JP2002542712A - セルラ基地局に関する無線リンクの経費を改善する方法および装置 - Google Patents

セルラ基地局に関する無線リンクの経費を改善する方法および装置

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JP2002542712A JP2000613094A JP2000613094A JP2002542712A JP 2002542712 A JP2002542712 A JP 2002542712A JP 2000613094 A JP2000613094 A JP 2000613094A JP 2000613094 A JP2000613094 A JP 2000613094A JP 2002542712 A JP2002542712 A JP 2002542712A
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Abstract

(57)【要約】 セルラ基地局に関する無線リンクの経費を改善する方法および装置を開示する。送信機モジュールがＮ個の同位相のダウンリンク信号を生成し、この同位相のダウンリンク信号の各々は同一の周波数でありかつ予め決められた電力レベルを有し、および、送信機モジュールに接続されている合成器が、Ｎ個の同位相のダウンリンク信号を受信して合成し、それによってＮ個の同位相のダウンリンク信号のどの信号の出力電力レベルよりも高い出力電力レベルの出力信号を生成する。送信機モジュールはＮ個のチャネルユニットを含み、このＮ個のチャネルユニットの各々は変調器とアップコンバータと増幅器とを含む。このシステムは、さらに、処理のためにＮ個のチャネルユニット各々のためのベースバンド信号を生成するベースバンドユニットを含む。このシステムは、さらに、ベースバンド信号の各々を受信する移相器と、出力信号の出力電力レベルを測定し、移相器を調整することによって出力信号の出力電力レベルを最大化するための、合成器の出力に配置されている電力検出器とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 ＜発明の背景＞ （１． 発明の分野） 本発明は一般的に基地局に関し、さらに特に、セルラ基地局に関する無線リン
クの経費（ｂｕｄｇｅｔ）を改善する方法および装置に関する。 （２． 関連技術の説明） セルラ通信システムは全世界の通信市場において著しい成長を続けている。こ
の成長は様々な調査研究プログラムを促進し、セルラ機器の製造業者全てにとっ
ての技術的な好機を拡大している。
【０００２】 顧客の心を引きつけて、より大きな市場占有率を得るために、セルラ供給業者
が、セルラＩＤとショートメッセージ通信（ページングに相当）のような、その
システムの純粋にディジタルな性質によって可能にされた特徴を押し進めている
。より大きな市場占有率をさらに得るために、セルラ供給業者はエアタイム（ａ
ｉｒ ｔｉｍｅ）のコストの低減に取りかかっている。価格の削減は様々な形を
とる。例えば、販売業者は、毎月の無料通話分数をより多く提供し、追加分数の
請求料金を値引きし、着信呼の最初の１分間を無料にし、月額定額料金を値下げ
し、長期契約を廃止することが可能であり、これら全ての戦略は既存のセルラ販
売業者にも採用可能である。供給業者にとっては、このことは顧客１人当たりの
収入の低下につながるが、市場占有率の増大のためにはより良い刺激策となる。
したがって、ネットワークの問題に起因する顧客トラフィックのどんな減少も収
入と利益とに著しく大きな影響を与える。
【０００３】 従来においては、基地局からの出力電力を増大させてダウンリンクのサービス
エリアを拡大するために、別個のブースタが使用されてきた。ブースタは、通常
のチャネルユニット内の送信機と電力増幅器との後に加えられる追加の増幅器で
ある。こうした構成は必要とされる出力電力を供給するが、こうした設計のため
に幾つかの欠点が生じることになる。例えば、追加のブースタユニットを設計し
なければならず、この設計には多くの時間と多くのリソースが必要である。さら
に、この追加のブースタユニットは基地局のキャビネット内に配置されなければ
ならない。ブースタユニットが非常に高いＲＦ電力を扱わなければならないので
、こうしたブースタユニットの信頼性が問題を生じさせる場合が多い。ブースタ
ユニットを設けることは無線基地局から移動局へのアップリンクを改善するが、
無線基地局からのより高い出力電力は無線基地局の受信機の感度を改善しない。
