JP2006025293A - 信号伝送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構成で無線基地局及び前進基地局における上り下りそれぞれの信号レベルを所定レベルに自動調整可能にする。
【解決手段】 インタフェース部１２において、パイロット信号発生器１２０で所定レベルのパイロット信号Ｐを生成し、結合器１２１により無線基地局１１からの下り送信信号１１１に多重する。多重信号は、下り信号増幅器１２２により一定利得で増幅した後、電気／光変換器１２３により下り光信号に変換し、光合分波器１２４で波長多重して光ファイバ１５に送出し、前進基地局１３へ伝送する。前進基地局１３では、光合分波器１２４で波長分離した下り光信号を光／電気変換器１２５で下り電気信号に変換し、分波器１３３によりパイロット信号Ｐを分離する。利得制御装置１３０はパイロット信号Ｐの絶対レベルを検出し、レベル値が予め定めた規定値となるような利得制御信号Ｇ１を出力する。下り信号利得可変増幅器１３４と上り信号利得可変増幅器１３６は、それぞれ下り送信信号及び上り受信信号を利得制御信号Ｇ１で制御される利得で増幅する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、移動体通信システムにおける、無線基地局と、この無線基地局と有線伝送路により接続される前進基地局との間で信号を伝送する信号伝送装置に関する。

移動体通信システムでは、サービスエリアを通話ゾーンに分割して通話ゾーン毎に無線基地局を設置し、携帯電話などの加入者無線端末（移動通信端末）はこの無線基地局と無線による通信を行う。無線基地局は、単に無線送受信機を備えるだけではなく、ベースバンド帯での処理や交換網とのインタフェース、時分割や空間分割処理、呼の切り替え等の機能を集約して構成されている。移動通信端末の低電力化や無線周波数資源の有効利用の観点からは、各通話ゾーンをなるべく狭くすることが望ましいが、通話ゾーンを狭くすることは無線基地局の数が増えることに繋がり、その結果、無線基地局の建設コストや保守の手間が増大することになる。

近年、無線基地局の通話ゾーンを複数のマイクロセルに分割し、各マイクロセルにアンテナを備えた前進基地局を設置して、移動通信端末はこの前進基地局との間で無線通信を行うように構成したマイクロセル伝送方式の移動体通信システムが実用化されている。マイクロセル伝送方式における前進基地局は、無線基地局と光ファイバや同軸ケーブルなどの有線伝送路で接続されるとともに、自らのカバーするマイクロセル内の移動通信端末との間で無線送受信を行う。このような前進基地局は、構成が簡単であるところから比較的安価に製作できると共に、場所を選ばずに設置することが可能であり、かつ保守に手間がかからないという利点がある。従って、このようなマイクロセル伝送方式を採用することにより、システム全体のコストを増加させることなく、移動通信端末の低電力化や周波数資源の有効利用を図ることができる。

また、最近では、高層ビルや地下街などの無線通信が不能な電波不感地帯に対応するために、マイクロセルよりさらに小さな範囲をカバーするアンテナ子局を同一フロア内に複数設置する試みもなされている。

マイクロセル伝送方式の移動体通信システムでは、前進基地局（アンテナ子局を含む、以下同様）のアンテナから移動通信端末へ放射される電波の送信出力レベルと、移動通信端末から送信される電波を前進基地局のアンテナで受信して無線基地局へ伝送する上り受信信号レベルは、それぞれ移動通信端末及び無線基地局のダイナミックレンジに納まるように調整する必要がある。従来の前進基地局には手動のレベル調整機能が付属しており、建設時若しくは保守時に工事担当者や保守担当者によって最適なレベルになるように調整がなされていた。しかし、光ファイバ等の有線伝送路の交換、前進基地局の移設及び増設等によって伝送路の長さや分岐数が変化した場合に、送信出力レベル及び上り受信信号レベルの再調整が必要となり、手間を要していた。

これを解決する例として、無線基地局と前進基地局とを光ファイバで接続し、光ファイバを介して伝送される下り送信信号及び上り受信信号の各レベルを自動調整する構成の光マイクロセル伝送方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図６は、従来の光マイクロセル伝送方式の信号伝送装置の構成例を示すブロック図である。無線基地局６１にインタフェース部６２が接続され、インタフェース部６２と前進基地局６３との間は上下各方向の光ファイバ６５、６６によって接続されている。インタフェース部６２にはパイロット信号発生器６３０が設けられ、制御装置６２８からの制御信号に従って変調器６２９で変調された下りパイロット信号を生成する。生成された下りパイロット信号は、結合器６２１で下り送信信号６７に多重されて前進基地局６３へ伝送される。前進基地局６３では、分波器６３３により下りパイロット信号を分離し、復調器６３８で下りパイロット信号のレベルを検出する。制御装置６３９は下りパイロット信号のレベルに応じて下り信号利得可変増幅器６３２の利得を制御する。これにより、下り信号利得可変増幅器６３２の温度変化による特性変動があっても、アンテナ６４から放射される電波の送信出力レベルを一定に保つことができる。

一方、前進基地局６３には、上りパイロット信号を生成するパイロット信号発生器６４１が設けられ、生成した上りパイロット信号とアンテナ６４で受信した受信信号を結合器６３５で多重してインタフェース部６２へ伝送する。インタフェース部６２では、分波器６２６により上りパイロット信号を分離し、復調器６２７で上りパイロット信号のレベルを検出する。制御装置６２８は、検出した上りパイロット信号のレベルに応じて上り信号利得可変増幅器６２５の利得を制御する。これにより、上り信号利得可変増幅器６２５の温度変化による特性変動があっても、無線基地局６１に入力する上り受信信号６８のレベルを一定に保つことができる。

また、制御装置６３９は、前進基地局６３内のいずれかの部位で異常が生じた場合、その情報を収集し、状態信号を生成する。この状態信号は変調器６４０に送られ、パイロット信号発生器６４１で発生した上りパイロット信号を変調する。変調されたパイロット信号は結合器６３５により上り受信信号に重畳されてインタフェース部６２に伝送され、復調器６２７で復調されて、復調データとして制御装置６２８に送られる。制御装置６２８はこの復調データを解析して前進基地局６３の異常を検出し、異常報知信号６９を無線基地局６１に送って異常報知を行う。

