JPH09321688A - 無線中継装置および無線中継システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】無線ゾーンに設置された基地局2aに光ファ
イバ５を介して接続された前進基地局３を、前記無線ゾ
ーンに隣接する隣接無線ゾーン内であって、前進基地局
３が形成する微小無線ゾーンが前記無線ゾーンに隣接す
るような位置に設置する。前進基地局３には、分配器16
が設けられており、基地局2aから与えられる信号を２つ
の経路L1,L2 に分配する。一方の経路L2に分岐された通
話信号および制御信号のうち制御信号成分のみがBPF20
で抽出され、当該抽出された制御信号成分のみが狭帯域
アンプ23で増幅される。増幅後の制御信号成分は、他方
の経路L1に分岐された信号と合波器17で合成される。 【効果】制御信号成分のみを大きく増幅するから、通話
信号をも増幅できる高出力の広帯域アンプは不要であ
る。したがって、小型でかつ消費電力の小さなアンプを
使用でき、構成の簡素化に寄与できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無線ゾーンの通信
トラフィックを当該無線ゾーンに隣接する無線ゾーンに
分散させるために、当該無線ゾーンに設置された基地局
と当該無線ゾーンに隣接する無線ゾーン内に形成された
固有の微小無線ゾーン内の移動局との間の通信を中継す
る機能を有する無線中継装置に関する。また、このよう
な無線中継装置を含む無線中継システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】移動体通信システムでは、通常、基地局
を中心にした無線ゾーンが複数形成されたセル方式と呼
ばれるシステム構成が採用される。セル方式では、移動
局と当該移動局が存在する無線ゾーン内の基地局との間
で通信が行われる。より具体的に説明すると、各基地局
からは固有の周波数の制御電波が常時放射されており、
各制御電波を他のいずれの制御電波よりも強い受信電力
で受信できる範囲がそれぞれ無線ゾーンとされている。
移動局は、最も大きな電力で受信した制御電波に基づい
て基地局を特定し、当該基地局との間で回線を確立す
る。これにより、移動局は、当該移動局が存在する無線
ゾーン内の基地局と通信することができる。

【０００３】一方、移動体通信システム市場は年々大規
模なものとなっており、特に携帯電話システムでは加入
者数は増加の一途を辿っている。その結果、特にビジネ
ス街や繁華街などに形成されている特定の無線ゾーンに
通信トラフィックが集中し、当該無線ゾーン内の基地局
の処理能力を越え、通話しにくくなるという事態を招く
おそれがある。

【０００４】これに対処するため、たとえば特開平４−
１７７９２９号公報に開示されている技術を採用するこ
とが考えられる。この公開公報に開示されている技術で
は、図９に示すように、基地局１００，１０１によって
無線ゾーンＺ_S ，Ｚ_t がそれぞれ形成されている。基地
局１００には、光ファイバ１０２を介して親局１０３が
接続されている。親局１０３は、基地局１０１が形成す
る無線ゾーンＺ_t 内に設置されている。親局１０３に
は、基地局１００から制御信号が常時与えられている。
親局１０３は、この与えられている制御信号をアンプで
必要なレベルまで増幅した後、当該制御信号に対応する
制御電波を放射する。これにより、親局固有の無線ゾー
ンＺ_u が当該無線ゾーンＺ_t 内に形成される。

【０００５】親局固有の無線ゾーンＺ_u 内に存在する移
動局１０４は、親局１００から放射される制御電波を基
地局１０１から放射される電波よりも大きな電力で受信
する。その結果、移動局１０４は、無線ゾーンＺ_t 内の
基地局１０１ではなく、親局１０３を介して基地局１０
０と回線を確立し、基地局１００との間で通信する。そ
の結果、本来なら基地局１０１で処理すべき通信が基地
局１００で処理されることになる。これにより、通信ト
ラフィックの分散が図られる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、親局１０３
では、制御信号および通話信号は必要なレベルまで増幅
されるが、このために使用されるアンプとしては、通
常、通話信号が広い周波数帯域を有することを考慮し、
広い周波数帯域をカバーできる広帯域アンプが使用され
る。

【０００７】一方、複数の周波数の信号を１台のアンプ
で増幅する場合、不要波の出力を電波法で規定されるレ
ベルに維持するためには、アンプに線形性が必要とな
る。高い線形性を確保するためには、高出力のアンプを
出力レベルの低い範囲で使用することが必要になる。そ
の結果、アンプとしては、実際の出力レベルに対して、
大型で、かつ消費電力が大きいものとなる。

