JPH11513229A - バックアップ・スイッチングをもったデュアル送信機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 マルチチャネルシステムにおける信頼性の高い信号伝送は、欠陥動作を行う、あるいは動作しなくなった送信機からの信号入力を、他のチャネルの送信を行い続ける他の送信機に転送することにより達成される。少なくとも２つの送信機は正常動作し、それぞれの送信機は自身のチャネルブロックを送信する。センサは、ある送信機の出力が不適当、あるいは出力が出ないことを検出し、切換スイッチを動作させる。スイッチの動作は、ある送信機からのチャネルブロックを他の（１つ以上の）送信機に加える。この結果、残りの送信機は、全チャネルを供給する。

Description

【発明の詳細な説明】 バックアップ・スイッチングをもったデュアル送信機 発明の分野 本発明は、複数チャネル動作のための送信機に関し、特に、バックアップ送信 機への切り換えが望ましい構成に関する。 背景技術 直接的な収入の減少や、応募者やリスナーのロイヤルティの減少を防ぐために 、大抵の商業用ラジオやテレビ受信機は、通常用いられる受信機の一部が壊れて も放送を継続して行えるように、何らかの予備手段を有する。送信機や変調器を それぞれ２台分ずつ設ける場合もある。しかしながら、このようにすると、コス トが大変高くなる。このため、主送信機の電力の半分以下の電力をもったバック アップ送信機を設けるのが一般的である。アンテナの接続や、低レベルな入力信 号も、一方の送信機から他方に切り換える必要がある。また、バックアップ送信 機は、安定した動作を行うには、かなりのウォームアップ時間を必要としうる。 これらの要因により、自動切り換えは困難であり、不所望にサービスが長時間妨 害される。 本発明によれば、マルチチャネルの送信部は少なくとも２つの送信機を有する 。そのそれぞれは、通常動作時には、ケーブルや、導波管や、アンテナのような 通信装置に、全バンド幅の大体半分のバンド幅の信号ブロックを送信する。また 、チャネルが同様に構成されるときには、各送信機は、チャネルの半分の量を伝 送する。送信機の１つが故障した場合には、送信していた信号ブロックやチャネ ルの信号は他の送信機に供給され、その後、全チャネルに送信される。ばらつき の 増大を抑制することは、可能ではなく、実用的でもないかもしれないが、チャネ ル当たりの送信電力はほとんど変化しないのが望ましい。一方、チャネル当たり の電力レベルは減らしうる。 通常動作時には、チャネル中のあるブロックは、バンドの下側半分を占有し、 他のブロックは上側半分を占有する。変形例として、チャネルがインターリーブ されている２つのブロックを用いる構成があり、各ブロックは、同一のバンドの ほぼ全体に広がる。 アンテナの接続には、高基準の切り換えは要しないので、本発明による構成は 比較的自動化しやすく、ウォームアップ時間が失われない。 通常動作時には、各送信機はその最大出力電力以下で動作する。これは、例え ば、動作寿命を向上させ、ばらつきを減らすためである。通常は、バックアップ モード時には、チャネル当たり同じ電力レベルで送信するのが実用的であり、こ れにより、サービスエリア範囲は減少しなくなる。これは、特に、適応性のある 電力制御がサービスエリア全体での信号伝搬の時間変化を蓄積するために送信電 力を変えるのに用いられるときに利用価値がある。この送信機は、通常は、飽和 のかなり下の領域で動作することが期待される。 サービスエリア内での信号減衰が１年を通じて大きく変動する状況においては 、コストを考慮に入れて動作する送信機は、最低限の送信機電力が残されている ときに、送信機をオフするかスタンドバイモードに設定でき、全チャネルを他の 送信機に送信するためのスイッチを利用できるようなシステムを動作させるのを 望ましくする。さらに、このモードを実用的にするための重要な要素は、オフし ている送信機をオンしてウォームアップして安定化するのに要する時間であり、 これにより、サービスの高信頼性が維持される。 好ましい実施形態においては、送信部は、10〜12GHzより高い、例えば27.5〜2 8.5GHzの１GHzの周波数で、複数のテレビやテレビ同様の広帯域チャネルを取り 扱う。ブロックあたり120ワットの出力電力を有する、各ブロック25FMチャネル の伝搬波チューブは、半径３マイルの全方向をカバーするのに十分な電力を供給 する。通常動作時には、低周波数チューブは、27.5〜28.0GHzで１〜25チャネル を送信し、高周波数チューブは、28.0〜28.5GHzで26〜50チャネルを送信する。 他の実施形態において、各送信機は、１つ以上のアンテナ部品に接続された複 数の固体増幅素子や固体混合／増幅素子を有する。