(57)【要約】      （修正有）【課題】１つの増幅器を用いて時分割複信による通信を行うことが可能であり、安価かつコンパクトな中継装置を提供すること。【解決手段】第１及び第２のリンク信号がそれぞれ入力される第１及び第２の入出力端子と、増幅器と、増幅器の入力端子及び出力端子と、第１及び第２の入出力端子との間に設けられたスイッチ回路と、第１及び第２の入出力端子のいずれの端子にリンク信号が入力されたかを検出する検出回路と、スイッチ回路の切替制御をなす切替制御回路と、を有し、切替制御回路は、検出回路によって第１（２）のリンク信号が検出された場合、第１（２）のリンク信号が増幅器の入力端子に供給され、増幅器によって増幅された第１（２）のリンク信号が第２（１）の入出力端子から出力されるように第１（２）の伝送経路を構成する切替制御をなす。【選択図】図１
2016019033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２のリンク信号がそれぞれ入力される第１及び第２の入出力端子と、
増幅器と、
前記増幅器の入力端子及び出力端子と、前記第１及び第２の入出力端子との間に設けられたスイッチ回路と、
前記第１及び第２の入出力端子のいずれの端子にリンク信号が入力されたかを検出する検出回路と、
前記スイッチ回路の切替制御をなす切替制御回路と、を有し、
前記切替制御回路は、
前記検出回路によって前記第１のリンク信号が検出された場合、前記第１のリンク信号が前記増幅器の前記入力端子に供給され、前記増幅器によって増幅された前記第１のリンク信号が前記第２の入出力端子から出力されるように第１の伝送経路を構成し、
前記検出回路によって前記第２のリンク信号が検出された場合、前記第２のリンク信号が前記増幅器の前記入力端子に供給され、前記増幅器によって増幅された前記第２のリンク信号が前記第１の入出力端子から出力されるように第２の伝送経路を構成する前記切替制御をなすことを特徴とする中継装置。
【請求項２】
前記スイッチ回路は、前記増幅器の前記出力端子と前記第１の入出力端子との間に接続された第１のスイッチ回路と、前記増幅器の前記入力端子と前記第２の入出力端子との間に接続された第２のスイッチ回路と、を有し、
前記切替制御回路は、
前記検出回路によって前記第１のリンク信号が検出された場合、前記第１のリンク信号が前記第１のスイッチ回路から前記第２のスイッチ回路を介して前記増幅器に供給され、前記増幅器によって増幅された前記第１のリンク信号が前記第１のスイッチ回路から前記第２のスイッチ回路に伝送されて前記第２の入出力端子から出力されるように前記第１及び第２のスイッチ回路を切替え、
前記検出回路によって前記第２のリンク信号が検出された場合、前記第２のリンク信号が前記第２のスイッチ回路から前記増幅器に供給され、前記増幅器によって増幅された前記第２のリンク信号が前記第１のスイッチ回路に伝送されて前記第１の入出力端子から出力されるように前記第１及び第２のスイッチ回路を切替えることを特徴とする請求項１に記載の中継装置。
【請求項３】
前記検出回路は、前記第２の入出力端子及び前記第２のスイッチ回路間に設けられた方向性結合器と、前記方向性結合器の結合ポートからの信号を検波する検波器を含むことを特徴とする請求項２に記載の中継装置。
【請求項４】
前記検出回路は、前記検波器が前記第２のリンク信号のキャリア信号を検波することによって前記第２のリンク信号の入力を検出することを特徴とする請求項３に記載の中継装置。
【請求項５】
前記第１のスイッチ回路は、前記増幅器の前記出力端子に接続された第１のＳＰＤＴスイッチと、前記第１のＳＰＤＴスイッチ及び前記第１の入出力端子間に接続された第２のＳＰＤＴスイッチとからなり、
前記第２のスイッチ回路は、前記増幅器の前記入力端子に接続された第３のＳＰＤＴスイッチと、前記第３のＳＰＤＴスイッチ及び前記第２の入出力端子間に接続された第４のＳＰＤＴスイッチとからなり、
前記第１のＳＰＤＴスイッチは前記第４のＳＰＤＴに接続され、前記第２のＳＰＤＴスイッチは前記第３のＳＰＤＴスイッチに接続されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の中継装置。
【請求項６】