【０００８】したがって、親局１０３の構成が複雑化
し、通常の基地局の構成とほとんど変わらないものとな
る。また、アンプの性能を完全に発揮させていないの
で、アンプの使用効率が非常に悪い。そのため、無駄に
コストアップを招き、インフラストラクチャの構築を遅
らせる要因となるおそれがある。そこで、本発明の目的
は、前述の技術的課題を解決し、簡単な構成で通信トラ
フィックの分散を実現できる無線中継装置および無線中
継システムを提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明は、無線ゾーンに設置された基地局に有線接続
され、前記無線ゾーンに隣接する１または複数の無線ゾ
ーン（以下「隣接無線ゾーン」という。）のうちいずれ
かに固有の微小無線ゾーンを形成し、前記基地局と前記
微小無線ゾーン内の移動局との間の通信を中継するため
の無線中継装置であって、前記基地局から与えられる信
号を２つの経路に分離するための手段と、前記２つの経
路のうち一方の経路に分離された信号から制御信号のみ
を抽出するための手段と、この抽出された制御信号を、
前記微小無線ゾーンを形成できるレベルまで増幅するた
めの手段と、この増幅された制御信号、ならびに前記２
つの経路のうち他方の経路に分離された信号を合成する
ための手段と、合成後の信号に対応する電波を放射する
ための手段とを含むことを特徴とする無線中継装置にか
かるものである。

【００１０】本発明では、無線ゾーンに隣接する隣接無
線ゾーン内に微小無線ゾーンが形成され、無線ゾーン内
の基地局と微小無線ゾーン内の移動局との間の通信が中
継される。したがって、見掛け上、無線ゾーンが隣接無
線ゾーンの一部まで広がったと言える。そのため、隣接
無線ゾーンの通信トラフィックを無線ゾーンに分散させ
ることができる。

【００１１】本発明では、基地局から与えられる制御信
号のみが微小無線ゾーンを形成できるレベルまで増幅さ
れる。より具体的には、隣接無線ゾーンに設置される基
地局から放射される電波の電界強度Ｅ_a よりも無線中継
装置から放射される電波の電界強度Ｅ_b が強くなければ
微小無線ゾーンは形成できないから、Ｅ_a ＞Ｅ_b となる
レベルまで制御信号を増幅させる。

【００１２】このように、制御信号を情報信号とは別に
増幅するから、従来のような情報信号をも増幅できる高
出力の広帯域のアンプは不要である。そのため、無線中
継装置全体の構成の簡素化を図ることができる。請求項
２記載の発明は、無線ゾーンに設置された基地局に有線
接続され、１または複数の隣接無線ゾーンのうちいずれ
かに固有の微小無線ゾーンを形成し、前記基地局と前記
微小無線ゾーン内の移動局との間の通信を中継するため
の無線中継装置であって、前記微小無線ゾーンは、前記
基地局から放射される情報電波を予め定める最低強度以
上の強度で受信できる場所に形成されるものであり、前
記基地局から与えられる信号から制御信号のみを抽出す
るための手段と、この抽出された制御信号を、前記微小
無線ゾーンを形成できるレベルまで増幅するための手段
と、この増幅された制御信号に対応する電波を放射する
ための手段とを含むことを特徴とする無線中継装置にか
かるものである。

【００１３】一定品質以上の通信を実現するためには、
移動局において予め定める最低強度以上の強度で情報電
波を受信する必要があるが、この条件さえ満たされてい
れば、基地局から直接放射される情報電波を利用するこ
とも可能である。そこで、この発明では、微小無線ゾー
ンを、基地局から放射される情報電波を最低強度以上の
強度で受信できる場所に形成し、制御信号に対応する電
波のみを放射することとしている。したがって、前記請
求項１記載の発明に必須の構成要件である、信号を分離
するための手段および信号を合成するための手段が不要
となるうえ、情報信号を増幅するための構成はまったく
不要となる。そのため、前記請求項１記載の発明に比べ
て構成を一層簡素化することができる。

【００１４】請求項３記載の発明は、前記微小無線ゾー
ンは、前記無線ゾーンに隣接するように形成されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の無線中
継装置にかかるものである。請求項４記載の発明は、前
記微小無線ゾーンは、前記基地局が設置された無線ゾー
ンまたは当該無線ゾーンの隣接無線ゾーン、以外の無線
ゾーンに隣接しないように形成されていることを特徴と
する請求項１または請求項２記載の無線中継装置にかか
るものである。

【００１５】これらいずれの発明によっても、微小無線
ゾーン内の移動局は、当該微小無線ゾーンを退出すると
き、必ず、基地局が設置された無線ゾーンあるいはその
無線ゾーンに隣接する隣接無線ゾーンに進入することに
なる。一方、基地局を統括的に管轄する中央センター
は、微小無線ゾーンから退出した移動局が進入すべき無
線ゾーンとして、基地局が設置された無線ゾーンあるい
はその無線ゾーンに隣接する無線ゾーンであると認識し
ている。したがって、中央センターは、微小無線ゾーン
から移動局が退出した場合でも、微小無線ゾーンを形成
している無線中継装置から当該移動局と通信を行うべき
基地局への切換えを円滑に行うことができる。

【００１６】特に、請求項３記載の発明によれば、微小
無線ゾーンは、隣接無線ゾーンを形成する基地局から放
射される電波の強度が比較的低い領域に形成されるの
で、制御信号を増幅する手段の増幅率を低く抑えること
ができる。また、前記構成では通信トラフィックを常時
分散させているが、隣接無線ゾーンの通信トラフィック
を分散させる必要が特定の時間帯にのみ生じることもあ
る。そこで、たとえば請求項５または請求項６記載の構
成を採用してもよい。

