JP3039833B2 - サテライト基地局装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、移動通信システムにお
いて、不感地に所望の無線ゾーンを拡張するサテライト
基地局装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、多くの都市では、移動通信システ
ムの無線基地局が設けられ、車載型や携帯型の移動局に
対して種々の通信サービスが提供されている。また、特
に都市部では、このような車載型の移動局は高層建築物
で挟まれた狭い道路の上や地下駐車場の中に位置するこ
とが多く、かつ携帯型の移動局は狭くかつ複雑に交差す
る地下通路に沿って形成された地下街の中に位置するこ
とが多い。

【０００３】しかし、上述した移動通信システムの無線
周波数は、ＨＦ帯以下の低い無線周波数に比較して顕著
な直進性を有し、かつ地物によって生じる透過損失や遮
蔽損失が著しい。したがって、このような道路、地下駐
車場および地下街では、最寄りの無線基地局が形成する
無線ゾーンから電磁的に遮蔽されて不感地が形成され、
上述した通信サービスが提供されない。

【０００４】従来、このような不感地に位置する移動局
に確実に通信サービスを提供する方法としては、その不
感地にサテライト局を適宜設置することにより、所望の
無線ゾーンの拡張をはかるブースタ方法が採用されてい
た。なお、以下では、不感地に拡張された無線ゾーンを
サテライトゾーンという。

【０００５】図４は、従来のサテライト基地局装置の構
成例を示す図である。図において、アンテナ４１は同軸
ケーブル４２を介して共用器４３のアンテナ端子に接続
され、その受信出力は増幅器４４_D および同軸ケーブル
４５_D を介して不感地内に設置されたアンテナ４６_D に
接続される。アンテナ４６_U はアンテナ４６_D と同じ不
感地内に設置されて同軸ケーブル４５_U および増幅器４
４_U を介して共用器４３の送信入力に接続され、増幅器
４４_D、４４_Uの制御入出力はそれぞれ制御部４７の対応
する入出力に接続される。制御部４７の表示出力は、発
光ダイオード４８に接続される。電源部４９には外部か
ら電力が供給され、その出力は増幅器４４_D 、４４_U お
よび制御部４７の電源端子に接続される。また、共用器
４３、増幅器４４_D 、４４_U 、制御部４７、発光ダイオ
ード４８および電源部４９は筐体５０に収容され、か
つ、発光ダイオード４８はその発光面が筐体５０の外部
から目視可能な位置に取り付けられる。

【０００６】このような構成のサテライト基地局装置で
は、アンテナ４１は、所望の無線ゾーン内に設置されて
その無線ゾーンの無線基地局から送信された送信波をと
らえ、同軸ケーブル４２および共用器４３を介して増幅
器４４_D に与える。増幅器４４_D は、このようにして与
えられる送信波の電力を所定のレベルに増幅し、同軸ケ
ーブル４５_D を介してアンテナ４６_D から不感地に再送
信する。

【０００７】一方、アンテナ４６_U は、このような不感
地に位置する移動局から到来した受信波をとらえ、同軸
ケーブル４５_U 、増幅器４４_U 、共用器４３および同軸
ケーブル４２を介してアンテナ４１から無線ゾーンに再
送信する。

【０００８】したがって、このような無線ゾーンはアン
テナ４６_D 、４６_U が設置された不感地にサテライトゾ
ーンとして拡張され、その不感地に位置する移動局に対
して通信サービスの提供が行われる。

【０００９】また、制御部４７は、上述したサテライト
ゾーンに位置する移動局からアンテナ４６_U および同軸
ケーブル４５_U を介して増幅器４４_U に与えられる無線
信号のレベルを監視し、例えば、移動局がアンテナ４６
_U の至近点に位置するためにこのようなレベルが所定値
を上回った場合には、相互変調による伝送品質の劣化を
回避するために増幅器４４_U の利得を低減する。

【００１０】さらに、制御部４７は、増幅器４４_D 、４
４_U の利得、これらの増幅器と同軸ケーブル４５_D 、４
５_U との間のインピーダンス整合状態その他の監視項目
を所定の頻度で監視し、予め決められた判断基準に基づ
いて増幅器４４_D 、４４_U の稼働状況やサテライト基地
局全体の稼働状況の正否を示す監視情報を出力し、発光
ダイオード４８を介して表示する。

