(57)【要約】【課題】無線送受信部において、再生クロック信号の周波数変動が発生した場合に、直ちに無線送受信部の発信出力を抑え、違法周波数の電波や過大出力の電波の送出時間を最小限に抑えることが可能な基地局システムの実現を目的とする。【解決手段】光伝送路を介して送られる光信号に含まれる再生クロック信号をデシリアライズ部２０３で検出して混合部２１６で低い周波数の信号に変換し、周波数変換された再生クロック信号の周波数変動を、ＨＰＦ部２１８を介して検波部２１９で検波して直流電圧変動に置き換え、比較制御部２２０で基準電圧と比較して周波数変動を検出し、周波数変動を検出した場合には、無線送信処理部２０５で送信出力を低減する。【選択図】  図３
2008022483.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線送受信する信号を処理してネットワークとの接続を行う基地局装置と、この基地局装置に光伝送路を介して接続され、複数の移動端末との無線送受信処理を行う、前記基地局装置に対して遠方に設置された無線送受信部とからなる基地局システムにおいて、
前記無線送受信部は前記光伝送路を介して送られる光信号に含まれる光伝送クロック信号を再生してより低い周波数の信号に変換する再生クロック周波数低減手段と、
このクロック周波数低減手段によって周波数低減された再生クロック信号の周波数変動を電圧変動に置き換えて検出する再生クロック周波数変動検出手段と、
このクロック周波数変動検出手段が前記再生クロック信号の周波数変動を検出した場合に前記無線送受信部からの送信出力を低減する出力低減手段と
を備えたことを特徴とする基地局システム。
【請求項２】
前記請求項１に記載の基地局システムにおいて、
前記再生クロック周波数低減手段は、正常時の再生クロック信号周波数と、現在の再生クロック信号周波数との周波数差信号を作成する周波数混合手段を含むことを特徴とする基地局システム。
【請求項３】
前記請求項１に記載の基地局システムにおいて、
前記再生クロック周波数変動検出手段は、前記周波数低減された再生クロック信号の濾波器出力を検波する検波手段を含むことを特徴とする基地局システム。
【請求項４】
前記請求項１に記載の基地局システムにおいて、
前記出力低減手段は、出力Ｄ／Ａ変換器の上位ビットを強制的にローレベルに書き換えるスイッチ手段を含むことを特徴とする基地局システム。
【請求項５】
前記請求項１に記載の基地局システムにおいて、
前記出力低減手段は、出力信号を遅延させる遅延手段と、この遅延手段の遅延時間内に出力減衰器の減衰量を可変する可変減衰器とを含むことを特徴とする基地局システム。
【請求項６】
無線送受信する信号を処理してネットワークとの接続を行う基地局装置と、この基地局装置と光伝送路を介して接続され、前記基地局装置に対して遠方に設置された複数の移動端末との無線送受信処理を行う無線送受信部とからなる基地局システムで、前記無線送受信部からの送信出力レベルを制御する送信出力制御方法であって、
前記基地局装置から送られる光信号から前記基地局装置と前記無線送受信部との間で周波数同期をとるための再生クロック信号を抽出する再生クロック信号抽出工程と、
抽出した再生クロック信号の周波数を低減する再生クロック周波数低減工程と、
周波数低減された再生クロック信号の周波数変動を電圧変動に置き換えて検出する再生クロック周波数変動検出工程と、
再生クロック信号の周波数変動を検出した場合に前記無線送受信部からの送信出力を低減する出力低減工程とを備えたことを特徴とする基地局システムでの送信出力制御方法。
【請求項７】
無線送受信する信号を処理してネットワークとの接続を行う基地局装置と、この基地局装置に光伝送路を介して接続され、前記基地局装置に対して遠方に設置された、複数の移動端末との無線送受信処理を行う無線送受信部とからなる基地局システムで、前記無線送受信部のコンピュータで実行される送信出力レベルを制御する送信出力制御プログラムにおいて、
前記基地局装置から送られる光信号から前記基地局装置と前記無線送受信部との間で周波数同期をとるための再生クロック信号を抽出する再生クロック信号抽出機能、
抽出した再生クロック信号の周波数を低減する再生クロック周波数低減機能、
周波数低減された再生クロック信号の周波数変動を電圧変動に置き換えて検出する再生クロック周波数変動検出機能、
再生クロック信号の周波数変動を検出した場合に前記無線送受信部からの送信出力を低減する出力低減機能、をコンピュータに実行させるように構成したことを特徴とする基地局システムでの送信出力制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線基地局システム、無線基地局システムでの送信出力制御方法及びそのプログラムに関し、特に無線基地局と無線送受信部とが光ファイバで結ばれている無線基地局システム、無線基地局システムでの送信出力制御方法及びそのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話端末の無線基地局は、図１に示すように、基地局装置１と、遠方に設置された無線送受信部２とから構成され、これら基地局装置１と無線送受信部２との間が光ファイバ３によって接続されている。そうして、無線送受信部２は、図示しない複数の携帯電話端末との間で無線通信を行って、基地局装置１からの情報を携帯電話端末へ、携帯電話端末からの情報を基地局装置１に送るようにして、基地局装置１が接続されるネットワークを含めて携帯電話ネットワークを構成している。
【０００３】
ところで、無線送受信部２では、保守等で光回線の断が発生した場合、または光回線断の障害が発生した場合に、認可された周波数以外の周波数（違法電波）の発射を阻止するために、光／電気変換部より出力される光断信号や、無線用基準信号を生成するＰＬＬ部より出力されるアンロックＡＬＭ信号を使用し、無線送信処理部より出力される送信出力信号を切断するようにしていた。
