JP2004241898A - リピータ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基地局向けアンテナ21と、アンテナ個別に異なる指向性のアンテナパターンを形成する2つの移動局向けアンテナ22−1,22−2と、基地局向けアンテナ21から受信された受信信号を中継して移動局向けアンテナ22−1,22−2から送信信号としてレイク受信機能を有する移動局向けに出力する中継手段(親局側装置30、子局側装置40−1,40−2)と、移動局向けアンテナ22−1,22−2の隣接するアンテナパターンにより出力される送信信号間に、符号分割多元接続方式における拡散信号の一チップ分以上の遅延時間を与える遅延装置36とを備える。
【選択図】 図2
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、符号分割多元接続(CDMA)方式による無線通信に使用されるリピータ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
無線基地局の電波の届きにくいビル内やトンネル内若しくは山岳地域等の電波状況を改善するものとして、リピータ装置(中継装置や無線中継ブースタとも称される)が用いられている。このリピータ装置は、基本的には受信した電波を増幅して送信するだけなので、前進基地局のように専用回線を敷設する必要がなく、設備コストを低減できるという利点がある(例えば、特許文献1参照)。また、中継エリアを複数のセクタに分割し、各セクタに対応する指向性のアンテナパターンを発生するものもある。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−196994号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来のリピータ装置では、各セクタに対応する指向性のアンテナパターンを発生しても、各アンテナパターンの境界付近においてアンテナパターンの合成により重複エリアでヌルが発生し、この結果、指向性パターンが乱れ、通信の安定性に悪影響を及ぼすという問題がある。
【0005】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、符号分割多元接続方式による無線通信に使用されるリピータ装置であって通信の安定性の向上を図ることができるリピータ装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項1に記載のリピータ装置は、符号分割多元接続方式による無線通信に使用され、受信信号を中継してレイク受信機能を有する無線局へ送信するリピータ装置であって、第1のアンテナと、アンテナ個別に異なる指向性のアンテナパターンを形成する複数の第2のアンテナと、前記第1のアンテナから受信された受信信号を中継して前記複数の第2のアンテナから送信信号として出力する中継手段と、前記第2のアンテナの隣接するアンテナパターンにより出力される送信信号間に、符号分割多元接続方式における拡散信号の一チップ分以上の遅延時間差を与える遅延手段とを備えたことを特徴としている。
【0007】
請求項2に記載のリピータ装置は、符号分割多元接続方式による無線通信に使用されるリピータ装置であって、第1の偏波面とこれに直交する第2の偏波面を有する第1のアンテナと、第1の偏波面とこれに直交する第2の偏波面を有する第2のアンテナと、前記第2のアンテナの第1の偏波面から受信された受信信号を中継して前記第1のアンテナの第1の偏波面から送信信号として出力する第1の中継手段とを備え、前記第2のアンテナの第2の偏波面から受信された受信信号を中継して前記第1のアンテナの第2の偏波面から送信信号として出力する第2の中継手段を装置の増設により具備し、前記第1の中継手段が予め前記第2の中継手段と同じ伝送周波数帯域特性を有することを特徴としている。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
図1は、本発明の実施形態によるリピータ装置2を用いた移動通信システムの構成例を示すブロック図である。この移動通信システムはCDMA方式により基地局と移動局間の多元接続を行うものである。図1において、リピータ装置2は、基地局1から移動局3向けの下り回線においては、基地局1からの電波を基地局向けアンテナ21で受信し、所定のレベルまで増幅し、基地局からの電波の届かないエリアに向けて移動局向けアンテナ22−1,22−2からその信号を再放射する。ここで、リピータ装置2は、中継エリア内の各セクタに対応する指向性のアンテナパターンを発生する。図1の例では、2つの移動局向けアンテナ22−1,22−2によりそれぞれアンテナパターン101,102を発生している。そして、それらアンテナパターン101及び102はエリア103で重複している。
