JP4462043B2 - マイクロ波無線通信システム - Google Patents

Description

本発明は、屋内装置（ＩＤＵ：In Door Unit）と、現用・予備等からなる複数の屋外装置（ＯＤＵ：Out Door Unit）とにより構成されるマイクロ波無線通信システムに関する。

移動体通信システムの基地局等においては、基地局間の無線通信装置を、アンテナに近接した屋外装置（以下、ＯＤＵ）と、これと離れて設置される屋内装置（以下、ＩＤＵ）とに分割し、両者を同軸ケーブルで接続することにより、アンテナを有した無線通信部を小型軽量化して高所への設置を容易にし、かつ通信処理や制御機能を司る部分は屋内に設置して、保守の容易性、信頼性の向上、低コスト化が図られている（特許文献１）。

ＯＤＵには、ＩＤＵから送出された変調波を無線周波数信号に変換してアンテナから送信するとともに、アンテナで受信された無線周波数信号を復調用中間周波信号に変換してＩＤＵへ出力する送受信回路等が配置され、ＩＤＵには、中間周波数信号をベースバンド信号で変調し、変調波をＯＤＵに出力するとともに、ＯＤＵから受信した復調用中間周波信号をベースバンド信号に復調する変復調部等が配置される。両者を接続する同軸ケーブルにより、送受信の主信号である変調波、復調用中間周波信号、監視制御信号および直流（ＤＣ）電源を周波数多重して伝送している。

特許文献１では、ＯＤＵとＩＤＵとを同軸ケーブルで接続した無線通信装置に、現用系と予備系とを設けることにより更に信頼性を高めるとともに、低コストでシステムを二重化する技術が提案されている。例えば、１つのＩＤＵと現用系と予備系の２つのＯＤＵとで構成し、ＯＤＵ側に設けられた制御部でＯＤＵの現用と予備の切り替え制御を行い、動作中のＯＤＵを１本の同軸ケーブルでＩＤＵに接続することにより、ＯＤＵのみを二重化し、ＯＤＵに比べて信頼性が高く、保守作業の容易なＩＤＵは二重化せずに単一のＩＤＵで動作させることによって、高信頼性と低コスト化の両立を図っている。

しかし、特許文献１に記載の発明の場合、スイッチを制御する切り替え制御部が必要であり、この切り替え制御系または切り替えスイッチが故障した場合には、現用系と予備系の両方が使えなくなるという問題がある。さらに、特許文献１に記載の発明では、現用系ＯＤＵに異常が検出されてから、異常が生じた現用系ＯＤＵを予備系ＯＤＵに切り替えて無線通信が続行されるまでにタイムラグが生じ、無瞬断でのヒットレス切り替えが実現できないという問題がある。

一方、現用および予備のＯＤＵを同時に動作させておき、回線品質の良い信号を受信信号として選択することにより、無瞬断でのヒットレス切り替えを可能にする二重化システムも、従来、一般に採用されている。図１１は、そのような二重化システムを採用したマイクロ波無線通信システムの従来例を示すブロック図である。

図１１において、Ｃ局８０は、１系統のベースバンド信号を入出力するとともに該ベースバンド信号の変復調を行うＩＤＵ８１と、現用・予備の無線機である二つのＯＤＵ８４，８５と、ＩＤＵ８１と二つのＯＤＵ８４，８５との間をインターフェースする同軸ケーブル８２，８３と、二つのＯＤＵ８４，８５に各々接続され対向局との間で無線による送受信を行うアンテナ８６，８７とで構成される。またＣ局８０と無線対向を組むＤ局９０もＣ局８０と同様の構成を有しており、１系統のベースバンド信号を入出力するとともに該ベースバンド信号の変復調を行うＩＤＵ９１と、現用・予備の無線機である二つのＯＤＵ９４，９５と、ＩＤＵ９１と二つのＯＤＵ９４，９５との間をインターフェースする同軸ケーブル９２，９３と、二つのＯＤＵ９４，９５に各々接続されＣ局８０との間で無線による送受信を行うアンテナ９６，９７とで構成される。

アンテナ８６と９６との間の無線信号経路とアンテナ８７と９７との間の無線信号経路は互いに独立した経路を形成しており、両経路で同じベースバンド信号が伝送されるが、ＩＤＵ８１あるいは９１では、受信した２つの信号の内で品質の良い方が選択される。また互いの信号が重なって干渉を生ずるような場合には、両経路における無線周波数信号を互いに異ならせることにより、独立した２系統の無線信号経路を形成している。

図１２は、図１１に示すマイクロ波無線通信システムにおける無線基地局の詳細ブロック図を示しており、図１３は、図１１に示すマイクロ波無線通信システムの無線基地局におけるＩＤＵ−ＯＤＵ間の同軸ケーブル内を多重伝送される信号の周波数配置例を示している。以下、従来の屋内外構成をとるマイクロ波無線通信システムの動作について図１１〜図１３を参照して説明する。

