JPH11298381A

JPH11298381A - 共通増幅装置

Info

Publication number: JPH11298381A
Application number: JP10101418A
Authority: JP
Inventors: Fumihiko Kobayashi; 文彦小林
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1998-04-13
Filing date: 1998-04-13
Publication date: 1999-10-29

Abstract

(57)【要約】【課題】ディジタル自動車電話システム基地局の共通
増幅装置における増幅器の冗長構成に関し、共通増幅装
置の小型・低価格化を図ることを目的とする。【解決手段】ｎ個の現用増幅器と予め設定された個数
の予備増幅器で構成され、ｎ系列の入力信号を対応する
現用増幅器で増幅して出力する共通増幅部と、共通増幅
部の入出力側にそれぞれ設けた入出力切替器と、現用及
び予備増幅器の動作状態を監視中、現用増幅器に障害が
発生したことを検出した時、障害現用増幅器に入力して
いる信号が正常動作中の予備増幅器に加えられ、予備増
幅器の出力信号が障害現用増幅器の出力側から送出され
る様に入出力切替器の動作を制御する制御回路とを有す
る共通増幅装置において、予備増幅器の動作状態監視を
ｎ系列の入力信号を分岐して合成した合成入力信号を用
いて行うような構成にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル自動車
電話システム基地局の共通増幅装置における、増幅器の
冗長構成に関するものである。

【０００２】ディジタル自動車電話システムの基地局
は、そのカバーエリア（セル）を複数のセクタに分割
し、セクタ毎にアンテナを設け、移動機との間で通信を
行っている。

【０００３】共通増幅装置は、各セクタ対応の増幅器を
有し、これらの増幅器はそれぞれ対応するアンテナに接
続されているが、システムの信頼度向上の為、増幅器の
故障に対し、何らかの冗長構成を取る必要がある。

【０００４】この為、各セクタに収容される無線信号の
数、（例えば、Personal Digital Celler systm の場合
は、セクタ当り３２ＲＦキャリア）及び各アンテナの出
力電力（例えば、１Ｗ／キャリア）により、各増幅器の
数が一台でよい場合には、各セクタ共用の予備増幅器を
設けてｎ＋１冗長構成とし、何れかのセクタの現用増幅
器が故障した時は予備増幅器に無線信号を回避させてい
る。

【０００５】なお、各増幅器は全帯域（例えば、８ＭＨ
ｚ）をカバーできる能力を持っている。また、近年、自
動車電話システムのディジタル化に伴い、基地局の増幅
装置は複数の無線信号（マルチキャリア）を共通の増幅
器で増幅する共通増幅方式がとられることが多い。

【０００６】この方式の増幅器はマルチキャリア増幅に
より発生する混変調歪を低減する為、キャンセル・ルー
プを持つ自己調整型の歪補償増幅器（例えば、フィード
フォワード増幅器）が用いられることが多い。

【０００７】

【従来の技術】図４は従来例の構成図、図５は制御回路
の要部構成図、図６は制御回路の動作フローチャート
（ホットスタンバイの場合）である。

【０００８】以下、図５、図６用いて図４の動作を説明
する。ここで、図４中の１ａは入力切替器、１ｂは出力
切替器、７は発振器、２１〜２ｎは現用増幅器、２０は
予備増幅器、４１〜４ｎは送受共用器、５は制御回路で
ある。

【０００９】さて、図４において、（ｎ＋１）個の入力
端と、（ｎ＋１）個の出力端を持つ入力切替器１ａが、
ｎ個の現用増幅器２１〜２ｎと１個の予備増幅器２０に
接続され、各増幅器の出力が（ｎ＋１）個の入力端と、
ｎ個の出力端を持つ出力切替器１ｂに接続され、入力切
替器１ａの一つの入力端には発振器７が接続されてい
る。

【００１０】なお、制御回路５は図５に示す様に、プロ
グラムＲＯＭ５２、インタフェース５３〜５５、レジス
タ５６、５７を有し、プログラムＲＯＭ５２には図６に
示す制御回路の動作フローチャートが格納されていると
する。

