JP2004260371A - リピータ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ケーブル敷設を不要とし、簡易かつ低コストのリピータ装置を提供する。
【解決手段】室内や屋内等平空間の電波環境を改善するリピータ装置である。基地局３０１に対向する基地局向けユニット３０３と該閉空間内のユーザ端末３０７に対向するユーザ端末向けユニット３０５とに分離され、該基地局向けユニットと該端末向けユニットの間の信号伝送は、対象無線システムに割り当てられた周波数帯域のうち、未使用、または、空き状態にある周波数帯３０４を用いて行われるように構成されている。
【選択図】 図６
【解決手段】室内や屋内等平空間の電波環境を改善するリピータ装置である。基地局３０１に対向する基地局向けユニット３０３と該閉空間内のユーザ端末３０７に対向するユーザ端末向けユニット３０５とに分離され、該基地局向けユニットと該端末向けユニットの間の信号伝送は、対象無線システムに割り当てられた周波数帯域のうち、未使用、または、空き状態にある周波数帯３０４を用いて行われるように構成されている。
【選択図】 図６
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セルラー系移動通信システム，ＰＨＳ，ディジタル地上波放送、その他の無線通信システム，放送システムにおいて、屋内や地下街のような電波の届き難い閉空間においても通信，信号の受信を可能とするリピータ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話を対象とした従来のリピータ装置は、電波の状態が良好な場所に位置する外部アンテナ，その外部アンテナの場所から屋内の使用場所までを延長する同軸ケーブル，並びに、電流伝搬環境が良好ではない室内等の閉空間に設置する信号増幅装置及び室内用アンテナから構成される（例えば、特許文献１参照）。
また、回り込み干渉の影響を積極的に除去し、外部アンテナと室内向けアンテナの設置位置を同一地点とする干渉キャンセル機能付きリピータも提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−３４１１９４号公報
【特許文献２】
特開平２００１−１９６９９４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載されたリピータでは、上記延長ケーブルにより外部アンテナとリピータを接続する構成法を適用している。ここで、外部アンテナとリピータ装置を延長用同軸ケーブルにより接続する理由としては、リピータ装置の使用場所が物理的に外部アンテナ設置場所から離れている場合のみならず、増幅した送信信号がリピータ装置の受信アンテナに干渉信号として入力・発振する回り込み干渉の影響を回避することを目的としている。
また、特許文献２に記載されたリピータ装置では、送信信号をリピータ装置内で分岐し、受信アンテナから入力される干渉信号に対して逆位相で乗積することにより干渉成分を除去する機能を搭載している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
外部アンテナとリピータ装置を同軸ケーブルにより延長接続するリピータ構成の場合、同軸ケーブルの敷設工事費が大きな負担となる。更に、ケーブル敷設を必要とするため、リピータ装置導入までの工期が長くなり、利便性に欠けるという欠点がある。更に、隣接地でのビル建設等により伝搬環境が変化し、外部アンテナの設置場所を変更する必要が生じた場合や、屋内のレイアウト変更等により、リピータ装置の位置を物理的に変更しなければならない場合に、同軸ケーブルを新規に敷設し直す必要があり、極めて利便性が欠けるとともに工事費用が新たに必要となる。
【０００６】
このような設置コスト、設置工期の削減を目的として、リピータ装置に回り込み干渉除去機能を搭載し、外部アンテナと室内アンテナの設置位置を同一場所とするリピータ装置も提案されている。しかしながら、干渉キャンセル機能付きリピータ装置の場合、リピータ装置周辺の壁や窓の状態変化、人の動きにより時々刻々変化する多重反射波の影響をリアルタイムに除去する必要があるため、高精度の伝搬路推定機能が必要となり、簡易、かつ、低コストの装置を提供することが極めて困難になる恐れがある。
【０００７】
本発明の目的は、ケーブル敷設を不要とし、簡易かつ低コストのリピータ装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明は、室内や屋内等平空間の電波環境を改善するリピータ装置において、該リピータ装置は、基地局に対向する基地局向けユニットと該閉空間内のユーザ端末に対向するユーザ端末向けユニットとに分離され、該基地局向けユニットと該端末向けユニットの間の信号伝送は、対象無線システムに割り当てられた周波数帯域のうち、未使用、または、空き状態にある周波数帯を用いて行われるように構成されていることを特徴としている。具体的には、基地局向けユニットは、基地局から送信された無線信号を事前に設定した周波数帯、または、別途基地局から通知された空きチャネル情報を用いて選択した周波数帯に周波数変換する機能を有し、端末向けユニットは、基地局無線ユニットから送信された無線信号を元の周波数チャネルに変換する機能を有するように構成されている。
また、周波数変換を行う中継ユニットを基地局向けユニットと端末向けユニットの間に用意し、個々のユニットは受信信号の周波数と異なる周波数に変換して送信することにより、通信エリアを拡大する機能も容易に実現することができる。
更に、周波数変換後の信号に時間遅延を故意に付加することにより、基地局、または、ユーザ端末から直接送信された信号と、リピータを介して送信された信号を時間軸上で分離し、ＲＡＫＥ受信方式（多重通路ダイバーシティ受信方式）を適用することにより受信品質を改善するように構成することもできる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明方式の具体的な実施例を説明する。
図１は、無線システムに割り当てられた周波数帯域を通信用帯域１２と周波数変換用帯域１３に分割し、基地局１とユーザ端末１１の間には基地局向けユニット４と端末向けユニット８を配置する構成に基づく実施例を示している。図１において、基地局１から送信された周波数ｆｐ の無線信号２は、基地局向けユニット４の基地局向けアンテナ３で受信され、＋△ｆだけ周波数変換され、かつ、信号電力が増幅された後、周波数（ｆｐ ＋△ｆ）の無線信号６として端末向けアンテナ５で送信される。
【００１０】
次に、基地局向けユニット４から送信された無線信号６は、端末向けユニット８のアンテナ７で受信され、−△ｆの周波数変換が施され、電力増幅された後、ユーザ端末向けアンテナ９により周波数ｆｐ の無線信号１０としてユーザ端末１１に送信される。
【００１１】
