JPH11331054A - 無線中継装置 - Google Patents

無線中継装置

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JPH11331054A
JPH11331054A JP14828298A JP14828298A JPH11331054A JP H11331054 A JPH11331054 A JP H11331054A JP 14828298 A JP14828298 A JP 14828298A JP 14828298 A JP14828298 A JP 14828298A JP H11331054 A JPH11331054 A JP H11331054A
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Yoichi Okubo
陽一 大久保
Masaki Sudo
雅樹 須藤
Noriyuki Kagaya
範行 加賀屋
Takashi Uchida
貴 内田
Kazuhiro Fujisawa
和弘 藤沢
Kazuto Ito
和人 伊藤
Yutaka Fukuya
裕 福家
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Abstract

(57)【要約】 【課題】1つの基地局1の無線ゾーン2内に設置される
無線中継装置の数が多くなったとき、無線ゾーン2内の
設置位置によってシステムの回線品質や回線レベルに及
ぼす悪影響を回避する。 【解決手段】下り増幅系の増幅器17の前段に第1の可
変減衰器15を設けて歪の増加を回避し、上り増幅系の
増幅器18の後段に第2の可変減衰器16を設けて出力
雑音レベルの増加を回避する。下り信号モニタ器19に
よって受信レベルを抽出し、受信電界検出器20で基地
局1との距離と伝搬損失を算出して第1,第2の可変減
衰器15,16の減衰量を制御器21で制御するように
構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車無線などの
移動通信システムにおける不感地対策用無線中継装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】自動車電話システムでは、無線を使うた
め、必然的にトンネルや地下街等に電波の届かない不感
地が存在する。そして、この不感地でも自動車電話サー
ビスができるように、現在、無線中継装置の設置が大幅
に増加している。現在までは、無線中継装置の設置数量
が少ないが、今後、増加するにしたがって以下のような
問題が発生する。
【0003】図3は本発明を適用しようとする無線中継
装置の配置例を示す。図において、1は基地局(B
S)、2は基地局1の無線ゾーン、斜線で示した3,3
−1〜3−nは不感地、4,4−1〜4−nは各不感地
に設置される無線中継装置である。
【0004】不感地3の中の移動機からの電波を無線中
継装置4で受け、増幅して無線中継装置4のアンテナか
ら基地局1へ送出する。基地局1では、基地局用アンテ
ナで受信し、復調し、信号の送受が行なわれる。
【0005】例として、無線中継装置4と基地局1が相
互通信するときの無線中継装置4から基地局1への上り
回線の条件について説明する。無線中継装置4のゲイン
(利得)をG、雑音指数をFとし、基地局1の受信信号
レベルをC、雑音をNとし、基地局1と無線中継装置4
間の伝搬損失をLとする。
【0006】図4は各信号のレベルの説明図である。図
4(A)は基地局1の受信レベルCを示す。無線中継装
置4からの上り信号は伝搬損失Lだけ低下して基地局1
に受信信号レベルCで到達する。基地局1での雑音N
は、次式のように、熱雑音N0とその他の雑音Nx の和
である。
【数1】N=N0 +Nx
【0007】基地局1では、受信レベルCと雑音Nの比
(差)がある値x以上の時、次式で示すように通信が可
能であるとする。
【数2】C−N≧x
【0008】今、通信が可能となっている時、又その他
の雑音が無線中継装置4からの雑音とすると、基地局1
での受信信号レベルCの中の雑音Nは次式で示される。
【数3】N=N0 +Nx1 但し、Nx1は無線中継装置4が1台の時の無線中継装置
4のノイズ。すなわち、通信可能な条件、C−N=x1
≧xを満足している。
【0009】図4(B),(C)は無線中継装置4が2
台及び複数台(m)のときの受信レベルである。このよ
うに、同一伝搬損失Lである無線中継装置が他にある
と、無線中継装置の雑音が基地局に相加される。すなわ
ち、無線中継装置の数が増加していくと、次式のよう
に、基地局の受信雑音(N)が増加していくことにな
る。
【数4】N=N0 +Nx1+Nx2+……+Nxm
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、無線中
継装置の数が増加しても、C−N=xm ≧xであれば通
信は可能であるが、無線中継装置4が基地局1に近い所
に設置されると、基地局1は大きな雑音を受信すること
になる。無線中継装置は、伝搬損失Lである無線ゾーン
2の周辺部に設置されても使用可能なように考えてい
る。しかし、無線中継装置が基地局1から無線ゾーン2
の半径の1/10の距離に設置されると、伝搬損失は、
