JP2007266819A - 基地局装置及び信号処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】無線通信エリアの拡張を容易に行う。
【解決手段】基地局本体と、該基地局本体と直列に接続された複数のアンテナユニットとからなる基地局装置であって、アンテナユニットは、移動端末と無線で信号を送受信するためのアンテナを備えた無線通信手段と、他のアンテナユニットにおいて受信した受信信号と、無線通信手段において受信した受信信号とを合成した合成受信信号を基地局本体に対して出力する手段と、基地局本体から入力した合成送信信号から自己の無線通信手段により送信するべき送信信号を分離し、他のアンテナユニットから送信するべき送信信号を他のアンテナユニットに対して出力する手段とを備え、基地局本体は、合成受信信号をアンテナユニットのそれぞれの無線通信手段において受信した受信信号に分離する手段と、ネットワークから出力されるそれぞれの送信信号を合成した合成送信信号をアンテナユニットに対して出力する手段とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線通信エリアの拡張を容易に行うことができる基地局装置及び信号処理方法に関する。

携帯電話等の移動通信の普及に伴って、移動端末と無線通信を行う基地局の設置が増加してきている。基地局は、通信可能範囲と基地局設置数とが最適化されるように基地局の設置位置と通信エリアの広さを設計して設置を行う必要がある。一方、現状の無線基地局は、１つの基地局の筐体に対して、４つ程度のアンテナユニットが接続されることによって１台の基地局装置が構成されているため、通信エリアを拡大するためには、１つの筐体と４つ程度のアンテナユニットという単位で基地局の増設を行なわなければならず、設置のコストが増大するという問題がある。特に、アンテナユニットを設置するべき位置に基地局の筐体を簡単に設置することができるとは限らないため、通信可能範囲（通信エリア）と基地局設置数とを最適化するのが困難になるという問題がある。
なお、基地局同士を接続するために、光ケーブルを用いる技術の先行技術として、特許文献１に記載の移動通信用基地局ネットワーク知られている。
特開２００１−３２０３４８号公報

上記のような問題を解決するために、基地局の本体とアンテナユニットを分離して、アンテナユニットを基地局本体から離れた位置に設置することができれば、柔軟なアンテナ設置が可能となる。
しかしながら、基地局本体とアンテナユニットとの間は、通信ケーブルで接続する必要があるため、１つの基地局本体に接続されるアンテナユニットの数と同数の通信ケーブルを基地局本体からアンテナユニットまで配線しなければならず、配線コストが増大するという問題がある。また新たなアンテナユニットのみを増設しようとする場合、基地局本体とアンテナユニットとの間の配線を行わなければならないとともに、基地局本体の改造を行わなければならないため、通信エリアの拡大を容易に行うことができないという問題もある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、無線通信エリアの拡張を容易に行うことができる基地局装置及び信号処理方法を提供することを目的とする。

本発明は、ネットワークに接続される基地局本体と、該基地局本体と直列に接続された複数のアンテナユニットとから構成する基地局装置であって、前記アンテナユニットは、移動端末と無線で信号を送受信するためのアンテナを備えた無線通信手段と、他のアンテナユニットにおいて受信した受信信号と、前記無線通信手段において受信した受信信号とを合成した合成受信信号を前記基地局本体に対して出力する多重化手段と、前記基地局本体から入力した合成送信信号から自己の無線通信手段により送信するべき送信信号を分離し、他のアンテナユニットから送信するべき送信信号を他のアンテナユニットに対して出力する逆多重化手段とを備え、前記基地局本体は、前記合成受信信号を前記アンテナユニットのそれぞれの無線通信手段において受信した受信信号に分離する逆多重化手段と、前記ネットワークから出力されるそれぞれの送信信号を合成した合成送信信号を前記アンテナユニットに対して出力する多重化手段とを備えたことを特徴とする。

本発明は、前記基地局本体と前記アンテナユニットの間及び複数のアンテナユニット間は光ファイバケーブルによって接続され、前記多重化手段及び逆多重化手段は、光波長分割多重により多重化及び逆多重化を行うことを特徴とする。

