JP3635564B2 - Wireless signal transmission device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は例えば移動通信用の基地局に利用して好適な無線信号伝送装置に関し、特にアンテナに近接して設置される塔上ユニットと、室内等に設置される室内ユニットとの間に接続されるケーブルの本数及び重量を軽減し、基地局の設置工事の施工性を向上する事を目的とした発明である。
【0002】
【従来の技術】
無線通信装置の中で、例えば移動通信用の基地局では、アンテナ及びこのアンテナに近接して配置しなければならない送信用及び受信用増幅器は鉄塔等の高所或いは建物の屋上等の高所に設置され、送信信号発生装置及び受信信号処理装置等を格納したユニットは鉄塔等の下方にある機械室或いは屋内に設置される。
図13は従来の移動通信用の基地局の構成の一例を示す。図中11はアンテナ、10はこのアンテナ11に近接して配置される送信用及び受信用増幅器、Uは屋内等に設置される屋内ユニットを示す。送信用及び受信用増幅器10は共用器12と、送信用の電力増幅器13と、受信用の低雑音増幅器14とによって構成される。また、屋内ユニットUには送信信号発生装置15と受信信号処理装置16とが格納される。
【0003】
アンテナ11で受信した無線信号は共用器12を介して受信用増幅器を構成する低雑音増幅器14に導かれる。低雑音増幅器14の出力信号は、受信用給電装置18により屋内ユニットUに送り込まれ受信信号処理装置16に入力される。一方、送信信号発生装置15からの送信信号は、送信用給電装置17により送信用増幅器を構成する電力増幅器13に伝送され、電力増幅器13から共用器12を介してアンテナ11に送られる。送信用給電装置17と受信用給電装置18は従来より同軸ケーブルが用いられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
図13に示した移動通信用の基地局においては、アンテナ11、送信用及び受信用増幅器10及び屋内ユニットUはそれぞれ一つの受信信号及び送信信号を扱っている。これに対し、複数のアンテナを一定の規則でアレー状に配列し、各アンテナで送受信される信号の振幅、位相を各移動局に対して最適に制御することにより通信品質の向上を図る方法がある。
【0005】
図14は、その方法を用いて移動通信用の基地局を構成した例を示す。この基地局ではアンテナが複数N本設けられ、これらN本のアンテナのそれぞれに送信用及び受信用増幅器10−1〜10−Nが接続され、これら複数の送信用及び受信用増幅器10−1〜10−Nが塔上ユニットU1に格納されて高所に設置される。
屋内ユニットU2にはNチャンネル分の信号処理機能を備えた送信信号発生装置15と受信信号処理装置16とが設けられ、これら送信信号発生装置15と塔上ユニットU1との間及び受信信号処理装置16と塔上ユニットU1との間のそれぞれにN本の同軸ケーブル17−1〜17−N及び18−1〜18−Nで構成された送信用給電装置17と受信用給電装置18とが接続されて基地局が構成される。
【0006】
各移動局からの無線信号はアンテナ11−1〜11−Nで受信され、各アンテナ11−1〜11−Nに接続された共用器12を経由し低雑音増幅器14で増幅される。
このN個の受信信号はN本の受信用給電装置18−1〜18−Nにより独立して受信信号処理装置16に伝送される。
受信信号処理装置16はこれらの受信信号を、それぞれの振幅、位相情報を利用した演算を施すことにより、個々の移動局に対応した複数の受信情報に分離する。また、個々の移動局に向けられる送信情報は、送信信号発生装置15により各アンテナに対応したN個の送信信号に変換された後、それぞれが送信用給電装置17−1〜17−Nと、各アンテナ11−1〜11−Nに接続された電力増幅器13、及び共用器12を経由してアンテナ11−1〜11−Nにより送信される。
【0007】
この場合、アンテナ数をNとすれば、送信用給電装置17及び受信用給電装置18を構成する同軸ケーブルは合わせて2N本が必要になる。一方、無線信号の周波数は数百MHz以上あるため、伝送損失を抑えるために太径の同軸ケーブルを使用しなければならない。数百MHz以上の周波数帯において1本の同軸ケーブルの仕上がり外径は通常数センチ以上になる。このため、アンテナ等が設置される塔上ユニットU1から機械室や屋内に設置した屋内ユニットU2へ大量の同軸ケーブルを施設すると、同軸ケーブルの重量、占有スペースの増大により施工性が大幅に低下する。また、同軸ケーブルの伝送損失がケーブルの長さに比例するため、長距離の伝送が困難である。
【0008】
この発明の目的は、大量の同軸ケーブルの敷設が必要な点を解決し、アレーアンテナを用いるときの基地局の施工性を向上することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項1で提案する無線信号伝送装置は、送信信号発生装置及び受信信号処理装置を格納した屋内ユニットと、
塔上に設置されたN個(Nは2以上の整数)のアンテナと、
各アンテナを送信と受信に共用するために設けられたN個の共用器、各共用器からの受信信号を増幅するN個の低雑音増幅器及びN個の共用器に送信信号を供給するN個の電力増幅器とを格納した塔上ユニットと、
この塔上ユニットに格納されたN個の共用器に接続されたN個のアンテナと、塔上ユニットに格納したN個の低雑音増幅器の出力信号を屋内ユニットに格納した受信信号処理装置へ伝送する受信用給電装置と、
屋内ユニットに格納された送信信号発生装置から出力されるN系列の送信信号を塔上ユニットに格納したN個の電力増幅器に伝送する送信用給電装置と、
N系列の送信信号及び受信信号を互いに中心周波数が異なる周波数多重化信号に変換するための周波数参照信号を生成する周波数参照信号発生装置と、
を具備して構成される無線信号伝送装置において、
送信用給電装置は、
送信信号発生装置から出力されるN系列の送信信号が入力され、各送信信号を互いに中心周波数が異なる信号に変換する第1周波数変換器と、
この第1周波数変換器から出力されるN系列の出力信号を周波数多重化された1系列の信号に多重化する合成器と、
この合成器の出力信号を光信号に変換する電気−光変換器と、
この電気−光変換器が出力する光信号を塔上ユニットに伝送する光ファイバ線路と、
塔上ユニットに設けられ、光ファイバ線路からの光信号を電気信号に変換する光−電気変換器と、
この光−電気変換器が出力する出力信号をN系列の信号に分配する分配器と、この分配器のN系列の出力信号の中心周波数を同一の周波数の信号に周波数変換し、その周波数変換したN系列の各信号をN個の電力増幅器に出力する第2周波数変換器とによって構成し、
受信用給電装置は、
N個の低雑音増幅器の出力側に接続され、各低雑音増幅器が出力する受信信号の中心周波数を互いに異なる周波数に変換する第3周波数変換器と、
この第3周波数変換器が出力する互いに中心周波数を異にするN系列の出力信号を1系列の周波数多重化信号に多重化する合成器と、
この合成器の出力信号を光信号に変換する電気−光変換器と、
この電気−光変換器が出力する光信号を屋内ユニットに伝送する光ファイバ線路と、
屋内ユニットに設けられ、光ファイバ線路からの光信号を電気信号に変換する光−電気変換器と、
この光−電気変換器の出力信号をN系列の信号に分配する分配器と、
この分配器が出力するN系列の出力信号の中心周波数を同一の周波数に変換する第4周波数変換器と、
この第4周波数変換器が出力するN系列の信号が入力されて受信処理する受信信号処理装置とによって構成し、
上記第1、第2、第3、及び第4周波数変換器は、
それぞれがN個の入力端子とN個の出力端子を持ち、各入力端子からの入力信号に対し、その入力信号が供給される第1フィルタと、
周波数参照信号発生装置から出力される参照信号を参照し、設定された周波数で発振するN個の局部発振器と、
これら第1フィルタの出力信号と局部発振器の出力信号を入力し、これらを周波数混合するN個のミキサと、
このミキサの出力信号をろ波し、このろ波した信号を周波数変換器の出力信号として出力する第2フィルタとによって構成されるN個の周波数変換回路とによって構成し、
周波数参照信号発生装置は、
周波数参照信号源とされる周波数参照信号発生器と、
この周波数参照信号発生器の出力信号を2N+1分岐に分配し、その中の2N個の分岐出力をN個ずつ、第1周波数変換器と、第4周波数変換器のそれぞれのN個の局部発振器へ周波数参照信号として出力する第1分配器と、
この第1分配器の残りの一つの分岐出力を光信号に変換する電気−光変換器と、
この電気−光変換器が出力する光信号を塔上ユニットへ伝送する光ファイバ線路と、
塔上ユニットに設けられ、この光ファイバ線路からの光信号を電気信号に変換する光−電気変換器と、
この光−電気変換器が出力する信号をろ波するフィルタと、
このフィルタからの出力信号を2N分岐に分配し、各分岐出力をN個ずつ第2周波数変換器と、第3周波数変換器のそれぞれのN個の局部発振器へ周波数参照信号として出力する第2分配器とによって構成される。
【0010】
この発明の請求項1で提案する無線信号伝送装置は送信用給電装置と、受信用給電装置と、周波数参照信号発生装置を3本の光ファイバ線路で構成した点を請求したが、請求項2で提案する無線信号伝送装置は送信用給電装置と、受信用給電装置と、周波数参照信号発生装置を1本の光ファイバ線路で共用する構成を請求するものである。
請求項3で提案する無線信号伝送装置は送信用給電装置と参照信号発生装置を1本の光ファイバ線路によって構成し、受信用給電装置を1本の光ファイバ線路によって構成した点を請求するものである。
【0011】
【作用】
この発明の請求項1で提案した無線信号伝送装置によれば、塔上ユニットと屋内ユニットの間を接続する送信用給電装置と、受信用給電装置及び参照信号用給電装置の全てを光ファイバ線路で構成されたから、光ファイバ線路は周知のように軽量であり、また直径も細いので施工性を向上することができる。
また、送信信号及び受信信号を周波数多重化し、1本の光ファイバ線路に多チャンネルの送信信号及び受信信号を伝送したから、光ファイバ線路の本数を少なくできる。この点で更に施工性の向上が期待できる。
【0012】
この発明の請求項2及び3で提案する無線信号伝送装置によれば請求項1で提案する無線信号伝送装置と比較して光ファイバ線路の本数を更に少なくすることができる。従って、請求項1で提案する無線信号伝送装置と比較して更に一層施工性を向上できる利点が得られる。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1及び図2にこの発明の請求項1で提案する無線信号伝送装置の実施例を示す。図1は塔上ユニットU1の実施例を示し、図2は屋内ユニットU2の実施例を示す。
図2に示す送信信号発生装置15は、N個のアンテナに対応したN系列の送信信号101を生成する。送信信号101の各系列は振幅及び位相がそれぞれ所要の値に設定されているが、それらの周波数帯域は同様である。図3に送信信号101の周波数帯域を示す。各系列の信号の中心周波数はfTで、帯域幅はBである。この送信信号101は送信用給電装置17によりアンテナ側へ伝送される。
【0014】
送信用給電装置17は、第1周波数変換器20、合成器21、電気−光変換器22、光ファイバ線路23、光−電気変換器24、分配器25、第2周波数変換器26とによって構成される。
送信信号101はまず送信用給電装置17の第1周波数変換器20に入力される。第1周波数変換器20は、入力されたN系列の信号に対し系列ごとに周波数帯域の周波数変換を行い、i番目(i=1,2,・・・,N)の系列において、信号の中心周波数をfTからfiに変換する。
【0015】
