JP2010187188A - 無線中継装置及び無線中継システム - Google Patents
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Abstract
【課題】基地局側に特別な仕組みを必要とすることなく、ＣＤＭＡ方式に適用して好適な無線中継装置及び無線中継方式を提供する。
【解決手段】基地局１０の基地局周波数変換装置１３は、送受信装置１２から入力される周波数ｆ１dの信号を周波数ｆ２dの信号に周波数変換してアンテナ１１から出力する。非再生周波数変換リピータ局２０は、基地局１０からの周波数ｆ２dの信号をアンテナ２１で受信し、リピータ２３でその周波数をｆ１dに変換してアンテナ２２から送信する。移動局から送信された周波数ｆ１uの信号はリピータ２３で周波数ｆ２uに変換され、アンテナ２１から基地局１０に送信される。基地局１０の基地局周波数変換装置１３はアンテナ１１で受信した周波数ｆ２uの信号を周波数ｆ１uに変換し、送受信装置１２に供給する。リピータ２３はパイロットチャネルの電力が一定となるように利得を制御する。
【選択図】 図１
【解決手段】基地局１０の基地局周波数変換装置１３は、送受信装置１２から入力される周波数ｆ１dの信号を周波数ｆ２dの信号に周波数変換してアンテナ１１から出力する。非再生周波数変換リピータ局２０は、基地局１０からの周波数ｆ２dの信号をアンテナ２１で受信し、リピータ２３でその周波数をｆ１dに変換してアンテナ２２から送信する。移動局から送信された周波数ｆ１uの信号はリピータ２３で周波数ｆ２uに変換され、アンテナ２１から基地局１０に送信される。基地局１０の基地局周波数変換装置１３はアンテナ１１で受信した周波数ｆ２uの信号を周波数ｆ１uに変換し、送受信装置１２に供給する。リピータ２３はパイロットチャネルの電力が一定となるように利得を制御する。
【選択図】 図１
Description
本発明は、無線中継装置及び無線中継ステムに関し、特にＣＤＭＡ方式の移動体通信システムに適用して好適なものである。
移動体通信システムにおいて電波が届きにくい地域にサービスを行うために、基地局からの電波を受信しそのまま増幅して再送信する非再生無線中継装置（非再生リピータ）が知られている（例えば、特許文献１）。
周波数分割多元方式（FDD）の移動通信方式では、一般に下り回線（基地局⇒移動局）と上り回線（基地局⇒移動局）で異なる周波数を用いて通信を行う。例えば周波数ｆ１と記述した場合、正確には下り回線周波数ｆ１dと上り回線周波数ｆ１uを用いて通信を行う。以下、周波数ｆに追加されたｄ、ｕはそれぞれ下り回線の周波数、上り回線の周波数を表している。
図１７は、このような非再生リピータを有する無線中継システムの一例を示す図である。
基地局２００は周波数ｆ１（下り回線ｆ１d、上り回線ｆ１u）の通信チャネル用の送受信装置２０２を有し、アンテナ２０１を介してその基地局２００のゾーン内に位置する移動局と周波数ｆ１を用いて通信する。
非再生リピータ局２１０は、基地局２００と通信するための対基地局アンテナ（Ant#B）２１１及び移動局と通信するための対移動局アンテナ（Ant#M）２１２とを備え、前記対基地局アンテナ２１１で受信した周波数ｆ１dの信号をリピータ２１３でそのまま増幅して前記対移動局アンテナ２１２から送信する。図示するように、リピータ２１３は、増幅器２１４と、該増幅器２１４の利得を制御する利得調整装置（ＡＧＣ）２１５を有している。なお、図示していないが、非再生リピータ局２１０は、移動局から送信された周波数ｆ１uの信号を前記対移動局アンテナ２１２で受信し、前記リピータ２１３でそのまま増幅して前記対基地局アンテナ２１１から基地局２００に向けて送信するように構成されている。
周波数分割多元方式（FDD）の移動通信方式では、一般に下り回線（基地局⇒移動局）と上り回線（基地局⇒移動局）で異なる周波数を用いて通信を行う。例えば周波数ｆ１と記述した場合、正確には下り回線周波数ｆ１dと上り回線周波数ｆ１uを用いて通信を行う。以下、周波数ｆに追加されたｄ、ｕはそれぞれ下り回線の周波数、上り回線の周波数を表している。
図１７は、このような非再生リピータを有する無線中継システムの一例を示す図である。
基地局２００は周波数ｆ１（下り回線ｆ１d、上り回線ｆ１u）の通信チャネル用の送受信装置２０２を有し、アンテナ２０１を介してその基地局２００のゾーン内に位置する移動局と周波数ｆ１を用いて通信する。
非再生リピータ局２１０は、基地局２００と通信するための対基地局アンテナ（Ant#B）２１１及び移動局と通信するための対移動局アンテナ（Ant#M）２１２とを備え、前記対基地局アンテナ２１１で受信した周波数ｆ１dの信号をリピータ２１３でそのまま増幅して前記対移動局アンテナ２１２から送信する。図示するように、リピータ２１３は、増幅器２１４と、該増幅器２１４の利得を制御する利得調整装置（ＡＧＣ）２１５を有している。なお、図示していないが、非再生リピータ局２１０は、移動局から送信された周波数ｆ１uの信号を前記対移動局アンテナ２１２で受信し、前記リピータ２１３でそのまま増幅して前記対基地局アンテナ２１１から基地局２００に向けて送信するように構成されている。
ここで、非再生リピータ局２１０において基地局２００からの受信周波数ｆ１dと移動局向けの送信周波数ｆ１dが同じであるため、対移動局アンテナ２１２から発射された電波の一部が対基地局アンテナ２１１に回り込み、発振が生じる恐れがある（同様に、移動局からの受信周波数ｆ１uと基地局向けの送信周波数ｆ１uが同じであるため、基地局アンテナ２１1から発射された電波の一部が対基地局アンテナ２１２に回り込み、発振が生じる恐れがある）。対移動局アンテナ２１２から発射された電波の１／Ｌが対基地局アンテナ２１１に回り込む（回り込み減衰量がＬ）とすると、発振が生じないようにするためには、リピータ２１３の最大利得Ｇを、Ｇ＜Ｌとする必要がある。したがって、Ｌが小さい場合には、リピータ２１３の利得Ｇを大きくとることができないという問題がある。
そこで、電波の回り込みをキャンセルする回り込みキャンセラーを設けた回り込みキャンセラー付きリピータ装置も知られている。この場合、キャンセラーのキャンセル能力を１／Ｌcとすると、リピータ２１３の最大利得は、Ｇ＜（Ｌ×Ｌc）となる。しかし、完全に電波の回り込みをキャンセルすることができないため、Ｌcだけ利得を大きくすることができるが、Ｌが小さい場合には利得Ｇを大きくとることができない。
また、リピータ２１３への入力電力が所定値以上になるとリピータが発振するので利得調整装置（ＡＧＣ）６５が不可欠である。
そこで、電波の回り込みをキャンセルする回り込みキャンセラーを設けた回り込みキャンセラー付きリピータ装置も知られている。この場合、キャンセラーのキャンセル能力を１／Ｌcとすると、リピータ２１３の最大利得は、Ｇ＜（Ｌ×Ｌc）となる。しかし、完全に電波の回り込みをキャンセルすることができないため、Ｌcだけ利得を大きくすることができるが、Ｌが小さい場合には利得Ｇを大きくとることができない。
また、リピータ２１３への入力電力が所定値以上になるとリピータが発振するので利得調整装置（ＡＧＣ）６５が不可欠である。
そこで、対基地局アンテナの周波数と対移動局アンテナの周波数を異なる周波数とすることで、送受信アンテナ間の電波の回り込みをなくすようにした非再生周波数変換リピータも提案されている（特許文献２）。
図１８は、このような非再生周波数変換リピータを用いた無線中継システムの一例を示す図である。
基地局２００は、周波数ｆ１（ｆ１d、ｆ１u）の通信チャネル用の送受信装置２０２と周波数ｆｃ１（ｆc１d、ｆc１u）の制御チャネル用の送受信回路２０３を備え、アンテナ２０１から周波数ｆ１とｆｃ１の信号を送受信する。
非再生周波数変換リピータ局２２０は、対基地局アンテナ（Ant#B）２２１と対移動局アンテナ（Ant#M）２２２とを備え、基地局２００から送信された周波数ｆ１dの通信チャネルの信号と周波数ｆｃ１dの制御チャネルの信号を受信し、リピータ２２３において、通信チャネルの信号の周波数をｆ１dからｆ２dに周波数変換し、制御チャネルの信号の周波数をｆｃ１dからｆｃ２dに周波数変換してそれらを増幅し、対移動局アンテナ２２２から送信する。また、移動局から送信された周波数ｆ２uの通信チャネルの信号及び周波数ｆｃ２uの制御チャネルの信号を対移動局アンテナ２２２で受信し、リピータ２２３で周波数ｆ１u、ｆｃ１uの信号に周波数変換し、対基地局アンテナ２２１から基地局１００に向けて送信する処理も行う。
図１８は、このような非再生周波数変換リピータを用いた無線中継システムの一例を示す図である。
基地局２００は、周波数ｆ１（ｆ１d、ｆ１u）の通信チャネル用の送受信装置２０２と周波数ｆｃ１（ｆc１d、ｆc１u）の制御チャネル用の送受信回路２０３を備え、アンテナ２０１から周波数ｆ１とｆｃ１の信号を送受信する。
非再生周波数変換リピータ局２２０は、対基地局アンテナ（Ant#B）２２１と対移動局アンテナ（Ant#M）２２２とを備え、基地局２００から送信された周波数ｆ１dの通信チャネルの信号と周波数ｆｃ１dの制御チャネルの信号を受信し、リピータ２２３において、通信チャネルの信号の周波数をｆ１dからｆ２dに周波数変換し、制御チャネルの信号の周波数をｆｃ１dからｆｃ２dに周波数変換してそれらを増幅し、対移動局アンテナ２２２から送信する。また、移動局から送信された周波数ｆ２uの通信チャネルの信号及び周波数ｆｃ２uの制御チャネルの信号を対移動局アンテナ２２２で受信し、リピータ２２３で周波数ｆ１u、ｆｃ１uの信号に周波数変換し、対基地局アンテナ２２１から基地局１００に向けて送信する処理も行う。
この場合は、非再生周波数変換リピータ局２２０は、基地局の周波数ｆ１とは異なる周波数ｆ２（ｆ２≠ｆ１）に周波数変換して、変換した周波数の信号を増幅して中継する。送受信する信号の周波数が異なることから、同一周波数の回り込みが無くなるため、リピータ２２３の最大利得Ｇは電波の回り込み減衰量に依存しなくなり、最大利得Ｇを自由に設定することができるようになる。
なお、入力電力が変動し、入力電力が大きくなるとリピータ２２３が発振するため利得調整装置（ＡＧＣ）を設ける必要がある。
なお、入力電力が変動し、入力電力が大きくなるとリピータ２２３が発振するため利得調整装置（ＡＧＣ）を設ける必要がある。
上述のように、非再生周波数変換リピータを用いた無線中継方式によれば、リピータで送受信する信号の周波数が異なることから、送受信アンテナ間の電波の回り込みをなくすことができ、リピータの最大利得Ｇを自由に設定することができる。