このような各素子がある小周 波数ブロックに対して電力を与える場合、あるいは送信される多くのチャネルの 各チャネルに電力を与える場合には、スタンドバイ動作時には、各素子は２つの このようなブロックやチャネルに対して送信を行う。 複雑さを加える点を犠牲にすれば、本発明は、周波数スペクトラムの各部分を 処理する２つ以上の増幅器を有するのが望ましい状況においても適用できる。１ つの増幅器が故障したり性能が劣化した場合には、その周波数領域は他の増幅器 を流用するか、その周波数領域全体が他の増幅器により送信されるブロックに付 加される。 図面の簡単な説明 図１は、本発明によるセルラー送信機の概略図である。 図２は、本発明により使用されるスイッチング部の概略図である。 発明を実施するための最良の形態 図１に概略的に図示されたシステムは、２つの信号源10，11を有する。これら 信号源はそれぞれ、変調器20，21で変調されて結合された後、信号ブロック22， 23に供給される。各信号ブロックは、異なった種類のチャネルと、変調特性と、 個々のバンド幅を有する。あるいは、各信号ブロックは、単一の広帯域チャネル でもよい。１つ以上の信号源10，11を含んでいる必要がある。実際には、結合ブ ロック22，23は、１つの非常に広帯域のプログラム素材で代表される。送受信機 技術の制限のために、あるいは他の理由により、２つの部分に分けて各送信機に 送信するのが望ましい。 信号ブロック22，23は、主カップラ30とスタンドバイ・カップラ31の各入力部 分である。これらカップラは、通常は同じように構成され、周波数変換器のよう な単一の信号結合装置やアクティブ装置でありうる。各カップラは２つの出力を 有し、そのうちの一方はブロック22に対応する信号を含み、他方はブロック23に 対応する信号を含む。４つの出力はスイッチ40に入力され、このスイッチ40は通 常、自動的に電気的に制御される。スイッチ40は２つの出力を有し、一方は送信 機50に信号を供給し、他方は送信機51に信号を供給する。送信機50は、アンテナ 52に供給される出力を有し、送信機51は、アンテナ53に供給される出力を有する 。もちろん、技術的に可能なこととして、一方の送信機の故障によって、アンテ ナやそのフィードとのカップリングのために他方の送信機をロードしない限り、 両送信機の出力は１つのアンテナに供給される。 制御器60は、送信機50，51のいずれか一方の出力の損失を検出するために接続 される。その検出は、それぞれアンテナ52，53から送信されるものとして図示さ れている。ところが、送信機の出力損失は、送信機やフィード部内の他の箇所、 あるいはアンテナから遠く離れた場所で検出できることは明らかである。制御器 ６０は、スイッチ40の動作を行うために接続された出力を有する。 通常の動作では、スイッチ40は、ブロック22に対応した主カップラ30からの出 力信号が送信機50に入力されるようにセットされる。ブロック23に対応する主カ ップラ30からの出力信号は送信機51に入力される。送信機の１つからの出力が減 衰した場合（あるいは、１つの送信機のみからの出力に影響する他の故障が起こ った場合）には、スイッチ40は、スタンドバイ・カップラ31からの信号を出力が 正常な送信機に結合するようにセットされる。 本発明の他の特徴として、制御器60は、適応性のある電力制御回路に接続され うる。これにより、適応性のある電力制御回路は、制御器６０に出力損失信号を 供給する。あるいは、スタンドバイ・モードに自動的に切り替えることにより、 チャネルあたりの出力電力の変化に影響を及ぼすべく送信電力制御を使用するこ とができる。適応性のある電力制御回路は、送信サービスエリア内の異なる位置 に設けられる１つ以上のセンサ70を有する。これらセンサは、ワイヤ（例えば、 電話線や、ローカルな電力線上の搬送波電流のような遠隔測定信号）や、ラジオ や、送信機サイトでのユニット72への他のリンクにより送信を行う。ユニットは 、電力制御信号を供給する制御部74と、センサまたはセンサ群からラジオや他の リンク信号を受信する受信部76とを有する。電力レベル制御は、送信機50，51で 行われるものとして図示されている。しかしながら、装置と変調器や周波数変換 器の選択に応じて、カップラ30，31や変調器20，21の回路に影響を及ぼすことに より送信パワーレベルを制御することが望ましい。 センサ70は、１つ以上の予め定められた固定位置に設けられうる。顧客指向の 装置のように、通常のサービス受信機の一部あるいは全部のいずれか一方が、双 方向の動作のために設けられる。この場合、これらサービス受信サイトの受信部 は、個々のサイトで受信される信号強度に関連した報告信号を供給すべく周期的 に呼びかけられる。信号伝搬が雨により著しく影響される場所では、このような システムは、少し激しい雨の効果を明らかにする高い可能性を提供する。 