ＩＤＵ８１（９１）に入力された１系統のベースバンド信号は、ベースバンド信号処理回路１０１で信号処理された後二分岐されて２系統の変復調回路１０２，１０３に入力される。変復調回路１０２，１０３では、ベースバンド信号処理回路１０１から入力された信号で所定周波数（例えば５６０ＭＨｚ）の信号をそれぞれ変調し、変調波をマルチプレクサ回路１０４，１０５へ出力する。マルチプレクサ回路１０４，１０５では、変復調回路１０２，１０３から入力された変調波に各々ＤＣ電源および制御信号を多重し、多重した信号を同軸ケーブル８２（９２），８３（９３）を経由してＯＤＵ８４（９４），８５（９５）へ出力する。

ＯＤＵ８４（９４），８５（９５）にそれぞれ入力された多重信号は、マルチプレクサ回路１１１，１２１でそれぞれ、ＤＣ電源、制御信号、および変調波に分離され、変調波は送受信回路１１２，１２２へ出力される。送受信回路１１２，１２２に入力された変調波は送受信回路１１２，１２２で無線周波数信号（ＲＦ信号）に変換され、アンテナ８６（９６），８７（９７）を介して対向局へ送信される。一方、アンテナ８６（９６），８７（９７）により対向局から受信したＲＦ信号は、送受信回路１１２，１２２で復調用中間周波信号（例えば１４０ＭＨｚ）に変換され、マルチプレクサ回路１１１，１２１、同軸ケーブル８２（９２），８３（９３）経由でそれぞれＩＤＵ８１（９１）へ出力される。

ＩＤＵ８１（９１）では、同軸ケーブル８２（９２），８３（９３）経由でＯＤＵ８４（９４），８５（９５）から入力された復調用中間周波信号を、それぞれマルチプレクサ回路１０４，１０５を介して変復調回路１０２，１０３へ入力して復調することによりベースバンド信号を再生し、ベースバンド信号処理回路１０１へ出力する。ベースバンド信号処理回路１０１では、変復調回路１０２，１０３で再生された２系統の信号のうち、回線品質の良い信号を選択してベースバンド信号として出力する。

特開平７−１３５４７６号公報

図１１〜図１３に示すマイクロ波無線通信システムの場合、現用および予備のＯＤＵを同時に動作させ、回線品質の良い信号を受信信号として選択する構成であるので、特許文献１に記載の現用・予備切り替え方式のような切り替えに伴うタイムラグは発生せず、無瞬断でのヒットレス切り替えが可能であるが、その反面、現用および予備のＯＤＵからの２系等の復調用中間周波信号を別々にＩＤＵ８１（９１）に入力しなければならず、そのため、現用および予備のＯＤＵ８４（９４），８５（９５）とＩＤＵ８１（９１）との間は、それぞれ個別の同軸ケーブル８２（９２），８３（９３）で接続する必要がある。

しかし、屋内外の装置間接続は、ビル内から屋上や鉄塔へ引き回される為、複数本のケーブルを引き回す場合は、設置工事の作業性が悪く、取り扱いが困難である。また同軸ケーブルは１本当たり最大長数百ｍとなる為、現用および予備のＯＤＵとＩＤＵとの間を、それぞれ個別の同軸ケーブル８２（９２），８３（９３）で接続した場合には、その分、運搬・部材・設置等にコストが掛かかるという問題がある。

本発明の目的は、上記問題点に鑑み、現用および予備のＯＤＵを同時に動作させ、回線品質の良い信号を受信信号として選択する構成のマイクロ波無線装置において、ＩＤＵと現用および予備のＯＤＵ間を１本の同軸ケーブルのみで接続して、設置作業およびコストを改善することが可能な手段を提供することにある。

本発明は、アンテナに近接して屋外に設置され、同時動作しながら現用・予備として機能する複数の屋外装置（以下、ＯＤＵ）と、屋内に設置される単一の屋内装置（以下、ＩＤＵ）と、前記複数のＯＤＵと前記ＩＤＵとの間でＤＣ電源、制御信号、変調波信号および復調用中間周波信号を多重伝送する同軸ケーブルとを備えたマイクロ波無線通信装置において、前記複数のＯＤＵ内にそれぞれ配置され、前記ＩＤＵから受信した変調波信号を無線周波数信号に変換して前記アンテナから送信するとともに、前記アンテナで受信した無線周波数信号を各ＯＤＵにおいて互いに周波数帯の異なる復調用中間周波信号に変換して前記ＩＤＵへ送信する送受信回路と、前記複数のＯＤＵの近傍に配置され、前記ＩＤＵから前記ＯＤＵへ伝送される多重信号を前記複数のＯＤＵに分配するとともに、前記複数のＯＤＵから前記ＩＤＵへ伝送される多重信号を合成するハイブリッド回路と、前記ハイブリッド回路と前記ＩＤＵとの間に接続され、前記ハイブリッド回路で分配される前記ＩＤＵからの多重信号、および前記ハイブリッド回路で合成された前記複数のＯＤＵからの多重信号を伝送する１本の前記同軸ケーブルと、前記ＩＤＵ内に配置され、前記ハイブリッド回路で合成されて前記同軸ケーブルで伝送される前記互いに周波数帯の異なる復調用中間周波信号を周波数帯毎に分離する機能を備えたマルチプレクサ回路と、該分離された周波数帯毎の前記復調用中間周波信号をそれぞれ復調してベースバンド信号を再生する機能を備えた複数の復調回路と、該複数の復調回路で再生されたベースバンド信号の中から最も品質の良いベースバンド信号を選択して外部機器へ出力する機能を備えたベースバンド信号処理回路と、を有し、前記ＩＤＵ内には、周波数が互いに異なる中間周波数信号を前記外部機器から入力されたベースバンド信号で変調することにより互いに異なる周波数帯の変調波を生成する機能を備えた複数の変調回路が配置され、前記ＩＤＵ内のベースバンド信号処理回路には、前記外部機器から入力されたベースバンド信号を処理して前記複数の変調回路へ分岐出力する機能が備えられ、前記ＩＤＵ内のマルチプレクサ回路には、前記複数の変調回路で生成された互いに異なる周波数帯の変調波を多重し、前記同軸ケーブルを介して前記ＯＤＵ側へ出力する機能が備えられている。

