JP3763712B2 - 無線アクセスシステム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信事業者の通信網に対して加入者端末から無線によりアクセスする無線アクセスシステムに関し、詳しくは、無線アクセス時の干渉を低減するための使用周波数の選択配置及び該選択配置に際しての周波数変更を容易化するための加入者端末の無線装置の構造の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通信事業者の交換局と一般家庭などで用いる加入者端末を結ぶ回線網は、アクセス網と呼ばれ、その最も一般的な構築形態としては、回線網から多数の加入者端末に対してそれぞれワイヤを引く方式が知られている。
【０００３】
ところが、この方式では、多数の加入者端末に対してそれぞれワイヤを引くためのコストがかかわる割には、加入者端末との間での通信量が少なく、通信料金の競争が激化する中、事業として成り立ち難い。
【０００４】
このような背景から、今日では、ワイヤを敷設するコストがかからず通信料金の低減に有利な方法として、上記アクセス網を例えば準ミリ波を使用した無線により新規に整備する方向に進展しつつある。
【０００５】
この種の無線アクセスシステムでは、サービスエリア全体をセル単位に区分けし、各セル毎に基地局と複数の加入者無線局を配置し、基地局と各加入者無線局間でポイント・ツウ・マルチポイント（Ｐ−ＭＰ）通信を行うという構成が基本となっている。
【０００６】
システムの拡張にあたっては、上記基本構成を保ちながら、複数の基地局を一定の距離を離して配置して面的な展開を広げていく。その際、隣接する基地局同士は異なる周波数を使用して混信が発生しないよう配慮される。
【０００７】
しかしながら、事業者が使用できる周波数は限られており、できるだけ干渉が小さくて済むように、各基地局が使用する周波数をどのように配置するかが（Ｐ−ＭＰ）システムを構築するうえでの重要なポイントとなる。
【０００８】
この種の従来システムにおける干渉について、図１１を参照して説明する。図１１において、２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃは、それぞれ、所定距離離間したセルＡ，Ｂ，Ｃ内に配置される基地局である。また、セルＡ，Ｂ，Ｃ内には、それぞれ、加入者無線局１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃが配置される。
【０００９】
なお、図１１では、各セルＡ，Ｂ，Ｃ毎に１つの加入者無線局しか開示していないが、Ｐ−ＭＰシステムの性格上、実際には、当該各セルＡ，Ｂ，Ｃ毎にそれぞれ複数の加入者無線局が配置されている。
【００１０】
各セルＡ，Ｂ，Ｃ内は、例えばビル等の建物の屋上に設置された基地局２００と、一般家庭内に設置された加入者無線装置１００とが、上り回線（加入者無線局１００から基地局２００方向）と下り回線（基地局２００から加入者無線局１００方向）を介して相互に通信を行う。
【００１１】
上り回線、下り回線は、共に、それぞれ異なる周波数帯域を持つ複数の無線チャネルを時分割で繰り返し利用するＴＤＭＡ（時分割多元接続）方式の回線で構成される。
【００１２】
このシステムにおいて、基地局２００のアンテナに関しては、上り回線による複数の対向局（セル内の各加入者無線局１００）との通信に対処すべくブロードな指向特性が与えられ、加入者無線局１００のアンテナに関しては、下り回線による１つの対向局（基地局２００）との通信に対処すべくシャープな指向特性が与えられる。
【００１３】
基地局２００のアンテナがブロードな指向特性を持つことで、該基地局２００への上り回線の干渉については、当該指向特性が及ぶ範囲内にある多数の加入者無線局からの干渉波の着信を考慮しなければならない。
【００１４】
例えば、図１１において、基地局２００Ａの上り回線については、自サービスエリア（セルＡ）内の加入者無線局１００Ａからの着信に加え、自サービスエリア外の遠方のエリア（セルＢ，Ｃ）にて同一周波数を利用する加入者無線局１００Ｂ，１００Ｃからの干渉波も着信する。
【００１５】
これに対し、下り回線の干渉については、加入者無線局１００のアンテナがシャープな指向特性のため、加入者無線局１００から見た基地局２００方向の延長線上にある１つの与干渉局からの干渉だけを考えれば良い。
【００１６】
例えば、図１１において、加入者無線局１００Ｂへの下り回線については、基地局２００Ａの干渉波は着信するが、基地局２００Ｃからの干渉波は着信しない。
【００１７】
以上のように、このシステムでは、上り回線の方が下り回線に比べてより干渉が厳しいものとなっている。
【００１８】
このような環境下において、従来システムでは、各セル毎に、上り回線と下り回線共に、同じ繰り返し周波数を使用していた。図１２は、同一セル内における４セクタ４周波繰り返しの場合の上り回線〔同図（ａ）〕と下り回線〔同図（ｂ）〕の周波数配置イメージを示す図である。
【００１９】
この周波数配置は、例えば、干渉の厳しい上り回線の所要Ｃ／Ｉ（希望波／干渉波比）を満足するように繰り返し周波数を決定し、下り回線で同じ繰り返し周波数とする方法により実現される。
【００２０】
この場合、下り回線の干渉が上り回線よりも小さいことに起因して、上り回線と下り回線のＣ／Ｉが不均衡となる。これを解消するためには、下り回線の伝送容量も上り回線の伝送容量と同じように小さくしなければならず、例えば、インターネットサービス等、下りの回線が上りの回線よりも大きな伝送容量を必要とするシステムへの適用が困難となる。
【００２１】
ところで、従来システムにおける無線基地局２００では無線周波数は予め周波数配置を考慮して決められた無線周波数に固定化されて運用される。このため、上述した如くの無線基地局２００を新たに設置しようとする場合には、基地局２００の周波数割当が確定した後に無線装置を分解し、割り当てられた無線周波数を選択可能なフィルタ部品と交換することで対処する以外になかった。
【００２２】