【００１７】すなわち、請求項５記載の発明は、時計
と、特定の時間帯が予め記憶された記憶手段と、時計で
計時している時刻が前記記憶手段に記憶された時間帯に
含まれている場合にのみ、当該無線中継装置を動作させ
る制御手段とをさらに含むことを特徴とする請求項１ま
たは請求項２記載の無線中継装置にかかるものである。
また、請求項６記載の発明は、請求項５にかかる構成
を、無線中継装置ではなく、当該無線中継装置が有線接
続された基地局に含むことを特徴とする無線中継システ
ムにかかるものである。

【００１８】これらいずれの発明によっても、無線中継
装置を必要なときにだけ動作させているので、無線中継
装置を効率的に使用することができる。よって、省エネ
ルギー化および無線中継装置の長寿命化に貢献できる。
さらに、たとえば請求項７記載の発明のように、動的に
得られる情報に基づいて無線中継装置の動作を制御する
ようにすれば、無線中継装置を一層効率的に使用するこ
とができ、その結果として、無線中継装置の省エネルギ
ー化および長寿命化に一層貢献できる。

【００１９】請求項７記載の発明は、前記請求項１また
は請求項２記載の無線中継装置、この無線中継装置が有
線接続された基地局、および前記隣接無線ゾーンに設置
された隣接基地局を含む無線中継システムであって、前
記隣接基地局は、隣接無線ゾーン内の移動局が当該隣接
基地局に呼設定を要求した一定時間当りの回数を検出す
るための手段と、この検出された回数が予め定めるしき
い値以上に達している場合に、無線中継装置の動作を許
容する信号を前記基地局に与えるための手段とを含むも
のであり、前記基地局は、前記隣接基地局から無線中継
装置の動作を許容する信号が与えられている場合にの
み、無線中継装置を動作させる手段を含むものであるこ
とを特徴とする無線中継システムにかかるものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下では、本発明の実施の形態
を、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発
明の一実施形態が適用される移動体通信システムの構成
を説明するための概念図である。この移動体通信システ
ムは、自動車電話機や携帯電話機などの移動局１、移動
局１との間で通信を行うための基地局２ａ，２ｂ、基地
局２ａのいわば出張局として機能する前進基地局３、お
よび基地局２ａ，２ｂを統括制御する中央センター４を
含む。

【００２１】基地局２ａ，２ｂには、互いに異なる周波
数帯Δｆ_a ，Δｆ_b が通話チャネル用としてそれぞれ割
り当てられている。基地局２ａ，２ｂは、前記周波数帯
Δｆ _a ，Δｆ_b をそれぞれ複数の通話チャネルに分割
し、各通話チャネルを１回線として各移動局１との通信
のために使用する。基地局２ａ，２ｂにおける通信方式
としては、周波数の有効利用の観点から、周波数分割多
重方式（ＦＤＭ）が採用される。

【００２２】基地局２ａ，２ｂには、また、互いに異な
る周波数ｆ_a ，ｆ_b が制御チャネル用としてそれぞれ割
り当てられている。基地局２ａ，２ｂは、それぞれ、周
波数ｆ_a ，ｆ_b の搬送波を通信に必要な制御情報に対応
するディジタル制御信号でディジタル変調し、ＲＦ(Rad
io Frequency) 信号を作成する。ディジタル変調方式と
しては、たとえばＦＳＫ(Frequency Shift Keying)やＰ
ＳＫ(Phase Shift Keying)が採用される。

【００２３】基地局２ａ，２ｂは、前記作成されたＲＦ
信号に対応する制御電波を所定の送信出力でそれぞれ異
なるエリアに常時放射する。これにより、各基地局２
ａ，２ｂに固有の無線ゾーンＺ_a ，Ｚ_b が形成される。
移動局１において制御電波が受信されると、移動局１
は、受信された制御電波のうち最も大きな電力で受信さ
れた制御電波を検出し、この検出された制御電波に検波
処理を施し、制御信号を抽出する。ここに、無線ゾーン
とは、当該無線ゾーンを形成する基地局から放射されて
いる制御電波を最も大きな電力で受信できる範囲である
から、前述した処理によって自局が存在する無線ゾーン
および基地局を特定できる。その後、特定された基地局
が有する通話チャネルのうちいずれかを利用して当該基
地局と回線を確立し、当該基地局との間で通話信号を送
受する。このようにして、移動体通信が行われる。

【００２４】前進基地局３は、基地局２ａに光ファイバ
５を介して接続されており、基地局２ａと移動局１との
間の通信を中継する機能を有するものである。なお、前
記光ファイバ５の代わりに、同軸ケーブルなどの他の有
線伝送媒体を適用してもよい。前進基地局３は、当該基
地局２ａが形成する無線ゾーンＺ_a に隣接する無線ゾー
ン（以下「隣接無線ゾーン」という。）Ｚ_b 内に設置さ
れている。より具体的には、後述する微小無線ゾーンが
当該前進基地局３が接続されている基地局２ａが形成す
る無線ゾーンＺ_a に隣接するような位置に設置される。
この理由については後述する。