図4に第1周波数変換器20のN系列の出力信号の周波数帯域を示す。図4A、B・・・Nは各系列1,2,・・・,Nの周波数帯域を示す。各周波数帯域の中心周波数f1,f2・・・fNを、例えばf1<f2<・・・<fNとしても一般性を失うことがない。このような周波数変換を実現するために、第1周波数変換器20は各系列の入力信号に対し、第1フィルタ41、局部発振器42、ミキサ43、及び第2フィルタ44からなる周波数変換回路を用いて周波数変換を行う。各系列において、中心周波数がfT、通過帯域幅がBである第1フィルタ41は入力信号の帯域外周波成分及び雑音を除去する。ミキサ43は第1フィルタ41の出力信号と局部発振器42からの局部発振信号を混合する。これによってミキサ43の出力信号に中心周波数がfiにシフトされた信号成分が含まれる。中心周波数がfi、通過帯域幅がBなる第2フィルタ44は、fiにある信号成分だけを取り出し第1周波数変換器20の出力信号として出力する。局部発振器42の局部発振周波数をfLl-iとすれば、これは次のように設定される。
【0016】
fLl-i=|fT±fi| (i=1,2,・・・,N)
第1周波数変換器20から出力されたN系列の信号は合成器21により合成される。図5にこの合成信号のスペクトルの様子を示す。合成信号は周波数軸上でfi(i=1,2,・・・,N)を中心周波数としたN個の成分を有し、周波数多重化信号とされる。この合成信号は電気−光変換器22により光信号に変換され、光ファイバ線路23により塔上ユニットU1に伝送される。
【0017】
塔上ユニットU1には光−電気変換器24が設けられ、この光−電気変換器24により再び電気信号に変換される。
この電気信号は分配器25により再びN系列に分配され、第2周波数変換器26に入力される。このN系列の信号は周波数多重化されており、それらの周波数成分は図5と同様である。
第2周波数変換器26は各系列の入力信号に対し、第1フィルタ45、局部発振器46、ミキサ47、第2フィルタ48からなる周波数変換回路を用いて周波数帯域の周波数変換を行う。各系列において、中心周波数が互いに異なるfi、通過帯域幅がBなる第1フィルタ45は入力信号の帯域外成分及び帯域外雑音を除去する。ミキサ47は、第1フィルタ45の出力信号と局部発振器46からの局部発信信号を混合する。これによってミキサ47の出力信号にfTXなる中心周波数にシフトされた信号成分が含まれる。中心周波数がfTX、通過帯域幅がBなる第2フィルタ48はfTXにある信号成分だけを取り出し第2周波数変換器26の出力信号として出力する。局部発振器46の局部発振周波数をfL2-iとすれば、これは次のように設定される。
【0018】
fL2-i=|fTX±fi| (i=1,2,・・・N)
送信用給電装置17のN系列の出力信号102の周波数帯域は図6に示すようになる。出力信号102の各系列の信号は、各系列に対応した電力増幅器13により増幅され、共用器12を介して各アンテナ11−1〜11−Nに送られる。
一方、各移動局からの上り電波信号はアンテナ11−1〜11−Nにより受信され、それぞれのアンテナ11−1〜11−Nに接続された共用器12を介して低雑音増幅器14により増幅され、N系列の受信信号103が得られる。
【0019】
受信信号103の各系列の信号の周波数帯域は同様であり、中心周波数は互いに同一周波数であるfRXで、帯域幅がBである。受信信号103は受信用給電装置18により屋内ユニットU2側へ伝送される。
受信用給電装置18は、第3周波数変換器27、合成器28、電気−光変換器29、光ファイバ線路30、光−電気変換器31,分配器32、第4周波数変換器33とによって構成される。
【0020】
送信用給電装置17と比べて動作する周波数が異なるが、信号伝送の仕組みは送信用給電装置17と同様である。第3周波数変換器27は中心周波数が互いに等しいfRXであるN系列の入力信号を、各系列において互いに中心周波数が異なるfi(i=1,2,・・・,N)に変換して出力する。第4周波数変換器33は、各系列において、入力信号の各中心周波数fiにある成分を取り出し、それを互いに等しい中心周波数fRに変換して出力する。第3周波数変換器の各系列に対応した各局部発振器の局部発信信号の周波数をfL3-iとし、第4周波数変換器の各系列に対応した局部発振器の局部発信信号の周波数をfL4-iとすれば、これらは次のように設定される。
【0021】
fL3-i=|fRX±fi| (i=1,2,・・・,N)
fL4-i=|fR±fi | (i=1,2,・・・,N)
第4周波数変換器33の出力信号は受信用給電装置18の受信信号104となり、受信信号処理装置16に伝送される。
ここで、図7を用いて各周波数変換器20、26、27、33における局部発振器の構成例を説明する。図7は一つの周波数変換器の中のN個の局部発振器42又は46を示す。各局部発振器は位相固定ループ(PLL−phase−locked loop)を用いた周波数シンセサイザーで構成した場合を示す。PLLは周知のように電圧制御発振器200と、分周器201と、位相比較器202と、ループフィルタ203とで構成される。
【0022】
電圧制御発振器200の出力信号(正弦波)の一部が分周器201により分周される。系列iに対応する局部発振器において分周器の分周率をni(niは整数であり、i=1,2,・・・,N)とする。位相比較器202は分周された信号と外部から入力される周波数参照信号との位相のずれを比較し、その誤差量に応じた電圧信号を出力する。この電圧信号はローパスフィルタであるループフィルタ203でろ波された後に電圧制御発振器200に入力される。
【0023】
電圧制御発振器200は、掛けられた制御電圧の大きさによって発振周波数が変化する。その結果、最終的に分周器201の出力信号の位相と参照信号の位相とのずれがほとんどなくなり、位相比較器202の出力電圧は0ボルトになる。このとき、周波数参照信号の周波数をf0とすれば、電圧制御発振器200の出力信号の周波数はnif0となる。niを各局部発振器毎に異なる値に設定することにより、各局部発振器の発振周波数を異ならせることができる。
【0024】
一方、周波数参照信号発生装置19により各局部発振器への周波数参照信号が供給される。周波数参照信号発生装置19は、周波数参照信号発生器34、第1分配器35、電気−光変換器36,光ファイバ37、光−電気変換器38、フィルタ39、第2分配器40とによって構成される。
周波数参照信号発生器34は屋内ユニットU1に格納され、第1周波数変換器20又は第4周波数変換器33の近くに設置される。この周波数参照信号発生器34で発生した周波数参照信号が第1分配器35により2N+1個の出力に分配されて、その内N個ずつ第1周波数変換器20及び第3周波数変換器33の各局部発振器42へ出力される。残りの一つは電気−光変換器36により光信号に変換され、光ファイバ線路37によりアンテナ等が設置される塔上ユニットU1へ伝送される。
【0025】
伝送された光信号は光−電気変換器38により再び電気信号に変換される。この信号はフィルタ39により信号帯域外雑音を除去された後、第2分配器40により2N個の出力に分配され、第2周波数変換器26及び第3周波数変換器27の各局部発振器へ出力される。周波数参照信号は、通常数MHzから数十MHzで、出力の局部発信信号の周波数は通常数百MHzから数GHzであり、また局部発信信号の周波数は周波数参照信号の周波数の整数倍である。
【0026】
送信用給電装置17の出力信号102及び受信用給電装置18の受信信号104の各系列の相対位相関係が元の出力信号102及び受信信号103の相対位相関係に保存されなければ、アレーアンテナが機能することができない。相対位相関係のずれの発生は各周波数変換器20,26,27,33の各局部発振器の位相のばらつきに起因する。相対位相関係を保存できるようにするために、前記のように送信用給電装置17及び受信用給電装置18の各周波数変換器20,26,27,33の各局部発振器として位相固定ループを用いた周波数シンセサイザーを使用し、かつそれらの周波数参照信号として全て同一の周波数参照信号を参照させることにした。こうした場合の信号伝送の位相関係について、送信用給電装置17において、送信信号101の任意2系列の伝送過程における位相関係を用いて次のように説明する。
【0027】
ここで、周波数変換の影響のみが注目されるため、送信用給電装置17の伝送過程を図8に簡略化することができる。図8において、送信用給電装置17の系列iの入力信号の位相を(2πfTt)とし(πは円周率であり、tは時間である)、別の系列jの入力信号の位相が系列iに相対してθだけの位相差があり、(2πfTt+θ)であるとする。
周波数参照信号発生装置19から供給された周波数参照信号は全て一つの周波数参照信号発生器34の信号から分配されたものであるため、全てが同様な位相(2πf0t+φ)である。ここで、f0は周波数参照信号発生器24の発振周波数であり、φはその周波数参照信号の初期位相である。
【0028】
第1周波数変換器20において、系列iの局部発振器の周波数はf0のn1倍で、系列jの局部発振器の周波数はf0のn2倍になっているとすると(即ち、fLl-i=n1f0、fL2-i=n2f0)、それぞれの位相は(2πn1f0t+n1φ)、及び(2πn2f0t+n2φ)となる。
また、第2周波数変換器26において、系列iの局部発振器の周波数はf0のm1倍で、系列jの局部発振器の周波数はf0のm2倍になっているとすると(即ち、fLl-j=m1f0、fL2-j=m2f0)、それぞれの位相は(2πm1f0t+m1φ)、及び(2πm2f0t+m2φ)となる。従って、各ミキサの周波数混合により、送信用給電装置17の出力における系列i、系列jの位相はそれぞれ、
{2π[fT−(n1+m1)f0]t−(n1+m1)φ}
及び
{2π[fT−(n2+m2)f0]t−(n2+m2)φ+θ}
となる。一方前述の説明で述べたように、fT−(n1+m1)f0=fT−(n2+m2)f0=fTXであるため、(n1+m1)=(n2+m2)が成り立つ。その結果、この2系列の出力信号の相対位相差はやはりθとなり、これらの系列の入力における位相差が保たれることになる。以上の説明は2系列について行ったが、N系列についても同様であることが明らかである。また、受信用給電装置のN系列の受信信号の伝送についても同様である。
【0029】
この無線伝送装置は、光ファイバ線路23,30,37を境界として、アンテナ寄りの全ての装置が塔上ユニットU1に格納されて鉄塔等の塔上或いは建物の屋上との高所に設置され、送信信号発生装置或いは受信信号処理装置寄りの全ての装置が全てが屋内ユニットU2に格納されて鉄塔の下方にある機械室或いは屋内に設置される。
図9及び図10にこの発明の請求項2で提案する無線信号伝送装置の実施例を示す。図1及び図2と対応する部分には同一符号を付して示す。
【0030】
この発明の請求項2で提案する無線信号伝送装置は塔上ユニットU1と屋内ユニットU2との間を1本の光ファイバ線路23によって接続し、この1本の光ファイバ線路23を用いて送信信号と受信信号及び参照信号を、それぞれ周波数多重化した光信号で伝送し、信号の授受を行う構成とした点を特徴とするものである。
屋内ユニットU2及び塔上ユニットU1に設けられる電気−光変換器22,36及び29は光の波長が互いに異なる第1光波長、第2光波長、第3光波長を持つ光を発光する発光素子で構成した電気−光変換器が用いられる。これと共に屋内ユニットU2に第1光合波及び分波器49をまた、塔上ユニットU1に第2光合波及び分波器50を設け、これら第1光合波及び分波器49と第2光合波及び分波器50により、電気−光変換器22と36から出力される光信号に変換された送信信号と参照信号を第1光波長信号と第2光波長信号として第1光合波及び分波器49で合波して塔上ユニットU1に伝送し、塔上ユニットU1では第2光合波及び分波器50で第1光波長成分と第2光波長成分を分波して送信信号と参照信号とを分離して取り出す。
【0031】
一方受信信号は塔上ユニットU1側で電気−光変換器29で光信号に変換され、この光信号を第2光合波及び分波器50で第3光波長成分として光ファイバ線路23に合波され、屋内ユニットU2に伝送される。
