobile communication systems has been actively conducted. In particular, with the increase in the number of lines used and the number of telecommunications carriers entering the market, there has been a demand for an effective method of using the line capacity in the same frequency band. In order to realize a filter having such characteristics that the output level is maintained, the desired wave is satisfactorily passed, and the sideband component is satisfactorily cut off, the configuration of the transmission output unit increases, There was a problem that it became complicated and not suitable for practical use.

【0008】すなわち、一般に知られている送信フィル
タの特性によれば、無負荷Q値の低い通常のフィルタ
で、シャープなカットオフ特性を実現するためにフィル
タの段数を多くすると、挿入損失が増大して良好な出力
レベルを維持することができなくなる問題があった。フ
ィルタ段数が増加しても挿入損失を低く抑えるために
は、高い無負荷Q値を有するフィルタが望まれるが、周
波数がMHzからGHzクラスの高周波におけるフィル
タの一般に知られている無負荷Q値としては、LC共振
において100(300MHz)、伝送線共振において
1,000(UHF、マイクロウェーブ)程度、また空
洞共振においても5,000(マイクロウェーブ:30
0MHz〜300GHz)程度にすぎず、所望の特性を
有するフィルタを実現することができなかった。
That is, according to the characteristics of a generally known transmission filter, with an ordinary filter having a low unloaded Q value, the insertion loss increases when the number of filter stages is increased in order to realize a sharp cutoff characteristic. Then, there was a problem that a good output level could not be maintained. In order to keep the insertion loss low even if the number of filter stages is increased, a filter having a high no-load Q value is desired. However, as a generally known no-load Q value of a filter in a high frequency range of MHz to GHz. Is about 100 (300 MHz) at LC resonance, about 1,000 (UHF, microwave) at transmission line resonance, and 5,000 (microwave: 30 at cavity resonance).
0 MHz to 300 GHz), and a filter having desired characteristics could not be realized.

【0009】このような通信システム上の問題点を解決
し得る技術として、近年超伝導デバイスで無負荷Q値を
改善したフィルタ回路が開発され、通信システムへの適
用が有望視されている。その一例として、「MWE'95 Mi
crowave Workshop Digest」に、無負荷Q値が概ね2
00,000(10GHz)程度のフィルタが得られる
ことが記載されている。
As a technique capable of solving such a problem in the communication system, a filter circuit having a superconducting device with an improved unloaded Q value has been developed in recent years, and its application to the communication system is considered promising. As an example, "MWE'95 Mi
crowave Workshop Digest ", the unloaded Q value is almost 2
It is described that a filter of about 0,000 (10 GHz) can be obtained.