しかしながら、移動局は本来周波数ｆ１である通信チャネルを周波数ｆ２の通信チャネルとして認識する必要があり、基地局には周波数ｆ２の送受信装置がないにも関わらず、移動局に対して周波数ｆｃ１、ｆ１のチャネルを周波数ｆｃ２、ｆ２のチャネルとして使用させる仕組みが必要となる。また、従来の非再生周波数変換リピータは、制御チャネル（ｆｃ１）と通信チャネル（ｆ１）を同時に周波数変換する必要があった。
そして、Ｗ−ＣＤＭＡ方式やＣＤＭＡ２０００方式のような広帯域移動通信方式に非再生周波数変換リピータを用いた無線中継方式を適用した例はなかった。
しかしながら、移動局は本来周波数ｆ１である通信チャネルを周波数ｆ２の通信チャネルとして認識する必要があり、基地局には周波数ｆ２の送受信装置がないにも関わらず、移動局に対して周波数ｆｃ１、ｆ１のチャネルを周波数ｆｃ２、ｆ２のチャネルとして使用させる仕組みが必要となる。また、従来の非再生周波数変換リピータは、制御チャネル（ｆｃ１）と通信チャネル（ｆ１）を同時に周波数変換する必要があった。
そして、Ｗ−ＣＤＭＡ方式やＣＤＭＡ２０００方式のような広帯域移動通信方式に非再生周波数変換リピータを用いた無線中継方式を適用した例はなかった。
そこで本発明は、従来の非再生周波数変換リピータを用いた無線中継システムのように、基地局の通信チャネルの周波数ｆ１と移動局の通信チャネルの周波数ｆ２とが異なることによって基地局側に特別な仕組みを必要とするということがなく、ＣＤＭＡ方式に適用して好適な非再生周波数変換リピータを用いた無線中継装置及び無線中継方式を提供することを目的としている。
上記課題を解決するために、本発明の無線中継装置は、基地局と移動局との間に配置され、基地局から移動局への下り回線の信号と移動局から基地局への上り回線の信号を中継する無線中継装置であって、基地局との間で下り回線中継周波数（ｆ２d）及び上り回線中継周波数（ｆ２u）を含む中継周波数（ｆ２）の信号を送受信する第１のアンテナと、移動局との間で下り回線周波数（ｆ１d）及び上り回線周波数（ｆ１u）を含む周波数（ｆ１）の信号を送受信する第２のアンテナと、前記第１のアンテナで受信された下り回線中継周波数（ｆ２d）の信号を下り回線周波数（ｆ１d）の信号に変換する第１の周波数変換部と、前記第１の周波数変換部から出力される下り回線周波数（ｆ１d）の信号を増幅して前記第２のアンテナに出力する第１の増幅器と、前記第２のアンテナで受信された上り回線周波数（ｆ１u）の信号を上り回線中継周波数（ｆ２u）の信号に変換する第２の周波数変換部と、前記第２の周波数変換部から出力される上り回線中継周波数（ｆ２u）の信号を増幅して前記第１のアンテナに出力する第２の増幅器と、前記第１の周波数変換部から出力される信号に含まれるパイロットチャネルの信号の電力を測定し、前記第１の増幅器により増幅した後のパイロットチャネルの送信電力が所要の一定値となるように増幅器の利得を決定し、前記第１の増幅器及び第２の増幅器の利得が決定した増幅器の利得となるように増幅器の利得を制御する制御手段とを有するものである。
また、前記第１の周波数変換部は、前記第１のアンテナで受信された下り回線中継周波数（ｆ２d）の信号を下り回線周波数（ｆ１d）の信号に変換するとともに、そのパワースペクトラムを反転して出力するものであり、前記第２の周波数変換部は、前記第２のアンテナで受信された上り回線周波数（ｆ１u）の信号を上り回線中継周波数（ｆ２u）の信号に変換するとともに、そのパワースペクトラムを反転して出力するものとされている。
さらに、移動局から送信される上り回線周波数（ｆ１u）の信号を受信する第３のアンテナと、前記第３のアンテナで受信された上り回線周波数（ｆ１u）の信号を上り回線中継周波数（ｆ２u）の信号に変換する第３の周波数変換部と、前記第３の周波数変換部からの出力信号を所定の時間だけ遅延して出力する遅延手段と、前記遅延手段から出力される上り回線中継周波数（ｆ２u）の信号を増幅する第３の増幅器とを有し、前記第２の増幅器の出力とともに前記第３の増幅器の出力を前記第１のアンテナに出力するようになされているものである。
また、前記第１の周波数変換部は、前記第１のアンテナで受信された下り回線中継周波数（ｆ２d）の信号を下り回線周波数（ｆ１d）の信号に変換するとともに、そのパワースペクトラムを反転して出力するものであり、前記第２の周波数変換部は、前記第２のアンテナで受信された上り回線周波数（ｆ１u）の信号を上り回線中継周波数（ｆ２u）の信号に変換するとともに、そのパワースペクトラムを反転して出力するものとされている。
さらに、移動局から送信される上り回線周波数（ｆ１u）の信号を受信する第３のアンテナと、前記第３のアンテナで受信された上り回線周波数（ｆ１u）の信号を上り回線中継周波数（ｆ２u）の信号に変換する第３の周波数変換部と、前記第３の周波数変換部からの出力信号を所定の時間だけ遅延して出力する遅延手段と、前記遅延手段から出力される上り回線中継周波数（ｆ２u）の信号を増幅する第３の増幅器とを有し、前記第２の増幅器の出力とともに前記第３の増幅器の出力を前記第１のアンテナに出力するようになされているものである。
さらにまた、本発明の無線中継システムは、ＣＤＭＡ方式の移動体通信システムに適用される無線中継システムであって、前記移動体通信システムにおける基地局に設けられた下り回線周波数（ｆ１d）及び上り回線周波数（ｆ１u）を含む周波数（ｆ１）の信号の送受信装置に接続され、該送受信装置から出力される下り回線周波数（ｆ１d）の信号を下り回線中継周波数（ｆ２d）の信号に変換してアンテナに出力するとともに、該アンテナにより受信された上り回線中継周波数（ｆ２u）の信号を上り回線周波数（ｆ１u）の信号に変換して前記送受信装置に出力する基地局周波数変換装置と、前記基地局のアンテナとの間で下り回線中継周波数（ｆ２d）及び上り回線中継周波数（ｆ２u）を含む中継周波数（ｆ２）の信号を送受信する第１のアンテナ、移動局との間で前記周波数（ｆ１）の信号を送受信する第２のアンテナ、及び、リピータを有する非再生周波数変換リピータ局とを有し、前記リピータは、前記第１のアンテナで受信された下り回線中継周波数（ｆ２d）の信号を下り回線周波数（ｆ１d）の信号に変換する第１の周波数変換部と、前記第１の周波数変換部から出力される下り回線周波数（ｆ１d）の信号を増幅して前記第２のアンテナに出力する第１の増幅器と、前記第２のアンテナで受信された上り回線周波数（ｆ１u）の信号を上り回線中継周波数（ｆ２u）の信号に変換する第２の周波数変換部と、前記第２の周波数変換部から出力される上り回線中継周波数（ｆ２u）の信号を増幅して前記第１のアンテナに出力する第２の増幅器と、前記第１の周波数変換部から出力される信号に含まれるパイロットチャネルの信号の電力を測定し、前記第１の増幅器により増幅した後のパイロットチャネルの送信電力が所要の一定値となるように増幅器の利得を決定し、前記第１の増幅器及び第２の増幅器の利得が決定した増幅器の利得となるように増幅器の利得を制御する制御手段とを有するものである。
さらにまた、前記基地局周波数変換装置は、前記送受信装置から出力される下り回線周波数（ｆ１d）の信号を下り回線中継周波数（ｆ２d）の信号に変換するとともに、そのパワースペクトラムを反転して前記アンテナに出力し、前記アンテナにより受信された上り回線中継周波数（ｆ２u）の信号を上り回線周波数（ｆ１u）の信号に変換するとともに、そのパワースペクトラムを反転して前記送受信装置に出力するものであり、前記リピータにおける第１の周波数変換部は、前記第１のアンテナで受信された下り回線中継周波数（ｆ２d）の信号を下り回線周波数（ｆ１d）の信号に変換するとともに、そのパワースペクトラムを反転して出力し、前記第２の周波数変換部は、前記第２のアンテナで受信された上り回線周波数（ｆ１u）の信号を上り回線中継周波数（ｆ２u）の信号に変換するとともに、そのパワースペクトラムを反転して出力するものとされている。
さらにまた、前記基地局周波数変換装置は、前記送受信装置から出力される下り回線周波数（ｆ１d）の信号を下り回線中継周波数（ｆ２d）の信号に変換するとともに、そのパワースペクトラムを反転して前記アンテナに出力し、前記アンテナにより受信された上り回線中継周波数（ｆ２u）の信号を上り回線周波数（ｆ１u）の信号に変換するとともに、そのパワースペクトラムを反転して前記送受信装置に出力するものであり、前記リピータにおける第１の周波数変換部は、前記第１のアンテナで受信された下り回線中継周波数（ｆ２d）の信号を下り回線周波数（ｆ１d）の信号に変換するとともに、そのパワースペクトラムを反転して出力し、前記第２の周波数変換部は、前記第２のアンテナで受信された上り回線周波数（ｆ１u）の信号を上り回線中継周波数（ｆ２u）の信号に変換するとともに、そのパワースペクトラムを反転して出力するものとされている。
さらにまた、前記移動体通信システムにおける基地局は、第２の下り回線周波数（ｆ０d）及び第２の上り回線周波数（ｆ０u）を含む第２の周波数（ｆ０）の信号の第２の送受信装置を備え、前記基地局周波数変換装置に入出力される中継周波数（ｆ２）の信号と前記第２の送受信装置に入出力される第２の周波数（ｆ０）の信号を共通のアンテナを用いて送受信するようになされているものである。
さらにまた、前記移動体通信システムにおける基地局は、前記送受信装置に入出力される周波数（ｆ１）の信号と前記基地局周波数変換装置に入出力される中継周波数（ｆ２）の信号を共通のアンテナを用いて送受信するようになされているものである。
さらにまた、前記基地局周波数変換装置に、前記基地局のアンテナとの間で前記周波数（ｆ１）の信号を送受信する第４のアンテナと、前記非再生周波数変換リピータ局の第１のアンテナとの間で前記中継周波数（ｆ２）の信号を送受信する第５のアンテナを接続し、前記基地局周波数変換装置、前記第４のアンテナ及び前記第５のアンテナを前記基地局の外部に設置し、前記基地局に設けられたアンテナと前記第４のアンテナとを用いて、前記基地局に設けられた周波数（ｆ１）の信号の送受信装置と前記基地局周波数変換装置との間の信号の入出力を行うように構成されているものである。
さらにまた、前記基地局周波数変換装置、前記第４のアンテナ及び前記第５のアンテナは、前記基地局と前記非再生周波数変換リピータ局との間に設置されているものである。