【０００４】
しかしながら、上述した従来の無線基地局では、一般的に市販されている光／電気変換部が光回線断の事象発生から最悪１００ｍｓ以上経ってから光断信号を出力するものであり、かつ、その時間中は、送信ベースバンド信号（振幅信号）もでたらめの状態となっていて、指定された送信信号の出力値以上になっている可能性があり、周波数安定度や送信出力値という点で違法の電波が１００ｍｓ以上の長時間に亙って発射されてしまう虞があった。また、無線基地局からの送信出力が基準をこえ、装置を劣化させるなどの問題も生まれる虞があった。
【０００５】
さらに、基地局装置１の基準信号の断やＰＬＬ部の故障による光伝送クロック信号の同期外れ状態の場合には、無線送受信部２のＰＬＬ部に入力される再生クロック信号の周波数が指定値から大幅にずれるが、ずれた状態における時間的な安定度は５０〜１００ｐｐｍ程度でよいため、ＰＬＬ部でアンロック状態を検出できない虞もあり、上記と同様に、長時間違法電波が発射されてしまうという問題がある。
【０００６】
このような問題を解決するため、無線送受信部で再生クロック信号を狭い通過帯域のバンドパスフィルタを通してダイオード検波で検出することで、瞬時にかつ的確に、光回線の断や光伝送クロックの同期はずれなどの障害を検出して、送信出力を断つようにし、違法電波が発射される時間を低減した例が報告されている（特許文献１参照）。
【０００７】
図１０は、特許文献１に示される無線送受信部２の構成を示すブロック図である。
図１０において、無線送受信部２は光／電気変換部５０２と、デシリアライザ部５０３と、分離部５０４と、無線送信処理部５０５と、ＤＵＰ（デュプレクサ）部５０６と、アンテナ部５０７と、無線受信処理部５０８と、合成部５０９と、シリアライザ部５１０と、電気／光変換部５１１と、ＣＰＵ５１２と、分配部５１３、５１５と、ＰＬＬ部５１４と、ＢＰＦ（Ｂａｎｄ Ｐａｔｈ Ｆｉｌｔｅｒ：帯域通過フィルタ）部５１８と、検波部５１９と、比較制御部５２０とから構成されている。
【０００８】
光／電気変換部５０２に入力された送信多重信号は、光信号から電気信号に変換される。この入力送信多重信号は、送信ベースバンド信号と送信制御信号が合成多重化され、シリアルデータに変換され、さらに電気／光変換された光信号である。
光／電気変換部５０２で電気信号に変換された送信多重信号は、デシリアライザ部５０３に入力され、デシリアライザ部５０３でパラレルデータに変換される。また、デシリアライザ部５０３は、シリアルデータに同期したクロック信号を抽出して再生することができるため、この再生クロック信号を無線送受信部２の基準信号とすることによって、基地局装置１と無線送受信部２とは周波数同期をとることができる。
【０００９】
デシリアライザ部５０３から出力される再生クロック信号は、基地局装置１にて光信号化に使用する光伝送クロック信号と同じ周波数成分であり、分配部５１３にて２分配される。この２分配された再生クロック信号の一方は、ＰＬＬ部５１４に入力される。ＰＬＬ部５１４は、２分配された再生クロック信号を基に無線送受信部２の基準信号を生成する。ＰＬＬ部５１４で生成された基準信号は、分配部５１５を経て無線送信処理部５０５やデシリアライザ部５０３、及び無線受信処理部５０８に供給される。
【００１０】
また、２分配された再生クロック信号の他方は、狭い通過帯域幅のＢＰＦ部５１８によって帯域制限された後に、検波ダイオードと時定数の小さい負荷抵抗と平滑コンデンサとによって構成された検波部５１９で直流電圧に変換され、その直流電圧は比較制御部５２０に入力される。
【００１１】
比較制御部５２０は、入力された直流電圧を予め設定した基準電圧と比較した後に、比較結果を示す電源制御信号を無線送信処理部５０５に供給する。無線送信処理部５０５はこの供給された電源制御信号によって、出力信号電力を増幅する電力増幅部に供給する電源をＯＮ／ＯＦＦ制御する。
【００１２】
これにより、光回線断や光伝送クロック信号の同期はずれ等の伝送クロック系の障害が発生した場合に、無線送受信部２において再生クロック信号の周波数変動を瞬時に、かつ、的確に検出し、送信出力を切断しているので、無線送受信部２から違法電波が発射される時間を低減するという点で多少の改善は認められる。
【００１３】
【特許文献１】特開２００５−２５２５０８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上述したように、従来、保守等で光回線断を発生させた場合や光回線断の障害が発生した場合に、認可された周波数以外の周波数（違法電波）の発射を阻止するために、無線送受信部２では光／電気変換部より出力される光断信号や無線用基準信号を生成するＰＬＬ部より出力されるアンロックＡＬＭ信号を使用し、無線送受信部２より出力される送信信号を切断するようにしていた。
しかしながら、一般的に市販されている光／電気変換部は前述したように、光回線断の事象発生から最悪１００ｍＳ以上経ってから光断信号を出力するものであり、ＰＬＬ部から出力されるアンロックＡＬＭ信号も同様の時間のため、１００ｍｓ以上の長時間に亙って違法電波が発射されたり過大信号が出力されることがあり、電波状態を乱したり、装置の出力増幅部を破損させたり、劣化させたりする不具合があった。
【００１５】
上述した特許文献１に示されたシステムでは、この問題をある程度は改善しているものの十分とはいえない。
この例では、クロック周波数をＢＰＦを介して直接検出しているので、比較的高い周波数を処理しなくてはならず、回路的に扱いにくいという問題があった。しかも、狭帯域のＢＰＦを用いているため、回路素子数が多く高価であり、また時定数が大きくて、周波数の割りに検出に時間がかかるという問題があった。