前記切替制御回路は、前記第１の伝送経路と前記第２の伝送経路とを切替える切替信号を生成することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の中継装置。
【請求項７】
前記第１及び第２のリンク信号の各々は無線信号であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載の中継装置。
【請求項８】
前記第１のリンク信号は、基地局から端末装置へのダウンリンク信号であり、
前記第２のリンク信号は、前記端末装置から前記基地局へのアップリンク信号であることを特徴とする請求項７に記載の中継装置。
【請求項９】
前記第１及び第２のリンク信号は時分割複信方式による信号であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１つに記載の中継装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信や有線通信に用いられる中継装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
中継装置は、電波や光などによる信号を増幅、整形して中継する装置である。例えば無線通信を行う際には、一般に基地局及び端末間に中継装置が設けられる。中継装置は、例えば電波塔やビルの屋上などに設けられ、基地局及び端末間の通信可能範囲を拡大する機能を有している。また、中継装置は、増幅器を有し、例えば基地局側から受信した信号を増幅し、増幅された信号を端末に向けて送信する。
【０００３】
特許文献１には、第１及び第２の光アンプと、第１及び第２の光入出力ポートと、第１の光入出力ポートからの入力光を第１の光アンプの入力に供給し、第２の光アンプの出力光を第１の光入出力ポートに供給する第１の光分配手段と、第２の光入出力ポートからの入力光を第２の光アンプの入力に供給し、第１の光アンプの出力光を第２の光入出力ポートに供給する第２の光分配手段と、を有する双方向光増幅装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2001-148665号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
中継装置は、例えば特許文献１に記載されているように、双方向の信号の伝送（複信）を行うように構成されることが可能である。このような複信可能な装置においては、伝送方向に応じた２つの増幅器が設けられる。また、複信動作の際には、伝送方向に応じてこれら２つの増幅器のいずれか一方を経由する伝送経路が選択され、当該選択された伝送経路を通って信号が伝送される。
【０００６】
一方、通信方式として、時分割複信（Time Division Duplex：ＴＤＤ）方式がある。ＴＤＤ方式は、信号（情報）を時間軸で分割し、信号の伝送方向を高速で切り替えながら信号の送受信を行う方式である。このため、複信に対応した中継装置においてＴＤＤ方式の中継を行う場合、ダウンリンク用の増幅器及びアップリンク用の増幅器を設け、ダウンリンク信号及びアップリンク信号を時分割によって切替えながら複信を行う。
【０００７】
一般に、電子部品は、安価であり、コンパクトであることが望ましい。
【０００８】
本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、安価かつコンパクトな中継装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による中継装置は、第１及び第２のリンク信号がそれぞれ入力される第１及び第２の入出力端子と、増幅器と、増幅器の入力端子及び出力端子と、第１及び第２の入出力端子との間に設けられたスイッチ回路と、第１及び第２の入出力端子のいずれの端子にリンク信号が入力されたかを検出する検出回路と、スイッチ回路の切替制御をなす切替制御回路と、を有し、切替制御回路は、検出回路によって第１のリンク信号が検出された場合、第１のリンク信号が増幅器の入力端子に供給され、増幅器によって増幅された第１のリンク信号が第２の入出力端子から出力されるように第１の伝送経路を構成し、検出回路によって第２のリンク信号が検出された場合、第２のリンク信号が増幅器の入力端子に供給され、増幅器によって増幅された第２のリンク信号が第１の入出力端子から出力されるように第２の伝送経路を構成する切替制御をなすことを特徴としている。