【００１１】また、レジスタ５６及びレジスタ５７に
は、インタフェース５３、５４を介して現用増幅器２１
〜２ｎと予備増幅器２０の安定動作情報及び故障警報
が、それぞれ対応する部分に格納される様になってい
る。

【００１２】例えば、増幅器２０、２１〜２ｎが安定動
作状態に入っている時、または故障警報を送出していな
い時は、これらの増幅器から“Ｈ”が、逆の状態の時は
“Ｌ”が制御回路５に送出される様になっている。

【００１３】さて、図４〜図６において、正常動作時、
各セクタの現用増幅器２１〜２ｎは、それぞれ、入力切
替器１ａを介して入力した信号を所定の電力まで増幅し
た後、出力切替器１ｂ及び対応する送受共用器４１〜４
ｎを介してセクタ出力として送出している。

【００１４】一方、予備増幅器２０は、発振器７からの
擬似無線信号（例えば、同一帯域内の未使用周波数の信
号）を増幅して、図示しない擬似負荷に出力している
（図６−参照）。

【００１５】この様な状態の時、ＣＰＵ５１がレジスタ
５６、５７の内容を見ても、何れも“Ｈ”が格納されて
いるので、制御回路５から入力切替器１ａ及び出力切替
器１ｂに対して切替命令を送出しない。

【００１６】しかし、ＣＰＵ５１が、何れかの現用増幅
器から、例えば、キャンセル・ループの制御異常を示す
故障警報“Ｌ”が、レジスタ５７に格納されたことを検
出すると（図６−参照）、予備増幅器２０から故障警
報が送出されておらず、且つ、安定動作情報がレジスタ
５６に格納されているのを検出した時、制御回路５か
ら、入力切替器１ａと出力切替器１ｂに切替命令を送出
して、故障警報を送出した現用増幅器に送る無線信号を
予備増幅器２０に回避させる（図６−，，参
照）。

【００１７】しかし、ＣＰＵ５１が、予備増幅器２０か
らの故障警報を検出したり、安定動作情報が検出できな
い時、制御回路５から予備増幅器への切替は行わない
（図６−参照）。

【００１８】ここで、予備増幅器２０からの安定動作情
報が検出されない状態と云うのは、例えば、電源をオン
したばかりで、未だ安定動作状態に入っていないことを
示しているが、安定動作状態に入れば予備増幅器への切
替が可能となる。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】図４の発振器７からの
擬似無線信号は、各増幅器の入出力側に設けられた入力
切替器１ａ、出力切替器１ｂのアイソレーション分だけ
減衰して、各セクタの出力に現れる。

【００２０】上記の様に、基地局の増幅器は自己調整型
の歪補償増幅器であることが多い。歪補償増幅器は、自
らが発生する歪を逆相等振幅でキャンセルするものが多
いため、その動作可能帯域は運用帯域に限られる。

【００２１】そこで、発振器から送出された運用帯域内
の擬似無線信号は、アンテナフィルタで抑圧されずにア
ンテナから出力されることになる。つまり、擬似無線信
号はスプリアスとなり、例えば、装置として６０ｄＢ程
度のアイソレーションが要求されるので、部品として
は、例えば、７０ｄＢ位のアイソレーションが必要とな
る。

【００２２】この為、入力切替器及び出力切替器は高ア
イソレーションのものを使用する必要があり、装置の高
価格化・大型化を招いていた。

【００２３】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理構成
図である。ここで、図中の１ａは入力切替器、１ｂは出
力切替器、３₁〜３_nは電力分配手段、５は制御回路、
６は電力合成手段、４１〜４ｎは送受共用器である。

【００２４】第１の本発明は、ｎ個の現用増幅器と予め
設定された個数の予備増幅器で構成され、ｎ系列の入力
信号を対応する現用増幅器で、それぞれ増幅して出力す
る共通増幅部と、共通増幅部の入力側及び出力側に、そ
れぞれ設けた入力切替器及び出力切替器と、現用増幅器
と予備増幅器の動作状態を監視中、現用増幅器に障害が
発生したことを検出した時、障害現用増幅器に入力して
いる信号が、正常動作中の予備増幅器に加えられ、予備
増幅器の出力信号が障害現用増幅器の出力側から送出さ
れる様に入力切替器及び出力切替器の動作を制御する制
御回路とを有する共通増幅装置において、予備増幅器の
動作状態監視を、ｎ系列の入力信号を分岐して合成し
た、合成入力信号を用いて行う構成にした。