かかる従来システムの構成では、基地局２００を追加するなどにより発生する加入者無線局１００の再配置にあたって、加入者無線局１００の無線装置に実装するフィルタ部品を作成するためにコストがかかり、しかも、このフィルタ部品を既存のフィルタ部品と交換するために多くの手間と時間を必要としていた。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
このように、上記従来システムでは、干渉の厳しい上り回線で所要のＣ／Ｉを満足すべく繰り返し周波数を決定し、下り回線でも同じ繰り返し周波数としていたため、上り回線と下り回線のＣ／Ｉは不均衡となり、これを回避するためには下り回線の伝送容量も上り回線と同じに小さくする必要があり、下りの回線が上りの回線よりも大きな伝送容量を必要とするシステムへの適用が困難であるという問題点があった。
【００２４】
また、上記従来システムでは、加入者無線局の無線装置の使用周波数を変更する要求が生じた場合、無線装置内部の既存のフィルタ部品を目的とする無線周波数を選択可能なフィルタ部品と交換することで対処していたため、目的とする無線周波数を選択可能なフィルタ部品を作成するためのコストがかさみ、しかもこのフィルタ部品を交換するために多くの手間と時間を要する等、基地局の追加等に伴う加入者無線局の再配置を容易に行えないという問題点があった。
【００２５】
本発明は上記問題点を除去し、上り回線と下り回線のＣ／Ｉをほぼ等しく保ちつつ、下り回線が上り回線よりも大きな伝送容量を必要とする各種通信サービスにも適合し得る無線アクセスシステムを提供することを目的とする。
【００２６】
また、本発明は、フィルタ部品を交換する等の煩雑な作業を要せずに加入者無線局の無線装置の使用周波数を簡単に変更でき、基地局の追加等に伴う加入者無線局の再配置を容易に実現可能な無線アクセスシステムを提供することを目的とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、サービスエリア全体をセルに区分けし、基地局と、該基地局と無線回線によりポイント−マルチポイント通信を行う複数の加入者無線局を前記セル毎に配置して成る無線アクセスシステムにおいて、前記加入者無線局から前記基地局方向への上りの無線回線を小容量かつ多周波数繰り返しによる無線チャネルで構成すると共に、前記基地局から前記加入者無線局方向への下りの無線回線を、前記上りの無線回線よりも大容量かつ少周波数繰り返しによる無線チャネルで構成し、前記上りの無線回線と前記下りの無線回線の繰り返し周波数を非対称にしたことを特徴とする。
【００２８】
請求項２の発明は、上記請求項１の発明において、加入者無線局は、それぞれ異なる帯域通過特性を有する複数の帯域通過フィルタと、前記帯域通過フィルタとアンテナとの接続を切り替える切替スイッチとをアンテナ共用器内に備えると共に、前記切替スイッチを切替制御し、前記複数の帯域通過フィルタのいずれかを選択的に前記アンテナに接続するフィルタ選択制御手段を具備することを特徴とする。
【００２９】
請求項３の発明は、上記請求項２の発明において、加入者無線局は、送信部及び受信部が中間周波数と無線周波数間の周波数変換を行うために用いるローカル信号を発生する周波数シンセサイザと、前記周波数シンセサイザの発振周波数を可変設定する周波数可変設定制御手段とを具備することを特徴とする。
【００３０】
請求項４の発明は、上記請求項３の発明において、加入者無線局は、外部装置との通信の処理を行う通信処理手段と、前記外部装置から送出される周波数設定信号を前記通信処理手段を介して受信し、前記フィルタ選択制御手段及び前記周波数可変設定制御手段に転送する信号転送手段とを具備し、前記フィルタ選択制御手段及び前記周波数可変設定制御手段は前記周波数設定信号に基づき前記フィルタ選択及び前記発振周波数可変設定の制御を行うことを特徴とする。
【００３１】
請求項５の発明は、上記請求項４の発明において、加入者無線局は、前記外部装置から受信される前記周波数設定信号を保持する保持手段を具備することを特徴とする。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
【００３５】
図１は、本発明に係わる無線アクセスシステムの全体構成を示す図である。図１において、セルＡ、セルＢは、それぞれ、本システムのサービスエリア全体の内の１サービスエリアである。
【００３６】
セルＡ内には、１つの基地局２００Ａと複数の加入者無線局１００−１，１００−２，１００−３，１００−４が配置されている。
【００３７】
基地局２００Ａと各加入者無線局１００−１、１００−２、１００−３、１００−４間には、それぞれ、上り回線（加入者無線局１００から基地局２００方向）と下り回線（基地局２００から加入者無線局１００方向）が設定され、これら両回線を利用して、基地局２００Ａと各加入者無線局１００−１、１００−２、１００−３、１００−４間のＰ−ＭＰ通信が行われる。
【００３８】
同様に、セルＢ内には、１つの基地局２００Ｂと複数の加入者無線局１００−１１，１００−１２，１００−１３，１００−１４が配置され、基地局２００Ａと各加入者無線局１００−１、１００−２、１００−３、１００−４間で、それぞれ、上り回線と下り回線を利用したＰ−ＭＰ通信が行われる。
【００３９】
セルＡ，セルＢ内の点線は、それぞれ、当該セルＡ，セルＢに設定されるセクタの境界線を示している。本システムでは、セルＡ，セルＢが、それぞれ、セクタ１〜セクタ４の４つのセクタに区切られ、各セクタ毎に、上り回線と下り回線の使用周波数が配置されている。
【００４０】
更に、本システムでは、基地局２００Ａ、２００Ｂが、通信回線３００、交換機４００を介して通信網に接続されている。
【００４１】
なお、図１ではセルＡ及びセルＢのみしか示していないが、実際には、これらセルＡ，セルＢに加えて当該各セルと同じ態様（１つの基地局２００と複数の加入者無線局１００が設置される）から成る複数のセルが存在し、これら全セルによって上述したサービス提供可能エリア全体をカバーするようになっている。
