JP2008060851A - 無線通信システム、無線通信方法および無線基地局装置、無線受信局装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】無線端末装置に複数のアンテナを備えたり、無線セルを小径化することなく所要の通信品質を無線セルにおいて確保することのできる無線通信システム提供する。
【解決手段】無線基地局装置が形成する無線セル内に、無線端末装置から送出された無線信号の受信機能のみを備えた無線受信局装置を配置し、無線基地局装置と無線受信局装置とを通信回線で接続する。また無線受信局装置は無線基地局装置と同期し、無線端末から送出された無線信号を無線基地局装置または無線受信局装置が受信する。そして無線受信局装置は受信した無線信号を通信回線を介して無線基地局装置へ送信し、無線基地局装置は、無線端末装置から受信した無線信号および無線受信局装置を介して受信した無線信号に対して、選択型ダイバーシチまたは合成型ダイバーシチの処理を適用して受信信号を得る。
【選択図】図1
【解決手段】無線基地局装置が形成する無線セル内に、無線端末装置から送出された無線信号の受信機能のみを備えた無線受信局装置を配置し、無線基地局装置と無線受信局装置とを通信回線で接続する。また無線受信局装置は無線基地局装置と同期し、無線端末から送出された無線信号を無線基地局装置または無線受信局装置が受信する。そして無線受信局装置は受信した無線信号を通信回線を介して無線基地局装置へ送信し、無線基地局装置は、無線端末装置から受信した無線信号および無線受信局装置を介して受信した無線信号に対して、選択型ダイバーシチまたは合成型ダイバーシチの処理を適用して受信信号を得る。
【選択図】図1
Description
本発明は、無線基地局装置と無線端末装置との間においてTDD方式により無線信号を送受信する無線通信システム、無線通信方法および無線基地局装置、その無線基地局装置に通信接続された無線受信局装置に関する。
図13に従来技術における無線通信システム構成を、また図14に無線通信システムにおける無線基地局装置の構成を、また図15に無線通信システムにおける無線端末装置の構成をそれぞれ示す。一般に、広域なサービスエリア内に複数の無線基地局装置を配置して、複数の無線セル(1無線基地局装置あたりのサービスエリアの範囲)を形成し、通信サービスを提供する無線通信システムでは、建物などの遮蔽物によるシャドウイングや、多重波干渉によるフェージングおよび距離減衰の影響により、無線端末装置が同一位置から動かないにもかかわらず、その無線基地局装置や無線端末装置で得られる受信電力は時々刻々と大きく変動する。加えて、無線端末装置は内蔵のバッテリで駆動することが多く、その低消費電力化およびバッテリの長寿命化のため、無線端末装置の出力電力は無線基地局装置の送信電力よりも低く設定されている。そのため、下り回線(無線基地局装置から無線端末装置への通信)では無線基地局装置から送出された電波が無線端末装置に届くものの、上り回線(無線端末装置から無線基地局装置への通信)では無線端末装置から送出された電波が無線基地局装置に届きにくく、結果として所要の通信品質(サービス品質と等価)を得るために必要とする受信電力に満たない場所が無線セル内に存在する。
無線セル内におけるこのような場所を完全になくすこと、つまり所要の通信品質を無線セル内のすべてについて確保することは極めて困難であり、これを解決するためには、図13に示すように無線セルを形成する無線基地局装置AP#0に加えて、所要の通信品質が得られないエリアAREA#1,AREA#2に無線基地局装置AP#1,無線基地局装置AP#2を新たに設置し、これを直接ネットワークに接続する方法(無線セルのオーバーレイ)のほか、無線セルの小径化、無線端末装置に複数のアンテナを備えることによるダイバーシチ利得の向上と、あるいは送信電力の増大、などの方法が採られていた。
中嶋信生、「3 セル構成技術の進展〜マイクロセル化に向けて〜」、NTT DoCoMo テクニカルジャーナル,pp.21-29,vol.1,No.2,1993.
中嶋信生、「3 セル構成技術の進展〜マイクロセル化に向けて〜」、NTT DoCoMo テクニカルジャーナル,pp.21-29,vol.1,No.2,1993.
しかしながら、上述の従来技術では無線基地局装置および無線端末装置に対して以下のような課題がある。まず、無線端末装置では、ダイバーシチ利得を向上させるためには複数のアンテナが必要となり、そのため装置の大型化が避けられず、また、送信電力を増大させるためには高出力増幅装置が必要となり、そのため消費電力が増大し、さらに、複数アンテナに起因する送受信用回路の部品点数が増加し、高コスト化が避けられないなどの問題が生じる。一方、無線セルの小径化に伴ってサービスエリア内の無線基地局数が激増し、また、ネットワークヘの接続インフラも増加することから初期設備コストが増大するなどの問題が生じる。以上が、広域の無線通信システムを検討するに当たり避けられない課題となっている。
そこでこの発明は、無線端末装置に複数のアンテナを備えたり、無線セルを小径化することなく所要の通信品質を無線セルにおいて確保することのできる無線通信システムを提供することを目的としている。
上記目的を達成するために、本発明では、無線基地局装置と無線端末装置との間における通信方式にTDD方式を適用し、無線セル内における所要の通信品質が得られないエリアに対して、無線セルを形成する送受信機をもつ無線基地局装置に同期し、受信機のみを備えた無線受信局装置を配置し、かつ当該無線基地局装置と無線受信局装置とを同軸ケーブルや光ファイバなどの有線回線あるいは無線を伝送媒体として利用することで接続し、無線受信局装置で受信した無線信号を、無線基地局装置においてダイバーシチ受信や誤り訂正などの信号処理を行う。
また本発明は、送受信機を有する無線基地局装置と、送受信機を有する無線端末装置とで構成され、当該無線基地局装置と無線端末装置との間においてTDD方式により無線信号を送受信する無線通信システムであって、前記無線基地局装置が形成する無線セル内に、前記無線端末装置から送出された無線信号の受信機能のみを備えた無線受信局装置を配置し、前記無線基地局装置と前記無線受信局装置とを通信回線で接続し、前記無線受信局装置は前記無線基地局装置と同期し、前記無線端末から送出された無線信号を前記無線基地局装置または前記無線受信局装置が受信し、前記無線受信局装置は前記受信した無線信号を前記通信回線を介して前記無線基地局装置へ送信し、前記無線基地局装置は、前記無線端末装置から受信した無線信号および前記無線受信局装置から受信した無線信号に対して、選択型ダイバーシチまたは合成型ダイバーシチの処理を適用して受信信号を得ることを特徴とする無線通信システムである。
また本発明は、上述の無線通信システムにおいて、前記無線基地局装置は、送受信機を備えたリモート無線基地局装置と、当該リモート無線基地局装置と通信回線を介して接続されるセントラル無線基地局装置とから構成され、前記無線受信局装置と前記セントラル無線基地局装置とを通信回線で接続し、前記セントラル無線基地局装置は、前記リモート無線基地局装置で送受信する無線信号の信号変換処理、および前記リモート無線基地局装置で受信した無線信号および前記無線受信局装置から受信した無線信号に対するダイバーシチ処理を行うことを特徴とする。
また本発明は、上述の無線通信システムにおいて、前記無線基地局装置と前記無線受信局装置とを有線回線で接続し、前記無線受信局装置は、前記無線端末装置から受信した無線信号を、所定の周波数に変換し、有線回線に適した信号に変換し、前記無線基地局装置へ送信することを特徴とする。
また本発明は、上述の無線通信システムにおいて、前記無線受信局装置は複数のアンテナを有し、前記複数のアンテナによって前記無線端末装置から受信した無線信号を、それぞれ所定の周波数に変換し、選択型ダイバーシチまたは合成型ダイバーシチを適用し、有線回線に適した信号に変換し、前記無線基地局装置へ送信することを特徴とする。
また本発明は、上述の無線通信システムにおいて、前記無線受信局装置は、周波数変換された無線信号を光強度変調して、有線回線にて送信する信号に変換することを特徴とする。
また本発明は、上述の無線通信システムにおいて、前記無線受信局装置は、周波数変換された無線信号をアナログーデジタル変換し、さらに光信号に変換して、有線回線にて送信する信号に変換することを特徴とする。
また本発明は、上述の無線通信システムにおいて、前記無線受信局装置は、周波数変換された無線信号をアナログーデジタル変換し、パケット化し、光信号に変換して、有線回線にて送信する信号に変換することを特徴とする。
