(57)【要約】本発明は室内伝送向けに設計された中継器を提案する。有効周波数帯域は２つの周波数帯域に分割され、中継器は一方の帯域からの信号を増幅し、他方の帯域に変換する。周波帯域の転移により、増幅すべき信号に対する有意な干渉作用の発生が回避される。低コストで帯域間の干渉問題に対処するために、管理回路が使用される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１周波数帯域内の信号を受信し、受信した信号を第２周波数帯域に変換し、第２周波数帯域内で送信するための第１経路（１０〜１６）と、
第２周波数帯域内の信号を受信し、受信した信号を第１周波数帯域に変換し、第１周波数帯域内で送信するための第２経路（２０〜２６）と
を有することを特徴とする、無線通信中継器。
【請求項２】
第２経路が最初に信号を受信した場合には第１経路からの送信を無効にし、第１経路が最初に信号を受信した場合には第２経路からの送信を無効にする管理回路（３０〜３５）とを有する、請求項１記載の無線通信中継器。
【請求項３】
前記管理回路は、受信した信号を受信閾値と比較するためのスレショルディング手段（３０，３１）を有しており、信号は前記閾値を超えている場合に受信されたと見なされる、請求項２記載の中継器。
【請求項４】
第１経路は、第１周波数帯域からの信号を中間周波数帯域に変換する第１変換手段（１２）と中間周波数帯域からの信号を第２周波数帯域に変換する第２変換手段（１４）とを有しており、
第２経路は、第２周波数帯域からの信号を中間周波数帯域に変換する第１変換手段（２２）と中間周波数帯域からの信号を第１周波数帯域に変換する第２変換手段（２４）とを有しており、
前記中継器は、第１経路の第１変換手段（１２）及び第２経路の第２変換手段（２４）と協働する第１の局部発信器（ＯＳＣ１）と、第１経路の第２変換手段（１４）及び第２経路の第１変換手段（２２）と協働する第２の局部発信器（ＯＳＣ２）とを有している、請求項１から３のいずれか１項に記載の中継器。
【請求項５】
前記スレショルディング手段（３０，３１）は中間周波数帯域内の信号（Ｍ１，Ｍ２）を比較する、請求項３に係る場合の請求項４に記載の中継器。
【請求項６】
前記管理回路は、第１及び第２経路によって信号が受信されない場合には、第１及び第２経路の送信手段を無効にする、請求項２から５のいずれか１項に記載の中継器。
【請求項７】
第１及び第２経路の送信手段の無効化は増幅器（１６，２６）への電力を遮断することにより行われる、請求項２から６のいずれか１項に記載の中継器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線通信中継器、より特定的には室内通信のための無線通信中継器に関する。
【０００２】
無線通信中継器は送信機のレンジを広げるために信号の増幅に使用される。放送信号に対して中継器を使用することは周知である。送信機に向けられた受信アンテナは、増幅され別のアンテナを介して送信された信号を受信する。この別のアンテナの放射は受信アンテナを覆っていない。あるケースでは、放送信号は衛星からのものであり、より制限された周波数帯域で放送されるように別の周波数帯域に変換される。
【０００３】
室内通信に関しては、約２．４ＧＨｚ及び約５ＧＨｚに位置するワイヤレス国内ネットワーク向けの周波数帯域を使用することが知られている。しかし、これらの無線周波数は壁や天井を通って容易には伝播せず、まったく伝播しないこともある。この種のシステムは、複数の階と多数の内壁とを有する大きな家屋をカバーしようとしている。
【０００４】
１つのアイディアは、室内環境と使用される周波数とに関連した伝播問題を克服するために１つ又は複数の中継器を使用することである。しかしながら、国内ネットワークは多方向の様々な位置からの信号を中継することができなければならない双方向ネットワークである。さらに、これらの信号は障害物によって強く反射されており、送信信号との干渉を生じる。
【０００５】
現在、エコーの克服に適合した室内伝送向けに設計された中継器は存在していない。
【０００６】