【００４２】
このように、本発明に係わる無線アクセスシステムは、加入者通信サービスを提供するエリア全体を複数のセルに分割すると共に、各セル毎に１つの基地局２００と複数の加入者無線局１００を配置し、各セル毎に、基地局２００と対向する各加入者無線局１００間でＰ−ＭＰ通信を行う構成を基本としている。
【００４３】
上述した、各セル内でのＰ−ＭＰ通信において、第１の実施形態に係わるシステムでは、上り回線を小容量でかつ多周波繰り返しの無線チャネルで構成し、下り回線を上り回線に比べて大容量でかつ少周波数繰り返しの無線チャネルで構成している。
【００４４】
図２は、第１の実施形態に係わるシステムでの上り回線及び下り回線の周波数割当プランの一例を示すものである。なお、この例では、被割当帯域として、特に、上り回線と下り回線とに、それぞれ、１８０ＭＨｚの連続した帯域が与えられた場合を想定している。
【００４５】
この条件の中で、下り回線には、図２（ａ）に示すように、それぞれ２８ＭＨｚの帯域幅を持つ４つの周波数（ｆd1，ｆd2，ｆd3，ｆd3：現用チャネル）と、同帯域幅を持つ更に１つの周波数（予備チャネル）とが割り当てられ、両端には２０ＭＨｚずつのガードバンドが確保されている。
【００４６】
また、上り回線には、図２（ｂ）に示すように、１０ＭＨｚの帯域幅を持つ１６の周波数（ｆu1，ｆu2，ｆu3，ｆu4，ｆu5，ｆu6，〜，ｆu14，ｆu15，ｆu16：現用チャネル）と、同帯域幅を持つ更に１つの周波数（予備チャネル）が割り当てられ、両端に、５ＭＨｚずつのガードバンドが確保されている。
【００４７】
この周波数割当プランに沿って、上り回線と下り回線とに周波数を配置するには、システム全体のセル及び該セル内のセクタの構成を把握し、できるだけ干渉が生じないように周波数を決定する必要がある。
【００４８】
図３は第１の実施形態に係わるシステムでの下り回線の周波数配置の一例を示す概念図であり、図４は同システムでの上り回線の周波数配置の一例を示す概念図である。
【００４９】
図３及び図４に共通な事項として、実線で囲まれる領域は、それぞれ、図１におけるセルＡ，セルＢ等の各セルに相当し、該領域内の黒丸は、それぞれ、該当セルの各基地局２００に相当する。
【００５０】
また、点線は各セル内における４つのセクタ領域の境界線に相当する。更に、この境界線によって仕切られる各セクタ内の数字は、図２で述べた割当プランにより決定された周波数に相当する。
【００５１】
図３からも分かるように、本実施形態では、下り回線が、従来（図１２参照）と同様、４セクタ４周波繰り返しのチャネル構成により実現される。図３において、１セル内の４つのセクタには、それぞれ、上述した周波数割当プランに沿った各周波数（数字の１，２，３，４）が配置されている。
【００５２】
具体的な例として、数字の１は、例えば、図２（ａ）における周波数ｆd1に相当する。同様に、数字の２，３，４は、それぞれ、図２（ａ）における周波数ｆd2，ｆd3，ｆd4に相当する。
【００５３】
これに対し、上り回線は、図４に示すように、４セクタ１６周波繰り返しのチャネル構成により実現される。図４において、１セル内の４つのセクタには、それぞれ、上述した周波数割当プランに沿った各周波数（数字の１〜１６）が配置されている。
【００５４】
具体的な例として、数字の１は、例えば、図２（ｂ）における周波数ｆu1に相当する。同様に、数字の２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６は、それぞれ、図２（ｂ）における周波数ｆu2，ｆu3，ｆu4，ｆu5，ｆu6，ｆu7，ｆu8，ｆu9，ｆu10，ｆu11，ｆu12，ｆu13，ｆu14，ｆu15，ｆu16に相当する。
【００５５】
このように、第１の実施形態では、下り回線（図３参照）を４セクタ４周波の周波数割当配置とする一方、上り回線（図４参照）を４セクタ１６周波の周波数割当配置とし、上り回線と下り回線の周波数割当を不均衡としたものである。
【００５６】
ここで、上記周波数配置に着目し、本実施形態に係わるシステムと従来システムとのＣ／Ｉ値について比較してみる。
【００５７】
従来システムでは、下り回線のみならず上り回線も図３に示すような４セクタ４周波繰り返しの周波数配置であった。
【００５８】
今、図３を便宜的に従来システムの上り回線の周波数配置として見た場合、例えば右から２つ目で下から２つ目のセル内の基地局２００は、該セル内で数字の３の周波数が割り当てられたセクタ方向からの干渉として、例えば右から４つ目で下から４つ目のセル内の数字の３の周波数からの干渉を受ける。
【００５９】
ここで、各セルの基地局２００からセルエリア端までの距離をＲと仮定すれば、右から２つ目で下から２つ目のセル内の基地局から与干渉局までの距離は５Ｒとなる。
【００６０】
これに対して、本実施形態では、下り回線は図３に示した４セクタ４周波繰り返しの周波数配置のまま、上り回線には図４に示す４セクタ１６周波繰り返しの周波数配置が適用される。
【００６１】
これにより、本実施形態では、例えば、右から２つ目で下から２つ目のセル内の基地局２００は、該セル内で数字の１の周波数が割り当てられたセクタ方向からの干渉として、右から６つ目で上から２つ目のセル内の数字の１の周波数からの干渉を受ける。
【００６２】
この場合、右から２つ目で下から２つ目のセル内の基地局２００から与干渉局までの距離は９Ｒとなり、従来システムより長い距離となる。従って、上り回線の干渉については本実施形態のシステムの方が従来システムより小さくなり、Ｃ／Ｉ値も本実施形態のシステムの方が従来システムより良好となる。
【００６３】
本発明の発明者の測定結果によれば、４セクタ４周波繰り返しを上り回線と下り回線共に適用してした従来システムでは、上り回線の干渉が下り回線よりも厳しいことを反映して、上り回線４．７ｄＢ、下り回線１０．９ｄＢという不均衡なＣ／Ｉ値を得た。
【００６４】
これに対し、上り回線を１６周波繰り返しとし、下り回線を４周波繰り返しとした本実施形態に係わるシステムの場合、上り回線で１２．０ｄＢ、下り回線で１０．９ｄＢとなり、両者でほぼ等しいＣ／Ｉ値を得た。