また本発明は、上述の無線通信システムにおいて、前記無線基地局装置と前記無線受信局装置とを無線回線で接続し、前記無線受信局装置は、前記無線端末装置から受信した無線信号を、前記無線基地局装置との通信が可能な所定の無線信号に変換して送信することを特徴とする。
また本発明は、上述の無線通信システムにおいて、前記無線受信局装置は複数のアンテナを有し、前記無線受信局装置は、複数のアンテナにより前記無線端末装置から受信した無線信号を、それぞれ所定の周波数に変換し、選択型ダイバーシチまたは合成型ダイバーシチを適用し、前記無線基地局装置との通信が可能な所定の無線信号に変換して送信することを特徴とする。
また本発明は、上述の無線通信システムにおいて、前記無線基地局装置を無線セルの中心に配置して放射状に電波を送出することを特徴とする。
また本発明は、上述の無線通信システムにおいて、複数のリモート無線基地局装置を無線セルの外周上に配置し、前記リモート無線基地局装置にはそれぞれセクタアンテナを備え、前記セクタアンテナを無線セルの中心方向に向けて配置して電波を送出することを特徴とする。
また本発明は、送受信機を有する無線基地局装置と、送受信機を有する無線端末装置とで構成され、当該無線基地局装置と無線端末装置との間においてTDD方式により無線信号を送受信し、前記無線基地局装置が形成する無線セル内に、前記無線端末装置から送出された無線信号の受信機能のみを備えた無線受信局装置を配置し、前記無線基地局装置と前記無線受信局装置とを通信回線で接続し、前記無線受信局装置は前記無線基地局装置と同期する無線通信システムにおける無線通信方法であって、前記無線端末から送出された無線信号を前記無線基地局装置または前記無線受信局装置が受信し、前記無線受信局装置は前記受信した無線信号を前記通信回線を介して前記無線基地局装置へ送信し、前記無線基地局装置は、前記無線端末装置から受信した無線信号および前記無線受信局装置から受信した無線信号に対して、選択型ダイバーシチまたは合成型ダイバーシチの処理を適用して受信信号を得ることを特徴とする無線通信方法である。
また本発明は、上述の無線通信方法であって、前記無線基地局装置は、送受信機を備えたリモート無線基地局装置と、当該リモート無線基地局装置と通信回線を介して接続されるセントラル無線基地局装置とから構成され、前記無線受信局装置と前記セントラル無線基地局装置とを通信回線で接続し、前記セントラル無線基地局装置は、前記リモート無線基地局装置で送受信する無線信号の信号変換処理、および前記リモート無線基地局装置で受信した無線信号および前記無線受信局装置から受信した無線信号に対するダイバーシチ処理を行うことを特徴とする。
また本発明は、上述の無線通信方法であって、前記無線基地局装置と前記無線受信局装置とを有線回線で接続し、前記無線受信局装置は、前記無線端末装置から受信した無線信号を、所定の周波数に変換し、有線回線に適した信号に変換し、前記無線基地局装置へ送信することを特徴とする。
また本発明は、上述の無線通信方法であって、前記無線受信局装置は複数のアンテナを有し、前記複数のアンテナによって前記無線端末装置から受信した無線信号を、それぞれ所定の周波数に変換し、選択型ダイバーシチまたは合成型ダイバーシチを適用し、有線回線に適した信号に変換し、前記無線基地局装置へ送信することを特徴とする。
また本発明は、上述の無線通信方法であって、前記無線受信局装置は、周波数変換された無線信号を光強度変調して、有線回線にて送信する信号に変換することを特徴とする。
また本発明は、上述の無線通信方法であって、前記無線受信局装置は、周波数変換された無線信号をアナログーデジタル変換し、さらに光信号に変換して、有線回線にて送信する信号に変換することを特徴とする。
また本発明は、上述の無線通信方法であって、前記無線受信局装置は、周波数変換された無線信号をアナログーデジタル変換し、パケット化し、光信号に変換して、有線回線にて送信する信号に変換することを特徴とする。
また本発明は、上述の無線通信方法であって、前記無線基地局装置と前記無線受信局装置とを無線回線で接続し、前記無線受信局装置は、前記無線端末装置から受信した無線信号を、前記無線基地局装置との通信が可能な所定の無線信号に変換して送信することを特徴とする。
また本発明は、上述の無線通信方法であって、前記無線受信局装置は複数のアンテナを有し、前記無線受信局装置は、複数のアンテナにより前記無線端末装置から受信した無線信号を、それぞれ所定の周波数に変換し、選択型ダイバーシチまたは合成型ダイバーシチを適用し、前記無線基地局装置との通信が可能な所定の無線信号に変換して送信することを特徴とする。
また本発明は、上述の無線通信方法であって、前記無線基地局装置を無線セルの中心に配置して放射状に電波を送出することを特徴とする。
また本発明は、上述の無線通信方法であって、複数のリモート無線基地局装置を無線セルの外周上に配置し、前記リモート無線基地局装置にはそれぞれセクタアンテナを備え、前記セクタアンテナを無線セルの中心方向に向けて配置して電波を送出することを特徴とする。
また本発明は、送受信機を有する無線基地局装置と、送受信機を有する無線端末装置とで構成され、当該無線基地局装置と無線端末装置との間においてTDD方式により無線信号を送受信し、前記無線基地局装置が形成する無線セル内に、前記無線端末装置から送出された無線信号の受信機能のみを備えた無線受信局装置を配置し、前記無線基地局装置と前記無線受信局装置とを通信回線で接続し、前記無線受信局装置は前記無線基地局装置と同期し、前記無線端末から送出された無線信号を前記無線基地局装置または前記無線受信局装置が受信し、前記無線受信局装置が前記受信した無線信号を前記通信回線を介して前記無線基地局装置へ送信する無線通信システムにおける前記無線基地局装置であって、前記無線端末装置から受信した無線信号および前記無線受信局装置から受信した無線信号に対して、選択型ダイバーシチまたは合成型ダイバーシチの処理を適用して受信信号を得ることを特徴とする無線基地局装置である。
また本発明は、上述の無線基地局装置が、送受信機を備えたリモート無線基地局装置と、当該リモート無線基地局装置と通信回線を介して接続されるセントラル無線基地局装置とから構成され、前記無線受信局装置と前記セントラル無線基地局装置とを通信回線で接続し、前記セントラル無線基地局装置は、前記リモート無線基地局装置で送受信する無線信号の信号変換処理、および前記リモート無線基地局装置で受信した無線信号および前記無線受信局装置から受信した無線信号に対するダイバーシチ処理を行うことを特徴とする。
また本発明は、送受信機を有する無線基地局装置と、送受信機を有する無線端末装置とで構成され、当該無線基地局装置と無線端末装置との間においてTDD方式により無線信号を送受信し、前記無線基地局装置が形成する無線セル内に、前記無線端末装置から送出された無線信号の受信機能のみを備えた無線受信局装置を配置し、前記無線基地局装置と前記無線受信局装置とを通信回線で接続し、前記無線受信局装置は前記無線基地局装置と同期し、前記無線基地局装置は、前記無線端末装置から受信した無線信号および前記無線受信局装置から受信した無線信号に対して、選択型ダイバーシチまたは合成型ダイバーシチの処理を適用して受信信号を得る無線通信システムにおける前記無線受信局装置であって、前記無線端末から送出された無線信号を受信し、前記受信した無線信号を前記通信回線を介して前記無線基地局装置へ送信することを特徴とする無線受信局装置である。
本発明によれば、広域なサービスエリア内に複数の無線基地局装置を配置して、複数の無線セルを形成した通信サービスを提供する無線通信システムにおいて、無線端末装置に複数のアンテナを備えたり、無線セルを小径化することなく所要の通信品質を確保することができる。これにより無線端末装置の小型化や低コスト化を維持し、また無線端末装置から送出される信号の受信機能のみをもつ無線受信局装置を設置することで必要最小限の設備投資コストで、所要の通信品質を確保することのできる無線通信システムを提供することができる。
以下、本発明の一実施形態による無線通信システムを図面を参照して説明する。なお、本実施形態では、無線基地局装置が無線端末装置と通信するために使用する周波数は一つであり、サービスエリアを構成する無線セルは一つである場合の例を示している。
