(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局から送信された信号を漏洩同軸ケーブルで多段接続した中継器にて中継すると共に前記基地局と移動機との間で通信を行う無線通信システムにおいて、
前記中継器は、基地局側の漏洩同軸ケーブルから入力された信号の周波数を第１の周波数から第２の周波数に変換し、第２の周波数に変換された信号を前記基地局側の漏洩同軸ケーブルに出力する機能を有し、
前記基地局側の漏洩同軸ケーブルは、基地局から送信された信号を前記第１の周波数と第２の周波数で送信することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記移動機は、受信した信号をベースバンド信号に変換する受信機能を有する請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
基地局と移動機との間で通信を行うために前記基地局から直列に接続される複数の漏洩同軸ケーブル間に配置されて信号の中継を行う中継器であって、
基地局側の漏洩同軸ケーブルに接続され、基地局側の漏洩同軸ケーブルから入力された信号と基地局側の漏洩同軸ケーブルに出力する信号とを電気的に分離する第１の送受切替器と、
前記第１の送受切替器に接続された第１の増幅器と、
前記増幅器に接続され、入力された信号の周波数を異なる周波数に変換して出力する周波数変換回路と、
前記周波数変換回路に接続された第２の増幅器と、
前記第２の増幅器に接続され、入力された信号を前記第１の送受切替器への経路を含む複数の経路に分配して出力する電力分配器と、
を有し、
基地局側の漏洩同軸ケーブルから入力された信号の周波数を異なる周波数に変換し、周波数が変換された信号を基地局側の漏洩同軸ケーブルに出力することを特徴とする中継器。
【請求項４】
前記電力分配器の出力ポートの一つに接続され、後段の中継器側の漏洩同軸ケーブルから入力された信号と後段の中継器側の漏洩同軸ケーブルに出力する信号とを電気的に分離する第２の送受切替器と、
前記電力分配器の出力ポートの他の一つに接続され、複数の経路からの信号を合成する電力合成器と、
前記電力合成器に接続され、入力された信号を増幅して前記第１の送受切替器に出力する第３の増幅器と、
を有する請求項３記載の中継器。
【請求項５】
前記第２の送受切替器と前記電力合成器の入力ポートの一つとが接続され、
前記移動機から送信され入力された信号を前記第２の送受切替器で分離し、前記電力合成器と前記第３の増幅器と前記第１の送受切替器とを介して、周波数を変換することなく基地局側の漏洩同軸ケーブルに出力する請求項４記載の中継器。
【請求項６】
基地局と移動機との間で通信を行うために前記基地局から直列に接続される複数の漏洩同軸ケーブル間に配置されて信号の中継を行う中継器であって、
基地局側の漏洩同軸ケーブルに接続された第１のサーキュレータと、
前記第１のサーキュレータに接続された第１の増幅器と、
前記第１の増幅器に接続され、入力された信号を複数の経路に分配して出力する第１の電力分配器と、
前記第１の電力分配器の出力ポートの一つに接続され、入力された信号の周波数を異なる周波数に変換して出力する第１の周波数変換回路と、
前記第１の周波数変換回路に接続された第２の増幅器と、
前記第２の増幅器に接続され、入力された信号を複数の経路に分配して出力する第２の電力分配器と、
前記第２の電力分配器の出力ポートの一つに接続された第２のサーキュレータと、
前記第２のサーキュレータ及び前記第１の電力分配器の出力ポートの他の一つに接続され、複数の経路からの信号を合成する第１の電力合成器と、
前記第１の電力合成器に接続され、入力された信号の周波数を異なる周波数に変換して出力する第２の周波数変換回路と、
前記第２の周波数変換回路及び前記第２の電力分配器の出力ポートの他の一つに接続され、複数の経路からの信号を合成する第２の電力合成器と、
前記第２の電力合成器に入力ポートが接続されると共に前記第１のサーキュレータに出力ポートが接続された第３の増幅器と、
を有し、
基地局側の漏洩同軸ケーブルから入力された信号の周波数を異なる周波数に変換し、周波数が変換された信号を基地局側の漏洩同軸ケーブルに出力することを特徴とする中継器。
【請求項７】
前記第２のサーキュレータと前記第１の電力合成器との間に接続された第４の増幅器を有する請求項６記載の中継器。
【請求項８】
前記第１のサーキュレータは、基地局側の漏洩同軸ケーブルから入力された信号を前記第１の増幅器に出力すると共に前記第３の増幅器から入力された信号を基地局側の漏洩同軸ケーブルに出力し、
前記第２のサーキュレータは、前記第２の電力分配器から入力された信号を後段の中継器側の漏洩同軸ケーブルへ出力すると共に後段の中継器側の漏洩同軸ケーブルから入力された信号を前記第４の増幅器に出力する請求項７記載の中継器。
【請求項９】
前記漏洩同軸ケーブルから入力された移動機から基地局への信号の周波数を異なる周波数に変換して出力する共に、基地局から移動機への信号の周波数を異なる周波数に変換して出力する請求項８記載の中継器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基地局から送信された信号を漏洩同軸ケーブル（Ｌｅａｋｙ  Ｃｏａｘｉａｌ  Ｃａｂｌｅ；ＬＣＸ）で多段接続した中継器にて中継すると共に移動機と通信を行う無線通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