本発明は室内伝送向けに設計された中継器を提案する。アンテナの多方向性に対処するために、有効周波数帯域は２つの周波数帯域に分割され、中継器は一方の帯域からの信号を増幅し、その信号を他方の帯域に変換する。周波数帯域の転移は増幅すべき信号に対する有意な干渉作用の発生を防止するのに役立つ。
【０００７】
このように、本発明は第１周波数帯域内の信号を受信し、受信した信号を第２周波数帯域に変換し、第２周波数帯域内で送信するための第１経路と、第２周波数帯域内の信号を受信し、受信した信号を第１周波数帯域に変換し、第１周波数帯域内で送信するための第２経路とを有する無線通信中継器である。
【０００８】
有利な実施形態によれば、中継器は、第２経路が最初に信号を受信した場合には第１経路からの送信を無効にし、第１経路が最初に信号を受信した場合には第２経路からの送信を無効にする管理回路を有している。管理回路は、第１及び第２経路によって信号が受信されない場合には、第１及び第２経路の送信手段を無効にする。第１及び第２経路の送信手段の無効化は増幅器への電力を遮断することにより行われる。
【０００９】
添付した図面を参照して以下の説明を読むことにより、本発明はより良く理解され、他の特徴及び利点も明らかになる。
【００１０】
図１は、本発明による中継器により変換及び増幅された信号の経路を示しており、
図２は、図１の経路を管理するための回路を示している。
【００１１】
以下の説明では、伝送帯域は５．１５ＧＨｚから５．８２５ＧＨｚの間であると想定されており、第１周波数帯域、例えばヨーロッパ及びアメリカ合衆国向けの５．１５ＧＨｚから５．３５ＧＨｚの間の周波数帯域と、第２周波数帯域、例えば５．５ＧＨｚから５．７ＧＨｚの間の周波数帯域とに分割されている。
【００１２】
図１は２つの信号経路を有する中継器を示している。第１信号経路は、第１周波数帯域内の信号を受信し、電気信号に変換するための第１フィルタ１０に接続された第１受信アンテナＡＲｘ１を有している。なお、第１フィルタ１０は第１周波数帯域に相当する通過帯域を有する帯域通過フィルタである。第１増幅器１１は第１フィルタ１０からの信号を増幅し、第１ミキサ１２に供給する。第１ミキサ１２は第１増幅器１１からの信号を第１局部発信器ＯＳＣ１からの例えば周波数４．１５ＧＨｚの信号とミキシングする。第２フィルタ１３は、第１ミキサ１２の出力から、例えば１ＧＨｚから１．２ＧＨｚの間の中間帯域に相当する変換された信号を選び出す。なお、第２フィルタ１３は中間周波数に相当する通過帯域を有する帯域通過フィルタである。第２ミキサ１４は第２フィルタ１３からの信号を第２局部発信器ＯＳＣ２からの例えば周波数４．５ＧＨｚの信号とミキシングする。第３フィルタ１５は、第２ミキサ１４の出力から、第２周波数帯域に相当する信号を選び出す。なお、第３フィルタ１５は第２周波数帯域に相当する通過帯域を有する帯域通過フィルタである。第２増幅器１６は第３フィルタ１５からの信号を増幅し、第１送信アンテナＡＴｘ２に供給する。
【００１３】
第２信号経路は、第２周波数帯域内の信号を受信し、電気信号に変換するための第４フィルタ２０に接続された第２受信アンテナＡＲｘ２を有している。なお、第４フィルタ２０は第２周波数帯域に相当する通過帯域を有する帯域通過フィルタである。第３増幅器２１は第４フィルタ２０からの信号を増幅し、第３ミキサ２２に供給する。第３ミキサ２２は第３増幅器２１からの信号を第２局部発信器ＯＳＣ２からの信号とミキシングする。第５フィルタ２３は第３ミキサ２２の出力から中間帯域に相当する信号を選び出す。なお、第５フィルタ２３は中間帯域に相当する通過帯域を有する帯域通過フィルタである。第４ミキサ４４は第５フィルタ２３からの信号を第１局部発信器ＯＳＣ１からの信号とミキシングする。第６フィルタ２５は第４ミキサ２４の出力から第１周波数帯域に相当する信号を選び出す。なお、第６フィルタ２５は第１周波数帯域に相当する通過帯域を有する帯域通過フィルタである。第４増幅器２６は第６フィルタ２５からの信号を増幅し、第２送信アンテナＡＴｘ１に供給する。
【００１４】
信号経路の様々な実施形態が可能であるが、重要な点は、信号を増幅する間に第１周波数帯域が第２周波数帯域に変換されることと、信号を増幅するとともに第２周波数帯域が第１周波数帯域に変換されることである。
【００１５】
