JPH06204958A - 無線トランシーバシステム - Google Patents
無線トランシーバシステムInfo
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- JPH06204958A JPH06204958A JP5243517A JP24351793A JPH06204958A JP H06204958 A JPH06204958 A JP H06204958A JP 5243517 A JP5243517 A JP 5243517A JP 24351793 A JP24351793 A JP 24351793A JP H06204958 A JPH06204958 A JP H06204958A
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- H04L5/06—Channels characterised by the type of signal the signals being represented by different frequencies
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- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/24—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts
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- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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Abstract
と受信器の対を用いて、複数のチャンネルに送信・受信
できるシステムを提供すること。 【構成】 本発明のセルラ電話システムの基地局は、周
波数多重化信号を送受信できる単一の送受信装置を有す
る。この周波数多重化信号は、K(整数)個の信号成分
(チャンネル)を有し、各チャンネルは個別の移動端末
に/から転送される。信号処理手段は、受信器に接続さ
れて、アナログ信号からデジタルサンプル信号に変換
し、その後、このデジタル化周波数多重化信号をK個の
個別のベースバンドチャンネルにデジタル的に指数関数
的に、個別のベースバンド信号成分を変調し、その後、
ローパスフィルタ処理して分割する。K個の個別のベー
スバンド周波数信号チャンネルの各々は、その後、この
チャンネルが最初に変調されたのと同様な方法により、
復調され、電話ネットワークに伝送するための個別の音
声信号を生成する。受信は前記の逆の方法により、実現
される。
Description
用いて、周波数多重化された信号を送信し、受信するセ
ルラ電話システムのセルサイトの基地局に関する。
複数の個別のサブ領域(すなわちセル)に分割するとい
う概念に基づいている。この各セル内には少なくとも一
つの送信器と受信器を有する基地局が配置され、それら
の送信器と受信器は、移動トランシーバ(すなわち端
末)と通信する特定の周波数(チャンネル)に同調し、
このチャンネルによって信号を送受信している。このチ
ャンネルの送信部と受信部とは、45MHz離れてい
る。移動端末は、セル内を走行する移動体により搬送さ
れている。この移動端末を有する移動体(車)が一つの
セルから他のセルに移動すると、移動端末とセルサイト
の基地局との間の呼びは、新たなセルの基地局に伝送さ
れる。この新たなセルサイトの基地局は、その受信器と
送信器を異なるチャンネルに同調し、また、移動端末も
その受信チャンネルと送信チャンネルを変える。異なる
チャンネルを隣接するセルに割り当てる目的は、遠隔の
セルがその同一のチャンネルを使用することができるた
めであり、それにより、チャンネルの有効数を増加させ
ている。
セルサイトの基地局は、異なるチャンネルで呼びを受信
し、送信することができなければならない。現在のとこ
ろそのようなことは、各セルサイトに複数の送信器と受
信器の対を具備し、各チャンネルに同調させることによ