【0009】
一方、移動局3から基地局1への上り回線においては、移動局3からの電波を移動局向けアンテナ22−1または22−2で受信し、所定のレベルまで増幅し、基地局向けアンテナ21から再放射する。これにより、基地局と移動局間の上り回線及び下り回線の双方向の中継機能を実現する。
【0010】
図2は、本発明の第1の実施形態によるリピータ装置2の構成を示すブロック図である。図2において、リピータ装置2は、基地局向けアンテナ21と2つの移動局向けアンテナ22−1,22−2と親局側装置30と2つの子局側装置40−1,40−2とから構成される。親局側装置30と子局側装置40−1,40−2が中継手段に対応する。
【0011】
親局側装置30は、基地局に対向する装置であり、基地局向けアンテナ21に接続されている。各子局側装置40−1,40−2は、移動局に対向する装置であり、2つの移動局向けアンテナ22−1,22−2のいずれか一方に接続されている。また、各子局側装置40−1,40−2は、親局側装置30にそれぞれ接続されている。
【0012】
親局側装置30は、アンテナ送受共用器(DUP)31と低雑音増幅器(LNA)32と送信電力増幅器(PA)33と分配器34と合成器35と遅延装置36とから構成される。DUP31は基地局向けアンテナ21に接続されている。子局側装置40−1,40−2は、PA41とLNA42とDUP43とから構成される。一つの子局側装置40−1のDUP43は、移動局向けアンテナ22−1に接続されている。もう一方の子局側装置40−2のDUP43は、移動局向けアンテナ22−2に接続されている。
【0013】
次に、図2に示すリピータ装置2の動作を説明する。
先ず、基地局1から移動局3向けの下り回線においては、基地局1からの電波を基地局向けアンテナ21で受信し、この受信信号は親局側装置30のDUP31を介してLNA32に入力される。LNA32は入力された受信信号を増幅して出力する。分配器34は、LNA32の出力信号を子局側装置40−1と遅延装置36に分配出力する。遅延装置36は入力された信号を所定の時間だけ遅延させた後、子局側装置40−2へ出力する。
【0014】
子局側装置40−1のPA41は、親局側装置30から入力された信号を増幅し、該増幅した信号をDUP43を介して移動局向けアンテナ22−1に出力する。これにより、基地局からの電波が移動局向けアンテナ22−1から図1のアンテナパターン101で再放射される。子局側装置40−2のPA41は、親局側装置30から入力された信号を増幅し、該増幅した信号をDUP43を介して移動局向けアンテナ22−2に出力する。これにより、基地局からの電波が移動局向けアンテナ22−2から図1のアンテナパターン102で再放射される。
【0015】
ここで、移動局向けアンテナ22−2からの電波は、移動局向けアンテナ22−1からの電波よりも、遅延装置36における遅延時間分だけ遅れて放射される。その遅延装置36における遅延時間は、CDMA方式における拡散信号(PN符号)の一つのエレメント(チップ)分の時間以上に設定する。例えば、IS−95ベースCDMA方式では、813.8ナノ秒以上に設定する。
【0016】
CDMA方式による移動局は、レイク受信機能を有しており、マルチパス信号の到来時間の差が1チップ分の時間以上あれば、それぞれのマルチパス信号を分離して受信し、これら受信信号を合成することにより受信特性の改善を図ることができる。このレイク受信機能により、図1の重複エリア103に在る移動局3は、移動局向けアンテナ22−1から放射されるアンテナパターン101による信号と、移動局向けアンテナ22−2から放射されるアンテナパターン102による信号とを分離して受信し、さらに合成して以降の受信処理を行う。これにより、通信の安定性が向上する。
【0017】
次に、移動局3から基地局1向けの上り回線においては、移動局3からの電波を移動局向けアンテナ22−1または22−2で受信する。移動局向けアンテナ22−1で受信された受信信号は子局側装置40−1のDUP43を介してLNA42に入力される。LNA42は入力された受信信号を増幅して親局側装置30に出力する。一方、移動局向けアンテナ22−2で受信された受信信号は、子局側装置40−2のDUP43を介してLNA42に入力され、LNA42により増幅された後、親局側装置30の遅延装置36に出力される。この遅延装置36は、所定の時間(上記1チップ分以上の設定時間)だけ、子局側装置40−2からの入力信号を遅延させて合成器35に出力する。