屋内ユニットU2では第1光合波及び分波器49で第3光波長成分として取り出され、光−電気変換器31で電気信号に変換し、分配器32を介して第4周波数変換器33に入力される。
【0032】
つまり、第1光合波及び分波器49及び第2光合波及び分波器50はそれぞれ第1光波長から第3光波長を通すことができるポートP1〜P0を具備する。共通ポートP0は光ファイバ線路23の各一端に接続される。
第1光波長ポートP1と、第2光波長ポートP2及び第3光波長ポートP3はそれぞれ各波長成分のみが通過できるフィルタ特性を有し、電気−光変換器22と36で光信号に変換された送信信号と参照信号は第1光波長ポートP1と第2光波長ポートP2に入力され光の波長多重化信号として光ファイバ線路23を伝搬する。
【0033】
塔上ユニットU1では第2光合波及び分波器50は共通ポートP0に入力された光の波長多重化信号を、第1光波長ポートP1と第2光波長ポートP2に取り出し、この取り出した信号を光−電気変換器24と38で電気信号に変換し、送信信号は分配器25を介して第2周波数変換器26に供給され、参照信号はフィルタ39を通じて第2分配器40に供給されて、各局部発信回路の参照信号として供される。
【0034】
受信信号は塔上ユニットU1側に設けた電気−光変換器29で第3光波長成分を持つ光信号に変換され、この第3光波長信号が第2光波長及び分波器50の第3光波長ポートP3を通じて光ファイバ線路23に送り出され、屋内ユニットU2に伝送される。
図11及び図12はこの発明の請求項3で提案する無線信号伝送装置の実施例を示す。この発明の請求項3で提案する無線信号伝送装置は2本の光ファイバ線路23と30によって塔上ユニットU1と屋内ユニットU2との間を接続し、これら2本の光ファイバ線路23と30を使って送信信号と周波数参照信号及び受信信号を塔上ユニットU1と屋内ユニットU2との間で授受する構成とした点を特徴とするものである。
【0035】
つまり、この実施例では送信用給電装置17において、合成器21の入力ポート及び分配器25の出力ポートがそれぞれN+1個になっている。合成器21のN+1個の入力ポートの内、N個が第1周波数変換器20のN個の出力に接続され、分配器25のN+1個の出力ポートのうち、N個が第2周波数変換器26のN個の入力端に接続される。
周波数参照信号発生装置19の第1分配器35の出力ポートの一つが送信用給電装置17の合成器21の残りの一つの入力ポートに接続され、また、送信用給電装置17の分配器25の残りの一つの出力ポートが周波数参照信号発生装置19のフィルタ39の入力端に接続される。
【0036】
周波数参照信号の周波数は通常数MHzから数十MHzであり、第1周波数変換器20のN系列の出力信号を数百MHzの周波数帯に設定すれば、合成器21により、周波数参照信号と第1周波数変換器20の出力信号を合成することが容易に行える。
従って周波数参照信号発生器34からの周波数参照信号は、第1分配器35で2N+1に分配された後、送信用給電装置17の合成器21,電気−光変換器22、光ファイバ線路23、光−電気変換器24、分配器25を経由して周波数参照信号発生装置19のフィルタ39に伝送される。この信号はフィルタ39で帯域外成分及び雑音を除去された後、第2分配器40により分配され、第2周波数変換器26及び第3周波数変換器27に送られる。
【0037】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の請求項1で提案した無線信号伝送装置によれば、アレーアンテナを用いた移動通信用基地局において、鉄塔等の塔上或いは建物の屋上等の高所に設置される塔上ユニットU1と鉄塔の下方にある機械室或いは屋内に設置される屋内ユニットU2との間の信号の伝送は光ファイバを利用した。この結果従来の同軸ケーブルと比べると、給電装置の軽量化、小型化ができ、施工性を改善できる効果がある。また、光信号が光ファイバの中での伝送損は例えば1300nmや1550nmの光波長において非常に小さいため、数百メートルを超える長距離の伝送も実現できる。
【0038】
また、請求項2の発明によれば、送信信号、受信信号、及び周波数参照信号の伝送を1本の光ファイバ線路を利用することにより、装置が更に簡素化され、経済性、施工性を更に改善できる効果がある。
さらに、請求項3の発明によれば、周波数参照信号の伝送を送信用給電装置を利用して行うことにより、周波数参照信号を経済的な方法で伝送することができる利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の請求項1で提案する無線信号伝送装置の塔上ユニットの実施例を説明するためのブロック図。
【図2】この発明の請求項1で提案する無線信号伝送装置の屋内ユニットの実施例を説明するためのブロック図。
【図3】図2に示した送信信号発生装置から出力される送信信号の周波数帯域の一例を示すグラフ。
【図4】図2に示した第1周波数変換器20から出力される送信信号の周波数帯域の一例を示すグラフ。
【図5】図2に示した合成器21から出力される送信信号の周波数帯域の一例を示すグラフ。
【図6】図1及び図2に示した送信用給電装置から出力される出力信号の周波数帯域の一例を示すグラフ。
【図7】図1及び図2に示した実施例に用いた局部発振器の一例を説明するためのブロック図。
【図8】この発明による無線信号伝送装置における送信信号と受信信号の相対位相関係の保存を説明するための図。
【図9】この発明の請求項2で提案する無線信号伝送装置の塔上ユニットの実施例を説明するためのブロック図。
【図10】この発明の請求項2で提案する無線信号伝送装置の屋内ユニットの実施例を説明するためのブロック図。
【図11】この発明の請求項3で提案する無線信号伝送装置の塔上ユニットの実施例を示すブロック図。
【図12】この発明の請求項3で提案する無線信号伝送装置の屋内ユニットの実施例を説明するためのブロック図。
【図13】従来の技術を説明するためのブロック図。
【図14】従来の技術の他の例を説明するためのブロック図。
【符号の説明】
U1 塔上ユニット
U2 屋内ユニット
10−1〜10−N 増幅器
11−1〜11−N アンテナ
12 共用器
13 電力増幅器
14 低雑音増幅器
15 送信信号発生装置
16 受信信号処理装置
17 送信用給電装置
18 受信用給電装置
19 周波数参照信号発生装置
20 第1周波数変換器
21、28 合成器
22、29、36 電気−光変換器
24、31、38 光−電気変換器
23、30、37 光ファイバ線路
25、32 分配器
42、46 局部発振器
43、47 ミキサ
41、44、45、48 フィルタ
49 第1光合波及び分波器
50 第2光合波及び分波器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a radio signal transmission apparatus suitable for use in, for example, a base station for mobile communication, and is particularly connected between a tower unit installed close to an antenna and an indoor unit installed indoors. This invention aims to reduce the number and weight of cables and improve the workability of base station installation work.
[0002]
[Prior art]
Among wireless communication devices, for example, in a base station for mobile communication, an antenna and transmitting and receiving amplifiers that must be placed close to the antenna are located at a high place such as a steel tower or a rooftop of a building. The unit that is installed and stores the transmission signal generation device, the reception signal processing device, and the like is installed in a machine room or indoors below a steel tower or the like.
FIG. 13 shows an example of the configuration of a conventional mobile communication base station. In the figure, 11 is an antenna, 10 is a transmitting and receiving amplifier arranged close to the
[0003]
A radio signal received by the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the mobile communication base station shown in FIG. 13, the
[0005]
FIG. 14 shows an example in which a base station for mobile communication is configured using this method. In this base station, a plurality of N antennas are provided, and transmission and reception amplifiers 10-1 to 10-N are connected to each of these N antennas, and the plurality of transmission and reception amplifiers 10-1 to 10-1 are connected. 10-N is stored in the tower unit U1 and installed at a high place.
The indoor unit U2 is provided with a transmission
[0006]
Radio signals from the mobile stations are received by the antennas 11-1 to 11-N, and amplified by the
The N reception signals are independently transmitted to the reception
The received
[0007]
In this case, assuming that the number of antennas is N, 2N coaxial cables are required to form the transmission
[0008]
An object of the present invention is to solve the point that a large amount of coaxial cable needs to be laid and to improve the workability of a base station when using an array antenna.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
A radio signal transmission device proposed in