列車無線、地下鉄構内でのＰＨＳ基地局などでは、同軸ケーブルの外部導体に電波を漏らすスリットを設けてなる漏洩同軸ケーブルをアンテナとして用いた無線通信システムが実用化されている。
【０００３】
漏洩同軸ケーブルを用いた無線通信システムは、１台の送信機で長距離をカバーでき、また、金属反射物や障害物が多い環境であっても安定的に通信が行えると言う利点がある。更に、通信エリアを漏洩同軸ケーブルの周辺に限定できるので不必要なエリアに電波を漏らさず、高いセキュリティを実現できると言う利点もある。
【０００４】
従来の漏洩同軸ケーブルを用いた無線通信システムとしては、図１０に示すように、漏洩同軸ケーブル１０１が接続されたそれぞれの前置増幅器１０２に対して基地局１０３からの信号線１０４を接続し、漏洩同軸ケーブル１０１を介して基地局１０３と移動機１０５とで通信を行うものがある。
【０００５】
また、図１１に示すように、複数の中継器１１１を漏洩同軸ケーブル１０１で多段接続し、各中継器１１１で信号を増幅することで通信範囲を増やしたものもある。ここで、図１１中のグラフは信号の伝送距離と電力（信号の強度）との関係を表し、Ｌ６は基地局１０３から送信された漏洩同軸ケーブル１０１内を伝播する信号の強度を示し、Ｌ７は漏洩同軸ケーブル１０１から所定の距離だけ離れた場所の移動機１０５の受信信号強度を示し、Ｌ８は移動機１０５の最小受信感度を示す。
【０００６】
図１０に示した構成では、基地局１０３から送信する信号を漏洩同軸ケーブル１０１とは別のケーブル（信号線１０４）で各前置増幅器１０２まで伝送する必要があり、アンテナとなる漏洩同軸ケーブル１０１と信号線１０４の２種類のケーブルが必要であった。
【０００７】
これに対し、図１１に示した構成では、漏洩同軸ケーブル１０１がアンテナと信号線とを兼ねるため、部品点数の削減を図ることができ、図１０の構成に比べて低コスト化が図れる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−２９５４３３号公報
【特許文献２】特開平１１−１８６９４３号公報
【特許文献３】特開２００４−３２８１２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、漏洩同軸ケーブルは、信号を電波として少しずつ漏洩させながら伝送するので、伝送距離が長くなるほど漏洩同軸ケーブル内を伝播する信号の強度が低下し、移動機が受信する信号強度が低下する（図１１中のグラフ参照）。
【００１０】
基地局から送信されて漏洩同軸ケーブル内を伝播する信号が漏洩同軸ケーブルから放射され、漏洩同軸ケーブルから所定の距離にある移動機の受信信号強度が移動機の最小受信感度を下回ると、その地点では漏洩同軸ケーブルと移動機との間で通信が行えなくなってしまうので、基地局から送信されて漏洩同軸ケーブル内を伝播する信号の強度が移動機の最小受信感度を下回る前に信号を増幅する必要があった。
【００１１】
そのため、中継器の接続間隔を長くすることができず、中継器の数が多くなってしまい、無線通信システムの構築に掛かるコストの更なる低減は困難であった。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、中継器の接続間隔を長くして中継器の数を減らすことができ、更なる低コスト化を図ることができる無線通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この目的を達成するために創案された本発明は、基地局から送信された信号を漏洩同軸ケーブルで多段接続した中継器にて中継すると共に前記基地局と移動機との間で通信を行う無線通信システムにおいて、前記中継器は、基地局側の漏洩同軸ケーブルから入力された信号の周波数を第１の周波数から第２の周波数に変換し、第２の周波数に変換された信号を前記基地局側の漏洩同軸ケーブルに出力する機能を有し、前記基地局側の漏洩同軸ケーブルは、基地局から送信された信号を前記第１の周波数と第２の周波数で送信する無線通信システムである。
【００１４】
前記移動機は、受信した信号をベースバンド信号に変換する受信機能を有すると良い。
【００１５】
前記移動機は、受信した信号をベースバンド信号に変換すると共に、中継される信号の周波数とは異なる周波数で信号を送信する送受信機能を有し、前記中継器は、前記移動機から送信された信号が入力されたとき、入力された信号を前記基地局側の漏洩同軸ケーブルに出力する機能を有しても良い。
【００１７】
また、本発明は、基地局と移動機との間で通信を行うために前記基地局から直列に接続される複数の漏洩同軸ケーブル間に配置されて信号の中継を行う中継器であって、基地局側の漏洩同軸ケーブルに接続され、基地局側の漏洩同軸ケーブルから入力された信号と基地局側の漏洩同軸ケーブルに出力する信号とを電気的に分離する第１の送受切替器と、前記第１の送受切替器に接続された第１の増幅器と、前記増幅器に接続され、入力された信号の周波数を異なる周波数に変換して出力する周波数変換回路と、
前記周波数変換回路に接続された第２の増幅器と、前記第２の増幅器に接続され、入力された信号を前記第１の送受切替器への経路を含む複数の経路に分配して出力する電力分配器と、を有し、基地局側の漏洩同軸ケーブルから入力された信号の周波数を異なる周波数に変換し、周波数が変換された信号を基地局側の漏洩同軸ケーブルに出力する中継器である。
【００１９】