図２に示されたスイッチング部は、それぞれ20MHzの名目上のバンド幅を有す る多くのFMテレビチャネルの伝送に特に適用される。もちろん、１つ以上のチャ ネルは、より広い、あるいは、より狭いバンド幅をもっていてもよい。また、可 変ビットやバーストレートで、デジタル信号や他の信号を伝送してもよい。チャ ネル数やチャネル間隔が２つのブロックで同じである必要はない。 周波数に鋭敏な変調器ブロック120，121は、120aのような個々の変調器を有す る。そして、ベースバンド信号か、ISDNやT-1やE-1信号のような高周波信号であ る入力信号（不図示）を要求する。変調器ブロック120，121の出力は、50〜550M Hz間の信号ブロック122，123である。この結果、総計１GHzのチャネル間隔が、 １GHz以上で動作する変調器の必要性なしに設けられる。これら各ブロックは、 主Ｌバンドのアップコンバータ130と予備Ｌバンドのアップコンバータ131に入力 される。 この実施形態では、２つのアップコンバータの構成は同じである。これらは、 ２つの信号ブロック132，134と133，135への各出力を有する。ブロック132，133 は、2.1GHzと2.6GHzの間の信号を有し、ブロック134，135は、2.6GHzと3.1GHzの 間の信号を有する。ブロック133，135は、2.1GHzと3.1GHzの間のブロックを形成 するためにカップラ137で結合され、シングルポールでダブルスロー同軸スイッ チ147の共通電極に供給される。このスイッチは、電気的に制御されたスイッチ1 40の３つの独立部の一部である。通常動作では、共通コンタクトが送信機150の ミキサー154に接続される、通常は閉じられたコンタクトセットに対して、スイ ッチ部142は送信機150の入力にブロック132を接続する。同様に、通常は閉じら れたコンタクトセットスイッチ部144に対して、スイッチ部144は送信機151にブ ロック134を接続する。 送信機151の出力が不適切、あるいは出力が出ないことが検出された場合には 、スイッチ142は、ミキサー154への入力を、通常はオープン状態であるコンタク トに接続する動作を行い、このコンタクトは次に、スイッチ147の通常は閉じら れたコンタクトに接続される。これにより、信号形成ブロック133，135をミキサ ー154に供給する。同時に、スイッチ144が動作される。スイッチ144の通常オー プンであるコンタクトは、スイッチ147の通常オープンであるコンタクトに接続 され、この結果、送信機151への入力が妨げられる。 送信機151の出力が不適切、あるいは出力が出ないことが検出された場合には 、 スイッチ144は、送信機151への入力を、通常はオープン状態であるコンタクトに 接続する動作を行い、このコンタクトは次に、、スイッチ147の通常はオープン 状態であるコンタクトに接続される。同時に、スイッチ147は、カップラ137から の信号を通常はオープン状態であるコンタクトに接続する動作を行い、これによ り、ブロック133，135を形成する信号を送信機151に供給する。同時に、スイッ チ142は、通常はオープン状態であるコンタクトに設定され、このコンタクトは 、通常はスイッチ147の閉じられたコンタクトに接続される。この結果、送信機1 50への入力は妨げられる。 本実施形態では、送信機150は、ミキサー154に接続された発振器155を有し、 この発振器は、L-バンドのIF信号を27.5〜28.5GHz帯域の信号にアップコンバー トする。その後、28GHz帯域の信号は、アンテナ152に接続された伝搬波チューブ 増幅器158で増幅される。 本発明は、送信機のばらつき抑制技術を備えていてもいなくても、利用可能で ある。このような技術は、例えば、フィードフォワードやプリ・ディストーショ ンを有する。 好ましい実施形態として、１GHzの連続帯域での伝送に最適であることに注目 すべきである。もし、サービスに割り当てられる周波数が１つの連続した帯域で ないならば、異なるバリエーションが考えられるかもしれない。例えば、伝送が 、27.5〜28.35GHzと、29.1〜29.25GHzと、また31〜31.3GHzで行われるならば、 装置の実質的な制限は、注意深い最適化を要する。例えば、30GHz以下の２つの 周波数帯域のみが利用されるならば、IFバンドを総計1.75GHzに広げ、信号のな い部分を残すのが望ましい。これは、１つのアップコンバーションのみが要求さ れ、IF用に要求されるパスバンドを大幅に広げるという利点を有する。変調器は 、28.35GHz以下のチャネルとその周波数以上のチャネルとの間の十分な空きバン ドを提供するためにセットされ、その結果、送信機の先鋭なカットオフ周波数は 、１ つのアップコンバータ（ミキサーや発振器）への下位ブロックと他のアップコン バータへの上位ブロックを給電することができる。