図1は第1の実施形態による無線通信システムの構成を示すブロック図である。この図において、無線セルを形成する送受信機を備える無線基地局装置APは当該送受信機および信号処理装置により構成され、これら装置はネットワークと有線設備(有線回線)を介して互いに接続される。そして無線基地局装置APは、無線セル内に位置する無線端末装置WT#1〜無線端末装置WT5と通信を行う。ここで、無線セル内にフェージングやシャドウイングなどの外的条件により所要の通信品質が得られないエリアが複数存在する(AREA#1,AREA2)ものとし、それらのエリアに対して、無線基地局装置APと同期(時刻をあわせた装置間の連携による特定の処理を行うこと)した装置であって、受信機のみを備える無線受信局装置AP_filler#1,無線受信局装置AP_filler#2を設置し、これら装置が有線設備を介して無線基地局装置APと接続されている。
図1は第1の実施形態による無線通信システムの構成を示すブロック図である。この図において、無線セルを形成する送受信機を備える無線基地局装置APは当該送受信機および信号処理装置により構成され、これら装置はネットワークと有線設備(有線回線)を介して互いに接続される。そして無線基地局装置APは、無線セル内に位置する無線端末装置WT#1〜無線端末装置WT5と通信を行う。ここで、無線セル内にフェージングやシャドウイングなどの外的条件により所要の通信品質が得られないエリアが複数存在する(AREA#1,AREA2)ものとし、それらのエリアに対して、無線基地局装置APと同期(時刻をあわせた装置間の連携による特定の処理を行うこと)した装置であって、受信機のみを備える無線受信局装置AP_filler#1,無線受信局装置AP_filler#2を設置し、これら装置が有線設備を介して無線基地局装置APと接続されている。
このとき下り回線では、エリアAREA#1,AREA#2内にそれぞれ位置する無線端末装置WT#1,無線端末装置WT#2は、無線基地局装置APから送信された無線信号を直接受信し、上り回線では無線端末装置WT#1,無線端末装置WT#2が送信した無線信号は、受信機のみを備えた無線受信局装置AP_filler#1,無線受信局装置AP_filler#2または無線基地局装置APがそれぞれ受信する。そして、無線受信局装置AP_filler#1,無線受信局装置AP_filler#2は受信した信号を無線基地局装置APへ送信し、無線基地局装置APにおいて、ダイバーシチ受信装置により選択型または最大比合成型あるいは等利得合成型のダイバーシチ技術を適用することで無線基地局装置APにおいて高品質な無線信号を得ることが可能となる。また、所要の通信品質が得られるエリアに位置する無線端末装置WT#3〜WT#5は無線基地局装置APとの間で無線信号を直接送受信する。
また、エリアAREA#1,エリアAREA#2に位置する無線端末装置WT#1,無線端末装置WT#2から送信される無線信号を受信する無線基地局装置APが、フェージングやシャドウイングによる受信電力変動により当該無線信号を直接受信できない場合を想定して、無線基地局装置APにおけるダイバーシチ処理で、無線受信局装置AP_filler#1または無線受信局装置AP_filler#2のみが受信した無線信号を使用し、無線基地局装置AP自身で受信した品質の悪い無線信号は使用しないように設定しおいてもよい。
なお、無線セルを形成する無線基地局装置APとの無線信号の送受信において、所要の通信品質が得られないエリアに設置されている無線受信局装置AP_filler#1,無線受信局装置AP_filler#2と無線基地局装置APとの同期確立方法としては、例えば、GPS(Global Positioning System)などの絶対時刻を利用する方法、主装置(無線基地局装置や無線受信局装置)の時刻を合わせる方法、無線基地局装置と通信可能なエリアに位置する複数の無線受信局装置が受信タイミングを補正する方法などを用いればよい。
図2は第1の実施形態による無線通信システムにおける受信機のみを備えた無線受信局装置の構成を示すブロック図である。
次に図2を用いて本実施形態における無線受信局装置AP_fillerについて説明する。この図では、無線受信局装置AP_fillerが複数のアンテナを備えた構成の例を挙げている。この図より、無線受信局装置AP_fillerは、フェージングやシャドウイングなどの外的条件により所要の通信品質が得られないエリアに位置する無線端末装置から送信された無線信号を、N本(N≧1)の受信アンテナANT#1〜ANT#Nを用いて受信する。次に、無線受信局装置AP_fillerは、受信したそれぞれの無線信号を低雑音増幅装置LNA#1〜LNA#Nにより信号処理しやすい所定の電力レベル範囲に増幅した後、周波数変換回路#1〜#Nに入力して中間周波数やベースバンド周波数などの所定の周波数に変換する。周波数変換後の無線信号は、信号変換装置において有線設備に適した信号に変換された後、その有線設備を介して、送受信機をもつ無線基地局装置APに伝送する。
次に図2を用いて本実施形態における無線受信局装置AP_fillerについて説明する。この図では、無線受信局装置AP_fillerが複数のアンテナを備えた構成の例を挙げている。この図より、無線受信局装置AP_fillerは、フェージングやシャドウイングなどの外的条件により所要の通信品質が得られないエリアに位置する無線端末装置から送信された無線信号を、N本(N≧1)の受信アンテナANT#1〜ANT#Nを用いて受信する。次に、無線受信局装置AP_fillerは、受信したそれぞれの無線信号を低雑音増幅装置LNA#1〜LNA#Nにより信号処理しやすい所定の電力レベル範囲に増幅した後、周波数変換回路#1〜#Nに入力して中間周波数やベースバンド周波数などの所定の周波数に変換する。周波数変換後の無線信号は、信号変換装置において有線設備に適した信号に変換された後、その有線設備を介して、送受信機をもつ無線基地局装置APに伝送する。
無線信号を有線設備に適した信号に変換する方法としては、例えば、(1)無線信号をそのまま光強度変調して伝送する方法、(2)無線信号をアナログ−デジタル変換した後、光信号に変換して伝送する方法、(3)無線信号をアナログ−デジタル変換した後、パケット化して、更に光信号に変換して伝送する方法、などを用いれば良い。なお、周波数変換回路で信号を所定の周波数に変換する際に、(1)の変換方法を利用する場合には無線信号がスペクトラム拡散されていれば、複数の回路で同一の周波数を利用可能である。それ以外は異なる周波数を用いることとなる。また(2)と(3)の変換方法を利用する場合、無線信号はデジタル信号に変換されているため、(2)の方法では変換後の光信号の波長を変えて伝送する{波長多重伝送(WDM:Wavelength Division Multiplexing)}こととなり、(3)の方法では(2)の方法と同様に波長多重伝送を用いてもよいし、パケットを時系列的に並べて伝送するパケット伝送を用いてもよい。
図3は第1の実施形態による無線通信システムにおける受信機のみを備えた無線受信局装置の構成を示すブロック図である。
次に図3を用いて無線受信局装置AP_fillerについて説明する。この図が示すように、無線受信局装置AP_fillerはフェージングやシャドウイングなどの外的条件により所要の通信品質が得られないエリアに設置されている。そして無線受信局装置AP_fillerは当該エリア内に位置する無線端末装置との間に確立された無線通信回線の通信品質を確保するためにN本(N≧2)のアンテナ(ANT#1〜ANT#N)を備えており、これらのアンテナ(ANT#1〜ANT#N)により受信した無線信号を低雑音増幅装置LNA#1〜LNA#Nにより信号処理しやすい所定の電力レベル範囲に増幅し、周波数変換回路#1〜#Nに入力して中間周波数やベースバンド周波数などの所定の周波数に変換した後、ダイバーシチ受信装置において選択型または最大比合成型あるいは等利得合成型のダイバーシチ技術を用いて信号処理し、高品質な信号を得る。ダイバーシチ受信後の信号は、信号変換装置において有線設備に適した信号に変換された後、無線基地局装置APに伝送される。なお、無線受信局装置AP_fillerに備えられた信号変換装置における信号変換方法については、図2で示した無線受信局装置AP_fillerと同様の方法を利用する。