中間周波数帯域の使用は、第１周波数帯域から第２周波数帯域へ及びその逆へ移行するために単一の変換しか実行しない場合に存在したであろう制限を緩和する。両方の経路に対して単一の中間帯域を使用することにより、同一の発振器を両方の経路に対して使用することができ、したがってコストが削減される。
【００１６】
１つの信号経路につき２つの増幅器を使用するということは、低コストの増幅器を使用することができるということ、また十分な送信電力を利用することができる（増幅器１６及び２６）と同時に、受信端における雑音指数を下げるために増幅プロセスを分配することができる（増幅器１１及び２１）ということを意味している。
【００１７】
さらに、実施例は受信用の２つのアンテナＡＲｘ１及びＡＲｘ２と送信用の２つのアンテナＡＴｘ１及びＡＴｘ２の４つのアンテナを使用したシステムを示しているが、アンテナの数は２つに減らすことができる。そのうち一方は第１周波数帯域での送信及び受信のためのものであり、他方は第２周波数帯域での送信及び受信のためのものである。また、単一のアンテナを使用することさえ可能である。しかし、これは第１周波数帯域と第２周波数帯域とを分離する第１及び第２フィルタ１０，２０に対するフィルタリング制約条件を増加させてしまう。
【００１８】
図１に示されているように、同一の周波数帯域で動作するアンテナの間には結合が存在している（同一のアンテナが送信及び受信の両方に使用されている場合、結合は非常に明白である）。１つの解決策は、各経路において、例えばフィルタ１０及び２０の代わりに適応フィルタを使用して、他方の経路によって増幅された信号だけでなく、他方の経路によって送信された信号から生じるすべてのエコーをも抑制することである。このような解決策は実施するには比較的複雑である。
【００１９】
ＨｉｐｅｒＬＡＮ２又はＩＥＥＥ８０２規格に従って動作する室内伝送システムの場合には、全二重方式のシステムは必要ない。したがって、好適には、一方の信号経路で信号が検出されるとすぐに他方の信号経路を無効にすることが提案される。
【００２０】
この目的で、管理回路は第２フィルタ１３の出力から信号Ｍ１を取り出し、第５フィルタ２３の出力から信号Ｍ２を取り出す。信号Ｍ１及びＭ２に基づいて、管理回路は、それぞれ第４増幅器２６と第２増幅器１６への電力供給を制御する制御信号Ｃ１及びＣ２を生成する。一方の経路で信号が検出されるとすぐに、他方の経路の増幅器は電源切断される。
【００２１】
管理回路の応答時間又は雑音の増幅に関連した不安定な状態を回避するために、管理回路は好適には入力信号が検出されないときには第２及び第４増幅器への電力供給を遮断すべきである。
【００２２】
図２は本発明による管理回路の実施例を示している。
【００２３】
管理回路は第１及び第２のスレショルディング手段３０及び３１を有しており、これらスレショルディング手段は、それぞれ信号Ｍ１，Ｍ２を受信し、それぞれ閾値に対する信号Ｍ１，Ｍ２の状態を表す２進信号Ｍ１’，Ｍ２’を出力する。各スレショルディング手段３０又は３１は、例えば、中間帯域内の信号Ｍ１又はＭ２の平均電力を測定する回路と、所定の閾値に対する平均電力を表す論理信号Ｍ１’又はＭ２’を出力するシュミットトリガとによって形成される。論理信号Ｍ１’（又はＭ２’）は、信号Ｍ１（又はＭ２）が閾値を下回っているときには論理レベル“０”にあり、信号Ｍ１（又はＭ２）が閾値を上回っているときには論理レベル“１”にある。
【００２４】
論理ゲート３２〜３５は、次の真理値表に反映された非同期フリップフロップを実現している：
【００２５】
【表１】
2005537703.tif 000003
【００２６】
この表において、Ｃ１（ｔ）とＣ２（ｔ）は、論理ゲート３２〜３５のスイッチング動作前の制御信号Ｃ１とＣ２の状態にそれぞれ相応している；Ｃ１（ｔ＋δｔ）とＣ２（ｔ＋δｔ）は、論理ゲート３２〜３５のスイッチングにより生じた制御信号Ｃ１及びＣ２の状態にそれぞれ相応している。制御信号Ｃ１又はＣ２のレベル“０”は、この信号が制御する増幅器２６又は１６への電力の遮断に相当する。制御信号Ｃ１又はＣ２のレベル“１”は、この信号によって制御される増幅器２６又は１６の電源投入に相当する。
【００２７】