このような光マイクロセル伝送方式では、インタフェース部及び前進基地局において、下り送信信号と上り受信信号にそれぞれパイロット信号を多重して相互に伝送し、分離したパイロット信号のレベルを検出して下り送信信号と上り受信信号を増幅する各利得可変増幅器の利得を制御する。これにより、増幅器の特性の温度変動などが大きい場合であっても、下り送信信号のレベル及び上り受信信号のレベルを一定に保つことができる。このため、温度などによる増幅器の特性の変動を許容でき、安価な増幅器を使用可能である。また、光ファイバ区間や光／電気変換器、電気／光変換器を含む複数の増幅器をスルーして制御を行うので、光ファイバ区間の距離変動にも容易に対応でき、一定の送信出力、一定の受信利得を維持することが可能である。さらに、パイロット信号に変調をかけて伝送することにより、無線基地局から遠く離れた位置にある前進基地局の制御を行い、かつこの前進基地局の異常を検出することができる。

しかしながら、上記従来の光マイクロセル伝送方式にあっては、無線基地局に入力する上り受信信号のレベルと、前進基地局のアンテナから放射される電波の送信出力レベルを一定に調整するために、下り送信信号及び上り受信信号の各系統それぞれにパイロット信号発生器、結合器、分波器、変調器及び復調器を必要とし、また、前進基地局の異常を検出する機能も備えているため、装置構成が複雑になる。

また、比較的近距離に前進基地局を設ける場合や、高層ビルや地下街などの電波不感地帯を減少させるために、マイクロセルよりさらに小さな範囲をカバーするアンテナ子局を同一フロア内に複数設置する場合など、伝送距離が１００ｍ以下の比較的短い伝送路では、同軸ケーブルや安価なツイストペアケーブル等が使用される。一方、上記従来の光マイクロセル伝送方式は、パイロット信号を上り下りそれぞれの信号に多重化して伝送するために広い帯域を必要とし、伝送路が光ファイバに限定される。このため、同軸ケーブル等の伝送帯域が限られる伝送路が使用される構成では、上記の光マイクロセル伝送方式を適用することは困難である。

特開平８−１４９５５２号公報

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、簡単な構成で無線基地局及び前進基地局における上り下りそれぞれの信号レベルを所定レベルに自動調整することが可能な信号伝送装置を提供することを目的とする。

本発明の信号伝送装置は、移動体通信システムにおける、無線基地局と、この無線基地局と有線伝送路を介して接続され、通信端末と無線通信を行う前進基地局との間で双方向に信号を伝送する信号伝送装置であって、前記無線基地局の入出力部にインタフェース部を有し、前記インタフェース部は、パイロット信号を発生するパイロット信号発生部と、前記前進基地局へ送信する下り送信信号に前記パイロット信号を多重する結合器とを備え、前記結合器から出力される下り送信信号を前記有線伝送路を介して前記前進基地局へ伝送するものであり、前記前進基地局は、前記無線基地局より伝送される前記下り送信信号から前記パイロット信号を分離する分波器と、前記下り送信信号を増幅する下り信号利得可変増幅部と、前記通信端末より受信した上り受信信号を増幅する上り信号利得可変増幅部と、前記パイロット信号のレベルに応じた利得制御信号を生成して前記下り信号利得可変増幅部及び前記上り信号利得可変増幅部に供給し、前記下り送信信号及び前記上り受信信号の出力レベルを制御する利得制御部とを備えるものである。

これにより、インタフェース部においてパイロット信号を下り送信信号に多重して前進基地局に伝送し、前進基地局においてパイロット信号のレベルに応じた利得制御信号を生成して下り信号利得可変増幅部の利得を制御することによって、前進基地局から送出する下り送信信号の送信出力レベルを、例えば通信端末のダイナミックレンジ内に収まるように、所定レベルに調整することが可能となる。また、前記パイロット信号のレベルに応じて上り信号利得可変増幅部の利得を制御することで、無線基地局に入力する上り受信信号のレベルも所定レベルに調整することが可能となる。このように、パイロット信号から得られた伝送路の伝送損失情報を上り伝送系と下り伝送系とで共用することで、部品点数を削減でき、簡単な構成で信号レベルの自動調整が可能となる。また、下り送信信号のみにパイロット信号を多重するため、伝送路に広い帯域を必要とせず、光ファイバケーブルだけでなく、同軸ケーブルやツイストペアケーブル等のメタリックケーブルの使用が可能となる。

また、本発明の一態様として、上記の信号伝送装置であって、前記有線伝送路は、光ファイバケーブルにより構成され、前記インタフェース部と前記前進基地局との間で下り光信号と上り光信号を伝送するものであり、前記インタフェース部は、さらに、前記下り送信信号を前記下り光信号に変換する第１の電気／光変換器と、前記前進基地局より伝送される上り光信号を前記上り受信信号に変換する第１の光／電気変換器とを備え、前記前進基地局は、さらに、前記インタフェース部より伝送される下り光信号を前記下り送信信号に変換する第２の光／電気変換器と、前記上り信号利得可変増幅器で増幅された前記上り受信信号を前記上り光信号に変換する第２の電気／光変換器とを備えるものとする。

これにより、光ファイバケーブルの有線伝送路によりインタフェース部と前進基地局との間で信号伝送を行う場合に、簡単な構成で前進基地局から送出する下り送信信号の送信出力レベルと無線基地局に入力する上り受信信号のレベルを自動調整することが可能となる。

また、本発明の一態様として、上記の信号伝送装置であって、前記有線伝送路は、単線の光ファイバにより構成され、前記インタフェース部は、さらに、前記光ファイバに接続され、前記前進基地局との間で、前記下り光信号と前記上り光信号の波長分割多重化伝送を行う第１の光合分波器を備え、前記前進基地局は、さらに、前記光ファイバに接続され、前記インタフェース部との間で、前記上り光信号と前記下り光信号の波長分割多重化伝送を行う第２の光合分波器を備えるものとする。