本発明は、ＩＤＵと現用および予備の複数のＯＤＵ間を１本の同軸ケーブルとハイブリッド回路により接続可能な構成としているので、ＩＤＵと複数のＯＤＵ間を接続する最大長数百ｍとなる同軸ケーブルが１本で済み、ビル内や鉄塔への設置の際に取り扱いやすく工事が容易となり、運搬コスト、部材コストおよび設置コストを抑えることができるとともに、現用・予備を切り替える切り替え制御部、切り替えスイッチ等は不要となるためシステムの信頼性の向上を図ることができ、かつＩＤＵと現用および予備の複数のＯＤＵ間でタイムラグの生じない無瞬断でのヒットレス切り替えが可能となる。

図１は、本発明の実施形態を示すマイクロ波無線通信システムのブロック図であり、Ａ局１とＢ局２が無線対向を組む場合の構成例を示している。また、図２は、本実施形態における無線基地局ＡまたはＢの詳細ブロック図であり、図３は、本実施形態の無線基地局におけるＩＤＵ−ＯＤＵ間で用いられる信号の周波数配置例を示す図である。

図１において、Ａ局１（Ｂ局２）は、１系統のベースバンド信号を入出力するＩＤＵ１１（２１）と、現用・予備の無線機である二つのＯＤＵ１４（２４），１５（２５）およびアンテナ１６（２６），１７（２７）と、ＩＤＵ１１（２１）と二つのＯＤＵ１４（２４），１５（２５）間をインターフェースする１本の同軸ケーブル１２（２２）と、この同軸ケーブル１２（２２）を介してＩＤＵ１１（２１）から伝送された信号を二つのＯＤＵ１４（２４），１５（２５）に分岐するとともに、二つのＯＤＵ１４（２４），１５（２５）からの信号を合成して同軸ケーブル１２（２２）経由でＩＤＵ１１（２１）側へ出力するハイブリッド１３（２３）とで構成される。

Ａ局（Ｂ局）のＩＤＵ１１（２１）は、図２に示すように、ベースバンド信号処理回路３１と、二つの変復調回路３２，３３と、マルチプレクサ回路３４と、制御回路３５とで構成される。ベースバンド信号処理回路３１は、入力されたベースバンド信号を信号処理し内部で二分岐して二つの変復調回路３２，３３へ出力する機能と、二つの変復調回路３２，３３で復調再生された信号のうち品質の良い方を選択してベースバンド信号として外部機器へ出力する機能を備えている。

変復調回路３２，３３は、互いに異なる周波数に設定できる中間周波数設定回路を備えており、ベースバンド信号処理回路３１から入力されるベースバンド信号を、該周波数が互いに異なる中間周波数信号で各々変調し、図３に示すように、互いに異なる周波数帯の変調波（第１、第２の変調波）を生成してマルチプレクサ回路３４へ出力する機能と、二つのＯＤＵ１４（２４），１５（２５）から同軸ケーブル１２（２２）を経由して入力され、マルチプレクサ回路３４で分離された互いに異なる周波数帯の復調用中間周波数信号（第１、第２の復調用中間周波数信号）を各々復調してベースバンド信号を再生し、ベースバンド信号処理回路３１へ出力する機能を備えている。変復調回路３２，３３は、同一の回路であり、変復調用の周波数は制御回路３５からの制御により異なる周波数に設定可能に構成されている。従って、変復調回路を交換単位とすることにより、変復調回路３２，３３のいずれかを交換する必要が生じた場合、１種類のスペアで対応可能となる。

制御回路３５は、ＩＤＵ−ＯＤＵ間の通信・制御を行う機能と、図示されていないＤＣ電源の供給制御を行う機能を備えている。マルチプレクサ回路３４は、二つの変復調回路３２，３３で生成された互いに周波数帯の異なる第１および第２の変調波と、制御回路３５からの制御信号、およびＤＣ電源を多重して同軸ケーブル１２（２２）を介して二つのＯＤＵ１４（２４），１５（２５）へ送出する機能と、二つのＯＤＵ１４（２４），１５（２５）側から入力される互いに周波数帯の異なる第１および第２の復調用中間周波数信号を分離して、二つの変復調回路３２，３３へ出力する機能を備えている。

