(57)【要約】【課題】基地局と複数の中継局を有線、複数の中継局と移動局を無線で接続する移動体通信装置において、無線回線における中継局どうしの干渉を抑制し、通信品質を向上させる。【解決手段】光ファイバ２４と２６の長さの差を、通信方式として直交波周波数分割多重方式を用いる場合にはガードインターバル相当分よりも小さくし、通信方式がスペクトル拡散方式を用いる場合にはチップレート相当分よりも大きくする。【選択図】      図２
2007096943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動局との間で通信を行う基地局と
基地局との間は有線回線を介して、移動局との間は空中線で、基地局と移動局との間の通信を中継する複数の中継局と
基地局と複数の中継局との間に設けられて、両局の間を伝わる信号を分岐もしくは合成する分岐器と
基地局と分岐器との間を接続して、これらの間で信号を伝える第１の伝送線と、
分岐器と各中継局との間をそれぞれ接続して、これらの間で信号を伝える複数の第２の伝送線とを備えて成り、
第２の伝送線の長さに、無線通信方式及び移動局の持つ耐干渉特性に応じて差を設けることを特徴とする、移動体通信装置。
【請求項２】
移動局との間で、直交波周波数分割多重方式を用いて通信を行う基地局と
基地局から移動局へ向けて送信される信号を、同一の内容を持つ複数の信号に分岐させるとともに、移動局から基地局へ向けて送信される信号を、ひとつの信号に統合する伝送線分岐器と
基地局と伝送線分岐器とを接続して、前記信号を基地局と伝送線分岐器との間で伝送する第１の伝送線と
個別の所定領域内に存在する移動局との間で無線回線を介して前記信号を伝送する複数の中継局と
伝送線分岐器と各中継局とを接続して、伝送線分岐器と各中継局との間で前記信号を伝送する複数の第２の伝送線とを備えて成り、
前記第２の伝送線のうち、少なくとも一部が重複するような前記所定領域を有する複数の前記中継局にそれぞれ接続された伝送線において、当該第２の伝送線を介して前記信号を伝送する際に要する伝送時間の各々の長さの差が、前記信号に含まれるガードインターバル時間の長さを超えないものであることを特徴とする、移動体通信装置。
【請求項３】
請求項２に記載の移動体通信装置であって、
前記第２の伝送線のうち、少なくとも一部が重複するような前記所定領域を有する複数の前記中継局にそれぞれ接続された伝送線において、各伝送線の長さの差が、前記信号に含まれるガードインターバル時間に前記信号が伝送される距離を超えないものであることを特徴とする、移動体通信装置。
【請求項４】
移動局との間で、スペクトル拡散方式を用いて通信を行う基地局と
基地局から移動局へ向けて送信される信号を、同一の内容を持つ複数の信号に分岐させるとともに、移動局から基地局へ向けて送信される信号を、ひとつの信号に統合する伝送線分岐器と
基地局と伝送線分岐器とを接続して、前記信号を基地局と伝送線分岐器との間で伝送する第１の伝送線と
個別の所定領域内に存在する移動局との間で無線回線を介して前記信号を伝送する複数の中継局と
伝送線分岐器と各中継局とを接続して、伝送線分岐器と各中継局との間で前記信号を伝送する複数の第２の伝送線とを備えて成り、
前記第２の伝送線のうち、少なくとも一部が重複するような前記所定領域を有する複数の前記中継局にそれぞれ接続された伝送線において、当該第２の伝送線を介して前記信号を伝送する際に要する伝送時間の各々の長さの差が、短くとも前記信号のチップレートの１チップ分に等しいものであることを特徴とする、移動体通信装置。
【請求項５】
請求項４に記載の移動体通信装置であって、
前記第２の伝送線のうち、少なくとも一部が重複するような前記所定領域を有する複数の前記中継局にそれぞれ接続された伝送線において、各伝送線の長さの差が、短くとも前記信号のチップレートの１チップ分の時間に前記信号が伝送される距離に等しいものである
ことを特徴とする、移動体通信装置。
【請求項６】
請求項４もしくは請求項５に記載の移動体通信装置であって、前記複数の中継局において、前記所定領域が互いに実質的に同一であることを特徴とする、移動体通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体通信に関し、特に移動体の経路に沿って設置された中継局から移動体に搭載された移動局へ向けて信号を送信する装置において、複数の中継局から送信される信号どうしの干渉に起因する悪影響を抑制する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複数の中継局を介して光ファイバと空中線を接続して移動体通信を行うシステムとして、下記特許文献１のようなものが知られている。当該文献に記載された装置の概要を、以下に簡単に説明する。
【０００３】