【００２５】前進基地局３には、基地局２ａから光ファ
イバ５を介して制御信号が常時与えられている。前進基
地局３は、この与えられている制御信号を所定レベルま
で増幅した後、周波数ｆ_a の搬送波を当該制御信号でデ
ィジタル変調してＲＦ信号を作成し、当該ＲＦ信号に対
応する制御電波を所定の送信出力で放射する。これによ
り、無線ゾーンＺ_b 内に前進基地局固有の微小な無線ゾ
ーン（以下「微小無線ゾーン」という。）Ｚ_c が形成さ
れる。すなわち、この微小無線ゾーンＺ_c 内では、基地
局２ｂから放射される制御電波よりも、前進基地局３か
ら放射される制御電波の方がより大きな受信電力で受信
される。

【００２６】隣接無線ゾーンＺ_b 内に存在する移動局１
のうち、この微小無線ゾーンＺ_c 内にも存在する移動局
１_c は、基地局２ｂから放射される制御電波ではなく、
前進基地局３から放射される制御電波を最も大きな電力
で受信する。その結果、当該移動局１_c は、基地局２ａ
から出力された制御信号を抽出することになる。したが
って、当該移動局１_c は、基地局２ａとの間で回線を確
立する。回線確立後、当該移動局１は、前進基地局３お
よび光ファイバ５を介して基地局２ａとの間で通話信号
を送受する。

【００２７】このように、微小無線ゾーンＺ_c 内に存在
する移動局１_c は、実際には基地局２ｂが形成する隣接
無線ゾーンＺ_b 内に存在するにもかかわらず、あたか
も、基地局２ａが形成する無線ゾーンＺ_a 内に存在する
かのようにして、通信を行うことになる。言い換えれ
ば、隣接無線ゾーンＺ_b の通信トライフィックを前進基
地局３を介することによって無線ゾーンＺ_a に分散させ
ている。したがって、隣接無線ゾーンＺ_b の通信トラフ
ィックが実際には基地局２ｂで処理しきれない量である
場合でも、当該通信トラフィックを適切な量にまで抑
え、通信しずらくなるなどの不具合の発生の防止を図る
ことができる。

【００２８】ところで、このような機能を実現するため
には、微小無線ゾーンＺ_c の形成が前提条件となる。一
方、「微小無線ゾーンＺ_c 」というためには、その範囲
において前進基地局３から放射される制御電波の方が基
地局２ｂから放射される制御電波よりも大きな電力で受
信できる必要がある。したがって、前進基地局３では、
一定レベル以上の送信出力で制御電波を放射する必要が
ある。

【００２９】次に、微小無線ゾーンＺ_c を形成するため
に必要な前進基地局３の送信出力の具体的数値例につい
て説明する。たとえば800(MHz)帯を用いる移動体通信シ
ステムの場合、基地局の送信出力は、通常、約３(W) と
されており、無線ゾーンは、通常、基地局を中心にした
半径約３(km)の範囲に設定されている。また、基地局か
ら放射される電波の電界強度Ｅは、下記(1) 式で表すこ
とができる。ただし、下記(1) 式において、ｐ₀ は基地
局の送信出力(W) 、ｄは基地局からの距離(m) である。

【００３０】 Ｅ＝（１２０π×ｐ₀ ／４πｄ² ）^1/2 ‥‥(1) いま、図２に示すように、前進基地局３が無線ゾーンＺ
_b の縁部から500(m)の地点に設置され、この前進基地局
３を中心にした半径500(m)の範囲を微小無線ゾーンＺ_c
として設定する場合を想定する。「微小無線ゾーン」と
いうためには、前述のように、その範囲において基地局
２ｂから放射される電波よりも大きな電力で前進基地局
３から放射される電波が受信される必要がある。一方、
前記(1) 式を見れば明らかなように、基地局２ｂから放
射される電波の電界強度は距離ｄの二乗に反比例するか
ら、前記条件を満足するためには、微小無線ゾーンとし
て設定しようとしている範囲のうち基地局２ｂから最も
近い地点における前進基地局３から放射される電波の電
界強度が、基地局２ｂから放射される電波の電界強度よ
りも大きければよいことになる。

【００３１】前記基地局２ｂから最も近い地点とは、具
体的には、前進基地局３から500(m)だけ基地局２ｂ側の
地点、すなわち基地局２ｂから約２(km)だけ離れた地点
Ｇとなる。そこで、前記(1) 式にｐ₀ ＝３、ｄ＝2000を
代入し、基地局２ｂから２(km)だけ離れた地点の電界強
度Ｅ₁ を求めると、Ｅ₁ ＝73.5（ｄＢμＶ／ｍ）とな
る。一方、前進基地局３から500(m)だけ離れた地点の電
界強度Ｅ₂ は、前記(1) 式からＥ₂ ＝｛１２０π×ｐ₀
／（４π×500²）｝^1/2 となる。この電界強度Ｅ₂ が前
記電界強度Ｅ₁ よりも大きいということは、下記(2) 式
が成立するということである。

【００３２】 ｛（１２０π×ｐ₀ ）／（４π×500²）｝^1/2 ＞７３．５ ‥‥(2) この(2) 式においてｐ₀ について整理すると、ｐ₀ ＞１
８７．５(mW)となる。したがって、前進基地局３の送信
出力を１８８(mW)以上とすれば、前進基地局３を中心に
した半径500(m)の範囲では、前進基地局３から放射され
る電波の方が基地局２ｂから放射される電波よりも大き
な電力で受信できるようになる。