【0010】本発明の目的は、高い無負荷Q値および低
い挿入損失を有する超伝導デバイス等を用い、シャープ
カット特性および挿入損失特性の優れたフィルタ回路を
構成し、通信機の送信部に適用することにより、希望波
の占有する周波数帯域以外の不要な電波の放射を抑制
し、良好な電波環境を実現するものである。すなわち、
通信機の送信出力部に適用して良好なフィルタの無負荷
Q値とサイドバンド成分(隣接妨害波)の関係を評価、
検討し、近接する周波数帯域への影響を抑え、通信シス
テム全体としての周波数の利用効率の向上および回線容
量の増加を実現するものである。本発明は、CDMA
(code division multiple access)方式、TDMA(t
ime division multipleaccess)方式あるいはFDMA
(frequencydivision multiple access)方式等多くの
通信方式において、サイドバンド成分の影響を抑制し、
回線数の増加を実現することができるものである。
An object of the present invention is to construct a filter circuit having excellent sharp cut characteristics and insertion loss characteristics by using a superconducting device having a high no-load Q value and a low insertion loss, and to apply it to a transmitter of a communication device. By doing so, the emission of unnecessary radio waves other than the frequency band occupied by the desired wave is suppressed, and a good radio wave environment is realized. That is,
Applying to the transmission output section of a communication device to evaluate the relationship between a good filter unloaded Q value and sideband components (adjacent interference waves),
We will study the effects on adjacent frequency bands, improve the frequency utilization efficiency of the communication system as a whole, and increase the line capacity. The present invention is based on CDMA
(Code division multiple access) method, TDMA (t
ime division multiple access) method or FDMA
In many communication systems such as (frequency division multiple access) system, the influence of sideband components is suppressed,
It is possible to increase the number of lines.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1の発明は、所望の周波数帯域を有する信号
を所望の送信電力まで増幅する電力増幅手段と、前記所
望の周波数帯域以外の信号の通過を制限する通過帯域制
限手段と、前記所望の周波数帯域を有する信号を送信す
る送信手段とを具備した通信システムにおいて、前記通
過帯域制限手段が、前記所望の周波数帯域の信号の通過
に際し、前記増幅された送信電力を維持するとともに、
前記送信電力の増幅に際し、前記所望の周波数帯域外に
発生するサイドバンド成分の電力を前記所望の周波数帯
域境界部において低減するシャープカット特性を有する
ことを特徴としている。
In order to achieve the above-mentioned object, the invention of claim 1 is a power amplification means for amplifying a signal having a desired frequency band to a desired transmission power, and other than the desired frequency band. In a communication system comprising: a passband limiting unit for limiting the passage of a signal having the desired frequency band; and a transmitting unit for transmitting a signal having the desired frequency band, the passband limiting unit passes the signal of the desired frequency band. At this time, while maintaining the amplified transmission power,
When amplifying the transmission power, it has a sharp cut characteristic for reducing the power of the sideband component generated outside the desired frequency band at the boundary portion of the desired frequency band.

【0012】また、請求項2の発明は、送信信号に使用
する第1の周波数帯域に近接して、受信信号に使用する
第2の周波数帯域を設定し、前記送信信号を電力増幅
し、所望の周波数帯域外の信号の通過を制限し、送信す
る通信システムにおいて、前記送信信号の電力増幅に伴
って前記第1の周波数帯域外に発生するサイドバンド成
分の電力を前記第1の周波数帯域境界部で低減するとと
もに、前記増幅された送信信号の電力を維持するシャー
プカット特性を有する通過帯域制限手段を、前記送信信
号の電力増幅後の送信出力部に設けたことを特徴として
いる。
According to a second aspect of the present invention, a second frequency band used for the received signal is set in the vicinity of the first frequency band used for the transmitted signal, the transmission signal is power-amplified, and the desired frequency is obtained. In a communication system that limits the passage of signals outside the frequency band of the first frequency band and transmits the power of the sideband component generated outside the first frequency band due to power amplification of the transmission signal. It is characterized in that the transmission output section after power amplification of the transmission signal is provided with pass band limiting means having a sharp cut characteristic for maintaining the power of the amplified transmission signal.

【0013】このような構成によれば、シャープカット
特性を有する通過帯域制限手段(フィルタ)が、送信信
号の電力増幅時に発生するサイドバンド成分の出力レベ
ルを低減するとともに、送信信号の周波数帯域の電力を
維持しつつ、良好に通過させることができるため、送信
信号を理想的な矩形形状として、所定の周波数帯域以外
の不要な電波の放射を抑制することができる。
According to this structure, the pass band limiting means (filter) having the sharp cut characteristic reduces the output level of the side band component generated at the time of power amplification of the transmission signal, and at the same time reduces the frequency band of the transmission signal. Since the electric power can be favorably passed while maintaining the electric power, it is possible to suppress the emission of unnecessary radio waves other than the predetermined frequency band by making the transmission signal into an ideal rectangular shape.