り行なわれている。この方法の不利な点は、この送信器
と受信器の対は提供されるチャンネルの数に比例して増
加し、コストが上がる点である。さらに、受信器と送信
器の対は、各セルサイト内で、それなりの物理的な場所
を占めることである。
の目的は、セルラ電話システムにおいて、単一の送信器
と受信器の対を用いて、複数のチャンネルに送信し、受
信することのできるシステムを提供することである。
ば、周波数多重化した信号を送信し、受信できるセルラ
電話システムのセルサイトの基地局を提供できる。この
基地局は、周波数多重化された信号を受信できる単一の
受信装置を有する。この周波数多重化された信号は、K
(整数)個の信号成分(チャンネル)を有し、各チャン
ネルは個別の移動端末に/より転送される。信号処理手
段は、受信器に接続されて、アナログ信号からデジタル
サンプル信号に変換し、その後、このデジタル化周波数
多重化信号をK個の個別のベースバンドチャンネルにデ
ジタル的に指数関数的(exponentially)に、個別のベ
ースバンド信号成分を変調し、その後、ローパスフィル
タ処理して分割(decimate)する。K個の個別のベース
バンド周波数信号チャンネルの各々は、その後、このチ
ャンネルが最初に変調されたのと同様な方法により、復
調され、電話ネットワークに伝送するための個別の音声
信号を生成する。
移動端末により、受信されるK個のベースバンドチャン
ネルを含む周波数多重化信号を送信する送信器部分を有
する。この送信器部分は、K個の別個の変調器を有し、
それぞれは特定のフォーマット(FM、TDMA等)に
より音声信号を変調するよう機能する。この個別の変調
器の出力は、第2のデジタル信号処理手段に入力され
て、そこで、デジタル的かつ指数関数的に変調器からの
個別の変調されたチャンネルを変調し、その後、ローパ
スフィルタ処理して、チャンネルを補間し加算して、K
個のチャンネルを有する周波数多重化信号を生成する。
その後、この周波数多重化信号は、送信器に入力され
て、そこで、個別の移動端末が受信するような信号を送
信する。
数多重化ベースバンド信号を送信し、受信する。本発明
は他の無線トランシーバシステムにも使用できるもので
ある。本発明の基地局10は、受信器部分12を有し、
K個のベースバンド信号(チャンネル)を有する周波数
多重化信号を受信する。ここで、Kは整数である。受信
器部分12によって受信された周波数多重化信号に含ま
れる個別のベースバンドチャンネルは、複数の移動セル
ラ電話端末の一つによって送信される。実際上は、周波
数多重化信号内のチャンネルは、30kHz離れてい
る。この受信器部分12は、無線受信器14を有し、こ
の無線受信器14は、Kチャンネルの周波数多重化信号
を受信しうる。
F)で周波数多重化信号を受信し、それに応答して、ベ
ースバンド周波数のアナログ周波数多重化信号を生成す
る。無線受信器14からの出力信号は、A/D変換装置
16に供給されて、無線受信器14からのアナログ信号
をデジタル信号に変換し、そのデジタル信号は、フィル
タバンクアナライザ18に入力される。図2に関し、フ
ィルタバンクアナライザ18は、指数関数的にデジタル
信号を変調し、その後、ローパスフィルタ処理し、その
信号を分割(decimate )して、K個の複合信号を生成
し、その各々は、個別の移動端末により送信される特定
のチャンネルに対応する。
されたK個の複合信号の各々は、K個の復調チャンネル
1、2……Kの個別の一つに供給される。各復調チャン
ネルは、復調化装置20を有し、信号が変調されたのと
同じ方法で、それに供給される信号を復調する。受信信
号は周波数変調されると、基地局10で受信された周波
数多重化信号のK個のチャンネルの各々は、角度差(t
an-1(I/Q))を計算することによって、このFM信
号を復調するように構成されている。ここで、IとQは
チャンネル化信号の同相成分と直交相成分の角度であ
る。別法として、受信された周波数変調信号は時分割変
調(TDMA)でもよく、この場合、分離化装置20は
このTDMA信号を復調するよう構成されている。
ネルの各々は、復調化装置20により生成された出力信
号を処理するデータ/音声回路22を有し、信号の音声
(またはデータ)部分を強調する。一般的に、このデー