以上の流れを周波数軸上で説明すると、無線通信システムに割り当てられた周波数ｆＬ （１４）から周波数ｆＨ （１５）までの周波数帯域を通信用帯域１２と周波数変換用帯域１３に分割し、基地局１から送信された周波数ｆｐ の信号１６は、基地局向けユニット内で周波数変換され、周波数（ｆｐ ＋△ｆ）の信号１７として端末向けユニット８に送信される。端末向けユニット８では、周波数（ｆｐ ＋△ｆ）の信号１８を受信し、周波数変換後、周波数ｆｐ の信号１９としてユーザ端末１１に向けて送信される。なお、ユーザ端末１１から基地局１方向の上りリンクについても、下りリンクと逆方向の周波数変換手順により実現することができる。
【００１２】
次に、基地局向けユニットと端末向けユニットの間に複数の中継用ユニットを配置することによって通信エリアを拡大する手法について説明する。図２は、無線システムに割り当てられた周波数帯域を通信用帯域４３と周波数変換用帯域４４に分割し、図１に示したように配置されるが、図２では図示を省略している基地局（１）とユーザ端末（１１）との間には、基地局向けユニット３２、Ｎ台の中継用ユニット（３６−１〜３６−Ｎ）、並びに、端末向けユニット４２を配置する構成に基づく実施例を示している。図２において、基地局（１）から送信された周波数ｆｐ の無線信号は、基地局向けユニット３２の基地局向けアンテナ３１で受信され、周波数ｆｋ に変換され、かつ、信号電力が増幅された後、無線信号３４としてアンテナ３３により中継用ユニット３６−１に向けて送信される。
【００１３】
中継用ユニット３６−１では、アンテナ３５により受信された周波数ｆｋ の信号を周波数ｆ１ に変換し、電力が増幅された後、アンテナ３７を用いて次の中継用ユニットに送信される。以後、この操作を繰り返し、中継用ユニット３６−Ｎのアンテナ３８で受信された周波数ｆｍ の信号は、周波数ｆｎ に変換され、電力が増幅された後、アンテナ３９を用いて端末向けユニット４２に送信される。最後に、端末向けユニット４２では、アンテナ４１で受信した周波数ｆｎ の信号を周波数ｆｐ に変換し、電力を増幅した後、ユーザ端末（１１）に向けてアンテナ４３より送信する。
【００１４】
以上の流れを周波数軸上で説明すると、無線通信システムに割り当てられた周波数ｆＬ （４５）から周波数ｆＨ （４６）までの周波数帯域を通信用帯域４３と周波数用帯域４４に分割し、基地局（１）から送信された周波数ｆｐ の信号４７は、基地局向けユニット３２内で周波数変換され、周波数ｆｋ の信号４８として中継用ユニット３６−１に送信される。中継用ユニット３６−１では、周波数ｆｋ の信号４９を受信し、周波数変換後、周波数ｆ１ の信号５０として次の中継用ユニットに向けて送信する。以後、同様の操作を繰り返し、中継用ユニット３６−Ｎでは、周波数ｆｍ の信号５１を受信し、周波数変換後、周波数ｆｎ の信号５２として端末向けユニットに送信する。最後に、端末向けユニット４２では、周波数ｆｎ の信号５３を受信し、周波数変換後、周波数ｆｐ の信号５４としてユーザ端末に送信する。なお、ユーザ端末（１１）から基地局（１）方向の上りリンクについても、下りリンクと逆方向の周波数変換手順により実現することができる。
【００１５】
次に、基地局向けユニットと端末向けユニットとの間に、複数の中継用ユニットを配置することによって通信エリアを拡大する手法において、通信用帯域と周波数変換用帯域に分けることなく、通信用帯域でチャネルを利用し、周波数変換を行う手法について説明する。図３は、無線システムに割り当てられた周波数帯域全て通信用帯域７４に割り当て、基地局（１）とユーザ端末（１１）との間には基地局向けユニット６２、Ｎ台の中継用ユニット（６６−１〜６６−Ｎ）、並びに、端末向けユニット７２を配置する構成に基づく実施例を示している。図３において、基地局（１）から送信された周波数ｆ１ （７７），ｆ５ （７９），ｆ９ （８１）の無線信号群は、基地局向けユニット６２の基地局向けアンテナ６１で受信され、周波数ｆ１ （７７）がｆ３ （７８）に、周波数ｆ５ （７９）がｆ６ （８０）に、周波数ｆ９ （８１）がｆ８ （８２）に変換され、かつ、信号電力が増幅された後、無線信号群６４としてアンテナ６３により中継用ユニット６６−１に向けて送信される。
【００１６】
中継用ユニット６６−１では、アンテナ６５により受信された周波数ｆ３ （８３），ｆ６ （８５），ｆ８ （８７）の信号群を各々順に周波数ｆ２ （８４），ｆ４ （８６），ｆ７ （８８）に変換し、電力が増幅された後、アンテナ６７を用いて次の中継用ユニットに送信される。以後、この操作を繰り返し、中継用ユニット６６−Ｎのアンテナ６８で受信された周波数ｆ５ （８９），ｆ６ （９１），ｆ８ （９３）の信号群は、各々順に周波数ｆ２ （９０），ｆ３ （９２），ｆ７ （９４）に変換され、電力が増幅された後、その無線信号群７０がアンテナ６９を用いて端末向けユニット７２に送信される。最後に、端末向けユニット７２では、アンテナ７１で受信した周波数ｆ２ （９５），ｆ３ （９７），ｆ７ （９９）の信号群を各々周波数ｆ１ （９６），ｆ５ （９８），ｆ９ （１００）に変換し、電力を増幅した後、ユーザ端末（１１）に向けてアンテナ７３より送信する。
【００１７】
以上の流れを周波数軸上で説明すると、無線通信システムに割り当てられた周波数ｆＬ （７５）から周波数ｆＨ （７６）までの周波数帯域を全て通信用帯域７４に割り当て、基地局から送信された周波数ｆ１ （７７），ｆ５ （７９），ｆ９ （８１）の信号群は、基地局向けユニット６２内で周波数変換され、周波数ｆ３ （７８），ｆ６ （８０），ｆ８ （８２）の信号群として中継用ユニット６６−１に送信される。中継用ユニット６６−１では、周波数ｆ３ （８３），ｆ６ （８５），ｆ８ （８７）の信号群を受信し、周波数変換後、周波数ｆ２ （８４），ｆ４ （８６），ｆ７ （８８）の信号群として次の中継用ユニットに向けて送信する。以後、同様の操作を繰り返し、中継用ユニット６６−Ｎでは、周波数ｆ５ （８９），ｆ６ （９１），ｆ８ （９３）の信号群を受信し、周波数変換後、周波数ｆ２ （９０），ｆ３ （９２），ｆ７ （９４）の信号群として端末向けユニット７２に送信する。最後に、端末向けユニット７２では、周波数ｆ２ （９５），ｆ３ （９７），ｆ７ （９９）の信号群を受信し、周波数変換後、周波数ｆ１ （９６），ｆ５ （９８），ｆ９ （１００）の信号群としてユーザ端末（１１）に送信する。なお、ユーザ端末（１１）から基地局（１）方向の上りリンクについても、下りリンクと逆方向の周波数変換手順により実現することができる。また、中継用ユニットを用いない場合についても、同様の手順で同一の通信用帯域内で周波数変換を行うことができる。
【００１８】