【0014】また、同様に、送信周波数帯域と受信周波
数帯域とを一組として構成される一回線から放射される
送信周波数帯域外の電波を抑制することができるので、
近接する他の回線を接近して設定することができる。本
発明に適用されるシャープカット特性および挿入損失特
性を有するフィルタは、高い無負荷Q値および低い挿入
損失を有する多段フィルタによって構成することがで
き、たとえば超伝導デバイスの特性を利用して容易に実
現することができる。ここで、高い無負荷Q値とは、従
来空洞共振で得られる5,000に比しておおむね10
倍以上、また低い挿入損失とは、ほぼ0dBを意味す
る。
Similarly, it is possible to suppress radio waves outside the transmission frequency band radiated from one line constituted by a set of the transmission frequency band and the reception frequency band.
It is possible to set other lines in close proximity to each other. The filter having the sharp cut characteristic and the insertion loss characteristic applied to the present invention can be configured by a multistage filter having a high unloaded Q value and a low insertion loss, and can be easily utilized by utilizing the characteristics of a superconducting device, for example. Can be realized. Here, a high unloaded Q value is approximately 10 as compared with 5,000 obtained by conventional cavity resonance.
Insertion loss more than double or low means almost 0 dB.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例を示して詳
しく説明する。図1は、本発明の請求項1に係る通信シ
ステムの第1の実施例を示すブロック図である。図1に
おいて、本実施例の通信システムはCDMA方式等の広
帯域伝送を想定した通信機とし、送信回路12aは、周
知のデジタル信号の符号化処理、周波数変換処理等を行
ない、電力増幅器12bは、送信回路12aから出力さ
れる信号Aを所望の送信電力まで増大する増幅処理を行
ない、次いで超伝導フィルタ12cは、電力増幅の過程
で信号Bに発生した送信信号の占有帯域以外のサイドバ
ンド成分を減衰する送信帯域制限処理を行ない、アンテ
ナ線11を介して信号Cの送信が行なわれる。ここで、
電力増幅器12bは、電力増幅手段に相当し、超伝導フ
ィルタ12cは、通過帯域制限手段に相当し、またアン
テナ線11は、送信手段に相当する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a communication system according to claim 1 of the present invention. In FIG. 1, the communication system of the present embodiment is a communication device assuming wideband transmission such as a CDMA system, the transmission circuit 12a performs known digital signal encoding processing, frequency conversion processing, etc., and the power amplifier 12b The signal A output from the transmission circuit 12a is subjected to amplification processing to increase it to a desired transmission power, and then the superconducting filter 12c removes sideband components other than the occupied band of the transmission signal generated in the signal B in the process of power amplification. Attenuating transmission band limitation processing is performed, and the signal C is transmitted via the antenna line 11. here,
The power amplifier 12b corresponds to power amplifying means, the superconducting filter 12c corresponds to pass band limiting means, and the antenna line 11 corresponds to transmitting means.

【0016】このような通信機の送信出力部に適用して
良好なフィルタの無負荷Q値と電力増幅に伴って発生す
るサイドバンド成分との関係を以下に評価、検討する。
図2に第1の実施例に適用した超伝導フィルタ12cの
信号通過特性を示す。超伝導フィルタ12cにおける通
過信号の中心周波数を2000MHz、周波数帯域幅を
10MHzとし、フィルタの挿入損失の許容値を0.2
dBとすると、共振器の無負荷Q値(Qu)が50,0
00では5段、Qu=100,000では9段、Qu=2
00,000では13段のフィルタを実現することがで
きる。ここで、周知のごとくフィルタ段数が多いほど優
れたシャープカット特性が得られる。すなわち、図2に
実線として示したように、Qu=200,000では所
定の占有帯域(2000±5MHz:希望波に相当)の
境界部において点線で示された周辺帯域(2000+5
MHz以上および2000−5MHz以下:サイドバン
ド成分に相当)が急峻にカットされる。
The relation between the good no-load Q value of the filter applied to the transmission output section of such a communication device and the sideband component generated due to the power amplification will be evaluated and examined below.
FIG. 2 shows the signal passing characteristic of the superconducting filter 12c applied to the first embodiment. The center frequency of the passing signal in the superconducting filter 12c is 2000 MHz, the frequency bandwidth is 10 MHz, and the allowable value of the insertion loss of the filter is 0.2.
Assuming dB, the unloaded Q value (Q u ) of the resonator is 50,0.
For 00, 5 steps, for Q u = 100,000, 9 steps, for Q u = 2
At 0,000, a 13-stage filter can be realized. Here, as is well known, the greater the number of filter stages, the better the sharp cut characteristic is obtained. That is, as shown by the solid line in FIG. 2, at Q u = 200,000, the peripheral band (2000 + 5) indicated by the dotted line at the boundary of the predetermined occupied band (2000 ± 5 MHz: corresponding to the desired wave).
MHz or more and 2000-5 MHz or less: corresponding to a sideband component) is sharply cut.