3〜4乗則なので、30〜40dB低減する。
【0011】すなわち、1台の無線中継装置が無線ゾー
ン2の半径の1/10の距離の所に設置されるだけで3
0〜40dBの雑音増加となり、これはゾーン周辺の無
線中継装置の数の1,000〜10,000台に相当す
ることになる。さらに、1/100の距離であれば、6
0〜80dBの伝搬損失低下となり、ゾーン周辺の無線
中継装置の数として1,000,000台〜100,0
00,000台に相当する。
【0012】このような雑音の増加に打ちかつため、周
辺の無線中継装置の出力を上げる工夫も考えられるが、
周辺で使用する移動機の出力には上限があるので、出力
が弱くて移動機が使用できないという問題があり、無線
ゾーンが実効的に縮まるという欠点がある。
【0013】従来の問題点を詳細に説明したように、本
発明の目的は、無線中継装置の設置数が多くなったと
き、無線中継装置の設置場所の如何にかかわらず、自動
車電話システムの回線品質や回線レベルに影響を与えな
い無線中継装置を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明の無線中継装置
は、移動通信システムにおける不感地に配置され、基地
局からの下り回線電波を下り中継増幅器で増幅して前記
不感地内の移動局に対して放射する下り増幅系と、該不
感地内の移動局からの上り回線電波を上り中継増幅器で
増幅して前記基地局に対して放射する上り増幅系とを備
えた無線中継装置において、前記下り増幅系の前記下り
中継増幅器の前段に挿入接続された第1の可変減衰器
と、前記上り増幅系の前記上り中継増幅器の後段に挿入
接続された第2の可変減衰器とを備え、前記配置される
前記基地局との距離に応じて増幅度を調整するように構
成されたことを特徴とするものである。さらに、前記下
り増幅系に、前記基地局から常時又は断続的に送られて
くる下りチャネルの受信電界を測定して基地局からの伝
搬損失を求める受信電界検出手段と、該受信電界検出手
段によって求められた前記伝搬損失に応じて前記第1お
よび第1の可変減衰器の減衰量を設定する制御手段とを
設けたことを特徴とし、前記受信電界検出手段は、前記
基地局から送られてくる下りチャネル信号を一括して検
知し、その最大値より1チャネル当たりの受信電界を測
定して基地局からの伝搬損失を求めるように構成された
ことを特徴とするものである。
【0015】
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施例を示すブロ
ック図である。図において、1は基地局(BS)、5は
移動局(MS)、11は基地局向アンテナ、12は移動
局向アンテナ、13は基地局向用共用器、14は移動局
向用共用器、15は下り信号可変減衰器、16は上り信
号可変減衰器、17は下り信号増幅器、18は上り信号
増幅器、19は下り信号モニタ器、20は受信電界検出
器、21は制御部である。
【0016】基地局1から送出された下り回線無線電波
は、無線中継装置4の基地局向アンテナ11で受信し、
共用器13を通り、可変減衰器15で信号の減衰を受
け、モニタ器19で受信したレベルに比例した信号に2
分配され、一方は受信電界検出器20に入力し、他方は
下り増幅器19に入力して、微小信号を増幅し、移動局
向共用器14を通り、アンテナ12から不感地に放射す
る。
【0017】不感地の移動機5から送出された上り回線
電波は、アンテナ12で受信し、共用器14を通り、増
幅器18で増幅され、可変減衰器16で減衰し、基地局
共用器13を通り、アンテナ11より基地局1に対して
放射される。
【0018】下り可変減衰器15の役目は、増幅器17
の入力側に接続されているが、基地局1と無線中継装置
の距離が近くなって伝搬損失が減った時、当初予定の伝
搬損失まで増加させるためである。この時、下り増幅器
17の出力は変わらない。もし、減衰器15を出力側に
入れると、入力が大となったとき、増幅器17の歪が増
加するので好ましくない。
【0019】一方、上り系については増幅器18の出力
側に可変減衰器16挿入接続されているが、これは基地
局1との距離が近くなって伝搬損失が低下すれば、その
分出力レベルを減らしてもよいからである。当然、雑音
は低減する。
【0020】一般に、ブースタ(無線中継装置)を設置
する時、回線設計に応じてブースタのゲイン等を設定す
るが、可変減衰器の設定がわずらわしいこと、又、上り
系の可変減衰器16の接続位置には関係ないことから問
題もある。例えば、増幅器の入力側に可変減衰器を入れ
ると、出力側に入れた時と比較して、信号レベルは変わ
らないが、雑音が増加する。即ち、次式によって説明さ
れる。 出力レベル=中継増幅器利得−減衰量 雑音レベル(減衰器をAMPの入力側に入れた時)=
中継増幅器利得+増幅器の入力換算熱雑音 雑音レベル(減衰器をAMPの出力側に入れた時)=
中継増幅器利得−減衰量+増幅器の入力換算熱雑音 故に、雑音レベル>雑音レベルとなる。
【0021】図1に示した本発明の実施例の動作につい
て説明する。モニタ器19によって受信レベルに比例し
た電界を検出し、受信電界検出器20で受信レベルを測
定し、制御部21に測定結果を通知し、基地局1からの
距離を判定し、無線中継装置の利得が最適値になるよう