Ａ局（Ｂ局）の二つのＯＤＵ１４（２４），１５（２５）は、図２に示すように、マルチプレクサ回路４１，５１と、送受信回路４２，５２と、制御回路４３，５３とで構成される。マルチプレクサ回路４１，５１は、同軸ケーブル１２（２２）およびハイブリッド回路１３（２３）を介してＩＤＵ１１（２１）側から入力される多重信号を分離して、ＤＣ電源を各回路に供給し、制御信号は制御回路４３へ出力する機能を備えるとともに、マルチプレクサ回路４１は、第１の変調波を分離抽出して送受信回路４２へ出力する機能と、送受信回路４２から入力される第１の復調用中間周波数信号をハイブリッド回路１３（２３）へ出力する機能を備えており、マルチプレクサ回路５１は、第２の変調波を分離抽出して送受信回路５２へ出力する機能と、送受信回路５２から入力される第２の復調用中間周波数信号をハイブリッド回路１３（２３）へ出力する機能を備えている。これらのＯＤＵ１４（２４），１５（２５）も同一回路で構成されており、制御回路からの制御により異なる周波数を取り扱う動作が行われる。従って、ＯＤＵ１４（２４），１５（２５）のいずれかを交換する必要が生じた場合にも、１種類のスペアで対応可能となる。

ＯＤＵ１４（２４）の送受信回路４２は、マルチプレクサ回路４１から入力された第１の変調波を無線周波数信号に変換してアンテナ１６（２６）から送信する機能と、アンテナ１６（２６）で受信された無線周波数信号を第１の復調用中間周波数信号に変換してマルチプレクサ回路４１へ出力する機能を備えており、ＯＤＵ１５（２５）の送受信回路５２は、マルチプレクサ回路５１から入力された第２の変調波を無線周波数信号に変換してアンテナ１７（２７）から送信する機能と、アンテナ１７（２７）で受信された無線周波数信号を第２の復調用中間周波数信号に変換してマルチプレクサ回路５１へ出力する機能を備えている。

また、制御回路４３，５３は、ＩＤＵ−ＯＤＵ間の通信制御を行う機能と、ＯＤＵ１４（２４），１５（２５）を制御監視する機能を備えている。

次に、本実施形態のマイクロ波無線通信システムの動作について、図１〜図３に示される（１＋１）構成をとるＩＤＵ−ＯＤＵシステムを用いて説明する。

図１において、Ａ局１では１系統のベースバンド信号がＩＤＵ１１により入出力され、ＩＤＵ１１と二つのＯＤＵ１４，１５からなる屋外機器間は１本の同軸ケーブル１２によりインターフェースされる。ＩＤＵ１１内の変復調回路３２，３３は、外部機器からＩＤＵ１１に入力されたベースバンド信号により、互いに異なる周波数帯の変調波（第１、第２の変調波）を生成し、マルチプレクサ回路３４へ出力する。マルチプレクサ回路３４では、この生成された第１、第２の変調波と、ＤＣ電源、制御信号が多重され、この多重信号が一本の同軸ケーブル１２でＯＤＵ側へ出力される。

ＯＤＵ側では、現用・予備の無線機である二つのＯＤＵ１４，１５に、ハイブリッド１３により分岐された同じ多重信号が入力されるが、変調波については、ＯＤＵ１４のマルチプレクサ回路４１では第１の変調波が選択され、ＯＤＵ１５のマルチプレクサ回路５１では第２の変調波が選択される。従って、送受信回路４２は、第１の変調波を無線周波数信号に変換してアンテナ１６から送信し、送受信回路５２は、第２の変調波を無線周波数信号に変換してアンテナ１７から送信する。

一方、Ｂ局２では、Ａ局１から送信された無線周波数信号をアンテナ２６，２７でそれぞれ受信し、該受信した無線周波数信号をＯＤＵ２４，２５で互いに周波数帯の異なる第１，第２の復調用中間周波数信号に変換し、マルチプレクサ回路４１，５１を介してハイブリッド２３へ出力する。ハイブリッド２３では各々の出力を合成し、同軸ケーブル２２を経由してＩＤＵ２１へ伝送する。ＯＤＵ２４，２５とＩＤＵ２１は同軸ケーブル２２でインターフェースされ、第１，第２の復調用中間周波数信号はＩＤＵ２１の変復調回路３２，３３で各々再生されベースバンド信号として出力される。またＢ局２から入力されたベースバンド信号も、同様の信号の流れでＡ局１から出力される。

次に、図２に示す詳細ブロック図を用いて、本発明の要部であるＩＤＵ／ＯＤＵ内部の動作を説明する。

各局において、ＩＤＵ１１，２１に入力されたベースバンド信号はベースバンド信号処理回路３１にてオーバーヘッドビットの終端／挿入や速度変換等の信号処理がなされる。例えばベースバンド信号とは、ＩＴＵ−Ｔの勧告等で規定されるＥ１／Ｔ１／ＳＴＭ１等がある。信号処理後は、二分岐され変復調回路３２，３３に出力される。変復調回路３２，３３では無線信号として出力する為に波形整形した後、多値ＱＡＭ等を用いて変調される。