【0017】このようなフィルタ特性を有する超伝導フ
ィルタ12cを、送信出力部に備えた通信システムにお
ける信号処理状況を図3に示して検討する。なお、送信
回路12aから出力される信号波(信号A)は、従来技
術において図8(a)に示したものと同等であるので説
明を省略する。図1の電力増幅器12bからの出力信号
Bは、図3(a)に示すように、中心周波数2000M
Hz、帯域幅10MHzの希望波に加え、中心周波数2
000MHz、帯域幅25MHz程度の3次歪みのサイ
ドバンド成分が付随して発生する。このような出力スペ
クトラムを有する信号Bを図2に示すような信号通過特
性を有する超伝導フィルタ12cに入力すると、図3
(b)に示すように、希望波周波数帯域の送信電力が良
好に通過し、サイドバンド成分の電力は希望波の周波数
帯域の境界部で減衰し、希望波近傍に弱く残るのみとな
る(信号C)。たとえば、3次相互変調30dBc、出
力40dBmの電力増幅器を用いた場合の試算では、入
力信号やフィルタ通過特性の条件を適宜設定すると、サ
イドバンド成分の電力は12.4dBmとなるが、上述
した信号通過特性を有する超伝導フィルタ12cを使用
すると、フィルタ段数5段(Qu=50,000)で
5.2dBm、フィルタ段数9段(Qu=100,00
0)では−5.3dBm、フィルタ段数13段(Qu
200,000)では−16.3dBmまで低減するこ
とができる。すなわち、超伝導フィルタを12c通過し
たサイドバンド成分は、送信電力がきわめて低くなり、
送信信号(希望波)は、理想的な矩形形状に近い信号波
として送出され、希望波以外の不要な電波の放射が抑制
される。それ故、近接する周波数帯域に影響を与えるこ
とはなく、周波数の利用効率を向上させることが可能と
なる。
A signal processing situation in a communication system provided with a transmission output section of the superconducting filter 12c having such a filter characteristic will be examined with reference to FIG. Note that the signal wave (signal A) output from the transmission circuit 12a is equivalent to that shown in FIG. The output signal B from the power amplifier 12b in FIG. 1 has a center frequency of 2000M as shown in FIG.
In addition to the desired frequency of 10 Hz and a bandwidth of 10 MHz, a center frequency of 2
A sideband component of third-order distortion of about 000 MHz and a bandwidth of about 25 MHz is incidentally generated. When the signal B having such an output spectrum is inputted to the superconducting filter 12c having the signal passing characteristic as shown in FIG.
As shown in (b), the transmission power of the desired wave frequency band passes well, the power of the sideband component is attenuated at the boundary of the frequency band of the desired wave, and only weakly remains near the desired wave (signal C). For example, in a trial calculation using a power amplifier with third-order intermodulation of 30 dBc and output of 40 dBm, the power of the sideband component becomes 12.4 dBm if the conditions of the input signal and the filter pass characteristic are appropriately set. When the superconducting filter 12c having a pass characteristic is used, the number of filter stages is 5 (Q u = 50,000), 5.2 dBm, and the number of filter stages is 9 (Q u = 100,00).
0) is -5.3 dBm, the number of filter stages is 13 (Q u =
200,000), it can be reduced to -16.3 dBm. That is, the sideband component that has passed through the superconducting filter 12c has extremely low transmission power,
The transmission signal (desired wave) is transmitted as a signal wave close to an ideal rectangular shape, and unnecessary radiation of radio waves other than the desired wave is suppressed. Therefore, it is possible to improve frequency utilization efficiency without affecting adjacent frequency bands.