本発明の目的は、光回線断や光伝送クロック信号の同期はずれによって生まれる再生クロック信号の周波数変動を、瞬時に、かつ的確に検出し、周波数変動が発生した場合には、無線送受信部の出力を抑え、違法周波数の電波の発射や過大出力の電波の送出時間を最小限に抑えることが可能な基地局システム、基地局システムでの送信出力制御方法およびそのプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を解決するため、本発明は、無線送受信する信号を処理してネットワークとの接続を行う基地局装置と、この基地局装置に光伝送路を介して接続され、複数の移動端末との無線送受信処理を行う、前記基地局装置に対して遠方に設置された無線送受信部とからなる基地局システムにおいて、前記無線送受信部は前記光伝送路を介して送られる光信号に含まれる光伝送クロック信号を再生してより低い周波数の信号に変換する再生クロック周波数低減手段と、このクロック周波数低減手段によって周波数低減された再生クロック信号の周波数変動を電圧変動に置き換えて検出する再生クロック周波数変動検出手段と、このクロック周波数変動検出手段が前記再生クロック信号の周波数変動を検出した場合に、前記無線送受信部からの送信出力を低減する出力低減手段とを備えたことを特徴とする（請求項１乃至４）。
これにより、再生クロック信号を比較的取り扱いしやすい低周波数に置き換えて、光回線の異常に伴って発生する再生クロック周波数の変動を低周波信号の変動として、さらに、具体的にはハイパスフィルタと検波回路を用いて電圧変動に置き換えて検出し、検出された周波数変動に応じて送信出力を低減することで、違法周波数や過大出力の電波の送出時間を最小限に抑えることが可能な基地局システムを実現することができる。
【００１７】
ここで、前記再生クロック周波数低減手段は、正常時の再生クロック信号周波数と、現在の再生クロック信号周波数との周波数差信号を作成する周波数混合手段を含むことを特徴とする（請求項２）。
これにより、既成の乗算回路などを用いて比較的容易に周波数低減を行うことが可能になり、再生クロック周波数の高い側への変動も低い側への変動も同等に扱うことが可能な基地局システムを実現することができる。
【００１８】
また、前記再生クロック周波数変動検出手段は、前記周波数低減された再生クロック信号の濾波器出力を検波する検波手段を含むことを特徴とする（請求項３）。
これにより、再生クロック信号の周波数変動を電圧変動に置き換えて処理することができるので、安定に、且つ、短時間に周波数変動を検出することが可能な基地局システムを実現することができる。
【００１９】
さらに、前記出力低減手段は、出力Ｄ／Ａ変換器の上位ビットを強制的にローレベルに書き換えるスイッチ手段を含むことを特徴とする（請求項４）。
これにより、デジタル処理で、瞬時に無線送信出力のレベルを低減することが可能な基地局システムを実現することができる。
【００２０】
さらに、前記出力低減手段は、出力信号を遅延させる遅延手段と、この遅延手段の遅延時間内に出力減衰器の減衰量を可変する可変減衰器とを含むことを特徴とする（請求項５）。
これにより、異常な出力が発信される前に、瞬時に無線送信出力のレベルを低減することが可能な基地局システムを実現することができる。
【００２１】
上記目的を解決するため、本発明は、無線送受信する信号を処理してネットワークとの接続を行う基地局装置と、この基地局装置に光伝送路を介して接続され、複数の移動端末との無線送受信処理を行う、前記基地局装置に対して遠方に設置された無線送受信部とからなる基地局システムにおいて、前記無線送受信部からの送信出力レベルを制御する基地局システムでの送信出力制御方法において、前記基地局装置から送られる光信号から前記基地局装置と前記無線送受信部との間で周波数同期をとるための再生クロック信号を抽出する再生クロック信号抽出工程と、抽出した再生クロック信号の周波数を低減する再生クロック周波数低減工程と、周波数低減された再生クロック信号の周波数変動を電圧変動に置き換えて検出する再生クロック周波数変動検出工程と、再生クロック信号の周波数変動を検出した場合に前記無線送受信部からの送信出力を低減する出力低減工程とを備えたことを特徴とする（請求項６）。
これにより、再生クロック信号を比較的取り扱いしやすい低周波数に置き換えること、光回線の異常に伴って発生する再生クロック周波数の変動を低周波信号の変動とすること、さらにハイパスフィルタと検波回路を用いて電圧変動に置き換えて検出すること、検出された周波数変動に応じて送信出力を低減することを順次行って、基地局システムの無線送受信部からの違法周波数や過大出力の電波の送出時間を最小限に抑えることが可能な送信出力制御方法を実現することができる。
【００２２】
上記目的を解決するため、本発明は、無線送受信する信号を処理してネットワークとの接続を行う基地局装置と、この基地局装置に光伝送路を介して接続され、複数の移動端末との無線送受信処理を行う、前記基地局装置に対して遠方に設置された無線送受信部とからなる基地局システムにおいて、前記無線送受信部からの送信出力レベルを制御する基地局システムでの送信出力制御プログラムにおいて、前記基地局装置から送られる光信号から前記基地局装置と前記無線送受信部との間で周波数同期をとるための再生クロック信号を抽出する再生クロック信号抽出機能、抽出した再生クロック信号の周波数を低減する再生クロック周波数低減機能、周波数低減された再生クロック信号の周波数変動を電圧変動に置き換えて検出する再生クロック周波数変動検出機能、再生クロック信号の周波数変動を検出した場合に前記無線送受信部からの送信出力を低減する出力低減機能、をコンピュータに実行させるように構成したことを特徴とする（請求項７）。