【００６５】
また、この時、上り回線と下り回線の帯域は、図２に示すように、上り回線に対して下り回線の帯域（伝送容量）が大きい、非対称な帯域配分となる。従って、本実施形態では、例えば、インターネットサービス等、下りの回線が上りの回線よりも大きな伝送容量を必要とする通信サービスを効率的に行うのに有用なものとなる。
【００６６】
ところで、この種のシステムでは、上述した１８０ＭＨｚの被割当帯域が、常に図２に示すような連続した帯域として与えられるとは限らず、離散した帯域として与えれることもあり得る。
【００６７】
この場合、例えば下り回線に対して図２（ａ）に示すような帯域レベルのチャネルを４つ確保することができず、該帯域レベルでの４周波繰り返しのチャネル配置ができなくなる。
【００６８】
かかる環境下での４周波繰り返しのチャネル配置は、１チャネル当たりの帯域幅を小さくすることで対処可能であるが、この場合、伝送容量が小さくなり過ぎ、上述した理由で、インターネットサービス等に適応できなくなる。
【００６９】
このような観点から、第２の実施形態では、使用可能な帯域が離散的に与えられた場合、上り回線を小容量でかつ多周波繰り返しの無線チャネルで構成する一方、下り回線を異偏波を利用した無線チャネルで構成するものである。
【００７０】
図５は、第２の実施形態に係わるシステムでの上り回線及び下り回線の周波数割当プランの一例を示すものである。なお、この例では、被割当帯域として、特に、上り回線と下り回線とに、それぞれ、６０ＭＨｚ相当のブロック（ブロック１，ブロック２，ブロック３：全体で１８０ＭＨｚ）が３つずつ離散的に割り当てられた場合を想定している。
【００７１】
この条件の中で、下り回線については、図５（ａ）に示すように、上記各ブロック１，２，３よりそれぞれ２８ＭＨｚ帯域の周波数を割り当て、この都合３つの周波数（ｆ1，ｆ2，ｆ3）を、各々、水平偏波（ｆ1H，ｆ2H，ｆ3H）と垂直偏波（ｆ1V，ｆ2V，ｆ3V）として利用するチャネル構成を採用している。
【００７２】
この場合、２８ＭＨｚ帯域幅の２周波（ｆ1，ｆ2）で４周波相当（ｆ1H，ｆ1V，ｆ2H，ｆ2V）を確保できるため、２８ＭＨｚ帯域幅の４周波繰り返しの周波数配置が実現できる。
【００７３】
残りの１周波（ｆ3）は、異偏波による２つの予備チャネル（ｆ3H，ｆ3V）として利用する。更に、各ブロック１，２，３毎に、両端に１／２ＢＷずつのガードバンドを確保する。ここで、ＢＷは、同偏波におけるチャネル間隔とし、このガードバンド確保条件は上り回線においても適用するものとする。
【００７４】
これに対し、上り回線には、図５（ｂ）に示すように、上記各ブロック１，２，３よりそれぞれ１０ＭＨｚ帯域の５つの周波数、都合１５の周波数を割り当てている。このうち、１２の周波数（ｆ1，ｆ2，ｆ3，〜，ｆ11，ｆ12）は現用チャネルとして利用し、残りの３つの周波数（予備１，予備２，予備３）は予備チャネルとして利用する。更に、各ブロック１，２，３毎に、前後に、例えば、５ＭＨｚのガードバンドを確保する。
【００７５】
なお、上り回線において、１チャネルあたりの帯域幅を３０ＭＨｚとすると、上記ガードバンド確保条件によって、両端で１５ＭＨｚずつのガードバンドが必要となり、３ブロックを用いても３チャネル（１ブロックあたり１チャネル）しか確保できず、４セクタ方式に必要な４チャネルを確保できない。
【００７６】
そこで、第２の実施形態では、上述の如く、１チャネルあたり１０ＭＨｚとしている〔図５（ｂ）参照〕。この場合、ガードバンドは５ＭＨｚで済み、１ブロックあたり５チャネル、３ブロックで都合１５チャネルを確保できる。
【００７７】
この１５チャネルの中から３チャネルずつを１つのセクタに対して割り当てる〔図５（ｂ）において、数字の（１）〜（５）が付された各周波数の内、数字が同一のものは同一セクタに割り当てられる〕ことで、１セクタ毎に３０ＭＨｚの帯域を確保でき、結果として、３０ＭＨｚ帯域幅を持つ５周波相当を確保することができる。
【００７８】
図６は第２の実施形態に係わるシステムでの下り回線の周波数配置の一例を示す概念図であり、図７は、同システムでの上り回線の周波数配置の一例を示す概念図である。
【００７９】
図６及び図７の見方は、図３及び図４と同様である。すなわち、図６及び図７において、実線で囲まれる領域は、それぞれ、図１におけるセルＡ，セルＢ等の各セル相当し、該領域内の黒丸は、それぞれ、該当セルの各基地局２００に相当する。
【００８０】
また、点線は各セル内における４つのセクタ領域の境界線に相当する。更に、この境界線によって仕切られる各セクタ内の数字は、図５で述べた割当プランにより決定された周波数に相当する。
【００８１】
図６からも分かるように、本実施形態では、下り回線が、４セクタ４チャネル繰り返しのチャネル構成により実現される。図６において、１セル内の４つのセクタには、それぞれ、図５（ａ）に示した周波数割当プランに沿った各チャネル（１Ｈ，１Ｖ，２Ｈ，２Ｖ）が配置されている。
【００８２】
ここで、１Ｈは、例えば、図５（ａ）におけるブロック１より割り当てられる２８ＭＨｚ帯域の周波数を水平偏波により利用するチャネルであり、１Ｖは、同周波数を垂直偏波により利用するチャネルである。また、２Ｈは、例えば、図５（ａ）におけるブロック２より割り当てられる２８ＭＨｚ帯域の周波数を水平偏波により利用するチャネルであり、２Ｖは、同周波数を垂直偏波により利用するチャネルである。
【００８３】
これに対し、上り回線は、図７に示すように、４セクタ４周波繰り返しのチャネル構成により実現される。図７において、１セル内の４つのセクタには、それぞれ、図５（ｂ）に示した周波数割当プランに沿った各周波数（数字の１〜４）が配置されている。
【００８４】
但し、本実施形態において、上記各数字１〜４で示される周波数は、それぞれ３つの周波数帯域を組み合わせて成るものである。
【００８５】