無線リンクは、ブースタユニットを使用しなかった場合と同様にバランスがとれ
ていない。最後に、ブースタユニットが故障すると、その周波数におけるサービ
ス全体が失われてしまう。ブースタユニットがより高い高電力レベルで働くので
、故障したブースタユニットをバイパスすることは非常に困難であり、典型的に
は冗長性がチャネルユニットに組み込まれることがない。
【０００４】 したがって、別個のブースタユニットに依存することなしにセルラ基地局の無
線リンクの経費を改善する方法および装置が必要とされているということが理解
できる。 ＜発明の概要＞ 上述の従来技術の限界を克服するために、および、本明細書を検討し理解する
ことによって明らかになる他の制約を克服するために、本発明は、セルラ基地局
の無線リンクの経費を改善する方法および装置を開示する。
【０００５】 本発明は、どの単一のダウンリンク信号の電力レベルよりも高い出力電力レベ
ルの出力信号を生成するために同位相のダウンリンク信号を組み合わせることに
よって、上述の問題点を解決する。
【０００６】 本発明の原理によるシステムは、各々が同一の周波数でありかつ予め決められ
た電力レベルを有するＮ個の同位相のダウンリンク信号を生成するための送信機
モジュールと、Ｎ個の同位相のダウンリンク信号を受信して合成し、それによっ
てＮ個の同位相のダウンリンク信号のどの信号の電力レベルよりも高い出力電力
レベルの出力信号を生成するための、送信機モジュールに接続されている合成器
（ｃｏｍｂｉｎｅｒ）とを含む。
【０００７】 本発明の原理によるシステムおよび方法の他の実施様態が、代案または採用随
意の追加の態様を含んでもよい。本発明のこうした態様の１つが、送信機モジュ
ールがＮ個のチャネルユニットを含むということである。
【０００８】 本発明の別の態様は、Ｎ個のチャネルユニットの各々が変調器とアップコンバ
ータと増幅器とを含むということである。
【０００９】 本発明の別の態様は、このシステムが、処理のためにＮ個のチャネルユニット
各々のためのベースバンド信号を生成するベースバンドユニットをさらに含むと
いうことである。
【００１０】 本発明の別の態様は、このシステムが、さらに、ベースバンドまたはＲＦ信号
のための調整可能な移相器の調整可能な遅延と、出力信号の出力電力レベルを測
定し、移相器または調整可能な遅延を調整することによって出力信号の出力電力
レベルを最大化するための、合成器の出力に配置されている電力検出器とを含む
ということである。
【００１１】 本発明の別の態様は、送信機モジュールが変調段とアップコンバージョン段と
増幅段とを含むということである。
【００１２】 本発明の別の態様は、このシステムが、さらに、ベースバンド信号を生成する
ベースバンドユニットを含み、このベースバンド信号は、変調された信号を生成
するために送信機モジュールの変調段に供給されるということである。
【００１３】 本発明の別の態様は、変調段が、予め決められたＲＦ周波数へのアップコンバ
ージョンのために、変調された信号をアップコンバージョン段に供給するという
ことである。
【００１４】 本発明の別の態様は、アップコンバージョン段がＮ個のアップコンバータを含
み、変調された信号がＮ個の変調された信号に分割され、Ｎ個の変調された信号
の各々が予め決められたＲＦ周波数のＮ個のＲＦ信号を生成するためにＮ個のア
ップコンバータの１つに供給されるということである。
【００１５】 本発明の別の態様は、増幅段が、Ｎ個の同位相のダウンリンク信号を生成する
ための、Ｎ個のＲＦ信号のためのＮ個の増幅器を含むということである。
【００１６】 本発明の別の態様は、増幅段がＮ個の増幅器を含み、アップコンバージョン段
が予め決められたＲＦ周波数のＮ個のＲＦ信号を供給し、このＮ個の増幅器がＮ
個のＲＦ信号を受信し、Ｎ個のＲＦ信号を使用してＮ個の同位相のアップリンク
信号を生成するということである。
【００１７】 本発明の別の態様は、このシステムが、さらに、移相器または遅延要素と電力
検出器とを含み、移相器は、ベースバンド信号を生成するベースバンドユニット
と送信機モジュールとの間に配置されており、送信機モジュールはベースバンド
信号を受信し、電力検出器は、出力信号の出力電力レベルを測定しかつ出力信号
の出力電力レベルを移相器の調整によって最大化するために、合成器の出力に配
置されているということである。
【００１８】 本発明の別の態様は、出力信号の出力電力レベルは、Ｎが２である時に、３デ
シベル増大させられるということである。