N antennas (N is an integer of 2 or more) installed on the tower;
N duplexers provided to share each antenna for transmission and reception, N low-noise amplifiers for amplifying the received signal from each duplexer, and N for supplying transmission signals to N duplexers A tower unit storing a power amplifier of
N antennas connected to the N duplexers stored in the tower unit and the output signals of the N low noise amplifiers stored in the tower unit are transmitted to the reception signal processing device stored in the indoor unit. A receiving power supply device,
A power feeding device for transmission that transmits N-sequence transmission signals output from a transmission signal generator stored in the indoor unit to N power amplifiers stored in the tower unit;
A frequency reference signal generator for generating a frequency reference signal for converting N series transmission signals and reception signals into frequency multiplexed signals having different center frequencies;
In a radio signal transmission device comprising:
The power feeding device for transmission is
A first frequency converter that receives an N-sequence transmission signal output from the transmission signal generator and converts each transmission signal into a signal having a different center frequency;
A synthesizer that multiplexes an N-sequence output signal output from the first frequency converter into a frequency-multiplexed one-sequence signal;
An electro-optical converter for converting the output signal of the combiner into an optical signal;
An optical fiber line for transmitting an optical signal output from the electro-optical converter to the tower unit;
An optical-electrical converter that is provided in the tower unit and converts an optical signal from the optical fiber line into an electrical signal;
A distributor that distributes an output signal output from the photoelectric converter to N series signals, and a center frequency of the N series output signal of the distributor is converted to a signal having the same frequency, and the frequency conversion is performed. A second frequency converter for outputting each signal of the N series to N power amplifiers,
The power feeding device for reception is
A third frequency converter connected to the output side of the N low-noise amplifiers and converting the center frequency of the received signal output from each low-noise amplifier to a different frequency;
A synthesizer that multiplexes N series output signals output from the third frequency converter and having different center frequencies into one series of frequency multiplexed signals;
An electro-optical converter that converts the output signal of the combiner into an optical signal;
An optical fiber line for transmitting an optical signal output from the electro-optical converter to the indoor unit;
An optical-electrical converter that is provided in the indoor unit and converts an optical signal from the optical fiber line into an electrical signal;
A distributor for distributing an output signal of the photoelectric converter into N-sequence signals;
A fourth frequency converter that converts the center frequency of the N-sequence output signal output from the distributor into the same frequency;
A reception signal processing device configured to receive and process an N-sequence signal output from the fourth frequency converter;
The first, second, third and fourth frequency converters are:
A first filter each having N input terminals and N output terminals, to which an input signal is supplied to an input signal from each input terminal;
N local oscillators that oscillate at a set frequency with reference to the reference signal output from the frequency reference signal generator;
N mixers for inputting the output signal of the first filter and the output signal of the local oscillator, and frequency-mixing them,
The output signal of the mixer is filtered, and the filtered signal is configured by N frequency conversion circuits including a second filter that outputs the filtered signal as an output signal of the frequency converter,
The frequency reference signal generator is
A frequency reference signal generator to be a frequency reference signal source;
The output signal of the frequency reference signal generator is distributed to 2N + 1 branches, and N outputs of the 2N branches are divided into N local oscillators of the first frequency converter and the fourth frequency converter, respectively. A first distributor for outputting as a frequency reference signal;
An electro-optical converter for converting the remaining one branch output of the first distributor into an optical signal;
An optical fiber line for transmitting an optical signal output from the electro-optical converter to the tower unit;
An optical-electrical converter provided in the tower unit for converting an optical signal from the optical fiber line into an electrical signal;
A filter for filtering the signal output by the photoelectric converter;
The output signal from this filter is distributed to 2N branches, and each branch output is output as a frequency reference signal to each of the N local oscillators of the second frequency converter and the third frequency converter. It is composed of a container.