図１に、従来の無線送信装置の例を示す。図において、１は送信局、２、４、ならびに６はそれぞれ光ファイバ、３は光分岐器、５、ならびに７は中継局、８は受信局、９は中継局５によって形成されるセル、１０は中継局７によって形成されるセル、１１はセル９とセル１０とが重複する干渉エリアである。
【０００４】
送信局１は、空中線信号と同じ周波数のアナログ信号を光ファイバを介して送信する、いわゆるＲａｄｉｏ  ｏｖｅｒ  Ｆｉｂｅｒ方式の送信機であり、ＲＦ帯の所定のアナログ信号を生成し、光ファイバ２を介して送信する。光ファイバ２を通った信号は、光分岐器３において分岐し、光ファイバ４ならびに６を介して、それぞれ中継局５ならびに７に伝えられる。ここで、中継局５ならびに７に伝えられた信号は、基地局１から送信された信号とまったく同じ信号である。
中継局５ならびに７においては、各々光ファイバ４ならびに６を介して受け取った信号を、内容を変更することなく電波に変換して８は受信局に宛てて送信する。ここで、中継局５からはセル９の内部全体に、ならびに中継局７からはセル１０の内部全体に、実質的に均一に電波を送信する。そのため、セル９とセル１０とが地理的に重複する干渉エリア１１の内部に受信局８が存在する場合には、受信局８は、中継局５からの電波と中継局７からの電波と、両方を受信する。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２４４８６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このとき、中継局５からの電波と中継局７からの電波とは、同時に受信局８に到達するとは限らず、伝送遅延などの理由により、到達時刻に僅かな差を生じることがある。この現象により、中継局５からの電波と中継局７からの電波とが干渉を起こし、マルチパスフェーディングと類似の悪影響を、通信状態に及ぼすことになる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような課題を解決する目的で、本発明においては、光分岐器から中継局までの伝送線、すなわち上述の従来技術例においては光ファイバ４ならびに６として示されたものを、信号の伝送方式に応じて最適化された伝送長としたものである。
【発明の効果】
【０００８】
上述の構成を採用することにより、本発明の無線送信装置においては、無線信号相互の干渉に起因する通信状態への悪影響を、効果的に抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
伝送線分岐器と中継局との間を接続する伝送線の長さを、通信方式に応じて実質的に同じ長さとしたり、所定長の差を設けたりして、隣接する中継局と伝送線分岐器との間で信号を伝送する時間を、調整する。以下、通信方式ごとに伝送線の長さを調整する具体的な形態について、３件の実施例を以って説明する。
【実施例１】
【００１０】
図２に、本発明の第１の実施例の装置の構成を示す。図２において、２１は直交波周波数分割多重（以下、ＯＦＤＭと略称する）方式で信号を送信する送信局、２２、２４、ならびに２６はそれぞれ光ファイバ、２３は光分岐器、２５、ならびに２７は中継局、２８は受信局、２９は中継局２５によって形成されるセル、３０は中継局７によって形成されるセル、３１はセル２９とセル３０とが地理的に重複する干渉エリアである。
【００１１】
干渉エリア３１は、中継局２５と中継局２７の両者から、ほぼ等しい距離にある。これは、中継局２５と中継局２７の空中線送信電力が互いに等しい理由による。従って、受信局２８が干渉エリア３１の内部に存在するときには、中継局２５から受信局２８までの送信遅延と中継局２５から受信局２８までの送信遅延とは、実質的に等しいことになる。
送信局２１は、ＯＦＤＭ方式によってＲＦ帯の所定のアナログ信号を生成し、光ファイバ２を介して送信する。
【００１２】
光ファイバ２２を通った信号は、光分岐器２３において分岐し、光ファイバ２４ならびに２６を介して、それぞれ中継局２５ならびに２７に伝えられる。ここで、送信信号が、送信局２１から出力され、光ファイバ２４、中継局２５を経由し干渉エリア３１に到達する時間と、送信局２１から光ファイバ２６、中継局２７を経由して干渉エリア３１に到達する時間の差が、最大でもＯＦＤＭにおけるガードインターバルを超えないように調整しておく。
【００１３】
ここでいうガードインターバルとは、ＯＦＤＭ方式においてマルチパスに起因する信号相互の干渉を回避するために、信号に付加される余分な部分のことである。一般に無線通信においては、送信局から受信局（本発明においては中継局から受信局）への電波の伝わり方は単一ではなく、常に複数の経路をたどって伝わる。このため、受信局からみると、送信局から一回送信された電波を、わずかなタイミングの『ずれ』を伴って複数回繰り返し受信することになる。この『ずれ』の影響によって、受信局で受信した信号をシンボル単位で復調しようとするときに、各シンボルの最初の方では、当該シンボルの直前に受信した別のシンボルの信号が混入してしまうことになる。