これにより、単線の光ファイバを用いた光ファイバケーブルの有線伝送路によりインタフェース部と前進基地局との間で信号伝送を行う場合に、簡単な構成で前進基地局から送出する下り送信信号の送信出力レベルと無線基地局に入力する上り受信信号のレベルを自動調整することが可能となる。

本発明の信号伝送装置は、移動体通信システムにおける、無線基地局と、この無線基地局と有線伝送路を介して接続され、通信端末と無線通信を行う前進基地局との間で双方向に信号を伝送する信号伝送装置であって、前記無線基地局の入出力部にインタフェース部を有し、前記有線伝送路はメタリックケーブルにより構成され、前記インタフェース部は、直流電力を生成する直流電力生成部と、前記前進基地局へ送信する下り送信信号に前記直流電力を重畳する重畳回路とを備え、前記重畳回路から出力される下り送信信号を前記有線伝送路を介して前記前進基地局へ伝送するものであり、前記前進基地局は、前記無線基地局より伝送される前記下り送信信号から前記直流電力を分離する分離回路と、前記下り送信信号を増幅する下り信号利得可変増幅部と、前記通信端末より受信した上り受信信号を増幅する上り信号利得可変増幅部と、前記直流電力の値に応じた利得制御信号を生成して前記下り信号利得可変増幅部及び前記上り信号利得可変増幅部に供給し、前記下り送信信号及び前記上り受信信号の出力レベルを制御する利得制御部とを備えるものである。

これにより、インタフェース部において直流電力を下り送信信号に重畳して前進基地局に伝送し、前進基地局において直流電力の値に応じた利得制御信号を生成して下り信号利得可変増幅部の利得を制御することによって、前進基地局から送出する下り送信信号の送信出力レベルを所定レベルに調整することが可能となる。また、前記直流電力の値に応じて上り信号利得可変増幅部の利得を制御することで、無線基地局に入力する上り受信信号のレベルも所定レベルに調整することが可能となる。このように、パイロット信号として用いる直流電力から得られた伝送路の伝送損失情報を上り伝送系と下り伝送系とで共用することで、部品点数を削減でき、簡単な構成で信号レベルの自動調整が可能となる。また、下り送信信号のみに直流電力を重畳するため、伝送路に広い帯域を必要とせず、同軸ケーブルやツイストペアケーブル等のメタリックケーブルの伝送路に適用可能である。さらに、伝送損失情報の検出のために直流電力を重畳して伝送するため、前進基地局に対してファントム給電が実現でき、前進基地局において電源回路を設けない構成も可能であるので、装置構成を簡単化できる。

本発明の信号伝送装置は、移動体通信システムにおける、無線基地局と、この無線基地局と有線伝送路を介して接続され、通信端末と無線通信を行う前進基地局との間で双方向に信号を伝送する信号伝送装置であって、前記無線基地局の入出力部にインタフェース部を有し、前記有線伝送路は、前記無線基地局から前記前進基地局への下り送信信号を伝送する下り伝送路と、前記前進基地局から前記無線基地局への上り受信信号を伝送する上り伝送路とを有するメタリックケーブルにより構成され、前記インタフェース部は、パイロット信号を発生するパイロット信号発生部と、前記パイロット信号を前記上り伝送路に多重する結合器とを備え、前記前進基地局は、前記上り伝送路を介して入力されるパイロット信号を分離する分波器と、前記下り送信信号を増幅する下り信号利得可変増幅部と、前記通信端末より受信した上り受信信号を増幅する上り信号利得可変増幅部と、前記パイロット信号のレベルに応じた利得制御信号を生成して前記下り信号利得可変増幅部及び前記上り信号利得可変増幅部に供給し、前記下り送信信号及び前記上り受信信号の出力レベルを制御する利得制御部とを備えるものである。

これにより、インタフェース部においてパイロット信号を上り伝送路に重畳して前進基地局に伝送し、前進基地局においてパイロット信号のレベルに応じた利得制御信号を生成して下り信号利得可変増幅部の利得を制御することによって、前進基地局から送出する下り送信信号の送信出力レベルを所定レベルに調整することが可能となる。また、前記パイロット信号のレベルに応じて上り信号利得可変増幅部の利得を制御することで、無線基地局に入力する上り受信信号のレベルも所定レベルに調整することが可能となる。このように、上り伝送路にパイロット信号を重畳することで、伝送する上り受信信号とパイロット信号の伝送方向が異なるため、パイロット信号と上り受信信号との周波数帯域が重なっても伝送品質の劣化がなく、パイロット信号を多重することによる伝送帯域の増大を抑制することが可能となる。よって、特に、伝送路に帯域制限があるツイストペアケーブルや伝送特性に周波数特性をもつ同軸ケーブルを用いるシステムに有用であり、システム全体のコスト低減も可能となる。

また、本発明の一態様として、上記の信号伝送装置であって、前記インタフェース部は、さらに、前記第１の光／電気変換器に流れる電流値を検出する第１の電流検出部と、前記検出した電流値を所定値と比較し、前記検出した電流値が前記所定値を下回る場合に警報信号を出力する第１の警報出力部とを備え、前記前進基地局は、さらに、前記第２の光／電気変換器に流れる電流値を検出する第２の電流検出部と、前記検出した電流値を所定値と比較し、前記検出した電流値が前記所定値を下回る場合に警報信号を出力する第２の警報出力部とを備えるものとする。

これにより、インタフェース部及び前進基地局のそれぞれにおける光／電気変換器に流れる電流値を検出し、この電流値が所定値を下回る場合に警報信号を出力することで、伝送路の回線断や回線中の屈曲など、システムの異常を警報信号によって速やかに検知可能となる。

また、本発明の一態様として、上記の信号伝送装置であって、前記前進基地局は、さらに、前記分離したパイロット信号を検出する第１のパイロット信号検出部と、前記検出したパイロット信号のレベルを所定値と比較し、前記検出したパイロット信号のレベルが前記所定値を下回る場合に警報信号を出力する第１の警報出力部と、前記分離したパイロット信号を前記下り伝送路に多重する第２の結合器とを備え、前記インタフェース部は、さらに、前記下り伝送路を介して入力されるパイロット信号を分離する第２の分波器と、前記分離したパイロット信号を検出する第２のパイロット信号検出部と、前記検出したパイロット信号のレベルを所定値と比較し、前記検出したパイロット信号のレベルが前記所定値を下回る場合に警報信号を出力する第２の警報出力部とを備えるものとする。