[0010]
The wireless signal transmission device proposed in
The wireless signal transmission device proposed in
[0011]
[Action]
According to the radio signal transmission device proposed in
Further, since the transmission signal and the reception signal are frequency-multiplexed and the multi-channel transmission signal and the reception signal are transmitted to one optical fiber line, the number of optical fiber lines can be reduced. In this respect, further improvement in workability can be expected.
[0012]
According to the radio signal transmission apparatus proposed in
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 and 2 show an embodiment of a radio signal transmission apparatus proposed in
2 generates an N-
[0014]
The transmission
The
[0015]
FIG. 4 shows the frequency band of the N-sequence output signal of the
[0016]
f Ll-i = | F T ± f i | (I = 1, 2,..., N)
The N series signals output from the
[0017]
The tower unit U <b> 1 is provided with an optical-
This electrical signal is again distributed to the N series by the
The
[0018]
f L2-i = | F TX ± f i | (I = 1, 2,... N)
The frequency band of the N-
On the other hand, the upstream radio signal from each mobile station is received by the antennas 11-1 to 11-N and amplified by the
[0019]
The frequency bands of the signals of each series of the received
The power feeding device for
[0020]
The operating frequency differs from that of the transmission
[0021]
f L3-i = | F RX ± f i | (I = 1, 2,..., N)
f L4-i = | F R ± f i | (I = 1, 2,..., N)
The output signal of the
Here, a configuration example of a local oscillator in each of the
[0022]
A part of the output signal (sine wave) of the voltage controlled
[0023]
The oscillation frequency of the voltage controlled
[0024]
On the other hand, the frequency
The frequency
[0025]
The transmitted optical signal is converted again into an electrical signal by the
[0026]
If the relative phase relationship between the
[0027]
Here, since only the influence of the frequency conversion is noted, the transmission process of the transmission
Since the frequency reference signals supplied from the frequency
[0028]
In the
In the
{2π [f T -(N 1 + M 1 ) F 0 ] T- (n 1 + M 1 ) Φ}
as well as
{2π [f T -(N 2 + M 2 ) F 0 ] T- (n 2 + M 2 ) Φ + θ}
It becomes. On the other hand, as mentioned in the above description, f T -(N 1 + M 1 ) F 0 = F T -(N 2 + M 2 ) F 0 = F TX (N 1 + M 1 ) = (N 2 + M 2 ) Holds. As a result, the relative phase difference between the two series of output signals is still θ, and the phase difference at the input of these series is maintained. Although the above description has been given for two sequences, it is clear that the same applies to N sequences. The same applies to the transmission of the N-sequence received signal of the receiving power supply apparatus.
[0029]
In this wireless transmission device, all the devices near the antenna are stored in the tower unit U1 with the
9 and 10 show an embodiment of a radio signal transmission apparatus proposed in
[0030]
In the radio signal transmission apparatus proposed in
The electro-
[0031]
On the other hand, the received signal is converted into an optical signal by the electro-
In the indoor unit U2, it is extracted as a third optical wavelength component by the first optical multiplexer /
[0032]
That is, the first optical multiplexer /
Each of the first optical wavelength port P1, the second optical wavelength port P2, and the third optical wavelength port P3 has a filter characteristic that allows only each wavelength component to pass therethrough, and is converted into an optical signal by the electro-
[0033]
In the tower unit U1, the second optical multiplexer /
[0034]
The received signal is converted into an optical signal having a third optical wavelength component by the electro-
11 and 12 show an embodiment of a radio signal transmission apparatus proposed in
[0035]
That is, in this embodiment, in the transmission
One of the output ports of the
[0036]
The frequency of the frequency reference signal is normally several MHz to several tens of MHz. If the N-sequence output signal of the
Accordingly, the frequency reference signal from the frequency
[0037]
【The invention's effect】
As described above, according to the radio signal transmission apparatus proposed in
[0038]
Further, according to the invention of
Furthermore, according to the invention of
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram for explaining an embodiment of a tower unit of a radio signal transmission apparatus proposed in
FIG. 2 is a block diagram for explaining an embodiment of an indoor unit of a wireless signal transmission apparatus proposed in
FIG. 3 is a graph showing an example of a frequency band of a transmission signal output from the transmission signal generator shown in FIG. 2;
4 is a graph showing an example of a frequency band of a transmission signal output from the
5 is a graph showing an example of a frequency band of a transmission signal output from the
6 is a graph showing an example of a frequency band of an output signal output from the transmission power supply device shown in FIGS. 1 and 2. FIG.
7 is a block diagram for explaining an example of a local oscillator used in the embodiment shown in FIGS. 1 and 2. FIG.
FIG. 8 is a diagram for explaining the preservation of the relative phase relationship between the transmission signal and the reception signal in the wireless signal transmission device according to the present invention.
FIG. 9 is a block diagram for explaining an embodiment of the tower unit of the radio signal transmission apparatus proposed in
FIG. 10 is a block diagram for explaining an embodiment of an indoor unit of a wireless signal transmission apparatus proposed in
FIG. 11 is a block diagram showing an embodiment of a tower unit of a radio signal transmission apparatus proposed in
FIG. 12 is a block diagram for explaining an embodiment of an indoor unit of a wireless signal transmission apparatus proposed in
FIG. 13 is a block diagram for explaining a conventional technique.
FIG. 14 is a block diagram for explaining another example of the prior art.
[Explanation of symbols]
U1 Tower unit
U2 indoor unit
10-1 to 10-N amplifier
11-1 to 11-N antenna
12 Duplexer
13 Power amplifier
14 Low noise amplifier
15 Transmission signal generator
16 Received signal processing device
17 Power feeding device for transmission
18 Receiving power supply device
19 Frequency reference signal generator
20 First frequency converter
21, 28 Synthesizer
22, 29, 36 Electric-optical converter
24, 31, 38 Photoelectric converter
23, 30, 37 Optical fiber line
25, 32 distributor
42, 46 Local oscillator
43, 47 Mixer
41, 44, 45, 48 filters
49 First optical multiplexer / demultiplexer
50 Second optical multiplexer / demultiplexer
Claims (3)
塔上に設置され、各系列が同一周波数帯域でかつ所要の位相に設定された信号を送信し、かつ各系列が同一周波数帯で受信するN個(Nは2以上の整数)のアンテナからなるアレーアンテナと、
各アンテナを送信と受信に共用するために設けられたN個の共用器、各共用器からのアンテナ受信信号を増幅するN個の低雑音増幅器及び上記N個の共用器にアンテナ送信信号を供給するN個の電力増幅器とを格納した塔上ユニットと、
上記塔上ユニットに格納され、N個の低雑音増幅器の出力信号を上記屋内ユニットに格納した受信信号処理装置へ伝送する受信用給電装置と、
上記屋内ユニットに格納され、送信信号発生装置から出力されるN系列の送信信号を上記塔上ユニットに格納したN個の電力増幅器に伝送する送信用給電装置と、
N系列の送信信号及び受信信号を互いに中心周波数が異なる周波数多重化信号に変換するための周波数f 0 の参照信号を生成する周波数参照信号発生装置と、
を具備する無線信号伝送装置であって、
上記送信用給電装置は、
上記送信信号発生装置から出力されるN系列の送信信号が入力され、周波数n i f 0 (i=1,2・・・N)の局部信号を用いて各送信信号を互いに中心周波数が異なる信号に変換する第1周波数変換器と、
この第1周波数変換器から出力されるN系列の出力信号を周波数多重化された1系列の信号に多重化する第1合成器と、
この第1合成器の出力信号を光信号に変換する第1電気−光変換器と、
この第1電気−光変換器が出力する光信号を上記塔上ユニットに伝送する第1光ファイバ線路と、
上記塔上ユニットに設けられ、上記第1光ファイバ線路からの光信号を電気信号に変換する第1光−電気変換器と、
この第1光−電気変換器が出力する出力信号をN系列の信号に分配する第1分配器と、 この第1分配器のN系列の出力信号の中心周波数を、n i +m i が一定をとる周波数m i f 0 の局部信号を用いて同一の周波数の信号に周波数変換し、その周波数変換したN系列の各信号を上記N個の電力増幅器に出力する第2周波数変換器とを備え、
上記受信用給電装置は、
上記N個の低雑音増幅器の出力側に接続され、各低雑音増幅器が出力する受信信号の中心周波数を、周波数m i f 0 の局部信号を用いて互いに異なる周波数に変換する第3周波数変換器と、
この第3周波数変換器が出力する互いに中心周波数を異にするN系列の出力信号を1系列の周波数多重化信号に多重化する第2合成器と、
この第2合成器の出力信号を光信号に変換する第2電気−光変換器と、
この電気−光変換器が出力する光信号を上記屋内ユニットに伝送する第2光ファイバ線路と、
上記屋内ユニットに設けられ、上記第2光ファイバ線路からの光信号を電気信号に変換する第2光−電気変換器と、
この第2光−電気変換器の出力信号をN系列の信号に分配する第2分配器と、
この第2分配器が出力するN系列の出力信号の中心周波数を、周波数n i f 0 の局部信号を用いて同一の周波数に変換し、これらN系列の信号を上記受信信号処理装置へ出力する第4周波数変換器とを備え、
上記第1、第2、第3、及び第4周波数変換器は、
それぞれがN個の入力端子とN個の出力端子を具備し、各入力端子からの入力信号に対し、その入力信号が供給されるN個の第1フィルタと、
