JP2707975B2 - 無線通信装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は無線通信装置を、無線送
受信機を有する屋外ユニットと、信号処理部を有する屋
内ユニットとに分離して構成した無線通信装置に関し、
特に屋外ユニットと屋内ユニットとの間での信号伝送を
行うための技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の無線通信装置では、屋外ユニッ
トと屋内ユニットとを同軸ケーブル等の伝送線路で接続
し、相互間で無線送受信信号の伝送を行っている。とこ
ろで、単極性信号（ユニポーラ信号）を無線通信する装
置にこのような屋外ユニットと屋内ユニットとの間での
信号の伝送を行うと、ユニポーラ信号に含まれる直流成
分が伝送線路における抵抗によって低減され、伝送特性
の上で好ましくない。このため、ユニポーラ信号を直流
成分が含まれない複極性信号、例えばバイポーラ信号に
変換した上で信号の伝送を行う方式が提案されている。

【０００３】このようなバイポーラ信号を離れた装置間
で伝送を行う方式として、例えば特開平４−２５９１４
８号公報に記載されている技術があり、この公報にはバ
イポーラ信号をベースバンド帯のまま伝送する技術が開
示されている。また、この技術においては、バイポーラ
信号の伝送を行うための送信又は受信トランスの中点を
オープン或いはショートモードにすることで、監視信号
をバイポーラ信号に重畳して伝送する技術が開示されて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように、メイン信
号としてのバイポーラ信号をベースバンド帯で伝送する
方式では、屋外ユニットにおいて無線周波数帯における
直接変調或いは復調を簡単に行うことができる利点があ
るが、例えば屋外ユニットの監視を行うために必要とさ
れる監視信号を屋外ユニットと屋内ユニットとの間で伝
送する際には、この監視信号を伝送するためのサブキャ
リアを帯域内に配置することが困難になり、その結果と
して信号線路とは別に監視信号を伝送するための独立し
た監視線路を設ける必要がある。また、屋外ユニットを
駆動させるための電力源としての電源信号を供給するた
めの電源線路をも信号線路や監視線路とは別に設ける必
要がある。このため、屋外ユニットと屋内ユニットとを
接続する線路の数が多くなり、また両ユニットの距離が
長い場合には線路長も長くなるため、この種の無線通信
装置を設備するためのコストが増大し、かつ設備作業が
煩雑になるという問題が生じる。

【０００５】

【発明の目的】本発明の目的は、信号線路を利用して監
視信号や電源信号等のサブ信号の伝送を可能とし、設備
の簡略化を可能にした無線通信装置を提供することにあ
る。また、本発明の他の目的は、ユニポーラ信号を屋外
ユニットと屋内ユニットとの間で伝送する方式の無線通
信装置に用いて好適な無線通信装置を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の無線通信装置
は、メイン信号を処理する屋内ユニットは、バイポーラ
信号等の複極性のメイン信号をＩＦ信号に周波数変換す
る手段と、ＩＦ信号の帯域を制限する手段と、前記ＩＦ
信号とＩＦ信号の帯域外に電源信号や監視信号等のサブ
信号を重畳する手段とを備え、この重畳した信号をケー
ブルを介して屋外ユニットに伝送可能に構成し、無線送
受信機を備える屋外ユニットは、ケーブルを介して屋内
ユニットから伝送された信号からＩＦ信号とサブ信号を
分離する手段と、分離されたＩＦ信号を元のメイン信号
として周波数変換する手段とを備えることを特徴とす
る。