各々の変復調回路３２，３３で変調する際は、変調波が重なって干渉する事のないように互いに異なる周波数（５６０ＭＨｚと７００ＭＨｚ）の変調波を用いる。各々の変復調回路３２，３３から出力された互いに異なる周波数の変調信号は、マルチプレクサ回路３４にて、ＯＤＵ１４，１５またはＯＤＵ２４，２５を監視制御する為に制御回路３５から出力された制御信号やＯＤＵ１４，１５またはＯＤＵ２４，２５駆動の為の二次ＤＣ電源とともに多重される。多重された各信号は、１本の同軸ケーブル１２，２２でＩＤＵ−ＯＤＵ間をインターフェースされる。

ＯＤＵ１４，１５またはＯＤＵ２４，２５の入力部は、ハイブリッド１３または２３と接続され、ハイブリッド１３または２３により二分岐されたＩＤＵ１１または２１からの多重信号が入力される。ＯＤＵ１４，１５またはＯＤＵ２４，２５に入力された各信号は、マルチプレクサ回路４１，５１により再度分離されるが、変調信号については、マルチプレクサ回路４１は５６０ＭＨｚの変調波を選択して分離し、マルチプレクサ回路５１は７００ＭＨｚの変調波を選択して分離する。分離された信号のうち変調信号は送受信回路４２，５２により無線周波数に変換され、アンテナ１６，１７または２６，２７を通じ伝送路に送出される。また二次ＤＣ電源はＯＤＵ１４，１５またはＯＤＵ２４，２５の電源として使用され、制御信号はＩＤＵ−ＯＤＵ間の通信制御を行う為に制御回路４３，５３に入力される。

対向する局のＯＤＵ１４，１５またはＯＤＵ２４，２５から出力された無線周波数信号は、アンテナ２６，２７または１６，１７により受信されＯＤＵ２４，２５またはＯＤＵ１４，１５に取り込まれる。受信された信号は、送受信回路４２，５２で中間周波数帯の復調用中間周波数信号に変換されマルチプレクサ回路４１，５１を通りＩＤＵ２１またはＩＤＵ１１へ出力される。復調用中間周波数信号は各々のＯＤＵ１４，１５またはＯＤＵ２４，２５出力が重ならないように互いに異なる中間周波数信号（１４０ＭＨｚ，２８０ＭＨｚ）を用いる。

ＩＤＵ１１またはＩＤＵ２１に入力された各々の復調用中間周波数信号は、マルチプレクサ回路３４により分離され、それぞれの変復調回路３２，３３へ出力される。変復調回路３２，３３へ入力された復調用中間周波数信号（１４０ＭＨｚ，２８０ＭＨｚ）は、変復調回路３２，３３で各々復調再生されベースバンド信号処理回路３１に出力される。ベースバンド信号処理回路３１では入力された二系統の再生ベースバンド信号うち品質の良い信号を選択し、ＩＤＵ１１またはＩＤＵ２１の出力として外部機器へ送出する。

ＩＤＵ１１の制御回路３５は、ＩＤＵ１１およびＯＤＵ１４，１５における各回路のアラーム情報の監視や設定制御を行い、ＩＤＵ２１の制御回路３５は、ＩＤＵ２１およびＯＤＵ２４，２５における各回路のアラーム情報の監視や設定制御を行う。

図３に示すように、ＩＤＵ−ＯＤＵ間でインターフェースされる信号の周波数配置は、周波数の低い方からＤＣ電源、制御信号、第１の復調用中間周波数信号、第２の復調用中間周波数信号、第１の変調波信号、第２の変調波信号の順にアサインされる。その為、１本の同軸ケーブル１２，２２でも信号が干渉することなく使用することができる。このとき、第１／第２の信号の順、変調／復調用中間周波数信号の順は問わない。

図４は、本実施形態のＩＤＵ１１または２１における変復調回路３２，３３の一例を示すブロック図である。変復調回路３２，３３は、変調回路６１と、その変調用局部発振源となる変調器Ｌｏ発振回路６２と、復調回路６３と、その復調用局部発振源となる復調器Ｌｏ発振回路６４とで構成される。変復調周波数は、制御回路３５からの制御により可変させる。このため二つの変復調回路３２，３３は共通のハードウェアで構成する事が可能である。

図５は、本実施形態のＩＤＵ１１または２１におけるマルチプレクサ回路３４の一例を示すブロック図である。マルチプレクサ回路３４は、ＤＣ電源を抽出するＬＰＦ７１と、制御信号を抽出するＢＰＦ７２と、第１の復調用中間周波数信号を抽出するＢＰＦ７３と、第２の復調用中間周波数信号を抽出するＢＰＦ７４と、第１の変調信号を抽出するＢＰＦ７５と、第２の変調信号を抽出するＢＰＦ７６とで構成される。各フィルタは、ＬＣフィルタや抵抗器等のパッシブ部品のみの、非常に高信頼性なデバイスで構成可能である為、故障率は非常に低くこの部分を二重化していないことがデメリットとなる事は無い。