さらにまた、前記移動体通信システムにおける基地局は、前記送受信装置に入出力される周波数（ｆ１）の信号と前記基地局周波数変換装置に入出力される中継周波数（ｆ２）の信号を共通のアンテナを用いて送受信するようになされているものである。
さらにまた、前記基地局周波数変換装置に、前記基地局のアンテナとの間で前記周波数（ｆ１）の信号を送受信する第４のアンテナと、前記非再生周波数変換リピータ局の第１のアンテナとの間で前記中継周波数（ｆ２）の信号を送受信する第５のアンテナを接続し、前記基地局周波数変換装置、前記第４のアンテナ及び前記第５のアンテナを前記基地局の外部に設置し、前記基地局に設けられたアンテナと前記第４のアンテナとを用いて、前記基地局に設けられた周波数（ｆ１）の信号の送受信装置と前記基地局周波数変換装置との間の信号の入出力を行うように構成されているものである。
さらにまた、前記基地局周波数変換装置、前記第４のアンテナ及び前記第５のアンテナは、前記基地局と前記非再生周波数変換リピータ局との間に設置されているものである。
このような本発明の無線中継装置及び無線中継システムによれば、非再生周波数変換リピータ局における入出力の周波数が異なることから、同一周波数の回り込みが無くなるため、リピータの最大利得を自由に設定することが可能となる。
また、移動局は、元々の周波数のチャネルを受信するため、従来の非再生周波数変換リピータ局の場合のように、基地局側に特別な仕組みを用意する必要がない。
さらに、ＣＤＭＡ方式を対象としているため、リピータにおいて制御チャネルと通信チャネルを同時に周波数変換することができる。
さらにまた、パイロットチャネルの送信電力が所要の一定値となるように利得を制御しているため、同時使用ユーザ数が変化しても、非再生周波数変換リピータ局のエリアの大きさが変化することがないようにできる。
さらにまた、非再生周波数変換リピータ局に移動局からの信号を受信する第３のアンテナを設けた本発明によれば、遅延ダイバーシチの効果が得られ、通信品質を改善できる。
さらにまた、基地局アンテナと前記非再生周波数変換リピータ局との間の通信を行うアンテナや基地局送受信装置を共有するようにした本発明によれば、装置コストを低減することができる。
さらにまた、基地局アンテナとの間で通信を行うアンテナに接続された基地局周波数変換装置を基地局の外部に設置するようにした本発明によれば、基地局装置を一切変更することなく無線中継システムを実現することができる。
さらにまた、前記基地局周波数変換装置を基地局と非再生周波数変換リピータ局との間に設置するようにした本発明によれば、基地局装置を一切変更する必要がない上に、中継距離を改善することができる。
また、移動局は、元々の周波数のチャネルを受信するため、従来の非再生周波数変換リピータ局の場合のように、基地局側に特別な仕組みを用意する必要がない。
さらに、ＣＤＭＡ方式を対象としているため、リピータにおいて制御チャネルと通信チャネルを同時に周波数変換することができる。
さらにまた、パイロットチャネルの送信電力が所要の一定値となるように利得を制御しているため、同時使用ユーザ数が変化しても、非再生周波数変換リピータ局のエリアの大きさが変化することがないようにできる。
さらにまた、非再生周波数変換リピータ局に移動局からの信号を受信する第３のアンテナを設けた本発明によれば、遅延ダイバーシチの効果が得られ、通信品質を改善できる。
さらにまた、基地局アンテナと前記非再生周波数変換リピータ局との間の通信を行うアンテナや基地局送受信装置を共有するようにした本発明によれば、装置コストを低減することができる。
さらにまた、基地局アンテナとの間で通信を行うアンテナに接続された基地局周波数変換装置を基地局の外部に設置するようにした本発明によれば、基地局装置を一切変更することなく無線中継システムを実現することができる。
さらにまた、前記基地局周波数変換装置を基地局と非再生周波数変換リピータ局との間に設置するようにした本発明によれば、基地局装置を一切変更する必要がない上に、中継距離を改善することができる。
図１は、本発明の無線中継装置を用いた無線中継システムの一実施の形態のシステム構成を示す図である。本発明の無線中継システムは、Ｗ−ＣＤＭＡ又はＣＤＭＡ２０００などのＣＤＭＡ方式の移動体通信方式を対象としている。
基地局１０は、アンテナ１１、周波数ｆ１の通信チャネル用の送受信装置１２、及び、該送受信装置１２から入力される周波数ｆ１の信号を中継周波数ｆ２の信号に周波数変換して前記アンテナ１１に出力するとともに前記アンテナ１１で受信された中継周波数ｆ２の信号を周波数ｆ１の信号に周波数変換して前記送受信装置１２に出力する基地局周波数変換装置１３を有している。
非再生周波数変換リピータ局２０は、前記基地局１０のアンテナ１１との間で中継周波数ｆ２の信号を送受信するための対基地局アンテナ（Ant#B）２１、リピータ２３、及び、図示しない移動局との間で周波数ｆ１の信号を送受信するための対移動局アンテナ（Ant#B）２２を有している。ここで、リピータ２３は、前記対基地局アンテナ２１で受信した基地局１０からの下り回線中継周波数ｆ２dの信号を下り回線周波数ｆ１dの信号に周波数変換し増幅して前記対移動局アンテナ２２に出力し、前記対移動局アンテナ２２で受信された上り回線周波数ｆ１uの信号を上り回線中継周波数ｆ２uの信号に周波数変換し増幅して前記対基地局アンテナ２１に出力する。
基地局１０は、アンテナ１１、周波数ｆ１の通信チャネル用の送受信装置１２、及び、該送受信装置１２から入力される周波数ｆ１の信号を中継周波数ｆ２の信号に周波数変換して前記アンテナ１１に出力するとともに前記アンテナ１１で受信された中継周波数ｆ２の信号を周波数ｆ１の信号に周波数変換して前記送受信装置１２に出力する基地局周波数変換装置１３を有している。
非再生周波数変換リピータ局２０は、前記基地局１０のアンテナ１１との間で中継周波数ｆ２の信号を送受信するための対基地局アンテナ（Ant#B）２１、リピータ２３、及び、図示しない移動局との間で周波数ｆ１の信号を送受信するための対移動局アンテナ（Ant#B）２２を有している。ここで、リピータ２３は、前記対基地局アンテナ２１で受信した基地局１０からの下り回線中継周波数ｆ２dの信号を下り回線周波数ｆ１dの信号に周波数変換し増幅して前記対移動局アンテナ２２に出力し、前記対移動局アンテナ２２で受信された上り回線周波数ｆ１uの信号を上り回線中継周波数ｆ２uの信号に周波数変換し増幅して前記対基地局アンテナ２１に出力する。
このように、下り回線において、基地局１０側で周波数ｆ１dとは異なる中継周波数ｆ２d（ｆ２≠ｆ１）に周波数変換して周波数ｆ２dの信号を非再生周波数変換リピータ局２０に送信し、非再生周波数変換リピータ局２０で中継周波数ｆ２dの信号を周波数ｆ１dの信号に変換する周波数変換を行い、元の周波数ｆ１dに変換した周波数の信号を増幅して中継する。これにより、非再生周波数変換リピータ局２０では、入出力の周波数が異なることから、同一周波数の回り込みが無くなるため、リピータ２３の最大利得Ｇは電波の回り込み減衰量に依存することがなく、最大利得Ｇを自由に設定することができる。尚、上述した内容は下り回線の説明であるが、そのまま上り回線にもあてはまる。
また、移動局は、元々の周波数であるｆ１dのチャネルを受信するため、上述した従来の非再生周波数変換リピータ局の場合のように、基地局側に特別な仕組みを用意する必要がない。
さらに、ＣＤＭＡ方式を対象としているため、制御チャネルと通信チャネルは同一周波数にコード多重されているので、リピータ２３において制御チャネルと通信チャネルを同時に周波数変換することができる。
また、移動局は、元々の周波数であるｆ１dのチャネルを受信するため、上述した従来の非再生周波数変換リピータ局の場合のように、基地局側に特別な仕組みを用意する必要がない。
さらに、ＣＤＭＡ方式を対象としているため、制御チャネルと通信チャネルは同一周波数にコード多重されているので、リピータ２３において制御チャネルと通信チャネルを同時に周波数変換することができる。
図２は前記基地局周波数変換装置１３の装置構成の一例を示すブロック図である。
この図において、３１、３４はデュプレクサ、３２、３５は周波数変換部、３３．３６は増幅器である。
基地局１０の送受信装置１２から出力される周波数ｆ１dの信号は、第１のデュプレクサ３１を介して第１の周波数変換部３２に入力され、ここで周波数ｆ２dの信号に周波数変換される。該周波数ｆ２dに変換された信号は、第１の増幅器３３で増幅された後、第２のデュプレクサ３４を介して前記アンテナ１１に供給され、前記非再生周波数変換リピータ局２０に送信される。
一方、前記非再生周波数変換リピータ局２０の対基地局アンテナ２１から送信された周波数ｆ２uの信号は前記アンテナ１１で受信され、前記第２のデュプレクサ３４を介して第２の周波数変換部３５に入力されて周波数ｆ１uに変換される。該周波数ｆ１uに変換された信号は第２の増幅器３６で増幅され、前記第１のデュプレクサ３１に入力されて、前記送受信装置１２に入力される。
この図において、３１、３４はデュプレクサ、３２、３５は周波数変換部、３３．３６は増幅器である。
基地局１０の送受信装置１２から出力される周波数ｆ１dの信号は、第１のデュプレクサ３１を介して第１の周波数変換部３２に入力され、ここで周波数ｆ２dの信号に周波数変換される。該周波数ｆ２dに変換された信号は、第１の増幅器３３で増幅された後、第２のデュプレクサ３４を介して前記アンテナ１１に供給され、前記非再生周波数変換リピータ局２０に送信される。
一方、前記非再生周波数変換リピータ局２０の対基地局アンテナ２１から送信された周波数ｆ２uの信号は前記アンテナ１１で受信され、前記第２のデュプレクサ３４を介して第２の周波数変換部３５に入力されて周波数ｆ１uに変換される。該周波数ｆ１uに変換された信号は第２の増幅器３６で増幅され、前記第１のデュプレクサ３１に入力されて、前記送受信装置１２に入力される。
また、破線で示す３７は制御チャネル（パイロットチャネル）を受信してその受信電力を検出し、増幅器３３、３６の利得を決定する監視装置、３８及び３９は該監視装置３７の出力に基づいて増幅器３３、３６の利得を制御する利得調整装置（ＡＧＣ）であり、この基地局周波数変換装置１３内に設けても良いし、設けなくても良い。これらの装置は、非再生周波数変換リピータ局２０内に設けられる監視装置及び利得調整装置（ＡＧＣ）と同様のものであり、その詳細については後述するが、同時使用ユーザ数が変化した場合であっても、制御チャネル（パイロットチャネル）の送信電力が一定となるように制御するものである。