これにより、インタフェース部及び前進基地局のそれぞれにおけるパイロット信号のレベルを検出し、このレベルが所定値を下回る場合に警報信号を出力することで、伝送路の回線断や回線中の屈曲など、システムの異常を警報信号によって速やかに検知可能となる。

本発明によれば、簡単な構成で無線基地局及び前進基地局における上り下りそれぞれの信号レベルを所定レベルに自動調整することが可能な信号伝送装置を提供できる。

本実施形態では、マイクロセル伝送方式の移動体通信システムに設けられる信号伝送装置の構成を例示する。このマイクロセル伝送方式では、通話ゾーン毎に設置された無線基地局と、通話ゾーンを複数のマイクロセルに分割した各マイクロセルに設置された前進基地局とを有線伝送路を介して接続し、無線基地局と前進基地局との間で相互に信号伝送を行う。前進基地局は、マイクロセル内の移動通信端末と無線通信を行い、通信信号を無線基地局と移動通信端末との間で中継する。なお、以下の各図において共通する構成要素には同一符号を付してある。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る信号伝送装置の概略構成を示す図である。無線基地局１１に接続されたインタフェース部１２と、アンテナ１４を介して自らのカバーするマイクロセル内の移動通信端末と無線通信を行う前進基地局１３が単線の光ファイバ１５を介して接続される構成である。なお、無線基地局１１には、自局の通話ゾーンの複数のマイクロセルにそれぞれ設置された各前進基地局との間で相互に信号伝送を行うために、通常複数のインタフェース部１２が接続されるが、図示を省略してある。

インタフェース部１２は、所定レベルのパイロット信号Ｐを生成するパイロット信号発生器１２０（パイロット信号発生部の一例に相当する）と、無線基地局１１からの下り送信信号１１１にパイロット信号Ｐを多重する結合器１２１と、結合器２１からの信号を所定の一定利得で増幅する下り信号増幅器１２２と、下り信号増幅器１２２から出力された電気信号を光信号に変換する電気／光変換器（Ｅ／Ｏ）１２３と、電気／光変換器１２３からの光信号を光ファイバ１５に波長多重して出力すると共に、光ファイバ１５からの光信号を波長分離する光合分波器１２４と、分離された光信号を電気信号に変換する光／電気変換器（Ｏ／Ｅ）１２５と、光／電気変換器１２５からの電気信号を一定の利得で増幅する上り信号増幅器１２６と、を有する構成である。

一方、前進基地局１３は、光ファイバ１５から光信号を波長分離して入力すると共に、電気／光変換器１２３からの光信号を光ファイバ１５に波長多重して出力する光合分波器１２４と、分離された光信号を電気信号に変換する光／電気変換器（Ｏ／Ｅ）１２５と、インタフェース部１２の結合器１２１で多重された下り送信信号１１１とパイロット信号Ｐを分離する分波器１３３と、分離されたパイロット信号Ｐの絶対レベルを検出するとともに、検出されたレベルが予め定めた規定の値となるような利得制御信号Ｇ１を出力する利得制御装置１３０（利得制御部の一例に相当する）と、利得制御信号Ｇ１によって制御される利得で下り送信信号１１１を増幅する下り信号利得可変増幅器１３４（下り信号利得可変増幅部の一例に相当する）と、アンテナ１４を送信系と受信系で共用するための共用器１３５と、アンテナ１４で受信した移動通信端末からの上り受信信号を利得制御信号Ｇ１によって制御される利得で増幅する上り信号利得可変増幅器１３６（上り信号利得可変増幅部の一例に相当する）と、増幅した上り受信信号を光信号に変換する電気／光変換器（Ｅ／Ｏ）１２３と、を有する構成である。

次に、第１の実施形態に係る信号伝送装置の動作について説明する。
無線基地局１１からインタフェース部１２に入力された下り送信信号１１１に、結合器１２１によって下りパイロット信号Ｐが多重され、下り信号増幅器１２２で所定の一定利得で増幅された後、電気／光変換器１２３で光信号に変換され、光合分波器１２４で波長多重されて光ファイバ１５に送出される。

前進基地局１３では、インタフェース部１２から光ファイバ１５を介して送られた光信号が光合分波器１２４で波長分離されて受信され、光／電気変換器１２５で電気信号に変換されて分波器１３３に入力される。分波器１３３では、入力された信号から下り送信信号１１１とパイロット信号Ｐとが分離され、それぞれ下り信号増幅器利得可変増幅器１３４と利得制御装置１３０に入力される。パイロット信号Ｐは利得制御装置１３０でその絶対レベルが検出され、検出されたレベルが予め定めた規定の値となるような利得制御信号Ｇ１が出力される。また、分離された下り送信信号１１１は下り信号増幅器利得可変増幅器１３４に入力され、利得制御信号Ｇ１によって制御される利得で増幅される。これにより、下り信号増幅器利得可変増幅器１３４からは、常に一定レベルの下り送信信号が出力される。下り送信信号は、共用器１３５を介してアンテナ１４に送られ、自らのカバーするマイクロセルのエリアに送信出力一定の電波として放射される。

一方、移動通信端末から放射されてアンテナ１４で受信された上り受信信号は、共用器１３５を介して上り信号利得可変増幅器１３６に入力され、利得制御信号Ｇ１によって制御される利得で増幅される。これにより、信号利得可変増幅器１３６からは、光ファイバ１５の伝送ロス等を見込んだ常に一定レベルの上り受信信号が得られる。このようにして増幅された上り受信信号は、電気／光変換器１２３により光信号に変換され、光合分波器１２４で波長多重されて光ファイバ１５に送出される。

インタフェース部１２では、前進基地局１３から光ファイバ１５を介して送られた光信号が光合分波器１２４により波長分離されて受信され、光／電気変換器１２５で電気信号に変換されて上り信号増幅器１２６の所定の一定利得で増幅される。これにより、上り信号増幅器１２６からは、常に一定レベルの上り受信信号１１２が出力され、無線基地局１１に入力される。