この後者の技術は、30GHzを 越える帯域でも利用されるときに、より望ましくなる。 本明細書を読むことにより、従来の技術を利用して、本発明の種々の変形例を 実現することができる。例えば、上述した分裂バンドは、３つの異なる分離され た周波数ブロックで利用され、２つ以上の送信部を使用した場合に最適となる。 そして、コストの追加により、あるいは、送信部の中から選択されたものは、通 常の伝送用バンドとは分離された周波数帯域のバックアップモードで動作すると き、フィルタか、あるいは他の回路が許容する伝送を有する。異なるバンドやチ ャネルは、異なるバンド幅を有するだけでなく、著しく異なる信号タイプを有す るか、異なるように変調されることは明らかである。複雑さの点では望ましくな いが、追加ブロックが異なる極性をもって送信を行うバックアップ動作も可能で ある。したがって、本発明の範囲は、添付されたクレームのみによって判断され るべきである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＵ，ＢＲ ，ＣＡ，ＣＮ，ＨＵ，ＩＬ，ＪＰ，ＫＲ，ＮＺ，ＴＲ， ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． マルチチャネル動作を行う送信機は、 入力端子と出力端子をそれぞれ有する少なくとも２つの送信機と、 それぞれの出力端子を少なくとも１つの通信部に接続する手段と、 少なくとも第１のチャネルに対応して、第１の入力信号を前記送信機の第１の 入力端子に供給する手段と、 少なくとも第２のチャネルに対応して、第２の入力信号を前記送信機の第２の 入力端子に供給する手段と、 前記送信機のいずれか１つの出力信号の損失を検出する手段と、 前記送信機のいずれか１つの出力信号の損失の検出に応じて、両入力信号を前 記送信機の他方の入力端子に供給し、これにより、前記送信機の他方が前記第１ および第２のチャネルを伝送するようにする手段と、を有する。 ２． クレーム１に記載された送信機において、 少なくとも１つの通信部は、１対のアンテナであり、各アンテナは、それぞれ 送信機の出力を伝送することを特徴とする。 ３． クレーム２に記載された送信機において、 前記アンテナのそれぞれは全方向性のアンテナであることを特徴とする。 ４． クレーム１に記載された送信機において、 前記送信機のそれぞれは、周波数変換ユニットとRF出力ユニットとを有する。 ５． クレーム４に記載された送信機において、 前記周波数変換ユニットはアップコンバータであり、前記RF出力ユニットは出 力増幅器を有する。 ６． クレーム４に記載された送信機において、 前記RFユニットはそれぞれ伝搬波チューブを有し、前記通信部はマイクロ波ア ンテナであり、前記接続する手段は導波管を有する。 ７． クレーム１に記載された送信機において、 前記送信機のそれぞれは、前記入力信号の双方を伝送する際、前記入力信号の いずれか一方のみを伝送するのと実質的に同じ電力で伝送する。 ８． クレーム１に記載された送信機において、 設けられた前記手段のそれぞれは、複数の信号のそれぞれを個別の周波数で出 力するソースと、前記複数の信号のそれぞれを個別のラジオ周波数帯域に結合す る手段とを有し、 ともに与えられた２つの手段は、２つの出力端子をもった主アップコンバータ を有し、 両出力信号をもった手段は、予備のアップコンバータとスイッチング装置を有 し、 前記検出する手段は、制御信号を前記スイッチング装置に供給するスイッチ制 御部を有する。 ９． クレーム８に記載された送信機において、 スタンドバイ動作時には、前記接続する手段は、共通端子にそれぞれ予備のア ップコンバータを接続し、通常動作時には、前記接続する手段は、前記主アップ コンバータをそれぞれ２つのブロック送信機に接続する手段を有する。 １０． マルチチャネル動作の送信機は、以下のものを有する。 入力端子と出力端子をそれぞれ有する複数の送信機と、 それぞれの出力端子を少なくとも１つの通信部に接続する手段と、 少なくとも第１のチャネルに対応して、第１の入力信号を前記送信機の第１の 入力端子に供給する手段と、 少なくとも第２のチャネルに対応して、第２の入力信号を前記送信機の第２の 入力端子に供給する手段と、 前記送信機のいずれか１つの出力信号の損失を検出する手段と、 前記第１の送信機以外の送信機の１つから出力された信号の損失検出に応じて 、通常前記送信機の１つの入力端子に供給される入力信号の少なくとも一部を前 記第１の送信機に供給し、これにより、前記第１の送信機は、前記第１の信号に 応じた信号と前記部分に対応した信号とを伝送するようにする手段と、を有する 。 １１． クレーム１０に記載された送信機において、 前記入力信号のすべてを含む前記部分が通常、前記送信機の１つの入力端子に 供給される。