これにより、再生クロック信号を比較的取り扱いしやすい低周波数に置き換えて、光回線の異常に伴って発生する再生クロック周波数の変動を低周波信号の変動として、さらにハイパスフィルタと検波回路を用いて電圧変動に置き換えて検出し、検出された周波数変動に応じて送信出力を低減することで、違法周波数や過大出力の電波の送出時間を最小限に抑える機能を基地局システムの無線送受信部のコンピュータに実行させることが可能なでの送信出力制御プログラムを実現することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、以上のように、無線送受信部が、基地局システムから送られる光信号に含まれる再生クロック信号を比較的取り扱いしやすい低周波に置き換え、その周波数変動を電圧変動に置き換えて、電圧比較により周波数変動を瞬時かつ的確に検出し、変動があった場合には無線送信出力を低減するようにしているので、無線送受信部から違法電波が出力される時間を最小限に抑えると共に、高レベル出力を発射することに伴う装置の劣化を抑えることが可能な基地局システム、基地局システムでの送信出力制御方法及び基地局システムでの送信出力制御プログラムを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
［第１の実施形態］
図１は、本発明を実現するための基地局システムの第１の実施形態の構成図を示している。図１において、基地局装置１は無線送受信部２と一芯双方向通信の光ファイバ３で接続されている。
【００２５】
図２は、本発明の第１の実施形態の基地局装置１の詳細なブロック図である。
基地局装置１の送信側は、送信ベースバンド処理部１０１と、ＣＰＵ１０２と、合成部１０３と、シリアライザ部１０４と、電気／光変換部１０５と、波長フィルタ部１０６とから構成されている。
送信ベースバンド処理部１０１は、送信振幅信号を生成し、出力する機能を有している。ＣＰＵ１０２は、送信制御信号を生成し、出力し、且つ、受信制御信号を入力とし、制御信号を処理する。合成部１０３は、送信ベースバンド信号処理部１０１から出力された送信ベースバンド信号と、ＣＰＵ１０２から出力された送信制御信号を入力とし、合成した後に送信多重信号を出力する。
シリアライザ部１０４は、合成部１０３から出力された送信多重信号を入力とし、パラレルデータをシリアルデータに変換し、出力する。電気／光変換部１０５は、シリアライザ部１０４から出力された送信多重信号を入力とし、電気信号を光信号に変換し、波長フィルタ部１０６に出力する。波長フィルタ部１０６は、電気／光変換部１０５からの光信号のフィルタリングを行い無線送受信部２に出力する。
【００２６】
一方、基地局装置１の受信側は、光／電気変換部１０７と、デシリアライザ部１０８と、分離部１０９と、受信ベースバンド信号処理部１１０と、シンセサイザ部（以下、ＰＬＬ部という）１１２とから構成される。
光／電気変換部１０７は、無線送受信部２から出力された光信号のフィルタリングを行う波長フィルタ部１０６を経て、受信多重信号を入力とし、光信号を電気信号に変換して出力する。
デシリアライザ部１０８は、光／電気変換部１０７から出力された受信多重信号を入力とし、シリアルデータをパラレルデータに変換し出力する。分離部１０９は、デシリアライザ部１０８から出力された受信多重信号を入力とし、ＣＰＵ１０２へ受信制御信号を出力し、受信ベースバンド信号処理部１１０へ受信ベースバンド信号を出力する。
受信ベースバンド信号処理部１１０は、分離部１０９から出力された受信ベースバンド信号を入力し、この受信ベースバンド信号を処理する。
ＰＬＬ部１１２は、伝送路に同期した基準信号１１１を入力とし、電圧制御発振器（以下、ＶＣＯという）、分周器及び位相比較器等で構成され、シリアライザ部１０４への同期と光信号化のための光伝送クロック信号を供給すると共に、デシリアライザ１０８にもこのクロック信号を供給する。
【００２７】
図３は、本発明の第１の実施形態の無線送受信部２の詳細なブロック図を示す。
無線送受信部２の送信側は、波長フィルタ部２０１と、光／電気変換部２０２と、デシリアライザ部２０３と、分離部２０４と、無線送信処理部２０５と、デュプレクサ部（以下、ＤＵＰ部という）２０６と、アンテナ部２０７とで構成されている。
基地局装置１から出力された送信多重信号は、波長フィルタ部２０１に入力された後にフィルタリングされて、光信号を電気信号に変換し出力する光／電気変換部２０２に入力される。デシリアライザ部２０３は、光／電気変換部２０２から出力された送信多重信号を入力とし、シリアルデータをパラレルデータに変換し、パラレル信号の送信多重信号を出力すると共に、シリアルデータから抽出した再生クロック信号を出力する。
分離部２０４は、デシリアライザ部２０３から出力された送信多重信号を入力とし、送信制御信号と送信振幅信号に分離する。ＣＰＵ２１２は、分離部２０４から出力された送信制御信号を入力とし、制御信号を処理して受信制御信号を生成し、出力する。
一方、無線送信処理部２０５は、分離部２０４から出力された送信振幅信号を入力とし、送信信号を生成する。ＤＵＰ部２０６は、無線送信処理部２０５から出力された送信信号を入力し、無線送信信号を出力する。
アンテナ部２０７では、ＤＵＰ部２０６から出力された無線送信信号を外部へ出力し、且つ、外部から入力された受信信号を無線受信処理部２０８に出力する。
【００２８】
無線送受信部２の受信側は、アンテナ部２０７と、無線受信処理部２０８と、合成部２０９と、シリアライザ部２１０と、電気／光変換部２１１と、ＣＰＵ２１２と、波長フィルタ部２０１とで構成されている。