図６は、本実施形態のＯＤＵ１４，１５または２４，２５におけるマルチプレクサ回路４１，５１の一例を示すブロック図である。マルチプレクサ回路４１は、ＤＣ電源を抽出するＬＰＦ７１と、制御信号を抽出するＢＰＦ７２と、第１の復調用中間周波数信号を抽出するＢＰＦ７３と、第１の変調信号を抽出するＢＰＦ７５とで構成され、マルチプレクサ回路５１は、ＤＣ電源を抽出するＬＰＦ７１と、制御信号を抽出するＢＰＦ７２と、第２の復調用中間周波数信号を抽出するＢＰＦ７４と、第２の変調信号を抽出するＢＰＦ７６とで構成される。

本実施形態によれば、ＩＤＵと複数のＯＤＵ間を接続する同軸ケーブルは、１本の同軸ケーブルのみで済むため、設置工事が容易となり、かつ運搬コスト、部材コストおよび設置コストを抑えることができ、また機械的あるいは電気的切り替え接点は備えていないハイブリッド回路が用いられているために故障率は非常に低く、かつ無瞬断でのヒットレス切り替えが可能となる。

図７は、本実施形態における無線基地局ＡまたはＢの他の実施例を示す詳細ブロック図であり、図８は、本実施例の無線基地局におけるＩＤＵ−ＯＤＵ間で用いられる信号の周波数配置例を示す図である。

複数のＯＤＵで受信した信号から再生された各ベースバンド信号の中で最も品質の良いベースバンド信号を選択するために、一本の同軸ケーブルで複数のＯＤＵから１つのＩＤＵ側に送信される受信信号は互いに分離して伝送されなければならないが、ＩＤＵから複数のＯＤＵに入力されるベースバンド信号変調波については、ハイブリッド回路で分岐された同じ変調波を複数のＯＤＵにおいてそれぞれ独立に無線周波数に変換してアンテナより送信する構成としても、同様の効果を得ることができる。

そこで本実施例では、Ａ局（Ｂ局）のＩＤＵ１１（２１）を、二つの変復調回路３２，３３（図２）に替えて、図７に示すように、１つの変調回路３８と二つの復調回路３７，３９によって構成し、それに伴って、ＩＤＵ１１（２１）のマルチプレクサ回路３６、およびＯＤＵ１４（２１），１５（２５）のマルチプレクサ回路４４，５４の構成を変更しているが、その他の構成は、図２に示す構成と同様であるので、以下、主に変更された構成について説明する。

変調回路３８は、中間周波数信号発生回路を備えており、ベースバンド信号処理回路３１から入力されるベースバンド信号により、この中間周波数信号を変調して、図８に示すように、例えば５６０ＭＨｚの変調波を生成してマルチプレクサ回路３６へ出力する機能を備え、二つの復調回路３７，３９は、各々二つのＯＤＵ１４（２４），１５（２５）からマルチプレクサ回路３６を経由して入力される互いに異なる周波数帯の復調用中間周波数信号（第１、第２の復調用中間周波数信号）の一方を復調してベースバンド信号を再生し、ベースバンド信号処理回路３１へ出力する機能を備えている。

マルチプレクサ回路３６は、変調回路３８で生成された変調波（５６０ＭＨｚ）と、制御回路３５からの制御信号、およびＤＣ電源を多重して同軸ケーブル１２（２２）を介して二つのＯＤＵ１４（２４），１５（２５）へ送出する機能と、二つのＯＤＵ１４（２４），１５（２５）側から入力される互いに周波数帯の異なる第１および第２の復調用中間周波数信号（１４０ＭＨｚおよび２８０ＭＨｚ）を分離して、二つの復調回路３７，３９へ出力する機能を備えている。

Ａ局（Ｂ局）の二つのＯＤＵ１４（２４），１５（２５）は、マルチプレクサ回路４４，５５と、送受信回路４２，５２と、制御回路４３，５３とで構成される。マルチプレクサ回路４４，５５は、同軸ケーブル１２（２２）およびハイブリッド回路１３（２３）を介してＩＤＵ１１（２１）側から入力される多重信号を分離して、ＤＣ電源を各回路に供給し、制御信号は制御回路４３，５３へ出力し、変調波は送受信回路４２，５２へ出力する機能を備えている。また、マルチプレクサ回路４４は、送受信回路４２から入力される第１の復調用中間周波数信号をハイブリッド回路１３（２３）へ出力する機能を備えており、マルチプレクサ回路５１は、送受信回路５２から入力される第２の復調用中間周波数信号をハイブリッド回路１３（２３）へ出力する機能を備えている。