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（ａ）及び（ｂ）は、実施例１に係る中継装置の構成を示す図であり、（ｃ）は実施例１に係る中継装置における切替信号、スイッチ回路の接続状態及び伝送方向の関係を示す図である。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は、実施例１に係る中継装置の動作時における信号の伝送経路を示す図である。
【図３】実施例１の変形例１に係る中継装置の構成を示す図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ実施例１の変形例２及び３に係る中継装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
例えばＴＤＤ方式などの時分割による複信においては、双方向の信号の伝送が同時に行われることはない。すなわち、２つの増幅器を設けた場合、２つの増幅器が同時に使用されることはない。また、増幅器は、他の部品に比べて高価でありかつサイズの大きな部品である。
【００１２】
本発明の発明者らは、例えばＴＤＤ方式のように、双方向で通信を行うが、同時に双方向の通信を行うことがない場合には、１つの増幅器を双方向の伝送に共用することが可能であることに着目した。また、これに合わせて装置の構成部品を検討し、部品コストを低減すること、また、装置サイズ、ひいては装置を囲う筐体（ケース）を小さくすることに着目した。
【００１３】
以下、本発明の実施例について詳細に説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１（ａ）は、実施例１に係る中継装置１０の構成を示す図である。中継装置１０は、リンク信号が入力される第１及び第２の入出力端子Ｔ１及びＴ２を有する。中継装置１０は、その第１の入出力端子Ｔ１に第１のリンク信号Ｓ１が入力された場合、第１のリンク信号Ｓ１を増幅し、第２の入出力端子Ｔ２から出力する。また、中継装置１０は、その第２の入出力端子Ｔ２に第２のリンク信号Ｓ２が入力された場合、第２のリンク信号Ｓ２を増幅し、第１の入出力端子Ｔ１から出力する。本実施例においては、第１のリンク信号Ｓ１及び第２のリンク信号Ｓ２は時分割複信方式による信号である。
【００１５】
本実施例においては、中継装置１０が基地局ＢＳ及び端末装置ＴＤ間において無線信号を中継する場合について説明する。具体的には、第１の入出力端子Ｔ１は、第１のアンテナＡ１に接続されている。また、第２の入出力端子Ｔ２は、第２のアンテナＡ２に接続されている。端末装置ＴＤは、例えば、ラジオ、携帯電話、スマートフォン若しくはタブレットなどの携帯端末である。
【００１６】
第１のアンテナＡ１によって受信された第１のリンク信号Ｓ１は、中継装置１０の増幅器によって増幅され、第２のアンテナＡ２から送信される。また、第２のアンテナＡ２によって受信された第２のリンク信号Ｓ２は、中継装置１０の増幅器によって増幅され、第１のアンテナＡ１から送信される。すなわち、第１のリンク信号Ｓ１は、基地局ＢＳから端末装置ＴＤへのダウンリンク信号であり、第２のリンク信号Ｓ２は、端末装置ＴＤから基地局ＢＳへのアップリンク信号である。また、中継装置１０は、時分割複信による通信方式に用いられる。
【００１７】
本実施例においては、基地局ＢＳからの無線信号（第１のリンク信号Ｓ１）を端末装置ＴＤに中継する場合の中継装置１０の動作をダウンリンクと称し、ダウンリンク時における第１のリンク信号Ｓ１の伝送経路をダウンリンク経路（第１の伝送経路）Ｐ１と称する。また、端末装置ＴＤからの無線信号（第２のリンク信号Ｓ２）を基地局ＢＳに中継する場合の中継装置１０の動作をアップリンクと称し、アップリンク時における第２のリンク信号Ｓ２の伝送経路をアップリンク経路（第２の伝送経路）Ｐ２と称する。なお、第２の伝送経路Ｐ２は、第１の伝送経路Ｐ１とは反対方向の伝送経路である。