図３は前記非再生周波数変換リピータ局２０の装置構成、すなわちリピータ２３の装置構成の一例を示すブロック図である。
この図において、４１、４４はデュプレクサ、４２、４５は周波数変換部、４３、４６は増幅器、４７は監視装置、４８及び４９は増幅器４３及び４６の利得を制御する利得調整装置（ＡＧＣ）である。
前記基地局１０から送信された周波数ｆ２dの信号は前記対基地局アンテナ２１で受信され、第１のデュプレクサ４１を介して第１の周波数変換部４２に入力され、周波数ｆ１dの信号に変換される。該周波数ｆ１dに変換された信号は第１の増幅器４３で増幅され、第２のデュプレクサ４４を介して対移動局アンテナ２２から図示しない移動局に送信される。
移動局から送信された周波数ｆ１uの信号は対移動局アンテナ２２で受信され、第２のデュプレクサ４４を介して第２の周波数変換部４５に入力され。周波数ｆ２uの信号に変換される。該周波数ｆ２uに変換された信号は第２の増幅器４６で増幅され、第１のデュプレクサ４１を介して対基地局アンテナ２１に供給され、前記基地局１０に向けて送信される。
この図において、４１、４４はデュプレクサ、４２、４５は周波数変換部、４３、４６は増幅器、４７は監視装置、４８及び４９は増幅器４３及び４６の利得を制御する利得調整装置（ＡＧＣ）である。
前記基地局１０から送信された周波数ｆ２dの信号は前記対基地局アンテナ２１で受信され、第１のデュプレクサ４１を介して第１の周波数変換部４２に入力され、周波数ｆ１dの信号に変換される。該周波数ｆ１dに変換された信号は第１の増幅器４３で増幅され、第２のデュプレクサ４４を介して対移動局アンテナ２２から図示しない移動局に送信される。
移動局から送信された周波数ｆ１uの信号は対移動局アンテナ２２で受信され、第２のデュプレクサ４４を介して第２の周波数変換部４５に入力され。周波数ｆ２uの信号に変換される。該周波数ｆ２uに変換された信号は第２の増幅器４６で増幅され、第１のデュプレクサ４１を介して対基地局アンテナ２１に供給され、前記基地局１０に向けて送信される。
前記第１の周波数変換部４２から出力される周波数ｆ１dの信号は監視装置４７にも入力される。
本発明はＣＤＭＡ方式の移動体通信システムを対象としており、前記基地局１０から送信される周波数ｆ２dの信号は制御チャネルと通信チャネルがコード多重された信号であり、制御チャネル（パイロットチャネル）の送信電力は不変であるが、通信チャネルの送信電力はユーザ数に応じて変化する。そこで、監視装置４７は、パイロットチャネルを復調してその受信電力を測定し、既知であるパイロットチャネルの送信電力と測定したパイロットチャネルの受信電力から基地局１０からこの非再生周波数変換リピータ局２０までの伝搬損失を推定する。そして、該パイロットチャネルの伝搬損失から、該伝搬損失を補うことができるように増幅器４３及び４６の利得を決定し、利得調整装置４８及び４９を用いてそれぞれ対応する増幅器４３及び４６の利得を制御する。パイロットチャネルの受信電力をＰr（dBm）、既知であるパイロットチャネルの送信電力をＰth（dBm）としたとき、増幅器の利得AGCは、Min（MaxAGC,Ｐth-Ｐr）（dB）と決定される。ここで、MaxAGCは最大利得であり、最大利得を上回る増幅は行わない。また、監視装置を周波数変換部の後に接続している。これにより監視装置４７はｆ１dの周波数を受信できることから、移動機と同様の受信装置で構成できることから、特別な受信装置を必要としない。
これにより、コード数（同時使用ユーザ数）が変化して入力電力が変化しても、前記対移動局アンテナ２２から送信される制御チャネル（パイロットチャネル）の送信電力を所要の一定値に制御することができ、非再生周波数変換リピータ局２０のエリアの大きさが変化することがないようにできる。
本発明はＣＤＭＡ方式の移動体通信システムを対象としており、前記基地局１０から送信される周波数ｆ２dの信号は制御チャネルと通信チャネルがコード多重された信号であり、制御チャネル（パイロットチャネル）の送信電力は不変であるが、通信チャネルの送信電力はユーザ数に応じて変化する。そこで、監視装置４７は、パイロットチャネルを復調してその受信電力を測定し、既知であるパイロットチャネルの送信電力と測定したパイロットチャネルの受信電力から基地局１０からこの非再生周波数変換リピータ局２０までの伝搬損失を推定する。そして、該パイロットチャネルの伝搬損失から、該伝搬損失を補うことができるように増幅器４３及び４６の利得を決定し、利得調整装置４８及び４９を用いてそれぞれ対応する増幅器４３及び４６の利得を制御する。パイロットチャネルの受信電力をＰr（dBm）、既知であるパイロットチャネルの送信電力をＰth（dBm）としたとき、増幅器の利得AGCは、Min（MaxAGC,Ｐth-Ｐr）（dB）と決定される。ここで、MaxAGCは最大利得であり、最大利得を上回る増幅は行わない。また、監視装置を周波数変換部の後に接続している。これにより監視装置４７はｆ１dの周波数を受信できることから、移動機と同様の受信装置で構成できることから、特別な受信装置を必要としない。
これにより、コード数（同時使用ユーザ数）が変化して入力電力が変化しても、前記対移動局アンテナ２２から送信される制御チャネル（パイロットチャネル）の送信電力を所要の一定値に制御することができ、非再生周波数変換リピータ局２０のエリアの大きさが変化することがないようにできる。
図４は上述した周波数変換部の構成例を示す図であり、（ａ）は前記基地局周波数変換装置１３における周波数変換部３２の構成例を示す図、（ｂ）は前記非再生周波数変換リピータ局２０における周波数変換部４２の構成例を示す図である。図４において、周波数ｆは例えば前述した周波数ｆ１dに対応し、周波数（ｆ＋Δｆ）は前述した周波数ｆ２dに対応している。
図４の（ａ）において、第１のミキサ５１、第１の局部発振器５２、第１の帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）５３、第２のミキサ５４、第２の局部発振器５５及び第２のＢＰＦ５６により、前記周波数変換部３２が構成されている。
前記基地局１０の送受信装置１２から出力される周波数ｆ（＝ｆ1d）の信号は第１のミキサ５１に入力され、ここで第１の局部発振器５２で発生される周波数ｆLの信号と混合され、第１の帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）５３から周波数（ｆ−ｆL）の信号が取り出される（ダウンコンバージョン）。ここで、ｆL＜ｆであるとする。このとき、前記第１のＢＰＦ５３から出力される周波数（ｆ−ｆL）の信号のパワースペクトラムは第１のミキサ５１に入力される周波数ｆの信号のパワースペクトラムと同じ形となっている。
前記第１のＢＰＦ５３からの周波数（ｆ−ｆL）の信号は第２のミキサ５４に入力され第２の局部発振器５５で発生される周波数（ｆL＋Δｆ）の信号と混合され、第２のＢＰＦ５６を介して周波数（ｆ＋Δｆ）（＝ｆ２d）の信号が取り出されて（アップコンバージョン）、前述した増幅器３３に入力される。このとき、前記第２のＢＰＦ５６から出力される周波数（ｆ＋Δｆ）の信号のパワースペクトラムと前記第１のＢＰＦ５３から出力される周波数（ｆ−ｆL）の信号のパワースペクトラムは同じ形となっている。
このようにして、周波数変換部３２において、周波数ｆ（＝ｆ１d）の信号が周波数（ｆ＋Δｆ）（＝ｆ２d）の信号に周波数変換される。なお、周波数ｆ２の信号を周波数ｆ１の信号に周波数変換する第２の周波数変換部３５では、上記と逆の処理が行われるように構成されている。
図４の（ａ）において、第１のミキサ５１、第１の局部発振器５２、第１の帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）５３、第２のミキサ５４、第２の局部発振器５５及び第２のＢＰＦ５６により、前記周波数変換部３２が構成されている。
前記基地局１０の送受信装置１２から出力される周波数ｆ（＝ｆ1d）の信号は第１のミキサ５１に入力され、ここで第１の局部発振器５２で発生される周波数ｆLの信号と混合され、第１の帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）５３から周波数（ｆ−ｆL）の信号が取り出される（ダウンコンバージョン）。ここで、ｆL＜ｆであるとする。このとき、前記第１のＢＰＦ５３から出力される周波数（ｆ−ｆL）の信号のパワースペクトラムは第１のミキサ５１に入力される周波数ｆの信号のパワースペクトラムと同じ形となっている。
前記第１のＢＰＦ５３からの周波数（ｆ−ｆL）の信号は第２のミキサ５４に入力され第２の局部発振器５５で発生される周波数（ｆL＋Δｆ）の信号と混合され、第２のＢＰＦ５６を介して周波数（ｆ＋Δｆ）（＝ｆ２d）の信号が取り出されて（アップコンバージョン）、前述した増幅器３３に入力される。このとき、前記第２のＢＰＦ５６から出力される周波数（ｆ＋Δｆ）の信号のパワースペクトラムと前記第１のＢＰＦ５３から出力される周波数（ｆ−ｆL）の信号のパワースペクトラムは同じ形となっている。
このようにして、周波数変換部３２において、周波数ｆ（＝ｆ１d）の信号が周波数（ｆ＋Δｆ）（＝ｆ２d）の信号に周波数変換される。なお、周波数ｆ２の信号を周波数ｆ１の信号に周波数変換する第２の周波数変換部３５では、上記と逆の処理が行われるように構成されている。
図４の（ｂ）において、第１のミキサ６１、第１の局部発振器６２、第１のＢＰＦ６３、第２のミキサ６４、第２の局部発振器６５及び第２のＢＰＦ６６により、前記非再生周波数変換リピータ局２０の周波数変換部４２が構成されている。
非再生周波数変換リピータ局２０の対基地局アンテナ２１で受信され、第１のデュプレクサ４１から入力される周波数（ｆ＋Δｆ）（＝ｆ２d）の信号は第１のミキサ６１に入力され、ここで第１の局部発振器６２で発生される周波数ｆLの信号と混合され、第１のＢＰＦ６３から周波数（ｆ＋Δｆ−ｆL）の信号が出力される（ダウンコンバージョン）。ここで、ｆL＜（ｆ＋Δｆ）であるとする。このとき、前記第１のＢＰＦ６３から出力される周波数（ｆ＋Δｆ−ｆL）の信号のパワースペクトラムは、前記第１のミキサ６１に入力される周波数（ｆ＋Δｆ）の信号のパワースペクトラムと同じ形となっている。