【００１４】
このような現象を避けるために、送信側では、各シンボルの信号の送信に先立って、一定時間にわたって余分な信号を送信して、その後続けて当該シンボルの信号を送信するようにしている。このようにすれば、仮に上述のように別のシンボルの信号が混入してしまうことがあっても、混入の影響は余分な信号に現れるだけで、実際に復調を必要とするシンボル部分の信号は、悪影響を受けずに済む。このような余分な信号を送る時間が、ガードインターバルと呼ばれるものである。
【００１５】
通常の無線通信においては、ガードインターバルの時間長さを定める際には、無線通信におけるマルチパスに起因する伝送遅延の影響を考慮すれば充分であるが、本実施例のように有線通信と無線通信を直列に接続するような装置においては、無線通信だけでなく有線通信の伝送遅延の影響をも、考慮する必要がある。そのために、上に述べた如くに光ファイバ２４ならびに２６の長さを定める。
【００１６】
このような構成に基づく動作について、下記に説明する。
光分岐器２３から光ファイバ２４ならびに２６へは、同じ信号がまったく同時に送出される。光ファイバ２４ならびに２６へ送出された信号は、それぞれ中継局２５ならびに２７へ到達する。
【００１７】
このとき、光ファイバ内部での伝送遅延によって、信号が各中継局へ到達するタイミングには、『ずれ』を生じる。ただし、本実施例においては、ガードインターバルを超えない範囲にとどまる。これは、光ファイバ２４ならびに２６の長さの差を調整したためである。
【００１８】
中継局２５ならびに２７に伝えられた信号は、基地局２１から送信された信号とまったく同じ信号である。中継局２５ならびに２７においては、各々光ファイバ２４ならびに２６を介して受け取った信号を、内容を変更することなく電波に変換して２８は受信局に宛てて送信する。ここで、中継局２５からはセル２９の内部全体に、ならびに中継局２７からはセル３０の内部全体に、実質的に均一に電波を送信する。そのため、セル２９とセル３０とが地理的に重複する干渉エリア３１の内部に受信局２８が存在する場合には、受信局２８は、中継局２５からの電波と中継局２７からの電波と、両方を受信する。
【００１９】
ここで、移動局２８が干渉エリア１１内に存在するときには、中継局２５もしくは２７と移動局２８との距離は、互いにほぼ等しい。従って、中継局から移動局への空中線伝送に伴う伝送遅延の時間の差は、無視できる程度である。従って、移動局２８が受信する信号のタイミングも、同様に互いにほぼ等しくなる。
【００２０】
ただし本実施例においては、従来の技術と同様に、無線通信部分において、中継局２５から受信局２８までと中継局２７から受信局２８までの距離の差も、上記の『ずれ』に影響を及ぼす。その点を考慮すると、干渉エリア３１が小さくなるようにセル２９ならびにセル３０の配置や大きさを調整することが、依然として望ましい。特に、受信局２８が所定の経路に沿って移動するような場合には、干渉エリア３１がこの所定の経路に掛かる部分を小さくすることが、望ましい。
【実施例２】
【００２１】
図３に、本発明の第２の実施例の装置の構成を示す。図３において、４１は符号分割多重（以下、ＣＤＭＡと略称する）方式で信号を送信する送信局、４２、４４、ならびに４６はそれぞれ光ファイバ、４３は光分岐器、４５、ならびに４７は中継局、４８は受信局、４９は中継局４５によって形成されるセル、５０は中継局４７によって形成されるセル、５１はセル４９とセル５０とが地理的に重複する干渉エリアである。干渉エリア５１は、中継局４５と中継局４７の両者から、ほぼ等しい距離にある。これは、中継局４５と中継局４７の空中線送信電力が互いに等しい理由による。従って、受信局４８が干渉エリア５１の内部に存在するときには、中継局４５から受信局４８までの送信遅延と中継局４５から受信局４８までの送信遅延とは、実質的に等しいことになる。
【００２２】
送信局４１は、ＣＤＭＡ方式によってＲＦ帯の所定のアナログ信号を生成し、光ファイバ４２を介して送信する。
光ファイバ４２を通った信号は、光分岐器４３において分岐し、光ファイバ４４ならびに４６を介して、それぞれ中継局４５ならびに４７に伝えられる。ここで、光ファイバ４４ならびに４６の長さの差が、送信される信号のチップレートと光ファイバにおける信号の伝送速度との積に相当する長さ以上になるように調整される。この場合、光ファイバ４４ならびに４６の長短は、どちらでも構わない。
【００２３】
ここでいうチップレートは、ひとつの拡散符号を用いる信号が伝送されるのに要する時間を指す。拡散符号速度とも言われる。
上述のように光ファイバ４４ならびに４６の長短に差をつけることによって、中継局４５ならびに４７に到達するまでの間に、光ファイバ４４ならびに４６を通る信号には、少なくとも１チップレート相当分だけ、伝送遅延量に差を生じる。