ＯＤＵ１４（２４）の送受信回路４２は、マルチプレクサ回路４１から入力された変調波を無線周波数信号に変換してアンテナ１６（２６）から送信する機能と、アンテナ１６（２６）で受信された無線周波数信号を第１の復調用中間周波数信号に変換してマルチプレクサ回路４１へ出力する機能を備えており、ＯＤＵ１５（２５）の送受信回路５２は、マルチプレクサ回路５１から入力された変調波を無線周波数信号に変換してアンテナ１７（２７）から送信する機能と、アンテナ１７（２７）で受信された無線周波数信号を第２の復調用中間周波数信号に変換してマルチプレクサ回路５１へ出力する機能を備えている。

次に、本実施例のマイクロ波無線通信装置の動作について、図７〜図８および図１を参照して説明する。

Ａ局１では１系統のベースバンド信号がＩＤＵ１１により入出力され、ＩＤＵ１１と二つのＯＤＵ１４，１５からなる屋外機器間は１本の同軸ケーブル１２によりインターフェースされる。二つのＯＤＵ１４，１５にはハイブリッド１３により分岐した信号が入力される。現用・予備の無線機であるＯＤＵ１４，１５ではハイブリッド１３により分岐入力された同じ変調波がマルチプレクサ回路４４，５５で選択され、送受信回路４２，５２で無線周波数信号に変換されてアンテナ１６，１７からそれぞれ出力される。

一方、Ｂ局２では、Ａ局１から送信された無線周波数信号をアンテナ２６，２７で受信し、該受信した無線周波数信号をＯＤＵ２４，２５で互いに周波数帯の異なる第１，第２の復調用中間周波数信号に変換し、マルチプレクサ回路４４，５５を介してハイブリッド２３へ出力する。ハイブリッド２３では各々の出力を合成し、同軸ケーブル２２を経由してＩＤＵ２１へ伝送する。屋外機器２４，２５とＩＤＵ２１は同軸ケーブル２２でインターフェースされ、第１，第２の復調用中間周波数信号はＩＤＵ２１で再生されベースバンド信号として出力される。またＢ局２から入力されたベースバンド信号も、同様の信号の流れでＡ局１から出力される。

図８に示すように、ＩＤＵ−ＯＤＵ間でインターフェースされる信号の周波数配置は、周波数の低い方からＤＣ電源、制御信号、第１の復調用中間周波数信号、第２の復調用中間周波数信号、共通の変調波信号の順にアサインされる。その為、本実施例においても、１本の同軸ケーブル１２，２２でも信号が干渉することなく使用することができる。このとき、第１／第２の信号の順、変調／復調用中間周波数信号の順は問わない。

図９は、本実施例のＩＤＵ１１または２１におけるマルチプレクサ回路３６の一例を示すブロック図である。マルチプレクサ回路３６は、ＤＣ電源を抽出するＬＰＦ７１と、制御信号を抽出するＢＰＦ７２と、第１の復調用中間周波数信号を抽出するＢＰＦ７３と、第２の復調用中間周波数信号を抽出するＢＰＦ７４と、共通の変調信号を抽出するＢＰＦ７５とで構成される。各フィルタは、ＬＣフィルタや抵抗器等のパッシブ部品のみの、非常に高信頼性なデバイスで構成可能である為、故障率は非常に低くこの部分を二重化していないことがデメリットとなる事は無い。

図１０は、本実施例のＯＤＵ１４，１５または２４，２５におけるマルチプレクサ回路４４，５４の一例を示すブロック図である。マルチプレクサ回路４４は、ＤＣ電源を抽出するＬＰＦ７１と、制御信号を抽出するＢＰＦ７２と、第１の復調用中間周波数信号を抽出するＢＰＦ７３と、共通の変調信号を抽出するＢＰＦ７５とで構成され、マルチプレクサ回路５４は、ＤＣ電源を抽出するＬＰＦ７１と、制御信号を抽出するＢＰＦ７２と、第２の復調用中間周波数信号を抽出するＢＰＦ７４と、共通の変調信号を抽出するＢＰＦ７５とで構成される。

本実施例においても、ＩＤＵと複数のＯＤＵ間を接続する同軸ケーブルは、１本の同軸ケーブルのみで済むため、設置工事が容易となり、かつ運搬コスト、部材コストおよび設置コストを抑えることができ、また機械的あるいは電気的切り替え接点は備えていないハイブリッド回路により信号の分岐、合成を行っているために故障率は非常に低く、かつ無瞬断でのヒットレス切り替えが可能となる。また、変調用中間周波数は１つで済むので、その分構成が簡単になる。

本発明によるマイクロ波無線通信システムの実施形態を示すブロック図である。 本実施形態のマイクロ波無線通信システムにおける無線基地局の詳細ブロック図である。 本実施形態の無線基地局におけるＩＤＵ−ＯＤＵ間で用いられる信号の周波数配置を示す図である。 本実施形態の無線基地局で用いられる変復調器の実施例を示す図である。 図２に示す無線基地局におけるＩＤＵで用いられるマルチプレクサの例を示す図である。 図２に示す無線基地局におけるＯＤＵで用いられるマルチプレクサの例を示す図である。 本実施形態のマイクロ波無線通信システムにおける無線基地局の他の例を示す詳細ブロック図である。 図７に示す無線基地局におけるＩＤＵ−ＯＤＵ間で用いられる信号の周波数配置を示す図である。 図７に示す無線基地局におけるＩＤＵで用いられるマルチプレクサの例を示す図である。 図７に示す無線基地局におけるＯＤＵで用いられるマルチプレクサの例を示す図である。 マイクロ波無線通信システムの従来例を示すブロック図である。 従来のマイクロ波無線通信システムにおける無線基地局の詳細ブロック図である。 従来の無線基地局におけるＩＤＵ−ＯＤＵ間で用いられる信号の周波数配置を示す図である。