無線受信処理部２０８は、アンテナ部２０７から出力された受信信号を入力とし、受信ベースバンド信号を出力する。合成部２０９は、無線受信処理部２０８から出力された受信ベースバンド信号と、ＣＰＵ２１２から出力された受信制御信号とを多重化して受信多重信号に合成し出力する。
シリアライザ部２１０は、合成部２０９から出力された受信多重信号のパラレルデータをシリアルデータに変換して出力する。電気／光変換部２１１は、シリアライザ部２１０から出力された受信多重信号を入力し、受信多重電気信号を光信号に変換する。この電気／光変換部２１１の出力光信号は、波長フィルタ部２０１でフィルタリングされて、基地局装置１に出力される。
【００２９】
無線送受信部２の制御側は、分配部２１３と、ＰＬＬ部２１４と、分配部２１５と、混合部２１６と、発振器２１７と、ＨＰＦ（Ｈｉｇｈ Ｐａｔｈ Ｆｉｌｔｅｒ：高域通過フィルタ）部２１８と、検波部２１９と、比較制御部２２０とから構成されている。
分配部２１３は、デシリアライザ部２０３から出力された再生クロック信号を２分配する。分配部２１３で２分配され、出力された一方の再生クロック信号は、ＶＣＯ、分周器及び位相比較器等で構成されるＰＬＬ部２１４に入力され、ＰＬＬ部２１４はこの再生クロック信号を基準とし、無線送受信部２の基準信号を生成する。ＰＬＬ部２１４から出力された基準信号は、分配部２１５で分配され、無線送信処理部２０５、デシリアライザ部２０３及び無線受信処理部２０８に入力される。
分配部２１３から出力される他方の再生クロック信号は、混合部２１６に入力される。混合部２１６では、この再生クロック信号と、この再生クロックとほぼ同一の周波数、同程度の周波数安定度を有した発振器２１７の出力とを入力として、両信号の差の周波数の低周波信号を出力する。
なお、デシリアライザ部２０３でシリアルデータをパラレルデータに変換して再生クロック信号を抽出し、分配部２１３で再生クロック信号を２分配し、混合部２１６及び発振器２１７で再生クロック信号と発振器２１７出力との周波数差（ビート）信号を形成して再生クロック信号の周波数を低減しており、これらで再生クロック周波数低減手段の役割を果たしている。また、混合部２１６は再生クロック信号と発振器２１７出力とを混合して周波数差（ビート）信号を形成し、周波数混合手段を形成している。
【００３０】
混合部２１６より出力された低周波信号は、ＨＰＦ部２１８に入力される。ＨＰＦ部２１８は低周波信号の内、２ＫＨｚ以下の周波数成分は減衰させ、１０ＫＨｚ以上を通過させるハイパスフィルタの特性を有している。ＨＰＦ部２１８より抽出された低周波信号は検波部２１９に入力される。
検波部２１９では、この低周波信号を検波ダイオードで整流した後、時定数の小さい負荷抵抗と平滑コンデンサにより平滑し、直流電圧に変換する。検波部２１９から出力された直流電圧は、比較制御部２２０であらかじめ設定した基準電圧と比較され、基準電圧よりも大きいかどうかの判定結果が無線送信処理部２０４に振幅制御信号として供給される。基準電圧は、再生クロック信号の異常時に検波部２１９から出力される直流電圧に応じて決められる値である。
なお、ＨＰＦ部２１８で所定周波数（１０ＫＨｚ）以上の周波数を通過させ、検波部２１９で通過した信号を検波整流して直流電圧に変え、比較制御部２２０であらかじめ設定した基準電圧との比較から周波数変動の有無を検出しており、これらで周波数変動検出手段の役割を果たしている。また、検波部２１９は検波手段を形成している。
【００３１】
このような構成において、光回線断や光伝送クロックに同期外れが発生した場合には、デシリアライザ部２０３から出力される再生クロック信号の周波数も同期外れとなってフリーラン動作となる。この状態はアンロック状態であり、デシリアライザ部２０３から出力される再生クロック信号の周波数は、光回線断や光伝送クロック同期外れの発生タイミングによって上限値又は下限値まで移動する。
【００３２】
図４は、本第１の実施形態の無線送信処理部２０５の詳細なブロック図を示す。
このブロックは、直交変調部３０１と、アナログスイッチ３０２〜３０５と、Ｄ／Ａ部３１０と、混合部３１１と、ローカル部３１３と、増幅部３１２とで構成されている。
直交変調部３０１は、分離部２０４から出力された送信振幅信号を入力とし、ＩＱ分離、フィルタリング、直交変調などの処理を行う。
アナログスイッチ３０２〜３０５は、直交変調部３０１から出力される振幅データの内の上位ビットを、比較制御部２２０から出力された振幅制御信号によりオフ（オープン）制御するスイッチである。
直交変調部３０１から出力される振幅データの内、上位ビットは、アナログスイッチ３０２〜３０５を経由し、下位ビット群は直接、デジタル／アナログ変換を行うＤ／Ａ部３１０に入力される。
なお、上述したようにアナログスイッチ３０２〜３０５をオフにすることによって、Ｄ／Ａ部３１０入力の上位ビットを「０」に置き換えて、Ｄ／Ａ部３１０出力を低減して、出力低減手段として機能している。
ローカル部３１３は、分配部２１５から出力された基準信号を基準とし、チャネル指定信号により指定された周波数のローカル信号を生成する。
混合部３１１は、Ｄ／Ａ部３１０より出力されるアナログ信号と、ローカル部３１３から出力されたローカル信号を混合して、所望の回線周波数の送信信号を生成する。
増幅部３１２は、混合部３１１から出力された送信信号を電力増幅しＤＵＰ部２０６に出力する。
【００３３】
本発明の第１の実施形態の動作をについて、図１ないし図４と図７に示す基地局装置１から無線送受信部２に送られる信号のタイムチャートと、図８に示す無線送受信部２での送信出力制御のフローチャートを参照して説明する。
第１の実施の形態の移動体通信システムで使用されているＷ−ＣＤＭＡ方式の基地局装置１において、無線送受信部が遠方にある装置構成を例に説明する。