図４は、本発明による周波数変換型リピータを実現するための基地局向けユニット（下りリンク方向）、並びにユーザ端末向けユニット（上りリンク方向）のブロック構成例を示している。図４において、アンテナ２０１により受信された中心周波数ｆｐ の無線信号は、帯域制限フィルタ（ＢＰＦ）２０２により帯域制限された信号２０３となった後、低雑音増幅器（ＬＮＡ）２０４により受信信号電力が増幅される。次に、周波数ｆＬｏを有する周波数発振器２０７から出力されるローカル信号と増幅された受信信号２０５が乗算器２０６により乗積され、中心周波数ｆＩＦの中間周波数信号２０８に変換された後、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）２０９により高調波成分が除去された信号２１０となる。次に、急峻な通過帯域幅ＢＷ／２を有するＳＡＷフィルタ２１１により帯域外漏洩電力成分が除去された信号２１２となる。さらに、中心周波数（ｆＬｏ＋ＢＷ／２）を有する周波数発振器２１４から生成されるローカル信号と乗算器２１３により乗積された信号２１５が、帯域制限フィルタ（ＢＰＦ）２１６により帯域外信号成分が除去された後、中心周波数（ｆｐ ＋ＢＷ／２）の高周波信号２１７に変換される。最後に、電力増幅器（ＰＡ）２１８により増幅された信号２１９が、帯域制限フィルタ（ＢＰＦ）２２０により帯域外信号成分が除去された後、中心周波数（ｆｐ ＋ＢＷ／２）を有する高周波信号としてアンテナ２２１から再送信される。
【００１９】
以上の一連の周波数変換操作を周波数軸上で説明すると以下のようになる。まず、周波数ｆＬ （２２３）〜周波数ｆＨ （２２４）の範囲で定義される帯域幅ＢＷ（２２２）を有する無線システムにおいて、高周波信号２２８は、〔ｆＬ 〜（ｆＬ ＋ＢＷ／２）〕の帯域幅ＢＷ／２（２２５）内に割り当てられた中心周波数ｆｐ を有する無線信号として基地局あるいはユーザ端末から送信される。次に、基地局向けユニット（下り方向）あるいはユーザ端末向けユニット（上り方向）により受信れた無線信号２２９は、中心周波数ｆＩＬ（２３０）の中間周波数帯の信号２２９に変換され、周波数（ｆＩＦ−ＢＷ／４）２３１から周波数（ｆＩＦ＋ＢＷ／４）２３２までの帯域幅ＢＷ／２（２２６）を有するＳＡＷフィルタ２１１により帯域制限が行われた後、中心周波数（ｆｐ ＋ＢＷ／２）を有する信号２１１に変換される。最終的に、中間周波数帯から高周波数帯に周波数変換される際、無線信号２１７，２１９はＢＷ／２（２２７）だけ周波数シフトされたことになる。
【００２０】
図５は、本発明による周波数変換型リピータを実現するためのユーザ端末向けユニット（下りリンク方向）のブロック構成例を示している。図５において、アンテナ２４１により受信された中心周波数（ｆｐ ＋ＢＷ／２）の無線信号は、帯域制限フィルタ（ＢＰＦ）２４２により帯域制限された信号２４３となった後、低雑音増幅器（ＬＮＡ）２４４により受信信号電力が増幅される。次に、周波数（ｆＬｏ＋ＢＷ／２）を有する周波数発振器２４７から出力されるローカル信号と増幅された受信信号２４５が乗算器２４６より乗積され、中心周波数ｆＩＦの中間周波数信号２４８に変換された後、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）２４９により高調波成分が除去された信号２５０となる。次に、急峻な通過帯域幅ＢＷ／２を有するＳＡＷフィルタ２５１により帯域外漏洩電力成分が除去される。ここで、ＳＡＷフィルタ２５１から出力された信号２５２は、遅延量τを有する遅延回路２５３により時間遅延が付加された信号２５４となる。さらに、中心周波数ｆＬｏを有する周波数発振器２５６から生成されるローカル信号と乗算器２５５により乗積された信号２５７が、帯域制限フィルタ（ＢＰＦ）２５８により帯域外信号成分が除去された後、中心周波数ｆｐ の高周波信号２５９に変換される。最後に、電力増幅器（ＰＡ）２６０により増幅された信号２６１が、帯域制限フィルタ（ＢＰＦ）２６２により帯域外信号成分が除去された後、中心周波数ｆｐ を有する高周波信号としてアンテナ２６３から再送信される。なお、基地局向け端末ユニット（上り方向）は、図５において遅延回路２５３を取り除いた場合の構成となる。
【００２１】
以上の一連の周波数変換操作を周波数軸上で説明すると以下のようになる。まず、ｆＬ （２６５）〜ｆＨ （２６６）の範囲で定義される帯域幅ＢＷ（２６４）を有する無線システムにおいて、周波数変換され、ＢＷ／２だけシフトされた高周波信号２７０は、（ｆＬ ＋ＢＷ／２）〜ｆＨ の帯域幅内の中心周波数（ｆｐ ＋ＢＷ／２）を有する無線信号として周波数変換型リピータから送信される。次に、基地局向けユニット（上り方向）あるいはユーザ端末向けユニット（下り方向）により受信された無線信号は、中心周波数ｆＩＦ（２７２）の中間周波数帯に変換され、帯域幅ＢＷ／２（２６８）を有するＳＡＷフィルタ２５１により周波数ｆＨ −ＢＷ／４（２７１）から周波数ｆＨ −ＢＷ／４（２７４）までの帯域制限が行われた後、中心周波数ｆｐ を有する高周波信号２７４に変換される。最終的に、高周波数帯から中間周波数帯に周波数変換される際、無線信号（２５９，２６１）はＢＷ／２（２６７）だけ周波数がマイナス方向にシフトされたことになる。
【００２２】
なお、図４および図５の実施例は、中継用ユニットを介さない周波数変換型リピータ装置の構成例を示したが、中継ユニットを介する場合についても同様な周波数変換処理を施す構成とすることにより実現することができる。
【００２３】
次に、図５のブロック構成例において、遅延回路２５３により時間遅延τを付加する効果を説明する。図６は、本発明方式に基づく周波数変換型リピータ装置を用いた通信エリアの拡張例を示している。図６において、基地局３０１から送信された中心周波数ｆｐ の下り無線信号３０２は、オフィス３１１の窓際に設置された基地局向けユニット３０３により受信され、周波数（ｆｐ ＋△ｆ）の無線信号３０４として端末向けユニット３０５に送信される。次に、端末向けユニット３０５から再送信された中心周波数ｆｐ の下り無線信号３０６および３０９は、ユーザ端末３０７およびユーザ端末３０８によって受信される。ここで、グラデーションの異なる通信エリア３１２，３１３，３１４は、基地局３０１から直接送信される信号の電界強度分布を表しており、中央部の通信エリア３１２から外側の通信エリアになるに従って電界強度が弱くなる状況を示している。一方、通信エリア３１５，３１６，３１７は、端末向けユニット３０５から送信される信号の電界強度を表しており、同様に中央部の通信エリア３１５から外側の通信エリア３１７になるに従って電界強度が弱くなる様子を示している。ここで、ユーザ端末３０７は、端末向けユニット３０５から送信される下り無線信号３０６のみを受信するエリアに存在しているが、ユーザ端末３０８は基地局３０１から送信される下り無線信号３１０と、端末向けユニット３０５から送信される下り無線信号３０９の両方が同時に受信できるエリアに存在している。この場合、基地局３０１からの下り無線信号３１０と端末向けユニット３０５から送信される下り無線信号３０９が互いに干渉することになるが、図５に示した遅延回路２５３を設けることにより、端末向けユニット３０５から送信される下り無線信号３０９にはτの時間遅延が含まれることになる。このように遅延を人工的に付加することにより、ＣＤＭＡ方式に基づく無線システムでは、同一チャネル干渉を回避するだけでなくＲＡＫＥ受信により時間ダイバーシチ効果が得られ、ユーザ端末における受信特性が大幅に改善することができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば以下の効果を期待することができる。