上記周波数参照信号発生装置から出力される上記周波数f 0 の参照信号を参照し、周波数n i f 0 又はm i f 0 で発振するN個の局部発振器と、
これら第1フィルタの出力信号と上記局部発振器の出力局部信号を入力し、これらを周波数混合するN個のミキサと、
このミキサの出力信号をろ波し、このろ波した信号を周波数変換器の出力信号として出力するN個の第2フィルタとによって構成されるN個の周波数変換回路によって構成し、
上記周波数参照信号発生装置は、
周波数f 0 の参照信号源とされる周波数参照信号発生器と、
この周波数参照信号発生器からの周波数f0の出力信号を2N+1分岐に分配し、その中の2N個の分岐出力をN個ずつ、上記第1周波数変換器と、第4周波数変換器のそれぞれのN個の局部発振器へ周波数参照信号として出力する第3分配器と、
この第3分配器の残りの一つの分岐出力を光信号に変換する第3電気−光変換器と、
この第3電気−光変換器が出力する光信号を上記塔上ユニットへ伝送する第3光ファイバ線路と、
上記塔上ユニットに設けられ、この第3光ファイバ線路からの光信号を電気信号に変換する第3光−電気変換器と、
この第3光−電気変換器が出力する信号をろ波するフィルタと、
このフィルタからの出力信号を2N分岐に分配し、各分岐出力をN個ずつ上記第2周波数変換器と、第3周波数変換器のそれぞれのN個の局部発振器へ周波数参照信号として出力する第4分配器と、
を備えることを特徴とする無線信号伝送装置。 A transmission signal generator for outputting a signal in which each series is set in the same frequency band and in a required phase, and a received signal processing apparatus for setting a signal input in each frequency in the same frequency band and outputting it An indoor unit containing
Is installed on the tower, an antenna of each of the N sequence to transmit a signal set to the same frequency band at and required phase and each sequence is received in the same frequency band (N is an integer of 2 or more) An array antenna ,
N duplexers provided to share each antenna for transmission and reception, N low-noise amplifiers that amplify antenna reception signals from each duplexer, and supply antenna transmission signals to the N duplexers A tower unit storing N power amplifiers,
A power feeding device for reception which is stored in the tower unit and transmits output signals of N low noise amplifiers to a reception signal processing device stored in the indoor unit;
A transmission power supply device that transmits N series of transmission signals stored in the indoor unit and output from the transmission signal generator to N power amplifiers stored in the tower unit;
A frequency reference signal generator for generating a reference signal of frequency f 0 for converting N-sequence transmission signals and reception signals into frequency multiplexed signals having different center frequencies;
A radio signal transmission apparatus you equipped with,
The transmission power supply device is
N-sequence transmission signals output from the transmission signal generator are input , and each transmission signal is a signal having a different center frequency using a local signal having a frequency n i f 0 (i = 1, 2,... N). A first frequency converter for converting to
A first combiner for multiplexing the 1-series of signals frequency-multiplexed output signal of the N sequences output from the first frequency converter,
A first electro-optical converter that converts an output signal of the first combiner into an optical signal;
A first optical fiber line for transmitting an optical signal output from the first electric-optical converter to the tower unit;
A first optical-electrical converter provided in the tower unit for converting an optical signal from the first optical fiber line into an electrical signal;
A first distributor that distributes an output signal output from the first photoelectric converter to an N-sequence signal, and a center frequency of the N-sequence output signal of the first distributor, where n i + m i is constant taking frequency conversion into a signal of the same frequency using a local signal of a frequency m i f 0, and a second frequency converter which outputs the signals of the frequency-converted N series to said N power amplifiers,
The receiving power supply device is
A third frequency converter connected to the output side of the N low-noise amplifiers and converting the center frequency of the received signal output from each low-noise amplifier to a different frequency using a local signal of frequency m i f 0 When,
A second synthesizer that multiplexes N series output signals output from the third frequency converter and having different center frequencies into one series of frequency multiplexed signals;
A second electro-optical converter that converts the output signal of the second combiner into an optical signal;
A second optical fiber line for transmitting an optical signal output from the electro-optical converter to the indoor unit;
A second optical-electrical converter provided in the indoor unit for converting an optical signal from the second optical fiber line into an electrical signal;
A second distributor for distributing the output signal of the second photoelectric converter to N-sequence signals;
The center frequency of the N-sequence output signal output from the second distributor is converted to the same frequency by using the local signal having the frequency n i f 0 , and the N-sequence signal is output to the reception signal processing device . and a fourth frequency converter,
The first, second, third and fourth frequency converters are:
Each comprising N input terminals and N output terminals, the input signal from the input terminal, and N first filter to which the input signal is supplied,
N local oscillators that oscillate at a frequency n i f 0 or m i f 0 with reference to the reference signal of the frequency f 0 output from the frequency reference signal generator;
N mixers for inputting the output signal of the first filter and the output local signal of the local oscillator, and frequency-mixing them,
The output signal of the mixer was filtered, the N Thus configured to frequency conversion circuitry configured the filtered signal by the N second filter for outputting as the output signal of the frequency converter,
The frequency reference signal generator is
A frequency reference signal generator as a reference signal source of frequency f 0 ;
An output signal of frequency f 0 from this frequency reference signal generator is distributed to 2N + 1 branches, and 2N branch outputs among them are divided into N pieces, each of the first frequency converter and the fourth frequency converter. A third distributor that outputs a frequency reference signal to N local oscillators;
A third electro-optical converter for converting the remaining one branch output of the third distributor into an optical signal;
A third optical fiber line for transmitting an optical signal output from the third electrical-optical converter to the tower unit;
A third optical-electrical converter provided in the tower unit for converting an optical signal from the third optical fiber line into an electrical signal;
A filter for filtering the signal output by the third photoelectric converter;
The output signal from the filter was partitioned between 2N branch, a fourth of outputting the branch output and N pieces by the second frequency converter, as each of the frequency reference signal to the N of the local oscillator of the third frequency converter A distributor;
A wireless signal transmission device comprising:
塔上に設置され、各系列が同一周波数帯域でかつ所要の位相に設定された信号を送信し、かつ各系列が同一周波数帯で受信するN個(Nは2以上の整数)のアンテナからなるアレーアンテナと、
各アンテナを送信と受信に共用するために設けられたN個の共用器、各共用器からのアンテナ受信信号を増幅するN個の低雑音増幅器及び上記N個の共用器にアンテナ送信信号を供給するN個の電力増幅器とを格納した塔上ユニットと、
上記塔上ユニットに格納され、N個の低雑音増幅器の出力信号を上記屋内ユニットに格納した受信信号処理装置へ伝送する受信用給電装置と、
上記屋内ユニットに格納され、送信信号発生装置から出力されるN系列の送信信号を上記塔上ユニットに格納したN個の電力増幅器に伝送する送信用給電装置と、
N系列の送信信号及び受信信号を互いに中心周波数が異なる周波数多重化信号に変換するための周波数f 0 の参照信号を生成する周波数参照信号発生装置と、
を具備する無線信号伝送装置であって、
上記送信用給電装置は、
上記送信信号発生装置から出力されるN系列の送信信号が入力され、周波数n i f 0 (i=1,2・・・N)の局部信号を用いて各送信信号を互いに中心周波数が異なる信号に変換する第1周波数変換器と、
この第1周波数変換器が出力するN系列の出力信号を周波数多重化された1系列の信号に合成する第1合成器と、
この第1合成器の出力信号を第1光波長の光信号に変換する第1電気−光変換器と、
それぞれが第1、第2、及び第3光波長に対応した3つの合波及び分波ポートと1つの共通ポートとを備え、第1光波長と対応する合波及び分波ポートが上記第1電気−光変換器の出力に接続される第1光合波及び分波器と、
この第1光合波及び分波器の共通ポートに一端が接続される光ファイバ線路と、
上記第1光合波及び分波器と同様構成であり、その共通ポートが上記光ファイバ線路の他端に接続される第2光合波及び分波器と、
この第2光合波及び分波器の第1光波長に対応した合波及び分波ポートに接続され、そこからの光信号を電気信号に変換する第1光−電気変換器と、
この第1光−電気変換器の出力信号をN系列の信号に分配する第1分配器と、
この第1分配器のN系列の出力信号の周波数帯域の中心周波数を、n i +m i が一定をとる周波数m i f 0 の局部信号を用いて同一の周波数に変換し、その周波数変換したN系列の各信号を上記N個の電力増幅器へ出力する第2周波数変換器とを備え、
上記受信用給電装置は、
上記N個の低雑音増幅器の出力側に接続され、受け取ったN系列の受信信号の周波数帯域の中心周波数を、周波数m i f 0 の局部信号を用いて互いに異なる周波数に変換する第3周波数変換器と、
この第3周波数変換器が出力するN系列の出力信号を1系列の周波数多重化された信号に変換する第2合成器と、
この第2合成器の出力信号を第2光波長の光信号に変換し、この光信号を第2光合波及び分波器の第2光波長に対応した合波及び分波ポートに接続する第2電気−光変換器と、