【００１９】 本発明の別の態様は、出力信号の出力電力レベルは、Ｎが４である時に、６デ
シベル増大させられるということである。
【００２０】 本発明の別の態様は、出力信号の出力電力レベルは、Ｎが８である時に、９デ
シベル増大させられるということである。
【００２１】 本発明の別の態様は、各チャネルユニットが少なくとも１つの受信機を含むと
いうことである。
【００２２】 本発明の別の態様は、受信された信号が、アップリンクのダイバーシチ利得を
得るように合成されるということである。
【００２３】 本発明の別の態様は、複数の受信機からの信号を合成することが受信機の感度
を改善するということである。
【００２４】 本発明を特徴付けるこれらの、および様々な他の利点と新規の特徴とが、本明
細書に添付されておりかつ本明細書の一部分を形成する特許請求項に詳細に指摘
されている。しかし、本発明とその利点とその使用によって実現される目的とを
より適切に理解するために、本明細書の別の一部分を形成する図面と、本発明に
よる装置の特定の具体例が例示され説明されている添付の説明内容とを参照され
たい。
【００２５】 全ての図面において同じ参照番号が同じ部分を表している次の図面を参照する
。 ＜発明の詳細な説明＞ 次の典型的な実施形態の説明では、本明細書の一部分を形成する添付図面を参
照し、この添付図面では、本発明が具体化されることが可能な特定の実施形態を
実例として示してある。本発明の範囲から逸脱することなしに構造上の変更を行
うことが可能なので、他の実施形態を使用してもよいということを理解されたい
。
【００２６】 本発明は、セルラ基地局に関する無線リンクの経費を改善する方法および装置
を提供する。同位相のダウンリンク信号が、どの単一のダウンリンク信号の電力
レベルよりも高い出力電力レベルの出力信号を生成するために合成される。受信
機のためのダイバーシチ利得を得るために、アップリンク信号もまた合成される
。
【００２７】 図１は、本発明の実施形態による移動通信システム１００を示す。このシステ
ム１００は、システムコントローラ１０１に接続されている複数の基地局１０２
と、複数の移動端末装置１０３とによって構成されている。移動通信システム１
００のサービスエリアは複数のセル１１０〜１２０に分割されている。移動交換
局１３０が別の移動通信システムまたは固定ネットワーク１３２に接続されてお
り、移動端末装置１０３に対する呼の設定を調整する。移動端末装置１０３は、
その付近の基地局１０２に割り当てられているチャネルを経由して通信するよう
に複数の基地局１０２によって形成されているサービスエリア内を移動すること
が可能である。
【００２８】 基地局１０２は、無線インタフェースを介してネットワークに移動端末装置１
０３をインタフェースするネットワーク要素である。基地局１０２の第１の機能
は、そのセル内のどの移動端末装置１０３に対しても通信のための無線インタフ
ェースまたは無線媒体を維持することである。基地局１０２の他の機能は、呼処
理、シグナリング、維持管理、および、診断である。基地局１０２は送受信機１
４０、１４２、１４４を含む。少なくとも１つの受信機と１つの送信機とを表す
送受信機１４０、１４２、１４４は、セル１１０、１１２、１１４それぞれに対
してサービスエリアを提供し、各送信機／受信機対１４０、１４２、１４４はチ
ャネルユニットを含む。送受信機１４０、１４２、１４４は、さらに、対応する
セル内を移動している移動端末装置１０３から送信される呼出し信号を受信し、
その受信した信号のアップリンク搬送波電力を検出する。
【００２９】 図２は、送信機ユニット２００の簡略化したブロック図を示す。図２では、変
調器２１０が信号を変調し、その次に、この信号は、第１の局部発信器２１２と
ミクサ（ｍｉｘｅｒ）２１４とを使用してアップコンバージョンされる。その次
に、アップコンバージョンされた信号２１６が増幅器２２０によって増幅され、
帯域フィルタ２２２を使用してろ波される。その次に、ろ波された信号２２４は
、第２の局部発信器２３２とミクサ２３４とを使用してＲＦ信号２３０を生成す
るために所望の周波数にアップコンバージョンされる。その次に、ＲＦ信号２３
０は、例えば電力増幅器２５２、２５４、２５６を含む電力増幅器段２４０を通
過させられる。必要とされるＲＦ出力電力を送信機ユニット２００から供給する
ために、ブースタユニット２６０が最後の増幅器２５６の後に設けられる。ブー
スタユニット２６０は、高出力電力増幅器であるブースタ増幅器を含む。
【００３０】 図３は、本発明による送受信機のダウンリンク部分３００を示す。基地局送受