（１）基地局向けユニットと端末向けユニット間を無線接続することにより、同軸ケーブルによるケーブリングが不要となる。これにより、同軸ケーブルを敷設するための設置工事が不要になるとともに、工期を大幅に短縮することができる。
（２）リピータ装置の設置・変更が容易に行えるため、通信環境の変化に対して柔軟に対応することができる。
（３）リピータ装置を適用する無線システムに割り当てられた周波数帯域内で周波数変換を行うため、新たな周波数を確保する必要がない。また、既存の他システムに影響を干渉等の影響を与えることがない。
（４）リピータ装置内に遅延回路を挿入することにより、ユーザ端末から直接送信された無線信号とリピータ装置を介して送信された無線信号を基地局受信点において時間軸上で分離することができる。従って、ＲＡＫＥ合成を適用することにより、受信品質を改善することができる。同様に、基地局から直接送信された無線信号とリピータを介して送信された無線信号をユーザ端末でＲＡＫＥ受信することにより、回線品質を改善することができる。
（５）周波数変換を繰り返し行う中継用端末向けユニットを用いることにより、通信エリアの拡大を容易に図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】無線システムに割り当てられた周波数帯域を二つの通信用帯域に分割して配置する場合の本発明の実施例を示す周波数配列を含むブロック図である。
【図２】図１に示す構成例において、さらに基地局向けユニットと端末向けユニットの間に複数の中継用ユニットを設ける場合の本発明の実施例を示す周波数配列を含むブロック図である。
【図３】無線システムに割り当てられた周波数帯域内において、基地局向けユニットと端局向けユニットとの間に複数の中継用ユニットを配置し、周波数変換を行って中継する場合の本発明の実施例を示す周波数配列を含むブロック図である。
【図４】本発明に用いる下りリンク方向の基地局向けユニットと上りリンク方向のユーザ端局向けユニットとに適用される構成例を示す周波数配列を含むブロック図である。
【図５】本発明に用いる下りリンク用ユーザ端末向けユニットの構成例を示す周波数配列を含むブロック図である。
【図６】本発明により構成された周波数変換型リピータ装置を配置して通信エリアを拡張した場合を示す無線システム構成例図である。
【符号の説明】
１ 基地局
２ 無線信号
３ 基地局向けアンテナ
４ 基地局向けユニット
５ 端末向けアンテナ
６ 無線信号
７ アンテナ
８ 端末向けユニット
９ ユーザ端末向けアンテナ
１０ 無線信号
１１ ユーザ端末
１２ 通信用帯域
１３ 周波数変換用帯域
１４ 周波数ｆＬ
１５ 周波数ｆＨ
１６，１９ 周波数ｆｐ の信号
１７，１８ 周波数ｆｐ ＋△ｆの信号
３１ 基地局向けアンテナ
３２ 基地局向けユニット
３３，３５，３７，３８，４３ アンテナ
３６−１〜３６−Ｎ 中継用ユニット
４２ 端局向けユニット
４５ 周波数ｆＬ
４６ 周波数ｆＨ
４７ 周波数ｆｐ の信号
４８，４９ 周波数ｆｋ の信号
５０ 周波数ｆ１ の信号
５１ 周波数ｆｍ の信号
５２，５３ 周波数ｆｎ の信号
５４ 周波数ｆｐ の信号
６１ 基地局向けアンテナ
６２ 基地局向けユニット
６３ アンテナ
６４ 無線信号群（ｆ３ ，ｆ６ ，ｆ８ ）
６５ アンテナ
６６−１〜６６−Ｎ 中継用ユニット
６７，６８，６９ アンテナ
７０ 無線信号群（ｆ２ ，ｆ３ ，ｆ７ ）
７１，７３ アンテナ
７２ 端局向けユニット
７４ 通信用帯域
７５ 周波数ｆＬ
７６ 周波数ｆＨ
７７，９６ 周波数ｆ１
７８，８３，９２，９７ 周波数ｆ３
７９，８９，９８ 周波数ｆ５
８０，８５，９１ 周波数ｆ６
８１，１００ 周波数ｆ９
８２，８７，９３ 周波数ｆ８
８４，９０，９５ 周波数ｆ２
８６ 周波数ｆ４
８８，９４，９９ 周波数ｆ７
２０１ アンテナ
２０２ 帯域ろ波器
２０３ 信号
２０４ 低雑音増幅器
２０５ 受信信号
２０６ 乗算器
２０７ 周波数発振器
２０８ 中間周波数信号
２０９ 低域通過フィルタ
２１０ 信号
２１１ ＳＡＷフィルタ
２１２ 信号
２１３ 乗算器
２１４ 周波数発振器
２１５ 信号
２１６ 帯域制限フィルタ
２１７ 高周波信号
２１８ 電力増幅器
２１９ 信号
２２０ 帯域制限フィルタ
２２１ アンテナ
２２２ 帯域幅ＢＷ
２２３ 周波数ｆＬ
２２４ 周波数ｆＨ
２２５，２２６ 帯域幅ＢＷ／２
２２９ 信号
２３０ 中心周波数ｆ１Ｌ
２３１ 周波数（ｆＩＦ−ＢＷ／４）
２３２ 周波数（ｆＩＦ＋ＢＷ／４）
２３３ 高周波信号
２４１ アンテナ
２４２ 帯域制限フィルタ
２４３ 信号
２４４ 低雑音増幅器
２４５ 受信信号
２４６ 乗算器
２４７ 周波数発振器
２４８ 中間周波数信号
２４９ 低域通過フィルタ
２５０ 信号
２５１ ＳＡＷフィルタ
２５２ 信号
２５３ 遅延回路
２５４ 信号
２５５ 乗算器
２５６ 周波数発振器
２５７ 信号
２５８ 帯域制限フィルタ
２５９ 高周波信号
２６０ 電力増幅器
２６１ 信号
２６２ 帯域制限フィルタ
２６３ アンテナ
２６４ 帯域幅ＢＷ
２６５ 周波数ｆＬ
２６６ 周波数ｆＨ
２６７ 帯域幅ＢＷ／２
２７０ 高周波信号
２７１ 周波数ｆＨ −ＢＷ／４
２７２ 中心周波数ｆＩＦ
２７３ 周波数ｆＩＦ＋ＢＷ／４
２７４ 高周波信号
３０１ 基地局
３０２ 下り無線信号
３０３ 基地局向けユニット
３０４ 無線信号
３０５ 端局向けユニット
３０６ 下り無線信号
３０７，３０８ ユーザ端末
３０９，３１０ 下り無線信号
３１１ オフィス
３１２，３１３，３１４，３１５，３１６，３１７ 通信エリア
【発明の属する技術分野】
本発明は、セルラー系移動通信システム，ＰＨＳ，ディジタル地上波放送、その他の無線通信システム，放送システムにおいて、屋内や地下街のような電波の届き難い閉空間においても通信，信号の受信を可能とするリピータ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話を対象とした従来のリピータ装置は、電波の状態が良好な場所に位置する外部アンテナ，その外部アンテナの場所から屋内の使用場所までを延長する同軸ケーブル，並びに、電流伝搬環境が良好ではない室内等の閉空間に設置する信号増幅装置及び室内用アンテナから構成される（例えば、特許文献１参照）。
また、回り込み干渉の影響を積極的に除去し、外部アンテナと室内向けアンテナの設置位置を同一地点とする干渉キャンセル機能付きリピータも提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−３４１１９４号公報
【特許文献２】
特開平２００１−１９６９９４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載されたリピータでは、上記延長ケーブルにより外部アンテナとリピータを接続する構成法を適用している。ここで、外部アンテナとリピータ装置を延長用同軸ケーブルにより接続する理由としては、リピータ装置の使用場所が物理的に外部アンテナ設置場所から離れている場合のみならず、増幅した送信信号がリピータ装置の受信アンテナに干渉信号として入力・発振する回り込み干渉の影響を回避することを目的としている。
