(57)【要約】【課題】無線信号を中継する中継装置を遠隔地において適切に監視できるようにする。【解決手段】中継装置は、第１および第２のリンクを中継する。第１の乗算器は、第１のリンクの受信信号に第１の変換信号を乗算する。第１の送信回路は、第１の乗算器の出力信号から、第１のリンクの受信信号の周波数と第１の変換信号の周波数との加算値である加算周波数を持った信号を抽出し、その抽出した信号を第１のリンクに送信する。第２の乗算器は、第２のリンクの受信信号に第２の変換信号を乗算する。第２の送信回路は、第２の乗算器の出力信号から、第２のリンクの受信信号の周波数と第２の変換信号の周波数との差分値である差分周波数を持った信号を抽出し、その抽出した信号を前記第２のリンクに送信する。【選択図】図４
2009159021.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の通信局から第２の通信局へ無線信号を伝送する第１のリンクおよび前記第２の通信局から前記第１の通信局へ無線信号を伝送する第２のリンクを中継する中継装置であって、
前記第１のリンクの受信信号に第１の変換信号を乗算する第１の乗算器と、
前記第１の乗算器の出力信号から、前記第１のリンクの受信信号の周波数と前記第１の変換信号の周波数との加算値である加算周波数を持った信号を抽出し、その抽出した信号を前記第１のリンクに送信する第１の送信回路と、
前記第２のリンクの受信信号に第２の変換信号を乗算する第２の乗算器と、
前記第２の乗算器の出力信号から、前記第２のリンクの受信信号の周波数と前記第２の変換信号の周波数との差分値である差分周波数を持った信号を抽出し、その抽出した信号を前記第２のリンクに送信する第２の送信回路、
を有する中継装置。
【請求項２】
請求項１に記載の中継装置であって、
所定の周波数の基準信号を生成する発振器と、
前記基準信号から前記第１および第２の変換信号を生成する変換信号生成回路、をさらに有する
ことを特徴とする中継装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の中継装置を監視する監視装置であって、
前記中継装置と前記第２の通信局との間で前記第１のリンクからリークする第１のリーク信号、および前記第１の通信局と前記中継装置との間で前記第１のリンクからリークした信号が前記中継装置において周波数変換されることにより得られる第２のリーク信号を受信する受信回路と、
前記受信回路により受信された前記第１のリーク信号および第２のリーク信号に基づいて前記中継装置の状態を監視する監視手段、
を有することを特徴とする監視装置。
【請求項４】
請求項３記載の監視装置であって、
前記第１のリーク信号および第２のリーク信号に基づいて前記中継装置における周波数偏差を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出される周波数偏差に基づいて、前記第１の通信局が前記第２のリンクを介して受信する信号の位相を補正する補正手段、をさらに有する
ことを特徴とする監視装置。
【請求項５】
請求項１または２に記載の中継装置を監視する監視方法であって、
前記中継装置と前記第２の通信局との間で前記第１のリンクからリークする第１のリーク信号、および前記第１の通信局と前記中継装置との間で前記第１のリンクからリークした信号が前記中継装置において周波数変換されることにより得られる第２のリーク信号を受信し、
前記受信回路により受信された前記第１のリーク信号および第２のリーク信号に基づいて前記中継装置の状態を監視する
ことを特徴とする中継装置の監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線信号の周波数を変換して中継する中継装置、並びにそのような中継装置を監視する監視装置および監視方法に係わる。
【背景技術】
【０００２】
無線信号を中継する中継装置は、その受信信号（中継装置が受信する信号）および送信信号（中継装置が送信する信号）の搬送波周波数が互いに同じである場合には、増幅作用および送信／受信のアイソレーションの状態によっては、発振が生じるおそれがある。このため、受信信号および送信信号の搬送波周波数を互いに異なるものとし、適切なフィルタを設けることで発振を防ぐ構成が知られている。この場合、受信信号の周波数を変換して送信信号を生成する機能が必要である。
【０００３】
図９は、周波数変換機能を備えた従来の中継装置の構成を示す図である。図９に示す中継装置１００は、中継局内に設けられ、無線信号を双方向（例えば、フォワードリンクおよびリバースリンク）に中継する構成である。また、受信信号の周波数は２０００ＭＨｚであり、送信信号の周波数は２５００ＭＨｚである。すなわち、中継装置１００において２０００ＭＨｚから２５００ＭＨｚへの周波数変換が行われる。
【０００４】