具体的な例として、数字の１に相当する周波数は、例えば、図５（ｂ）における周波数ｆu1，ｆu2，ｆu3を組み合わせた周波数帯域を持ったものである。同様に、数字の２、３、４は、それぞれ、図５（ｂ）における周波数（ｆu4，ｆu5，ｆu6）、（ｆu7，ｆu8，ｆu9）、（ｆu10，ｆu11，ｆu12）を組み合わせた周波数帯域を持ったものである。
【００８６】
このように、第２の実施形態では、使用可能な帯域が複数の離散ブロックとして与えられた場合、上り回線（図７参照）については小容量で多周波繰り返しとしかつ各セクタあたり複数の周波数を組み合わせて使用する無線チャネル構成とする一方、下り回線（図６参照）については異偏波を利用した無線チャネル構成としたものである。
【００８７】
この第２の実施形態では、上り回線の１チャネル当たりの帯域幅を小さくしつつも各セクタ毎に複数のチャネルを割り当てるようにしたため、当該上り回線の伝送容量を常にある程度以上の値に維持できる。
【００８８】
また、下り回線については異偏波を使用するようにしたため、１離散ブロックあたりの使用可能帯域を広くとることができ（該帯域に見合った十分な伝送容量を確保できる）、インターネットサービス等、下りの回線が上りの回線よりも大きな伝送容量を必要とするシステムへの適用性も維持できる。
【００８９】
また、本実施形態では、上り回線を小容量多周波繰り返しとし、下り回線に異偏波を利用した場合においても、上り回線及び下り回線共に所要のＣ／Ｉを確保することができる。
【００９０】
本発明の発明者によれば、異偏波を利用した下り回線での交差偏波識別度を１５ｄＢとし、半径１０Ｋｍ以内の干渉を前提としてＣ／Ｉ値の測定を行った結果、上り回線の４周波繰り返しに関しては２３．２ｄＢ、下り回線の２周波（異偏波）繰り返しに関しては２２．２ｄＢの測定結果を得た。
【００９１】
すなわち、本実施形態によれば、異偏波を使った場合でも、所要Ｃ／Ｉ（本システムの所要Ｃ／Ｉは、例えば、２２．１ｄＢに設定されている）を満足することが確かめられた。
【００９２】
なお、使用可能帯域が離散的に与えられた場合、下り回線のみならず、上り回線についても異偏波を利用することが考えられるが、この場合には、以下のような危険が伴う。
【００９３】
この点について、図６を参照して説明する。今、図６を上り回線に対する２周波４異偏波繰り返しのチャネル配置図として見るものとする。
【００９４】
ここで、同図に斜線で示す２Ｖのセクタに着目すると、該セルの基地局２００（黒丸）からセルエリア端までの距離をＲとした場合、最短の与干渉局は該基地局２００から３．５Ｒの距離にあることになる。
【００９５】
しかし、遠方（同図上方）にて２Ｈを使用している加入者無線局１００のアンテナが例えば人の接触等により傾くと、この加入者無線局１００が上記２Ｖのセクタを管轄する基地局２００への与干渉局となり、当該基地局２００からの最短の与干渉局の距離が２．１Ｒに変化する。
【００９６】
１つの与干渉局からの干渉を考えると、上記距離Ｒを１Ｋｍとしかつアンテナによる干渉の抑圧を考慮した場合のＣ／Ｉ値は、３．５Ｒの距離の場合は２３．５ｄＢ、２．１Ｒの距離の場合は１３．９ｄＢとなる。
【００９７】
ここで、本システムの所要Ｃ／Ｉ値は２２．１ｄＢとすると、上述した人の接触等の不慮の事故によるアンテナの傾き等に起因して、当該所要Ｃ／Ｉ値を達成できない状況に陥る。
【００９８】
このように、上り回線では、加入者無線局１００が上述した不慮の事故等に遭遇し易く、これによりＣ／Ｉ値が低下する危険性が高いため、異偏波を使用しないものとする。
【００９９】
一方、下り回線については、通常、基地局２００のアンテナはビル等の建物の屋上等、普段、人が立ち入らない所に設置されるケースが多く、上述した不慮の事故等に遭遇し難い環境にあり、異偏波を使用してもＣ／Ｉ値の低下の危険性が極めて低いことから、図５（ａ）等に示す周波数プランに沿って異偏波を使用するものとする。
【０１００】
ところで、この様なポイント−マルチポイント（Ｐ−ＭＰ）のシステムでは、システムの運用開始後、サービスエリアの拡大や、加入者無線局１００の増加により、基地局２００を増設することが考えられる。ここで、基地局２００を増設する場合は、他の基地局２００や加入者無線局１００への干渉を防ぐため、図２、図５で述べたような周波数プランに沿って、周波数割当を決定してから、基地局２００の設置を行うことになる。ここで、基地局２００の増設は、増設の決定後速やかに行う必要があるため、無線周波数の設定が容易に設定できることが必要になる。
【０１０１】
また、基地局２００の増設により、加入者無線局１００の中には、加入者無線局１００の設置位置等の関係で、今まで通信を行っていた基地局２００よりも新たに増設された基地局２００と通信を行うように変更した方が良い場合が考えられる。この場合、加入者無線局１００の使用周波数を変更する必要が生ずる。
【０１０２】
この点に鑑み、第３の実施形態では、基地局２００または加入者無線局１００における使用する周波数の設定または変更を行う場合に、フィルタ部品の交換によらず、使用周波数変更が行える構成としたものである。以下、加入者無線局１００の周波数変更の場合を例として説明するが、基地局２００の周波数設定についても同様である。
【０１０３】
図８は、第３の実施形態に係わる加入者無線局１００の構成を示すブロック図である。
【０１０４】
図８において、加入者無線局１００は、無線装置１０と端局装置３０とにより構成される。無線装置１０は、アンテナ１１、送信フィルタ部１２３及び受信フィルタ部１２４を備えたアンテナ共用器１２、送信ミキサ１３４等を備えた送信部１３、受信ミキサ１４３を備えた受信部１４、合成／分配器１５、周波数設定信号復調部１６、シンセサイザ１７１，分配器１７２，発振制御部１７３等から成るローカル発生部１７により構成される。
【０１０５】
また、端局装置３０は、合成／分配器３１、復調部３２、変調部３３、ベースバンド処理部３４、中央処理装置（ＣＰＵ）３５、メモリ部３６、周波数設定信号変調部３７、通信処理部３８、外部インタフェース部（Ｉ／Ｆ）３９、ＣＰＵ３５とメモリ部３６や通信処理部３８等との間に設けられる制御バス４０を具備して構成される。