信機のダウンリンク部分３００は、送信モジュール３１２に同一の信号を供給す
るベースバンドユニット３１０を含み、この送信モジュール３１２はチャネルユ
ニット１ ３２０とチャネルユニット２ ３２２とを含む。チャネルユニット３
２０、３２２の出力が、所望の出力信号３４０を供給するために広帯域合成器３
３０に供給される。広帯域合成器３３０は、２つの別個のチャネルユニット３２
０、３２２からの２つの信号を合成するために使用される。２つのチャネルユニ
ット３２０、３２２からの２つの信号は、同位相であるように制御される。チャ
ネルユニット３２０、３２２からの２つの信号を同位相で合成することによって
、合成器３３０の出力３４０において理想的には３ｄＢ大きい出力電力が得られ
る。典型的には、合成器３３０は、出力３４０における出力電力を２倍にするた
めにウイルキンソンの原理（Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ）にした
がって同位相に組み合わされている２つの９０度の長さののマイクロストリップ
３５０、３５２を含む。
【００３１】 従来においては、広帯域合成器３３０は、位相の相関がない互いに異なった周
波数の２つの信号を合成するために、基地局送信機で使用されている。こうした
シナリオでは、副信号の各々は３ｄＢの減衰を被る。図３に示すような本発明と
は対照的に、２つのチャネルユニット３２０、３２２からの２つの信号は周波数
において同一であり、かつ、同位相である。
【００３２】 図３では、１つのチャネルユニット３２０または３２２が故障すると、出力３
４０における出力電力が６ｄＢ低下する。出力３４０において出力電力がこのよ
うに低下するのは、その他のポートに信号が存在せず、この結果として挿入信号
の３ｄＢの減衰が生じ、さらには、１つに合成されている２つの信号が出力３４
０に存在しないので追加の３ｄＢの減衰が生じるからである。当業者は、本明細
書で説明するタイプの典型的な合成器／分割器が約０．２〜０．４ｄＢの損失を
含むということを理解するだろう。したがって、この損失をシステム全体におい
て計算に入れなければならない。
【００３３】 当業者は、本発明の他の実施形態が図３に示す構成以外でも使用できるという
ことを理解するだろう。上述のように、図３は、別々の信号が２つのチャネルユ
ニット３２０、３２２に送られ、チャネルユニット３２０、３２２ではこれらの
信号が別々に変調されアップコンバージョンされ増幅され、その後で合成器３３
０内で合成されるということを示している。
【００３４】 しかし、当業者は、本発明の原理にしたがって図４に示すとおりのシステムも
使用してよいということを理解するだろう。図４では、基地局４００が、変調器
４２０を含む変調段４１８に単一の信号を供給するベースバンドユニット４１０
を含む。変調器４２０は２つの変調された出力信号４２２、４２４を増幅器およ
びアップコンバージョン段４３０に供給する。増幅器およびアップコンバージョ
ン段４３０はチャネル４３２を供給し、すなわち、増幅器およびアップコンバー
ジョン段４３０は、信号４２２、４２４のためのチャネル４３２の各々のための
別々の増幅器とアップコンバータとを供給する。その次に、増幅器およびアップ
コンバージョン段４３０の出力が、合成された出力４５０を提供するために合成
器４４０に供給されることになっており、このことは図３を参照して上述したこ
とと同様である。
【００３５】 図５は本発明の別の実施形態を示す。図５の基地局５００はベースバンドユニ
ット５１０を含む。ベースバンドユニット５１０は単一の信号を変調器およびア
ップコンバージョン段５２０に供給する。ベースバンド信号が変調されて所望の
ＲＦ周波数にアップコンバージョンされた後に、この信号は別々の信号５２２，
５２４に分割される。アップコンバータ信号５２２が、合成器５４０に供給され
る増幅された信号５３４を生成するために、増幅器５３０に供給される。アップ
コンバージョンされた信号５２４が、ＲＦ電力信号５３６を合成器５４０に供給
するために、増幅器５３２に供給される。その次に、図３に関して上述した通り
に出力５５０を生成するために、信号５３４、５３６が合成器５４０内で合成さ
れる。
【００３６】 当業者は、本発明が図３〜５に関連して示した実施形態に限定されないという
ことと、他の実施形態が実現可能であるということとを理解するだろう。本発明
は、理想的な場合には、厄介なブースタユニットを設計することなしに出力電力