前記電力分配器の出力ポートの一つに接続され、後段の中継器側の漏洩同軸ケーブルから入力された信号と後段の中継器側の漏洩同軸ケーブルに出力する信号とを電気的に分離する第２の送受切替器と、前記電力分配器の出力ポートの他の一つに接続され、複数の経路からの信号を合成する電力合成器と、前記電力合成器に接続され、入力された信号を増幅して前記第１の送受切替器に出力する第３の増幅器と、を有すると良い。
【００２０】
前記第２の送受切替器と前記電力合成器の入力ポートの一つとが接続され、前記移動機から送信され入力された信号を前記第２の送受切替器で分離し、前記電力合成器と前記第３の増幅器と前記第１の送受切替器とを介して、周波数を変換することなく基地局側の漏洩同軸ケーブルに出力すると良い。
【００２１】
また、本発明は、基地局と移動機との間で通信を行うために前記基地局から直列に接続される複数の漏洩同軸ケーブル間に配置されて信号の中継を行う中継器であって、基地局側の漏洩同軸ケーブルに接続された第１のサーキュレータと、前記第１のサーキュレータに接続された第１の増幅器と、前記第１の増幅器に接続され、入力された信号を複数の経路に分配して出力する第１の電力分配器と、前記第１の電力分配器の出力ポートの一つに接続され、入力された信号の周波数を異なる周波数に変換して出力する第１の周波数変換回路と、前記第１の周波数変換回路に接続された第２の増幅器と、前記第２の増幅器に接続され、入力された信号を複数の経路に分配して出力する第２の電力分配器と、前記第２の電力分配器の出力ポートの一つに接続された第２のサーキュレータと、前記第２のサーキュレータ及び前記第１の電力分配器の出力ポートの他の一つに接続され、複数の経路からの信号を合成する第１の電力合成器と、前記第１の電力合成器に接続され、入力された信号の周波数を異なる周波数に変換して出力する第２の周波数変換回路と、前記第２の周波数変換回路及び前記第２の電力分配器の出力ポートの他の一つに接続され、複数の経路からの信号を合成する第２の電力合成器と、前記第２の電力合成器に入力ポートが接続されると共に前記第１のサーキュレータに出力ポートが接続された第３の増幅器と、を有し、基地局側の漏洩同軸ケーブルから入力された信号の周波数を異なる周波数に変換し、周波数が変換された信号を基地局側の漏洩同軸ケーブルに出力することを特徴とする中継器である。
【００２２】
前記第２のサーキュレータと前記第１の電力合成器との間に接続された第４の増幅器を有すると良い。
【００２３】
前記第１のサーキュレータは、基地局側の漏洩同軸ケーブルから入力された信号を前記第１の増幅器に出力すると共に前記第３の増幅器から入力された信号を基地局側の漏洩同軸ケーブルに出力し、前記第２のサーキュレータは、前記第２の電力分配器から入力された信号を後段の中継器側の漏洩同軸ケーブルへ出力すると共に後段の中継器側の漏洩同軸ケーブルから入力された信号を前記第４の増幅器に出力すると良い。
【００２４】
前記漏洩同軸ケーブルから入力された移動機から基地局への信号の周波数を異なる周波数に変換して出力する共に、基地局から移動機への信号の周波数を異なる周波数に変換して出力すると良い。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、中継器の接続間隔を長くして中継器の数を減らすことができ、更なる低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。
【図２】図１の無線通信システムにおける中継器の構成を示す図である。
【図３】図１の無線通信システムにおける移動機の構成を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。
【図５】図４の無線通信システムにおける中継器の構成を示す図である。
【図６】図４の無線通信システムにおける移動機の構成を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。
【図８】図７の無線通信システムにおける中継器の構成を示す図である。
【図９】図７の無線通信システムにおける移動機の構成を示す図である。
【図１０】従来の漏洩同軸ケーブルを用いた無線通信システムの構成を示す図である。
【図１１】従来の漏洩同軸ケーブルを用いた無線通信システムの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００２８】
先ず、本発明の第１の実施の形態に係る無線通信システムを説明する。
【００２９】
図１に示すように、第１の実施の形態に係る無線通信システム１０は、基地局１１から送信された信号を漏洩同軸ケーブル１２で多段接続した中継器（図１では、第１及び第２の中継器１３ａ，１３ｂ）にて中継すると共に基地局１１と移動機１４との間で通信を行うものである。
【００３０】
基地局１１は、信号を送信するための送信機を有しており、その送信機と移動機１４との間で漏洩同軸ケーブル１２と第１及び第２の中継器１３ａ，１３ｂを介した通信が行われる。
【００３１】
第１及び第２の中継器１３ａ，１３ｂは、入力された信号の周波数を異なる周波数に変換し、周波数が変換された信号を第１及び第２の中継器１３ａ，１３ｂに接続された漏洩同軸ケーブル１２に出力する機能を有することを特徴とする。
【００３２】
図２に示すように、第１及び第２の中継器１３ａ，１３ｂは、基地局１１側の漏洩同軸ケーブル１２に接続されたデュプレクサ（送受切替器）２１と、デュプレクサ２１に接続されたアンプ（増幅器）２２と、アンプ２２に接続されたヘテロダイン回路（周波数変換回路）２３と、ヘテロダイン回路２３に接続されたアンプ２４と、アンプ２４に接続されたパワーディバイダ（電力分配器）２５と、パワーディバイダ２５に接続されたバンドパスフィルタ２６とを有する。