【００１１】したがって、保守や運用にかかわる業務の
担当者は、このような発光ダイオード４８の表示に基づ
いて該当するサテライト基地局が正常に運用されている
か否かを把握することができる。

【００１２】なお、電源部４９は、外部から供給される
商用電源その他の電力を所望の直流電力に変換して増幅
器４４_D 、４４_U および制御部４７に駆動電力として供
給する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来のサテライト基地局装置は、同軸ケーブル４２側と
同軸ケーブル４５_D、４５_Uとの挿入損失が大きく偏るこ
とを回避するために、アンテナ４１、同軸ケーブル４２
および筐体５０に収容された各部は不感地から隔たった
無線ゾーン内に設置されていた。したがって、これらの
アンテナ４６_D 、４６_U の近傍では、発光ダイオード４
８の表示を目視することができなかった。

【００１４】また、このような目視を可能とする方法と
してはアンテナ４６_D 、４６_U の近傍に発光ダイオード
４８を配置する方法があるが、このような方法は、制御
部４７からアンテナ４６_D 、４６_U の近傍にその発光ダ
イオードの駆動信号を伝達するためにケーブルを敷設す
る必要があり、コストの上限や装備面の制約に阻まれて
実際には適用できなかった。

【００１５】さらに、同軸ケーブル４２の挿入損失が、
例えば、無線ゾーン内に形成された極めて局部的な不感
地にサテライト基地局装置が設置された場合のように、
小さな値である場合には、筐体５０に収容された各部を
アンテナ４６_D、４６_Uの近傍に配置することができる。
しかし、このような場合には、同軸ケーブル４５_U の挿
入損失が小さいために、増幅器４４_U に過大なレベルの
受信波が与えられる可能性があり、かつこのような状態
において制御部４７の制御の下で増幅器４４_Uの利得が
過少な値に設定された場合にはサテライトゾーンが実質
的に狭まったり、そのサテライトゾーンの周端部近傍に
おいて通話している移動局に対するサービス品質が劣化
する可能性があった。

【００１６】また、筐体５０はその内部に収容される共
用器４３や電源部４９に固有の体積に阻まれて必ずしも
十分には小型化されず、例えば、オフィスの室内にサテ
ライトゾーンを形成しようとする場合には、景観を損ね
ずに所望の性能が得られる設置場所が極めて限られ、や
むを得ず多くの人の目に触れる場所に設置しなければな
らない場合も多かった。

【００１７】本発明は、サテライトゾーン内で表示を目
視することにより稼働状況の正否を確認できるサテライ
ト基地局装置を提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】図１は、本発明の原理ブ
ロック図である。本発明は、無線基地局が形成する無線
ゾーンと電磁的に遮蔽されてその無線基地局にアクセス
可能な移動局が位置し得る空間に設置されたアンテナ１
１と、アンテナ１１の給電路を形成する給電線１２と、
無線ゾーンに中継伝送路を介して接続され、その中継伝
送路を介して受信された高周波信号に中継処理を施す中
継手段１３と、中継手段１３の稼働状況を監視し、その
監視の結果を出力する監視手段１４と、中継手段１３に
よって中継処理が施された高周波信号と、監視手段１４
によって出力された監視の結果とを周波数多重化して給
電線に送出する多重化手段１５とを備え、アンテナ１１
の給電点近傍には、多重化手段１５によって周波数多重
化された高周波信号と監視の結果とを給電線１２から取
り込んで分離し、かつその高周波信号をアンテナに給電
して空間に無線ゾーンを拡張する逆多重化手段１６を備
えたことを特徴とする。

【００１９】

【作用】本発明にかかわるサテライト基地局装置では、
中継手段１３は無線基地局から無線ゾーンに送信された
高周波信号を中継伝送路を介して取り込んで中継処理を
施し、多重化手段１５はこのような中継処理が施された
高周波信号と、監視手段１４が出力する中継手段１３の
稼働状況にかかわる監視の結果とを周波数多重化して給
電線１２に送出する。逆多重化手段１６は、このように
して周波数多重化された高周波信号と監視の結果とを給
電線１２を介して取り込んで分離し、その高周波信号を
アンテナ１１に給電すると共に、監視の結果を出力す
る。

【００２０】すなわち、無線ゾーンが中継手段１３、多
重化手段１５、給電線１２、逆多重化手段１６およびア
ンテナ１１を介してサテライトゾーンとして拡張され、
かつ上述した高周波信号と共に給電線１２を伝送路とし
て共用することにより、中継手段１３の稼働状況に関す
る監視の結果がアンテナ１１の給電点近傍に確実に伝送
される。