の３ｄＢの増大を実現する。より高い電力はネットワークのサービスエリアの拡
大を結果的にもたらし、および、ブースタユニット設計の削除がより迅速な基地
局設計サイクルを結果的にもたらす。さらに、１つの送信機が故障した場合に最
大出力電力が６ｄＢ減少するが、このより低い電力レベルにおいても動作が依然
として可能であるように、冗長性が実現される。さらに、ブースタユニットで必
要とされる非常に高い電力のＲＦ部品を使用する必要がなく、このことも信頼性
を向上させる。ブースタユニットで必要とされるような高電力増幅器が不要なの
で、熱の放散が容易になる。したがって、本発明は融通性の高いモジュール構造
を提供し、このモジュール構造では、出力電力の追加の増大を可能にするために
追加のチャネルユニットを含んでもよく、例えば、６ｄＢの増大を可能にするた
めに４個のチャネルユニットを含んでもよく、９ｄＢの増大を可能にするために
８個のチャネルユニットを含んでもよい。最後に、同位相信号を合成することに
よって電力の増大を実現するという概念（側部１の末端）が、リンクのバランス
を常に維持するためにダイバーシチ受信と組み合わされてもよい。例えば、受信
機の感度と出力電力能力とが適切に選択される場合に、チャネルユニットはリン
クのバランスを維持する。各チャネルユニットが２つの受信機を含む時には、そ
のチャネルユニットは、無線リンクをバランスした状態に維持するのに十分な出
力電力も有するＮ方向ダイバーシチ受信機のための汎用ビルディングブロックと
して使用されてもよい。
【００３７】 図６は、本発明によるチャネルユニット６００の実施形態を示す。図６では、
チャネルユニット６００は受信機６１０と送信機６２０とを含む。受信機は受信
信号６３０、６３２によって２方向ダイバーシチを実現する。送信機６２０は送
信機出力６４０を供給する。
【００３８】 バランスしたリンクを実現する２方向ダイバーシチ受信機を有する単一チャネ
ルユニットがリンクの経費の改善を可能にする。図７は、本発明によってチャネ
ルユニットを組み合わせることによる、このダイバーシチ利得効果および合計出
力電力効果７００を示す。２方向組合せチャネルユニット７２０が、＋３ｄＢの
ダイバーシチ利得効果７２２と、合計出力電力の３ｄＢの増大７２４とを実現す
る。４個のチャネルユニットが、＋６ｄＢのダイバーシチ利得効果７３２と、出
力電力の＋６ｄＢの増大７３４とを実現する、４方向システム７３０の形に組み
合わされてもよい。最後に、８個のチャネルユニットが、＋９ｄＢのダイバーシ
チ利得効果７４２と、＋９ｄＢの合計出力電力の増大７４４とを実現するために
、８方向構成７４０の形に組み合わされてもよい。
【００３９】 上述のように、合成される送信信号は同位相でかつ同一周波数でなければなら
ない。これを実現するためには、すべてのチャネルユニットが共通ユニットから
その周波数基準を得なければならない。さらに、チャネルユニットの局部発信器
内の位相および周波数検出器が、チャネルユニット相互間で周波数と位相を正確
に同一に保つために使用されなければならない。同位相電力合成器とチャネルユ
ニットとの間のケーブルの長さは、２つの信号を合成する時に位相の等化を維持
するために原則的に互いに等しい長さでなければならない。しかし、この問題を
克服するための方法は数多くある。例えば、９００メガヘルツの動作周波数では
、無線信号は自由空間内では０．３メートルの波長を有し、またケーブルが自由
空間の６０％の伝播定数を有すると仮定すると、ケーブル内では０．１８メート
ルの波長を有する。したがって、ケーブル長の５ミリメートルの差異は位相にお
ける１０度の隔たりに結果する。最大の出力電力を確保するためには、合成され
る信号が数度の範囲内になければならない。しかし、こうした極端な精度は、適
応位相制御なしでは実現は容易でない。
【００４０】 図８は、位相制御を可能にするために使用可能な１つの回路８００のブロック
図を示す。図８では、信号が移相器８１０、８１２に供給され、この信号はチャ
ネルユニット１、２内の電力増幅器８２０、８２２によってそれぞれ処理される
。チャネルユニット１内の電力増幅器８２０の出力信号８６０は、所望の出力信
号８７２を供給するために、チャネルユニット２内の電力増幅器８２２の出力信
号８６２と共に合成器８７０に供給される。出力信号８７２の電力レベルが、回
路８８０によって監視および検出され、この回路８８０は、出力信号８７２の出
力電力レベル８８２を最大化するように移相器８１０、８１２を制御するための
位相制御信号８８２を生成する。出力信号８７２の出力電力レベルを最大化する