【００２５】第２の本発明は、合成入力信号を、上記ｎ
系列の入力信号から各系列の分岐信号を取り出すｎ個の
電力分配手段と、取り出した各系列の分岐信号を合成し
て合成入力信号を生成する電力合成生成手段、とを用い
て生成する構成する様にした。

【００２６】ここで、図１の構成を説明する。図１に示
す様に、それぞれのセクタ入力に電力分配手段３₁〜３
_nを設けられており、各電力分配手段３₁〜３_nの一方
の出力を電力合成器６で合成した合成入力信号が、ｎ＋
１個の入力端とｎ＋１個の出力端を持つ、入力切替器１
ａの一つの入力端に印加する様に接続され、電力分配手
段の他方の出力が、入力切替器１ａのｎ個の入力端のう
ち、対応する入力端に印加する様に接続されている。

【００２７】また、入力切替器１ａの各出力端は、ｎ個
の現用増幅器２１〜２ｎと１個の予備増幅器２０に接続
され、各増幅器の出力端がｎ＋１の入力端とｎ個の出力
端を持つ出力切替器１ｂに接続されている。

【００２８】そして、各増幅器の故障警報および安定動
作情報が制御回路５に入力され、制御回路５からは入力
切替器１ａと出力切替器１ｂに切替命令が出力される様
に接続されており、増幅器のｎ＋１冗長構成が取られて
いる。

【００２９】次に、切替動作を説明する。何れかの現用
増幅器から故障警報が制御回路５に入力すると、予備増
幅器の故障警報が入力していなければ、故障した現用増
幅器に送出していた入力信号を予備増幅器に回避する様
に入力切替器１ａが切り替えられる。

【００３０】そして、予備増幅器から安定動作情報が出
力された後、予備増幅器の出力を故障した現用増幅器の
出力に接続される様に出力切替器１ｂが切り替えられ
る。ここで、予備増幅器２０の入力信号は、各セクタの
入力信号の合成であるので、各セクタの出力には他セク
タの信号が各現用増幅器２１〜２ｎの入力側に設けられ
た入力切替器のアイソレーション分だけ減衰して現れ
る。

【００３１】一方、基地局において、スプリアス発射減
衰量は方式によってそれぞれ決められているが、自局内
の他セクタ送信信号については、アンテナの指向性から
スプリアス発射減衰量の要求値（例えば、６０ｄＢ）程
は必要ない。

【００３２】つまり、本発明の場合には自局内で運用中
の信号、例えば、周波数ｆ１〜ｆｎの信号を使用して予
備増幅器を動作させている。しかし、周波数ｆ１の信号
の占有帯域内に周波数ｆ２〜ｆｎの信号が存在している
訳ではないので、周波数ｆ２〜ｆｎの信号が周波数ｆ１
の信号に対して影響を与えることはない。即ち、周波数
ｆ１の信号のＣ／Ｎが劣化することはない。

【００３３】この様な構成にすることにより、入力切替
器及び出力切替記を高アイソレーションにする必要がな
いので、高価な高アイソレーション用切替器を使用しな
くてもよく、擬似無線信号源も必要ないので装置の小型
・低価格化に寄与するところが大きい。

【００３４】

【発明の実施の形態】図２は本発明の実施例の構成図、
図３は制御回路の動作フローチャート（コールドスタン
バイの場合）である。

【００３５】なお、全図を通じて同一符号は同一対象物
を示す。また、上記で詳細説明した部分については概略
説明し、本発明の部分について詳細説明する。ここで、
３１〜３３は方向性結合器、１１ａ〜１３ａは２対２の
入力切替器、２１〜２３は現用増幅器、２０は予備増幅
器、１１ｂ〜１３ｂは２対２の出力切替器、４０は終端
器、４１〜４３は送受共用器、６１は電力合成器であ
る。