行１はどの経路も信号を受信していない場合に相当する。行２，３，５，及び６は一方の経路だけが信号を受信している場合に相当する。行９及び１０は両方の経路が信号を受信しており、しかも増幅器がすでに活動化されている場合に相当する。これは、信号が他の帯域に変換された後に増幅される場合に起きる。
【００２８】
行８及び１１は生起確率の低い異常動作に対応している。行８は、両方の経路が入力側で２つの異なるソースからの信号を同時に受信し、両方の経路の増幅器の同時活動化が生じる有りそうもない場合に相当する。行１１は、行８の状態に続く、両増幅器を遮断する状態に相当する。行８及び１１の状態は、両方の経路によって同時に信号が受信される限りは、両状態の間を往復する。
【００２９】
行４及び７は、前の状態が行８の状態であり、かつ外部ソースのうちの１つが送信を止めたときにのみ生じうる状態に相当する。次の状態は行２，３，５，又は６のうちのいずれかの状態に相当する。
【００３０】
行８の状態に達する確率が無視できないと仮定すると、異常動作を抑制することが好ましい。行８の状態と行１１の状態との間で往復が始まるような事態を避けるために、ゲート３２〜３５のうちの１つは、行９の状態又は行１０の状態のいずれかに進んでいけるように、単純に他のゲートより遅いスイッチング時間を有するよう選定される必要がある。
【００３１】
別の解決策は、ゲートの出力側に、少なくとも論理ゲート３２〜３５のスイッチング時間に等しい遅延時間δｔを有する遅延回路４０を挿入することである。図２に示されているように配置すれば、遅延回路４０は真理値表に付加的な行を挿入する：
【００３２】
【表２】
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【００３３】
行８’は行８より前に生じ、遅延δｔは少なくともゲート３２〜３５のスイッチング時間に等しく、次の状態は行１０の状態に相当する。行８はもはやシステムを乱すことはなく、行４，７，及び１１に対応する状態はもはや生じない。
【００３４】
図２の管理回路は手本として与えられているだけであり、すでに示した両方の信号経路の管理を行うことのできる他の任意の回路で置き換えることができる。
【００３５】
本発明の他の実施形態も可能である。特に、第１及び第２周波数帯域はすでに示したよりもさらにサイズを制限することができる。ヨーロッパにおいて割り当てられている周波数帯域は、５．１５ＧＨｚから５．３５ＧＨｚの間の第１周波数帯域と、５．４７ＧＨｚから５．７２５ＧＨｚの間の第２周波数帯域とを含んでおり、これらはそれぞれ２０ＭＨｚチャネルを９個又は１１個含む２００ＭＨｚ帯域と２５０ＭＨｚ帯域とに相当する。アメリカ合衆国に割り当てられている周波数帯域は、５．１５ＧＨｚから５．３５ＧＨｚの間の第１周波数帯域と、５．７２５ＧＨｚから５．８２５ＧＨｚの間の第２周波数帯域とを含んでおり、これらはそれぞれ２０ＭＨｚチャネルを９個又は４個含む２００ＭＨｚ帯域と１００ＭＨｚ帯域とに相当する。国内設備にとっては、ほとんどは単一チャネルで十分であり、中間帯域は単一チャネルにまで減らすことができる。チャネルは種々の装置を設置する際に構内の位置に従って選択される。中継器は第１周波数帯域として使用されるチャネルと第２周波数帯域として使用されるチャネルを選択するための手段を備えていなければならない。この選択手段は局部発振器ＯＳＣ１及びＯＳＣ２の周波数に直接影響する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明による中継器により変換及び増幅された信号の経路を示す。
【図２】図１の経路を管理するための回路を示す。
【図１】
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【図２】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年9月22日(2004.9.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１周波数帯域内の信号を受信し、受信した信号を第２周波数帯域に変換し、第２周波数帯域内で送信するための第１経路（１０〜１６）と、