【0018】このように、超伝導デバイス等により得ら
れる特性、すなわち高い無負荷Q値を有し、かつ電気抵
抗が低く、挿入損失の小さい特性を有する多段フィルタ
を送信出力部に適用することにより、優れたサイドバン
ド成分のシャープカット特性が得られるとともに、希望
波の送信電力の損失を低く抑え、良好に通過させる帯域
通過特性が得られる。
As described above, by applying the multistage filter having the characteristics obtained by the superconducting device, that is, the high unloaded Q value, the low electric resistance, and the small insertion loss to the transmission output section. , And an excellent sharp cut characteristic of the side band component is obtained, and also a band pass characteristic is obtained in which the loss of the transmission power of the desired wave is suppressed to be low and the signal is allowed to pass satisfactorily.

【0019】次に、本発明の請求項2に係る通信システ
ムの第2の実施例を示し、上述した帯域通過特性を有す
るフィルタを本発明の通信システムに適用した場合の具
体的な回線容量について評価、検討する。図4に、CD
MA方式の通信システムを示す。ここで、システムA、
B、Cが各々隣接する周波数帯域の上り回線A、B、C
と、各々隣接する周波数帯域の下り回線A、B、Cを有
しているものとし、システムCの下り回線(下り回線
C)が、システムAの上り回線(上り回線A)と周波数
帯域において隣接しているものとする。システムAは、
基地局21に適用され、システムCは、基地局22に適
用されているものとする。基地局21の通信エリアに移
動局23が、また基地局22の通信エリアに移動局24
が存在するものとする。
Next, a second embodiment of the communication system according to claim 2 of the present invention will be described. Regarding the specific line capacity when the filter having the above-mentioned band pass characteristic is applied to the communication system of the present invention. Evaluate and consider. In Figure 4, CD
1 shows a communication system of MA method. Where system A,
Uplinks A, B and C in frequency bands where B and C are adjacent to each other
And downlinks A, B and C of adjacent frequency bands, respectively, and the downlink of system C (downlink C) is adjacent to the uplink of system A (uplink A) in the frequency band. It is assumed that System A is
The system C is applied to the base station 21, and the system C is applied to the base station 22. The mobile station 23 is in the communication area of the base station 21, and the mobile station 24 is in the communication area of the base station 22.
Shall exist.

【0020】このような状態において、従来技術として
説明したように、下り回線Cにおける送信周波数帯域以
外の電波(サイドバンド成分)の放射は、上り回線Aに
おける受信の際の妨害源となるため、システムAの回線
容量自体は減少する。そこで、システムCの送信出力部
にシャープカット特性を有する通過帯域制御手段とし
て、たとえば第1の実施例に適用した超伝導フィルタを
挿入し、送信周波数帯域以外の放射電力を低減した場合
の回線容量の変動について以下に説明する。
In such a state, as described in the prior art, since the radiation of the radio wave (sideband component) in the downlink C other than the transmission frequency band becomes a disturbance source at the time of reception in the uplink A, The line capacity itself of system A decreases. Therefore, for example, a superconducting filter applied to the first embodiment is inserted as a pass band control means having a sharp cut characteristic in the transmission output section of the system C to reduce the line capacity when the radiated power other than the transmission frequency band is reduced. The fluctuations of will be described below.