ことによって、位相誤差が最小限に抑えられる。チャネルユニット自体の受信機
において同位相の合成信号をループバックすることによって、送信される信号の
品質が最適化されることが可能である。この場合も同様に、送信機チェーン内の
何らかの移相要素が、位相を最適化するために使用される。
【００４１】 本発明の典型的な実施形態の上述の説明を、例示と説明とのために示してきた
。網羅的あるいは本明細書で開示された形態そのものに本発明を限定することは
意図していない。上述の教示内容にしたがって様々な改変と変型とが可能である
。本発明の範囲がこの詳細な説明によっては限定されずに、添付の特許請求項に
よって限定されるということが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態による移動通信システムを示す図である。
【図２】 ブースタユニットを含む、無線基地局のチャネルユニットのダウンリンク関連
要素の簡略化したブロック図を示す。
【図３】 出力電力レベルを増大させるために同位相の信号が合成される、無線基地局の
一実施形態のブロック図を示す。
【図４】 出力電力レベルを増大させるために同位相の信号が合成される、無線基地局の
第２の実施形態のブロック図を示す。
【図５】 出力電力レベルを増大させるために同位相の信号が合成される、無線基地局の
第３の実施形態のブロック図を示す。
【図６】 送信機（ダウンリンク）と２つの受信機（アップリンク）とを有するチャネル
ユニットの簡略化したブロック図である。
【図７】 本発明によるチャネルユニットのＮ通りの組合せを示す。
【図８】 出力電力レベルを最大化するための位相制御機能を有する、本発明による無線
基地局のダウンリンク部分のブロック図を示す。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年５月３１日（２００１．５．３１）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】 従来においては、基地局からの出力電力を増大させてダウンリンクのサービス
エリアを拡大するために、別個のブースタが使用されてきた。ブースタは、通常
のチャネルユニット内の送信機と電力増幅器との後に加えられる追加の増幅器で
ある。こうした構成は必要とされる出力電力を供給するが、こうした設計のため
に幾つかの欠点が生じることになる。例えば、追加のブースタユニットを設計し
なければならず、この設計には多くの時間と多くのリソースが必要である。さら
に、この追加のブースタユニットは基地局のキャビネット内に配置されなければ
ならない。ブースタユニットが非常に高いＲＦ電力を扱わなければならないので
、こうしたブースタユニットの信頼性が問題を生じさせる場合が多い。ブースタ
ユニットを設けることは無線基地局から移動局へのダウンリンクを改善するが、
無線基地局からのより高い出力電力は無線基地局の受信機の感度を改善しない。
無線リンクは、ブースタユニットを使用しなかった場合と同様にバランスがとれ
ていない。最後に、ブースタユニットが故障すると、その周波数におけるサービ
ス全体が失われてしまう。ブースタユニットがより高い高電力レベルで働くので
、故障したブースタユニットをバイパスすることは非常に困難であり、典型的に
は冗長性がチャネルユニットに組み込まれることがない。 刊行物「ミリメートル波基地局用高電力準光学的信号源」（“High Power Qua
si-Optical Sources for Millimeter-Wave Base-Station Applications”）は新
しい無線帯域用の高電力準光学的送信機の開発状況について述べている。半導体
デバイスはミリメートル波の周波数では低出力電力なので、リンクの経費の分析
により求められる電力レベルを作り出すためには多くのデバイスの出力を合成し
なければならないということをその文書は開示している。しかしながら、従来技
術は伝統的に位相の相関関係を持たない異なる周波数の信号を合成するだけなの
で、そのようなデバイスの合成には減衰の問題が伴うことがある。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】 当業者は、本発明が図３〜５に関連して示した実施形態に限定されないという
ことと、他の実施形態が実現可能であるということとを理解するだろう。本発明
は、理想的な場合には、厄介なブースタユニットを設計することなしに出力電力
の３ｄＢの増大を実現する。より高い電力はネットワークのサービスエリアの拡