前記第１のＢＰＦ６３からの周波数（ｆ＋Δｆ−ｆL）の信号は第２のミキサ６４に入力され、第２の局部発振器６５で発生される周波数（ｆL−Δｆ）の信号と混合されて周波数ｆの信号が第２のＢＰＦ６６から取り出され（アップコンバージョン）、増幅器４３で増幅されて出力される。このとき、前記第２のＢＰＦ６６から出力される周波数ｆの信号のパワースペクトラムは前記第１のＢＦＰ６３から出力される周波数（ｆ＋Δｆ−ｆL）の信号のパワースペクトラムと同じ形になっている。
なお、前記第２の周波数変換部４５では、上記と逆の処理が行われる。すなわち、前記第２のデュプレクサ４４を介して入力される移動局からの周波数ｆ１uの信号は、第２の周波数変換部４５で周波数ｆ２uの信号に周波数変換される。このとき、入力される周波数ｆ１uの信号のパワースペクトラムと周波数ｆ２uの出力信号のパワースペクトラムは同じ形となっている。
非再生周波数変換リピータ局２０の対基地局アンテナ２１で受信され、第１のデュプレクサ４１から入力される周波数（ｆ＋Δｆ）（＝ｆ２d）の信号は第１のミキサ６１に入力され、ここで第１の局部発振器６２で発生される周波数ｆLの信号と混合され、第１のＢＰＦ６３から周波数（ｆ＋Δｆ−ｆL）の信号が出力される（ダウンコンバージョン）。ここで、ｆL＜（ｆ＋Δｆ）であるとする。このとき、前記第１のＢＰＦ６３から出力される周波数（ｆ＋Δｆ−ｆL）の信号のパワースペクトラムは、前記第１のミキサ６１に入力される周波数（ｆ＋Δｆ）の信号のパワースペクトラムと同じ形となっている。
前記第１のＢＰＦ６３からの周波数（ｆ＋Δｆ−ｆL）の信号は第２のミキサ６４に入力され、第２の局部発振器６５で発生される周波数（ｆL−Δｆ）の信号と混合されて周波数ｆの信号が第２のＢＰＦ６６から取り出され（アップコンバージョン）、増幅器４３で増幅されて出力される。このとき、前記第２のＢＰＦ６６から出力される周波数ｆの信号のパワースペクトラムは前記第１のＢＦＰ６３から出力される周波数（ｆ＋Δｆ−ｆL）の信号のパワースペクトラムと同じ形になっている。
なお、前記第２の周波数変換部４５では、上記と逆の処理が行われる。すなわち、前記第２のデュプレクサ４４を介して入力される移動局からの周波数ｆ１uの信号は、第２の周波数変換部４５で周波数ｆ２uの信号に周波数変換される。このとき、入力される周波数ｆ１uの信号のパワースペクトラムと周波数ｆ２uの出力信号のパワースペクトラムは同じ形となっている。
図５は、このように構成された本発明の無線中継システムの第１の実施の形態において前記基地局１０から前記非再生周波数変換リピータ局２０に向けて送信される信号のパワースペクトラムについて説明するための図である。
前記図４の（ａ）に関して説明したように、基地局周波数変換装置１３においては、基地局１０の送受信装置１２から入力される周波数ｆ１の信号のパワースペクトラムと、周波数変換された後の周波数ｆ２の信号のパワースペクトラムが完全に同じ形をしている。したがって、移動局が周波数ｆ２を認識する能力を有するものである場合、その移動局は、前記基地局１０又は前記非再生周波数変換リピータ局２０と周波数ｆ１を用いて通信するのではなく、前記基地局１０と前記非再生周波数変換リピータ局２０間の中継周波数ｆ２の信号を受信して、該中継周波数で通信することができてしまうことがあるという問題がある。
前記図４の（ａ）に関して説明したように、基地局周波数変換装置１３においては、基地局１０の送受信装置１２から入力される周波数ｆ１の信号のパワースペクトラムと、周波数変換された後の周波数ｆ２の信号のパワースペクトラムが完全に同じ形をしている。したがって、移動局が周波数ｆ２を認識する能力を有するものである場合、その移動局は、前記基地局１０又は前記非再生周波数変換リピータ局２０と周波数ｆ１を用いて通信するのではなく、前記基地局１０と前記非再生周波数変換リピータ局２０間の中継周波数ｆ２の信号を受信して、該中継周波数で通信することができてしまうことがあるという問題がある。
そこで、このような不都合をなくした本発明の無線中継装置及び無線中継ステムの第２の実施の形態について説明する。
図６は、本発明の無線中継装置を用いた無線中継システムの第２の実施の形態のシステム構成を示す図である。前記図１と同一の構成要素には同一の番号を付して説明を省略する。
図６と図１とを比較すると明らかなように、この実施の形態においては、基地局１０において、送受信装置１２の周波数ｆ１と中継周波数ｆ２との間の周波数変換を行う基地局周波数変換装置１４が周波数の変換とともに信号のパワースペクトラムを反転させる機能を有しており、また、非再生周波数変換リピータ局２０において中継周波数ｆ２と周波数ｆ１との間の周波数変換を行うリピータ２４が周波数の変換とともに信号のパワースペクトラムを反転させる機能を有する点で、前記図１に示した実施の形態と相違している。
基地局周波数変換装置１４と非再生周波数変換リピータ局２０のリピータ２４がパワースペクトラムを反転する機能を有していることで、図６中に示すように、基地局のアンテナ１１と非再生周波数変換リピータ局２０の対基地局アンテナ２１との間の中継周波数ｆ２の信号のパワースペクトラムは、送受信装置１２と基地局周波数変換装置１４との間の信号のパワースペクトラム及び非再生周波数変換リピータ局２０の対移動局アンテナ２２で送受信される信号のパワースペクトラムとは反転したスペクトラムとなっている。
これにより、中継周波数ｆ２を認識することができる能力がある移動機が、中継周波数ｆ２を用いて基地局１０と通信することを防止することができる。
図６は、本発明の無線中継装置を用いた無線中継システムの第２の実施の形態のシステム構成を示す図である。前記図１と同一の構成要素には同一の番号を付して説明を省略する。
図６と図１とを比較すると明らかなように、この実施の形態においては、基地局１０において、送受信装置１２の周波数ｆ１と中継周波数ｆ２との間の周波数変換を行う基地局周波数変換装置１４が周波数の変換とともに信号のパワースペクトラムを反転させる機能を有しており、また、非再生周波数変換リピータ局２０において中継周波数ｆ２と周波数ｆ１との間の周波数変換を行うリピータ２４が周波数の変換とともに信号のパワースペクトラムを反転させる機能を有する点で、前記図１に示した実施の形態と相違している。
基地局周波数変換装置１４と非再生周波数変換リピータ局２０のリピータ２４がパワースペクトラムを反転する機能を有していることで、図６中に示すように、基地局のアンテナ１１と非再生周波数変換リピータ局２０の対基地局アンテナ２１との間の中継周波数ｆ２の信号のパワースペクトラムは、送受信装置１２と基地局周波数変換装置１４との間の信号のパワースペクトラム及び非再生周波数変換リピータ局２０の対移動局アンテナ２２で送受信される信号のパワースペクトラムとは反転したスペクトラムとなっている。
これにより、中継周波数ｆ２を認識することができる能力がある移動機が、中継周波数ｆ２を用いて基地局１０と通信することを防止することができる。
図７はこの実施の形態における基地局周波数変換装置１４の装置構成の一例を示すブロック図である。この図において前記図２と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
図７と前記図２とを比較すると明らかなように、この実施の形態における基地局周波数変換装置１４においては、第１のデュプレクサ３１を介して周波数ｆ１dの信号が入力される第１の周波数変換部７１が信号の周波数をｆ１dからｆ２dに変換するとともに信号のパワースペクトラムを反転して出力する周波数変換部とされており、また、第２のデュプレクサ３４を介して周波数ｆ２uの信号が入力される第２の周波数変換部７２が信号の周波数をｆ２uからｆ１uに変換するとともに信号のパワースペクトラムを反転して出力する周波数変換部とされている点で、前記図２に示した基地局周波数変換装置１３と異なっている。
図７と前記図２とを比較すると明らかなように、この実施の形態における基地局周波数変換装置１４においては、第１のデュプレクサ３１を介して周波数ｆ１dの信号が入力される第１の周波数変換部７１が信号の周波数をｆ１dからｆ２dに変換するとともに信号のパワースペクトラムを反転して出力する周波数変換部とされており、また、第２のデュプレクサ３４を介して周波数ｆ２uの信号が入力される第２の周波数変換部７２が信号の周波数をｆ２uからｆ１uに変換するとともに信号のパワースペクトラムを反転して出力する周波数変換部とされている点で、前記図２に示した基地局周波数変換装置１３と異なっている。
図８はこの実施の形態における非再生周波数変換リピータ局２０の装置構成、すなわち、リピータ２４の装置構成の一例を示すブロック図である。この図において前記図３と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
図８と前記図３とを比較すると明らかなように、この実施の形態における非再生周波数変換リピータ局２０においては、第１のデュプレクサ４１を介して基地局１０からの周波数ｆ２dの信号が入力される第１の周波数変換部７３が、信号の周波数をｆ２dからｆ１dに変換するとともに信号のパワースペクトラムを反転して出力する周波数変換部とされており、第２のデュプレクサ４４を介して移動局からの周波数ｆ１uの信号が入力される第２の周波数変換部７４が、信号の周波数をｆ１uからｆ２uに変換するとともに信号のパワースペクトラムを反転して出力する周波数変換部とされている点で、前記図３に示した非再生周波数変換リピータ局２０と異なっている。
図８と前記図３とを比較すると明らかなように、この実施の形態における非再生周波数変換リピータ局２０においては、第１のデュプレクサ４１を介して基地局１０からの周波数ｆ２dの信号が入力される第１の周波数変換部７３が、信号の周波数をｆ２dからｆ１dに変換するとともに信号のパワースペクトラムを反転して出力する周波数変換部とされており、第２のデュプレクサ４４を介して移動局からの周波数ｆ１uの信号が入力される第２の周波数変換部７４が、信号の周波数をｆ１uからｆ２uに変換するとともに信号のパワースペクトラムを反転して出力する周波数変換部とされている点で、前記図３に示した非再生周波数変換リピータ局２０と異なっている。
図９は、上述した周波数変換部の構成例を示す図であり、（ａ）は前記基地局周波数変換装置１４における周波数変換部７１の構成例を示す図、（ｂ）は前記非再生周波数変換リピータ局２０における周波数変換部７３の構成例を示す図である。図９において、周波数ｆは例えば前述した周波数ｆ１dに対応し、周波数（ｆ＋Δｆ）は前述した周波数ｆ２dに対応している。