次に図3を用いて無線受信局装置AP_fillerについて説明する。この図が示すように、無線受信局装置AP_fillerはフェージングやシャドウイングなどの外的条件により所要の通信品質が得られないエリアに設置されている。そして無線受信局装置AP_fillerは当該エリア内に位置する無線端末装置との間に確立された無線通信回線の通信品質を確保するためにN本(N≧2)のアンテナ(ANT#1〜ANT#N)を備えており、これらのアンテナ(ANT#1〜ANT#N)により受信した無線信号を低雑音増幅装置LNA#1〜LNA#Nにより信号処理しやすい所定の電力レベル範囲に増幅し、周波数変換回路#1〜#Nに入力して中間周波数やベースバンド周波数などの所定の周波数に変換した後、ダイバーシチ受信装置において選択型または最大比合成型あるいは等利得合成型のダイバーシチ技術を用いて信号処理し、高品質な信号を得る。ダイバーシチ受信後の信号は、信号変換装置において有線設備に適した信号に変換された後、無線基地局装置APに伝送される。なお、無線受信局装置AP_fillerに備えられた信号変換装置における信号変換方法については、図2で示した無線受信局装置AP_fillerと同様の方法を利用する。
図4は第1の実施形態による無線通信システムにおける無線基地局装置の構成を示すブロック図である。
次に図4を用いて無線基地局装置APについて説明する。なお、図4で示す無線基地局装置APは複数のアンテナを備えている例を示しているが、一つのアンテナのみを備えるようにしても良い。図4で示す無線基地局装置APは、下り回線に対しては、変調信号生成装置においてネットワークから伝送されたデータ信号を変調して、周波数変換回路#1を用いて、送信用の周波数に周波数変換し、さらに高出力増幅回路HPA#1を用いて無線伝送路に送出する所要の送信電力レベルに増幅し、アンテナANT#1を用いて送信する。また上り回線に対しては、K本(K≧1)のアンテナ(ANT#1〜ANT#K)において受信した信号をそれぞれ低雑音増幅装置LNA#1〜LNA#Kを用いて信号処理しやすい所定の電力レベル範囲に増幅し、周波数変換回路#2−1〜#2−Kを用いて中間周波数ベースバンドや周波数などの所定の周波数に変換した後、ダイバーシチ受信/信号処理装置において、信号変換装置を用いて復元された信号(図2に示す無線受信局装置AP_fillerが受信した信号)とともに、選択型、最大比合成型あるいは等利得合成型ダイバーシチ技術を用いて信号処理し、さらに復調および誤り訂正などを行い、高品質な信号を得る。
次に図4を用いて無線基地局装置APについて説明する。なお、図4で示す無線基地局装置APは複数のアンテナを備えている例を示しているが、一つのアンテナのみを備えるようにしても良い。図4で示す無線基地局装置APは、下り回線に対しては、変調信号生成装置においてネットワークから伝送されたデータ信号を変調して、周波数変換回路#1を用いて、送信用の周波数に周波数変換し、さらに高出力増幅回路HPA#1を用いて無線伝送路に送出する所要の送信電力レベルに増幅し、アンテナANT#1を用いて送信する。また上り回線に対しては、K本(K≧1)のアンテナ(ANT#1〜ANT#K)において受信した信号をそれぞれ低雑音増幅装置LNA#1〜LNA#Kを用いて信号処理しやすい所定の電力レベル範囲に増幅し、周波数変換回路#2−1〜#2−Kを用いて中間周波数ベースバンドや周波数などの所定の周波数に変換した後、ダイバーシチ受信/信号処理装置において、信号変換装置を用いて復元された信号(図2に示す無線受信局装置AP_fillerが受信した信号)とともに、選択型、最大比合成型あるいは等利得合成型ダイバーシチ技術を用いて信号処理し、さらに復調および誤り訂正などを行い、高品質な信号を得る。
図4で示した無線基地局装置APは、図2で示した無線受信局装置AP_fillerと接続する場合を示しているが、図3で示した無線受信局装置AP_fillerと接続する場合は、当該無線受信局装置AP_fillerのダイバーシチ受信装置においてダイバーシチ受信処理を行っているため、無線基地局装置APが備えるダイバーシチ受信/信号処理装置では、当該無線基地局装置AP自身が受信した無線信号に対してダイバーシチ受信処理を行った後、双方の無線信号の信号品質(例えばビット誤り率)などを比較して選択する、あるいは受信電力レベルなどを用いて合成し、復調・誤り訂正などの信号処理を行い、得られたデータ信号をネットワークに伝送する。
このとき、アンテナを送受信共用する場合には、アンテナANT#1と高出力増幅回路HPA#1および低雑音増幅装置LNA#1との間にサーキュレータなどの方向性結合器(スイッチでもよい)を挿入した構成となる。また、2つ以上のアンテナを用いる送信ダイバーシチ技術を適用する場合は、対象となる送受信共用の各アンテナに接続される高出力増幅装置HPAおよび低雑音増幅装置LNAおよびサーキュレータの各構成は、送受信共用のアンテナが1つである場合の上述の構成と同じものとなる。
図5は第2の実施形態による無線通信システムの構成を示すブロック図である。
次に図5を用いて本実施形態における無線通信システムの第2の実施形態について説明する。第2の実施形態が第1の実施形態と異なる点は、無線セルを形成する送受信機を備えた無線基地局装置APと、当該無線基地局装置APと同期しフェージングやシャドウイングなどの外的条件により所要の通信品質が得られないエリア(AREA#1,AREA#2)に設置される受信機のみをもつ無線受信局装置AP_filler#1または無線受信局装置AP_filler#2との間において、無線を伝送媒体として接続する点である。
次に図5を用いて本実施形態における無線通信システムの第2の実施形態について説明する。第2の実施形態が第1の実施形態と異なる点は、無線セルを形成する送受信機を備えた無線基地局装置APと、当該無線基地局装置APと同期しフェージングやシャドウイングなどの外的条件により所要の通信品質が得られないエリア(AREA#1,AREA#2)に設置される受信機のみをもつ無線受信局装置AP_filler#1または無線受信局装置AP_filler#2との間において、無線を伝送媒体として接続する点である。
図5において、無線端末装置WT#1〜WT#5は無線基地局装置AP,無線受信局装置AP_filler#1,無線受信局装置AP_filler#2との間で周波数f0を用いて無線信号を伝送する。一方、エリアAREA#1,AREA#2内に位置する無線端末装置WT#1,WT#2から伝送された無線信号を受信する無線受信局装置AP_filler#1,無線受信局装置AP_filler#2は、周波数f1を用いてその無線信号を無線基地局装置APに送信する。なお、このとき、無線受信局装置AP_filler#1,無線受信局装置AP_filler#2と無線基地局装置APとの間で無線信号の伝送に使用する周波数f1は、無線基地局装置APと無線端末装置WT#1〜WT#5の間で使用される周波数f0と同じであっても良いし、異なっていても良い。異なる周波数を使用する場合には、無線基地局装置APと無線端末装置WT#1〜WT#5の間で使用する無線方式とは異なる無線方式を、無線受信局装置AP_filler#1,無線受信局装置AP_filler#2と無線基地局装置APの間で使用することができるため、周波数利用効率は低下するものの、同一周波数干渉を回避できるとともに、無線通信システム全体のスループットを維持することができる。
一方、無線受信局装置AP_filler#1,無線受信局装置AP_filler#2と無線基地局装置APとの間で使用する周波数と、無線基地局装置APと無線端末装置WT#1〜WT#5の間で使用する周波数が同じ場合には、同一周波数干渉を回避するために時分割多重アクセス方式(TDMA)や符合分割多重アクセス方式(CDMA)を用いて周波数を共有するため、無線通信システム全体のスループットは低下するものの、周波数利用効率を高くすることができる。
なお、フェージングやシャドウイングによる受信電力変動により無線基地局装置APが、エリアAREA#1,AREA#2に位置する無線端末装置WT#1,WT#2から送信される無線信号を直接受信できない場合を想定して、その無線信号を、受信機のみをもつ無線受信局装置AP_filler#1,無線受信局装置AP_filler#2のみが受信し、無線基地局装置APは自装置で受信した無線信号は使用しないように予め設定しておいてもよい。
図6は第2の実施形態による無線通信システムにおける受信機のみを備えた無線受信局装置の構成を示すブロック図である。
この図では無線受信局装置AP_fillerが複数のアンテナを備えた場合の構成例を示している。図6の無線受信局装置AP_fillerが図2で示した無線受信局装置AP_fillerと異なる点は、送受信機を備えた無線基地局装置APとの間で、無線を伝送媒体として接続する点である。