に制御部21から可変減衰器15,16へ制御信号を送
出する。可変減衰器15と16の減衰量は通常は等しく
する。モニタ19の接続位置は、下り本線上にあればよ
く、受信レベル測定アルゴリズムが変わるだけで本質的
には同じである。
【0022】入力の電界を測定するには以下の方法によ
る。 (1)第1の方法:通常の自動車電話システムでは、止
り木チャネルといわれる在圏セル検索用等の常時、送信
が継続されている下りチャネルがあるので、そのチャネ
ルの受信電界を専用受信機で測定すれば伝搬損失が判明
する。
【0023】上記の第1の方法は受信電界測定は正確で
あるが、個別チャネル用(専用)受信機を使用するため
装置の価格が高くなる。そのため、安価な方法として次
の第2の方法を以下に示す。 (2)第2の方法:下りチャネルは、通常、チャネル数
の上限値が決まっている。又、時間的に使用されないチ
ャネルもあるので、一括して検出すれば、その最大値
が、全チャネル受信した時である。従って、ある一定時
間測定して最大値を得たとき、下りチャネル相当分を割
り出せば、1チャネル当たりの受信入力値が測定でき
る。
【0024】図2は本発明の実施例の一部である上り増
幅系の他の構成例図である。中継増幅装置が高出力用の
場合等、可変減衰器35を切替方式で行う場合を示す。
図の34,36は切替器であり、n個の固定減衰器35
−1〜35−nを切替える。
【0025】可変減衰器32はアナログ又はディジタル
制御のどちらでもよい。この可変減衰器32の目的は、
出力の雑音レベルを増加させない(入力換算雑音は同
じ)ような位置に実装している。雑音を増加させず、更
に出力歪も抑える可変減衰器の位置と減衰量は、個々の
無線中継装置の性能によって異なるが、通常、この位置
に挿入することにより、10〜15dBの可変量が得ら
れる。
【0026】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明を
実施することにより、無線中継装置を設置する場所がゾ
ーン内のどんな場所であっても最適なゲインを設定し、
かつ、雑音を増加させないため、数多くの無線中継装置
をシステム妨害なしに設置できるという極めて実用的な
効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示すブロック図である。
【図2】本発明の実施例の一部を示すブロック図であ
る。
【図3】本発明を適用しようとするシステム配置図であ
る。
【図4】各信号のレベル説明図である。
【符号の説明】
1 基地局 2 無線ゾーン 3,3−1〜3−n 不感地 4,4−1〜4−n 無線中継装置 5 移動機 11,12 アンテナ 13,14 共用器 15,16,32,35 可変減衰器 17,18 増幅器 19 下り信号モニタ器 20 受信電界検出器 21 制御部 31,33 増幅器 35−1,35−n 固定減衰器 34,36 切替器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加賀屋 範行 東京都中野区東中野三丁目14番20号 国際 電気株式会社内 (72)発明者 内田 貴 東京都中野区東中野三丁目14番20号 国際 電気株式会社内 (72)発明者 藤沢 和弘 東京都中野区東中野三丁目14番20号 国際 電気株式会社内 (72)発明者 伊藤 和人 東京都港区虎ノ門二丁目10番1号 エヌ・ ティ・ティ移動通信網株式会社内 (72)発明者 福家 裕 東京都港区虎ノ門二丁目10番1号 エヌ・ ティ・ティ移動通信網株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 移動通信システムにおける不感地に配置
    され、基地局からの下り回線電波を下り中継増幅器で増
    幅して前記不感地内の移動局に対して放射する下り増幅
    系と、該不感地内の移動局からの上り回線電波を上り中
    継増幅器で増幅して前記基地局に対して放射する上り増
    幅系とを備えた無線中継装置において、 前記下り増幅系の前記下り中継増幅器の前段に挿入接続
    された第1の可変減衰器と、前記上り増幅系の前記上り
    中継増幅器の後段に挿入接続された第2の可変減衰器と
    を備え、前記配置される前記基地局との距離に応じて増
    幅度を調整するように構成されたことを特徴とする無線
    中継装置。
  2. 【請求項2】 前記下り増幅系に、前記基地局から常時
    又は断続的に送られてくる下りチャネルの受信電界を測
    定して基地局からの伝搬損失を求める受信電界検出手段
    と、該受信電界検出手段によって求められた前記伝搬損
    失に応じて前記第1および第1の可変減衰器の減衰量を
    設定する制御手段とを設けたことを特徴とする請求項1
    記載の無線中継装置。
  3. 【請求項3】 前記受信電界検出手段は、前記基地局か
    ら送られてくる下りチャネル信号を一括して検知し、そ
    の最大値より1チャネル当たりの受信電界を測定して基
    地局からの伝搬損失を求めるように構成されたことを特
    徴とする請求項2記載の無線中継装置。
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