【００１８】
図１（ｂ）は、中継装置１０の詳細構造を示すブロック図である。中継装置１０は、増幅器ＡＰを含む増幅回路１１を有している。増幅回路１１は、増幅器ＡＰと、増幅器ＡＰの入力端子及び出力端子と、第１及び第２の入出力端子Ｔ１及びＴ２との間に設けられたスイッチ回路ＳＷＣからなる。スイッチ回路ＳＷＣは、増幅器ＡＰの出力端子及び第１の入出力端子Ｔ１間に接続された第１のスイッチ回路１１Ａと、増幅器ＡＰの入力端子及び第２の入出力端子Ｔ２間に接続された第２のスイッチ回路１１Ｂとを有している。
【００１９】
第１のスイッチ回路１１Ａは、増幅器ＡＰの出力端子に接続されたＳＰＤＴ（単極双投）スイッチ（第１のＳＰＤＴスイッチ）ＳＷ１と、ＳＰＤＴスイッチＳＷ１及び第１の入出力端子Ｔ１間に接続されたＳＰＤＴスイッチ（第２のＳＰＤＴスイッチ）ＳＷ２とからなる。第２のスイッチ回路１１Ｂは、増幅器ＡＰの入力端子に接続されたＳＰＤＴスイッチ（第３のＳＰＤＴスイッチ）ＳＷ３と、ＳＰＤＴスイッチＳＷ３及び第２の入出力端子Ｔ２間に接続されたＳＰＤＴスイッチ（第４のＳＰＤＴスイッチ）ＳＷ４とからなる。また、ＳＰＤＴスイッチＳＷ１はＳＰＤＴスイッチＳＷ４に接続され、ＳＰＤＴスイッチＳＷ２はＳＰＤＴスイッチＳＷ３に接続されている。ＳＰＤＴスイッチＳＷ１〜ＳＷ４の各々は、例えばダイオードやトランジスタを用いた半導体素子からなる。
【００２０】
ＳＰＤＴスイッチＳＷ１のコモン端子（共通端子）ｃは増幅器ＡＰの出力端子に接続されている。ＳＰＤＴスイッチＳＷ１の第１の選択端子ａは、ＳＰＤＴスイッチＳＷ２の第１の選択端子ａに接続されている。ＳＰＤＴスイッチＳＷ１の第２の選択端子ｂは、ＳＰＤＴスイッチＳＷ４の第２の選択端子ｂに接続されている。ＳＰＤＴスイッチＳＷ２のコモン端子ｃは第１の入出力端子Ｔ１に接続されている。ＳＰＤＴスイッチＳＷ２の第２の選択端子ｂは、ＳＰＤＴスイッチＳＷ３の第２の選択端子ｂに接続されている。
【００２１】
ＳＰＤＴスイッチＳＷ３のコモン端子ｃは増幅器ＡＰの入力端子に接続されている。ＳＰＤＴスイッチＳＷ３の第１の選択端子ａはＳＰＤＴスイッチＳＷ４の第１の選択端子ａに接続されている。ＳＰＤＴスイッチＳＷ４のコモン端子ｃは第２の入出力端子Ｔ２に接続されている。
【００２２】
中継装置１０は、第１及び第２の入出力端子Ｔ１及びＴ２のいずれの端子にリンク信号が入力されたかを検出する検出回路１２を有している。中継装置１０は、検出回路１２が第１のリンク信号（ダウンリンク信号）Ｓ１を検出した場合、第１の伝送経路Ｐ１によって第１のリンク信号Ｓ１を中継する。中継装置１０は、検出回路１２が第２のリンク信号（アップリンク信号）Ｓ２を検出した場合、第２の伝送経路Ｐ２によって第２のリンク信号Ｓ２を中継する。
【００２３】
中継装置１０は、検出回路１２の検出結果に基づいてスイッチ回路ＳＷＣの切替制御をなす切替制御回路１３を有している。切替制御回路１３は、第１の伝送経路Ｐ１と第２の伝送経路Ｐ２とを切替える切替信号ＳＳを生成し、第１及び第２のスイッチ回路１１Ａ及び１１Ｂに供給する。
【００２４】
切替制御回路１３は、検出回路１２によって第１のリンク信号Ｓ１が検出された場合、第１のリンク信号Ｓ１が増幅器ＡＰの入力端子に供給され、増幅器ＡＰによって増幅された第１のリンク信号Ｓ１Ｂ（図２（ａ）参照）が第２の入出力端子Ｔ２から出力されるように第１の伝送経路（ダウンリンク経路）Ｐ１を構成する切替制御をなす。また、切替制御回路１３は、検出回路１２によって第２のリンク信号Ｓ２が検出された場合、第２のリンク信号Ｓ２が増幅器ＡＰの入力端子に供給され、増幅器ＡＰによって増幅された第２のリンク信号Ｓ２Ｂ（図２（ｂ）参照）が第１の入出力端子Ｔ１から出力されるように第２の伝送経路（アップリンク経路）Ｐ２を構成する切替制御をなす。
【００２５】
より具体的には、切替制御回路１３は、検出回路１２によって第１のリンク信号Ｓ１が検出された場合、第１の入出力端子Ｔ１からの第１のリンク信号Ｓ１が第１のスイッチ回路１１Ａから第２のスイッチ回路１１Ｂを介して増幅器ＡＰに供給され、増幅器ＡＰによって増幅された第１のリンク信号Ｓ１Ｂが第１のスイッチ回路１１Ａから第２のスイッチ回路１１Ｂに伝送されて第２の入出力端子Ｔ２から出力されるように第１及び第２のスイッチ回路１１Ａ及び１１Ｂを切替える。