【００３６】なお、１１ａ〜１３ａと１１ｂ〜１３ｂ
は、以下において、それぞれ入力切替器と出力切替器と
省略する。図２において、セクタ１〜セクタ３の各入力
端を、それぞれ、方向性結合器３１〜３３を介して、２
対２の入出力切替が可能な入力切替器１１ａ〜１３ａの
入力端と接続させ、入力切替器１１ａ〜１３ａの出力
端が、増幅器２１〜２３の入力端が接続されている。

【００３７】また、各増幅器の出力端が、２対２の入出
力切替が可能な出力切替器１１ｂ〜１３ｂの入力端に
接続され、出力切替器の出力端が、送受共用器４１〜
４３を介してセクタ１〜３の出力端に接続されている。

【００３８】更に、該方向性結合器３１〜３３の分岐出
力が電力合成器６１を介して、入力切替器１１ａの入力
端に接続され、入力切替器１１ａの入力端と接続さ
れている出力端は、入力切替器１２ａの入力端と接
続され、入力端と接続されている出力端は、入力切
替器１３ａの入力端に接続され、入力端と接続され
ている出力端は、予備増幅器２０の入力端と接続され
ている。

【００３９】予備増幅器２０の出力端は出力切替器１３
ｂの入力端に接続され、出力端子は出力切替器１２
ｂの入力端に接続され、出力端は出力切替器１１ｂ
の入力端に接続され、出力端は終端器４０に接続さ
れる。

【００４０】また、現用増幅器２１〜２３と予備増幅器
２０の故障警報及び安定動作情報は制御回路５に入力さ
れ、制御回路５から入力切替器１１ａ〜１３ａ、出力切
替器１１ｂ〜１３ｂに切替命令が伝達される接続になっ
ている。

【００４１】本実施例では３＋１の増幅器数であるが、
Ｎ個のセクタを持つシステムではＮ＋１の増幅器数で構
成されている。さて、図２の信号の流れを説明するが、
制御回路の構成は図５に示してある。

【００４２】現用増幅器２１〜２３が正常動作していれ
ば、制御回路５からの切替命令は、入力切替器１１ａ〜
１３ａ及び出力切替器１１ｂ〜１３ｂに送出されず、入
力切替器１１ａ〜１３ａ、出力切替器１１ｂ〜１３ｂの
状態は実線の状態となっている。

【００４３】そこで、セクタ１〜セクタ３からの各信号
は、対応する増幅器２１〜２３でそれぞれ増幅され、送
受共用器４１〜４３を介してセクタ１〜セクタ３の出力
として送出される。

【００４４】一方、予備増幅器２０には、各方向性結合
器３１〜３３で分岐された各セクタの分岐出力を、電力
合成器６１で合成した合成入力信号が印加する。そこ
で、予備増幅器２０が正常動作していれば、印加した合
成入力信号を増幅し、出力切替器１３ｂ〜１１ｂ中の入
力端，出力端を通過して終端器４０に出力してい
る。

【００４５】ここで、現用増幅器２１〜２３のうちの何
れかが故障すると、故障情報が制御回路５に送られる。
そこで、制御回路５は予備増幅器２０の故障警報が入力
していなければ、予備増幅器からの安定動作情報が入力
した後、現用増幅器２１の故障に対しては、入力切替器
１１ａと出力切替器１１ｂを、現用増幅器２２の故障に
対しては、入力切替器１２ａと出力切替器１２ｂを、現
用増幅器２３の故障に対しては、入力切替器１３ａと出
力切替器１３ｂを、実線の状態から点線の状態に切り
替えることにより、入力信号が予備増幅器２０を経由
し、障害を起こした現用増幅器の出力側から増幅された
信号が対応する送受共用器に送出される。

【００４６】また、現用増幅器が正常運用時には予備増
幅器を休止させておき、現用増幅器の故障発生時に予備
増幅器を動作させるコールドスタンバイ方式を取れば、
運用時の消費電力を予備増幅器分だけ削減できる。