タ/音声回路22は、デジタル信号プロセッサ(図示せ
ず)を含む。データ/音声回路22が、復調化装置20
の出力信号を処理する方法は、データ/音声回路22が
それに入る信号を復調する方法に依存する。
には、データ/音声回路22は、復調化装置20の出力
信号を以下の操作により処理する。すなわち(1)ハイ
パスフィルタ処理、(2)ローパスフィルタ処理による
分割(decimation)、(3)拡張、(4)ディエンファ
シスである。このような処理ステップは、米国特許第5
001742号に開示されている。
個のチャンネルの各々は、移動端末に重畳される監視可
聴トーン(SAT)信号を有し、これを用いて、移動端
末が基地局10と接続しているか否かの確認を行なうこ
とができる。このために、データ/音声回路22は、前
述の米国特許に開示された方法で、入力チャンネルに重
畳されたSAT信号を処理する能力を有する。データ/
音声回路22の出力信号は、インターフェース回路24
に入力され、このインターフェース回路24はトランク
25に入力されるデータ/音声回路22の出力信号をイ
ンターフェースするよう機能する。
調されている場合には、データ/音声回路22はチャン
ネル復号化ステップを実行し、その後、公知の方法でス
ピーチ復号化を実行する。
10は、さらに送信器部分26を有し、この送信器部分
26は、K個の個別音声信号を周波数多重化し、このK
個のチャンネルを有する周波数多重化信号を移動端末に
送信する。この送信器部分26は、K個の変調チャンネ
ルを有し、1、2…K、その各々はインターフェース回
路24と同様なインターフェース回路28を有し、変調
チャンネルをトランク30にインターフェースして、こ
のトランク30は、入力音声またはデータ信号を搬送す
る。各変調チャンネルのインターフェース回路28は、
データ/音声回路32に接続され、このデータ/音声回
路32はデジタル信号プロセッサ(図示せず)を有す
る。
に変調された方法によって、インターフェース回路28
からの音声またはデータ信号を処理する。信号が周波数
変調された場合には、インターフェース回路28は、以
下のステップを実行することにより入力音声またはデー
タ信号を処理する。すなわち(1)ハイパスフィルタ処
理、(2)圧縮、(3)プレエンファシス、(4)信号
の制限および(5)信号の補間とローパスフィルタリン
グである。これらの処理の詳細は、前掲の米国特許第5
001742号に開示されている。
それが送信する音声またはデータ信号にSAT信号を重
畳するのが好ましい。同様に、基地局10は特定の移動
端末に送信する各チャンネルにSAT信号を重畳するの
が好ましい。従って、各データ/音声回路32は前掲の
米国特許第5001742号に開示された方法により、
音声またはデータ信号にSAT信号を重畳することがで
きるものが好ましい。
れる場合には、データ/音声回路32が音声またはデー
タ信号を処理する方法は異なる。データ/音声回路22
に入力される信号がTDMA変調されると、その後、デ
ータと音声回路は入力音声(またはデータ)信号を符号
化し、その後に、公知方法でチャンネルを符号化する。
出力は、変調器34に入力され、この変調器34は、特
定のフォーマット、例えば、FMまたはTDMAにより
信号を変調し、その方法は、データと音声回路からの信
号が処理されたのと同じ方法である。変調チャンネルの
変調器34からの信号はフィルタバンク合成器36に入
力される。図3から分かるように、このフィルタバンク
合成器36は、変調器34からの個別の信号を指数関数
的に変調し、その後、ローパスフィルタ処理し、補間
し、加算し、デジタル化された同相成分と直交相成分を
有するKチャンネルの周波数多重化信号を生成する。D
/A変換器38(一般的には、D/Aコンバータの対を
含む)は、フィルタバンク合成器36の出力信号のデジ
タル化した同相成分と直交相成分を無線送信器40に入
力される対応する一対のアナログ信号に変換する。この
無線送信器40は、合成されたKチャンネルの周波数多
重化信号のアナログ同相成分と直交相成分と結合して、
この結合された信号を移動端末(図示せず)が受信する
ように伝送する。
ライザ18のブロック図が示されている。図2に示すよ