また、特許文献２に記載されたリピータ装置では、送信信号をリピータ装置内で分岐し、受信アンテナから入力される干渉信号に対して逆位相で乗積することにより干渉成分を除去する機能を搭載している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
外部アンテナとリピータ装置を同軸ケーブルにより延長接続するリピータ構成の場合、同軸ケーブルの敷設工事費が大きな負担となる。更に、ケーブル敷設を必要とするため、リピータ装置導入までの工期が長くなり、利便性に欠けるという欠点がある。更に、隣接地でのビル建設等により伝搬環境が変化し、外部アンテナの設置場所を変更する必要が生じた場合や、屋内のレイアウト変更等により、リピータ装置の位置を物理的に変更しなければならない場合に、同軸ケーブルを新規に敷設し直す必要があり、極めて利便性が欠けるとともに工事費用が新たに必要となる。
【０００６】
このような設置コスト、設置工期の削減を目的として、リピータ装置に回り込み干渉除去機能を搭載し、外部アンテナと室内アンテナの設置位置を同一場所とするリピータ装置も提案されている。しかしながら、干渉キャンセル機能付きリピータ装置の場合、リピータ装置周辺の壁や窓の状態変化、人の動きにより時々刻々変化する多重反射波の影響をリアルタイムに除去する必要があるため、高精度の伝搬路推定機能が必要となり、簡易、かつ、低コストの装置を提供することが極めて困難になる恐れがある。
【０００７】
本発明の目的は、ケーブル敷設を不要とし、簡易かつ低コストのリピータ装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明は、室内や屋内等平空間の電波環境を改善するリピータ装置において、該リピータ装置は、基地局に対向する基地局向けユニットと該閉空間内のユーザ端末に対向するユーザ端末向けユニットとに分離され、該基地局向けユニットと該端末向けユニットの間の信号伝送は、対象無線システムに割り当てられた周波数帯域のうち、未使用、または、空き状態にある周波数帯を用いて行われるように構成されていることを特徴としている。具体的には、基地局向けユニットは、基地局から送信された無線信号を事前に設定した周波数帯、または、別途基地局から通知された空きチャネル情報を用いて選択した周波数帯に周波数変換する機能を有し、端末向けユニットは、基地局無線ユニットから送信された無線信号を元の周波数チャネルに変換する機能を有するように構成されている。
また、周波数変換を行う中継ユニットを基地局向けユニットと端末向けユニットの間に用意し、個々のユニットは受信信号の周波数と異なる周波数に変換して送信することにより、通信エリアを拡大する機能も容易に実現することができる。
更に、周波数変換後の信号に時間遅延を故意に付加することにより、基地局、または、ユーザ端末から直接送信された信号と、リピータを介して送信された信号を時間軸上で分離し、ＲＡＫＥ受信方式（多重通路ダイバーシティ受信方式）を適用することにより受信品質を改善するように構成することもできる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明方式の具体的な実施例を説明する。
図１は、無線システムに割り当てられた周波数帯域を通信用帯域１２と周波数変換用帯域１３に分割し、基地局１とユーザ端末１１の間には基地局向けユニット４と端末向けユニット８を配置する構成に基づく実施例を示している。図１において、基地局１から送信された周波数ｆｐ の無線信号２は、基地局向けユニット４の基地局向けアンテナ３で受信され、＋△ｆだけ周波数変換され、かつ、信号電力が増幅された後、周波数（ｆｐ ＋△ｆ）の無線信号６として端末向けアンテナ５で送信される。
【００１０】
次に、基地局向けユニット４から送信された無線信号６は、端末向けユニット８のアンテナ７で受信され、−△ｆの周波数変換が施され、電力増幅された後、ユーザ端末向けアンテナ９により周波数ｆｐ の無線信号１０としてユーザ端末１１に送信される。
【００１１】
以上の流れを周波数軸上で説明すると、無線通信システムに割り当てられた周波数ｆＬ （１４）から周波数ｆＨ （１５）までの周波数帯域を通信用帯域１２と周波数変換用帯域１３に分割し、基地局１から送信された周波数ｆｐ の信号１６は、基地局向けユニット内で周波数変換され、周波数（ｆｐ ＋△ｆ）の信号１７として端末向けユニット８に送信される。端末向けユニット８では、周波数（ｆｐ ＋△ｆ）の信号１８を受信し、周波数変換後、周波数ｆｐ の信号１９としてユーザ端末１１に向けて送信される。なお、ユーザ端末１１から基地局１方向の上りリンクについても、下りリンクと逆方向の周波数変換手順により実現することができる。
【００１２】
次に、基地局向けユニットと端末向けユニットの間に複数の中継用ユニットを配置することによって通信エリアを拡大する手法について説明する。図２は、無線システムに割り当てられた周波数帯域を通信用帯域４３と周波数変換用帯域４４に分割し、図１に示したように配置されるが、図２では図示を省略している基地局（１）とユーザ端末（１１）との間には、基地局向けユニット３２、Ｎ台の中継用ユニット（３６−１〜３６−Ｎ）、並びに、端末向けユニット４２を配置する構成に基づく実施例を示している。図２において、基地局（１）から送信された周波数ｆｐ の無線信号は、基地局向けユニット３２の基地局向けアンテナ３１で受信され、周波数ｆｋ に変換され、かつ、信号電力が増幅された後、無線信号３４としてアンテナ３３により中継用ユニット３６−１に向けて送信される。
【００１３】
中継用ユニット３６−１では、アンテナ３５により受信された周波数ｆｋ の信号を周波数ｆ１ に変換し、電力が増幅された後、アンテナ３７を用いて次の中継用ユニットに送信される。以後、この操作を繰り返し、中継用ユニット３６−Ｎのアンテナ３８で受信された周波数ｆｍ の信号は、周波数ｆｎ に変換され、電力が増幅された後、アンテナ３９を用いて端末向けユニット４２に送信される。最後に、端末向けユニット４２では、アンテナ４１で受信した周波数ｆｎ の信号を周波数ｆｐ に変換し、電力を増幅した後、ユーザ端末（１１）に向けてアンテナ４３より送信する。
【００１４】
以上の流れを周波数軸上で説明すると、無線通信システムに割り当てられた周波数ｆＬ （４５）から周波数ｆＨ （４６）までの周波数帯域を通信用帯域４３と周波数用帯域４４に分割し、基地局（１）から送信された周波数ｆｐ の信号４７は、基地局向けユニット３２内で周波数変換され、周波数ｆｋ の信号４８として中継用ユニット３６−１に送信される。中継用ユニット３６−１では、周波数ｆｋ の信号４９を受信し、周波数変換後、周波数ｆ１ の信号５０として次の中継用ユニットに向けて送信する。以後、同様の操作を繰り返し、中継用ユニット３６−Ｎでは、周波数ｆｍ の信号５１を受信し、周波数変換後、周波数ｆｎ の信号５２として端末向けユニットに送信する。最後に、端末向けユニット４２では、周波数ｆｎ の信号５３を受信し、周波数変換後、周波数ｆｐ の信号５４としてユーザ端末に送信する。なお、ユーザ端末（１１）から基地局（１）方向の上りリンクについても、下りリンクと逆方向の周波数変換手順により実現することができる。