【０１０６】
端局装置３０では、通信処理部３８を介して外部端末５０と通信を行うことができる。本実施形態では、外部装置５０は使用周波数設定用の端末であり、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）が用いられる。
【０１０７】
また、端局装置３０は、外部インタフェース部３９を介して、例えば、ＰＣ、電話機（ＴＥＬ）、構内交換機（ＰＢＸ）等の機器や、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）等の伝送路に接続可能である。
【０１０８】
この加入者無線局１００において、アンテナ１１は、基地局２００との間で電波の受信及び送信を行う。アンテナ共用器１２は、アンテナ１１で受信した基地局２００からの電波に相当する受信信号を受信フィルタ部１２４を介して受信部１４に送る他、後述するように、送信部１３からの送信信号を送信フィルタ部１２３を介してアンテナ１１に送る。
【０１０９】
受信部１４は、アンテナ共用器１２からの出力信号を、受信ミキサ１４３にて、ローカル発生部１７内のシンセサイザ１７１から分配器１７２を介して与えられるローカル信号にミキシングしてＩＦ（Intermediate Frequency）周波数を有する信号に変換し（ダウンコンバージョン）、更に、ＩＦ周波数に変換した信号を増幅して出力する。
【０１１０】
合成／分配器１５は、送信部１４からの出力信号を端局装置３０に送る。端局装置３０では、無線装置１０からの出力信号が合成／分配器３１で復調部３２に分配され、更に。復調部３２は、当該合成／分配器３１からの出力信号を復調してベースバンド処理部３４に送出する。
【０１１１】
ベースバンド処理部３４は、復調部３２での復調信号を制御バス４０を介してＣＰＵ３５に送出すると共に、外部インタフェース部３９を介して、該外部インタフェース部３９に接続された機器に送出する。
【０１１２】
外部インタフェース部３９に接続された機器は、外部インタフェース部３９からの復調信号を用いて当該機器に備わる機能に従った所要の処理を行う。例えば、当該機器が電話機あった場合、上記復調信号を受話アンプで増幅し、レシーバにより音響出力に変換し、使用者に音声として伝える等の処理を行う。
【０１１３】
また、マイクにて使用者の音声を集音して電気信号に変換し、送話アンプにより該音声信号を増幅し、外部インタフェース部３９を介してベースバンド処理部３４に出力する等の処理を行う。
【０１１４】
外部インタフェース部３９から送られてくる上記音声信号はベースバンド処理部３４を通じて変調部３３に送出される。変調部３３は、ベースバンド処理部３４の出力信号を変調し、合成／分配器３１を介して無線装置１０に送出する。
【０１１５】
無線装置１０では、端局装置３０から送られてくる信号を合成／分配器１５で受信し、送信部１３に分配する。
【０１１６】
送信部１３は、合成／分配器１５からの出力信号を増幅し、次いでこの信号を、送信ミキサ１３４にて、ローカル発生部１７内のシンセサイザ１７１から分配器１７２を介して与えられるローカル信号にミキシングしてＩＦから所定の送信周波数に変換し（アップコンバージョン）、更に当該信号を増幅してアンテナ共用器１２に出力する。
【０１１７】
アンテナ共用器１２では、送信部１３からの信号を送信フィルタ部１２３を介してアンテナ１１に出力し、アンテナ１１は、アンテナ共用器１２から出力された信号を電波として送出する。
【０１１８】
なお、上記動作中、無線装置１０の送信部１３と受信部１４では、それぞれ、例えば、２６ＧＨｚ程度の無線周波数（ＲＦ）と７０ＭＨｚ程度の中間周波数（ＩＦ）との間でアップコンバージョン処理とダウンコンバージョン処理を行い、端局装置３０の復調部３２と変調部３３では、それぞれ、上記ＩＦで復調処理と変調処理を行う。
【０１１９】
本実施形態に係わる加入者無線局１００では、上述した送受信機能に加えて、使用周波数を必要に応じて変更（設定）する機能を有している。この使用周波数変更機能を実現するための構成要素として、端局装置３０側には、通信処理部３８、周波数設定信号変調部３７が設けられ、無線装置１０側には、周波数設定信号復調部１６、発振制御部１７３が設けられる。
【０１２０】
次に、本実施形態の加入者無線局１００における使用周波数変更動作について説明する。
【０１２１】
この加入者無線局１００において、使用周波数を変更する場合、まず、外部端末５０から使用周波数帯域設定操作を行う。この設定操作により、外部端末５０から使用周波数設定信号が出力され、該信号は通信処理部３８、制御バス４１を通じてＣＰＵ３５に送られる。
【０１２２】
ＣＰＵ３５は、この信号を例えばメモリ部３６に保持すると共に、周波数設定信号変調部３７に送出する。
【０１２３】
なお、外部端末５０からの使用周波数設定信号を保持する手段（メモリ部３６）を持つことで、例えば、電源がＯＮされる毎に、毎回、ＣＰＵ３５がメモリ内容を読み取り、無線装置１０に該信号を送出して周波数をその都度設定するというシーケンスを追加することも可能になる。
【０１２４】
周波数設定信号変調部３７は、上記設定操作に基づく周波数設定信号を所定の方式で変調し、合成／分配器３１を介して無線装置１０の合成／分配器１５に送出する。
【０１２５】
無線装置１０では、端局装置３０から送られてくる上記周波数設定信号を合成／分配器１５により周波数設定信号復調部１６に送出する。周波数設定信号復調部１６は、合成／分配器１５から送られてくる周波数設定信号を所定の方式により復調し、この復調された周波数設定信号をアンテナ共用器１２及びローカル発生部１７に送出する。
【０１２６】
アンテナ共用器１２は、送信フィルタ部１２３と受信フィルタ部１２４内にそれぞれ通過帯域が異なる複数のフィルタ（バンドパスフィルタ）を持ち、周波数設定信号復調部１６から送られてくる、復調された周波数設定信号に基づき、該当するバンドパスフィルタを選択しアンテナ１１に接続するフィルタ選択切替制御を行う。
【０１２７】