うに、フィルタバンクアナライザ18は、K個の個別の
チャンネルを有し、1、2……K、各チャンネルは、複
合変調器42を有し、この複合変調器42は、関数e
-jwknでもって、フィルタバンク合成器36に供給され
る実直交相信号成分を指数関数的に変調する。ここで、 ωk=2πk/K、 k=1,2……K−1 (1) このように入力信号を指数関数的に変調することによっ
て、各複合変調器42は受信信号のK個のチャンネルの
個別の一つを元のスペクトル部分にシフトする。
個のチャンネルの各々は、ローパスフィルタ44を有
し、複合変調器42の出力信号をローパスフィルタ処理
する。ディシメータ46は、M(一定)によりローパス
フィルタ44の出力信号を分割する。それによりディシ
メータ46の出力信号は元の周波数多重化信号のK個の
チャンネルの個別の一つを表わし、その最初のサンプリ
ングレートになる。
8は独立の部品によって実現されているのではなく、フ
ィルタバンクアナライザ18は次のステップを実行され
るプログラムされたデジタル信号プロセッサである。そ
のステップは(a)指数関数的な変調、(b)ローパス
フィルタ処理、(c)Ronald E. CrochiereとLawrence
R. Rabinerの著書「Multirate Digital Signal Process
ing」(Prentice Hall,1983年出版)、289-310ページに
記載された高速フーリェ変換を用いたディシメーション
(分割)である。フィルタバンクアナライザ18に入力
される信号が、連続的な性質を有するアナログ信号から
得られるという事実を考慮すると、このフィルタバンク
アナライザ18は、処理の前に経験的に確立された荷重
係数を用いて、信号に重み付けを行なう。
器36を表わすブロック図が示されている。図3に示す
ようにフィルタバンク合成器36は、K個の個別のチャ
ンネル(1、2、3……K)を有する。各チャンネル
は、補間装置48を有し、図1のローパスフィルタ44
から受信した信号を係数Mでもって補間している。この
チャンネルの補間装置48の出力信号は、ローパスフィ
ルタ50によってローパスフィルタ処理されて、その
後、複合変調器52に入力されて、この複合変調器52
が、ローパスフィルタ処理された信号をe-jwknでもっ
て変調する。ここで、ωkは前述の式(1)で与えられ
る。各チャンネルの複合変調器52の出力信号は加算増
幅器54によって加算されて、K個の個別のチャンネル
を含む周波数多重化信号を生成する。
様に、図3のフィルタバンク合成器36は、次のステッ
プを実行するようプログラムされたデジタル信号プロセ
ッサの形で実現される。そのステップは(1)補間、
(2)ローパスフィルタ処理、(3)逆高速フーリェ変
換を用いた複合変調、である。このようなステップの詳
細は前述の文献に記載されている。
は、無線送信器40と無線受信器14とを用いて、それ
ぞれK個の個別のチャンネルを有する周波数多重化信号
を送信し、そして受信し、この各チャンネルは個別の移
動端末にそれぞれ関係している。フィルタバンク合成器
36とフィルタバンクアナライザ18を用いて、K個の
個別のチャンネルを周波数多重化することにより、複数
の送信器、受信器対が必要なくなり、コスト的にもスペ
ース的にも省略可能である。
地局のブロック図である。
ライザのブロック図である。
器のブロック図である。
Claims (11)
- 【請求項1】 K(整数)個のチャンネルを有する周波
数多重化信号を受信し、この受信した信号を表わす出力
信号を生成する受信器(14)と、 周波数多重化信号形態のK個の受信チャンネルの各々を
分離する為に、前記受信器からの出力信号を処理する第
1の信号処理手段(16、18)と、 前記第1の信号処理手段により、K個のチャンネルの一
つを復調するK個の復調化装置(20)と、 K個の入力音声/データ信号の一つを生成するために、
チャンネルが復調されたような方法により、個別の復調
化装置により生成された復調チャンネルを処理する第1
組のK個のデータ/音声処理回路(22)と、 所定の方法で、K個の出力音声/データ信号の個別の一
つを処理する第2組のK個のデータ/音声処理回路(3
2)と、 前記の第2組のデータ/音声処理回路の対応する一つに