【００２１】したがって、上述したサテライトゾーン内
で中継手段１３の稼働状況を把握することが可能とな
り、かつ中継手段１３、監視手段１４および多重化手段
１５の設置場所が中継伝送路および給電線１２の挿入損
失が許容される範囲で自由に選択可能となるので、装備
面の制約が大幅に軽減される。

【００２２】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例につい
て詳細に説明する。図２は、本発明の第一の実施例を示
す図である。

【００２３】図において、図４に示すものと機能および
構成が同じものについては、同じ参照番号を付与して示
し、ここではその説明を省略する。本実施例と図４に示
す従来例との相違点は、同軸ケーブル４５_D、４５_Uに代
えて同軸ケーブル２１が設けられ、その一端が共用器２
２の共用端子に接続されてその共用器２２の高周波入出
力端子にはアンテナ４６_D、４６_Uに代わる八木アンテナ
２３が接続され、共用器２２の直流出力端子は八木アン
テナ２３の給電端子近傍に取り付けられた発光ダイオー
ド４８に接続され、さらに、同軸ケーブル２１の他端は
共用器２４の共用端子に接続されてその共用器２４の直
流入力端子には制御部４７の表示出力が接続され、共用
器２４の高周波入出力端子は共用器２５を介して増幅器
４４_U の入力と増幅器４４_D の出力とに接続された点に
ある。また、共用器２４、２５は、筐体５０に代わる筐
体２６の内部に収容される。

【００２４】なお、本実施例と図１に示すブロック図と
の対応関係については、八木アンテナ２３はアンテナ１
１に対応し、同軸ケーブル２１は給電線１２に対応し、
共用器４３、２５および増幅器４４_D 、４４_U は中継手
段１３に対応し、制御部４７は監視手段１４に対応し、
共用器２４は多重化手段１５に対応し、共用器２２は逆
多重化手段１６に対応する。

【００２５】以下、本実施例の動作を説明する。八木ア
ンテナ２３は、サテライトゾーンが形成されるべき不感
地に所望の方向に主ローブを一致させて取り付けられ
る。無線ゾーンに設置されたアンテナ４１に基地局から
到来した受信波は、同軸ケーブル４２、共用器４３、増
幅器４４_D、共用器２５、２４、同軸ケーブル２１およ
び共用器２２を介して八木アンテナ２３から再送信され
る。また、サテライトゾーンに位置する移動局からアン
テナ２３に到来した受信波は、共用器２２、同軸ケーブ
ル２１、共用器２４、２５、増幅器４４_U 、共用器４３
および同軸ケーブル４２を介してアンテナ４１から上述
した基地局に向けて再送信される。

【００２６】さらに、制御部４７は、従来例と同様にし
て増幅器４４_U に入力される受信波のレベルを監視して
その増幅器の利得を可変制御する。したがって、共用器
２５、２４、同軸ケーブル２１および共用器２２の挿入
損失、八木アンテナ２３の利得や指向性その他の伝送特
性を決定するパラメータが適正であれば、従来例と同様
にしてサテライトゾーンが形成される。

【００２７】一方、共用器２４は、増幅器４４_D から共
用器２５を介して与えられる高周波信号（基地局から到
来した受信波の信号）に制御部４７の表示出力から与え
られる直流信号を重畳して合成（多重化）し、同軸ケー
ブル２１を介して共用器２２に与える。共用器２２は、
このように高周波信号に重畳された直流信号を分離して
発光ダイオード４８に与える。

【００２８】このように本実施例によれば、八木アンテ
ナ２３の給電点近傍に取り付けられた発光ダイオード４
８が同軸ケーブル２１を介して従来例と同様に制御部４
７の制御の下で駆動されるので、サテライトゾーン内で
該当するサテライト基地局の稼働状況を円滑にかつ確実
に把握し、速やかに障害の回復処置を行うことが可能と
なる。

【００２９】また、発光ダイオード４８を駆動するため
に専用のケーブルを敷設する必要がないので、筐体２６
およびその内部に収容された各部の設置位置は同軸ケー
ブル４２と、同軸ケーブル４５_D 、４５_U との挿入損失
の偏りの許容範囲内で自由に設定可能となり、装備面の
制約が大幅に軽減される。