大を結果的にもたらし、および、ブースタユニット設計の削除がより迅速な基地
局設計サイクルを結果的にもたらす。さらに、１つの送信機が故障した場合に最
大出力電力が６ｄＢ減少するが、このより低い電力レベルにおいても動作が依然
として可能であるように、冗長性が実現される。さらに、ブースタユニットで必
要とされる非常に高い電力のＲＦ部品を使用する必要がなく、このことも信頼性
を向上させる。ブースタユニットで必要とされるような高電力増幅器が不要なの
で、熱の放散が容易になる。したがって、本発明は融通性の高いモジュール構造
を提供し、このモジュール構造では、出力電力の追加の増大を可能にするために
追加のチャネルユニットを含んでもよく、例えば、６ｄＢの増大を可能にするた
めに４個のチャネルユニットを含んでもよく、９ｄＢの増大を可能にするために
８個のチャネルユニットを含んでもよい。最後に、同位相信号を合成することに
よって電力の増大を実現するという概念が、リンクのバランスを常に維持するた
めにダイバーシチ受信と組み合わされてもよい。例えば、受信機の感度と出力電
力能力とが適切に選択される場合に、チャネルユニットはリンクのバランスを維
持する。各チャネルユニットが２つの受信機を含む時には、そのチャネルユニッ
トは、無線リンクをバランスした状態に維持するのに十分な出力電力も有するＮ
方向ダイバーシチ受信機のための汎用ビルディングブロックとして使用されても
よい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (31)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 無線基地局であって、 各々が同一の周波数でありかつ予め決められた電力レベルを有するＮ個の同位
    相のダウンリンク信号を生成する送信機モジュールと、 前記Ｎ個の同位相のダウンリンク信号を受信して合成し、それによってどの単
    一の同位相のダウンリンク信号の電力レベルよりも高い出力電力レベルの出力信
    号を生成するための、前記送信機モジュールに接続されている合成器 と、を含む無線基地局。
  2. 【請求項２】 前記送信機モジュールがＮ個のチャネルユニットを含む請求
    項１に記載の無線基地局。
  3. 【請求項３】 前記Ｎ個のチャネルユニットの各々が変調器とアップコンバ
    ータと増幅器とを含む請求項２に記載の無線基地局。
  4. 【請求項４】 処理のために前記Ｎ個のチャネルユニット各々のためのベー
    スバンド信号を生成するベースバンドユニットをさらに含む請求項３に記載の無
    線基地局。
  5. 【請求項５】 前記ベースバンド信号の各々を受信するために前記ベースバ
    ンドユニットと前記送信機モジュールとの間に配置される移相器と、前記出力信
    号の出力電力レベルを測定しかつ前記出力信号の出力電力レベルを前記移相器の
    調整によって最大化するために、前記合成器の出力に配置される電力検出器と、
    をさらに含む請求項４に記載の無線基地局。
  6. 【請求項６】 前記送信機モジュールが変調段とアップコンバージョン段と
    増幅段とを含む請求項１に記載の無線基地局。
  7. 【請求項７】 ベースバンド信号を生成するためのベースバンドユニットを
    さらに含み、前記ベースバンド信号は、変調された信号を生成するために前記送
    信機モジュールの前記変調段に供給される請求項６に記載の無線基地局。
  8. 【請求項８】 前記変調段が、予め決められたＲＦ周波数にアップコンバー
    ジョンするために前記アップコンバージョン段に前記変調された信号を供給する
    請求項７に記載の無線基地局。
  9. 【請求項９】 前記アップコンバージョン段がＮ個のアップコンバータを含
    み、前記変調された信号はＮ個の変調された信号に分割され、前記Ｎ個の変調さ
    れた信号の各々は、前記予め決められたＲＦ周波数のＮ個のＲＦ信号を生成する
    ために前記Ｎ個のアップコンバータの１つに供給される請求項８に記載の無線基
    地局。
  10. 【請求項１０】 前記増幅段が、前記Ｎ個の同位相のダウンリンク信号を生
    成するために前記Ｎ個のＲＦ信号のためのＮ個の増幅器を含む請求項９に記載の
    無線基地局。
  11. 【請求項１１】 前記増幅段がＮ個の増幅器を含み、前記アップコンバージ
    ョン段は前記予め決められたＲＦ周波数のＮ個のＲＦ信号を供給し、前記Ｎ個の