上記のように、第１の実施形態では、インタフェース部１２のパイロット信号発生器１２０により所定レベルのパイロット信号Ｐを生成し、結合器１２１で下り送信信号１１１に多重して、光ファイバ１５を介して前進基地局１３へ伝送する。前進基地局１３では、分波器１３３によりパイロット信号Ｐを分離して利得制御装置１３０でその絶対レベルを検出し、検出したレベルが予め定めた規定の値となるような利得制御信号Ｇ１を出力して、下り信号利得可変増幅器１３４及び上り信号利得可変増幅器１３６の利得を制御する。これにより、アンテナ１４から放射される電波の送信出力レベル及び無線基地局１１に入力する上り受信信号１１２のレベルを常に一定に保つことができる。

また、インタフェース部１２で生成したパイロット信号のみで下り信号利得可変増幅器１３４及び上り信号利得可変増幅器１３６の利得を制御するので、構成が簡単になると共に、上り受信信号の有無にかかわらず上り信号利得可変増幅器１３６の利得を調整でき、移動通信端末からバースト的に信号が送られた場合でも、無線基地局１１に入力する上り受信信号のレベルを一定に保つことが可能となる。

（第２の実施形態）
図２は、本発明の第２の実施形態に係る信号伝送装置の概略構成を示す図である。無線基地局１１に接続されたインタフェース部５２と前進基地局５３が、同軸ケーブル等の単線メタリックケーブル５５を介して接続される構成である。

インタフェース部５２は、無線基地局１１から入力された下り送信信号１１１を所定の一定利得で増幅する下り信号増幅器１２２と、所定レベルの直流電力Ｖを生成する直流電力生成回路５２０（直流電力生成部の一例に相当する）と、増幅された下り送信信号に直流電力Ｖを重畳する重畳回路５２１と、メタリックケーブル５５を介して伝送される下り送信信号と上り受信信号を周波数多重／分離する電気合分波器５２４と、分波入力された上り受信信号を一定の利得で増幅する上り信号増幅器１２６と、を有する構成である。

一方、前進基地局５３は、電気合分波器５２４と、直流電力Ｖと上り送信信号を分離する分離回路５３３と、分離された直流電力Ｖの絶対レベルを検出するとともに、検出されたレベルが予め定めた規定の値となるような利得制御信号Ｇ５を出力する利得制御装置５３０（利得制御部の一例に相当する）と、利得制御信号Ｇ５によって制御される利得で下り送信信号を増幅する下り信号利得可変増幅器１３４と、アンテナ１４を送信系と受信系で共用するための共用器１３５と、アンテナ１４で受信した移動通信端末からの上り受信信号を利得制御信号Ｇ５によって制御される利得で増幅する上り信号利得可変増幅器１３６と、を有する構成である。

次に、第２の実施形態に係る信号伝送装置の動作について説明する。
無線基地局１１からインタフェース部５２に入力された下り送信信号１１１は、下り信号増幅器１２２で所定の一定利得で増幅され、重畳回路５２１によって直流電力Ｖが重畳されて、電気合分波器５２４で周波数多重されてメタリックケーブル５５に送出される。

前進基地局５３では、インタフェース部５２からメタリックケーブル５５を介して伝送された電気信号が電気合分波器５２４により波長分離されて受信され、分離回路５３３で下り送信信号と直流電力Ｖに分離される。分離された直流電力Ｖは利得制御装置５３０でその絶対レベルが検出され、検出されたレベルが予め定めた規定の値となるような利得制御信号Ｇ５が出力される。また、分離回路５３３で分離された下り送信信号は下り信号増幅器利得可変増幅器１３４に入力され、利得制御信号Ｇ５によって制御される利得で増幅される。これにより、下り信号増幅器利得可変増幅器１３４からは、常に一定レベルの下り送信信号が出力される。下り送信信号は、共用器１３５を介してアンテナ１４に送られ、自らのカバーするマイクロセルのエリアに送信出力一定の電波として放射される。

一方、移動通信端末から放射されてアンテナ１４で受信された上り受信信号は、共用器１３５を介して上り信号利得可変増幅器１３６に入力され、利得制御信号Ｇ５によって制御される利得で増幅される。これにより、信号利得可変増幅器１３６からは、メタリックケーブル５５の伝送ロス等を見込んだ常に一定レベルの上り受信信号が得られる。このようにして増幅された上り受信信号は、電気合分波器５２４で周波数多重されてメタリックケーブル５５に送出される。

インタフェース部５２では、前進基地局５３からメタリックケーブル５５を介して送られた電気信号が電気合分波器５２４により周波数分離されて受信され、上り信号増幅器１２６で所定の一定利得で増幅される。これにより、上り信号増幅器１２６からは、常に一定レベルの上り受信信号１１２が出力され、無線基地局１１に入力される。

上記のように、第２の実施形態では、インタフェース部５２の直流電力生成回路５２０により所定レベルの直流電力Ｖを生成し、重畳回路５２１で下り送信信号１１１に重畳して、メタリックケーブル５５を介して前進基地局５３へ伝送する。前進基地局５３では、分離回路５３３により直流電力Ｖを分離して利得制御装置５３０でその絶対レベルを検出し、検出したレベルが予め定めた規定の値となるような利得制御信号Ｇ５を出力して、下り信号利得可変増幅器１３４及び上り信号利得可変増幅器１３６の利得を制御する。

これにより、第１の実施形態と同様の効果を奏すると共に、加えて、インタフェース部５２から前進基地局５３に対してファントム給電が可能となり、前進基地局５３において電源装置を備える必要がなくなる。

（第３の実施形態）
図３は、本発明の第３の実施形態に係る信号伝送装置の概略構成を示す図である。無線基地局１１に接続されたインタフェース部３２と前進基地局３３が、下り信号伝送路３５と上り信号伝送路３６からなるツイストペアケーブル等の２線メタリックケーブルを介して接続される構成である。

インタフェース部３２は、無線基地局１１から入力された下り送信信号１１１を所定の一定利得で増幅する下り信号増幅器１２２と、前進基地局３３から上り信号伝送路３６を介して伝送された上り受信信号を一定の利得で増幅する上り信号増幅器１２６と、所定レベルのパイロット信号Ｐを生成するパイロット信号発生器１２０（パイロット信号発生部の一例に相当する）と、パイロット信号Ｐを上り信号伝送路３６に多重する結合器３２７と、を有する構成である。なお、この結合器３２７は方向性機能を有する方向性結合器（ディレクショナルカプラ）やサーキュレータなどの装置である。