【００３０】さらに、筐体２６が八木アンテナ２３（共
用器２２）に著しく近い位置に配置されることがないの
で、同軸ケーブル２１の挿入損失も過少となることはな
い。したがって、制御部４７が可変可能な増幅器４４_U
の利得の可変幅では適応しきれないほど過大なレベルの
無線信号がその増幅器に与えられる可能性はなく、増幅
器４４_U の利得が過少に設定されることに起因して従来
例で生じていたサテライトゾーンの実質的な狭小化と、
そのサテライトゾーンの周端部近傍において通話してい
る移動局に提供されるサービスの品質劣化とが回避され
る。

【００３１】図３は、本発明の第二の実施例を示す図で
ある。図において、図２に示すものと機能および構成が
同じものについては、同じ参照番号を付与して示し、こ
こではその説明を省略する。

【００３２】本実施例と図２に示す実施例との相違点
は、プリント板３１上に形成された送信アンテナ３２お
よび受信アンテナ３３が八木アンテナ２３に代えて設け
られ、受信アンテナ３３の給電点は同軸ケーブル３４を
介して増幅器４４_U に直結され、発光ダイオード４８は
プリント板３１上に配置され、かつ送信アンテナ３２の
給電点と共に共用器２２に代わるＤＣカプラ３５を介し
て同軸ケーブル２１の一端に接続され、その同軸ケーブ
ル２１の他端には共用器２４に代わるＤＣカプラ３６を
介して共用器２５の共用端子と制御部４７の表示出力と
が接続された点にある。

【００３３】なお、本実施例と図１に示すブロック図と
の対応関係については、送信アンテナ３２はアンテナ１
１に対応し、同軸ケーブル２１は給電線１２に対応し、
共用器４３および増幅器４４_D は中継手段１３に対応
し、制御手段４７は監視手段１４に対応し、ＤＣカプラ
３６は多重化手段１５に対応し、ＤＣカプラ３５は逆多
重化手段１６に対応する。

【００３４】以下、本実施例の動作を説明する。サテラ
イトゾーンに位置する移動局から受信アンテナ３３に到
来した受信波は同軸ケーブル３４を介して増幅器４４_U
の入力に直接与えられて増幅され、共用器４３、同軸ケ
ーブル４２を介してアンテナ４１から無線ゾーンに再送
信される。また、その無線ゾーンにおいてアンテナ４１
に到来した受信波は、同軸ケーブル４２、共用器４３お
よび増幅器４４を介してＤＣカプラ２４に直接与えられ
る。ＤＣカプラ３６、３５は、それぞれ図２に示す共用
器２４、２２と同様に受信波（高周波信号）と直流信号
との合成処理および分離処理を行う。

【００３５】すなわち、本実施例では、送信アンテナ３
２および受信アンテナ３３の送受信共用がはかられず、
かつ発光ダイオード４８がこれらのアンテナを形成する
プリント板３１の上に併設された点で異なるが、図２に
示す従来例と同様の動作が行なわれる。

【００３６】したがって、装備面の制約を軽減しつつサ
テライトゾーン内で該当するサテライト基地局の稼働状
況を円滑にかつ確実に把握することが可能となり、かつ
移動局から到来する強電界の受信波に応じて制御部４７
が増幅器４４_U の利得を過少設定することに起因するサ
テライトゾーンの狭小化と、そのサテライトゾーンに位
置する移動局に提供されるサービスの品質劣化とが回避
される。

【００３７】なお、本実施例では、サテライトゾーンに
位置する移動局から到来した受信波が受信専用の受信ア
ンテナ３３、同軸ケーブル３４、増幅器４４_U および送
受共用の共用器４３、同軸ケーブル４２およびアンテナ
４１を介して無線ゾーンに再送信されているが、本発明
はこのような構成に限定されず、例えば、増幅器４４ _U
の出力に得られる受信波を受信専用の給電線およびアン
テナを介して無線ゾーンに再送信したり、結合器を介し
て無線基地局の空中線系に直接リンクさせる構成として
もよい。

【００３８】また、上述した各実施例では、全二重方式
の通信路が形成される移動通信システムに本発明が適用
されているが、本発明はこのような移動通信システムに
限定されず、例えば、無線基地局から移動局に至る単信
方式の通信路が形成される移動通信システムについても
同様に適用可能である。