デュプレクサ１０１ａ、１０１ｂは、アンテナを介して受信した受信信号を中継回路へ導き、中継回路から出力される送信信号をアンテナへ導く。発振器１０２は、５００ＭＨｚの基準信号（変換信号）を生成する。乗算器１０３ａ、１０３ｂは、受信信号に変換信号を乗算することにより、その周波数を２０００ＭＨｚから２５００ＭＨｚへアップコンバートする。これにより、２５００ＭＨｚの送信信号が生成される。フィルタ１０４ａ、１０４ｂは、２５００ＭＨｚを通過させるバンドパスフィルタである。アンプ１０５ａ、１０５ｂは、送信信号を増幅して出力する。このように、従来の中継装置１００は、フォワードリンクおよびリバースリンクにおいて同じ規則に従って周波数変換を行っていた。
【０００５】
図１０は、従来の中継装置１００を使用する通信システムの動作を説明する図である。図１０に示す例では、基地局２００から端末３００へ信号を伝送するフォワードリンク、および端末３００から基地局２００へ信号を伝送するリバースリンクが設定されるものとする。中継装置１００は、フォワードリンクおよびリバースリンクを中継する。なお、基地局２００または端末３００から中継装置１００へ信号を送信する回線をアップリンク（ＵＬ）と呼び、中継装置１００から基地局２００または端末３００へ信号を送信する回線をダウンリンク（ＤＬ）と呼ぶことにする。この場合、各アップリンクの搬送波の周波数は２０００ＭＨｚであり、各ダウンリンクの搬送波の周波数は２５００ＭＨｚである。
【０００６】
中継装置１００は、例えば、人工衛星に搭載される。この場合、中継装置１００の動作状態の監視は、地上側で行わなければならない。
上記構成の通信システムにおいて、中継装置１００の状態の監視は、例えば、基地局２００においてリーク信号を利用して行うことができる。すなわち、フォワードリンクのダウンリンクの信号は、中継装置１００から端末３００へ送信されるが、その一部（図１０では、リーク信号Ｘ）は基地局２００へも伝搬される。また、フォワードリンクのアップリンクの信号は、中継装置１００の基地局側アンテナ１０６ａにより受信されるが、その一部（図１０では、リーク信号Ｙ）は端末側アンテナ１０６ｂにより受信される。この場合、リーク信号Ｙは、リバースリンクの信号と共に２５００ＭＨｚに周波数変換され、中継装置１００から基地局２００へリーク信号Ｚとして伝播される。
【０００７】
このように、基地局２００は、リバースリンクの信号を受信すると共に、リーク信号Ｘおよびリーク信号Ｚを受信する。そして、基地局２００は、このリーク信号Ｘおよびリーク信号Ｚを利用して、中継装置１００が正常に動作しているか否かを監視することができる。例えば、フォワードリンクを介して監視データを送信し、リーク信号Ｘおよびリーク信号Ｚからその監視データを検出できるか否かに応じて、中継装置１００の状態を監視することができる。
【０００８】
特許文献１には、送受信周波数の各々に対応して帯域通過濾波器とサーキュレータとを備えた一対の送受共用器の一方から導かれた受信信号を周波数変換し、所要レベルまで増幅した後に、これを送信信号として他方の送受共用器へ導くようにした周波数シフト方式マイクロ波直接中継方法が記載されている。ただし、この中継装置は、周波数変換用局部発振源として、相異なる周波数の主発振器と補助発振器を利用する構成である。
【特許文献１】特許２８０２０８９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図１０に示す通信システムにおいては、上述したように、基地局２００は、リーク信号Ｘおよびリーク信号Ｚを利用して中継装置１００に状態を監視する。このとき、基地局２００は、リーク信号Ｘおよびリーク信号Ｚの合成信号を受信することになる。このため、これら１組のリーク信号の位相条件によっては、搬送波レベルで互いに打ち消し合ってしまう。そうすると、基地局２００は、実質的に、リーク信号Ｘおよびリーク信号Ｚを受信できず、中継装置１００の監視ができなくなってしまう。
【００１０】
１組のリーク信号の位相条件は、気温や中継装置内の温度等によって変動することが想定される。すなわち、環境変化のよって、リーク信号が互いに相殺し、その信号を受信できなくなることがある。このとき、基地局２００は、中継装置自体の故障に起因してリーク信号を受信できないのか、リーク信号が互いに相殺しているのかを判断することが困難である。なお、この問題を回避するためには、例えば、中継装置内に位相調整機能を設ける構成、あるいは双方向の利得を調整可能とする構成が考えられる。しかし、これらの機能を導入すると、装置構成が複雑になってしまう。
【００１１】
また、特許文献１に記載の構成は、フォワードリンク及びリバースリンクの周波数（及び、周波数変換規則）が互いに異なることを前提としているので、その構成が複雑になるものと思われる。
【００１２】
本発明の課題は、無線信号を中継する中継装置を遠隔地において適切に監視できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の中継装置は、第１の通信局から第２の通信局へ無線信号を伝送する第１のリンクおよび前記第２の通信局から前記第１の通信局へ無線信号を伝送する第２のリンクを中継する。そして、本発明の中継装置は、前記第１のリンクの受信信号に第１の変換信号を乗算する第１の乗算器と、前記第１の乗算器の出力信号から、前記第１のリンクの受信信号の周波数と前記第１の変換信号の周波数との加算値である加算周波数を持った信号を抽出し、その抽出した信号を前記第１のリンクに送信する第１の送信回路と、前記第２のリンクの受信信号に第２の変換信号を乗算する第２の乗算器と、前記第２の乗算器の出力信号から、前記第２のリンクの受信信号の周波数と前記第２の変換信号の周波数との差分値である差分周波数を持った信号を抽出し、その抽出した信号を前記第２のリンクに送信する第２の送信回路、を有する。