【００１５】
次に、基地局向けユニットと端末向けユニットとの間に、複数の中継用ユニットを配置することによって通信エリアを拡大する手法において、通信用帯域と周波数変換用帯域に分けることなく、通信用帯域でチャネルを利用し、周波数変換を行う手法について説明する。図３は、無線システムに割り当てられた周波数帯域全て通信用帯域７４に割り当て、基地局（１）とユーザ端末（１１）との間には基地局向けユニット６２、Ｎ台の中継用ユニット（６６−１〜６６−Ｎ）、並びに、端末向けユニット７２を配置する構成に基づく実施例を示している。図３において、基地局（１）から送信された周波数ｆ１ （７７），ｆ５ （７９），ｆ９ （８１）の無線信号群は、基地局向けユニット６２の基地局向けアンテナ６１で受信され、周波数ｆ１ （７７）がｆ３ （７８）に、周波数ｆ５ （７９）がｆ６ （８０）に、周波数ｆ９ （８１）がｆ８ （８２）に変換され、かつ、信号電力が増幅された後、無線信号群６４としてアンテナ６３により中継用ユニット６６−１に向けて送信される。
【００１６】
中継用ユニット６６−１では、アンテナ６５により受信された周波数ｆ３ （８３），ｆ６ （８５），ｆ８ （８７）の信号群を各々順に周波数ｆ２ （８４），ｆ４ （８６），ｆ７ （８８）に変換し、電力が増幅された後、アンテナ６７を用いて次の中継用ユニットに送信される。以後、この操作を繰り返し、中継用ユニット６６−Ｎのアンテナ６８で受信された周波数ｆ５ （８９），ｆ６ （９１），ｆ８ （９３）の信号群は、各々順に周波数ｆ２ （９０），ｆ３ （９２），ｆ７ （９４）に変換され、電力が増幅された後、その無線信号群７０がアンテナ６９を用いて端末向けユニット７２に送信される。最後に、端末向けユニット７２では、アンテナ７１で受信した周波数ｆ２ （９５），ｆ３ （９７），ｆ７ （９９）の信号群を各々周波数ｆ１ （９６），ｆ５ （９８），ｆ９ （１００）に変換し、電力を増幅した後、ユーザ端末（１１）に向けてアンテナ７３より送信する。
【００１７】
以上の流れを周波数軸上で説明すると、無線通信システムに割り当てられた周波数ｆＬ （７５）から周波数ｆＨ （７６）までの周波数帯域を全て通信用帯域７４に割り当て、基地局から送信された周波数ｆ１ （７７），ｆ５ （７９），ｆ９ （８１）の信号群は、基地局向けユニット６２内で周波数変換され、周波数ｆ３ （７８），ｆ６ （８０），ｆ８ （８２）の信号群として中継用ユニット６６−１に送信される。中継用ユニット６６−１では、周波数ｆ３ （８３），ｆ６ （８５），ｆ８ （８７）の信号群を受信し、周波数変換後、周波数ｆ２ （８４），ｆ４ （８６），ｆ７ （８８）の信号群として次の中継用ユニットに向けて送信する。以後、同様の操作を繰り返し、中継用ユニット６６−Ｎでは、周波数ｆ５ （８９），ｆ６ （９１），ｆ８ （９３）の信号群を受信し、周波数変換後、周波数ｆ２ （９０），ｆ３ （９２），ｆ７ （９４）の信号群として端末向けユニット７２に送信する。最後に、端末向けユニット７２では、周波数ｆ２ （９５），ｆ３ （９７），ｆ７ （９９）の信号群を受信し、周波数変換後、周波数ｆ１ （９６），ｆ５ （９８），ｆ９ （１００）の信号群としてユーザ端末（１１）に送信する。なお、ユーザ端末（１１）から基地局（１）方向の上りリンクについても、下りリンクと逆方向の周波数変換手順により実現することができる。また、中継用ユニットを用いない場合についても、同様の手順で同一の通信用帯域内で周波数変換を行うことができる。
【００１８】
図４は、本発明による周波数変換型リピータを実現するための基地局向けユニット（下りリンク方向）、並びにユーザ端末向けユニット（上りリンク方向）のブロック構成例を示している。図４において、アンテナ２０１により受信された中心周波数ｆｐ の無線信号は、帯域制限フィルタ（ＢＰＦ）２０２により帯域制限された信号２０３となった後、低雑音増幅器（ＬＮＡ）２０４により受信信号電力が増幅される。次に、周波数ｆＬｏを有する周波数発振器２０７から出力されるローカル信号と増幅された受信信号２０５が乗算器２０６により乗積され、中心周波数ｆＩＦの中間周波数信号２０８に変換された後、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）２０９により高調波成分が除去された信号２１０となる。次に、急峻な通過帯域幅ＢＷ／２を有するＳＡＷフィルタ２１１により帯域外漏洩電力成分が除去された信号２１２となる。さらに、中心周波数（ｆＬｏ＋ＢＷ／２）を有する周波数発振器２１４から生成されるローカル信号と乗算器２１３により乗積された信号２１５が、帯域制限フィルタ（ＢＰＦ）２１６により帯域外信号成分が除去された後、中心周波数（ｆｐ ＋ＢＷ／２）の高周波信号２１７に変換される。最後に、電力増幅器（ＰＡ）２１８により増幅された信号２１９が、帯域制限フィルタ（ＢＰＦ）２２０により帯域外信号成分が除去された後、中心周波数（ｆｐ ＋ＢＷ／２）を有する高周波信号としてアンテナ２２１から再送信される。
【００１９】
以上の一連の周波数変換操作を周波数軸上で説明すると以下のようになる。まず、周波数ｆＬ （２２３）〜周波数ｆＨ （２２４）の範囲で定義される帯域幅ＢＷ（２２２）を有する無線システムにおいて、高周波信号２２８は、〔ｆＬ 〜（ｆＬ ＋ＢＷ／２）〕の帯域幅ＢＷ／２（２２５）内に割り当てられた中心周波数ｆｐ を有する無線信号として基地局あるいはユーザ端末から送信される。次に、基地局向けユニット（下り方向）あるいはユーザ端末向けユニット（上り方向）により受信れた無線信号２２９は、中心周波数ｆＩＬ（２３０）の中間周波数帯の信号２２９に変換され、周波数（ｆＩＦ−ＢＷ／４）２３１から周波数（ｆＩＦ＋ＢＷ／４）２３２までの帯域幅ＢＷ／２（２２６）を有するＳＡＷフィルタ２１１により帯域制限が行われた後、中心周波数（ｆｐ ＋ＢＷ／２）を有する信号２１１に変換される。最終的に、中間周波数帯から高周波数帯に周波数変換される際、無線信号２１７，２１９はＢＷ／２（２２７）だけ周波数シフトされたことになる。
【００２０】
図５は、本発明による周波数変換型リピータを実現するためのユーザ端末向けユニット（下りリンク方向）のブロック構成例を示している。図５において、アンテナ２４１により受信された中心周波数（ｆｐ ＋ＢＷ／２）の無線信号は、帯域制限フィルタ（ＢＰＦ）２４２により帯域制限された信号２４３となった後、低雑音増幅器（ＬＮＡ）２４４により受信信号電力が増幅される。次に、周波数（ｆＬｏ＋ＢＷ／２）を有する周波数発振器２４７から出力されるローカル信号と増幅された受信信号２４５が乗算器２４６より乗積され、中心周波数ｆＩＦの中間周波数信号２４８に変換された後、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）２４９により高調波成分が除去された信号２５０となる。次に、急峻な通過帯域幅ＢＷ／２を有するＳＡＷフィルタ２５１により帯域外漏洩電力成分が除去される。ここで、ＳＡＷフィルタ２５１から出力された信号２５２は、遅延量τを有する遅延回路２５３により時間遅延が付加された信号２５４となる。さらに、中心周波数ｆＬｏを有する周波数発振器２５６から生成されるローカル信号と乗算器２５５により乗積された信号２５７が、帯域制限フィルタ（ＢＰＦ）２５８により帯域外信号成分が除去された後、中心周波数ｆｐ の高周波信号２５９に変換される。最後に、電力増幅器（ＰＡ）２６０により増幅された信号２６１が、帯域制限フィルタ（ＢＰＦ）２６２により帯域外信号成分が除去された後、中心周波数ｆｐ を有する高周波信号としてアンテナ２６３から再送信される。なお、基地局向け端末ユニット（上り方向）は、図５において遅延回路２５３を取り除いた場合の構成となる。