一方、前進基地局３３は、上り信号伝送路３６からパイロット信号Ｐを分離する方向性機能を有する分波器３３７と、分離されたパイロット信号Ｐの絶対レベルを検出するとともに、検出されたレベルが予め定めた規定の値となるような利得制御信号Ｇ３を出力する利得制御装置３３０（利得制御部の一例に相当する）と、利得制御信号Ｇ３によって制御される利得で下り送信信号を増幅する下り信号利得可変増幅器１３４と、アンテナ１４を送信系と受信系で共用するための共用器１３５と、アンテナ１４で受信した移動通信端末からの上り受信信号を利得制御信号Ｇ３によって制御される利得で増幅する上り信号利得可変増幅器１３６と、を有する構成である。

次に、第３の実施形態に係る信号伝送装置の動作について説明する。
無線基地局１１からインタフェース部３２に入力された下り送信信号１１１は、下り信号増幅器１２２で所定の一定利得で増幅され、メタリックケーブルの下り信号伝送路３５を介して前進基地局３３に伝送される。

前進基地局３３では、まず、分波器３３７により上り信号伝送路３６からパイロット信号Ｐが分離される。分離されたパイロット信号Ｐは利得制御装置３３０でその絶対レベルが検出され、検出されたレベルが予め定めた規定の値となるような利得制御信号Ｇ３が出力される。インタフェース部３２から下り信号伝送路３５を介して伝送された下り送信信号は下り信号増幅器利得可変増幅器１３４にされ、利得制御信号Ｇ３によって制御される利得で増幅される。これにより、下り信号増幅器利得可変増幅器１３４からは、常に一定レベルの下り送信信号が出力される。下り送信信号は、共用器１３５を介してアンテナ１４に送られ、自らのカバーするマイクロセルのエリアに送信出力一定の電波として放射される。

一方、移動通信端末から放射されてアンテナ１４で受信された上り受信信号は、共用器１３５を介して上り信号利得可変増幅器１３６に入力され、利得制御信号Ｇ３によって制御される利得で増幅される。これにより、信号利得可変増幅器１３６からは、メタリックケーブルの伝送ロス等を見込んだ常に一定レベルの上り受信信号が得られる。この上り受信信号は、分波器３３８を介してメタリックケーブルの上り信号伝送路３６に送出され、インタフェース部３２に伝送される。

インタフェース部３２では、前進基地局３３から上り信号伝送路３６を介して伝送された電気信号が受信され、上り信号増幅器１２６で所定の一定利得で増幅される。これにより、上り信号増幅器１２６からは、常に一定レベルの上り受信信号１１２が出力され、無線基地局１１に入力される。

上記のように、第３の実施形態では、インタフェース部３２のパイロット信号発生器１２０で所定レベルのパイロット信号Ｐを生成し、結合器３２７により上り受信信号を伝送する系統に多重して、メタリックケーブルの上り信号伝送路３６を介して前進基地局３３へ伝送する。前進基地局３３では、分波器３３７でパイロット信号Ｐを分離して利得制御装置３３０によりその絶対レベルを検出し、検出したレベルが予め定めた規定の値となるような利得制御信号Ｇ３を出力する。そして、出力された利得制御信号Ｇ３で下り信号利得可変増幅器１３４及び上り信号利得可変増幅器１３６の利得を制御する。

これにより、第１の実施形態と同様の効果を奏すると共に、加えて、結合器３２７及び分波器３３７に方向性機能を有するディレクショナルカプラやサーキュレータなどの装置を用いることにより、パイロット信号Ｐがメタリックケーブルの上り信号伝送路３６に多重され、上り受信信号と周波数帯域が重なっても伝送方向が異なるため伝送品質の劣化がなく、伝送帯域を広げる必要がない。従って、伝送帯域が狭いツイストペアケーブルや、伝送特性に周波数特性を有する同軸ケーブルを用いる伝送システムに有用である。

（第４の実施形態）
図４は、本発明の第４の実施形態に係る信号伝送装置の概略構成を示す図である。無線基地局１１に接続されたインタフェース部２２と前進基地局２３が、単線光ファイバ１５を介して接続される構成である。

インタフェース部２２は、図１に示した第１の実施形態におけるインタフェース部１２の構成に加え、さらに、光／電気変換器１２５において光信号を電気信号に変換する際の電流値を検出する電流検出回路２２７（第１の電流検出部の一例に相当する）と、検出した電流値を予め設定された電流値と比較し、下回る場合に警報信号を出力する警報出力回路２２８（第１の警報出力部の一例に相当する）と、を有する構成である。

一方、前進基地局２３は、図１に示した第１の実施形態における前進基地局１３の構成に加え、さらに、光／電気変換器１２５において光信号を電気信号に変換する際の電流値を検出する電流検出回路２２７（第２の電流検出部の一例に相当する）と、警報出力回路２２８（第２の警報出力部の一例に相当する）と、を有する構成である。

次に、第４の実施形態に係る信号伝送装置の動作について説明する。なお、図１に示した第１の実施形態における信号伝送装置と共通する動作については、説明を省略する。

インタフェース部２２において、前進基地局２３から光ファイバ１５を介して送られた光信号が光合分波器１２４により波長分離されて受信され、光／電気変換器１２５で電気信号に変換される。この際の電流が電流検出回路２２７で検出され、警報出力回路２２８で予め設定された電流値と比較される。そして、検出された電流値が設定された電流値を下回る場合は、光ファイバ１５に回線断や屈曲などの障害が発生したと判断し、警報信号を出力する。

一方、前進基地局２３では、インタフェース部１２から光ファイバ１５を介して送られた光信号が光合分波器１２４により波長分離されて受信され、光／電気変換器１２５で電気信号に変換される。この際の電流が電流検出回路２２７で検出され、警報出力回路２２８で予め設定された電流値と比較され、検出された電流値がこれを下回る場合は、伝送路に異常があると判断して警報信号が出力される。