【００３３】
デュプレクサ２１は、基地局１１側の漏洩同軸ケーブル１２から入力された信号と基地局１１側の漏洩同軸ケーブル１２に出力する信号とを電気的に分離するためのものである。
【００３４】
アンプ２２，２４は、入力された信号を所定の増幅率で増幅して出力するためのものである。
【００３５】
ヘテロダイン回路２３は、入力された信号の周波数を異なる周波数に変換して出力するためのものであり、ローカルオシレータ（局部発振器）２７と、アンプ２２とローカルオシレータ２７からの信号が入力されるミキサ（混合器）２８と、ミキサ２８からの信号が入力されるバンドパスフィルタ２９とを有する。
【００３６】
ローカルオシレータ２７は、局部周波数の信号を生成するためのものであり、ミキサ２８は、ヘテロダイン回路２３に入力された信号の周波数とローカルオシレータ２７で生成された局部周波数との和又は差を出力するためのものである。
【００３７】
バンドパスフィルタ２９は、不要な周波数の信号を除去し、特定の周波数の信号のみを通過させるためのものである。
【００３８】
このヘテロダイン回路２３は、ヘテロダイン回路２３に入力された信号とローカルオシレータ２７で生成された信号とをミキサ２８で混合することで、ヘテロダイン回路２３に入力された信号の周波数を異なる周波数に変換すると共に、バンドパスフィルタ２９を介して特定の周波数の信号のみを出力する。
【００３９】
パワーディバイダ２５は、入力された信号を２つの経路に分配して出力するためのものであり、パワーディバイダ２５の一方の出力ポートにはバンドパスフィルタ２６を介して漏洩同軸ケーブル１２が接続され、他方の出力ポートはデュプレクサ２１に接続される。
【００４０】
バンドパスフィルタ２６は、不要な周波数の信号を除去し、特定の周波数の信号のみを通過させると共に漏洩同軸ケーブル１２から上記特定の周波数の信号と異なる周波数の信号を除去し、基地局と反対側に接続された隣接する中継器からの信号が入力されることを防ぐためのものである。
【００４１】
この第１及び第２の中継器１３ａ，１３ｂは、基地局１１側の漏洩同軸ケーブル１２から入力された信号をデュプレクサ２１で分離すると共にアンプ２２で増幅し、増幅された信号の周波数をヘテロダイン回路２３で異なる周波数に変換し、周波数が変換された信号をアンプ２４で増幅すると共にパワーディバイダ２５で分配し、一方はデュプレクサ２１を介して、他方はバンドパスフィルタ２６を介して第１及び第２の中継器１３ａ，１３ｂに接続された基地局１１側及び後段の中継器側の漏洩同軸ケーブル１２にそれぞれ出力する。
【００４２】
例えば、第１の中継器１３ａは、基地局１１側の漏洩同軸ケーブル１２から入力された信号の周波数ｆ1を周波数ｆ2に変換し、第１の中継器１３ａに接続された基地局１１側及び後段の中継器１３ｂ側の漏洩同軸ケーブル１２にそれぞれ出力する。
【００４３】
一方、第２の中継器１３ｂは、前段の中継器１３ａ側の漏洩同軸ケーブル１２から入力された信号の周波数ｆ2を周波数ｆ1に変換し、第２の中継器１３ｂに接続された前段の中継器１３ａ側及び後段の中継器側の漏洩同軸ケーブル１２にそれぞれ出力する。
【００４４】
つまり、第１及び第２の中継器１３ａ，１３ｂは、基地局１１から送信された信号を周波数ｆ1とｆ2に交互に変換して中継を行う。
【００４５】
なお、図２中の周波数ｆ1とｆ2は、第１の中継器１３ａにおける各所での周波数を示すものであり、第２の中継器１３ｂでは、入力される信号の周波数と出力される信号の周波数が第１の中継器１３ａとは逆である。つまり、図２中の周波数ｆ1とｆ2が逆になる。
【００４６】
移動機１４は、基地局１１から送信された信号を漏洩同軸ケーブル１２を介して受信するためのものであり、受信した信号をベースバンド信号に変換する受信機能を有する。
【００４７】
図３に示すように、移動機１４は、アンテナ３１と、アンテナ３１に接続されたバンドパスフィルタ３２と、バンドパスフィルタ３２に接続されたアンプ３３と、ローカルオシレータ３４と、アンプ３３とローカルオシレータ３４からの信号が入力されるミキサ３５ａ，３５ｂと、ミキサ３５ａ，３５ｂからの信号が入力されるローパスフィルタ３６ａ，３６ｂと、ローパスフィルタ３６ａ，３６ｂに接続されたＡ／Ｄ変換器３７ａ，３７ｂと、Ａ／Ｄ変換器３７ａ，３７ｂに接続されたベースバンド部３８とを有する。
【００４８】
アンテナ３１は、信号を受信するためのものである。バンドパスフィルタ３２は、アンテナ３１で受信された信号のうち、特定の周波数の信号のみを通過させるためのものである。
【００４９】
アンプ３３は、入力された信号を所定の増幅率で増幅して出力するためのものである。
【００５０】
ローカルオシレータ３４は、局部周波数の信号を生成するためのものであり、ミキサ３５ａ，３５ｂは、ローカルオシレータ３４で生成された局部周波数とアンプ３３から入力された信号の周波数との和又は差を出力するためのものである。
【００５１】
ローパスフィルタ３６ａ，３６ｂは、高周波帯域の雑音を除去し、ベースバンド信号のみを通過させるためのものである。Ａ／Ｄ変換器３７ａ，３７ｂは、入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するためのものである。
【００５２】
ベースバンド部３８は、オシレータ３４で生成される信号の局部周波数を制御するための周波数制御回路３９を有する。例えば、周波数制御回路３９は、オシレータ３４で生成される信号の局部周波数を周波数ｆ1又はｆ2用に制御する。