この図では無線受信局装置AP_fillerが複数のアンテナを備えた場合の構成例を示している。図6の無線受信局装置AP_fillerが図2で示した無線受信局装置AP_fillerと異なる点は、送受信機を備えた無線基地局装置APとの間で、無線を伝送媒体として接続する点である。
この図において、無線受信局装置AP_fillerは、無線信号伝送装置を用いて無線基地局装置APとの間に無線通信回線を確立し、フェージングやシャドウイングなどの外的条件により所要の通信品質が得られないエリアに位置する無線端末装置から受信した無線信号を、この無線通信回線を用いて伝送する。
このとき、無線受信局装置AP_fillerでは、それぞれの受信アンテナANT#1〜ANT#Nにおいて無線端末装置からの無線信号を受信し、低雑音増幅装置LNA#1〜LNA#Nにより信号処理しやすい所定の電力レベル範囲に増幅した後、周波数変換回路#1〜#Nにより中間周波数やベースバンド周波数などの所定の周波数に変換する。そして無線信号伝送装置がその信号を、復調・誤り訂正などの信号処理した後、再び変調し、所定の周波数に変換する(再生中継伝送)、あるいは無線信号伝送装置は信号処理をせずに所定の周波数に変換する(非再生中継伝送)処理を行い、アンテナANT#Mを用いて無線基地局装置APへ信号を伝送する。なお、無線受信局装置AP_fillerは、無線基地局装置APとの間に確立する無線通信回線の通信品質を確保するため、アンテナ(ANT#M)を複数設けるようにしてもよい。
図7は第2の実施形態による無線通信システムにおける受信機のみを備えた無線受信局装置の構成を示すブロック図である。
次に図7を用いて無線受信局装置AP_fillerについて説明する。ここで図7で示す無線受信局装置AP_fillerが、図3で示した無線受信局装置AP_fillerと異なる点は、送受信機を備えた無線基地局装置APとの間で、無線を伝送媒体として接続する点である。
次に図7を用いて無線受信局装置AP_fillerについて説明する。ここで図7で示す無線受信局装置AP_fillerが、図3で示した無線受信局装置AP_fillerと異なる点は、送受信機を備えた無線基地局装置APとの間で、無線を伝送媒体として接続する点である。
図7において、無線受信局装置AP_fillerは、無線信号伝送装置を用いて無線基地局装置APとの間に無線通信回線を確立し、この無線通信回線を用いて、フェージングやシャドウイングなどの外的条件により所要の通信品質が得られないエリアに位置する無線端末装置から受信した無線信号を無線基地局装置APへ伝送する。このとき無線受信局装置AP_fillerに備えられた無線信号伝送装置では、それぞれの受信アンテナANT#1〜ANT#N(N≧2)で無線端末装置から送信された無線信号を受信し、当該信号を、低雑音増幅装置LNA#1〜LNA#Nにより信号処理しやすい所定の電力レベル範囲に増幅し、周波数変換回路#1〜#Nにより中間周波数やベースバンド周波数などの所定の周波数に変換する。またそれらの信号はダイバーシチ受信装置においてダイバーシチ受信され、無線信号伝送装置において復調・誤り訂正などの信号処理した後、再び変調し、所定の周波数に変換する(再生中継伝送)、あるいは信号処理をせずに所定の周波数に変換する(非再生中継伝送)処理を行い、アンテナANT#Mを用いて無線基地局装置APへ伝送する。なお、無線受信局装置AP_fillerは、無線基地局装置APとの間に確立する無線通信回線の通信品質を確保するため、アンテナANT#Mを複数備えていてもよい。
図8は第2の実施形態による無線通信システムにおける無線基地局装置の構成を示すブロック図である。
次に図8を用いて第2の実施形態による無線基地局装置APについて説明する。なお、図8で示す無線基地局装置APは複数のアンテナを備えている例を示しているが、一つのアンテナのみを備えるようにしても良い。ここで図8で示す無線基地局装置APが、図4で示した無線基地局装置APと異なる点は、受信機のみを備えた無線受信局装置AP_fillerとの間で、無線を伝送媒体として接続する点である。
次に図8を用いて第2の実施形態による無線基地局装置APについて説明する。なお、図8で示す無線基地局装置APは複数のアンテナを備えている例を示しているが、一つのアンテナのみを備えるようにしても良い。ここで図8で示す無線基地局装置APが、図4で示した無線基地局装置APと異なる点は、受信機のみを備えた無線受信局装置AP_fillerとの間で、無線を伝送媒体として接続する点である。
図8で示す無線基地局装置APは、下り回線に対しては、変調信号生成装置においてネットワークから伝送されたデータ信号を変調して無線信号とし、この無線信号を周波数変換回路#1を用いて、送信する周波数に周波数変換し、さらに高出力増幅回路HPA#1を用いて無線伝送路に送出する所要の送信電力レベルに増幅し、アンテナANT#1を用いて送信する。また上り回線に対してはK本(K≧1)のアンテナ(ANT#1〜ANT#K)において受信した信号を、低雑音増幅装置LNA#1〜LNA#Kを用いて信号処理しやすい所定の電力レベル範囲に増幅し、周波数変換回路#2−1〜#2−Kを用いて中間周波数やベースバンド周波数などの所定の周波数に変換した後、ダイバーシチ受信/信号処理装置において、無線信号伝送装置を用いて復元された信号(図6に示す無線受信局装置AP_fillerが受信した信号)とともに、選択型、最大比合成型あるいは等利得合成型ダイバーシチ技術を用いて信号処理し、さらに復調および誤り訂正などを行い、高品質な信号を得る。
図8で示した無線基地局装置APは、図6で示した無線受信局装置AP_fillerと接続する場合を示しているが、図7で示した無線受信局装置AP_fillerと接続する場合は、当該無線受信局装置AP_fillerのダイバーシチ受信装置においてダイバーシチ受信処理を行っているため、無線基地局装置APが備えるダイバーシチ受信/信号処理装置では、当該無線基地局装置AP自身が受信した無線信号に対してダイバーシチ受信処理を行った後、当該ダイバーシチ受信処理を行った後の信号と無線信号伝送装置で復元された信号の、双方の無線信号の信号品質(例えばビット誤り率)などを比較して選択する、あるいは受信電力レベルなどを用いて合成し、復調・誤り訂正などの信号処理を行い、得られたデータ信号をネットワークに伝送する。
このとき、アンテナを送受信共用する場合には、アンテナANT#1と高出力増幅回路HPA#1および低雑音増幅装置LNA#1との間にサーキュレータなどの方向性結合器(スイッチでもよい)を挿入した構成となる。また、2つ以上のアンテナを用いる送信ダイバーシチ技術を適用する場合は、対象となる送受信共用の各アンテナに接続される高出力増幅装置HPAおよび低雑音増幅装置LNAおよびサーキュレータの各構成は、送受信共用のアンテナが1つである場合の上述の構成と同じものとなる。
図9は第1または第2の実施形態による無線セル内の各装置の配置構成を示す図である。
この図では、無線基地局装置APが、図2や図3で示した無線受信局装置AP_fillerと接続し、無線基地局装置APおよび無線受信局装置AP_fillerそれぞれが複数のアンテナを備えた場合の例を示している。またこの図9においては、図4あるいは図8で示した無線基地局装置APを無線セルの中央に配置し、当該無線基地局装置APは6角形でモデル化される無線セルの中心から放射状に電波を送出するとともに無線端末装置から送信される無線信号を受信する。この無線基地局装置APの無線セル内における設置方法は自動車・携帯電話方式などで採用される一般的な方法(上述の非先行技術文献1で示す技術)であり、これに加えて、フェ−ジングやシャドウイングなどの外的条件により所要の通信品質が得られないエリア(AREA#1,AREA#2)に対して、受信機のみを備えた無線受信局装置AP_filler#1および無線受信局装置AP_filler#2を配置することで、無線セル全体にわたって良好な通信品質が確保可能となる。
この図では、無線基地局装置APが、図2や図3で示した無線受信局装置AP_fillerと接続し、無線基地局装置APおよび無線受信局装置AP_fillerそれぞれが複数のアンテナを備えた場合の例を示している。またこの図9においては、図4あるいは図8で示した無線基地局装置APを無線セルの中央に配置し、当該無線基地局装置APは6角形でモデル化される無線セルの中心から放射状に電波を送出するとともに無線端末装置から送信される無線信号を受信する。この無線基地局装置APの無線セル内における設置方法は自動車・携帯電話方式などで採用される一般的な方法(上述の非先行技術文献1で示す技術)であり、これに加えて、フェ−ジングやシャドウイングなどの外的条件により所要の通信品質が得られないエリア(AREA#1,AREA#2)に対して、受信機のみを備えた無線受信局装置AP_filler#1および無線受信局装置AP_filler#2を配置することで、無線セル全体にわたって良好な通信品質が確保可能となる。