本発明は、ネットワークに接続される基地局本体と、移動端末と無線で信号を送受信するためのアンテナを備えた無線通信手段を備え、前記基地局本体と直列に接続された複数のアンテナユニットとから構成する基地局装置における信号処理方法であって、前記アンテナユニットは、他のアンテナユニットにおいて受信した受信信号と、前記無線通信手段において受信した受信信号とを合成した合成受信信号を前記基地局本体に対して出力する多重化ステップと、前記基地局本体から入力した合成送信信号から自己の無線通信手段により送信するべき送信信号を分離し、他のアンテナユニットから送信するべき送信信号を他のアンテナユニットに対して出力する逆多重化ステップとを有し、前記基地局本体は、前記合成受信信号を前記アンテナユニットのそれぞれの無線通信手段において受信した受信信号に分離する逆多重化ステップと、前記ネットワークから出力されるそれぞれの送信信号を合成した合成送信信号を前記アンテナユニットに対して出力する多重化ステップとを有することを特徴とする。

本発明によれば、直列に接続された複数のアンテナユニットに対して、送受信するべき信号を多重化して送受信するようにしたため、基地局本体と各アンテナユニットを接続する通信ケーブルを直列接続することが可能となり、基地局本体に接続されるアンテナユニットを増設する場合にも新たに接続するアンテナユニットと、既に存在するアンテナユニットとの接続を行うのみでアンテナユニットの増設が可能となり、容易に通信エリアの拡大を図ることができるという効果が得られる。

以下、本発明の一実施形態による基地局装置を図面を参照して説明する。図１は同実施形態の構成を示すブロック図である。この図において、符号１は、ネットワーク２と接続され、移動端末との間で情報通信を行う基地局本体部である。符号２０は、基地局本体部１に接続されたアンテナ部（アンテナユニット）である。符号３０、４０、５０は、アンテナ部２０に対して直列に接続されたアンテナ部である。基地局本体部１とアンテナ部２０との間及び各アンテナ部３０、４０、５０の間の通信回線は光ファイバケーブルＣで接続される。

符号１１ａは、基地局装置の処理動作を統括して制御する制御部である。符号１２ａは、４つのアンテナ部２０、３０、４０、５０のそれぞれから通信エリア内の移動端末に対して送信するべき情報を送信する送信部である。符号１３ａは、送信部１２ａから出力される送信信号を光信号に変換（電気信号から光信号へ変換）して出力する光電変換器である。符号１４ａは、光電変換器１３ａから出力される光信号を合波する合波器である。合波器１４ａは、基地局本体部１に直列に接続されるアンテナ部と同数の光信号を合波して１本の光ファイバケーブルＣを使用して、アンテナ部２０に対して光信号の送信を行う。符号１５ａは、アンテナ部２０から受信した光信号を、基地局本体部１に直列に接続されるアンテナ部と同数の光信号に分波する分波器である。符号１６ａは、分波器１５ａにおいて分波された光信号を電気信号に変換する光電変換器である。符号１７ａは、４つのアンテナ部２０、３０、４０、５０のそれぞれから通信エリア内に存在する移動端末から情報を受信する受信部である。

符号２１は、移動端末と無線で信号を送受信するためのアンテナを備えた無線通信部である。符号２２は、基地局本体部１から送信された光信号から自己の無線通信部２１により送信するべき光信号を分波し、他のアンテナ部から送信するべき光信号を他のアンテナ部に対して送信する分波器である。符号２３は、分波器２２により分波した光信号を電気信号に変換して無線通信部２１へ出力する光電変換器である。符号２４は、無線通信部２１において受信した電気信号を光信号に変換する光電変換器である。符号２５は、他のアンテナ部において受信した光信号と、自己の無線通信部２１において受信した光信号とを合波して、基地局本体部１に対して出力する合波器である。

符号３１は、移動端末と無線で信号を送受信するためのアンテナを備えた無線通信部である。符号３２は、アンテナ部２０から送信された光信号から自己の無線通信部３１により送信するべき光信号を分波し、他のアンテナ部から送信するべき光信号を他のアンテナ部に対して送信する分波器である。符号３３は、分波器３２により分波した光信号を電気信号に変換して無線通信部３１へ出力する光電変換器である。符号３４は、無線通信部３１において受信した電気信号を光信号に変換する光電変換器である。符号３５は、他のアンテナ部において受信した光信号と、自己の無線通信部３１において受信した光信号とを合波して、アンテナ部２０に対して出力する合波器である。