【０００７】ここで、本発明は、屋内ユニットは、バイ
ポーラ信号等の複極性のメイン信号をＩＦ信号に周波数
変換するためのキャリア発振器及び混合器と、周波数変
換されたＩＦ信号のスペクトラムのうちキャリアと高域
側を選択する高域ろ波器と、前記キャリアよりも低域側
のスペクトラムの電源信号や監視信号等のサブ信号を発
生する手段と、前記ＩＦ信号とサブ信号とを周波数多重
で合成する合成器とを備え、この重畳した信号をケーブ
ルを介して屋外ユニットに伝送可能に構成する。また、
屋外ユニットは、前記ケーブルを介して屋内ユニットか
ら伝送された信号からＩＦ信号とサブ信号とを分離する
分離器と、分離されたＩＦ信号からキャリアを分離する
ろ波器と、分離されたキャリアに基づいて局部発振信号
を生成する位相ロックループと、この局部発振信号によ
り前記ＩＦ信号を周波数変換してメイン信号を得るため
の混合器とを備える。

【０００８】ここで、位相ロックループは、電圧制御発
振器と、この電圧制御発振器の出力と分離されたキャリ
アとの位相を比較する位相比較器と、位相比較器の出力
を前記電圧制御発振器の制御電圧に変換するろ波器とを
備える構成とする。

【０００９】また、屋内ユニットは、ユニポーラ信号を
バイポーラ信号に変換する手段を備え、この変換された
バイポーラ信号をＩＦ信号に周波数変換するように構成
され、屋外ユニットは再生されたバイポーラ信号をユニ
ポーラ信号に変換する手段を備え、この変換されたユニ
ポーラ信号を無線送受信機に送出するように構成され
る。

【００１０】更に、屋内ユニットは電源信号を送出する
電源と、監視制御用の信号を送出する監視制御部とを備
え、屋外ユニットは分離された電源信号に基づいて屋外
ユニットを駆動させる電力を生成する電源と、屋外ユニ
ットを監視する信号を屋内ユニットに向けて送出する一
方で、分離された監視信号により屋外ユニットを制御す
る監視部とを備える。

【００１１】

【作用】屋内ユニットでは、バイポーラ信号をＩＦ信号
に周波数変換し、かつこのＩＦ信号の周波数帯域を制限
することで空き帯域を生じさせ、この空き帯域に電源信
号や監視信号等のサブ信号を重畳し、これをケーブルに
より屋外ユニットに伝送する。屋外ユニットではサブ信
号とＩＦ信号とを分離し、ＩＦ信号に基づいてキャリア
を再生し、かつこれを利用してＩＦ信号を周波数変換
し、元のバイポーラ信号を再生する一方、サブ信号に基
づいて電力の発生や監視制御を行う。

【００１２】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は本発明の一実施例の概略構成を示すブロッ
ク構成図であり、１は無線通信局の屋内に配置された屋
内ユニット、２は無線通信局の屋上等の屋外に配置され
た屋外ユニットである。そして、この無線通信局では、
屋内ユニット１には信号処理回路１０が設けられ、ここ
でメイン信号としてのベースバンド帯のユニポーラ信号
をバイポーラ信号に変換する動作と、変換されたベース
バンド帯のバイポーラ信号をＩＦ帯に周波数変換する動
作を行なう。また、屋外ユニット２には信号処理回路２
０と無線送受信機２１が設けられ、ＩＦ帯のバイポーラ
信号をベースバンド帯に周波数変換し、かつこのバイポ
ーラ信号をユニポーラ信号に変換してメイン信号を再生
し、かつこの再生されたユニポーラ信号を変調しかつ無
線周波数帯に周波数変換した上で無線周波数信号の送受
信動作を行うように構成され、両者を同軸ケーブル３に
より相互に接続している。更に、屋内ユニット１は屋外
ユニット２に対して電力を供給するとともに、屋内ユニ
ット１では屋外ユニット２における送信電力を始めとす
る種々の状態を監視してその制御を遠隔操作により行い
得るように構成している。