なお本実施形態では、図2あるいは図3で示した無線受信局装置AP_fillerの代わりに、図6あるいは図7で示した無線受信局装置AP_fillerを用いても実施可能である。また図4あるいは図8で示した無線基地局装置APの代わりに、図10あるいは図11で後述する無線基地局装置(リモート無線基地局装置AP_remoteとセントラル無線基地局装置AP_centralの組合せ)を用いても実施可能である。
図10は第3の実施形態による無線通信システムの構成を示すブロック図である。
次に図10を用いて本実施形態における無線通信システムの第3の実施形態について説明する。ここで図10の無線通信システムで示すセントラル無線基地局装置AP_centralは、図2または図3で示した無線受信局装置AP_fillerと有線設備を介して接続する場合の例である。そして、図10で示す無線基地局装置は、信号処理機能を備えたセントラル無線基地局装置AP_centralと、送受信機能のみをもつ複数のリモート無線基地局装置AP_remoteとから構成される。本構成では、セントラル無線基地局装置AP_centralと距離を隔てて、リモート無線基地局装置AP_remoteを無線セル内の任意の場所に設置できるため、無線通信システムの柔軟性(セル形状の自由度、通信チヤネルの増設の容易さなど)を向上することができる。
次に図10を用いて本実施形態における無線通信システムの第3の実施形態について説明する。ここで図10の無線通信システムで示すセントラル無線基地局装置AP_centralは、図2または図3で示した無線受信局装置AP_fillerと有線設備を介して接続する場合の例である。そして、図10で示す無線基地局装置は、信号処理機能を備えたセントラル無線基地局装置AP_centralと、送受信機能のみをもつ複数のリモート無線基地局装置AP_remoteとから構成される。本構成では、セントラル無線基地局装置AP_centralと距離を隔てて、リモート無線基地局装置AP_remoteを無線セル内の任意の場所に設置できるため、無線通信システムの柔軟性(セル形状の自由度、通信チヤネルの増設の容易さなど)を向上することができる。
送受信機能のみを備えたリモート無線基地局装置AP_remoteは、上り回線において、無線セル内に位置する無線端末装置WTから送信された無線信号を、アンテナANT#1を介して受信し、低雑音増幅装置LNA#1において信号処理しやすい所定の電力レベル範囲に増幅した後、周波数変換回路#2−1が入力を受付けて、中間周波数やベースバンド周波数などの所定の周波数に変換する。また周波数変換後の信号は、信号変換装置#R−1において有線設備に適した信号に変換された後、信号処理機能のみをもつセントラル無線基地局装置AP_centralへ伝送される。また、下り回線では、信号処理機能のみを備えたセントラル無線基地局装置AP_centralから伝送された信号を、信号変換装置#R−1において無線信号に復元し、周波数変換回路#1−1を用いて送信する周波数に変換し、さらに高出力増幅回路HPA#1を用いて無線伝送路に送出する所要の送信電力レベルに増幅し、アンテナANT#1を用いて送信する。その他のリモート無線基地局装置AP_remote(たとえば、リモート無線基地局装置AP_remote#N)でも同様の処理が行われる。
一方、信号処理機能を備えたもつセントラル無線基地局装置AP_centralでは、上り回線において、信号変換装置#C−1の処理によりリモート無線基地局装置AP_remoteから伝送された信号を、当該リモート無線基地局装置AP_remoteが無線端末装置から受信した信号に復元した後、信号変換装置#C−2が無線受信局装置AP_fillerから受信した無線信号とともにダイバーシチ受信/信号処理装置において選択型、最大比合成型あるいは等利得合成型ダイバーシチ技術を用いて信号処理し、復調および誤り訂正などを行うことで、高品質な信号を得る機成となっており、その後、セントラル無線基地局装置AP_centralは得られたデータ信号をネットワークに伝送する。
また、下り回線では、セントラル無線基地局装置AP_centralに備えた変調信号生成装置においてネットワークから伝送されたデータ信号を変調して無線信号とし、信号変換装置#C−1を用いて有線設備に適した信号に変換した後、リモート無線基地局装置AP_remoteへ伝送する。
本実施例では、セントラル無線基地局装置AP_centralにおける無線受信局装置AP_fillerとの接続形態は、図2や図3で示す無線受信局装置AP_fillerが備えた有線設備による接続に限らず、図6や図7で示す無線受信局装置AP_fillerが備えた無線を伝送媒体とした接続形態であってもよい。さらに、図3や図7で示す無線受信局装置AP_fillerのように、当該無線受信局装置AP_fillerにおいてダイバーシチ受信処理を行う場合、信号処理機能を備えたセントラル無線基地局装置AP_centralにおけるダイバーシチ受信/信号処理装置では、リモート無線基地局装置AP_remoteが受信した無線信号に対してダイバーシチ受信処理を行った後、リモート無線基地局装置AP_remoteまたは無線受信局装置AP_fillerから受信した無線信号双方の信号品質(ビット誤り率など)などを比較して品質の良い信号を選択する、あるいは受信電力レベルなどを用いて合成するなどの信号処理を行ってもよいし、このダイバーシチ受信/信号処理装置におけるダイバーシチ受信機能を、リモート無線基地局装置AP_remote側に設けるようにしてもよい。
なお、送受信機能のみを備えたリモート無線基地局装置AP_remoteと、信号処理機能を備えたセントラル無線基地局装置AP_centralとの間における無線信号から有線設備に適した信号への信号変換方法としては、第3の実施形態において記載の信号変換方法が適用できる。また図10で示すように、リモート無線基地局装置AP_remoteにおけるアンテナを送受信共用とする場合には、アンテナと高出力増幅回路HPAおよび低雑音増幅装置LNAとの間にサーキュレータなどの方向性結合器(スイッチでもよい)を挿入した構成となる。さらに、送受信機能のみをもつリモート無線基地局装置AP_remoteは、無線端末装置との通信において高い通信品質を確保するため複数のアンテナを備えるようにしても良い。
図11は第4の実施形態による無線通信システムの構成を示すブロック図である。
次に図11を用いて無線通信システムの第4の実施形態について説明する。ここで図11で示す無線通信システムが図10で示した無線通信システムと異なる点は、信号処理機能を備えたセントラル無線基地局装置AP_centralと、送受信機能のみをもつ複数のリモート無線基地局装置AP_remoteとが無線を伝送媒体として接続する点である。図11で示す無線通信システムでは、リモート無線基地局装置AP_remote#1〜リモート無線基地局装置AP_remote#Nと信号処理機能を備えたセントラル無線基地局装置AP_centralが、無線信号伝送装置(#C−1,#R−1〜#R−N)の処理により、双方の間に無線通信回線を確立し、リモート無線基地局装置AP_remote(#1〜#N)で受信した無線信号を、セントラル無線基地局装置AP_centralに伝送する。またセントラル無線基地局装置AP_centralでは、ネットワークから伝送されたデータ信号から無線信号を生成し、当該無線信号をリモート無線基地局装置AP_remote(#1〜#N)に伝送する。
次に図11を用いて無線通信システムの第4の実施形態について説明する。ここで図11で示す無線通信システムが図10で示した無線通信システムと異なる点は、信号処理機能を備えたセントラル無線基地局装置AP_centralと、送受信機能のみをもつ複数のリモート無線基地局装置AP_remoteとが無線を伝送媒体として接続する点である。図11で示す無線通信システムでは、リモート無線基地局装置AP_remote#1〜リモート無線基地局装置AP_remote#Nと信号処理機能を備えたセントラル無線基地局装置AP_centralが、無線信号伝送装置(#C−1,#R−1〜#R−N)の処理により、双方の間に無線通信回線を確立し、リモート無線基地局装置AP_remote(#1〜#N)で受信した無線信号を、セントラル無線基地局装置AP_centralに伝送する。またセントラル無線基地局装置AP_centralでは、ネットワークから伝送されたデータ信号から無線信号を生成し、当該無線信号をリモート無線基地局装置AP_remote(#1〜#N)に伝送する。