【0018】
合成器35は、子局側装置40−1からの入力信号と遅延装置36からの入力信号を合成してPA33に出力する。PA33は、入力された信号を増幅し、該増幅した信号をDUP31を介して基地局向けアンテナ21に出力する。これにより、移動局からの電波が基地局向けアンテナ21から再放射される。
【0019】
ここで、移動局向けアンテナ22−2で受信された電波は、移動局向けアンテナ22−1で受信された電波よりも、1チップ分以上の時間だけ遅れて放射される。そして、基地局1は、レイク受信機能を有しており、移動局向けアンテナ22−1の受信信号と移動局向けアンテナ22−1の受信信号を分離することができる。
【0020】
上述したように第1の実施形態によれば、指向性の異なる複数のアンテナパターンを発生する際に、各アンテナパターンによる放射タイミングをCDMA方式における拡散信号の一チップ分の時間以上ずらす。これにより、基地局からの受信信号を基地局へ中継する際に、それらアンテナパターンの重複エリアにおいて移動局は、レイク受信機能により、各アンテナパターンによる信号をそれぞれ分離して受信することができ、通信の安定性が向上する。
【0021】
なお、上述した第1の実施形態では、親局側装置30に遅延装置36を設けたが、子局側装置40−2に遅延装置36を設けるようにしてもよい。この場合、下り回線においてはPA41の前段に設けてもよく、あるいは後段に設けてもよい。また、上り回線においてはLNA42の前段に設けてもよく、あるいは後段に設けてもよい。
【0022】
また、遅延装置36(遅延手段)は電気的に遅延量を付加するものであってもよく、あるいは光学的に遅延量を付加するものであってもよい。例えば、遅延時間に対応する伝送時間に相当するケーブル長の光ファイバケーブルを備え、入力信号を該光ファイバケーブル内を通過させて出力するように構成する。
【0023】
次に、第2の実施形態について説明する。
図3は、本発明の第2の実施形態によるリピータ装置2の構成を示すブロック図である。この図3において図2の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。第2の実施形態によるリピータ装置は、図3に示すように、親局側装置と2つの子局側装置からなる基本部(第1の中継手段)を備える。そして、増設により、親局側装置と2つの子局側装置からなる増設部(第2の中継手段)をさらに具備する。増設部は増減設ができるようになっている。これにより、ユーザ数の増減に基づきシステム容量の拡大あるいは縮小が容易に図れる。
【0024】
増設部の親局側装置30のDUP31は基地局向けアンテナ21の第2の偏波面に接続される。増設部の子局側装置40−1のDUP43は移動局向けアンテナ22−1の第2の偏波面に接続される。増設部の子局側装置40−2のDUP43は移動局向けアンテナ22−2の第2の偏波面に接続される。基地局向けアンテナ21は、第1の偏波面とこれに直交する第2の偏波面を有している。基本部は基地局向けアンテナ21の第1の偏波面を使用する。増設部は基地局向けアンテナ21の第2の偏波面を使用する。移動局向けアンテナ22−1及び22−2は、第1の偏波面とこれに直交する第2の偏波面を有している。そして、基本部は、移動局向けアンテナ22−1の第1の偏波面と移動局向けアンテナ22−2の第1の偏波面を使用する。増設部は、移動局向けアンテナ22−1の第2の偏波面と移動局向けアンテナ22−2の第2の偏波面を使用する。
【0025】
図4は、図3の基本部及び増設部それぞれの上り回線における伝送周波数帯域特性の例を示す図である。図4(a),(b)に示すように、基本部は予め増設部と同じ伝送周波数帯域特性を有している。図4の例では、基本部及び増設部は4つのキャリアの中継機能を有し、各キャリアの周波数帯域及びその特性は基本部と増設部で同じである。これにより、移動局からの4つのキャリアの受信信号は、基本部及び増設部により増幅されて基地局向けに放射される。
【0026】
ここで、移動局向けアンテナ22−1の受信信号に着目すると、第1の偏波面で受信された信号は基本部を介して基地局に中継され、また、第2の偏波面で受信された信号は増設部を介して基地局に中継される。これにより、基地局は、ある一つのキャリアについて、第1の偏波の受信信号と第2の偏波の受信信号を得ることができ、これら異なる偏波の受信信号に基づいてダイバーシチ受信を行うことができる。同様に、移動局向けアンテナ22−2の受信信号についても異なる偏波の受信信号が基地局に中継され、基地局においてダイバーシチ受信が可能となる。この結果、移動局から基地局向けの上り回線の通信の安定性が向上する。
【0027】