上記第1光合波及び分波器の第2光波長に対応した合波及び分波ポートに接続され、この第1光合波及び分波器からの光信号を電気信号に変換する第2光−電気変換器と、
この第2光−電気変換器の出力信号をN系列の信号に分配する第2分配器と、
この第2分配器のN系列の出力信号の周波数帯域の中心周波数を、周波数n i f 0 の局部信号を用いて同一の周波数に変換し、これを上記受信信号処理装置へ出力する第4周波数変換器とを備え、
上記第1、第2、第3、及び第4周波数変換器は、
それぞれがN個の入力端子とN個の出力端子を持ち、各入力端子からの入力信号に対し、その入力信号が供給されるN個の第1フィルタと、
外部からの周波数f 0 の参照信号を参照し、周波数n i f 0 又はm i f 0 で発振するN個の局部発振器と、
上記第1フィルタの出力信号と、上記局部発振器の出力局部信号を入力し、これらを周波数混合するN個のミキサと、
このミキサの出力信号をろ波し、これを周波数変換器の出力信号として出力するN個の第2フィルタとを具備した周波数変換回路をN個備え、
上記周波数参照信号発生装置は、
周波数f 0 の参照信号源とされる周波数参照信号発生器と、
この周波数参照信号発生器の出力信号を2N+1分岐に分配し、そのうちの2N個の分岐出力端子をN個ずつ、上記第1周波数変換器と第4周波数変換器のそれぞれのN個の局部発振器の周波数参照信号入力端子へ入力する第3分配器と、
この第3分配器の残りの一つの分岐出力端子を第3光波長の光信号に変換し、この光信号を上記送信用給電装置の第1光合波及び分波器の第3光波長に対応した合波及び分波ポートに入力する第3電気−光変換器と、
上記送信用給電装置の第2光合波及び分波器の第3光波長に対応した合波及び分波ポートに接続され、この第2光合波及び分波器からの光信号を電気信号に変換する第3光−電気変換器と、
この第3光−電気変換器の出力信号をろ波するフィルタと、
このフィルタからの出力信号を2N分岐に分配し、各分岐出力をN個ずつ上記第2周波数変換器と第3周波数変換器のそれぞれのN個の局部発振器の周波数参照信号入力端子へ入力する第4分配器とを備えることを特徴とする無線信号伝送装置。 A transmission signal generator for outputting a signal in which each series is set in the same frequency band and in a required phase, and a received signal processing apparatus for setting a signal input in each frequency in the same frequency band and outputting it An indoor unit containing
Is installed on the tower, an antenna of each of the N sequence to transmit a signal set to the same frequency band at and required phase and each sequence is received in the same frequency band (N is an integer of 2 or more) An array antenna ,
N duplexers provided to share each antenna for transmission and reception, N low-noise amplifiers that amplify antenna reception signals from each duplexer, and supply antenna transmission signals to the N duplexers A tower unit storing N power amplifiers,
A power feeding device for reception which is stored in the tower unit and transmits output signals of N low noise amplifiers to a reception signal processing device stored in the indoor unit;
A transmission power supply device that transmits N series of transmission signals stored in the indoor unit and output from the transmission signal generator to N power amplifiers stored in the tower unit;
A frequency reference signal generator for generating a reference signal of frequency f 0 for converting N-sequence transmission signals and reception signals into frequency multiplexed signals having different center frequencies;
A radio signal transmission apparatus you equipped with,
The transmission power supply device is
N-sequence transmission signals output from the transmission signal generator are input , and each transmission signal is a signal having a different center frequency using a local signal having a frequency n i f 0 (i = 1, 2,... N). A first frequency converter for converting to
A first synthesizer that synthesizes an N-sequence output signal output from the first frequency converter into a frequency-multiplexed one-sequence signal;
An optical converter, - first electrical converting an output signal of the first combiner to an optical signal of the first optical wavelength
Each of the multiplexing and demultiplexing ports corresponding to the first, second, and third optical wavelengths and one common port are provided, and the multiplexing and demultiplexing ports corresponding to the first optical wavelength are the first and second optical ports . A first optical multiplexer / demultiplexer connected to the output of the electro-optical converter;
An optical fiber line having one end connected to the common port of the first optical multiplexer / demultiplexer;
It is the same as that of the first optical multiplexing and demultiplexing device, a second optical multiplexer and demultiplexer of the common port is connected to the other end of the optical fiber line,
A first optical-electrical converter connected to a multiplexing and demultiplexing port corresponding to the first optical wavelength of the second optical multiplexing and demultiplexing unit and converting an optical signal therefrom to an electrical signal;
A first distributor for distributing the output signal of the first photoelectric converter to N-sequence signals;
The center frequency of the frequency band of the N-sequence output signal of the first distributor is converted to the same frequency using a local signal having a frequency m i f 0 where n i + m i is constant , and the frequency converted N A second frequency converter for outputting each signal of the series to the N power amplifiers,
The receiving power supply device is
Third frequency conversion connected to the output side of the N low-noise amplifiers and converting the center frequency in the frequency band of the received N-sequence received signals into different frequencies using local signals of frequency m i f 0 And
A second synthesizer for converting an N-sequence output signal output by the third frequency converter into a one-sequence frequency multiplexed signal;
The connecting an output signal of the second combiner converts the optical signal of the second optical wavelength, the optical signal to the second optical multiplexing and multiplexing and demultiplexing ports corresponding to the second optical wavelength demultiplexers 2 electro-optical converters;
Upper SL is connected to the multiplexing and demultiplexing port corresponding to the second optical wavelength of the first optical multiplexing and demultiplexing device, a second light to convert the light signal from the first optical multiplexing and demultiplexing unit into an electric signal -An electrical converter;
A second distributor for distributing the output signal of the second photoelectric converter to N-sequence signals;
The fourth frequency of converting the center frequency of the frequency band of the N-sequence output signal of the second distributor into the same frequency using the local signal of the frequency n i f 0 and outputting this to the received signal processing device With a converter,
The first, second, third and fourth frequency converters are:
Each with N input terminals and N output terminals, the input signal from the input terminal, and N first filter to which the input signal is supplied,
Referring to reference signal of a frequency f 0 from the outside, and N local oscillator that oscillates at a frequency n i f 0 or m i f 0,
N mixers for inputting the output signal of the first filter and the output local signal of the local oscillator and frequency-mixing them;
The output signal of the mixer was filtered, the N Bei example a frequency converter equipped and N second filter to output as an output signal of the frequency converter,
The frequency reference signal generator is
A frequency reference signal generator as a reference signal source of frequency f 0 ;
The output signal of the frequency reference signal generator is distributed to 2N + 1 branches, of which 2N branch output terminals are divided into N, each of the N local oscillators of the first frequency converter and the fourth frequency converter. A third distributor for inputting to the frequency reference signal input terminal;
The remaining one branch output terminal of the third distributor is converted into an optical signal of the third optical wavelength, and this optical signal corresponds to the first optical multiplexing and the third optical wavelength of the demultiplexer. A third electrical-to-optical converter that inputs to the coupled and demultiplexed ports;
It is connected to the multiplexing and demultiplexing port corresponding to the second optical multiplexing and demultiplexing device third optical wavelength of the transmission power supply device, and converts the optical signal from the second optical multiplexing and demultiplexing device into an electrical signal. A third photoelectric converter
A filter for filtering the output signal of the third photoelectric converter,
The output signal from this filter is distributed to 2N branches, and N outputs of each branch are input to the frequency reference signal input terminals of the N local oscillators of the second frequency converter and the third frequency converter, respectively. A wireless signal transmission device comprising: 4 distributors.