図９の（ａ）において、第１のミキサ８１、第１の局部発振器８２、第１の帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）８３、第２のミキサ８４、第２の局部発振器８５及び第２のＢＰＦ８６により、前記周波数変換部７１が構成されている。
前記基地局１０の送受信装置１２から出力される周波数ｆ（＝ｆ1d）の信号は第１のミキサ８１に入力され、ここで第１の局部発振器８２で発生される周波数ｆLの信号と混合され、第１の帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）８３から周波数（ｆL−ｆ）の信号が取り出される（ダウンコンバージョン）。ここで、ｆL＞ｆであるとする。このとき、図示するように、前記第１のＢＦＰ８３から出力される信号のパワースペクトラムは、前記第１のミキサ８１に入力される信号のパワースペクトラムを反転した形（周波数の高低を逆にした形）となる。
前記第１のＢＰＦ８３からの周波数（ｆL−ｆ）の信号は第２のミキサ８４に入力され第２の局部発振器８５で発生される周波数（２ｆ−ｆL＋Δｆ）の信号と混合され、第２のＢＰＦ８６を介して周波数（ｆ＋Δｆ）（＝ｆ２d）の信号が取り出されて（アップコンバージョン）、前述した増幅器３３に入力される。このとき、前記第２のＢＰＦ８６から出力される周波数（ｆ＋Δｆ）の信号のパワースペクトラムは、前記第１のＢＰＦ８３から出力される周波数（ｆL−ｆ）の信号のパワースペクトラムと同一の形となる。
このようにして、周波数変換部７１において、周波数ｆ（＝ｆ１d）の信号が周波数（ｆ＋Δｆ）（＝ｆ２d）の信号に周波数変換されるとともに、そのパワースペクトラムが反転される。
なお、周波数ｆ２uの信号を周波数ｆ１uの信号に周波数変換する第２の周波数変換部７２では、上記と逆の処理、すなわち、信号の周波数をｆ２uからｆ１uに変換するとともに信号のパワースペクトラムを反転する処理が行われるように構成されている。
図９の（ａ）において、第１のミキサ８１、第１の局部発振器８２、第１の帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）８３、第２のミキサ８４、第２の局部発振器８５及び第２のＢＰＦ８６により、前記周波数変換部７１が構成されている。
前記基地局１０の送受信装置１２から出力される周波数ｆ（＝ｆ1d）の信号は第１のミキサ８１に入力され、ここで第１の局部発振器８２で発生される周波数ｆLの信号と混合され、第１の帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）８３から周波数（ｆL−ｆ）の信号が取り出される（ダウンコンバージョン）。ここで、ｆL＞ｆであるとする。このとき、図示するように、前記第１のＢＦＰ８３から出力される信号のパワースペクトラムは、前記第１のミキサ８１に入力される信号のパワースペクトラムを反転した形（周波数の高低を逆にした形）となる。
前記第１のＢＰＦ８３からの周波数（ｆL−ｆ）の信号は第２のミキサ８４に入力され第２の局部発振器８５で発生される周波数（２ｆ−ｆL＋Δｆ）の信号と混合され、第２のＢＰＦ８６を介して周波数（ｆ＋Δｆ）（＝ｆ２d）の信号が取り出されて（アップコンバージョン）、前述した増幅器３３に入力される。このとき、前記第２のＢＰＦ８６から出力される周波数（ｆ＋Δｆ）の信号のパワースペクトラムは、前記第１のＢＰＦ８３から出力される周波数（ｆL−ｆ）の信号のパワースペクトラムと同一の形となる。
このようにして、周波数変換部７１において、周波数ｆ（＝ｆ１d）の信号が周波数（ｆ＋Δｆ）（＝ｆ２d）の信号に周波数変換されるとともに、そのパワースペクトラムが反転される。
なお、周波数ｆ２uの信号を周波数ｆ１uの信号に周波数変換する第２の周波数変換部７２では、上記と逆の処理、すなわち、信号の周波数をｆ２uからｆ１uに変換するとともに信号のパワースペクトラムを反転する処理が行われるように構成されている。
図９の（ｂ）において、第１のミキサ９１、第１の局部発振器９２、第１のＢＰＦ９３、第２のミキサ９４、第２の局部発振器９５及び第２のＢＰＦ９６により、前記非再生周波数変換リピータ局２０の周波数変換部７３が構成されている。
非再生周波数変換リピータ局２０の対基地局アンテナ２１で受信され、第１のデュプレクサ４１から入力される周波数（ｆ＋Δｆ）（＝ｆ２d）の信号は第１のミキサ９１に入力され、ここで第１の局部発振器９２で発生される周波数（ｆL＋Δｆ）の信号と混合され、第１のＢＰＦ９３から周波数（ｆL−ｆ）の信号が出力される（ダウンコンバージョン）。ここで、（ｆ＋Δｆ）＜ｆLであるとする。
このとき、図示するように、前記第１のＢＰＦ９３から出力される周波数（ｆL−ｆ）の信号のパワースペクトラムは、前記第１のミキサ９１に入力される周波数（ｆ＋Δｆ）の信号のパワースペクトラムを反転した形（周波数の高低を逆にした形）となっている。
前記第１のＢＰＦ９３からの周波数（ｆL−ｆ）の信号は第２のミキサ９４に入力され、第２の局部発振器９５で発生される周波数（２ｆ−ｆL）の信号と混合されて周波数ｆ（＝ｆ１d）の信号が第２のＢＰＦ９６から取り出され（アップコンバージョン）、増幅器４３で増幅されて出力される。このとき、前記第２のＢＰＦ９６から出力される周波数ｆの信号のパワースペクトラムは、前記第１のＢＰＦから出力される周波数（ｆL−ｆ）の信号のパワースペクトラムと同じ形となっている。
このようにして、周波数変換部７３において、周波数ｆ＋Δf（＝ｆ２d）の信号が周波数ｆ（＝ｆ１d）の信号に周波数変換されるとともに、そのパワースペクトラムが反転される。
なお、前記第２の周波数変換部７４では、上記と逆の処理、すなわち、前記第２のデュプレクサ４４を介して入力される移動局から送信された周波数ｆ１uの信号を周波数ｆ２uの信号に周波数変換するとともに、その信号のパワースペクトラムを反転して出力する処理が行われる。
非再生周波数変換リピータ局２０の対基地局アンテナ２１で受信され、第１のデュプレクサ４１から入力される周波数（ｆ＋Δｆ）（＝ｆ２d）の信号は第１のミキサ９１に入力され、ここで第１の局部発振器９２で発生される周波数（ｆL＋Δｆ）の信号と混合され、第１のＢＰＦ９３から周波数（ｆL−ｆ）の信号が出力される（ダウンコンバージョン）。ここで、（ｆ＋Δｆ）＜ｆLであるとする。
このとき、図示するように、前記第１のＢＰＦ９３から出力される周波数（ｆL−ｆ）の信号のパワースペクトラムは、前記第１のミキサ９１に入力される周波数（ｆ＋Δｆ）の信号のパワースペクトラムを反転した形（周波数の高低を逆にした形）となっている。
前記第１のＢＰＦ９３からの周波数（ｆL−ｆ）の信号は第２のミキサ９４に入力され、第２の局部発振器９５で発生される周波数（２ｆ−ｆL）の信号と混合されて周波数ｆ（＝ｆ１d）の信号が第２のＢＰＦ９６から取り出され（アップコンバージョン）、増幅器４３で増幅されて出力される。このとき、前記第２のＢＰＦ９６から出力される周波数ｆの信号のパワースペクトラムは、前記第１のＢＰＦから出力される周波数（ｆL−ｆ）の信号のパワースペクトラムと同じ形となっている。
このようにして、周波数変換部７３において、周波数ｆ＋Δf（＝ｆ２d）の信号が周波数ｆ（＝ｆ１d）の信号に周波数変換されるとともに、そのパワースペクトラムが反転される。
なお、前記第２の周波数変換部７４では、上記と逆の処理、すなわち、前記第２のデュプレクサ４４を介して入力される移動局から送信された周波数ｆ１uの信号を周波数ｆ２uの信号に周波数変換するとともに、その信号のパワースペクトラムを反転して出力する処理が行われる。
図１０は、このように構成された本発明の無線中継システムの第２の実施の形態において前記基地局１０から前記非再生周波数変換リピータ局２０に向けて送信される信号のパワースペクトラムについて説明するための図である。
前記図９の（ａ）に関して説明したように、基地局１０の送受信装置１２から入力される周波数ｆ１の信号は、基地局周波数変換装置１４において、周波数ｆ２の信号に周波数変換されるとともに、周波数が反転したパワースペクトラムの信号とされる。これにより、図１０に示すように、基地局１０と非再生周波数変換リピータ局２０との間の中継周波数ｆ２の信号のパワースペクトラムは、基地局１０の送受信装置１２から出力される周波数ｆ１の信号のパワースペクトラム、すなわち、通常の通信に用いられている信号のパワースペクトラムに対して反転した形となっている。
したがって、移動局が中継周波数ｆ２を認識する能力を有するものであったとしても、中継周波数ｆ２の信号を受信して、該中継周波数で通信することはできない。このように、この実施の形態によれば、移動局が中継周波数ｆ２で通信を行ってしまうという問題点を解決することができる。
前記図９の（ａ）に関して説明したように、基地局１０の送受信装置１２から入力される周波数ｆ１の信号は、基地局周波数変換装置１４において、周波数ｆ２の信号に周波数変換されるとともに、周波数が反転したパワースペクトラムの信号とされる。これにより、図１０に示すように、基地局１０と非再生周波数変換リピータ局２０との間の中継周波数ｆ２の信号のパワースペクトラムは、基地局１０の送受信装置１２から出力される周波数ｆ１の信号のパワースペクトラム、すなわち、通常の通信に用いられている信号のパワースペクトラムに対して反転した形となっている。
したがって、移動局が中継周波数ｆ２を認識する能力を有するものであったとしても、中継周波数ｆ２の信号を受信して、該中継周波数で通信することはできない。このように、この実施の形態によれば、移動局が中継周波数ｆ２で通信を行ってしまうという問題点を解決することができる。
次に、本発明の無線中継装置のさらに他の実施の形態について説明する。この実施の形態は、前記非再生周波数変換リピータ局２０に、移動局から送信された信号を受信するアンテナをさらに設け、該アンテナにより受信した信号を遅延させて前記対移動局アンテナ２２により受信した信号と合成して基地局に送信することにより、基地局において遅延ダイバーシチ効果を得られるようにしたものである。
図１１は、本発明の無線中継装置のこの実施の形態における非再生周波数変換リピータ局２０の一構成例を示すブロック図である。この図において、前記図８と同一の構成要素には同一の番号を付して説明を省略する。