【００２６】
また、切替制御回路１３は、検出回路１２によって第２のリンク信号Ｓ２が検出された場合、第２の入出力端子Ｔ２からの第２のリンク信号Ｓ２が第２のスイッチ回路１１Ｂから増幅器ＡＰに供給され、増幅器ＡＰによって増幅された第２のリンク信号Ｓ２Ｂが第１のスイッチ回路１１Ａに伝送されて第１の入出力端子Ｔ１から出力されるように第１及び第２のスイッチ回路１１Ａ及び１１Ｂを切替える。
【００２７】
検出回路１２は、第２の入出力端子Ｔ２及び第２のスイッチ回路１１Ｂ間に接続された方向性結合器（以下、単に結合器と称する）１２Ａと、結合器１２Ａの結合ポートｃからの信号を検波する高周波検波器（以下、単に検波器と称する）１２Ｂとを有している。検出回路１２は、検波器１２Ｂがリンク信号（本実施例においては第２のリンク信号Ｓ２）のキャリア信号（無変調波）を検波することによってリンク信号の入力を検出する。
【００２８】
方向性結合器１２Ａは、例えば３ポート型の方向性結合器から構成されている。結合器１２Ａは、例えばマイクロストリップラインなどの基板上の金属配線パターンによって形成することができる。また、結合器１２Ａは、セラミック材料を用いた素子によって構成することもできる。検波器１２Ｂは、例えばダイオード、抵抗などを用いた半導体素子から構成されている。
【００２９】
結合器１２Ａの入力ポートｉは第２の入出力端子Ｔ２に接続され、出力ポートｏは第２のスイッチ回路１１Ｂ（本実施例においてはＳＰＤＴスイッチＳＷ４のコモン端子ｃ）に接続されている。結合器１２Ａの結合ポートｃは検波器１２Ｂに接続されている。第２の入出力端子Ｔ２に第２のリンク信号Ｓ２が入力された場合、第２のリンク信号Ｓ２は結合ポートｃから検波器１２Ｂに供給される。検波器１２Ｂは、結合器１２Ａからのリンク信号のレベルに応じた直流電圧を生成する。
【００３０】
切替制御回路１３は、検波器１２Ｂによって生成された直流電圧を切替信号ＳＳに変換する電圧変換回路（以下、単に変換回路と称する）１３Ａと、切替信号ＳＳを増幅回路１１に出力する切替信号出力回路（以下、単に出力回路と称する）１３Ｂとからなる。変換回路１３Ａは出力回路１３Ｂに接続され、出力回路１３Ｂは、増幅回路１１の第１及び第２のスイッチ回路１１Ａ及び１１ＢにおけるＳＰＤＴスイッチＳＷ１〜ＳＷ４の制御端子（図示せず）に接続されている。変換回路１３Ａは、検波器１２Ｂによって生成された直流電圧を、ＳＰＤＴスイッチＳＷ１〜ＳＷ４の端子の切替に必要な論理レベルに合わせた切替信号ＳＳに変換する。
【００３１】
図１（ｃ）は、切替制御回路１３から増幅回路１１に入力される切替信号ＳＳの論理レベルと、ＳＰＤＴスイッチＳＷ１〜ＳＷ４の接続状態の関係を示す図である。理解の容易さのため、信号の伝送方向を合わせて示している。切替信号ＳＳは、ハイレベル（Ｈ）及びローレベル（Ｌ）の２種類の論理レベルを有している。ダウンリンク時、すなわち第１の入出力端子Ｔ１（第１のアンテナＡ１）から第１のリンク信号Ｓ１が入力された場合には、第１及び第２のスイッチ回路１１Ａ及び１１ＢにはＬレベルの切替信号ＳＳが入力される。同様に、アップリンク時、すなわち第２の入出力端子Ｔ２（第２のアンテナＡ２）から第２のリンク信号Ｓ２が入力された場合には、Ｈレベルの切替信号ＳＳが増幅回路１１の第１及び第２のスイッチ回路１１Ａ及び１１Ｂに入力される。
【００３２】
ダウンリンク時には、ＳＰＤＴスイッチＳＷ１〜ＳＷ４の各々において、そのコモン端子ｃは第２の選択端子ｂに接続される。すなわち端子ａ−ｃ間は開路（オフ）状態となり端子ｂ−ｃ間は閉路（オン）状態となる。これにより、第１の伝送経路Ｐ１が構成される。一方、ダウンリンク時には、ＳＰＤＴスイッチＳＷ１〜ＳＷ４の各々において、そのコモン端子ｃは第１の選択端子ａに接続される。すなわち端子ａ−ｃ間は閉路（オン）状態となり、端子ｂ−ｃ間は開路（オフ）状態となる。これにより、第２の伝送経路Ｐ２が構成される。なお、図１（ｂ）は、アップリンク時におけるスイッチの接続状態を示している。
【００３３】