【００３９】さらに、上述した各実施例では、制御部４
７から稼働状況が正常であるか否かを示す単一ビットの
情報が出力され、そのビットの論理値を示す２値の直流
信号が共用器２４やＤＣカプラ３６を介して高周波信号
に重畳されているが、本発明はこのような構成に限定さ
れず、例えば、サテライトゾーン内で表示すべき情報が
複数のビットで構成される場合には、その高周波信号と
共に確実に周波数多重化して伝送可能な符号化方式によ
りこれらのビットを符号化し、かつサテライトゾーン内
で復号化してもよい。

【００４０】また、上述した各実施例では、制御部４７
は増幅器４４_D 、４４_U の利得、これらの増幅器と同軸
ケーブル４５_D 、４５_U との間のインピーダンス整合状
態その他を監視しているが、本発明はこのような監視の
項目に限定されず、その監視によって得られ情報の情報
量が上述したように周波数多重化して伝送可能なもので
あれば、如何なる監視項目であってもよい。

【００４１】さらに、上述した各実施例では、無線ゾー
ンが増幅器４４_D 、４４_U を介してサテライトゾーンと
して拡張されているが、本発明はこのような構成に限定
されず、例えば、これらの増幅器の何れか一方あるいは
双方を介さずに直接中継する方式を適用してもよい。

【００４２】また、上述した各実施例では、制御部４７
によって監視された増幅器４４_D 、４４_U の利得と、こ
れらの増幅器と同軸ケーブル４５_D、４５_Uとの間のイン
ピーダンス整合状態との正否が発光ダイオード４８によ
って常時表示されているが、本発明はこのような構成に
限定されず、例えば、発光ダイオード４８に代えてコネ
クタを設け、そのコネクタに動作監視盤や状態監視盤の
ような試験什器を接続することにより同様の表示を行っ
てもよい。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、不感地
に配置されたアンテナの給電路をそのアンテナに給電さ
れる高周波信号と中継手段の稼働状況にかかわる監視の
結果との多重伝送路として共用し、かつ給電点近傍で逆
多重化処理を施すことにより給電に並行してその監視の
結果が確実に得られる。

【００４４】すなわち、無線ゾーンに至る中継伝送路や
上述した給電路の挿入損失が許容範囲内に抑えられる限
り上述したアンテナによるサテライトゾーンの形成が確
実に行われ、かつ中継手段、監視手段および多重化手段
の設置場所が自由に選択可能となる。

【００４５】したがって、サテライトゾーン内でサテラ
イト基地局装置が正常に動作しているか否か確認するこ
とができ、このようなサテライト基地局装置の保守や運
用にかかわる作業の環境と効率化とがはかられてランニ
ングコストが低減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理ブロック図である。

【図２】本発明の第一の実施例を示す図である。

【図３】本発明の第二の実施例を示す図である。

【図４】従来のサテライト基地局装置の構成例を示す図
である。

【符号の説明】

１１ アンテナ １２ 給電線 １３ 中継手段 １４ 監視手段 １５ 多重化手段 １６ 逆多重化手段 ２１，３４，４２，４５ 同軸ケーブル ２２ 共用器 ２３ 八木アンテナ ２４，２５，４３ 共用器 ２６，５０ 筐体 ３１ プリント板 ３２ 送信アンテナ ３３ 受信アンテナ ３５，３６ ＤＣカプラ ４１，４６ アンテナ ４４ 増幅器 ４７ 制御部 ４８ 発光ダイオード ４９ 電源部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04B 7/14 - 7/26 102 H04Q 7/00 - 7/38

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無線基地局が形成する無線ゾーンと電磁
   的に遮蔽されてその無線基地局にアクセス可能な移動局
   が位置し得る空間に設置されたアンテナと、 前記アンテナの給電路を形成する給電線と、 前記無線ゾーンに中継伝送路を介して接続され、その中
   継伝送路を介して受信された高周波信号に中継処理を施
   す中継手段と、 前記中継手段の稼働状況を監視し、その監視の結果を出
   力する監視手段と、 前記中継手段によって中継処理が施された高周波信号
   と、前記監視手段によって出力された監視の結果とを周
   波数多重化して前記給電線に送出する多重化手段とを備
   え、 前記アンテナの給電点近傍には、 前記多重化手段によって周波数多重化された高周波信号
   と監視の結果とを前記給電線から取り込んで分離し、か
   つその高周波信号を前記アンテナに給電して前記空間に
   前記無線ゾーンを拡張する逆多重化手段を備えたことを
   特徴とするサテライト基地局装置。