図１１と前記図８とを比較すると明らかなように、この実施の形態における非再生周波数変換リピータ局２０は、移動局から送信された信号を受信するための第２の対移動局アンテナ１０１、該第２の対移動局アンテナ１０１で受信された周波数ｆ１uの信号を周波数ｆ２uの信号に周波数変換するとともにそのパワースペクトラムを反転する第３の周波数変換部１０２、該第３の周波数変換部１０２からの出力信号を所定の遅延時間だけ遅延させて出力する遅延素子１０３、及び遅延素子１０３からの出力信号を増幅する第３の増幅器１０４を設けた点で前記図８に示した実施の形態の非再生周波数変換リピータ局２０と相違している。なお、前記第３の増幅器１０４には、前記第２の増幅器４６と同様に、前記利得調整装置４９からの利得制御信号が供給されるようになされている。
第２の対移動局アンテナ１０１で受信された移動局からの周波数ｆ１uの信号は、前記第２の周波数変換部７４と同様に構成された第３の周波数変換部１０２で周波数ｆ２uの信号に変換されるとともにパワースペクトラムが反転されて、遅延素子１０３で所定の遅延時間だけ遅延された後、第３の増幅器１０４で増幅され、前記第２の増幅器４６から出力される前記第１の対移動局アンテナ２２で受信された移動局からの信号を周波数変換しパワースペクトラムを反転し増幅した信号と合成され、前記第１のデュプレクサ４１を介して対基地局アンテナ２１から基地局に送信される。
基地局の送受信装置では、第１の対移動局アンテナ２２で受信された信号と、第２の対移動局アンテナ１０１で受信され所定の遅延を施された信号の両者を受信し、それらを合成することにより、パス分離可能なCDMA方式ならではの遅延ダイバーシチ効果を得ることができる。
図１１は、本発明の無線中継装置のこの実施の形態における非再生周波数変換リピータ局２０の一構成例を示すブロック図である。この図において、前記図８と同一の構成要素には同一の番号を付して説明を省略する。
図１１と前記図８とを比較すると明らかなように、この実施の形態における非再生周波数変換リピータ局２０は、移動局から送信された信号を受信するための第２の対移動局アンテナ１０１、該第２の対移動局アンテナ１０１で受信された周波数ｆ１uの信号を周波数ｆ２uの信号に周波数変換するとともにそのパワースペクトラムを反転する第３の周波数変換部１０２、該第３の周波数変換部１０２からの出力信号を所定の遅延時間だけ遅延させて出力する遅延素子１０３、及び遅延素子１０３からの出力信号を増幅する第３の増幅器１０４を設けた点で前記図８に示した実施の形態の非再生周波数変換リピータ局２０と相違している。なお、前記第３の増幅器１０４には、前記第２の増幅器４６と同様に、前記利得調整装置４９からの利得制御信号が供給されるようになされている。
第２の対移動局アンテナ１０１で受信された移動局からの周波数ｆ１uの信号は、前記第２の周波数変換部７４と同様に構成された第３の周波数変換部１０２で周波数ｆ２uの信号に変換されるとともにパワースペクトラムが反転されて、遅延素子１０３で所定の遅延時間だけ遅延された後、第３の増幅器１０４で増幅され、前記第２の増幅器４６から出力される前記第１の対移動局アンテナ２２で受信された移動局からの信号を周波数変換しパワースペクトラムを反転し増幅した信号と合成され、前記第１のデュプレクサ４１を介して対基地局アンテナ２１から基地局に送信される。
基地局の送受信装置では、第１の対移動局アンテナ２２で受信された信号と、第２の対移動局アンテナ１０１で受信され所定の遅延を施された信号の両者を受信し、それらを合成することにより、パス分離可能なCDMA方式ならではの遅延ダイバーシチ効果を得ることができる。
なお、図１１に示した実施の形態においては、前記図８に示した実施の形態の非再生周波数変換リピータ局２０に第２の対移動局アンテナ１０１、第３の周波数変換部１０２、遅延素子１０３及び第３の増幅器１０４を付加した場合について説明したが、これに限られることはなく、前記図３に示した実施の形態の非再生周波数変換リピータ局２０に第２の対移動局アンテナ１０１、スペクトラム反転をしない第３の周波数変換部１０２、遅延素子１０３及び第３の増幅器１０４を付加するようにしてもよい。
次に、上述した本発明の無線中継システムが適用される移動体通信システムの各種構成について図１２〜図１６を参照して説明する。なお、以下では、スペクトラム反転を行わない基地局周波数変換装置１３及び非再生周波数変換リピータ局２０（リピータ２３）を用いる場合を例にとって説明するが、信号のパワースペクトラムを反転させる基地局周波数変換装置１４及び非再生周波数変換リピータ局２０（リピータ２４）を用いる場合においても同様に構成することができる。
図１２は、基地局アンテナと本発明の無線中継システムにおける基地局アンテナとを共有させないようにしたシステム構成例を示す図である。この図及び以下の図において、前記図１と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
この図に示したシステムでは、基地局１０は自己のサービスエリア内の移動局とは周波数ｆ０（ｆ０≠ｆ１）を用いて通信を行うようにしている。そして、基地局１０は、自己のサービスエリア内に位置する移動局と通信するために周波数ｆ０の送受信装置１５と該周波数ｆ０の信号を送受信するためのアンテナ１６を、前記周波数ｆ１の送受信装置及び基地局周波数変換装置１３及びアンテナ１１とは別に設けている。
このシステム構成の場合には、既存の基地局１０に、周波数ｆ１の送受信装置１２、基地局周波数変換装置１３及びアンテナ１１を既存の設備とは別に設け、非再生周波数変換リピータ局２０を設けることにより本発明の無線中継システムを実現することができる。
図１２は、基地局アンテナと本発明の無線中継システムにおける基地局アンテナとを共有させないようにしたシステム構成例を示す図である。この図及び以下の図において、前記図１と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
この図に示したシステムでは、基地局１０は自己のサービスエリア内の移動局とは周波数ｆ０（ｆ０≠ｆ１）を用いて通信を行うようにしている。そして、基地局１０は、自己のサービスエリア内に位置する移動局と通信するために周波数ｆ０の送受信装置１５と該周波数ｆ０の信号を送受信するためのアンテナ１６を、前記周波数ｆ１の送受信装置及び基地局周波数変換装置１３及びアンテナ１１とは別に設けている。
このシステム構成の場合には、既存の基地局１０に、周波数ｆ１の送受信装置１２、基地局周波数変換装置１３及びアンテナ１１を既存の設備とは別に設け、非再生周波数変換リピータ局２０を設けることにより本発明の無線中継システムを実現することができる。
図１３は、基地局アンテナを共有することにより装置コストを削減することができるようにしたシステム構成例を示す図である。
図示するように、この例は、前記基地局周波数変換装置１３を基地局に既存のアンテナ１６に接続するようにしている。その他の構成は、図１２の場合と同じである。これにより、アンテナ１６により周波数ｆ０の信号と中継周波数ｆ２の信号の両信号の送受信を行い、アンテナ１１を省略することができるようにしている。これにより装置コストを削減することができる。
図示するように、この例は、前記基地局周波数変換装置１３を基地局に既存のアンテナ１６に接続するようにしている。その他の構成は、図１２の場合と同じである。これにより、アンテナ１６により周波数ｆ０の信号と中継周波数ｆ２の信号の両信号の送受信を行い、アンテナ１１を省略することができるようにしている。これにより装置コストを削減することができる。
図１４は、基地局送受信装置及び基地局アンテナを共有することにより、装置コストを一層削減することができるようにしたシステム構成例を示す図である。
図示するように、この例では、基地局１０及び非再生周波数変換リピータ局２０はともに、自己のサービスエリア内の移動局と周波数ｆ１を用いて通信を行うようにしている。これにより、送受信装置１２を基地局１０のサービスエリアに属する移動局及び非再生周波数変換リピータ局２０のサービスエリアに属する移動局の両者に対して共用でき、アンテナ１６を周波数ｆ０とｆ２の信号の送受信に用いることができる。これにより、装置コストをより削減することができる。
図示するように、この例では、基地局１０及び非再生周波数変換リピータ局２０はともに、自己のサービスエリア内の移動局と周波数ｆ１を用いて通信を行うようにしている。これにより、送受信装置１２を基地局１０のサービスエリアに属する移動局及び非再生周波数変換リピータ局２０のサービスエリアに属する移動局の両者に対して共用でき、アンテナ１６を周波数ｆ０とｆ２の信号の送受信に用いることができる。これにより、装置コストをより削減することができる。
図１５は、基地局周波数変換装置１３を基地局アンテナと空間的に結合することで、基地局装置を一切変更することがないようにしたシステム構成例を示す図である。
図示するように、この例では、基地局１０及び非再生周波数変換リピータ局２０がともに自己のサービスエリア内の移動局と周波数ｆ１を用いて通信を行うようにしている。そして、前記基地局周波数変換装置１３を基地局１０の外部に設置し、該基地局周波数変換装置１３に基地局のアンテナ１６との間で周波数ｆ１の信号を送受信するためのアンテナ１７と、前記非再生周波数変換リピータ局２０の対基地局アンテナ２１との間で中継周波数ｆ２の信号を送受信するためのアンテナ１１を接続している。
前記基地局１０の送信アンテナ１６から送信される周波数ｆ１の信号は、基地局変換装置１３のアンテナ１７で受信され、基地局周波数変換装置１３で中継周波数ｆ２に周波数変換され（さらにスペクトラム反転されて）、アンテナ１１から非再生周波数変換リピータ局２０に向けて送信される。また、上り回線については、非再生周波数変換リピータ局２０からの中継周波数ｆ２の信号は基地局周波数変換装置１３に接続されたアンテナ１１で受信され、周波数ｆ１の信号に周波数変換され（さらにスペクトラム反転されて）、アンテナ１７から基地局のアンテナ１６に送信される。基地局のアンテナ１６で受信された基地局のサービスエリアに属する移動局からの信号及び前記基地局周波数変換装置１３から送信される非再生周波数変換リピータ局２０のサービスエリアに属する移動局からの信号は、送受信装置１２に入力される。
このような構成とすることにより、基地局１０の既存の設備を一切変更することなく、本発明の無線中継システムを適用することが可能となる。