【００１３】前記屋内ユニット１の信号処理回路１０の
内部構成を図２のブロック図に示す。この信号処理回路
１０には、メイン信号としてのユニポーラ信号をバイポ
ーラ信号に変換するユニポーラ／バイポーラ変換回路１
０１と、変換されたユニポーラ信号の高調波成分を制限
する低域ろ波器１０２と、局部発振器１０３と、この局
部発振器１０３から出力される局部発振信号（キャリ
ア）により前記ユニポーラ信号をＩＦ帯信号に周波数変
換する混合器１０４と、周波数変換されたＩＦ信号から
前記キャリアとその高域側を選択する高域ろ波器１０５
とが設けられる。また、電源１１と、監視信号を送受す
る監視制御部１２が設けられており、これらには、前記
したＩＦ信号に対して電力源となる電源信号及び監視信
号等のサブ信号を重畳（周波数多重化）し、その一方で
屋外ユニットからのサブ信号を分離する分離合成器１０
６が接続され、この分離合成器１０７に接続された前記
同軸ケーブル３により屋外ユニット２に接続される。

【００１４】一方、前記屋外ユニット２の信号処理回路
２０は、前記同軸ケーブル３に接続されて屋内ユニット
１からのＩＦ信号と、電源信号及び監視信号のサブ信号
とをそれぞれ分離し、その一方で屋外ユニットから屋内
ユニットに向けてのサブ信号を合成する分離合成器２０
１が設けられる。また、分離されたＩＦ信号から前記キ
ャリアをろ波する高域ろ波器２０２と、局部発振信号を
出力する電圧制御発振器２０３と、この局部発振信号に
よりＩＦ信号をベースバンド帯に周波数変換する混合器
２０４と、周波数変換されたベースバンド帯の信号から
高域ノイズを除去する低域ろ波器２０５と、ノイズ除去
されたベースバンド帯のバイポーラ信号をユニポーラ信
号に変換するバイポーラ／ユニポーラ変換回路２０６と
が設けられる。

【００１５】更に、前記分離合成器２０１において分離
されたＩＦ信号からキャリアを選択する帯域ろ波器２０
７と、このろ波器２０７により選択されたキャリアをＮ
分周する第１のＮ分周器２０８と、この第１のＮ分周器
２０８の出力を一方の入力とし、前記電圧制御発振器２
０３の出力をＮ分周する第２のＮ分周器２０９の出力を
他方の入力として両者の位相比較を行う位相比較器２１
０と、この位相比較器２１０の出力を電圧として取り出
して前記電圧制御発振器２０３の制御電圧とする低域ろ
波器２１１とが設けられる。

【００１６】また、前記バイポーラ／ユニポーラ変換回
路２０６には、ベースバンド帯のユニポーラ信号を変調
し、かつ無線周波数帯に周波数変換して無線周波数信号
の送信を行なう一方、ここでの説明は省略するが無線周
波数信号を受信してこれを周波数変換し、かつベースバ
ンド帯のユニボーラ信号に復調する前記無線送受信機２
１が接続される。また、屋外ユニット２を監視するため
の監視部２２が設けられており、この監視部２２からの
監視信号が前記屋内ユニット１に送出され、かつ前記屋
内ユニット１の監視制御部１２からの監視信号により監
視部２２の制御が行われる。更に、屋内ユニット１から
伝送される電源信号に基づいて屋外ユニット２を駆動す
るための電力を生成する電源再生部２３が設けられてい
る。なお、屋外ユニット２に設けた無線送受信機２１の
構成は従来から一般に用いられている構成であるため、
ここでは詳細な説明は省略する。

【００１７】この構成の無線通信装置の動作を説明す
る。屋内ユニットのメイン信号としてのベースバンド帯
のユニポーラ信号は、ユニポーラ／バイポーラ信号変換
回路１０１によりバイポーラ信号に変換される。そし
て、低域ろ波器１０２において高域ノイズや高調波成分
が除去された後、混合器１０４において局部発振器１０
３からのキャリアと混合され、ＩＦ帯のバイポーラ信号
に周波数変換される。そして、高域ろ波器１０５におい
てキャリアよりも高域側のみが選択され、合成分離器１
０６に入力される。ここで、図３は低域ろ波器１０２を
通過されたバイポーラ信号の周波数分布図であり、図４
はキャリアによって周波数変換され、かつ高域ろ波機１
０５で帯域が選択されたＩＦ信号の周波数分布図であ
る。この結果、分離合成器１０６に入力されるＩＦ信号
は、キャリア周波数よりも高域側にのみ存在し、低域側
は空き状態とされている。