【００４７】次に、図３を用いて、コールドスタンバイ
方式の信号の流れを説明する（図２、図５参照）。図３
において、現用増幅器は正常動作中であるが、予備増幅
器は電源オフの状態、即ち、コールドスタンバイの状態
にある（図３−参照）。

【００４８】ここで、例えば、現用増幅器２１に障害が
発生し、現用増幅器２１の故障警報が制御回路５のレジ
スタ５７に入力したとする（図３−参照）。ＣＰＵ５
１は、この警報が増幅器２１から送出されたことを検出
すると、予備増幅器２０への動作命令を送出する（図３
−参照）。

【００４９】この時、予備増幅器から故障警報が送出さ
れたり、安定動作情報が送出されなければ、切り替えを
行わない（図３−，，参照）。しかし、予備増幅
器２０から故障警報が送出されず、安定動作情報が送出
されれば、予備増幅器は正常動作状態にあるので、入力
切替器及び出力切替器を予備系に切り替える（図３−
参照）。

【００５０】これにより、入力信号が予備増幅器２０を
経由し、障害を起こした現用増幅器の出力側から増幅さ
れた信号が送出されることになる。

【００５１】

【発明の効果】以上、詳細に説明した様に本発明によれ
ば、予備増幅器の入力信号は各セクタの入力信号の合成
であるので、あるセクタのアンテナから送出される、他
セクタの信号の減衰量は、擬似無線信号を用いた場合の
スプリアス減衰量よりも少なくてよい。

【００５２】従って、入力切替器及び出力切替器を高ア
イソレーションにする必要がないので、高価な高アイソ
レーション切替器を使用しなくてもよく、擬似無線信号
源も必要ないので、装置の小型・低価格化に寄与すると
ころが大きい。

【００５３】また、発振器及び発振器用電源が不要とな
るので、部品点数及び電力消費量の削減が可能となる。
更に、機構部品がパッシブ部品のみであるので、信頼性
が向上する。と云う様々な効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理構成図である。

【図２】本発明の実施例の構成図である。

【図３】制御回路の動作フローチャート（コールドスタ
ンバイの場合）である。

【図４】従来例の構成図である。

【図５】制御回路の要部構成図である。

【図６】制御回路の動作フローチャート（ホットスタン
バイの場合）

【符号の説明】

１ａ入力切替器１ｂ出力切替器３₁〜３_n電力分配手段５制御回路６電力合成器７発振器１１ａ〜１３ａ２対２の入力切替器１１ｂ〜１３ｂ２対２の出力切替器２０予備増幅器２１〜２ｎ現用増幅器３₁〜３_n 電力分配手段３１〜３３方向性結合器４０終端器４１〜４ｎ送受共用器５１ＣＰＵ５２プログラムＲＯＭ５３〜５５インタフェース５６、５７レジスタ６１電力合成器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ｎ個の現用増幅器（ｎは正の整数）と予
め設定された個数の予備増幅器で構成され、ｎ系列の入
力信号を対応する現用増幅器で、それぞれ増幅して出力
する共通増幅部と、該共通増幅部の入力側及び出力側
に、それぞれ設けた入力切替器及び出力切替器と、該現用増幅器と予備増幅器の動作状態を監視中、現用増
幅器に障害が発生したことを検出した時、該障害現用増幅器に入力している信号が、正常動作中の
予備増幅器に加えられ、予備増幅器の出力信号が障害現
用増幅器の出力側から送出される様に入力切替器及び出
力切替器の動作を制御する制御回路とを有する共通増幅
装置において、該予備増幅器の動作状態監視を、ｎ系列の入力信号を分
岐して合成した、合成入力信号を用いて行う構成にした
ことを特徴とする共通増幅装置。
【請求項２】上記合成入力信号を、上記ｎ系列の入力信号から各系列の分岐信号を取り出す
ｎ個の電力分配手段と、取り出した各系列の分岐信号を
合成して合成入力信号を生成する電力合成生成手段とを
用いて生成する構成にしたことを特徴とする請求項１の
共通増幅装置。