【００３３】なお、フェージング等の影響を考慮すれ
ば、前進基地局３の送信出力として２５０(mW)程度に設
定する方が好ましい。次に、前進基地局３の設置位置を
微小無線ゾーンＺ_c が無線ゾーンＺ_a に隣接するような
位置とした理由について説明する。前進基地局３の設置
位置を微小無線ゾーンＺ_c が無線ゾーンＺ_a に隣接する
ような位置にしたのは、一言で言えば、移動局１との間
で通信を行う基地局の変更を含む通信経路の切換えを円
滑に行うためである。

【００３４】より詳述すると、図３に示すように、前進
基地局３を、もしも無線ゾーンＺ_aに隣接する隣接無線
ゾーンＺ_b の中の当該無線ゾーンＺ_a から遠い側に設置
した場合を考える。移動局１_c は、白抜き矢印Ａに示す
ように、微小無線ゾーンＺ_cから無線ゾーンＺ_d 内に直
接移動するとする。この場合、中央センター４は、移動
局１_c が、あたかも、無線ゾーンＺ_a から隣接していな
い無線ゾーンＺ_d にジャンプしたという通常ではありえ
ない状況が発生したように認識する。

【００３５】そのため、中央センター４は、無線ゾーン
Ｚ_a に隣接する無線ゾーンは無線ゾーンＺ_b であると認
識しているのに、通信経路を無線ゾーンＺ_a 内の基地局
２ａから無線ゾーンＺ_d 内の基地局２ｄに切り換える必
要がある。その結果、通信経路の切換えのトラブルが発
生するおそれがある。これに対して、この実施形態のよ
うに、微小無線ゾーンＺ_c が無線ゾーンＺ_aに隣接する
ように前進基地局３を設置すれば、前述のようなありえ
ない状況は発生しないので、通信経路の切換えのトラブ
ルが生じる余地はない。そのため、安定した通信サービ
スの提供に貢献できる。

【００３６】なお、前述のようなありえない状況の発生
の防止を図るためには、無線ゾーンＺ_a に微小無線ゾー
ンＺ_c が隣接するように前進基地局３を設置する必要は
必ずしもなく、微小無線ゾーンＺ_c が、無線ゾーンＺ_a
またはこの無線ゾーンＺ_a に隣接する無線ゾーンＺ_b 、
以外の無線ゾーンに隣接しないような位置に設置されて
いれば十分である。

【００３７】たとえば、図４(a) に示すように、隣接無
線ゾーンＺ_b の内部に孤島のように微小無線ゾーンＺ_c
が形成される位置に、前進基地局３を設置してもよい。
また、図４(b) に示すように、無線ゾーンＺ_a に隣接す
る無線ゾーンＺ_e に隣接するように微小無線ゾーンＺ_c
が形成される位置に、前進基地局３を設置してもよい。

【００３８】図５は、基地局２ａおよび前進基地局３の
内部構成を説明するためのブロック図である。なお、図
５では、基地局２ａから移動局１_c に対して通話信号お
よび制御信号を送信する側の構成のみを示し、移動局１
_c から基地局２ａに対して通話信号を送信する側の構成
を省略している。基地局２ａには、基地局２ａの全体の
制御を司る基地局装置１０が備えられている。基地局装
置１０は、アンテナ１１に対して、通常、制御信号と通
話信号とを含む混合信号を供給する。より具体的には、
基地局装置１０は、制御信号をアンテナ１１に常時供給
し、当該制御信号に対応する制御電波をアンテナ１１か
ら放射させる。また、無線ゾーンＺ_a 内の移動局１と通
信する場合には、移動局１からアンテナ１１を介して供
給される通話信号を処理したり、逆に移動局１に送信す
べき通話信号をアンテナ１１に供給し、当該通話信号に
対応する通話電波をアンテナ１１から放射させたりす
る。

【００３９】アンテナ１１の途中部には、基地局装置１
０からアンテナ１１に供給される混合信号を取り出すた
めの方向性結合器１２が取り付けられている。方向性結
合器１２によって取り出された混合信号は、ダイプレク
サ１３を介してＥ／Ｏ(Electron/Optical)変換器１４で
光信号に変換される。この光信号は、光ファイバ５を介
して前進基地局３に与えられる。

【００４０】前進基地局３には、Ｏ／Ｅ(Optical/Elect
ron)変換器１５が備えられている。光ファイバ５を介し
て与えられる光信号は、このＯ／Ｅ変換器１５によって
元の混合信号に変換される。変換後の混合信号は、分配
器１６によって２つの経路Ｌ１，Ｌ２に分岐される。経
路Ｌ１に与えられる混合信号は、後述する狭帯域アンプ
２３の増幅率よりも低い増幅率を有するアンプ２６を介
して合波器１７に供給される。混合信号をアンプ２６に
供給する目的は、Ｏ／Ｅ変換器１５によって変換された
混合信号は電波として放射できるほどのレベルを有して
いないからである。なお、アンプ２６の増幅率を狭帯域
アンプ２３の増幅率に比べて低くしている理由について
は後述する。