【００５３】
この移動機１４は、アンテナ３１で受信された信号のうちバンドパスフィルタ３２を介して特定の周波数の信号のみを通過させ、通過させた信号をアンプ３３で増幅し、増幅された信号をオシレータ３４とミキサ３５ａ，３５ｂとによりベースバンド信号に変換すると共にローパスフィルタ３６ａ，３６ｂで雑音を除去した後、ベースバンド信号をＡ／Ｄ変換器３７ａ，３７ｂによりデジタル信号に変換し、そのデジタル信号をベースバンド部３８で処理する。
【００５４】
例えば、移動機１４は、周波数ｆ1とｆ2の信号のみを取り出し、取り出された信号をベースバンド信号に変換し、これに基づいて何らかの処理を行う。
【００５５】
再び図１を参照し、図１中のグラフは信号の伝送距離と電力（信号の強度）との関係を表し、Ｌ１は第１の中継器１３ａから送信された漏洩同軸ケーブル１２内を伝播する信号（周波数ｆ2）の強度を示し、Ｌ２は基地局１１から送信された漏洩同軸ケーブル１２内を伝播する信号（周波数ｆ1）の強度を示し、Ｌ３は第１の中継器１３ａから送信された信号（周波数ｆ2）の移動機１４での受信強度を示し、Ｌ４は移動機１４の最小受信感度を示し、Ｌ５は基地局１１から送信された信号（周波数ｆ1）の移動機１４での受信強度を示す。
【００５６】
無線通信システム１０では、少なくともＬ３とＬ５の交点ＡがＬ４を上回っていれば、基地局１１と第１の中継器１３ａの間のいずれの地点にいても漏洩同軸ケーブル１２と移動機１４との間で通信が行える。例えば、基地局１１に近い地点Ｐ１では周波数ｆ1で通信が行え、第１の中継器１３ａに近い地点Ｐ２では周波数ｆ2で通信が行える。
【００５７】
つまり、図１１に示した従来の無線通信システムでは、基地局から送信されて漏洩同軸ケーブル内を伝播する信号の強度が移動機の最小受信感度を下回ると、その地点では漏洩同軸ケーブルと移動機との間で通信が行えなくなってしまうのに対し、無線通信システム１０では、基地局１１から送信されて漏洩同軸ケーブル１２内を伝播する信号（周波数ｆ1）の強度が移動機１４の最小受信感度を下回ったとしても、第１の中継器１３ａから送信されて漏洩同軸ケーブル１２内を伝播する信号（周波数ｆ2）により通信が行える。
【００５８】
従って、基地局１１から送信される信号の強度が従来と同じであり、且つ、基地局１１から送信される信号と第１の中継器１３ａから送信される信号とが同じ強度であれば、従来に比べて中継器間の距離を約２倍に伸ばすことができる。そのため、従来と同じ伝送距離であれば中継器の数を約１／２に減らすことができ、更なる低コスト化を図ることができる。
【００５９】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る無線通信システムを説明する。ここでは、第１の実施の形態に係る無線通信システム１０と同様の機能を有する部材には同様の符号（添え字を変更したものも含む）を付して説明を省略する。
【００６０】
図４に示すように、第２の実施の形態に係る無線通信システム４０は、基地局４１と移動機４２との間での周波数分割複信（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ；ＦＤＤ）による双方向通信を可能としたものである。
【００６１】
基地局４１は、送信機に加えて信号（例えば、周波数ｆ3の信号）を受信するための受信機を有しており、送信機及び受信機と移動機４２との間で、漏洩同軸ケーブル１２と第１及び第２の中継器４３ａ，４３ｂを介した通信が行われる。
【００６２】
移動機４２は、受信した信号をベースバンド信号に変換すると共に、中継される信号の周波数とは異なる周波数で信号を送信する送受信機能を有する。
【００６３】
第１及び第２の中継器４３ａ，４３ｂは、移動機４２から送信された信号が入力されたとき、入力された信号を基地局４１側の漏洩同軸ケーブル１２に出力する機能を有する。
【００６４】
つまり、無線通信システム４０は、第１の実施の形態に係る無線通信システム１０と比較して、主に、基地局４１、移動機４２、第１及び第２の中継器４３ａ，４３ｂの構成が異なる。
【００６５】
図５に示すように、第１及び第２の中継器４３ａ，４３ｂは、基地局４１側の漏洩同軸ケーブル１２に接続されたデュプレクサ２１と、デュプレクサ２１に接続されたアンプ２２と、アンプ２２に接続されたヘテロダイン回路２３と、ヘテロダイン回路２３に接続されたアンプ２４と、アンプ２４に接続されたパワーディバイダ２５と、パワーディバイダ２５の一方の出力ポートに接続されたデュプレクサ５１と、パワーディバイダ２５の他方の出力ポートに接続されたパワーコンバイナ（電力合成器）５２と、パワーコンバイナ５２に接続されたアンプ５３とを有する。
【００６６】
デュプレクサ５１は、後段の中継器側の漏洩同軸ケーブル１２から入力された信号と後段の中継器側の漏洩同軸ケーブル１２に出力する信号とを電気的に分離するためのものである。
【００６７】
パワーコンバイナ５２は、２つの経路からの信号を合成するためのものである。アンプ５３は、入力された信号を所定の増幅率で増幅して出力するためのものであり、その出力ポートがデュプレクサ２１に接続される。
【００６８】