無線信号伝送装置(#C−1,#R−1〜#R−N)における信号伝送方法としては、無線端末装置との通信で使用する無線方式と同じものを使用してもよいし、異なる周波数で同じ無線方式あるいは異なる無線方式を使用してもよい。また、送受信機能のみを備えたリモート無線基地局装置AP_remoteと信号処理機能を備えたセントラル無線基地局装置AP_centralとの間に確立する無線通信回線の通信品質を確保するため、リモート無線基地局装置AP_remoteおよびセントラル無線基地局装置AP_centralはアンテナ(ANT#M−1,ANT#M−N,ANT#L)をそれぞれ複数設けてもよい。
本実施例では、セントラル無線基地局装置AP_centralにおける無線受信局装置AP_fillerとの接続形態は、図2や図3で示す無線受信局装置AP_fillerが備えた有線設備による接続に限らず、図6や図7で示す無線受信局装置AP_fillerが備えた無線を伝送媒体とした接続形態であってもよい。さらに、図3や図7で示す無線受信局装置AP_fillerのように、当該無線受信局装置AP_fillerにおいてダイバーシチ受信処理を行う場合、信号処理機能を備えたセントラル無線基地局装置AP_centralにおけるダイバーシチ受信/信号処理装置では、リモート無線基地局装置AP_remoteが受信した無線信号に対してダイバーシチ受信処理を行った後、リモート無線基地局装置AP_remoteまたは無線受信局装置AP_fillerから受信した無線信号双方の信号品質(ビット誤り率など)などを比較して品質の良い信号を選択する、あるいは受信電力レベルなどを用いて合成するなどの信号処理を行ってもよいし、このダイバーシチ受信/信号処理装置におけるダイバーシチ受信機能を、リモート無線基地局装置AP_remote側に設けるようにしてもよい。
なお、図11で示すように、リモート無線基地局装置AP_remoteにおけるアンテナ#1〜#Nを送受信共用とする場合には、アンテナと高出力増幅回路HPAおよび低雑音増幅装置LNAとの間にサーキュレータなどの方向性結合器(スイッチでもよい)を挿入した構成となる。さらに、送受信機能のみをもつリモート無線基地局装置AP_remoteは、無線端末装置との通信において高い通信品質を確保するため複数のアンテナを備えるようにしても良い。
図12は第3または第4の実施形態による無線セル内の各装置の配置構成を示す図である。
図12では、図10で示した無線基地局装置(リモート無線基地局装置AP_remoteとセントラル無線基地局装置AP_centralの組合せ)を無線セル内に配置し、加えてセントラル無線基地局装置AP_centralが図2あるいは図3で示す無線受信局装置AP_fillerと接続する場合の例を示している。またリモート無線基地局装置AP_remoteが無線セル内に3局配置され、さらにリモート無線基地局装置AP_remoteおよび無線受信局装置AP_fillerが複数のアンテナを備える場合の例を示している。
図12では、図10で示した無線基地局装置(リモート無線基地局装置AP_remoteとセントラル無線基地局装置AP_centralの組合せ)を無線セル内に配置し、加えてセントラル無線基地局装置AP_centralが図2あるいは図3で示す無線受信局装置AP_fillerと接続する場合の例を示している。またリモート無線基地局装置AP_remoteが無線セル内に3局配置され、さらにリモート無線基地局装置AP_remoteおよび無線受信局装置AP_fillerが複数のアンテナを備える場合の例を示している。
図12において、リモート無線基地局装置AP_remote#1,リモート無線基地局装置AP_remote#2,リモート無線基地局装置AP_remote#3を無線セルのセル端に配置し、また各リモート無線基地局装置AP_remoteには無線セルの中心方向に指向性を持たせてセクタアンテナを備えるようにすることで、電波が無線セル内に閉じ込められるようにして無線セルを形成する。セクタアンテナは、リモート無線基地局装置が3局の場合、その半値角(1/2電力ビーム幅)は理想的には120°となるが、電波伝搬環境に応じて変更しても良い。このようにして送受信機能のみをもつリモート無線基地局装置を配置した無線セルにおいて、フェージングやシャドウイングなどの外的条件により所要の通信品質が得られないエリア(AREA#1)に対して、無線受信局装置AP_filler#1を配置することで、無線セル全体にわたって良好な通信品質が確保可能な無線セルを形成することができる。
なお本実施形態では、図2あるいは図3で示した無線受信局装置AP_fillerの代わりに、図6あるいは図7で示した無線受信局装置AP_fillerを用いても実施可能である。また図10示した無線基地局装置(リモート無線基地局装置AP_remoteとセントラル無線基地局装置AP_centralの組合せ)の代わりに、図11で示した無線基地局装置(リモート無線基地局装置AP_remoteとセントラル無線基地局装置AP_centralの組合せ)を用いても実施可能である。
なお上述の各装置は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、DVD−ROM、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。
AP・・・無線基地局装置
AP_filler・・・無線受信局装置
AP_central・・・セントラル無線基地局装置
AP_remote・・・リモート無線基地局装置
WT・・・無線端末装置
AP_filler・・・無線受信局装置
AP_central・・・セントラル無線基地局装置
AP_remote・・・リモート無線基地局装置
WT・・・無線端末装置
Claims (25)
- 送受信機を有する無線基地局装置と、送受信機を有する無線端末装置とで構成され、当該無線基地局装置と無線端末装置との間においてTDD方式により無線信号を送受信する無線通信システムであって、
前記無線基地局装置が形成する無線セル内に、前記無線端末装置から送出された無線信号の受信機能のみを備えた無線受信局装置を配置し、
前記無線基地局装置と前記無線受信局装置とを通信回線で接続し、
前記無線受信局装置は前記無線基地局装置と同期し、
前記無線端末から送出された無線信号を前記無線基地局装置または前記無線受信局装置が受信し、
前記無線受信局装置は前記受信した無線信号を前記通信回線を介して前記無線基地局装置へ送信し、
前記無線基地局装置は、前記無線端末装置から受信した無線信号および前記無線受信局装置から受信した無線信号に対して、選択型ダイバーシチまたは合成型ダイバーシチの処理を適用して受信信号を得る
ことを特徴とする無線通信システム。 - 前記無線基地局装置は、送受信機を備えたリモート無線基地局装置と、当該リモート無線基地局装置と通信回線を介して接続されるセントラル無線基地局装置とから構成され、
前記無線受信局装置と前記セントラル無線基地局装置とを通信回線で接続し、
前記セントラル無線基地局装置は、前記リモート無線基地局装置で送受信する無線信号の信号変換処理、および前記リモート無線基地局装置で受信した無線信号および前記無線受信局装置から受信した無線信号に対するダイバーシチ処理を行う
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。 - 前記無線基地局装置と前記無線受信局装置とを有線回線で接続し、
前記無線受信局装置は、前記無線端末装置から受信した無線信号を、所定の周波数に変換し、有線回線に適した信号に変換し、前記無線基地局装置へ送信する
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の無線通信システム。 - 前記無線受信局装置は複数のアンテナを有し、
前記複数のアンテナによって前記無線端末装置から受信した無線信号を、それぞれ所定の周波数に変換し、選択型ダイバーシチまたは合成型ダイバーシチを適用し、有線回線に適した信号に変換し、前記無線基地局装置へ送信する
ことを特徴とする請求項3に記載の無線通信システム。 - 前記無線受信局装置は、周波数変換された無線信号を光強度変調して、有線回線にて送信する信号に変換する