図示するように、この例では、基地局１０及び非再生周波数変換リピータ局２０がともに自己のサービスエリア内の移動局と周波数ｆ１を用いて通信を行うようにしている。そして、前記基地局周波数変換装置１３を基地局１０の外部に設置し、該基地局周波数変換装置１３に基地局のアンテナ１６との間で周波数ｆ１の信号を送受信するためのアンテナ１７と、前記非再生周波数変換リピータ局２０の対基地局アンテナ２１との間で中継周波数ｆ２の信号を送受信するためのアンテナ１１を接続している。
前記基地局１０の送信アンテナ１６から送信される周波数ｆ１の信号は、基地局変換装置１３のアンテナ１７で受信され、基地局周波数変換装置１３で中継周波数ｆ２に周波数変換され（さらにスペクトラム反転されて）、アンテナ１１から非再生周波数変換リピータ局２０に向けて送信される。また、上り回線については、非再生周波数変換リピータ局２０からの中継周波数ｆ２の信号は基地局周波数変換装置１３に接続されたアンテナ１１で受信され、周波数ｆ１の信号に周波数変換され（さらにスペクトラム反転されて）、アンテナ１７から基地局のアンテナ１６に送信される。基地局のアンテナ１６で受信された基地局のサービスエリアに属する移動局からの信号及び前記基地局周波数変換装置１３から送信される非再生周波数変換リピータ局２０のサービスエリアに属する移動局からの信号は、送受信装置１２に入力される。
このような構成とすることにより、基地局１０の既存の設備を一切変更することなく、本発明の無線中継システムを適用することが可能となる。
図１６は、基地局周波数変換装置を空間的に結合することで基地局装置を一切変更しないで、かつ中継距離を改善するようにしたシステム構成を示す図である。
図示するように、この例は、前記図１５に示したシステム構成例において、基地局周波数変換装置１３及びアンテナ１７と１１を、基地局１０から離れた場所に設置したものであり、その動作は、前記図１５に示したシステム構成と同じである。
この例の場合には、基地局周波数変換装置１３を基地局１０と非再生周波数変換リピータ局２０との間の地点に設置できるので、基地局１０の既存の設備を一切変更する必要がない上に、中継距離を長くすることができるという効果がある。
図示するように、この例は、前記図１５に示したシステム構成例において、基地局周波数変換装置１３及びアンテナ１７と１１を、基地局１０から離れた場所に設置したものであり、その動作は、前記図１５に示したシステム構成と同じである。
この例の場合には、基地局周波数変換装置１３を基地局１０と非再生周波数変換リピータ局２０との間の地点に設置できるので、基地局１０の既存の設備を一切変更する必要がない上に、中継距離を長くすることができるという効果がある。
１０：基地局、１１，１６，１７：アンテナ、１２，１５：送受信装置、１３，１４：基地局周波数変換装置、２０：非再生周波数変換リピータ局、２１：対基地局アンテナ、２２，１０１：対移動局アンテナ、２３，２４：リピータ、３１，３４，４１，４４：デュプレクサ、３２，３５，４２，４５，７１，７２，７３，７４，１０２：周波数変換部、３３，３６，４３，４６，１０４：増幅器、３８，４７：監視装置、３８，３９，４８，４９：自動利得調整装置（ＡＧＣ）、５１，５４，６１，６４，８１，８４，９１，９４：ミキサ、５２，５５，６２，６５，８２，８５，９２，９５：局部発振器、５３，５６，６３，６６，８３，８６，９３，９６：ＢＰＦ、１０３：遅延素子
Claims (9)
- 基地局と移動局との間に配置され、基地局から移動局への下り回線の信号と移動局から基地局への上り回線の信号を中継する無線中継装置であって、
基地局との間で下り回線中継周波数（ｆ２d）及び上り回線中継周波数（ｆ２u）を含む中継周波数（ｆ２）の信号を送受信する第１のアンテナと、
移動局との間で下り回線周波数（ｆ１d）及び上り回線周波数（ｆ１u）を含む周波数（ｆ１）の信号を送受信する第２のアンテナと、
前記第１のアンテナで受信された下り回線中継周波数（ｆ２d）の信号を下り回線周波数（ｆ１d）の信号に変換する第１の周波数変換部と、
前記第１の周波数変換部から出力される下り回線周波数（ｆ１d）の信号を増幅して前記第２のアンテナに出力する第１の増幅器と、
前記第２のアンテナで受信された上り回線周波数（ｆ１u）の信号を上り回線中継周波数（ｆ２u）の信号に変換する第２の周波数変換部と、
前記第２の周波数変換部から出力される上り回線中継周波数（ｆ２u）の信号を増幅して前記第１のアンテナに出力する第２の増幅器と、
前記第１の周波数変換部から出力される信号に含まれるパイロットチャネルの信号の電力を測定し、前記第１の増幅器により増幅した後のパイロットチャネルの送信電力が所要の一定値となるように増幅器の利得を決定し、前記第１の増幅器及び第２の増幅器の利得が決定した増幅器の利得となるように増幅器の利得を制御する制御手段と
を有することを特徴とする無線中継装置。 - 前記第１の周波数変換部は、前記第１のアンテナで受信された下り回線中継周波数（ｆ２d）の信号を下り回線周波数（ｆ１d）の信号に変換するとともに、そのパワースペクトラムを反転して出力するものであり、
前記第２の周波数変換部は、前記第２のアンテナで受信された上り回線周波数（ｆ１u）の信号を上り回線中継周波数（ｆ２u）の信号に変換するとともに、そのパワースペクトラムを反転して出力するものであることを特徴とする請求項１記載の無線中継装置。 - 移動局から送信される上り回線周波数（ｆ１u）の信号を受信する第３のアンテナと、
前記第３のアンテナで受信された上り回線周波数（ｆ１u）の信号を上り回線中継周波数（ｆ２u）の信号に変換する第３の周波数変換部と、
前記第３の周波数変換部からの出力信号を所定の時間だけ遅延して出力する遅延手段と、
前記遅延手段から出力される上り回線中継周波数（ｆ２u）の信号を増幅する第３の増幅器とを有し、
前記第２の増幅器の出力とともに前記第３の増幅器の出力を前記第１のアンテナに出力するようになされていることを特徴とする請求項１記載の無線中継装置。 - ＣＤＭＡ方式の移動体通信システムに適用される無線中継システムであって、
前記移動体通信システムにおける基地局に設けられた下り回線周波数（ｆ１d）及び上り回線周波数（ｆ１u）を含む周波数（ｆ１）の信号の送受信装置に接続され、該送受信装置から出力される下り回線周波数（ｆ１d）の信号を下り回線中継周波数（ｆ２d）の信号に変換してアンテナに出力するとともに、該アンテナにより受信された上り回線中継周波数（ｆ２u）の信号を上り回線周波数（ｆ１u）の信号に変換して前記送受信装置に出力する基地局周波数変換装置と、
前記基地局のアンテナとの間で下り回線中継周波数（ｆ２d）及び上り回線中継周波数（ｆ２u）を含む中継周波数（ｆ２）の信号を送受信する第１のアンテナ、移動局との間で前記周波数（ｆ１）の信号を送受信する第２のアンテナ、及び、リピータを有する非再生周波数変換リピータ局とを有し、
前記リピータは、
前記第１のアンテナで受信された下り回線中継周波数（ｆ２d）の信号を下り回線周波数（ｆ１d）の信号に変換する第１の周波数変換部と、
前記第１の周波数変換部から出力される下り回線周波数（ｆ１d）の信号を増幅して前記第２のアンテナに出力する第１の増幅器と、
前記第２のアンテナで受信された上り回線周波数（ｆ１u）の信号を上り回線中継周波数（ｆ２u）の信号に変換する第２の周波数変換部と、
前記第２の周波数変換部から出力される上り回線中継周波数（ｆ２u）の信号を増幅して前記第１のアンテナに出力する第２の増幅器と、
前記第１の周波数変換部から出力される信号に含まれるパイロットチャネルの信号の電力を測定し、前記第１の増幅器により増幅した後のパイロットチャネルの送信電力が所要の一定値となるように増幅器の利得を決定し、前記第１の増幅器及び第２の増幅器の利得が決定した増幅器の利得となるように増幅器の利得を制御する制御手段と
を有することを特徴とする無線中継システム。 - 前記基地局周波数変換装置は、前記送受信装置から出力される下り回線周波数（ｆ１d）の信号を下り回線中継周波数（ｆ２d）の信号に変換するとともに、そのパワースペクトラムを反転して前記アンテナに出力し、前記アンテナにより受信された上り回線中継周波数（ｆ２u）の信号を上り回線周波数（ｆ１u）の信号に変換するとともに、そのパワースペクトラムを反転して前記送受信装置に出力するものであり、
前記リピータにおける第１の周波数変換部は、前記第１のアンテナで受信された下り回線中継周波数（ｆ２d）の信号を下り回線周波数（ｆ１d）の信号に変換するとともに、そのパワースペクトラムを反転して出力し、前記第２の周波数変換部は、前記第２のアンテナで受信された上り回線周波数（ｆ１u）の信号を上り回線中継周波数（ｆ２u）の信号に変換するとともに、そのパワースペクトラムを反転して出力するものであることを特徴とする請求項４記載の無線中継システム。 - 前記移動体通信システムにおける基地局は、第２の下り回線周波数（ｆ０d）及び第２の上り回線周波数（ｆ０u）を含む第２の周波数（ｆ０）の信号の第２の送受信装置を備え、前記基地局周波数変換装置に入出力される中継周波数（ｆ２）の信号と前記第２の送受信装置に入出力される第２の周波数（ｆ０）の信号を共通のアンテナを用いて送受信するようになされていることを特徴とする請求項４又は５に記載の無線中継システム。
- 前記移動体通信システムにおける基地局は、前記送受信装置に入出力される周波数（ｆ１）の信号と前記基地局周波数変換装置に入出力される中継周波数（ｆ２）の信号を共通のアンテナを用いて送受信するようになされていることを特徴とする請求項４又は５に記載の無線中継システム。
- 前記基地局周波数変換装置に、前記基地局のアンテナとの間で前記周波数（ｆ１）の信号を送受信する第４のアンテナと、前記非再生周波数変換リピータ局の第１のアンテナとの間で前記中継周波数（ｆ２）の信号を送受信する第５のアンテナを接続し、
前記基地局周波数変換装置、前記第４のアンテナ及び前記第５のアンテナを前記基地局の外部に設置し、
前記基地局に設けられたアンテナと前記第４のアンテナとを用いて、前記基地局に設けられた周波数（ｆ１）の信号の送受信装置と前記基地局周波数変換装置との間の信号の入出力を行うように構成されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の無線中継システム。 - 前記基地局周波数変換装置、前記第４のアンテナ及び前記第５のアンテナは、前記基地局と前記非再生周波数変換リピータ局との間に設置されていることを特徴とする請求項７記載の無線中継システム。
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