上記のように、第４の実施形態では、第１の実施形態の構成及び動作に加え、インタフェース部２２及び前進基地局２３において、光ファイバ１５を介して受信した光信号を光／電気変換回路１２５で電気信号に変換する際の電流値を電流検出回路２２７で検出し、検出した電流値を警報出力回路２２８で予め設定された電流値と比較し、これを下回る場合に光ファイバ１５に異常があると判断して警報信号を出力する。これにより、第１の実施形態の効果に加え、光ファイバ１５に回線断や屈曲などの障害が発生した場合に、これを直ちに検出して警報を発することができるので、システムの異常を速やかに察知することが可能となる。

（第５の実施形態）
図５は、本発明の第５の実施形態に係る信号伝送装置の概略構成を示す図である。無線基地局１１に接続されたインタフェース部４２と前進基地局４３が、第３の実施形態と同様に、下り信号伝送路３５と上り信号伝送路３６からなるツイストペアケーブル等の２線メタリックケーブルを介して接続される構成である。

インタフェース部４２は、図３に示した第３の実施形態におけるインタフェース部３２の構成に加え、さらに、メタリックケーブルの下り信号伝送路３５からパイロット信号Ｐを分離する方向性機能を有する分波器３３７と、分離したパイロット信号Ｐを検出するパイロット信号検出回路４２８（第２のパイロット信号検出部の一例に相当する）と、検出したパイロット信号Ｐを予め設定された値と比較し、これを下回る場合に警報信号を出力する警報出力回路２２８（第２の警報出力部の一例に相当する）と、を有する構成である。

一方、前進基地局４３は、図３に示した第３の実施形態における前進基地局３３の構成に加え、さらに、分波器３３７で分離したパイロット信号Ｐを入力して下り送信信号を伝送する線に多重する方向性機能を有する結合器３２７と、分離したパイロット信号Ｐを検出するパイロット信号検出回路４２８（第１のパイロット信号検出部の一例に相当する）と、検出したパイロット信号Ｐを予め設定された値と比較し、これを下回る場合に警報信号を出力する警報出力回路２２８（第１の警報出力部の一例に相当する）と、を有する構成である。

次に、第５の実施形態に係る信号伝送装置の動作について説明する。なお、図３に示した第３の実施形態における信号伝送装置と共通する動作については、説明を省略する。

インタフェース部４２において、前進基地局４３からメタリックケーブルの下り信号伝送路３５を介して伝送されるパイロット信号Ｐが分波器３３７で分離され、パイロット信号検出回路４２８でその絶対レベルが検出される。検出されたパイロット信号Ｐのレベルは警報出力回路２２８で予め設定されたレベル値と比較され、検出されたレベルがこれを下回る場合は、伝送路に異常があると判断して警報信号が出力される。これにより、メタリックケーブルの下り信号伝送路３５に断線等の障害が発生したことを知ることができる。

一方、前進基地局４３では、インタフェース部４２からメタリックケーブルの上り信号伝送路３６を介して伝送されるパイロット信号Ｐが分波器３３７で分離され、パイロット信号検出回路４２８でその絶対レベルが検出される。検出されたパイロット信号Ｐのレベルは警報出力回路２２８で予め設定されたレベル値と比較され、検出されたレベルがこれを下回る場合は、伝送路に異常があると判断して警報信号が出力される。これにより、メタリックケーブルの上り信号伝送路３６に断線等の障害が発生したことを知ることができる。

上記のように、第５の実施形態では、第３の実施形態の構成及び動作に加え、インタフェース部４２及び前進基地局４３において、それぞれメタリックケーブルの下り信号伝送路３５及び上り信号伝送路３６を介して伝送されたパイロット信号Ｐのレベルをパイロット信号検出回路４２８で検出し、検出したレベルを警報出力回路２２８で予め設定された値と比較し、これを下回る場合に伝送路に異常があると判断して警報信号を出力する。これにより、第３の実施形態の効果に加え、メタリックケーブルに断線等の障害が発生した場合に、これを直ちに検出して警報を発することができるので、システムの異常を速やかに察知することが可能となる。

なお、本実施形態の信号伝送装置は、マイクロセル伝送方式のマイクロセル毎に設置される前進基地局に限らず、高層ビルや地下街などの電波不感地帯に設置されるアンテナ子局等を含む前進基地局と無線基地局との間においても同様に適用可能であり、無線基地局に入力する上り受信信号のレベル及び前進基地局の送信出力レベルを簡単な構成で所定レベルに保持することが可能となる。

本発明は、簡単な構成で無線基地局及び前進基地局における上り下りそれぞれの信号レベルを所定レベルに自動調整することが可能となる効果を有し、マイクロセル伝送方式等の移動体通信システムにおける信号伝送装置等に有用である。

本発明の第１の実施形態に係る信号伝送装置の概略構成を示す図 本発明の第２の実施形態に係る信号伝送装置の概略構成を示す図 本発明の第３の実施形態に係る信号伝送装置の概略構成を示す図 本発明の第４の実施形態に係る信号伝送装置の概略構成を示す図 本発明の第５の実施形態に係る信号伝送装置の概略構成を示す図 従来例の信号伝送装置の概略構成を示す図

符号の説明

１１ 無線基地局
１２、２２、３２、４２、５２ インタフェース部
１３、２３、４３、４３、５３ 前進基地局
１４ アンテナ
１５ 光ファイバ
２５ メタリックケーブル
３５ 下り伝送路
３６ 上り伝送路
１１１ 下り送信信号
１１２ 上り受信信号
１２０ パイロット信号発生器
１２１ 結合器
１２３ 電気／光変換器
１２４ 光合分波器
１２５ 光／電気変換器
１３０、３３０、５３０ 利得制御装置
１３３ 分波器
１３４ 下り信号利得可変増幅器
１３６ 上り信号利得可変増幅器
２２７ 電流検出回路
２２８ 警報出力回路
３２７ 方向性結合器
３３８ 方向性分波器
４２８ パイロット信号検出回路
５２０ 直流電力生成回路
５２１ 重畳回路
５２４ 電気合分波器
５３３ 分離回路

Claims (7)