ことを特徴とする請求項3または請求項4に記載の無線通信システム。 - 前記無線受信局装置は、周波数変換された無線信号をアナログーデジタル変換し、さらに光信号に変換して、有線回線にて送信する信号に変換する
ことを特徴とする請求項3または請求項4に記載の無線通信システム。 - 前記無線受信局装置は、周波数変換された無線信号をアナログーデジタル変換し、パケット化し、光信号に変換して、有線回線にて送信する信号に変換する
ことを特徴とする請求項3または請求項4に記載の無線通信システム。 - 前記無線基地局装置と前記無線受信局装置とを無線回線で接続し、
前記無線受信局装置は、前記無線端末装置から受信した無線信号を、前記無線基地局装置との通信が可能な所定の無線信号に変換して送信する
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の無線通信システム。 - 前記無線受信局装置は複数のアンテナを有し、
前記無線受信局装置は、複数のアンテナにより前記無線端末装置から受信した無線信号を、それぞれ所定の周波数に変換し、選択型ダイバーシチまたは合成型ダイバーシチを適用し、前記無線基地局装置との通信が可能な所定の無線信号に変換して送信する
ことを特徴とする請求項8に記載の無線通信システム。 - 前記無線基地局装置を無線セルの中心に配置して放射状に電波を送出することを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。
- 複数のリモート無線基地局装置を無線セルの外周上に配置し、
前記リモート無線基地局装置にはそれぞれセクタアンテナを備え、
前記セクタアンテナを無線セルの中心方向に向けて配置して電波を送出する
ことを特徴とする請求項2に記載の無線通信システム。 - 送受信機を有する無線基地局装置と、送受信機を有する無線端末装置とで構成され、当該無線基地局装置と無線端末装置との間においてTDD方式により無線信号を送受信し、
前記無線基地局装置が形成する無線セル内に、前記無線端末装置から送出された無線信号の受信機能のみを備えた無線受信局装置を配置し、
前記無線基地局装置と前記無線受信局装置とを通信回線で接続し、
前記無線受信局装置は前記無線基地局装置と同期する
無線通信システムにおける無線通信方法であって、
前記無線端末から送出された無線信号を前記無線基地局装置または前記無線受信局装置が受信し、
前記無線受信局装置は前記受信した無線信号を前記通信回線を介して前記無線基地局装置へ送信し、
前記無線基地局装置は、前記無線端末装置から受信した無線信号および前記無線受信局装置から受信した無線信号に対して、選択型ダイバーシチまたは合成型ダイバーシチの処理を適用して受信信号を得る
ことを特徴とする無線通信方法。 - 前記無線基地局装置は、送受信機を備えたリモート無線基地局装置と、当該リモート無線基地局装置と通信回線を介して接続されるセントラル無線基地局装置とから構成され、
前記無線受信局装置と前記セントラル無線基地局装置とを通信回線で接続し、
前記セントラル無線基地局装置は、前記リモート無線基地局装置で送受信する無線信号の信号変換処理、および前記リモート無線基地局装置で受信した無線信号および前記無線受信局装置から受信した無線信号に対するダイバーシチ処理を行う
ことを特徴とする請求項12に記載の無線通信方法。 - 前記無線基地局装置と前記無線受信局装置とを有線回線で接続し、
前記無線受信局装置は、前記無線端末装置から受信した無線信号を、所定の周波数に変換し、有線回線に適した信号に変換し、前記無線基地局装置へ送信する
ことを特徴とする請求項12または請求項13に記載の無線通信方法。 - 前記無線受信局装置は複数のアンテナを有し、
前記複数のアンテナによって前記無線端末装置から受信した無線信号を、それぞれ所定の周波数に変換し、選択型ダイバーシチまたは合成型ダイバーシチを適用し、有線回線に適した信号に変換し、前記無線基地局装置へ送信する
ことを特徴とする請求項14に記載の無線通信方法。 - 前記無線受信局装置は、周波数変換された無線信号を光強度変調して、有線回線にて送信する信号に変換する
ことを特徴とする請求項14または請求項15に記載の無線通信方法。 - 前記無線受信局装置は、周波数変換された無線信号をアナログーデジタル変換し、さらに光信号に変換して、有線回線にて送信する信号に変換する
ことを特徴とする請求項14または請求項15に記載の無線通信方法。 - 前記無線受信局装置は、周波数変換された無線信号をアナログーデジタル変換し、パケット化し、光信号に変換して、有線回線にて送信する信号に変換する
ことを特徴とする請求項14または請求項15に記載の無線通信方法。 - 前記無線基地局装置と前記無線受信局装置とを無線回線で接続し、
前記無線受信局装置は、前記無線端末装置から受信した無線信号を、前記無線基地局装置との通信が可能な所定の無線信号して送信する
ことを特徴とする請求項12または請求項13に記載の無線通信方法。 - 前記無線受信局装置は複数のアンテナを有し、
前記無線受信局装置は、複数のアンテナにより前記無線端末装置から受信した無線信号を、それぞれ所定の周波数に変換し、選択型ダイバーシチまたは合成型ダイバーシチを適用し、前記無線基地局装置との通信が可能な所定の無線信号に変換して送信する
ことを特徴とする請求項19に記載の無線通信方法。 - 前記無線基地局装置を無線セルの中心に配置して放射状に電波を送出することを特徴とする請求項12に記載の無線通信方法。
- 複数のリモート無線基地局装置を無線セルの外周上に配置し、
前記リモート無線基地局装置にはそれぞれセクタアンテナを備え、
前記セクタアンテナを無線セルの中心方向に向けて配置して電波を送出する
ことを特徴とする請求項13に記載の無線通信方法。 - 送受信機を有する無線基地局装置と、送受信機を有する無線端末装置とで構成され、当該無線基地局装置と無線端末装置との間においてTDD方式により無線信号を送受信し、
前記無線基地局装置が形成する無線セル内に、前記無線端末装置から送出された無線信号の受信機能のみを備えた無線受信局装置を配置し、
前記無線基地局装置と前記無線受信局装置とを通信回線で接続し、
前記無線受信局装置は前記無線基地局装置と同期し、
前記無線端末から送出された無線信号を前記無線基地局装置または前記無線受信局装置が受信し、
前記無線受信局装置が前記受信した無線信号を前記通信回線を介して前記無線基地局装置へ送信する
無線通信システムにおける前記無線基地局装置であって、
前記無線端末装置から受信した無線信号および前記無線受信局装置から受信した無線信号に対して、選択型ダイバーシチまたは合成型ダイバーシチの処理を適用して受信信号を得る
ことを特徴とする無線基地局装置。 - 前記無線基地局装置は、
送受信機を備えたリモート無線基地局装置と、当該リモート無線基地局装置と通信回線を介して接続されるセントラル無線基地局装置とから構成され、
前記無線受信局装置と前記セントラル無線基地局装置とを通信回線で接続し、
前記セントラル無線基地局装置は、前記リモート無線基地局装置で送受信する無線信号の信号変換処理、および前記リモート無線基地局装置で受信した無線信号および前記無線受信局装置から受信した無線信号に対するダイバーシチ処理を行う
ことを特徴とする請求項23に記載の無線基地局装置。 - 送受信機を有する無線基地局装置と、送受信機を有する無線端末装置とで構成され、当該無線基地局装置と無線端末装置との間においてTDD方式により無線信号を送受信し、
前記無線基地局装置が形成する無線セル内に、前記無線端末装置から送出された無線信号の受信機能のみを備えた無線受信局装置を配置し、
前記無線基地局装置と前記無線受信局装置とを通信回線で接続し、
前記無線受信局装置は前記無線基地局装置と同期し、
前記無線基地局装置は、前記無線端末装置から受信した無線信号および前記無線受信局装置から受信した無線信号に対して、選択型ダイバーシチまたは合成型ダイバーシチの処理を適用して受信信号を得る
無線通信システムにおける前記無線受信局装置であって、
前記無線端末から送出された無線信号を受信し、
前記受信した無線信号を前記通信回線を介して前記無線基地局装置へ送信する
ことを特徴とする無線受信局装置。
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JP2006234502A JP2008060851A (ja) | 2006-08-30 | 2006-08-30 | 無線通信システム、無線通信方法および無線基地局装置、無線受信局装置 |
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