図２（ａ）は、ダウンリンク時における中継装置１０内の第１のリンク信号Ｓ１の第１の伝送経路Ｐ１を模式的に示す図である。なお、図２（ａ）及び後述の図２（ｂ）は図１（ｂ）と同様の図であるが、図の明確さのため、一部の線や文字を省略してある。図２（ａ）においては、第１の伝送経路Ｐ１を実線の矢印で示し、切替信号ＳＳ（Ｌレベル）を破線の矢印で示している。
【００３４】
基地局ＢＳから送信された第１のリンク信号Ｓ１は、第１のアンテナＡ１によって受信され、第１の入出力端子Ｔ１から装置１０に入力される。このとき、第２の入出力端子Ｔ２には信号が入力されていないため、結合器１２Ａの入力ポートｉには信号が入力されない。従って、検波器１２Ｂに信号は入力されず、切替信号ＳＳはＬレベルとなる。これにより、ＳＰＤＴスイッチＳＷ１〜ＳＷ４の制御端子には、出力回路１３ＢからＬレベルの切替信号ＳＳが供給される。従って、ＳＰＤＴスイッチＳＷ１〜ＳＷ４の各々においては、その端子ｂ−ｃ間がオン状態（導通状態）となり、第１の伝送経路Ｐ１が構成される。
【００３５】
第１のリンク信号Ｓ１は、第１の入出力端子Ｔ１から、ＳＰＤＴスイッチＳＷ２及びＳＰＤＴスイッチＳＷ３をこの順で伝播されて増幅器ＡＰに入力され、増幅された第１のリンク信号（増幅信号）Ｓ１Ｂとなる。増幅信号Ｓ１Ｂは、ＳＰＤＴスイッチＳＷ１及びＳＰＤＴスイッチＳＷ４をこの順で伝播され、結合器１２Ａの出力ポートｏに供給される。結合器１２Ａの出力ポートｏに入力された増幅信号Ｓ１Ｂはその入力ポートｉから第２の入出力端子Ｔ２に供給され、第２の入出力端子Ｔ２から出力される。出力された増幅信号Ｓ１Ｂは、第２のアンテナＡ２から送信され、端末装置ＴＤによって受信される。
【００３６】
図２（ｂ）は、アップリンク時における中継装置１０内の第２のリンク信号Ｓ２の第２の伝送経路Ｐ２を模式的に示す図である。図２（ｂ）においては、第２の伝送経路Ｐ２を実線の矢印で示し、切替信号ＳＳ（Ｈレベル）を破線の矢印で示している。
【００３７】
端末装置ＴＤから送信された第２のリンク信号Ｓ２は、第２のアンテナＡ２によって受信され、第２の入出力端子Ｔ２から装置１０に入力される。第２のリンク信号Ｓ２は、結合器１２Ａに入力され、結合器１２Ａの結合ポートｃから高周波信号として出力される。検波器１２Ｂは当該高周波信号のキャリア信号を検波して直流電圧を生成し、変換回路１３Ａに出力する。変換回路１３ＡはＨレベルの切替信号ＳＳを生成する。生成された切替信号ＳＳは、出力回路１３ＢからＳＰＤＴスイッチＳＷ１〜ＳＷ４の制御端子に供給される。これにより、ＳＰＤＴスイッチＳＷ１〜ＳＷ４の各々において端子ｂ−ｃ間がオン状態となり、第２の伝送経路Ｐ２が構成される。
【００３８】
なお、結合器１２Ａに入力された第２のリンク信号Ｓ２は、結合ポートｃに出力されると共に、出力ポートｏから増幅回路１１に出力される。この際、第２のリンク信号Ｓ２のうち、先頭の信号であるキャリア信号（無変調波）の一部は、ＳＰＤＴスイッチＳＷ１〜ＳＷ４が第２の伝送経路Ｐ２用に切替る前に増幅回路１１に入力される。従って、増幅器ＡＰの出力端子側に第２のリンク信号Ｓ２の一部が入力され、第２のリンク信号Ｓ２の一部は失われることとなる。
【００３９】
しかし、実際のデータは、キャリア信号以降に伝送されてくるプリアンブル信号及びその後の変調信号が失われなければ完全なデータとして伝送されることが可能である。従って、少なくともキャリア信号の伝送が終了してプリアンブル信号が入力される前に増幅回路１１の伝送経路が切替るように検出回路１２、切替制御回路１３及び増幅回路１１を設計する必要がある。
【００４０】
次に、結合器１２Ａの出力ポートｏから出力された第２のリンク信号Ｓ２は、ＳＰＤＴスイッチＳＷ４及びＳＰＤＴスイッチＳＷ３をこの順で伝播されて増幅器ＡＰに入力され、増幅された第２のリンク信号（増幅信号）Ｓ２Ｂとなる。増幅信号Ｓ２Ｂは、ＳＰＤＴスイッチＳＷ１及びＳＰＤＴスイッチＳＷ２をこの順で伝播され、第１の入出力端子Ｔ１から出力される。出力された増幅信号Ｓ２Ｂは、第１のアンテナＡ１から送信され、基地局ＢＳによって受信される。
【００４１】
なお、アップリンク時の第２のリンク信号Ｓ２の伝送終了のタイミングは、第２のリンク信号Ｓ２の立下りにおいて検波器１２Ｂの閾値を適切に設定しておくことで検出することが可能である。すなわち、信号レベルが一定の値以下となると切替信号ＳＳがＬレベルとなるように検波器１２Ｂ及び変換回路１３Ａを設定することでアップリンクの終了又はアップリンクからダウンリンクの切替わりを検出することができる。