【００２１】
以上の一連の周波数変換操作を周波数軸上で説明すると以下のようになる。まず、ｆＬ （２６５）〜ｆＨ （２６６）の範囲で定義される帯域幅ＢＷ（２６４）を有する無線システムにおいて、周波数変換され、ＢＷ／２だけシフトされた高周波信号２７０は、（ｆＬ ＋ＢＷ／２）〜ｆＨ の帯域幅内の中心周波数（ｆｐ ＋ＢＷ／２）を有する無線信号として周波数変換型リピータから送信される。次に、基地局向けユニット（上り方向）あるいはユーザ端末向けユニット（下り方向）により受信された無線信号は、中心周波数ｆＩＦ（２７２）の中間周波数帯に変換され、帯域幅ＢＷ／２（２６８）を有するＳＡＷフィルタ２５１により周波数ｆＨ −ＢＷ／４（２７１）から周波数ｆＨ −ＢＷ／４（２７４）までの帯域制限が行われた後、中心周波数ｆｐ を有する高周波信号２７４に変換される。最終的に、高周波数帯から中間周波数帯に周波数変換される際、無線信号（２５９，２６１）はＢＷ／２（２６７）だけ周波数がマイナス方向にシフトされたことになる。
【００２２】
なお、図４および図５の実施例は、中継用ユニットを介さない周波数変換型リピータ装置の構成例を示したが、中継ユニットを介する場合についても同様な周波数変換処理を施す構成とすることにより実現することができる。
【００２３】
次に、図５のブロック構成例において、遅延回路２５３により時間遅延τを付加する効果を説明する。図６は、本発明方式に基づく周波数変換型リピータ装置を用いた通信エリアの拡張例を示している。図６において、基地局３０１から送信された中心周波数ｆｐ の下り無線信号３０２は、オフィス３１１の窓際に設置された基地局向けユニット３０３により受信され、周波数（ｆｐ ＋△ｆ）の無線信号３０４として端末向けユニット３０５に送信される。次に、端末向けユニット３０５から再送信された中心周波数ｆｐ の下り無線信号３０６および３０９は、ユーザ端末３０７およびユーザ端末３０８によって受信される。ここで、グラデーションの異なる通信エリア３１２，３１３，３１４は、基地局３０１から直接送信される信号の電界強度分布を表しており、中央部の通信エリア３１２から外側の通信エリアになるに従って電界強度が弱くなる状況を示している。一方、通信エリア３１５，３１６，３１７は、端末向けユニット３０５から送信される信号の電界強度を表しており、同様に中央部の通信エリア３１５から外側の通信エリア３１７になるに従って電界強度が弱くなる様子を示している。ここで、ユーザ端末３０７は、端末向けユニット３０５から送信される下り無線信号３０６のみを受信するエリアに存在しているが、ユーザ端末３０８は基地局３０１から送信される下り無線信号３１０と、端末向けユニット３０５から送信される下り無線信号３０９の両方が同時に受信できるエリアに存在している。この場合、基地局３０１からの下り無線信号３１０と端末向けユニット３０５から送信される下り無線信号３０９が互いに干渉することになるが、図５に示した遅延回路２５３を設けることにより、端末向けユニット３０５から送信される下り無線信号３０９にはτの時間遅延が含まれることになる。このように遅延を人工的に付加することにより、ＣＤＭＡ方式に基づく無線システムでは、同一チャネル干渉を回避するだけでなくＲＡＫＥ受信により時間ダイバーシチ効果が得られ、ユーザ端末における受信特性が大幅に改善することができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば以下の効果を期待することができる。
（１）基地局向けユニットと端末向けユニット間を無線接続することにより、同軸ケーブルによるケーブリングが不要となる。これにより、同軸ケーブルを敷設するための設置工事が不要になるとともに、工期を大幅に短縮することができる。
（２）リピータ装置の設置・変更が容易に行えるため、通信環境の変化に対して柔軟に対応することができる。
（３）リピータ装置を適用する無線システムに割り当てられた周波数帯域内で周波数変換を行うため、新たな周波数を確保する必要がない。また、既存の他システムに影響を干渉等の影響を与えることがない。
（４）リピータ装置内に遅延回路を挿入することにより、ユーザ端末から直接送信された無線信号とリピータ装置を介して送信された無線信号を基地局受信点において時間軸上で分離することができる。従って、ＲＡＫＥ合成を適用することにより、受信品質を改善することができる。同様に、基地局から直接送信された無線信号とリピータを介して送信された無線信号をユーザ端末でＲＡＫＥ受信することにより、回線品質を改善することができる。
（５）周波数変換を繰り返し行う中継用端末向けユニットを用いることにより、通信エリアの拡大を容易に図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】無線システムに割り当てられた周波数帯域を二つの通信用帯域に分割して配置する場合の本発明の実施例を示す周波数配列を含むブロック図である。
【図２】図１に示す構成例において、さらに基地局向けユニットと端末向けユニットの間に複数の中継用ユニットを設ける場合の本発明の実施例を示す周波数配列を含むブロック図である。
【図３】無線システムに割り当てられた周波数帯域内において、基地局向けユニットと端局向けユニットとの間に複数の中継用ユニットを配置し、周波数変換を行って中継する場合の本発明の実施例を示す周波数配列を含むブロック図である。
【図４】本発明に用いる下りリンク方向の基地局向けユニットと上りリンク方向のユーザ端局向けユニットとに適用される構成例を示す周波数配列を含むブロック図である。
【図５】本発明に用いる下りリンク用ユーザ端末向けユニットの構成例を示す周波数配列を含むブロック図である。
【図６】本発明により構成された周波数変換型リピータ装置を配置して通信エリアを拡張した場合を示す無線システム構成例図である。
【符号の説明】
１ 基地局
２ 無線信号
３ 基地局向けアンテナ
４ 基地局向けユニット
５ 端末向けアンテナ
６ 無線信号
７ アンテナ
８ 端末向けユニット
９ ユーザ端末向けアンテナ
１０ 無線信号
１１ ユーザ端末
１２ 通信用帯域
１３ 周波数変換用帯域
１４ 周波数ｆＬ
１５ 周波数ｆＨ
１６，１９ 周波数ｆｐ の信号
１７，１８ 周波数ｆｐ ＋△ｆの信号
３１ 基地局向けアンテナ
３２ 基地局向けユニット