また、ローカル発生部１７では、発振制御部１７３が、周波数設定信号復調部１６から送られてくる、復調された周波数設定信号に基づき、発振源であるシンセサイザ１７１の発振周波数を可変制御する。
【０１２８】
この制御からも分かるように、本実施形態では、複数のフィルタの選択信号として、端局装置３０が周波数シンセサイザ１７１の発振周波数を設定する周波数設定信号を用いるようにしている。この場合、フィルタ選択制御用として別の周波数をわざわざ使わないため、構成を簡略化でき、誤動作に対する信頼性も高めることができる。
【０１２９】
上記制御によりシンセサイザ１７１より発振されたローカル信号は、分配器１７２により分配され、それぞれ、送信部１３内の送信ミキサ１３４と受信部１４内の受信ミキサ１４３に送出される。
【０１３０】
以後、この加入者無線局１００では、アンテナ１１に切り替え接続された送信フィルタ部１２３内の該当フィルタ及び受信フィルタ部１２４内の該当フィルタによる周波数選択動作と、ローカル発生部１７に新たに設定されたローカル信号に基づく周波数変換処理（アップコンバージョン及びダウンコンバージョン）とによって、外部端末５０の使用周波数設定操作に応じた周波数変更に伴う無線送受信を実行できるようになる。
【０１３１】
次に、アンテナ共用器１２におけるフィルタ選択動作についてより詳しく説明する。
【０１３２】
図９は、図２における加入者無線局１００のアンテナ共用器１２の詳細構成を示すブロック図である。このアンテナ共用器１２は、サーキュレータ１２１、切替スイッチ１２２−１，１２２−２，１２２−３，１２２−４、送信フィルタ部１２３、受信フィルタ部１２４を具備して構成される。
【０１３３】
送信フィルタ部１２３は、それぞれ異なる周波数通過帯域特性を有するバンドパスフィルタ１２３ａ，１２３ｂ，１２３ｃから成り、同じく、受信フィルタ部１２４は、それぞれ異なる周波数通過帯域特性を有するバンドパスフィルタ１２４ａ，１２４ｂ，１２４ｃから成る。
【０１３４】
切替スイッチ１２２−１，１２２−２は、周波数設定信号復調部１６から送られてくる周波数設定信号に基づき協調して動作し、送信フィルタ部１２３内のフィルタ１２３ａ，１２３ｂ，１２３ｃの内のいずれか１つをサーキュレータ１２１への送信経路中に介挿せしめるようフィルタ選択動作を行う。
【０１３５】
同様に、切替スイッチ１２２−３，１２２−４は、周波数設定信号復調部１６から送られてくる周波数設定信号に基づき協調して動作し、受信フィルタ部１２４内のフィルタ１２４ａ，１２４ｂ，１２４ｃの内のいずれか１つをサーキュレータ１２１からの受信経路中に介挿せしめるようフィルタ選択動作を行う。
【０１３６】
なお、アンテナ共用器１２では、切替スイッチ１２２−１，１２２−２によるフィルタ選択動作と、切替スイッチ１２２−３，１２２−４によるフィルタ選択動作は、周波数設定信号復調部１６から送られてくる周波数設定信号に基づき、送信フィルタ部１２３、受信フィルタ部１２４が、その中にある送受フィルタＡ，Ｂ，Ｃのいずれか１つを送受セットで選択するという方法で実施される。
【０１３７】
図１０は、図９における共用器１２内部のフィルタ特性を示す図である。特に、同図（ａ）は、送信フィルタ部１２３におけるフィルタ１２３ａ，１２３ｂ，１２３ｃのフィルタ特性を示すものであり、それぞれ、送信帯域ａ，送信帯域ｂ、送信帯域ｃの周波数信号を通過させ得るものとなっている。
【０１３８】
また、同図（ｂ）は、受信フィルタ部１２４におけるフィルタ１２４ａ，１２４ｂ，１２４ｃのフィルタ特性を示すものであり、それぞれ、受信帯域ａ，受信帯域ｂ、受信帯域ｃの周波数信号を通過させ得るものとなっている。
【０１３９】
図９に示す構成のアンテナ共用器１２を備えた加入者無線局１００では、外部端末５０との通信手段（通信処理部３８）を備え、この外部端末５０からの使用周波数設定操作によって、図１０に示すフィルタ特性の範囲内で送信周波数及び受信周波数を容易に変更させることができる。
【０１４０】
かかる構成においては、予め全周波数帯域での特性試験を行っておくことで、一旦、加入者無線局１００を製造した後であっても、使用周波数の変更要求に対して、該加入者無線局１００を分解してフィルタ部品を交換する等の作業は行う必要が無く、また、新たに周波数特性試験を行うことなく、転用することが可能となる。
【０１４１】
なお、第３の実施形態では、送信及び受信共に３つのフィルタ（図９参照）を用意し、選択帯域も図１０に示す特性を与えているが、フィルタの数及び選択帯域はこれらの組み合わせに限られるものでない。
【０１４２】
これにより、例えば、図２あるいは図５に示した周波数プランに沿ったフィルタ数及び帯域選択特性を有するフィルタ構成とした場合には、外部端末５０から使用周波数の設定操作を行うのみで、同周波数プラン沿った周波数配置を容易に実現できるようになる。
【０１４３】
なお、上記実施形態では、送信系と受信系とで周波数シンセサイザ１７１を共用しているが、周波数シンセサイザ１７１を送信系と受信系とにそれぞれ対応して設け、発振周波数可変設定制御を独立に行うようにしても良い。
【０１４４】
また、上記実施形態では、周波数シンセサイザ１７１の発振周波数可変設定に係わる制御系と、アンテナ共用器内のフィルタ選択に係わる制御系とを共用化しているが、これら制御系を別々に設ける（送信フィルタ部１２３，受信フィルタ部１２４内の各フィルタを選択するためのフィルタ選択制御信号を、周波数シンセサイザ１７１の発振周波数を可変設定するため信号（周波数設定信号）とは独立して配布する）ようにしても良い。
【０１４５】
このように、第３の実施形態では、加入者無線局１００の無線装置１０において、中間周波数から無線周波数への周波数変換を行うローカル発振器をシンセサイザとし、端局装置３０からの制御信号によりローカル周波数を可変設定するようにしたため、加入者無線局１００の増加などに伴って基地局２００の追加に迫られた時に、基地局２００と加入者無線局１００の再配置を極めて容易に行うことが可能となる。
【０１４６】