1. 移動体通信システムにおける、無線基地局と、この無線基地局と有線伝送路を介して接続され、通信端末と無線通信を行う前進基地局との間で双方向に信号を伝送する信号伝送装置であって、
   前記無線基地局の入出力部にインタフェース部を有し、
   前記インタフェース部は、
   パイロット信号を発生するパイロット信号発生部と、前記前進基地局へ送信する下り送信信号に前記パイロット信号を多重する結合器とを備え、前記結合器から出力される下り送信信号を前記有線伝送路を介して前記前進基地局へ伝送するものであり、
   前記前進基地局は、
   前記無線基地局より伝送される前記下り送信信号から前記パイロット信号を分離する分波器と、前記下り送信信号を増幅する下り信号利得可変増幅部と、前記通信端末より受信した上り受信信号を増幅する上り信号利得可変増幅部と、前記パイロット信号のレベルに応じた利得制御信号を生成して前記下り信号利得可変増幅部及び前記上り信号利得可変増幅部に供給し、前記下り送信信号及び前記上り受信信号の出力レベルを制御する利得制御部とを備える信号伝送装置。
2. 請求項１に記載の信号伝送装置であって、
   前記有線伝送路は、光ファイバケーブルにより構成され、前記インタフェース部と前記前進基地局との間で下り光信号と上り光信号を伝送するものであり、
   前記インタフェース部は、さらに、
   前記下り送信信号を前記下り光信号に変換する第１の電気／光変換器と、前記前進基地局より伝送される上り光信号を前記上り受信信号に変換する第１の光／電気変換器とを備え、
   前記前進基地局は、さらに、
   前記インタフェース部より伝送される下り光信号を前記下り送信信号に変換する第２の光／電気変換器と、前記上り信号利得可変増幅器で増幅された前記上り受信信号を前記上り光信号に変換する第２の電気／光変換器とを備える信号伝送装置。
3. 請求項２に記載の信号伝送装置であって、
   前記有線伝送路は、単線の光ファイバにより構成され、
   前記インタフェース部は、さらに、
   前記光ファイバに接続され、前記前進基地局との間で、前記下り光信号と前記上り光信号の波長分割多重化伝送を行う第１の光合分波器を備え、
   前記前進基地局は、さらに、
   前記光ファイバに接続され、前記インタフェース部との間で、前記上り光信号と前記下り光信号の波長分割多重化伝送を行う第２の光合分波器を備える信号伝送装置。
4. 移動体通信システムにおける、無線基地局と、この無線基地局と有線伝送路を介して接続され、通信端末と無線通信を行う前進基地局との間で双方向に信号を伝送する信号伝送装置であって、
   前記無線基地局の入出力部にインタフェース部を有し、前記有線伝送路はメタリックケーブルにより構成され、
   前記インタフェース部は、
   直流電力を生成する直流電力生成部と、前記前進基地局へ送信する下り送信信号に前記直流電力を重畳する重畳回路とを備え、前記重畳回路から出力される下り送信信号を前記有線伝送路を介して前記前進基地局へ伝送するものであり、
   前記前進基地局は、
   前記無線基地局より伝送される前記下り送信信号から前記直流電力を分離する分離回路と、前記下り送信信号を増幅する下り信号利得可変増幅部と、前記通信端末より受信した上り受信信号を増幅する上り信号利得可変増幅部と、前記直流電力の値に応じた利得制御信号を生成して前記下り信号利得可変増幅部及び前記上り信号利得可変増幅部に供給し、前記下り送信信号及び前記上り受信信号の出力レベルを制御する利得制御部とを備える信号伝送装置。
5. 移動体通信システムにおける、無線基地局と、この無線基地局と有線伝送路を介して接続され、通信端末と無線通信を行う前進基地局との間で双方向に信号を伝送する信号伝送装置であって、
   前記無線基地局の入出力部にインタフェース部を有し、前記有線伝送路は、前記無線基地局から前記前進基地局への下り送信信号を伝送する下り伝送路と、前記前進基地局から前記無線基地局への上り受信信号を伝送する上り伝送路とを有するメタリックケーブルにより構成され、
   前記インタフェース部は、
   パイロット信号を発生するパイロット信号発生部と、前記パイロット信号を前記上り伝送路に多重する結合器とを備え、
   前記前進基地局は、
   前記上り伝送路を介して入力されるパイロット信号を分離する分波器と、前記下り送信信号を増幅する下り信号利得可変増幅部と、前記通信端末より受信した上り受信信号を増幅する上り信号利得可変増幅部と、前記パイロット信号のレベルに応じた利得制御信号を生成して前記下り信号利得可変増幅部及び前記上り信号利得可変増幅部に供給し、前記下り送信信号及び前記上り受信信号の出力レベルを制御する利得制御部とを備える信号伝送装置。
6. 請求項２又は３に記載の信号伝送装置であって、
   前記インタフェース部は、さらに、
   前記第１の光／電気変換器に流れる電流値を検出する第１の電流検出部と、前記検出した電流値を所定値と比較し、前記検出した電流値が前記所定値を下回る場合に警報信号を出力する第１の警報出力部とを備え、
   前記前進基地局は、さらに、
   前記第２の光／電気変換器に流れる電流値を検出する第２の電流検出部と、前記検出した電流値を所定値と比較し、前記検出した電流値が前記所定値を下回る場合に警報信号を出力する第２の警報出力部とを備える信号伝送装置。
7. 請求項５に記載の信号伝送装置であって、
   前記前進基地局は、さらに、
   前記分離したパイロット信号を検出する第１のパイロット信号検出部と、前記検出したパイロット信号のレベルを所定値と比較し、前記検出したパイロット信号のレベルが前記所定値を下回る場合に警報信号を出力する第１の警報出力部と、前記分離したパイロット信号を前記下り伝送路に多重する第２の結合器とを備え、
   前記インタフェース部は、さらに、
   前記下り伝送路を介して入力されるパイロット信号を分離する第２の分波器と、前記分離したパイロット信号を検出する第２のパイロット信号検出部と、前記検出したパイロット信号のレベルを所定値と比較し、前記検出したパイロット信号のレベルが前記所定値を下回る場合に警報信号を出力する第２の警報出力部とを備える信号伝送装置。

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