【００４１】一方、経路Ｌ２に与えられた混合信号は、
ミキサ１８において局部発振器１９で発振されている発
振信号と混合される。その結果、混合信号に含まれる周
波数成分にそれぞれ対応する中間周波信号が生成され
る。生成された中間周波信号は、帯域通過フィルタ（Ｂ
ＰＦ）２０に与えられる。ＢＰＦ２０は、中間周波信号
のうち制御信号成分に対応する周波数の中間周波信号を
通過させる特性を有するものである。したがって、ＢＰ
Ｆ２０から出力される中間周波信号は、制御信号成分に
対応する中間周波信号のみとなる。

【００４２】なお、ＢＰＦ２０に供給される信号は、混
合信号よりも周波数が低い中間周波信号なので、ＢＰＦ
２０としては、表面弾性波フィルタ（ＳＡＷ）を適用す
ることができる。これにより、構成が簡単で、かつ信頼
性の高いフィルタとすることができる。制御信号成分に
対応する中間周波信号は、さらにミキサ２１において局
部発振器２２で発振されている発振信号と混合される。
この発振信号の周波数は、前記局部発振局１９で発振さ
れている発振信号の周波数と同一である。その結果、制
御信号が復元される。当該制御信号は、アンプ２６の増
幅率よりも高い増幅率を有する狭帯域アンプ２３によっ
て比較的高いレベルまで増幅され、合波器１７に与えら
れる。

【００４３】合波器１７では、この増幅された制御信号
と経路Ｌ１経由の混合信号とが混合される。その後、当
該混合された信号がダイプレクサ２４を介してアンテナ
２５に供給され、当該アンテナ２５から電波として放射
される。図６は、アンプ２６および狭帯域アンプ２３の
増幅率について説明するための図である。

【００４４】無線ゾーンＺ_b の中に微小無線ゾーンＺ_c
を形成するためには、図６(a) に示すように、前進基地
局３から放射される制御電波の強度Ｅ₁₁，Ｅ₁₂を基地局
２ｂから放射される制御電波の強度Ｅ₂ の強度よりも強
くする必要がある。より具体的には、前述した図２のよ
うに微小無線ゾーンＺ_c を無線ゾーンＺ_a に隣接するよ
うに形成する場合には、前進基地局３から放射される制
御電波の送信出力は、約250(mW) とする必要がある。ま
た、図６(a) に示すように、基地局２ｂから放射される
制御電波の強度Ｅ₂ は基地局２ｂに近づくほど大きくな
るので、たとえば前述の図４(a) でも示したように微小
無線ゾーンＺ_c が無線ゾーンＺ_b の中心付近に形成され
る場合には、前進基地局３から放射される制御電波の送
信出力は、前記250(mW) よりもさらに大きくする必要が
ある。

【００４５】一方、この移動体通信システムでは、移動
局１との間で通信を実現するために必要な通話電波の最
低強度Ｅ_THが設定されている。具体的には、最低強度Ｅ
_THとしては、通常、約5(dBμV/m)の余裕をもって約40
（dBμV/m)が設定されている。一方、通話チャネルの通
信方式としては前述のようにＦＤＭが採用されている。
したがって、図６(b) に示すように、微小無線ゾーンＺ
_c が無線ゾーンＺ_b のどの場所に形成されていようと
も、前進基地局３から放射される通話電波の強度Ｅ ₃₁，
Ｅ₃₂が微小ゾーンＺ_c 内で前記最低強度Ｅ_TH以上であれ
ば、無線ゾーンＺ_c内の移動局１は前進基地局３と通信
することができる。そのため、たとえば微小無線ゾーン
Ｚ_c の半径を約500(m)とした場合における前進基地局３
の送信出力は、約100(mW) 以上であればよい。

【００４６】このように、制御電波の送信出力は、通話
電波の送信出力の２倍以上とする必要がある。一方、制
御電波および通話電波の元になる制御信号および通話信
号は、基地局２ａから光ファイバ５を介して与えられて
きたときにはほぼ同レベルである。したがって、この実
施形態では、光ファイバ５を介して基地局２ａから与え
られた混合信号の中から制御信号成分のみを抽出して当
該制御信号成分を高い増幅率を有する狭帯域アンプ２３
で増幅させるとともに、通話信号成分を含む混合信号を
低い増幅率を有するアンプ２６で増幅させることによ
り、上記２倍以上という条件を満たすようにしている。

【００４７】このように、この実施形態によれば、通話
信号を含む混合信号を増幅するアンプ２６としては低い
増幅率のアンプで十分である。さらに言えば、場合によ
っては、アンプ２６として電圧増幅率が「１」の単なる
インピーダンス変換を行うものでも十分である。したが
って、高い増幅率を有する広帯域アンプを備える必要の
ある従来技術に比べて、アンプの性能およびコストを下
げることができ、前進基地局３の構成を簡素化できる。
そのため、前進基地局３の設置にかかるコストの低減を
図ることができ、インフラストラクチャを容易に構築で
きるようになる。