【0021】想定したシステムの主な諸元を表1に示
す。この諸元は、基地局等の通信システムの設置段階で
任意に設定される第1条件に相当する。電力増幅器での
混変調積による帯域外放射電力を計算した結果を用いて
隣接基地局に与える妨害の程度を試算し、帯域外放射電
力と回線容量の関係を求めた。試算の方法は、以下の手
順による。 1)通信回線品質として必要とされるEb/Noを設定す
る。 2)Eb(ビット当たりのエネルギー)=(全移動局から
の受信電力)/(回線使用数)/(データレート) 3)No(全雑音電力)=(受信機の内部雑音)+(他の
移動局からの受信電力)+(他の基地局からの受信電
力)+(外来雑音) 4)Eb/No(所要通信回線品質)により回線使用数決
定 5)(回線数)=(回線使用数)/(アクティビティ
(回線使用率)) 6)(他の基地局からの受信電力)=(帯域外放射電
力)×(伝搬等による電力損失)×(逆拡散によるシス
テム利得)×(妨害基地局数) (但し、帯域外放射電力はフィルタの性能により変化す
る。)
Table 1 shows the main specifications of the assumed system. These specifications correspond to the first condition arbitrarily set at the installation stage of the communication system such as the base station. The degree of interference given to an adjacent base station was calculated by using the calculation result of the out-of-band radiated power due to the cross modulation product in the power amplifier, and the relation between the out-of-band radiated power and the line capacity was obtained. The calculation method is as follows. 1) is the set of E b / N o necessary as the communication channel quality. 2) the received power) / (line usage counts from energy) = (all mobile stations per E b (bits) / (data rate) 3) N o (total noise power) = (internal noise of the receiver) + ( other received power from mobile stations) + (received power from other base stations) + (external noise) 4) E b / N o ( required communication line quality) the number of lines used determined by 5) (number of lines) = (Number of lines used) / (Activity (line utilization)) 6) (Received power from other base stations) = (Out-of-band radiated power) x (Power loss due to propagation) x (System gain due to despreading) x (Number of interfering base stations) (However, the out-of-band radiated power varies depending on the filter performance.)

【0022】[0022]

【表1】 [Table 1]

【0023】なお、上記試算に際し、表1の諸元(第1
条件)に加え、自然雑音、人工雑音、またマージン等の
通信システムの設置環境、運用状況等に起因する諸条件
を第2条件として以下の数値を仮定した。 自然雑音:300K 人工雑音:300K 基地局フィーダ損失:2.5dB 基地局アンテナ利得:8dB 基地局内部雑音:5dB 移動局フィーダ損失:1.5dB 移動局空中線利得:0dB アクティビティファクタ:50% 場所率マージン:8dB マルチパスマージン:6dB このような試算により、図5に示すような妨害局帯域外
放射電力と回線容量の関係が得られた。帯域外放射電力
が10dBmのとき回線容量は17であり、0dBmの
とき回線容量は68、−10dBmのとき101とな
り、帯域外放射電力を減衰させるほど回線容量が増加す
ることが判明した。
Note that, in the above calculation, the specifications of Table 1 (first
In addition to the (conditions), the following numerical values are assumed with the second condition being conditions such as natural noise, artificial noise, and the installation environment and operating conditions of the communication system such as margins. Natural noise: 300K Artificial noise: 300K Base station feeder loss: 2.5 dB Base station antenna gain: 8 dB Base station internal noise: 5 dB Mobile station feeder loss: 1.5 dB Mobile station antenna gain: 0 dB Activity factor: 50% Location rate margin : 8 dB Multipath margin: 6 dB By such trial calculation, the relationship between the radiated power outside the interference station band and the line capacity as shown in FIG. 5 was obtained. It was found that the line capacity is 17 when the out-of-band radiated power is 10 dBm, the line capacity is 68 when the out-of-band radiated power is 0 dBm, and 101 when the out-band radiated power is -10 dBm, and the line capacity increases as the out-of-band radiated power is attenuated.