より、信号が処理されるような方法により、K個の出力
音声/データ信号の個別の一つを変調するK個のモジュ
レータ(34)と、 K個のチャンネルを有する周波数多重化された信号を生
成するために、K個のモジュレータの出力信号を多重化
する第2の信号処理手段(36、38)と、 前記第2の信号処理手段により生成された周波数多重化
信号を転送するトランスミッタ(40)と、 からなることを特徴とする無線トランシーバシステム。 - 【請求項2】 前記第1の信号処理手段は、 前記受信器の出力信号をデジタル信号に変換するA/D
変換手段(16)と、 K個の個別のチャンネルを生成するために、受信信号を
復調するために、デジタル化受信出力信号を、(1)指
数関数的に変調し、(2)ローパスフィルタ処理し、
(3)分割し(decimate)、 フィルタバンク解析手段
(18)とを有することを特徴とする請求項1のシステ
ム。 - 【請求項3】 前記第1データ処理回路は、各復調化装
置の出力信号を (1)ハイパスフィルタ処理し、
(2)ローパスフィルタで分割し、(3)拡張し、
(4)ディエンファシス(de-emphasis)する ことに
よって処理するようプログラムされているデジタル信号
プロセッサを含むことを特徴とする請求項2のシステ
ム。 - 【請求項4】 前記第2の信号処理手段は、 K個の変調器出力信号を、(1)各信号を個別に補間
し、(2)各信号をローパスフィルタ処理し、(3)各
ローパス信号を高周波バンドに指数関数的に変調し、
(4)複合のK個のチャンネル周波数多重化信号を得る
ために、指数関数的に変調された信号を加算する こと
によって、周波数多重化するフィルタバンク合成手段
(36)と、 このフィルタバンク合成器出力信号をアナログ信号に変
換するD/A変換手段(38)とを有することを特徴と
する請求項1のシステム。 - 【請求項5】 前記第2のデータ/音声処理回路は、変
調器への入力信号を(1)ハイパスフィルタ処理し、
(2)圧縮化し、(3)プレエンファシス化し、(4)
信号を制限し、(5)信号の補間とローパスフィルタ化
により処理するようプログラムされているデジタル信号
プロセッサを含むことを特徴とする請求項4のシステ
ム。 - 【請求項6】 音声および/またはデータを含む周波数
多重化されたKチャンネル信号をK個のチャンネルの各
々に分離する方法において、 K個のチャンネル信号を受信し、同相(in-phase)成分
と直交相(quadrature phase)成分の各々の一対の複合
信号を生成するステップと、 この複合信号をデジタル信号に変換するステップと、 K個のチャンネルを生成するために、このデジタル化複
合信号の各々を指数関数的に変調するステップと、 K個のチャンネルの各々をローパスフィルタ処理するス
テップと、 このK個のチャンネルを分割するステップと、 このK個のチャンネルの各々を復調するステップと、 チャンネルが復調された方法に従って、K個のチャンネ
ルの各々を処理するステップとからなることを特徴とす
る周波数多重化Kチャンネル信号の処理方法。 - 【請求項7】 K個のチャンネルの各々は、周波数で復
調されることを特徴とする請求項6の方法。 - 【請求項8】 K個のチャンネルの各々は、TDMA復
調されることを特徴とする請求項6の方法。 - 【請求項9】 周波数多重化Kチャンネル信号を生成す
るために、K個の出力音声および/またはデータ信号を
結合する方法において、 K個の入力信号の各々を処理するステップと、 この処理されたK個の入力信号の各々を変調するステッ
プと、 この処理されたK個の入力信号を指数関数的に変調する
ステップと、 この指数関数的に変調された信号をローパスフィルタ処
理するステップと、 このローパスフィルタ化された信号を補間するステップ
と、 周波数多重化Kチャンネル信号を生成するために、補間
された信号を加算するステップとからなることを特徴と
するK個の信号を合成する方法。 - 【請求項10】 前記K個の入力信号の各々は、周波数
変調されることを特徴とする請求項9の方法。 - 【請求項11】 前記入力信号は、TDMA変調される
ことを特徴とする請求項9の方法。
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