【００１８】そして、分離合成器１０６に入力されたＩ
Ｆ信号には、電源１１からの電源信号と監視制御部１２
からの監視信号とで構成されるサブ信号が重畳（周波数
多重化）され、同軸ケーブルを通して屋外ユニットに送
出される。ここで、図４に示すように、電源信号と監視
信号のサブ信号は前記キャリアよりも低域側の空き領域
に分布されるが、電源信号はスイッチングレギュレータ
信号を用いているため、０に近い低周波数側の帯域に分
布され、監視信号はこれよりも高周波側の帯域に分布さ
れることになり、それぞれＩＦ信号と周波数上で干渉す
ることなく重畳が行われる。

【００１９】このように分離合成器１０６において重畳
されたＩＦ信号とサブ信号は同軸ケーブル３を介して屋
外ユニット２に伝送され、分離合成器２０１においてそ
れぞれ分離される。分離されたサブ信号のうちの電源信
号は電源再生部２３を動作させ、再生した電源電力で屋
外ユニット２を駆動させる。また、監視信号は監視部２
２を制御し、例えば無線送受信機２１における送信電
力、送信周波数等を制御する。一方、分離されたＩＦ信
号の一部は、高域ろ波器２０２によりキャリアを除くＩ
Ｆ信号のみが透過されて混合器２０４に入力され、混合
器２０４において電圧制御発振器２０３の局部発振信号
によりベースバンド帯のバイポーラ信号として周波数変
換されることになる。

【００２０】一方、分離合成器２０１からのＩＦ信号の
他の一部は、帯域ろ波器２０７においてキャリアが選択
され、第１のＮ分周器２０８においてＮ分周されて位相
比較器２１０の一方の入力とされる。この位相比較器２
１０の他方の入力には、電圧制御発振器２０３からの局
部発振信号を第２のＮ分周器２０９においてＮ分周され
た信号が入力されるため、位相比較器２１０では両者の
位相を比較し、その位相差を出力する。そして、この位
相差は低域ろ波器２１１において電圧に変換され、この
電圧を電圧制御発振器２０３の制御電圧として入力する
ことで、いわゆるＰＬＬ（位相ロックループ）動作によ
り電圧制御発振器２０３の出力周波数を制御し、局部発
振信号の周波数をキャリアに一致させる。

【００２１】したがって、前記したように混合器２０４
に入力されたＩＦ信号は、キャリアに同期された周波数
の局部発振信号により周波数変換されるため、この周波
数変換されたベースバンド帯のバイポーラ信号は、屋内
ユニット２におけるバイポーラ信号の元のスペクトラム
が再生されたものとなる。このバイポーラ信号は低域ろ
波器２０５において高域ノイズが除去された後、バイポ
ーラ／ユニポーラ変換回路２０６によりベースバンド帯
のユニポーラ信号とされる。このユニポーラ信号は、屋
内ユニット１における元のスペクトラムのメイン信号と
して再生されることも言うまでもない。再生されたユニ
ポーラ信号は、無線送受信機２１において変調され、か
つ無線周波数帯に周波数変換されて送信が行われる。

【００２２】なお、屋外ユニット２における各種の監視
事項、例えば無線送受信機２１における送信電力や送信
周波数等の情報は、屋外ユニット２に設けられている監
視部２２から監視信号として分離合成器２０１に入力さ
れ、ここから同軸ケーブル３を通して屋内ユニット１に
伝送され、分離合成器１０６において分離されて屋内ユ
ニット１に設けた監視制御部１２に入力される。監視制
御部１２では、この監視信号に含まれる監視情報に基づ
いて制御用の監視信号を生成し、これを前記したように
ＩＦ信号に電源信号と共に分離合成器１０６において重
畳して屋外ユニット２に送出することになる。