【００４２】
なお、中継装置１０によって増幅される信号Ｓ１Ｂ及びＳ２Ｂの増幅率Ｇは、増幅器ＡＰの増幅率をＧＡとし、ＳＰＤＴスイッチＳＷ１〜ＳＷ４の各々における挿入損失をＬＳ、結合器１２Ａにおける挿入損失をＬＣとすると、Ｇ＝ＧＡ−（４ｘＬＳ＋ＬＣ）となる。
【００４３】
本実施例においては、１つの増幅器ＡＰをアップリンク及びダウンリンクにおいて兼用（共通）の増幅器として用いる。また、この兼用増幅器ＡＰを通るダウンリンク用の伝送経路Ｐ１及びアップリンク用の伝送経路Ｐ２を構成し、切替制御回路１３によって伝送経路Ｐ１及びＰ２を切替える。従って、比較的高価で複雑であり、大きなサイズを有する部品である増幅器の数量を最小限に抑えることができる。また、他の構成要素である第１及び第２のスイッチ回路１１Ａ及び１１Ｂや検出回路１２、切替制御回路１３は、安価な半導体素子を用いて構成可能であり、全体として安価でコンパクトな中継装置１０となる。
【００４４】
なお、高周波信号の複信を行う無線中継器（無線リピータ）には、増幅品質などの中継品質を考慮すると、高価で高機能な増幅器が使用されている場合が多い。本実施例における中継装置１０を無線リピータとして用いる場合、コストや装置サイズの削減効果が大きい。
【００４５】
なお、本実施例においては、第１及び第２のスイッチ回路１１Ａ及び１１ＢがＳＰＤＴスイッチＳＷ１〜ＳＷ４から構成されている場合について説明したが、第１及び第２のスイッチ回路１１Ａ及び１１Ｂの構成はこれに限定されない。例えば、第１及び第２のスイッチ回路１１Ａ及び１１Ｂは、ＤＰＤＴ（双極双投）スイッチなどを用いても構成することが可能である。
【００４６】
また、本実施例においては、検出回路１２が方向性結合器１２Ａ及び高周波検波器１２Ｂからなる場合について説明したが、検出回路１２の構成はこれに限定されない。例えば、信号の方向を検出することが可能な受信機を検出回路１２として用いることが可能である。また、切替信号ＳＳが切替信号出力回路１３Ｂから出力される場合について説明したが、切替信号ＳＳは、変換回路１３Ａから直接第１及び第２のスイッチ回路１１Ａ及び１１Ｂに供給されてもよい。すなわち、出力回路１３Ｂは省略可能である。
【００４７】
また、本実施例においては、検出回路１２（結合器１２Ａ）が第２の入出力端子Ｔ２及び増幅回路１１間に設けられる場合について説明したが、検出回路１２は、第１の入出力端子Ｔ１及び増幅回路１１間に設けられていてもよい。また、その両方に設けられていてもよい。
【００４８】
また、本実施例においては、中継装置１０が基地局ＢＳ及び端末装置ＴＤ間に１つ設けられる場合について説明したが、中継装置１０は、中継距離などに応じて複数個設けられてもよい。
【００４９】
図３は、実施例１の変形例１に係る中継装置１０Ａの構成を示す図である。中継装置１０Ａは、方向性結合器１２Ａを用いずに信号の伝送方向を検出する構成を有している。具体的には、中継装置１０Ａは、第２の入出力端子Ｔ２に接続され、第１及び第２のリンク信号Ｓ１及びＳ２の入力を区別して検出する検出器１２Ｃを有している。例えば、検出器１２Ｃは、信号の方向を識別可能な受信機を含む。
【００５０】
検出器１２Ｃは、検出回路１２と同様に、第１の入出力端子Ｔ１及び第２の入出力端子Ｔ２のいずれの端子にリンク信号が入力されたかを検出する。検出器１２Ｃは、第１の入出力端子Ｔ１に第１のリンク信号Ｓ１が入力されたこと及び第２の入出力端子Ｔ２に第２のリンク信号Ｓ２が入力されたことを検出する。また、検出器１２Ｃは、第１及び第２の伝送経路Ｐ１及びＰ２を切替える切替信号ＳＳを増幅回路１１の第１及び第２のスイッチ回路１１Ａ及び１１Ｂに供給する機能を有している。
【００５１】
本変形例は、実施例１の中継装置１０における検出回路１２及び切替制御回路１３が検出器１２Ｃによって構成される場合に相当する。本変形例のように、方向性結合器１２Ａを用いることなく信号を検出し、伝送経路を切替えることも可能である。なお、検出器１２Ｃは、第２の入出力端子Ｔ２ではなく、第１の入出力端子Ｔ１に接続されていてもよく、その両方に１つずつ接続されていてもよい。