図5は、図3の基本部及び増設部それぞれの下り回線における伝送周波数帯域特性の例を示す図である。図5(a),(b)に示すように、基本部と増設部とでは伝送周波数帯域特性が異なっている。図5の例では、基本部は周波数が低い方の2つのキャリアの中継機能を有し、一方、増設部は周波数が高い方の2つのキャリアの中継機能を有している。これにより、下り回線では、基地局からの受信信号を効率よく移動局向けに中継する。
【0028】
上述した第2の実施形態によれば、基本部で中継する受信信号と増設部で中継する受信信号をそれぞれ異なる偏波の受信信号としたので、基地局においてそれら異なる偏波の受信信号に基づくダイバーシチ受信を実現することができ、通信の安定性が向上する。さらに、基本部が予め増設部と同じ伝送周波数帯域特性を有するようにしたので、増設部の設備時に基本部の伝送周波数帯域特性を増設部に合わせる変更を行う必要がなく、システム容量拡大時におけるキャリア数の増加に容易に対応することができる。
【0029】
以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【0030】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1に記載の発明によれば、指向性の異なる複数のアンテナパターンを発生する際に、各アンテナパターンによる放射タイミングをCDMA方式における拡散信号の一チップ分の時間以上ずらすので、それらアンテナパターンの重複エリアにおいて無線局(例えば移動局)は、レイク受信機能により、各アンテナパターンによる信号をそれぞれ分離して受信することができ、通信の安定性が向上する。
【0031】
請求項2に記載の発明によれば、第1の中継手段(基本部)で中継する受信信号と第2の中継手段(増設部)で中継する受信信号をそれぞれ異なる偏波の受信信号としたので、無線局(例えば基地局)においてそれら異なる偏波の受信信号に基づくダイバーシチ受信を実現することができ、通信の安定性が向上する。さらに、基本部が予め増設部と同じ伝送周波数帯域特性を有するようにしたので、増設部の設備時に基本部の伝送周波数帯域特性を増設部に合わせる変更を行う必要がなく、システム容量拡大時におけるキャリア数の増加に容易に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態によるリピータ装置2を用いた移動通信システムの構成例を示すブロック図である。
【図2】本発明の第1の実施形態によるリピータ装置2の構成を示すブロック図である。
【図3】本発明の第2の実施形態によるリピータ装置2の構成を示すブロック図である。
【図4】図3の基本部及び増設部それぞれの上り回線における伝送周波数帯域特性の例を示す図である。
【図5】図3の基本部及び増設部それぞれの下り回線における伝送周波数帯域特性の例を示す図である。
【符号の説明】
1…基地局、2…リピータ装置、3…移動局、21…基地局向けアンテナ、22−1,22−2…移動局向けアンテナ、30…親局側装置、31,43…アンテナ送受共用器(DUP)、32,42…低雑音増幅器(LNA)、33,41…送信電力増幅器(PA)、34…分配器、35…合成器、36…遅延装置
Claims (2)
- 符号分割多元接続方式による無線通信に使用され、受信信号を中継してレイク受信機能を有する無線局へ送信するリピータ装置であって、
第1のアンテナと、
アンテナ個別に異なる指向性のアンテナパターンを形成する複数の第2のアンテナと、
前記第1のアンテナから受信された受信信号を中継して前記複数の第2のアンテナから送信信号として出力する中継手段と、
前記第2のアンテナの隣接するアンテナパターンにより出力される送信信号間に、符号分割多元接続方式における拡散信号の一チップ分以上の遅延時間差を与える遅延手段と、
を備えたことを特徴とするリピータ装置。 - 符号分割多元接続方式による無線通信に使用されるリピータ装置であって、
第1の偏波面とこれに直交する第2の偏波面を有する第1のアンテナと、
第1の偏波面とこれに直交する第2の偏波面を有する第2のアンテナと、
前記第2のアンテナの第1の偏波面から受信された受信信号を中継して前記第1のアンテナの第1の偏波面から送信信号として出力する第1の中継手段とを備え、
前記第2のアンテナの第2の偏波面から受信された受信信号を中継して前記第1のアンテナの第2の偏波面から送信信号として出力する第2の中継手段を装置の増設により具備し、
前記第1の中継手段が予め前記第2の中継手段と同じ伝送周波数帯域特性を有する
ことを特徴とするリピータ装置。
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