また、上記無線装置１０を、異なる通過帯域特性を持つ複数のフィルタを選択的に切り替えることにより周波数選択を行う構成としたため、従来のように、装置を分解してフィルタ部品を交換する等の面倒な作業を行わなわずに、外部装置５０からの通信機能を用いて簡単に周波数を変更でき、この点も、上述した基地局２００の再配置の容易化に貢献することになる。
【０１４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、基地局と加入者無線局間の上りの無線回線を小容量かつ多周波数繰り返しによる無線チャネルで構成すると共に、下りの無線回線を、上りの無線回線よりも大容量かつ少周波数繰り返しによる無線チャネルで構成し、上りの無線回線と下りの無線回線の繰り返し周波数を非対称にしたため、上りの無線回線と下りの無線回線のＣ／Ｉをほぼ等しくしつつ、下りの無線回線の伝送容量を大きくでき、インターネットサービス等、下り回線が上り回線よりも大きな伝送容量を必要とする各種通信サービスにも容易に適合できる。
【０１５０】
また、本発明によれば、加入者無線局は、アンテナ共用器内における複数の帯域通過フィルタを選択的にアンテナへ接続する制御、及び送信部及び受信部での周波数変換に用いるローカル信号を発生する周波数シンセサイザの発振周波数を可変設定する制御を、外部端末との通信機能を利用して行える構成を有するため、フィルタ部品を交換する等の煩雑な作業を要せずに加入者無線局の無線装置の使用周波数変更に簡単に対処でき、基地局の追加等に伴う加入者無線局の再配置を容易に実現可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる無線アクセスシステムの全体構成を示す図。
【図２】第１の実形態に係わる周波数割当プランの一例を示す図。
【図３】第１の実施形態に係わる下り回線の周波数配置を示す概念図。
【図４】第１の実施形態に係わる上り回線の周波数配置を示す概念図。
【図５】第２の実形態に係わる周波数割当プランの一例を示す図。
【図６】第２の実施形態に係わる下り回線の周波数配置を示す概念図。
【図７】第２の実施形態に係わる上り回線の周波数配置を示す概念図。
【図８】第３の実施形態に係わる加入者無線局の構成を示すブロック図。
【図９】図８における加入者無線局のアンテナ共用器の構成を示す図。
【図１０】図９のアンテナ共用器内に実装された各フィルタのフィルタ特性を示す図。
【図１１】無線アクセスシステムにおける干渉の様子を示す概念図。
【図１２】４セクタ４周波繰り返しの場合の周波数配置イメージを示す図。
【符号の説明】
１００，１００−１，１００−２，１００−３，１００−４，１００−１１，１００−１２，１００−１３，１００−１４ 加入者無線局
１０ 無線装置
１１ アンテナ
１２ アンテナ共用器
１２１ サーキュレータ
１２２−１，１２２−２，１２２−３，１２２−４ 切替スイッチ
１２３ 送信フィルタ部
１２３ａ 送信フィルタＡ
１２３ｂ 送信フィルタＢ
１２３ｃ 送信フィルタＣ
１２４ 受信フィルタ部
１２４ａ 受信フィルタＡ
１２４ｂ 受信フィルタＢ
１２４ｃ 受信フィルタＣ
１３ 送信部
１３４ 送信ミキサ
１４ 受信部
１４３ 受信ミキサ
１５ 合成／分配器
１６ 周波数設定信号復調部
１７ ローカル発生部
１７１ シンセサイザ
１７２ 分配器
１７３ 発振制御部
３０ 端局装置
３１ 合成／分配器
３２ 復調部
３３ 変調部
３４ ベースバンド処理部
３５ 中央処理装置（ＣＰＵ）
３６ メモリ部
３７ 周波数設定信号変調部
３８ 通信処理部（ＣＯＭ）
３９ 外部インタフェース部（Ｉ／Ｆ）
４０ 制御バス
５０ 外部端末
２００，２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃ 基地局
３００ 通信回線
４００ 交換機

Claims (5)

1. サービスエリア全体をセルに区分けし、基地局と、該基地局と無線回線によりポイント−マルチポイント通信を行う複数の加入者無線局を前記セル毎に配置して成る無線アクセスシステムにおいて、
   前記加入者無線局から前記基地局方向への上りの無線回線を小容量かつ多周波数繰り返しによる無線チャネルで構成すると共に、
   前記基地局から前記加入者無線局方向への下りの無線回線を、前記上りの無線回線よりも大容量かつ少周波数繰り返しによる無線チャネルで構成し、
   前記上りの無線回線と前記下りの無線回線の繰り返し周波数を非対称にした
   ことを特徴とする無線アクセスシステム。
2. 加入者無線局は、
   それぞれ異なる帯域通過特性を有する複数の帯域通過フィルタと、
   前記帯域通過フィルタとアンテナとの接続を切り替える切替スイッチと
   をアンテナ共用器内に備えると共に、
   前記切替スイッチを切替制御し、前記複数の帯域通過フィルタのいずれかを選択的に前記アンテナに接続するフィルタ選択制御手段
   を具備することを特徴とする請求項１記載の無線アクセスシステム。
3. 加入者無線局は、
   送信部及び受信部が中間周波数と無線周波数間の周波数変換を行うために用いるローカル信号を発生する周波数シンセサイザと、
   前記周波数シンセサイザの発振周波数を可変設定する周波数可変設定制御手段と
   を具備することを特徴とする請求項２記載の無線アクセスシステム。
4. 加入者無線局は、
   外部装置との通信の処理を行う通信処理手段と、
   前記外部装置から送出される周波数設定信号を前記通信処理手段を介して受信し、前記フィルタ選択制御手段及び前記周波数可変設定制御手段に転送する信号転送手段と
   を具備し、
   前記フィルタ選択制御手段及び前記周波数可変設定制御手段は前記周波数設定信号に基づき前記フィルタ選択及び前記発振周波数可変設定の制御を行う
   ことを特徴とする請求項３記載の無線アクセスシステム。
5. 加入者無線局は、
   前記外部装置から受信される前記周波数設定信号を保持する保持手段
   を具備することを特徴とする請求項４記載の無線アクセスシステム。

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