【００２３】このように、屋内ユニットではユニポーラ
信号を一旦バイポーラ信号に変換した上で、これをＩＦ
信号に周波数変換し、その高域成分とキャリアを選択す
ることで、低域領域に電源信号や監視信号等のサブ信号
を重畳することが可能となる。そして、この重畳した信
号を屋外ユニットに伝送し、ここで分離し、ＩＦ信号を
ベースバンド帯に周波数変換し、かつその際にキャリア
をＰＬＬにより再現することで、元のバイポーラ信号を
得ることができ、更に元のユニポーラ信号を得ることが
できる。また、同時に電源信号と監視信号を伝送でき、
電源信号により屋外ユニットを駆動させ、かつ監視信号
により屋外ユニットの監視が可能となる。

【００２４】したがって、１本の同軸ケーブルで主とな
る信号に加えて電源信号や監視信号等のサブ信号を伝送
することが可能となり、これにより屋内ユニットと屋外
ユニットを結ぶ線路数を低減し、両ユニットの距離が長
くて線路長が長くなる場合でも構成の簡略化と低コスト
化を図り、設備作業の簡易化を図ることができる。

【００２５】ここで、前記実施例では、ＩＦ帯に周波数
変換したメイン信号の高域側を高域ろ波器により選択
し、低域側に電源信号と監視信号のサブ信号を重畳して
いるが、これは電源信号が低域側に存在するためであ
る。したがって、サブ信号として監視信号のみを重畳
し、電源信号を重畳しない場合には、メイン信号の低域
側を選択し、監視信号を高域側に重畳させるようにして
もよい。

【００２６】また、前記実施例では屋内ユニットから屋
外ユニットに信号を伝送して無線送信するための構成の
みを示したが、屋外ユニットに設けられた無線送受信機
で受信して復調した信号を前記した同軸ケーブルを利用
して送信側の信号とは時間的に分割したタイミングで屋
内ユニットに伝送するように構成してもよい。この場合
にも、前記したようにバイポーラ信号への変換及びＩＦ
帯への周波数変換を行った上で伝送を行うことは同様で
あるが、この場合には電源信号を伝送する必要がないた
め、サブ信号としては監視信号を重畳して伝送すること
になる。

【００２７】また、本発明は無線つしん装置において、
有線でバイポーラ信号を伝送する種々の方式に適用が可
能である。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、屋内ユニ
ットでは、複極性の信号をＩＦ信号に周波数変換し、そ
の帯域を制限した上で、その帯域外に電源信号や監視信
号等のサブ信号を重畳し、この重畳した信号をケーブル
を介して屋外ユニットに伝送可能とし、一方屋外ユニッ
トでは、伝送された信号からＩＦ信号とサブ信号を分離
し、分離されたＩＦ信号を周波数変換して元の信号を再
生可能としていることにより、ＩＦ信号の帯域外を利用
してサブ信号を屋外ユニットに伝送することができ、両
ユニットを接続するケーブルの本数を増大することなく
種々の信号の伝送が可能となり、無線通信装置の構成の
簡略化、設備作業の簡易化及び低価格化を実現すること
ができる効果がある。

【００２９】また、屋外ユニットには、伝送されたＩＦ
信号から分離されるキャリアを利用して局部発振信号を
得るための位相ロックループを設けることにより、ＩＦ
信号を周波数変換したキャリアを再生し、このキャリア
によりＩＦ信号をベースバンド信号に周波数変換するこ
とができ、ＩＦ信号から元の複極性信号を高精度に再生
することが可能となる。