符号４１は、移動端末と無線で信号を送受信するためのアンテナを備えた無線通信部である。符号４２は、アンテナ部３０から送信された光信号から自己の無線通信部４１により送信するべき光信号を分波し、他のアンテナ部から送信するべき光信号を他のアンテナ部に対して送信する分波器である。符号４３は、分波器４２により分波した光信号を電気信号に変換して無線通信部４１へ出力する光電変換器である。符号４４は、無線通信部４１において受信した電気信号を光信号に変換する光電変換器である。符号４５は、他のアンテナ部において受信した光信号と、自己の無線通信部４１において受信した光信号とを合波して、アンテナ部３０に対して出力する合波器である。

符号５１は、移動端末と無線で信号を送受信するためのアンテナを備えた無線通信部である。符号５２は、アンテナ部４０から送信された光信号から自己の無線通信部５１により送信するべき光信号を分波し、他のアンテナ部から送信するべき光信号を他のアンテナ部に対して送信する分波器である。ただし、アンテナ部５０は、直列に接続されたアンテナ部の末端であるため、分波する光信号は存在しない。符号５３は、分波器５２により分波した光信号を電気信号に変換して無線通信部５１へ出力する光電変換器である。符号５４は、無線通信部５１において受信した電気信号を光信号に変換する光電変換器である。符号５５は、他のアンテナ部において受信した光信号と、自己の無線通信部５１において受信した光信号とを合波して、アンテナ部４０に対して出力する合波器である。ただし、アンテナ部５０は、直列に接続されたアンテナ部の末端であるため、合波する光信号は存在しない。分波器５２と合波器５５は、アンテナ部５０に対してさらにアンテナ部が接続されて、アンテナ部５０が末端でなくなった場合に、アンテナ部５０を改造することなく、新たなアンテナ部を増設するために備えているものである。

なお、図１に示す基地局本体部１には、制御部１１ｂ、送信部１２ｂ、光電変換器１３ｂ、合波器１４ｂ、分波器１５ｂ、光電変換器１６ｂ及び受信部１７ｂが記載されているが、これらは、図１に示す制御部１１ａ、送信部１２ａ、光電変換器１３ａ、合波器１４ａ、分波器１５ａ、光電変換器１６ａ及び受信部１７ａと同様な構成であるため、詳細な説明を省略する。また、アンテナ部６０、７０、８０、９０についても図１に示すアンテナ部２０、３０、４０、５０と同様な構成であるため、詳細な説明を省略する。

また、ここではアンテナ部２０の光信号の使用波長をλ１、アンテナ部３０の光信号の使用波長をλ２、アンテナ部４０の光信号の使用波長をλ３、アンテナ部５０の光信号の使用波長をλ４であるものとして説明する。

次に、図１を参照して、図１に示す基地局装置の動作を説明する。まず、各アンテナ部２０、３０、４０、５０から送信するべき信号を、基地局本体部１から各アンテナ部２０、３０、４０、５０に対して伝送する動作を説明する。制御部１１ａは、ネットワーク２からアンテナ部２０、３０、４０、５０のそれぞれから送信するべき情報を受け取り、この情報を送信部１２ａへ出力する。これを受けて送信部１２ａは、送信するべき情報を電気信号に変換して光電変換器１３ａへ出力するとともに、送信するべきアンテナ部が使用する光信号の使用波長を光電変換器１３ａに対して通知する。

光電変換器１３ａは、送信部１２ａから通知された使用波長を使用して、送信部１２ａから入力した電気信号を光信号へ変換する。このとき送信するべき情報が、アンテナ部２０から送信される情報である場合、波長λ１の光信号に変換されることになる。光電変換器１３ａは、電気信号から変換した光信号をアンテナ部２０の分波器２２に対して出力する。また、送信部１２ａから通知された使用波長がλ２、λ３、λ４である場合も同様に、通知された使用波長の光信号に変換して、合波器１４ａに対して出力する。合波器１４ａは、光電変換器１３ａから入力したλ１〜λ４の光信号を合波して、１本の光ファイバケーブルＣを介して、アンテナ部２０へ送信する。