この第１及び第２の中継器４３ａ，４３ｂは、基地局４１又は前段の中継器から送信された信号が入力されたとき、入力された信号をデュプレクサ２１で分離すると共にアンプ２２で増幅し、増幅された信号の周波数をヘテロダイン回路２３で異なる周波数に変換し、周波数が変換された信号をアンプ２４で増幅すると共にパワーディバイダ２５で分配する。分配した信号の一方は、パワーコンバイナ５２、アンプ５３、デュプレクサ２１を介して中継器４３ａに接続された基地局４１側の漏洩同軸ケーブル１２に出力し、分配した信号の他方は、デュプレクサ５１を介して第２の中継器４３ｂに接続された後段の中継器側の漏洩同軸ケーブル１２に出力する。
【００６９】
例えば、第１の中継器４３ａは、基地局４１から送信された信号が入力されたとき、入力された信号の周波数ｆ1を周波数ｆ2に変換し、第１の中継器４３ａに接続された基地局４１側及び後段の中継器４３ｂ側の漏洩同軸ケーブル１２にそれぞれ出力する。
【００７０】
一方、第２の中継器４３ｂは、前段の中継器４３ａから送信された信号が入力されたとき、入力された信号の周波数ｆ2を周波数ｆ1に変換し、第２の中継器４３ｂに接続された前段の中継器４３ａ側及び後段の中継器側の漏洩同軸ケーブル１２にそれぞれ出力する。
【００７１】
更に、第１及び第２の中継器４３ａ，４３ｂは、移動機４２から送信された信号が入力されたとき、入力された信号をデュプレクサ５１で分離し、パワーコンバイナ５２、アンプ５３、デュプレクサ２１を介して基地局４１側の漏洩同軸ケーブル１２に出力する。
【００７２】
例えば、第１の中継器４３ａは、移動機４２から送信された信号が入力されたとき、入力された信号の周波数ｆ3を周波数を変換することなく基地局４１側の漏洩同軸ケーブル１２に出力する。
【００７３】
一方、第２の中継器４３ｂは、移動機４２から送信された信号が入力されたとき、入力された信号の周波数ｆ3を周波数を変換することなく前段の中継器４３ａ側の漏洩同軸ケーブル１２（すなわち、基地局４１側の漏洩同軸ケーブル１２）に出力する。
【００７４】
つまり、第１及び第２の中継器１３ａ，１３ｂは、基地局１１から送信された信号を周波数ｆ1とｆ2に交互に変換して中継を行うと共に、移動機４２から送信された信号を周波数を変換することなく基地局１１に向けて中継する。
【００７５】
なお、図５中の周波数ｆ1とｆ2は第１の中継器４３ａにおける各所での周波数を、周波数ｆ3は移動機４２が送信する信号の周波数を示すものであり、第２の中継器４３ｂでは、入力される信号の周波数と出力される信号の周波数が第１の中継器４３ａとは逆である。つまり、図５中の周波数ｆ1とｆ2が逆になり、周波数ｆ3は変わらない。
【００７６】
図６に示すように、移動機４２は、アンテナ３１と、アンテナ３１に接続されたデュプレクサ６１と、デュプレクサ６１に接続された受信回路６２と、デュプレクサ６１に接続された送信回路６３と、受信回路６２及び送信回路６３に接続されたベースバンド部３８とを有する。デュプレクサ６１は、アンテナ３１から入力された信号とアンテナ３１に出力する信号とを電気的に分離するためのものである。
【００７７】
受信回路６２は、受信した信号を直交復調するためのものであり、デュプレクサ６１に接続されたアンプ３３ａと、ローカルオシレータ３４と、ローカルオシレータ３４に接続されたπ／２移相器６４ａと、アンプ３３ａとπ／２移相器６４ａからの信号が入力されるミキサ３５ａと、アンプ３３ａとローカルオシレータ３４からの信号が入力されるミキサ３５ｂと、ミキサ３５ａ，３５ｂからの信号が入力されるローパスフィルタ３６ａ，３６ｂと、ローパスフィルタ３６ａ，３６ｂに接続されたＡ／Ｄ変換器３７ａ，３７ｂとを有する。
【００７８】
π／２移相器６４ａは、ローカルオシレータ３４からの信号にπ／２の位相差を持たせるためのものである。
【００７９】
送信回路６３は、送信する信号を直交変調するためのものであり、デュプレクサ６１に接続されたアンプ３３ｂと、ローカルオシレータ６５と、ローカルオシレータ６５に接続されたπ／２移相器６４ｂと、ローカルオシレータ６５からの信号が入力されるミキサ３５ｃと、π／２移相器６４ｂからの信号が入力されるミキサ３５ｄと、ミキサ３５ｃ，３５ｄに接続されたローパスフィルタ３６ｃ，３６ｄと、ローパスフィルタ３６ｃ，３６ｄに接続されたＤ／Ａ変換器６６ａ，６６ｂとを有する。
【００８０】
ローカルオシレータ６５は、特定の局部周波数の信号を生成するためのものである。π／２移相器６４ｂは、ローカルオシレータ６５からの信号にπ／２の位相差を持たせるためのものである。また、Ｄ／Ａ変換器６６ａ，６６ｂは、入力されたデジタル信号をアナログ信号に変換するためのものである。
【００８１】
この移動機４２は、アンテナ３１で受信された信号をデュプレクサ６１で分離すると共にアンプ３３ａで増幅し、増幅された信号をオシレータ３４とπ／２移相器６４ａとミキサ３５ａ，３５ｂとによりベースバンド信号に変換すると共にローパスフィルタ３６ａ，３６ｂで雑音を除去した後、ベースバンド信号をＡ／Ｄ変換器３７ａ，３７ｂによりデジタル信号に変換し、そのデジタル信号をベースバンド部３８で処理する。
【００８２】
例えば、移動機４２は、信号を受信したとき、周波数ｆ1とｆ2の信号のみを取り出し、取り出された信号をベースバンド信号に変換し、これに基づいて何らかの処理を行う。
【００８３】
また、移動機４２は、ベースバンド部３８からのデジタル信号をＤ／Ａ変換器６６ａ，６６ｂによりアナログ信号に変換し、ローパスフィルタ３６ｃ，３６ｄで雑音を除去すると共にオシレータ６５とπ／２移相器６４ｂとミキサ３５ｃ，３５ｄとにより特定の周波数の信号に変換し、その特定の周波数の信号をアンプ３３ｂで増幅すると共にデュプレクサ６１で分離し、アンテナ３１で送信する。
【００８４】
例えば、移動機４２は、信号を送信するとき、ベースバンド信号の周波数を周波数ｆ3に変換し、アンテナ３１で送信する。