また、基地局装置１と無線送受信部２間は、長距離（〜２０ｋｍ）伝送に適した光ファイバ３を使用し、伝送レート６００Ｍｂｐｓ〜１．２５Ｇｂｐｓの範囲内の固定伝送レートにてシリアル伝送させる例で説明する。ここでは光ファイバ３が一芯双方向通信である場合で説明する。
【００３４】
ここで、図２、図３、図４及び図７を用いて、第１の実施形態における送信信号の流れについて説明する。
図２の送信ベースバンド信号処理部１０１で生成された２キャリア（搬送波）分の送信振幅信号（振幅情報）は、合成部１０３にそれぞれ出力される。また、ＣＰＵ１０２からは無線送受信部２の各種設定や状態監視をおこなう送信制御信号が合成部１０３に出力される。
【００３５】
合成部１０３では、２キャリア分の送信振幅信号と送信制御信号の多重化を行なう。多重化は、図７に示すように、フレームの先頭に同期コードを付加する。同期コードは、送信振幅信号の各キャリアと送信制御信号のデータ位置を検出するために使用される。また、同期コードの次の時間には、送信制御信号を付加する。
【００３６】
送信振幅信号は振幅データのため、連続送信が必要である。一方、送信制御信号は送信振幅信号と比較し、データ量が少ない。
送信制御信号の次の時間にはキャリア１、キャリア２、キャリア３、キャリア４の送信振幅信号をそれぞれ付加する。この例では、キャリア３、キャリア４用の送信振幅信号は空とする。光ファイバ３の伝送は、通常８Ｂ／１０Ｂエンコード／デコードにより、８／１０ｂｉｔに変換して、１０ｂｉｔのシリアル伝送を行なう。
【００３７】
合成部１０３から出力された送信多重信号は、シリアライザ部１０４に入力され、シリアルデータに変換される。ＰＬＬ部１１２は伝送路と同期した基準信号１１１を基準として光信号化のための光伝送クロック信号を生成し、シリアライザ部１０４及びデシリアライザ１０８に入力する。光伝送クロック信号の周波数は一般的には６０〜１２５ＭＨｚであり、シリアライザ部１０４とデシリアライザ部１０８は、ギガビットイーサー用として市販されているＨＤＭＰ−１６４６やＴＬＫ１５０１等を用いて実現することができる。
【００３８】
送信多重信号は、シリアライザ部１０４でシリアルデータに変換され、伝送路と同期が取れた状態で電気／光変換部１０５に入力され、電気信号から光信号に変換される。光信号に変換された送信多重信号は、波長フィルタ部１０６を経た後、光ファイバ３を経由して無線送受信部２に供給される。基地局装置１から出力された送信多重信号は、図３の無線送受信部２の波長フィルタ部２０１に接続されている。
一般的に、基地局装置１から無線送受信部２の方向は、１．４９μｍ（λ１）、無線送受信部２から基地局装置１の方向は、１．３１μｍ（λ２）の波長を使用する。
【００３９】
波長フィルタ部２０１によりフィルタリングされたλ１の光信号は、光／電気変換部２０２に入力され、光から電気信号に変換される。電気信号に変換された送信多重信号（シリアルデータ）は、デシリアライザ部２０３に入力され、パラレルデータに変換される。ここで、デシリアライザ部２０３は基地局装置１で使用したものと同じものを使用でき、シリアルデータに同期したクロック信号を抽出し、再生することができる。
この抽出過程は、図８のＳ１０１にあたる再生クロック信号抽出工程である。この再生クロック信号を無線送受信部２の基準信号とすることにより、基地局装置１と無線送受信部２は周波数同期を取ることができる。
【００４０】
デシリアライザ部２０３から出力される再生クロック信号は、基地局装置１にて光信号化に使用された光伝送クロック信号と同じ周波数であり、分配部２１３にて２分配され、一方はＶＣＯ、分周器及び位相比較器等で構成されたＰＬＬ部２１４に入力される。ＰＬＬ部２１４で生成された基準信号は、分配部２１５を経て無線送信処理部２０５及び無線受信処理部２０８に供給される。
他方の再生クロック信号は、発振器２１７の出力が接続された混合部２１６に入力される。発振器２１７は、正常時の再生クロック信号（ｆ１）とほぼ同一の周波数、同程度の周波数安定度（２０〜５０ｐｐｍ）の発振周波数を出力する。これにより、混合部２１６の出力には、現在の再生クロック周波数と、正常時の再生クロック周波数とのビート信号に当たる差分周波数の信号が現れる。これにより、再生クロック信号の周波数を低周波に低減することができる。
この過程は図８のＳ１０２にあたる再生クロック信号周波数低減工程である。
ところで、再生クロック信号は正常時は周波数ｆ１であるが、光回線の異常などによって同期がずれると、上限周波数ｆ２や下限周波数ｆ３まで変動する。図５（Ａ）に、この周波数変動の様子を示した。
【００４１】
図５（Ｂ）に、ＨＰＦ部２１８の通過帯域特性とＨＰＦ部２１８の出力を示す。
図５（Ｂ）に示すように、光回線が正常であれば差分信号は、両周波数安定度で決定される２ＫＨｚ以下の低周波信号となり、光回線断の異常時となれば、異常時の再生クロック信号「ｆ２」又は「ｆ３」との差分信号「ｆ２−ｆ１」又は「ｆ１−ｆ３」となり、２０ＫＨｚ程度の低周波信号となる。
混合部２１６より出力された低周波信号は、ＨＰＦ部２１８に供給される。ＨＰＦ部２１８は、２ＫＨｚ以下の周波数成分は減衰し、１０ＫＨｚ以上の周波数成分は通過とするハイパスフィルタの特性を有している。ＨＰＦ部２１８によって、フィルタリングされて出力される低周波信号は、検波ダイオードと時定数の小さい負荷抵抗、平滑コンデンサにより構成された検波部２１９に供給され、直流電圧に変換される。ここで、負荷抵抗と平滑コンデンサの積（時定数）は２００μｓ以下とし、直流電圧生成時間を極力小さくしておく。
この過程は、図８のＳ１０３にあたる再生クロック周波数変動検出工程である。
【００４２】
図５（Ｃ）に検波部２１９出力の直流電圧の例を示す。
検波部２１９から出力される直流電圧は、図５（Ｃ）に示すように、正常時は比較的低く、異常時は高くなるので、この直流電圧を基準電圧が接続された比較制御部２２０に供給して比較することによって再生クロック信号の周波数変動が検出される。この過程は、図８のＳ１０３の再生クロック周波数変動検出工程にあたる。