【００３０】また、屋内ユニットには、ユニポーラ信号
をバイポーラ信号に変換する手段を備え、このバイポー
ラ信号をＩＦ信号に周波数変換するように構成し、屋外
ユニットは再生されたバイポーラ信号をユニポーラ信号
に変換する手段を備え、この変換されたユニポーラ信号
を無線送受信機に送出するように構成することで、屋内
ユニットと屋外ユニットとの間でユニポーラ信号の伝送
を実現することも可能である。

【００３１】特に、屋内ユニットは電源信号を送出する
電源と、監視制御用の信号を送出する監視制御部とを備
え、屋外ユニットは分離された電源信号に基づいて屋外
ユニットを駆動させる電力を生成する電源と、屋外ユニ
ットを監視する信号を屋内ユニットに向けて送出する一
方で、分離された監視信号により屋外ユニットを制御す
る監視部とを備えることにより、ＩＦ信号を伝送するた
めのケーブルを利用して屋内ユニットの電源電力を屋外
ユニットに伝送して屋外ユニットを電力駆動させること
が可能となり、かつ屋内ユニットにおいて屋外ユニット
を監視制御することができる効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される無線通信装置の全体構成を
示すブロック構成図である。

【図２】本発明の一実施例の無線通信装置の要部の構成
を示すブロック構成図である。

【図３】ベースバンド帯のバイポーラ信号のスペクトラ
ム図である。

【図４】周波数変換と高域ろ波器を通されたバイポーラ
信号のスペクトラム図である。

【符号の説明】

１ 屋内ユニット ２ 屋外ユニット ３ 同軸ケーブル １０ 信号処理回路 １１ 電源 １２ 監視制御部 ２０ 信号処理回路 ２１ 無線送受信機 ２２ 監視部 ２３ 電源再生部

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無線送受信機を備える屋外ユニットと、
   メイン信号を処理する信号処理部を有し前記屋外ユニッ
   トと分離して構成される屋内ユニットと、これら屋外ユ
   ニットと屋内ユニットとをケーブルで接続してなる無線
   通信装置において、前記屋内ユニットは、ユニポーラ信
   号をバイポーラ信号に変換する変換回路と、変換された
   バイポーラ信号からなるメイン信号をＩＦ信号に周波数
   変換するためのキャリア発振器及び混合器と、周波数変
   換されたＩＦ信号のスペクトラムのうちキャリアと高域
   側を選択する高域ろ波器と、前記キャリアよりも低域側
   のスペクトラムの電源信号と監視制御用の信号をサブ信
   号として発生する電源および監視制御部と、前記ＩＦ信
   号とサブ信号とを周波数多重で合成する合成器とを備
   え、この重畳した信号を前記ケーブルを介して屋外ユニ
   ットに伝送可能に構成し、前記屋外ユニットは、前記ケ
   ーブルを介して屋内ユニットから伝送された信号からＩ
   Ｆ信号とサブ信号とを分離する分離器と、分離されたＩ
   Ｆ信号からキャリアを分離するろ波器と、分離されたキ
   ャリアに基づいて局部発振信号を生成する位相ロックル
   ープと、この局部発振信号により前記ＩＦ信号を周波数
   変換してバイポーラ信号からなる前記メイン信号を得る
   ための混合器と、再生されたバイポーラ信号をユニポー
   ラ信号に変換して前記無線送受信機に送出する変換回路
   と、分離された前記サブ信号である電源信号に基づいて
   屋外ユニットを駆動させる電力を生成する電源再生部
   と、屋外ユニットを監視する信号を屋内ユニットに向け
   て送出する一方で、分離された監視信号により屋外ユニ
   ットを制御する監視部とを備えることを特徴とする無線
   通信装置。
2. 【請求項２】 位相ロックループは、電圧制御発振器
   と、この電圧制御発振器の出力と分離されたキャリアと
   の位相を比較する位相比較器と、位相比較器の出力を前
   記電圧制御発振器の制御電圧に変換するろ波器とを備え
   る請求項１の無線通信装置。