    増幅器は前記Ｎ個のＲＦ信号を受信し、前記Ｎ個のＲＦ信号を使用して前記Ｎ個
    の同位相のアップリンク信号を生成する請求項８に記載の無線基地局。
  12. 【請求項１２】 移相器と電力検出器とをさらに含み、前記移相器は、ベー
    スバンド信号を生成するベースバンドユニットと前記送信機モジュールとの間に
    配置され、前記送信機モジュールは前記ベースバンド信号を受信し、前記電力検
    出器は、前記出力信号の出力電力レベルを測定しかつ前記出力信号の出力電力レ
    ベルを前記移相器の調整によって最大化するために、前記合成器の出力に配置さ
    れる請求項１に記載の無線基地局。
  13. 【請求項１３】 前記出力信号の出力電力レベルは、Ｎが２である時に３デ
    シベル増大させられる請求項１に記載の無線基地局。
  14. 【請求項１４】 前記出力信号の出力電力レベルは、Ｎが４である時に６デ
    シベル増大させられる請求項１に記載の無線基地局。
  15. 【請求項１５】 前記出力信号の前記出力電力レベルは、Ｎが８である時に
    ９デシベル増大させられる請求項１に記載の無線基地局。
  16. 【請求項１６】 受信機をさらに含む請求項１に記載の無線基地局。
  17. 【請求項１７】 複数の受信機をさらに含み、アップリンクのダイバーシチ
    利得が各受信機からの信号を合成することによって得られる請求項１に記載の無
    線基地局。
  18. 【請求項１８】 前記アップリンクのダイバーシチ利得がより高い受信機感
    度を与える請求項１に記載の無線基地局。
  19. 【請求項１９】 基地局の出力電力を増大させる方法であって、 各々が同一の周波数でありかつ予め決められた電力レベルを有するＮ個の同位
    相のダウンリンク信号を生成し、 前記Ｎ個の同位相のダウンリンク信号のどの信号の電力レベルよりも高い出力
    電力レベルの出力信号を生成するために、前記Ｎ個の同位相のダウンリンク信号
    を合成すること、 から成る方法。
  20. 【請求項２０】 前記生成が、Ｎ個の同位相のアップリンク信号を生成する
    際に使用するためのベースバンド信号を生成することをさらに含む請求項１９に
    記載の方法。
  21. 【請求項２１】 前記ベースバンド信号を受信し、前記出力信号の出力電力
    レベルを測定し、前記ベースバンド信号の位相を調整することによって前記出力
    信号の出力電力レベルを最大化すること、をさらに含む請求項２０に記載の方法
    。
  22. 【請求項２２】 前記生成が、前記ベースバンド信号を変調して変調された
    信号を生成することをさらに含む請求項１９に記載の方法。
  23. 【請求項２３】 前記変調された信号を予め決められたＲＦ周波数にアップ
    コンバージョンする請求項１９に記載の方法。
  24. 【請求項２４】 前記変調された信号をＮ個の変調された信号に分割し、Ｎ
    個の変調された信号の各々をアップコンバージョンして、前記予め決められたＲ
    Ｆ周波数のＮ個のＲＦ信号を生成する請求項２３に記載の方法。
  25. 【請求項２５】 前記生成が、前記Ｎ個のＲＦ信号を増幅して前記Ｎ個の同
    位相のダウンリンク信号を生成することをさらに含む請求項２４に記載の方法。
  26. 【請求項２６】 前記合成が、Ｎが２である時に前記出力信号の出力電力レ
    ベルを３デシベル増大させることをさらに含む請求項１９に記載の方法。
  27. 【請求項２７】 前記合成が、Ｎが４である時に前記出力信号の出力電力レ
    ベルを６デシベル増大させることをさらに含む請求項１９に記載の方法。
  28. 【請求項２８】 前記合成が、Ｎが８である時に前記出力信号の出力電力レ
    ベルを９デシベル増大させることをさらに含む請求項１９に記載の方法。
  29. 【請求項２９】 受信機を使用してアップリンク信号を受信することをさら
    に含む請求項１９に記載の方法。
  30. 【請求項３０】 複数の受信機を使用してアップリンク信号を受信すること
    をさらに含み、前記受信機各々の信号を合成し、受信機各々からの信号を合成す
    ることがアップリンクのダイバーシチ利得を与える請求項１９に記載の方法。
  31. 【請求項３１】 前記アップリンクのダイバーシチ利得がより高い受信機感
    度を与える請求項３０に記載の方法。
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