３３，３５，３７，３８，４３ アンテナ
３６−１〜３６−Ｎ 中継用ユニット
４２ 端局向けユニット
４５ 周波数ｆＬ
４６ 周波数ｆＨ
４７ 周波数ｆｐ の信号
４８，４９ 周波数ｆｋ の信号
５０ 周波数ｆ１ の信号
５１ 周波数ｆｍ の信号
５２，５３ 周波数ｆｎ の信号
５４ 周波数ｆｐ の信号
６１ 基地局向けアンテナ
６２ 基地局向けユニット
６３ アンテナ
６４ 無線信号群（ｆ３ ，ｆ６ ，ｆ８ ）
６５ アンテナ
６６−１〜６６−Ｎ 中継用ユニット
６７，６８，６９ アンテナ
７０ 無線信号群（ｆ２ ，ｆ３ ，ｆ７ ）
７１，７３ アンテナ
７２ 端局向けユニット
７４ 通信用帯域
７５ 周波数ｆＬ
７６ 周波数ｆＨ
７７，９６ 周波数ｆ１
７８，８３，９２，９７ 周波数ｆ３
７９，８９，９８ 周波数ｆ５
８０，８５，９１ 周波数ｆ６
８１，１００ 周波数ｆ９
８２，８７，９３ 周波数ｆ８
８４，９０，９５ 周波数ｆ２
８６ 周波数ｆ４
８８，９４，９９ 周波数ｆ７
２０１ アンテナ
２０２ 帯域ろ波器
２０３ 信号
２０４ 低雑音増幅器
２０５ 受信信号
２０６ 乗算器
２０７ 周波数発振器
２０８ 中間周波数信号
２０９ 低域通過フィルタ
２１０ 信号
２１１ ＳＡＷフィルタ
２１２ 信号
２１３ 乗算器
２１４ 周波数発振器
２１５ 信号
２１６ 帯域制限フィルタ
２１７ 高周波信号
２１８ 電力増幅器
２１９ 信号
２２０ 帯域制限フィルタ
２２１ アンテナ
２２２ 帯域幅ＢＷ
２２３ 周波数ｆＬ
２２４ 周波数ｆＨ
２２５，２２６ 帯域幅ＢＷ／２
２２９ 信号
２３０ 中心周波数ｆ１Ｌ
２３１ 周波数（ｆＩＦ−ＢＷ／４）
２３２ 周波数（ｆＩＦ＋ＢＷ／４）
２３３ 高周波信号
２４１ アンテナ
２４２ 帯域制限フィルタ
２４３ 信号
２４４ 低雑音増幅器
２４５ 受信信号
２４６ 乗算器
２４７ 周波数発振器
２４８ 中間周波数信号
２４９ 低域通過フィルタ
２５０ 信号
２５１ ＳＡＷフィルタ
２５２ 信号
２５３ 遅延回路
２５４ 信号
２５５ 乗算器
２５６ 周波数発振器
２５７ 信号
２５８ 帯域制限フィルタ
２５９ 高周波信号
２６０ 電力増幅器
２６１ 信号
２６２ 帯域制限フィルタ
２６３ アンテナ
２６４ 帯域幅ＢＷ
２６５ 周波数ｆＬ
２６６ 周波数ｆＨ
２６７ 帯域幅ＢＷ／２
２７０ 高周波信号
２７１ 周波数ｆＨ −ＢＷ／４
２７２ 中心周波数ｆＩＦ
２７３ 周波数ｆＩＦ＋ＢＷ／４
２７４ 高周波信号
３０１ 基地局
３０２ 下り無線信号
３０３ 基地局向けユニット
３０４ 無線信号
３０５ 端局向けユニット
３０６ 下り無線信号
３０７，３０８ ユーザ端末
３０９，３１０ 下り無線信号
３１１ オフィス
３１２，３１３，３１４，３１５，３１６，３１７ 通信エリア
Claims (7)
- 受信信号を電力増幅し、無線信号として再送信することにより、室内や屋内等閉空間の電波環境を改善するリピータ装置において、
該リピータ装置は基地局に対向する基地局向け装置と該閉空間内のユーザ端局に対向するユーザ端末向け装置とに分離され、該基地局向け装置と該端末向け装置の間の信号伝送は、対象とする無線システムに割り当てられた周波数帯域のうち、未使用、または、空き状態にある周波数帯を用いて行なわれるように構成されていることを特徴とするリピータ装置。 - 前記基地局向け装置は、基地局から送信された無線信号を事前に設定した周波数帯、または、別途基地局から通知された空きチャネル情報を用いて選択した周波数帯に周波数変換する機能を有し、
前記端末向け装置は、基地局向け装置から送信された無線信号を元の周波数チャネルに変換する機能を有することを特徴とする請求項１に記載のリピータ装置。 - 前記端末向け装置は、ユーザ端末から送信された無線信号を事前に設定した周波数帯、または、別途基地局から通知された空きチャネル情報を用いて選択した周波数帯に周波数変換する機能を有し、
前記基地局向け装置は、端末向け装置から送信された無線信号を元の周波数チャネルに変換する機能を有することを特徴とする請求項１に記載のリピータ装置。 - 前記端末向け装置は、ユーザ端末向けに送信する無線信号に時間遅延を付加する機能を有することを特徴とする請求項１に記載のリピータ装置。
- 受信信号を電力増幅し、無線信号として再送信することにより、室内や屋内等閉空間の電波環境を改善するリピータ装置において、
該リピータ装置は基地局に対向する基地局向け装置、Ｎ台の中継装置（Ｎは１≦Ｎの整数）、並びに、該閉空間のユーザ端末に対向するユーザ端末向け装置に分離され、
該基地局向け装置と第１の中継装置との間の信号伝送と、第ｋ−１の中継装置と第ｋの中継装置との間の信号伝送（ｋは２≦ｋ≦Ｎの整数）と、第Ｎ−１の中継装置と第Ｎの中継装置との間の信号伝送と、第Ｎの中継装置と該端末向け装置の間の信号伝送とは、対象とする無線システムに割り当てられた周波数帯域のうち、未使用、または、空き状態にある周波数帯を用いて行われるように構成されたことを特徴とするリピータ装置。 - 前記基地局向け装置は、基地局から送信された無線信号を事前に設定したチャネル周波数、または、別途基地局から通知された空きチャネル情報を用いて選択したチャネル周波数に周波数変換する機能を有し、
前記第１の中継装置は、該基地局向け装置から送信された無線信号を事前に設定したチャネル周波数、または、別途基地局から通知された空きチャネル情報を用いて選択したチャネル周波数に周波数変換する機能を有し、
前記第ｋの中継装置は、第ｋ−１の中継装置から送信された無線信号を事前に設定したチャネル周波数、または、別途基地局から通知された空きチャネル情報を用いて選択したチャネル周波数に周波数変換する機能を有し、
端末向け装置は、第Ｎの中継装置から送信された無線信号を元の周波数チャネルに変換する機能を有することを特徴とする請求項５に記載のリピータ装置。 - 前記端末向け装置は、ユーザ端末から送信された無線信号を事前に設定したチャネル周波数、または、別途基地局から通知された空きチャネル情報を用いて選択したチャネル周波数に周波数変換する機能を有し、
前記第Ｎの中継装置は、端末向け装置から送信された無線信号を事前に設定したチャネル周波数、または、別途基地局から通知された空きチャネル情報を用いて選択したチャネル周波数に周波数変換する機能を有し、
前記第ｋ−１の中継装置は、第ｋの中継装置から送信された無線信号を事前に設定したチャネル周波数、または、別途基地局から通知された空きチャネル情報を用いて選択したチャネル周波数に周波数変換する機能を有し、
前記基地局向け装置は、第１の中継装置から送信された無線信号を元の周波数チャネルに変換する機能を有することを特徴とする請求項５に記載のリピータ装置。
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Cited By (2)
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-
2003
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