塔上に設置され、各系列が同一周波数帯域でかつ所要の位相に設定された信号を送信し、かつ各系列が同一周波数帯で受信するN個(Nは2以上の整数)のアンテナからなるアレーアンテナと、
各アンテナを送信と受信に共用するために設けられたN個の共用器、各共用器からのアンテナ受信信号を増幅するN個の低雑音増幅器及び上記N個の共用器にアンテナ送信信号を供給するN個の電力増幅器とを格納した塔上ユニットと、
上記塔上ユニットに格納され、N個の低雑音増幅器の出力信号を上記屋内ユニットに格納した受信信号処理装置へ伝送する受信用給電装置と、
上記屋内ユニットに格納され、送信信号発生装置から出力されるN系列の送信信号を上記塔上ユニットに格納したN個の電力増幅器に伝送する送信用給電装置と、
N系列の送信信号及び受信信号を互いに中心周波数が異なる周波数多重化信号に変換するための周波数f 0 の参照信号を生成する周波数参照信号発生装置と、
を具備する無線信号伝送装置であって、
上記送信用給電装置は、
上記送信信号発生装置から出力されるN系列の送信信号が入力され、周波数n i f 0 (i=1,2・・・N)の局部信号を用いて各送信信号を互いに中心周波数が異なる信号に変換する第1周波数変換器と、
N+1個の入力端子を持ち、そのうちのN個が上記第1周波数変換器のN系列の出力端子に接続され、N+1個の入力端子からの信号を周波数多重化された1系列の信号に変換する第1合成器と、
この第1合成器の出力信号を光信号に変換する第1電気−光変換器と、
この第1電気−光変換器の出力光信号を上記塔上ユニットへ伝送する第1光ファイバ線路と、
上記塔上ユニットに設置され、この第1光ファイバ線路からの光信号を電気信号に変換する第1光−電気変換器と、
この第1光−電気変換器の出力信号をN+1系列の信号に分配する第1分配器と、
この第1分配器の出力信号のうちのN系列の信号を入力し、これらN系列の入力信号の周波数帯域の中心周波数を、n i +m i が一定となる周波数m i f 0 の局部信号を用いて同一周波数に変換し、変換後のN系列の信号を上記N個の電力増幅器へ出力する第2周波数変換器とを備え、
上記受信用給電装置は、
上記N個の低雑音増幅器の出力側に接続され、受け取ったN系列の受信信号の周波数帯域の中心周波数を、周波数m i f 0 の局部信号を用いて互いに異なる周波数に変換する第3周波数変換器と、
この第3周波数変換器のN系列の出力信号を周波数多重化された1系列の信号に合成する第2合成器と、
この第2合成器の出力信号を光信号に変換する第2電気−光変換器と、
その第2電気−光変換器の出力光信号を上記屋内ユニットへ伝送する第2光ファイバ線路と、
この第2光ファイバ線路からの光信号を電気信号に変換する第2光−電気変換器と、
この第2光−電気変換器の出力信号をN系列の信号に分配する第2分配器と、
この第2分配器のN系列の出力信号の周波数帯域の中心周波数を、周波数がn i f 0 の局部信号を用いて同一の周波数に変換し、これを上記受信信号処理装置へ出力する第4周波数変換器とを備え、
上記第1、第2、第3、及び第4周波数変換器は、
それぞれがN個の入力端子とN個の出力端子を持ち、各入力端子からの入力信号に対し、その入力信号が供給されるN個の第1フィルタと、
外部からの周波数参照信号を参照し、周波数n i f 0 又はm i f 0 で発振する局部発振器と、
上記第1フィルタの出力信号と上記局部発振器の出力信号を入力し、これらを周波数混合するN個のミキサと、
このミキサの出力信号をろ波し、これを周波数変換器の出力として出力するN個の第2フィルタとで構成される周波数変換回路をN個備え、
上記周波数参照信号発生装置は、
周波数f 0 の参照信号源とされる周波数参照信号発生器と、
その周波数参照信号発生器の出力信号を2N+1分岐に分配し、そのうちの2N個の分岐出力をN個ずつ、上記第1周波数変換器と第4周波数変換器のそれぞれのN個の局部発振器の周波数参照信号入力端子へ入力し、残りの1つの分岐出力を上記送信用給電装置の合成器の残りの入力端子に入力する第3分配器と、
入力端子が上記送信用給電装置の分配器の残りの出力端子に接続されるフィルタと、
そのフィルタからの出力信号を2N分岐に分岐し、その分岐出力をN個ずつ上記第2周波数変換器と第3周波数変換器のそれぞれのN個の局部発振器の周波数参照信号入力端子へ入力する第2分配器とを備えたことを特徴とする無線信号伝送装置。 A transmission signal generator for outputting a signal in which each series is set in the same frequency band and in a required phase, and a received signal processing apparatus for setting a signal input in each frequency in the same frequency band and outputting it An indoor unit containing
Is installed on the tower, an antenna of each of the N sequence to transmit a signal set to the same frequency band at and required phase and each sequence is received in the same frequency band (N is an integer of 2 or more) An array antenna ,
N duplexers provided to share each antenna for transmission and reception, N low-noise amplifiers that amplify antenna reception signals from each duplexer, and supply antenna transmission signals to the N duplexers A tower unit storing N power amplifiers,
A power feeding device for reception which is stored in the tower unit and transmits output signals of N low noise amplifiers to a reception signal processing device stored in the indoor unit;
A transmission power supply device that transmits N series of transmission signals stored in the indoor unit and output from the transmission signal generator to N power amplifiers stored in the tower unit;
A frequency reference signal generator for generating a reference signal of frequency f 0 for converting N-sequence transmission signals and reception signals into frequency multiplexed signals having different center frequencies;
A radio signal transmission apparatus you equipped with,
The transmission power supply device is
N-sequence transmission signals output from the transmission signal generator are input , and each transmission signal is a signal having a different center frequency using a local signal having a frequency n i f 0 (i = 1, 2,... N). A first frequency converter for converting to
It has N + 1 input terminals, N of which are connected to the N series output terminals of the first frequency converter, and converts the signals from the N + 1 input terminals into a frequency multiplexed one series signal. A first synthesizer;
A first electro-optical converter that converts an output signal of the first combiner into an optical signal;
A first optical fiber line for transmitting the output optical signal of the first electro-optical converter to the tower unit;
A first optical-electrical converter installed in the tower unit for converting an optical signal from the first optical fiber line into an electrical signal;
A first distributor that distributes an output signal of the first photoelectric converter into N + 1 series signals;
An N-sequence signal of the output signals of the first distributor is input, and the center frequency of the frequency band of these N-sequence input signals is a local signal having a frequency m i f 0 where n i + m i is constant. Bei example a second frequency converter for converting the same frequency, and outputs a signal of the N sequence after conversion into the N power amplifiers used,
The receiving power supply device is
Third frequency conversion connected to the output side of the N low-noise amplifiers and converting the center frequency in the frequency band of the received N-sequence received signals into different frequencies using local signals of frequency m i f 0 And
A second synthesizer that synthesizes an N-sequence output signal of the third frequency converter into a frequency-multiplexed one-sequence signal;
A second electro-optical converter that converts the output signal of the second combiner into an optical signal;
A second optical fiber line for transmitting the output optical signal of the second electrical-optical converter to the indoor unit;
A second optical-electrical converter for converting an optical signal from the second optical fiber line into an electrical signal;
A second distributor for distributing the output signal of the second photoelectric converter to N-sequence signals;
The center frequency of the frequency band of the N-sequence output signal of the second distributor is converted to the same frequency using a local signal having a frequency n i f 0 , and this is output to the received signal processing device for example Bei and the frequency converter,
The first, second, third and fourth frequency converters are:
Each with N input terminals and N output terminals, the input signal from the input terminal, and N first filter to which the input signal is supplied,
A local oscillator that oscillates at a frequency n i f 0 or m i f 0 with reference to an external frequency reference signal;
N mixers for inputting the output signal of the first filter and the output signal of the local oscillator, and frequency-mixing them,
The output signal of the mixer was filtered, the N Bei give a frequency conversion circuit composed of the N second filter to output as an output of the frequency converter,
The frequency reference signal generator is
A frequency reference signal generator as a reference signal source of frequency f 0 ;
The output signal of the frequency reference signal generator is distributed to 2N + 1 branches, and N of the 2N branch outputs are divided into N frequencies of the N local oscillators of the first frequency converter and the fourth frequency converter, respectively. A third distributor that inputs to the reference signal input terminal and inputs the remaining one branch output to the remaining input terminal of the combiner of the transmission power supply device;
A filter whose input terminal is connected to the remaining output terminal of the distributor of the transmission power supply device;
The inputs the output signal from the filter branches to 2N branch, the frequency reference signal input terminal of each of the N local oscillators of the branch outputs and N pieces by the second frequency converter third frequency converter radio signal transmission apparatus is characterized in that example Bei and 2 distributor.
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