検波部２１９の出力直流電圧が基準電圧を超えた場合には、再生クロック信号の周波数に変動がったと見做され、比較制御部２２０より振幅制御信号が出力され、無線送信処理部２０５に供給される。
【００４３】
一方、パラレルデータに変換された送信多重信号は、分離部２０４に入力される。分離部２０４では送信制御信号と送信振幅信号を分離するが、抽出方法は、同期コードの位置から、送信制御信号及び送信振幅信号の位置を認識し、それぞれのデータを抽出する方法による。このときは１つの無線送受信部につき最大２キャリアの送信が可能である。ＣＰＵ２１２は送信制御信号のみを処理する。
【００４４】
無線送信処理部２０５に入力された送信振幅信号は、図４に示す直交変調部３０１でＩＱ分離、デジタルフィルタ、直交変調される。
ここでは、直交変調部３０１より出力される振幅データを８ビットとする。振幅データの内、上位ビット群はアナログスイッチ３０２〜３０５を経由し、下位ビット群は直接デジタル／アナログ変換を行うＤ／Ａ部３１０に接続されている。終端抵抗３０６〜３０９は、アナログスイッチ３０２〜３０５がオープン時にＤ／Ａ部３１０にゼロ電位を与えるために設けられている。
【００４５】
アナログスイッチ３０２を通過するデータは、最上位ビット（ＭＳＢ）を示し、最も大きな振幅値を有する。アナログスイッチ３０３を通過するデータは、ＭＳＢより１ビット小さい振幅値（電圧で１／２の値）であり、電力に換算すると６ｄＢ低い値である。
同様にアナログスイッチ３０４を通過するデータは、ＭＳＢより２ビット小さい振幅値（電圧で１／４、電力に換算すると１２ｄＢ低い値）であり、アナログスイッチ３０５を通過するデータは、ＭＳＢより３ビット小さい振幅値（電圧で１／８、電力に換算すると１８ｄＢ低い値）である。
【００４６】
ＷＣＤＭＡシステムの場合、ピークファクタ（送信信号の平均電力対ピーク電力比）は10ｄＢ以上のため、μｓオーダー程度の瞬時的なピーク電力を忠実に送信する必要がある。送信信号の平均電力としては、アナログスイッチ３０４を通過するデータから下位ビット群を通過するデータを使用している。そのため、通常最上位ビット（ＭＳＢ）とその下位１ビットのアナログスイッチ３０２と３０３を通過するデータは殆ど使用されていない。従って、一般的な通常状態ではアナログスイッチ３０２、３０３のデータは０（ローレベル）になっている。
【００４７】
Ｄ／Ａ部３１０によりデジタル／アナログ変換されたアナログデータは、ローカル部３１３より搬送波信号を受けている混合部３１１で所望の周波数に変換され、増幅部３１２により電力増幅される。電力増幅された送信信号は、ＤＵＰ部２０６を経てアンテナ２０７から出力され、空間伝搬により端末装置へ送信される。
【００４８】
このような構成で、光回線断が発生すると、デシリアライザ２０３から出力される送信多重信号（送信振幅信号）はデータ化けする。これにより、直交変調部３０１から出力される振幅データはオール１になる（全ビットがＨＩＧＨレベルとなる）虞がある。すなわち、瞬時的なピーク電力用として確保したＭＳＢやその下位１ビットが常時１（ＨＩＧＨレベル）となる。この場合には、図６（左図）に示すように、通常の送信信号の平均電力より１０ｄB以上高いレベルが増幅部３１２に入力されることになり、増幅部３１２を破損させたり、劣化させる虞がある。
【００４９】
先にも述べたように、図５（Ｂ）は、点線で示されるＨＰＦ部２１８の通過帯域特性と、出力される低周波信号の周波数成分と、これらの周波数成分のレベル特性を示している。
光回線断により再生クロック信号が周波数変動を発生した場合には、異常時の周波数成分となる。異常時のＨＰＦ部２１８を通過する周波数成分は、「ｆ２−ｆ１」または「ｆ１−ｆ３」となる。
低周波信号のため、ＨＰＦ部２１８では容易に１０ＫＨｚ以上の信号を抽出することができる。このように、再生クロック信号が周波数変動を発生した場合には、検波部２１９より直流電圧が出力され、比較制御部２２０より振幅制御信号が無線送信処理部２０５に供給される。これにより、アナログスイッチ３０２〜３０５が動作して、上位ビット群の振幅データを遮断し、これらの上位ビットを強制的に０レベルに設定する。
この過程は図８のＳ１０４の出力低減工程に当たる。
【００５０】
例えば、光回線断が発生した場合は、デシリアライザ部２０３から出力される再生クロック信号の周波数が大きくずれる。ずれた周波数と、正常時周波数との差分による低周波信号を抽出し、アナログスイッチ３０２〜３０５を制御することにより、図６（右図）に示すように、増幅部３１２への過大信号の出力時間を最小限に小さくすることができる。検波部２１９の検波時定数は２００μｓ以内であり、比較制御部２２０及びアナログスイッチ３０２〜３０５は時定数を有していない。したがって、光回線断の事象発生から１ｍｓ以内で増幅部３１２の過大入力レベルを小さく抑えることができる。
【００５１】
このようにして、本発明の第１の実施形態では、保守等によって光回線断が起きたとき、または障害によって光回線断が発生した場合に、再生クロック信号の周波数変動を取り扱いし易い低周波信号に置換し、時定数の小さなハイパスフィルタを用いた検出回路で、瞬時に、かつ的確に周波数変動を検出し、上位ビット群の振幅データを強制的にゼロに設定するので、違法周波数の発信時間や、信振幅信号のデータ化けやビット化けによる過大出力信号の送出時間を最小限に抑えることができる。これにより、短時間で電波状態を正常にし、増幅部を保護することができる。
【００５２】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態の構成と動作について図９を参照して詳細に説明する。