第２周波数帯域内の信号を受信し、受信した信号を第１周波数帯域に変換し、第１周波数帯域内で送信するための第２経路（２０〜２６）と、
第２経路が最初に信号を受信した場合には第１経路からの送信を無効にし、第１経路が最初に信号を受信した場合には第２経路からの送信を無効にする管理回路（３０〜３５）とを有し、
第１及び第２の周波数帯域が分離されていることを特徴とする、無線通信中継器。
【請求項２】
前記管理回路は、受信した信号を受信閾値と比較するためのスレショルディング手段（３０，３１）を有しており、信号は前記閾値を超えている場合に受信されたと見なされる、請求項１記載の中継器。
【請求項３】
第１経路は、第１周波数帯域からの信号を中間周波数帯域に変換する第１変換手段（１２）と中間周波数帯域からの信号を第２周波数帯域に変換する第２変換手段（１４）とを有しており、
第２経路は、第２周波数帯域からの信号を中間周波数帯域に変換する第１変換手段（２２）と中間周波数帯域からの信号を第１周波数帯域に変換する第２変換手段（２４）とを有しており、
前記中継器は、第１経路の第１変換手段（１２）及び第２経路の第２変換手段（２４）と協働する第１の局部発信器（ＯＳＣ１）と、第１経路の第２変換手段（１４）及び第２経路の第１変換手段（２２）と協働する第２の局部発信器（ＯＳＣ２）とを有している、請求項１又は２に記載の中継器。
【請求項４】
前記スレショルディング手段（３０，３１）は中間周波数帯域内の信号（Ｍ１，Ｍ２）を比較する、請求項３に係る場合の請求項３に記載の中継器。
【請求項５】
前記管理回路は、第１及び第２経路によって信号が受信されない場合には、第１及び第２経路の送信手段を無効にする、請求項１から４のいずれか１項に記載の中継器。
【請求項６】
第１及び第２経路の送信手段の無効化は増幅器（１６，２６）への電力を遮断することにより行われる、請求項１から５のいずれか１項に記載の中継器。
【手続補正書】
【提出日】平成17年1月25日(2005.1.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１周波数帯域内の信号を受信し、受信した信号を第２周波数帯域に変換し、第２周波数帯域内で送信するための第１経路（１０〜１６）と、
第２周波数帯域内の信号を受信し、受信した信号を第１周波数帯域に変換し、第１周波数帯域内で送信するための第２経路（２０〜２６）と、
第２経路が最初に信号を受信した場合には第１経路からの送信を無効にし、第１経路が最初に信号を受信した場合には第２経路からの送信を無効にする管理回路（３０〜３５）とを有し、
第１及び第２の周波数帯域が分離されていることを特徴とする、無線通信中継器。
【請求項２】
前記管理回路は、受信した信号を受信閾値と比較するためのスレショルディング手段（３０，３１）を有しており、信号は前記閾値を超えている場合に受信されたと見なされる、請求項１記載の中継器。
【請求項３】
第１経路は、第１周波数帯域からの信号を中間周波数帯域に変換する第１変換手段（１２）と中間周波数帯域からの信号を第２周波数帯域に変換する第２変換手段（１４）とを有しており、
第２経路は、第２周波数帯域からの信号を中間周波数帯域に変換する第１変換手段（２２）と中間周波数帯域からの信号を第１周波数帯域に変換する第２変換手段（２４）とを有しており、
前記中継器は、第１経路の第１変換手段（１２）及び第２経路の第２変換手段（２４）と協働する第１の局部発信器（ＯＳＣ１）と、第１経路の第２変換手段（１４）及び第２経路の第１変換手段（２２）と協働する第２の局部発信器（ＯＳＣ２）とを有している、請求項１又は２に記載の中継器。
【請求項４】
前記スレショルディング手段（３０，３１）は中間周波数帯域内の信号（Ｍ１，Ｍ２）を比較する、請求項２に係る場合の請求項３に記載の中継器。
【請求項５】
前記管理回路は、第１及び第２経路によって信号が受信されない場合には、第１及び第２経路の送信手段を無効にする、請求項１から４のいずれか１項に記載の中継器。
【請求項６】
第１及び第２経路の送信手段の無効化は増幅器（１６，２６）への電力を遮断することにより行われる、請求項１から５のいずれか１項に記載の中継器。
【国際調査報告】
2005537703.tif 000007
2005537703.tif 000008