【００８５】
以上のような構成の無線通信システム４０によれば、第１の実施の形態に係る無線通信システム１０と同様に、中継器の接続間隔を長くして中継器の数を減らすことができ、更なる低コスト化を図ることができる。更に、基地局４１と移動機４２との間での周波数分割複信による双方向通信が可能となる。
【００８６】
次に、本発明の第３の実施の形態に係る無線通信システムを説明する。ここでは、第１又は第２の実施の形態に係る無線通信システム１０，４０と同様の機能を有する部材には同様の符号（添え字を変更したものも含む）を付して説明を省略する。
【００８７】
図７に示すように、第３の実施の形態に係る無線通信システム７０は、基地局７１と移動機７２との間での時分割複信（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ；ＴＤＤ）による双方向通信を可能としたものである。
【００８８】
基地局７１は、送信機に加えて信号（例えば、周波数ｆ1又はｆ2の信号）を受信するための受信機を有しており、送信機及び受信機と移動機７２との間で、漏洩同軸ケーブル１２及び中継器７３ａ，７３ｂを介した通信が行われる。
【００８９】
移動機７２は、受信した信号をベースバンド信号に変換すると共に、受信した信号の周波数と同じ周波数で信号を送信する送受信機能を有する。
【００９０】
中継器７３ａ，７３ｂは、移動機７２から送信された信号が入力されたとき、入力された信号の周波数を異なる周波数に変換し、周波数が変換された信号を基地局７１側の漏洩同軸ケーブル１２に出力する機能を有する。
【００９１】
つまり、無線通信システム７０は、第１の実施の形態に係る無線通信システム１０と比較して、主に、基地局７１、移動機７２、中継器７３ａ，７３ｂの構成が異なる。
【００９２】
図８に示すように、第１及び第２の中継器７３ａ，７３ｂは、基地局７１側の漏洩同軸ケーブル１２に接続されたサーキュレータ８１と、サーキュレータ８１に接続されたアンプ２２と、アンプ２２に接続されたパワーディバイダ８２と、パワーディバイダ８２の一方の出力ポートに接続されたバンドパスフィルタ８３と、パワーディバイダ８２の他方の出力ポートに接続されたバンドパスフィルタ８４と、バンドパスフィルタ８３に接続されたヘテロダイン回路２３ａと、ヘテロダイン回路２３ａに接続されたアンプ２４と、アンプ２４に接続されたパワーディバイダ２５と、パワーディバイダ２５の一方の出力ポートに接続されたサーキュレータ８５と、サーキュレータ８５に接続されたアンプ８６と、アンプ８６に接続されたバンドパスフィルタ８７と、バンドパスフィルタ８４及びバンドパスフィルタ８７に接続されたパワーコンバイナ５２と、パワーコンバイナ５２に接続されたヘテロダイン回路２３ｂと、ヘテロダイン回路２３ｂ及びパワーディバイダ２５の他方の出力ポートに接続されたパワーコンバイナ８８と、入力ポートがパワーコンバイナ８８に接続されると共に出力ポートがサーキュレータ８１に接続されたアンプ５３とを有する。
【００９３】
サーキュレータ８１は、基地局７１側の漏洩同軸ケーブル１２から入力された信号をアンプ２２に出力し、アンプ５３から入力された信号を基地局７１側の漏洩同軸ケーブル１２に出力するためのものであり、サーキュレータ８５は、パワーディバイダ２５から入力された信号を後段の中継器側の漏洩同軸ケーブル１２へ出力し、後段の中継器側の漏洩同軸ケーブル１２から入力された信号をアンプ８６に出力するためのものである。
【００９４】
パワーディバイダ８２は、入力された信号を２つの経路に分配して出力するためのものである。バンドパスフィルタ８３，８４，８７は、不要な周波数の信号を除去し、特定の周波数の信号のみを通過させるためのものである。アンプ８６は、入力された信号を所定の増幅率で増幅して出力するためのものである。パワーコンバイナ８８は、２つの経路からの信号を合成するためのものである。
【００９５】
この第１及び第２の中継器７３ａ，７３ｂは、基地局７１又は前段の中継器から送信された信号が入力されたとき、入力された信号をサーキュレータ８１を介してアンプ２２に出力し、アンプ２２で増幅された信号をパワーディバイダ８２で分配し、分配した一方の信号からバンドパスフィルタ８３で特定の周波数の信号を取り出すと共にその信号の周波数をヘテロダイン回路２３ａで異なる周波数に変換し、分配した他方の信号からバンドパスフィルタ８４で特定の周波数の信号を取り出すと共にパワーコンバイナ５２に出力し、ヘテロダイン回路２３ａで周波数が変換された信号をアンプ２４で増幅すると共にパワーディバイダ２５で分配する。分配した信号の一方はパワーコンバイナ８８、アンプ５３、サーキュレータ８１を介して基地局７１側の漏洩同軸ケーブル１２に出力し、分配した信号の他方はサーキュレータ８５を介して第１及び第２の中継器７３ａ，７３ｂに接続された後段の中継器側の漏洩同軸ケーブル１２に出力する。
【００９６】
例えば、第１の中継器７３ａは、基地局７１から送信された信号が入力されたとき、入力された信号の周波数ｆ1を周波数ｆ2に変換し、第１の中継器７３ａに接続された基地局７１側及び後段の中継器７３ｂ側の漏洩同軸ケーブル１２にそれぞれ出力する。
【００９７】
一方、第２の中継器７３ｂは、前段の中継器７３ａから送信された信号が入力されたとき、入力された信号の周波数ｆ2を周波数ｆ1に変換し、第２の中継器７３ｂに接続された前段の中継器７３ａ側及び後段の中継器側の漏洩同軸ケーブル１２にそれぞれ出力する。
【００９８】