符号の説明

１ Ａ局
２ Ｂ局
１１，２１，８１，９１ 屋内装置（ＩＤＵ）
１２，２２，８２，８３，９２，９３ 同軸ケーブル
１３，２３ ハイブリッド
１４，１５，２４，２５，８４，８５，９４，９５ 屋外装置（ＯＤＵ）
１６，１７，２６，２７，８６，８７，９６，９７ アンテナ
３１，１０１ ベースバンド信号処理回路
３２，３３，１０２，１０３ 変復調回路
３４，３６，４１，４４，５１，５４，１０４，１０５，１１１，１２１ マルチプレクサ回路
３５，４３，５３，１０６，１１３，１２３ 制御回路
４２，５２，１１２，１２２ 送受信回路
３８，６１ 変調回路
６２ 変調器Ｌｏ発振回路
３７，３９，６３ 復調回路
６４ 復調器Ｌｏ発振回路
７１ ＬＰＦ
７２，７３，７４，７５，７６ ＢＰＦ
８０ Ｃ局
９０ Ｄ局

Claims (4)

1. アンテナに近接して屋外に設置され、同時動作しながら現用・予備として機能する複数の屋外装置（以下、ＯＤＵ）と、屋内に設置される単一の屋内装置（以下、ＩＤＵ）と、前記複数のＯＤＵと前記ＩＤＵとの間でＤＣ電源、制御信号、変調波信号および復調用中間周波信号を多重伝送する同軸ケーブルとを備えたマイクロ波無線通信装置において、
   前記複数のＯＤＵ内にそれぞれ配置され、前記ＩＤＵから受信した変調波信号を無線周波数信号に変換して前記アンテナから送信するとともに、前記アンテナで受信した無線周波数信号を各ＯＤＵにおいて互いに周波数帯の異なる復調用中間周波信号に変換して前記ＩＤＵへ送信する送受信回路と、
   前記複数のＯＤＵの近傍に配置され、前記ＩＤＵから前記ＯＤＵへ伝送される多重信号を前記複数のＯＤＵに分配するとともに、前記複数のＯＤＵから前記ＩＤＵへ伝送される多重信号を合成するハイブリッド回路と、
   前記ハイブリッド回路と前記ＩＤＵとの間に接続され、前記ハイブリッド回路で分配される前記ＩＤＵからの多重信号、および前記ハイブリッド回路で合成された前記複数のＯＤＵからの多重信号を伝送する１本の前記同軸ケーブルと、
   前記ＩＤＵ内に配置され、前記ハイブリッド回路で合成されて前記同軸ケーブルで伝送される前記互いに周波数帯の異なる復調用中間周波信号を周波数帯毎に分離する機能を備えたマルチプレクサ回路と、該分離された周波数帯毎の前記復調用中間周波信号をそれぞれ復調してベースバンド信号を再生する機能を備えた複数の復調回路と、該複数の復調回路で再生されたベースバンド信号の中から最も品質の良いベースバンド信号を選択して外部機器へ出力する機能を備えたベースバンド信号処理回路と、
   を有し、
   前記ＩＤＵ内には、周波数が互いに異なる中間周波数信号を前記外部機器から入力されたベースバンド信号で変調することにより互いに異なる周波数帯の変調波を生成する機能を備えた複数の変調回路が配置され、前記ＩＤＵ内のベースバンド信号処理回路には、前記外部機器から入力されたベースバンド信号を処理して前記複数の変調回路へ分岐出力する機能が備えられ、前記ＩＤＵ内のマルチプレクサ回路には、前記複数の変調回路で生成された互いに異なる周波数帯の変調波を多重し、前記同軸ケーブルを介して前記ＯＤＵ側へ出力する機能が備えられていることを特徴とするマイクロ波無線通信装置。
2. 前記ＯＤＵ内には、前記ハイブリッド回路により分配された前記ＩＤＵからの信号の中から、当該ＯＤＵに割り当てられた周波数帯の前記変調波を抽出して前記送受信回路へ出力する機能を備えたマルチプレクサ回路が配置されていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波無線通信装置。
3. 前記複数のＯＤＵの各送受信回路は、それぞれ前記ＩＤＵから受信した変調波信号を互いに異なる周波数帯の無線周波数信号に変換して、前記アンテナへ出力する機能が備えられていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波無線通信装置。
4. 請求項１に記載のマイクロ波無線通信装置が対向配置され、前記複数のＯＤＵからの無線周波数信号により形成される互いに独立した複数の信号経路を用いて伝送される同じベースバンド信号の中から、最も品質の良い信号が受信ベースバンド信号として選択されることを特徴とするマイクロ波無線通信システム。

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