次に、アンテナ部２０の分波器２２は、合波器１４ａから入力した光信号のうち、波長がλ１である光信号のみを分波して光電変換器２３へ出力し、波長がλ１以外の光信号は、アンテナ部３０へ送信する。分波器２２により分波された光信号が入力された光電変換器２３は、入力した光信号を電気信号に変換して、無線通信部２１へ出力する。無線通信部２１は、この電気信号に基づいて、アンテナを介して移動端末に対して、信号を送信する。

一方、分波器２２により分波されたλ１以外の波長の光信号を受信した分波器３２は、波長がλ２である光信号のみを分波して光電変換器３３へ出力し、波長がλ２以外の光信号は、アンテナ部４０へ送信する。分波器３２により分波された光信号が入力された光電変換器３３は、入力した光信号を電気信号に変換して、無線通信部３１へ出力する。無線通信部３１は、この電気信号に基づいて、アンテナを介して移動端末に対して、信号を送信する。アンテナ部４０においてもアンテナ部３０と同様の動作を行うことにより、波長がλ３以外の光信号がアンテナ部５０へ送信されることになり、各アンテナ部２０、３０、４０、５０から送信するべき信号がアンテナから送信されることになる。

次に、各アンテナ部２０、３０、４０、５０において受信した信号を、各アンテナ部２０、３０、４０、５０からに基地局本体部１に対して伝送する動作を説明する。信号を受信した無線通信部５１は、受信した電気信号を光電変換器５４へ出力する。光電変換器５４は、無線通信部５１から入力した電気信号を波長λ４の光信号に変換して出力する。合波器５５は、光電変換器５４から入力した光信号をアンテナ部４０へ送信する。アンテナ部５０は、末端のアンテナ部であり、合波器５５において合波する光信号が存在しないため、光電変換器５４から入力した光信号をそのままアンテナ部４０へ送信する。

一方、信号を受信した無線通信部４１は、受信した電気信号を光電変換器４４へ出力する。光電変換器４４は、無線通信部４１から入力した電気信号を波長λ３の光信号に変換して出力する。合波器４５は、光電変換器５４から入力した光信号と、アンテナ部５０から送信された光信号とを合波してアンテナ部３０へ送信する。アンテナ部３０及びアンテナ部２０においても、同様の動作を行うことにより、波長λ１、λ２、λ３、λ４の光信号が合波されて、基地局本体部１の分波器１５ａに入力される。

分波器１５ａは、入力した光信号を、波長λ１、λ２、λ３、λ４それぞれの光信号に分波して光電変換器１６ａへ出力する。光電変換器１６ａは、受信した光信号の使用波長を受信部１７ａへ通知するともに、光信号から変換した電気信号を受信部１７ａへ出力する。受信部１７ａは、光電変換器１６ａから通知された使用波長に基づいて、電気信号を受信したアンテナ部を特定するとともに、受信した電気信号から情報を復元して、この情報を制御部１１ａへ出力する。

このように、直列に接続された複数のアンテナ部に対して、送受信するべき信号を多重化して送受信するようにしたため、基地局本体と各アンテナ部を接続する通信ケーブルを直列接続することが可能となり、基地局本体部１に接続されるアンテナ部を増設する場合にも新たに接続するアンテナ部と、既に存在するアンテナ部との接続を行うのみで増設することが可能となり、容易に通信エリアの拡大を図ることができるようになる。

例えば、図２に示すように、基地局本体部１と通信エリアＡ１が離れているような場合において、通信エリアＡ２、Ａ３、Ａ４のそれぞれと基地局本体部１と間を通信ケーブルで接続する必要がないため、通信エリアＡ２、Ａ３、Ａ４を増設する場合のおいて、通信ケーブルの配線コストを低減することが可能となる。また、さらに通信エリアＡ５〜Ａ８を新設しようとする場合にも、通信エリアＡ５、Ａ６、Ａ７、Ａ８それぞれの間はアンテナ部６０、７０、８０、９０の間を接続し、基地局本体部１とアンテナ部６０との間のみ長距離配線を行うだけで基地局の新設を行うことができるため、基地局の新設コストを低減することが可能となる。

なお、図１に示す例では、基地局本体部１に直列接続されるアンテナ部の数を４としたが、基地局本体部１に直列接続可能なアンテナ部の数は、光電変換器１３ａと合波器１４ａ及び分波器１５ａと光電変換器１６ａの波長分割多重による多重化可能な波長帯域の数により決まるため、多重化可能な波長帯域の数に基づいて、基地局本体部１に直列接続されるアンテナ部の数を決定して設置を行えばよい。