更に、第１及び第２の中継器７３ａ，７３ｂは、移動機７２から送信された信号が入力されたとき、入力された信号をサーキュレータ８５を介してアンプ８６に出力し、アンプ８６で増幅された信号からバンドパスフィルタ８７で特定の周波数の信号を取り出すと共に取り出された信号をパワーコンバイナ５２でバンドパスフィルタ８４から入力された信号と合成し、合成された信号の周波数をヘテロダイン回路２３ｂで異なる周波数に変換し、周波数が変換された信号をパワーコンバイナ８８でパワーディバイダ２５から入力された信号と合成すると共にアンプ５３で増幅し、増幅された信号をサーキュレータ８１を介して基地局７１側の漏洩同軸ケーブル１２に出力する。
【００９９】
例えば、第１の中継器７３ａは、移動機７２から送信された信号が入力されたとき、入力された信号の周波数ｆ2を周波数ｆ1に変換し、基地局７１側の漏洩同軸ケーブル１２（すなわち、基地局７１側の漏洩同軸ケーブル１２）に出力する。
【０１００】
一方、第２の中継器７３ｂは、移動機７２から送信された信号が入力されたとき、入力された信号の周波数ｆ1を周波数ｆ2に変換し、前段の中継器７３ｂ側の漏洩同軸ケーブル１２に出力する。
【０１０１】
つまり、第１及び第２の中継器７３ａ，７３ｂは、基地局７１から送信された信号を周波数ｆ1とｆ2に交互に変換して中継を行うと共に、移動機７２から送信された信号を周波数ｆ1とｆ2に交互に変換して基地局７１に向けて中継する。
【０１０２】
なお、図８中の周波数ｆ1とｆ2は第１の中継器７３ａにおける各所での周波数を示す。特に、ｆx（Ｕ）は周波数ｆxのアップリンク信号（移動機７２から基地局７１への信号）を示し、ｆx（Ｄ）は周波数ｆxのダウンリンク信号（基地局７１から移動機７２への信号）を示す。第２の中継器７３ｂでは、入力される信号の周波数と出力される信号の周波数が第１の中継器７３ａとは逆である。つまり、図８中の周波数ｆ1とｆ2が逆になる。
【０１０３】
図９に示すように、移動機７２は、アンテナ３１と、アンテナ３１に接続されたバンドパスフィルタ９１と、バンドパスフィルタ９１に接続されたスイッチ９２と、スイッチ９２に接続された受信回路９３と、スイッチ９２に接続された送信回路９４と、受信回路９３及び送信回路９４に接続されたベースバンド部３８とを有する。
【０１０４】
バンドパスフィルタ９１は、不要な周波数の信号を除去し、特定の周波数の信号のみを通過させるためのものである。スイッチ９２は、バンドパスフィルタ９１と受信回路９３、或いはバンドパスフィルタ９１と送信回路９４に経路を切り換えるためのものである。
【０１０５】
受信回路９３及び送信回路９４は、基本的に第２の実施の形態に係る無線通信システム４０における受信回路６２及び送信回路６３と同様の構成であり、１つのローカルオシレータ３４で受信回路９３と送信回路９４の両方の局部周波数を生成する点のみが異なる。
【０１０６】
この移動機７２は、アンテナ３１で受信された信号をアンプ３３ａで増幅し、増幅された信号をオシレータ３４とπ／２移相器６４ａとミキサ３５ａ，３５ｂとによりベースバンド信号に変換すると共にローパスフィルタ３６ａ，３６ｂで雑音を除去した後、ベースバンド信号をＡ／Ｄ変換器３７ａ，３７ｂによりデジタル信号に変換し、そのデジタル信号をベースバンド部３８で処理する。
【０１０７】
例えば、移動機７２は、信号を受信したとき、周波数ｆ1又はｆ2の信号のみを取り出し、取り出された信号をベースバンド信号に変換し、これに基づいて何らかの処理を行う。
【０１０８】
また、移動機７２は、ベースバンド部３８からのデジタル信号をＤ／Ａ変換器６６ａ，６６ｂによりアナログ信号に変換し、ローパスフィルタ３６ｃ，３６ｄで雑音を除去すると共にオシレータ６５とπ／２移相器６４ｂとミキサ３５ｃ，３５ｄとにより受信した信号と同じ周波数の信号に変換し、その信号をアンプ３３ｂで増幅すると共にスイッチ９２を切り換えてアンテナ３１で送信する。
【０１０９】
例えば、移動機７２は、位置Ｐ１で信号を送信するとき、ベースバンド信号の周波数を周波数ｆ1に変換し、アンテナ３１で送信する。また、位置Ｐ２で信号を送信するとき、ベースバンド信号の周波数を周波数ｆ2に変換し、アンテナ３１で送信する。
【０１１０】
以上のような構成の無線通信システム７０によれば、第１及び第２の実施の形態に係る無線通信システム１０，４０と同様に、中継器の接続間隔を長くして中継器の数を減らすことができ、更なる低コスト化を図ることができる。更に、基地局７１と移動機７２との間での時分割複信による双方向通信が可能となる。
【０１１１】
なお、前述の実施の形態は、中継器や移動機の回路構成を限定するものではなく、本発明を実施するための一例である。
【符号の説明】
【０１１２】
１０  無線通信システム
１１  基地局
１２  漏洩同軸ケーブル
１３ａ，１３ｂ  中継器
１４  移動機
【図１】
0005573720.tif 000002
【図２】
0005573720.tif 000003
【図３】
0005573720.tif 000004
【図４】
0005573720.tif 000005
【図５】
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【図６】
0005573720.tif 000007
【図７】
0005573720.tif 000008
【図８】
0005573720.tif 000009
【図９】
0005573720.tif 000010
【図１０】
0005573720.tif 000011
【図１１】
0005573720.tif 000012