【００４８】本発明の実施の形態の説明は以上のとおり
であるが、本発明は前記実施形態に限定されるものでは
ない。たとえば前記実施形態では、前進基地局３から制
御電波および通話電波の両方を放射するようにしてい
る。しかし、たとえば次のような場合には、制御電波の
みを放射するようにしてもよい。基地局２ａや基地局２
ｂから放射される通話電波の強度には、通常、ある程度
のマージンが設けられている。したがって、基地局２ａ
から放射される通話電波Ｓ₄ の強度が最低強度Ｅ_TH以上
となる範囲は、図７に斜線で表すように、無線ゾーンＺ
_a を越え、無線ゾーンＺ_b 内に食い込んでいる。一方、
図７に示すように、この食い込んでいる範囲内に微小無
線ゾーンＺ_c を形成するようにすれば、当該微小無線ゾ
ーンＺ_c 内において、基地局２ａから放射される通話電
波を直接利用して通話することができる。

【００４９】そのため、このような場合には、前進基地
局３から通話信号を増幅して放射する必要はない。よっ
て、前進基地局３の構成として、たとえば図８に示すよ
うに、基地局２ａから与えられる混合信号の中から制御
信号成分のみを抽出して当該制御信号成分を高い増幅率
で増幅させ、当該制御信号成分に対応する制御電波のみ
を放射するような構成を採用することができる。

【００５０】この構成によれば、広帯域アンプそのもの
が不要となるので、前進基地局３の構成を一層簡素化で
きる。そのため、前進基地局３の設置にかかるコストを
さらに低減でき、インフラストラクチャを一層容易に構
築できるようになる。また、前記実施形態では、前進基
地局３から常時制御電波を放射することとしているが、
たとえば隣接無線ゾーンＺ_b の通信トラフィックが増大
する時間帯にのみ制御電波を放射するようにしてもよ
い。より詳述すると、隣接無線ゾーンＺ _b の通信トラフ
ィックが増大する時間帯をたとえば統計的手法を用いて
求め、この求められた時間帯をメモリに記憶し、このメ
モリを前進基地局３に設ける。そして、前進基地局３
は、このメモリに記憶された時間帯にのみ狭帯域アンプ
等の内部機構をオンさせる。この構成によれば、前進基
地局３を本当に必要なときにだけ動作させることができ
るので、前進基地局３の運用を効率的に行え、前進基地
局３の寿命の長寿化に寄与できる。

【００５１】なお、メモリを前進基地局３に設ける代わ
りに、当該メモリを基地局２ａに設け、基地局２ａが前
進基地局３の内部機構のオン／オフを制御するようにし
てもよい。さらに、次のような構成を採用してもよい。
すなわち、呼設定回数を検出するための装置を基地局２
ｂまたは中央センター４に備え、前記装置によって検出
された呼設定回数が予め定めるしきい値以上になったこ
とに応答して基地局２ａに動作許容信号を与えるととも
に、前記呼設定回数がしきい値未満になったことに応答
して基地局２ａに動作禁止信号を与える。一方、基地局
２ａにおいて、動作許容信号の受信に応答して前進基地
局３の内部機構をオンさせるとともに、動作禁止信号の
受信に応答して前進基地局３の内部機構をオフさせる。

【００５２】この構成によれば、統計情報ではなく現実
の通信トラフィックを検出して前進基地局３の動作を制
御しているので、前進基地局３の運用をさらに効率的に
行える。その他、この発明の範囲内で種々の設計変更を
施すことは可能である。

【００５３】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、比較的
大きく増幅する必要のある制御信号をあまり大きく増幅
する必要のない情報信号とは別に増幅するから、広帯域
アンプとしては出力の小さなもので十分である。したが
って、高出力の広帯域のアンプが必要な従来技術に比べ
て、無線中継装置全体の構成の簡素化を図ることができ
る。また、アンプの使用効率の向上を図ることができ
る。そのため、コストダウンを図ることができる。よっ
て、インフラストラクチャを容易に構築することができ
る。

【００５４】また、請求項２記載の発明によれば、基地
局から放射される情報電波を利用できる範囲内に微小無
線ゾーンを形成しているから、無線中継装置から情報電
波を放射する必要はない。したがって、無線中継装置内
に信号を分離する手段や信号を合成する手段を備える必
要はなく、そのうえ情報信号を増幅するための構成はま
ったく不要となる。よって、無線中継装置の構成を一層
簡素化することができる。

【００５５】また、請求項３または請求項４記載の発明
によれば、無線ゾーンから当該無線ゾーンに隣接してい
ない無線ゾーンにジャンプしたような現実にはありえな
い状況が発生することがないので、基地局を円滑に変更
できる。そのため、円滑な通信サービスの実現を図るこ
とができる。特に、請求項３記載の発明によれば、隣接
無線ゾーンにおける電波の強度が比較的低い場所に微小
無線ゾーンが形成されるから、制御信号を増幅する手段
の増幅率を低く抑えることができる。

【００５６】また、請求項５または６記載の発明によれ
ば、無線中継装置を需要の高いときにだけ動作させてい
るので、無線中継装置を効率的に使用することができ
る。よって、省エネルギー化および無線中継装置の長寿
命化に貢献できる。また、請求項７記載の発明によれ
ば、動的情報に基づいて無線中継装置の動作を制御して
いるから、無線中継装置を一層効率的に使用でき、省エ
ネルギー化および長寿命化に一層貢献できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明が適用された一実施形態にかかる移動
体通信システムの構成を説明するための概念図である。