【００２４】
このことを受信局４８側からみると、中継局４５ならびに４７からそれぞれ受信する信号が、各中継局から受信局４８に直接到達する直接波どうしで比較しても、受信タイミングを少なくとも１チップレート相当分だけ違えることになる。
ここで、ＣＤＭＡ方式に採用されるＰＮ符号は、遅延量が１チップ時間以上になると自己相関値が極めて小さい値になる。この性質に基づき、中継局４５ならびに４７から受信した信号を、受信局４８において分離し、別の信号として扱うことが可能になる。これを利用して、中継局４５ならびに４７から受信した信号を、レイク合成する。レイク合成の際に、受信タイミングのずれの影響は除去される。
【実施例３】
【００２５】
図４に、本発明の第３の実施例の装置の構成を示す。図４において、６１はＣＤＭＡと略称する）方式で信号を送信する送信局、２、６４、ならびに６６はそれぞれ光ファイバ、６３は光分岐器、６５、ならびに６７は中継局、６８は受信局、６９は中継局６５によって形成されるセル、７０は中継局６７によって形成されるセル、７１はセル６９とセル７０とが地理的に重複する干渉エリアである。干渉エリア７１は、第２実施例の場合とは異なり、図４に示すように、セル６９ならびにセル７０の大半を占めている。また、光ファイバ６４ならびに４６の長短に関しては、第２実施例と同様である。その他の構成要件については、第２実施例と同じである。
【００２６】
上記構成の装置の動作に関しては、上述の第２実施例の場合と同様である。ただ、本実施例においては、中継局６５ならびに６７が、セル６９ならびに７０の大きさに比べて相対的に近接して設置されているため、干渉エリア７１がセル６９ならびにセル７０のうち大半を占める。干渉エリア７１内部においては、受信局６８は中継局６５ならびに６７の両方から、空中線信号を受信することになる。このことから明らかなように、受信局６８が任意に移動する場合には、受信局６８が複数の中継局からの空中線信号を同時に受信する機会が、第２実施例の場合と比べて、きわめて多いことになる。
【００２７】
その結果、受信局６８におけるレイク合成の際に、合成対象のフィンガーが増えることになる。もし、中継局６５と６７とが、互いにきわめて近接した位置に設置され、マルチパスの発生状況などの伝送条件がほぼ同じとすれば、フィンガーの数は２倍に増えることになる。
【００２８】
なお、上記３件の実施例においては、光ファイバを介してＲＦ帯のアナログ信号を伝送する、いわゆるＲａｄｉｏ  ｏｖｅｒ  Ｆｉｂｅｒ方式の通信システムを例にとって説明したが、本発明の適用範囲はこれに限られるものではなく、光ファイバによってディジタル信号を伝送する場合、また光ファイバでなく電線を用いる場合、その他公知の技術を転用して、さまざまな形態が考えられる。これらの形態をも、本発明の範囲に含むものである。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、たとえば基地局と中継局とを光ファイバによって接続し、中継局と移動局とを空中線によって接続して、基地局と移動局との間で通信を行うようなシステムに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】従来の装置の概要を示す説明図である。
【図２】第１実施例の装置の概要を示す説明図である。
【図３】第２実施例の装置の概要を示す説明図である。
【図４】第３実施例の装置の概要を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  基地局
２  光ファイバ
３  光分岐器
４  光ファイバ
５  中継局
６  光ファイバ
７  中継局
８  移動局
９  セル
１０  セル
１１  干渉エリア
２１  基地局
２２  光ファイバ
２３  光分岐器
２４  光ファイバ
２５  中継局
２６  光ファイバ
２７  中継局
２８  移動局
２９  セル
３０  セル
３１  干渉エリア
４１  基地局
４２  光ファイバ
４３  光分岐器
４４  光ファイバ
４５  中継局
４６  光ファイバ
４７  中継局
４８  移動局
４９  セル
５０  セル
５１  干渉エリア
６１  基地局
６３  光分岐器
６４  光ファイバ
６５  中継局
６６  光ファイバ
６７  中継局
６８  移動局
６９  セル
７０  セル
７１  干渉エリア
【図１】
2007096943.tif 000003
【図２】
2007096943.tif 000004
【図３】
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【図４】
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