【００５２】
図４（ａ）は、実施例１の変形例２に係る中継装置１０Ｂの構成を示す図である。中継装置１０Ｂは、その第２の入出力端子Ｔ２と端末装置ＴＤとが有線で接続される点を除いては中継装置１０と同様の構成を有している。本変形例においては、端末装置ＴＤは、例えば送受信用無線機である。また、中継装置１０Ｂは、その第１の入出力端子Ｔ１が第１のアンテナＡ１を介して無線局ＷＳに接続されている。すなわち、本変形例においては、第１の入出力端子Ｔ１に入力される第１のリンク信号Ｓ１は無線信号であり、第２の入出力端子Ｔ２に入力される第２のリンク信号Ｓ２は有線信号である。
【００５３】
本変形例は、例えば実施例１の中継装置１０がトランシーバのフロントエンドに設けられるブースターとして使用される場合の構成例である。すなわち、中継装置１０Ｂは、無線局ＷＳと端末装置ＴＤとの間で音声などの情報の送受信を行う場合において、その送受信時における無線信号の増幅装置として用いられる。
【００５４】
図４（ｂ）は、実施例１の変形例３に係る中継装置１０Ｃの構成を示す図である。中継装置１０Ｃは、その第１及び第２の入出力端子Ｔ１及びＴ２の各々が有線でそれぞれプロバイダＰＶ及び端末装置ＴＤに接続される点を除いては中継装置１０と同様の構成を有している。本変形例においては、端末装置ＴＤは、例えばテレビやパソコンなどの情報機器である。すなわち、本変形例においては、第１及び第２の入出力端子Ｔ１及びＴ２に入力される第１及び第２のリンク信号Ｓ１及びＳ２の各々は有線信号である。
【００５５】
本変形例は、例えば実施例１の中継装置１０がケーブルテレビのラインブースターとして使用される場合の構成例である。すなわち、中継装置１０Ｃは、プロバイダＰＶと端末装置ＴＤの間で映像やデータの送受信を行う場合において、そのデータを増幅する装置として用いられる。
【００５６】
図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、中継装置１０（中継装置１０Ａ、１０Ｂ及び１０Ｃ）は、双方向の情報の送受信を行う場合で、かつ、送受信の方式や性質上、同時に双方向の送受信を行うことがない場合であれば様々な用途に用いることが可能である。すなわち、中継装置１０（中継装置１０Ａ、１０Ｂ及び１０Ｃ）は、第１のリンク信号Ｓ１及び第２のリンク信号Ｓ２が無線信号及び有線信号のいずれかである場合に使用することが可能である。
【００５７】
上記においては、時分割複信方式による通信に用いられる中継装置において、検出回路１２によって第１の入出力端子Ｔ１からの第１のリンク信号Ｓ１が検出された場合、第１のスイッチ回路１１Ａから第２のスイッチ回路１１Ｂを介して第１のリンク信号Ｓ１が増幅器ＡＰに供給され、増幅器ＡＰによって増幅された第１のリンク信号Ｓ１Ｂが第１のスイッチ回路１１Ａから第２のスイッチ回路１１Ｂに伝送されて第２の入出力端子Ｔ２から出力されるように構成された第１の伝送経路Ｐ１と、検出回路１２によって第２の入出力端子Ｔ２からの第２のリンク信号Ｓ２が検出された場合、第２のスイッチ回路１１Ｂから第２のリンク信号Ｓ２が増幅器ＡＰに供給され、増幅器ＡＰによって増幅された第２のリンク信号Ｓ２Ｂが第１のスイッチ回路１１Ａに伝送されて第１の入出力端子Ｔ１から出力されるように構成された第２の伝送経路Ｐ２と、を有する。従って、単一の増幅器ＡＰのみで双方向に信号の送受信を行うことが可能なコンパクトな中継装置を提供することが可能となる。
【符号の説明】
【００５８】
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ  中継装置
１１  増幅回路
ＡＰ  増幅器
ＳＷＣ  スイッチ回路
１１Ａ  第１のスイッチ回路
１１Ｂ  第２のスイッチ回路
１２  検出回路
１３  切替制御回路
Ｔ１  第１の入出力端子
Ｔ２  第２の入出力端子
Ｓ１  第１のリンク信号
Ｓ２  第２のリンク信号
【図１】
2016019033.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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