【図２】前進基地局の送信出力の具体的数値例を説明す
る際に想定した移動体通信システムの構成を示す概念図
である。

【図３】前進基地局の設置位置を限定した理由を説明す
るために、前進基地局を限定していない位置に設置した
場合の移動体通信システムの構成を示す図である。

【図４】前進基地局の設置位置の具体例について説明す
るための図である。

【図５】前進基地局、および当該前進基地局に接続され
た基地局の内部構成を概略的に示すブロック図である。

【図６】前進基地局内部における２つのアンプの増幅率
の相違について説明するための図である。

【図７】この発明が適用された他の実施形態にかかる移
動体通信システムにおける微小無線ゾーンの形成位置に
ついて説明するための図である。

【図８】この発明が適用された他の実施形態にかかる移
動体通信システムの一部である前進基地局の内部構成を
概略的に示すブロック図である。

【図９】従来の親局を用いた移動体通信システムを説明
するための概念図である。

【符号の説明】

１，１_c 移動局 ２ａ，２ｂ 基地局 ３ 前進基地局 ５ 光ファイバ １９ 分配器 ２０ ＢＰＦ ２３ 狭帯域アンプ １７ 合波器 Ｌ１，Ｌ２ 経路 Ｚ_a ，Ｚ_b 無線ゾーン Ｚ_c 微小無線ゾーン

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】無線ゾーンに設置された基地局に有線接続
   され、前記無線ゾーンに隣接する１または複数の無線ゾ
   ーン（以下「隣接無線ゾーン」という。）のうちいずれ
   かに固有の微小無線ゾーンを形成し、前記基地局と前記
   微小無線ゾーン内の移動局との間の通信を中継するため
   の無線中継装置であって、 前記基地局から与えられる信号を２つの経路に分離する
   ための手段と、 前記２つの経路のうち一方の経路に分離された信号から
   制御信号のみを抽出するための手段と、 この抽出された制御信号を、前記微小無線ゾーンを形成
   できるレベルまで増幅するための手段と、 この増幅された制御信号、および前記２つの経路のうち
   他方の経路に分離された信号を合成するための手段と、 合成後の信号に対応する電波を放射するための手段とを
   含むことを特徴とする無線中継装置。
2. 【請求項２】無線ゾーンに設置された基地局に有線接続
   され、１または複数の隣接無線ゾーンのうちいずれかに
   固有の微小無線ゾーンを形成し、前記基地局と前記微小
   無線ゾーン内の移動局との間の通信を中継するための無
   線中継装置であって、 前記微小無線ゾーンは、前記基地局から放射される情報
   電波を予め定める最低強度以上の強度で受信できる場所
   に形成されるものであり、 前記基地局から与えられる信号から制御信号のみを抽出
   するための手段と、 この抽出された制御信号を、前記微小無線ゾーンを形成
   できるレベルまで増幅するための手段と、 この増幅された制御信号に対応する電波を放射するため
   の手段とを含むことを特徴とする無線中継装置。
3. 【請求項３】前記微小無線ゾーンは、前記基地局が設置
   された無線ゾーンに隣接するように形成されていること
   を特徴とする請求項１または請求項２記載の無線中継装
   置。
4. 【請求項４】前記微小無線ゾーンは、前記基地局が設置
   された無線ゾーンまたは当該無線ゾーンの隣接無線ゾー
   ン、以外の無線ゾーンに隣接しないように形成されてい
   ることを特徴とする請求項１または請求項２記載の無線
   中継装置。
5. 【請求項５】時計と、 特定の時間帯が予め記憶された記憶手段と、 時計で計時している時刻が前記記憶手段に記憶された時
   間帯に含まれている場合にのみ、当該無線中継装置を動
   作させる制御手段とをさらに含むことを特徴とする請求
   項１または請求項２記載の無線中継装置。
6. 【請求項６】前記請求項１または請求項２記載の無線中
   継装置、およびこの無線中継装置が有線接続された基地
   局を含む無線中継システムであって、前記基地局は、 時計と、 特定の時間帯が予め記憶された記憶手段と、 時計で計時している時刻が前記記憶手段に記憶された時
   間帯に含まれている場合にのみ、前記無線中継装置を動
   作させる手段とを含むものであることを特徴とする無線
   中継システム。
7. 【請求項７】前記請求項１または請求項２記載の無線中
   継装置、この無線中継装置が有線接続された基地局、お
   よび前記隣接無線ゾーンに設置された隣接基地局を含む
   無線中継システムであって、 前記隣接基地局は、隣接無線ゾーン内の移動局が当該隣
   接基地局に呼設定を要求した一定時間当りの回数を検出
   するための手段と、この検出された回数が予め定めるし
   きい値以上に達している場合に、無線中継装置の動作を
   許容する信号を前記基地局に与える手段とを含むもので
   あり、 前記基地局は、前記隣接基地局から無線中継装置の動作
   を許容する信号が与えられている場合にのみ、無線中継
   装置を動作させる手段を含むものであることを特徴とす
   る無線中継システム。