【0024】すなわち、送信出力部にシャープカット特
性を有するフィルタを設置することにより、占有帯域外
への放射を抑えることができるため、回線容量を大幅に
増加させることができる。特に超伝導デバイス等の高い
無負荷Q値を有するフィルタを適用することにより顕著
な効果を得ることができる。なお、本実施例中では、高
い無負荷Q値を示すフィルタとして超伝導フィルタを送
信出力部に適用したが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、高い無負荷Q値かつ低い挿入損失を実現でき
るフィルタであれば、上記作用を良好に得ることができ
る。加えて、回線容量の試算においては、諸条件を細か
く設定したが、これらの条件は通信システムの一例をシ
ュミレートしたものであることはいうまでもない。その
ため、通信システムの適用される環境等により種々の条
件が設定されるが、上記試算方法により図5に示された
ような帯域外放射電力と回線容量の関係が同様に得られ
る。さらに、本発明における高い無負荷Q値とは、従来
得られた5,000以下に比しておおむね10倍以上を
指すが、具体的な数値は通信システムの設置される環
境、超伝導フィルタの性質等により、適宜設定されるも
のであることはいうまでもない。また超伝導フィルタを
本発明に適用した場合、電気抵抗が極めて小さく、挿入
損失は、ほぼ0dBが得られる。
That is, by installing a filter having a sharp cut characteristic in the transmission output section, it is possible to suppress radiation outside the occupied band, so that the line capacity can be greatly increased. In particular, a remarkable effect can be obtained by applying a filter having a high unloaded Q value such as a superconducting device. In the present embodiment, the superconducting filter was applied to the transmission output section as a filter showing a high no-load Q value, but the present invention is not limited to this, and a high no-load Q value and a low insertion loss. If the filter is capable of realizing the above, the above effect can be satisfactorily obtained. In addition, in the trial calculation of the line capacity, various conditions were set in detail, but it goes without saying that these conditions are simulations of an example of a communication system. Therefore, although various conditions are set depending on the environment to which the communication system is applied, the relationship between the out-of-band radiated power and the line capacity as shown in FIG. 5 can be similarly obtained by the above trial calculation method. Further, the high no-load Q value in the present invention refers to about 10 times or more as compared with the conventionally obtained value of 5,000 or less, but specific numerical values are the environment in which the communication system is installed and the superconducting filter. It goes without saying that it is appropriately set depending on the nature and the like. When the superconducting filter is applied to the present invention, the electric resistance is extremely small and the insertion loss is almost 0 dB.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明で
は、送信信号の電力増幅時に発生するサイドバンド(特
に、3次歪み)成分を低減して、送信信号の周波数スペ
クトラムを矩形形状に整形することができるので、所定
の周波数帯域外の電力の放射を抑制することができる。
そのため、近接する周波数帯域に接近して他の信号の周
波数帯域を設定することが可能となり、周波数の利用効
率を向上させることができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the sideband (particularly, third-order distortion) component generated at the time of power amplification of the transmission signal is reduced to make the frequency spectrum of the transmission signal rectangular. Since it can be shaped, it is possible to suppress the emission of electric power outside the predetermined frequency band.
Therefore, it is possible to set the frequency band of another signal close to the adjacent frequency band, and it is possible to improve the frequency utilization efficiency.

【0026】また、請求項2の発明では、サイドバンド
成分による隣接妨害を抑制するために従来回線間に設け
られていた未使用周波数帯域を大幅に削減することがで
き、一回線に接近して、あるいは未使用周波数帯域に新
たに他の回線を設定することができるため、回線容量を
増加させることができる。さらに、上記請求項1および
2の発明に適用されるフィルタに要求される特性、すな
わちシャープカット特性と挿入損失特性は、高い無負荷
Q値および低い挿入損失を有する多段フィルタにより構
成することができ、超伝導デバイス等により得られる特
性を利用して容易に実現することができる。
According to the second aspect of the invention, the unused frequency band provided between the lines in the related art in order to suppress the adjacent interference due to the sideband component can be significantly reduced, and the line can be approached close to one line. Alternatively, since another line can be newly set in the unused frequency band, the line capacity can be increased. Further, the characteristics required for the filter applied to the inventions of claims 1 and 2, that is, the sharp cut characteristic and the insertion loss characteristic can be configured by a multistage filter having a high no-load Q value and a low insertion loss. It can be easily realized by utilizing the characteristics obtained by the superconducting device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の請求項1に係る通信システムの第1の
実施例を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a communication system according to claim 1 of the present invention.

【図2】本発明の請求項1に係る通信システムに適用さ
れる送信フィルタの帯域通過特性を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing bandpass characteristics of a transmission filter applied to the communication system according to claim 1 of the present invention.

【図3】本発明の請求項1に係る通信システムにおける
信号処理を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing signal processing in the communication system according to claim 1 of the present invention.