また、図１に示すアンテナ部は、１系統の入力に対して２系統の出力を行うことが可能な分波器と、２系統の入力に対して１系統の出力を行うことが可能な合波器を使用する例を示したが、１系統の入力に対して３系統の出力を行うことが可能な分波器及び合波器を使用することにより、図３に示すような接続も可能となり、柔軟なアンテナ設置を行うことが可能となる。

なお、前述した説明においては、光波長分割多重を使用した光信号による送受信の例を用いて説明したが、基地局本体部１及び各アンテナ部間の信号の送受信は、電気信号を多重化して送受信するようにしてもよい。

なお、本発明の移動端末は、移動通信を使用した携帯電話機や移動通信機能を有した携帯情報端末（ＰＤＡ）、モバイル端末、カーナビ装置などを含むものである。

本発明の一実施形態の構成を示すブロック図である。 図１に示すアンテナ部２０〜９０の通信エリアの配置状況を示す説明図である。 図１に示すアンテナ部の接続形態の変形例を示す説明図である。

符号の説明

１・・・基地局本体部、１１ａ、１１ｂ・・・制御部、１２ａ、１２ｂ・・・送信部、１３ａ、１３ｂ・・・光電変換器、１４ａ、１４ｂ・・・合波器、１５ａ、１５ｂ・・・分波器、１６ａ、１６ｂ・・・光電変換器、１７ａ、１７ｂ・・・受信部、２・・・ネットワーク、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０・・・アンテナ部、２１、３１、４１、５１・・・無線通信部、２２、３２、４２、５２・・・分波器、２３、３３、４３、５３・・・光電変換器、２４、３４、４４、５４・・・光電変換器、２５、３５、４５、５５・・・合波器、Ｃ・・・光ファイバケーブル

Claims (3)

1. ネットワークに接続される基地局本体と、該基地局本体と直列に接続された複数のアンテナユニットとから構成する基地局装置であって、
   前記アンテナユニットは、
   移動端末と無線で信号を送受信するためのアンテナを備えた無線通信手段と、
   他のアンテナユニットにおいて受信した受信信号と、前記無線通信手段において受信した受信信号とを合成した合成受信信号を前記基地局本体に対して出力する多重化手段と、
   前記基地局本体から入力した合成送信信号から自己の無線通信手段により送信するべき送信信号を分離し、他のアンテナユニットから送信するべき送信信号を他のアンテナユニットに対して出力する逆多重化手段とを備え、
   前記基地局本体は、
   前記合成受信信号を前記アンテナユニットのそれぞれの無線通信手段において受信した受信信号に分離する逆多重化手段と、
   前記ネットワークから出力されるそれぞれの送信信号を合成した合成送信信号を前記アンテナユニットに対して出力する多重化手段と
   を備えたことを特徴とする基地局装置。
2. 前記基地局本体と前記アンテナユニットの間及び複数のアンテナユニット間は光ファイバケーブルによって接続され、
   前記多重化手段及び逆多重化手段は、光波長分割多重により多重化及び逆多重化を行うことを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
3. ネットワークに接続される基地局本体と、移動端末と無線で信号を送受信するためのアンテナを備えた無線通信手段を備え、前記基地局本体と直列に接続された複数のアンテナユニットとから構成する基地局装置における信号処理方法であって、
   前記アンテナユニットは、
   他のアンテナユニットにおいて受信した受信信号と、前記無線通信手段において受信した受信信号とを合成した合成受信信号を前記基地局本体に対して出力する多重化ステップと、
   前記基地局本体から入力した合成送信信号から自己の無線通信手段により送信するべき送信信号を分離し、他のアンテナユニットから送信するべき送信信号を他のアンテナユニットに対して出力する逆多重化ステップとを有し、
   前記基地局本体は、
   前記合成受信信号を前記アンテナユニットのそれぞれの無線通信手段において受信した受信信号に分離する逆多重化ステップと、
   前記ネットワークから出力されるそれぞれの送信信号を合成した合成送信信号を前記アンテナユニットに対して出力する多重化ステップと
   を有することを特徴とする信号処理方法。
   

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