この第２の実施形態は、図４に示した第１の実施形態の無線送信処理部２０５で、アナログスイッチ３０２〜３０５によって上位ビットを強制的にローにして出力低減を行うのと違って、遅延回路を用いて出力信号の遅延時間中に減衰を増減するようにするものである。
第２の実施形態では、直交変調部４０１とＤ／Ａ部４１０を直結する。その代わりに、Ｄ／Ａ部４１０のアナログ出力を、遅延線等で構成された遅延部３１４で遅延させる。そうして、遅延部４１４の出力を減衰量を可変することができる可変ＡＴＴ４１５に入力し、可変ＡＴＴ４１５の出力を混合部４１１に入力するようにしている。
なお、第２の実施形態のその他の部分は、第１の実施形態と同等の機能を果たすものである。
【００５３】
第２の実施形態の動作を図９を参照して説明する。
Ｄ／Ａ部４１０より出力されたアナログ出力は、遅延部４１４により遅延される。遅延部４１４による遅延時間は、再生クロック信号の周波数変動が発生した場合、それを検出するまでの時間程度とする。
可変ＡＴＴ４１５には、例えば、ＰＩＮダイオードを使用し、流れる電流（1〜２ｍＡ）をＯＮ／ＯＦＦすることにより容易に２０ｄB程度の減衰量ＯＮ／ＯＦＦを実現することができる。ＰＩＮダイオードのＯＮ／ＯＦＦは比較制御部２２０から出力される振幅制御信号を用いて制御するようにする。
すなわち、光回線正常時には電流ＯＮ状態にすることにより減衰量を最小とし、光回線断の場合は電流ＯＦＦ状態にすることにより減衰量を最大とする。この遅延部４１４と可変ＡＴＴ４１５によって出力低減手段を構成する。遅延部４１４と可変ＡＴＴ４１５とを、混合部４１１と増幅部４１２の間の所望周波数帯に挿入しても効果は同じである。
【００５４】
すなわち、第２の実施形態によると、保守等で光回線断を発生させた場合、または光回線断の障害が発生した場合に、再生クロック信号の周波数変動を取り扱いし易い低周波信号に置換し、瞬時に、かつ的確に周波数変動を検出することによって、異常信号が遅延部４１４を通過する前に可変ＡＴＴ４１５を最大減衰量に設定することができるので、違法周波数の発信時間や、信振幅信号のデータ化けやビット化けによる過大出力信号の送出時間を最小限に抑えることができ、電波状態を正常にし、増幅部を保護することができる。
【００５５】
以上の説明では、本発明の無線基地局システム及びそこで用いられる送信出力制御方法について述べたが、以上の送信出力制御方法の各工程での実行内容をプログラム化してコンピュータに実行させるように構成しても良い。これにより、前述した各実施の形態の場合と同様に機能し、再生クロック信号の周波数変動を取り扱いし易い低周波信号に置換して、時定数の小さな検出器で瞬時に、かつ的確に周波数変動を検出し、無線送受信部の出力を低減して、違法周波数の発信時間や、信振幅信号のデータ化けやビット化けによる過大出力信号の送出時間を最小限に抑えることができ、電波状態を正常にし、増幅部を保護することができる無線基地局システムでの送信出力制御プログラムを得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
以上に述べたように、本発明によると、違法周波数の発信時間や、信振幅信号のデータ化けやビット化けによる過大出力信号の送出時間を最小限に抑えることができるので、携帯電話など移動通信の無線基地局に用いて効果が高く、無線通信分野で利用の可能性が高い。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第１の実施形態における無線基地局システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した第１の実施形態の基地局装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示した第１の実施形態の無線送受信部の構成を示すブロック図である。
【図４】図１に示した第１の実施形態の無線送信処理部ブロック図である。
【図５】図１に示した第１の実施形態での再生クロック信号の周波数変動、ＨＰＦ部出力波形、検査部出力の直流レベルを示す図表である。
【図６】図１に示した第１の実施形態での無処置時の増幅器入力レベルの変動とそれに対する処理結果を示す図表である。
【図７】図１に示した第１の実施形態での基地局装置から無線送受信部に送られる信号の時間チャートである。
【図８】本発明の第１の実施形態での送信制御動作のフローチャートである。
【図９】本発明の第２の実施形態での無線送信処理部のブロック図である。
【図１０】従来の無線送受信部の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５８】
１  基地局装置
２  無線送受信部
３  光ファイバ
２０３  デシリアライザ部（再生クロック周波数低減手段）
２１３  分配部（再生クロック周波数低減手段）
２１６  混合部（再生クロック周波数低減手段：周波数混合手段）
２１７  発振器（再生クロック周波数低減手段）
２１８  ＨＰＦ部（周波数変動検出手段）
２１９  検波部（周波数変動検出手段:検波手段：検波手段）
２２０  比較制御部（周波数変動検出手段）
３０２〜３０５  アナログスイッチ（出力低減手段：スイッチ手段）
４１４  遅延部（出力低減手段：遅延手段）
４１５  可変ＡＴＴ（出力低減手段：可変減衰器）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2008022483.tif 000009
【図８】
2008022483.tif 000010
【図９】
2008022483.tif 000011
【図１０】
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