【図4】本発明の請求項2に係る通信システムの第2の
実施例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a second embodiment of the communication system according to claim 2 of the present invention.

【図5】本発明の請求項2に係る通信システムにおける
帯域外放射電力と回線容量との関係を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between out-of-band radiated power and line capacity in the communication system according to claim 2 of the present invention.

【図6】従来技術における通信機の送受信部の構成を示
すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a transmission / reception unit of a communication device according to the related art.

【図7】従来技術における通信機の送信部の構成を示す
ブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a transmission unit of a communication device in a conventional technique.

【図8】従来技術における信号処理を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing signal processing in a conventional technique.

【図9】従来技術における周波数の占有状態を示す概念
図である。
FIG. 9 is a conceptual diagram showing a frequency occupation state in a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 アンテナ線 12a 送信回路 12b 電力増幅器 12c 超伝導フィルタ 12c´ 送信フィルタ 13a 受信回路 13b 低雑音増幅器 13c 受信フィルタ 14 デュプレクサ 21、22 基地局 23、24 移動局 11 Antenna line 12a Transmission circuit 12b Power amplifier 12c Superconducting filter 12c 'Transmission filter 13a Reception circuit 13b Low noise amplifier 13c Reception filter 14 Duplexer 21, 22 Base station 23, 24 Mobile station

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡崎 三也 神奈川県横浜市港北区新羽町1767番地 株 式会社移動体通信先端技術研究所横浜分室 内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Sanya Okazaki, 1767, Shinba-cho, Kohoku-ku, Yokohama-shi, Kanagawa, Ltd.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】所望の周波数帯域を有する信号を所望の送
信電力まで増幅する電力増幅手段と、前記所望の周波数
帯域以外の信号の通過を制限する通過帯域制限手段と、
前記所望の周波数帯域を有する信号を送信する送信手段
とを具備した通信システムにおいて、 前記通過帯域制限手段が、前記所望の周波数帯域の信号
の通過に際し、前記増幅された送信電力を維持するとと
もに、前記送信電力の増幅に際し、前記所望の周波数帯
域外に発生するサイドバンド成分の電力を前記所望の周
波数帯域境界部において低減するシャープカット特性を
有することを特徴とする通信システム。
1. A power amplification means for amplifying a signal having a desired frequency band to a desired transmission power, and a pass band limiting means for limiting the passage of a signal other than the desired frequency band,
In a communication system comprising a transmitting means for transmitting a signal having the desired frequency band, the pass band limiting means, when passing a signal of the desired frequency band, while maintaining the amplified transmission power, A communication system characterized by having a sharp cut characteristic for reducing the power of a sideband component generated outside the desired frequency band at the boundary of the desired frequency band when the transmission power is amplified.
【請求項2】送信信号に使用する第1の周波数帯域に近
接して、受信信号に使用する第2の周波数帯域を設定
し、前記送信信号を電力増幅し、所望の周波数帯域外の
信号の通過を制限し、送信する通信システムにおいて、 前記送信信号の電力増幅に伴って前記第1の周波数帯域
外に発生するサイドバンド成分の電力を前記第1の周波
数帯域境界部で低減するとともに、前記増幅された送信
信号の電力を維持するシャープカット特性を有する通過
帯域制限手段を、前記送信信号の電力増幅後の送信出力
部に設けたことを特徴とする通信システム。
2. A second frequency band used for a reception signal is set close to a first frequency band used for a transmission signal, and the transmission signal is power-amplified to obtain a signal outside a desired frequency band. In a communication system that limits transmission and transmits, while reducing the power of a sideband component generated outside the first frequency band along with power amplification of the transmission signal at the first frequency band boundary, A communication system characterized in that a pass band limiting means having a sharp cut characteristic for maintaining the power of an amplified transmission signal is provided in a transmission output section after power amplification of the transmission signal.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6317003B1 (en) 1999-03-15 2001-11-13 Fujitsu Limited Radio-frequency amplifier, and radio communication system using it
US6418302B1 (en) 1999-03-17 2002-07-09 Fujitsu Limited Wireless device

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