【００１４】
上記構成の中継装置においては、第１の送信回路から送信される信号の周波数は、第１のリンクの受信信号の周波数に第１の変換信号の周波数を加算することにより得られる。一方、第２の送信回路から送信される信号の周波数は、第２のリンクの受信信号の周波数から第２の変換信号の周波数を差し引くことにより得られる。すなわち、第１の送信回路および第２の送信回路における周波数変換規則が互いに異なっている。このため、第１の送信回路および第２の送信回路から送信される信号の周波数が互いに同じであっても、すべてのシンボルが相殺されることはない。
【００１５】
本発明の監視装置は、上記中継装置を監視する。そして、本発明の監視装置は、前記中継装置と前記第２の通信局との間で前記第１のリンクからリークする第１のリーク信号、および前記第１の通信局と前記中継装置との間で前記第１のリンクからリークした信号が前記中継装置において周波数変換されることにより得られる第２のリーク信号を受信する受信回路と、前記受信回路により受信された前記第１のリーク信号および第２のリーク信号に基づいて前記中継装置の状態を監視する監視手段、を有する。
【００１６】
上記中継装置の第１の送信回路および第２の送信回路から送信される信号は、上述したように、すべてのシンボルが相殺されることはない。このため、第１のリーク信号および第２のリーク信号のすべてのシンボルが相殺されることはない。よって、監視装置は、第１のリーク信号および第２のリーク信号の位相関係にかかわらず、中継装置の状態を監視することができる。
【発明の効果】
【００１７】
開示の構成によれば、無線信号を中継する中継装置を遠隔地において適切に監視することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は、本発明の実施形態の中継装置の構成および動作の概要を説明する図である。また、図２は、実施形態の中継装置を使用する通信システムの動作を説明する図である。
図１および図２を参照しながら説明する例では、基地局２００から端末３００へ無線信号を伝送するフォワードリンク、および端末３００から基地局へ無線信号を伝送するリバースリンクが設定されるものとする。中継装置１は、フォワードリンクおよびリバースリンクを中継する。なお、基地局２００または端末３００から中継装置１へ信号を送信する回線をアップリンク（ＵＬ）と呼び、中継装置１から基地局２００または端末３００へ信号を送信する回線をダウンリンク（ＤＬ）と呼ぶことにする。各アップリンクの搬送波の周波数は２０００ＭＨｚであり、各ダウンリンクの搬送波の周波数は２５００ＭＨｚである。
【００１９】
中継装置１は、基地局側アンテナ１０６ａおよび端末側アンテナ１０６ｂを備える。基地局側アンテナ１０６ａを介して基地局２００から受信したフォワードリンクの信号は、デュプレクサ１０１ａにより乗算器１０３ａに導かれる。また、端末側アンテナ１０６ｂを介して端末３００から受信したリバースリンクの信号は、デュプレクサ１０１ｂにより乗算器１０３ｂに導かれる。
【００２０】
発振器１１は、所定の周波数の基準信号を出力する。シンセサイザ１２、１３は、それぞれ、発振器１１が出力する基準信号を利用して、５００ＭＨｚの変換信号および４５００ＭＨｚの変換信号を生成する。そして、乗算器１０３ａは、フォワードリンクの受信信号に５００ＭＨｚの変換信号を乗算する。そうすると、加算周波数信号および差分周波数信号が得られる。加算周波数信号の周波数は、受信信号の周波数と変換信号の周波数との和である。すなわち、２５００（＝２０００＋５００）ＭＨｚである。一方、差分周波数信号の周波数は、受信信号の周波数と変換信号の周波数との差分である。すなわち、１５
００（＝２０００−５００）ＭＨｚである。
【００２１】
フィルタ１０４ａは、２５００ＭＨｚを通過させるバンドパスフィルタである。したがって、乗算器１０３ａから出力される信号のうち、２５００ＭＨｚの信号が抽出されてデュプレクサ１０１ｂに導かれ、１５００ＭＨｚの信号は遮断される。この２５００ＭＨｚの信号は、端末側アンテナ１０６ｂによりフォワードリンクを介して端末３００へ送信される。
【００２２】
一方、乗算器１０３ｂは、リバースリンクの受信信号に４５００ＭＨｚの変換信号を乗算する。そうすると、乗算器１０３ａの出力と同様に、加算周波数信号および差分周波数信号が得られる。ただし、乗算器１０３ｂの出力においては、加算周波数信号の周波数は６５００（＝４５００＋２０００）ＭＨｚである。また、差分周波数信号の周波数は２５００（＝４５００−２０００）ＭＨｚである。
【００２３】
フィルタ１０４ｂは、フィルタ１０４ａと同様に、２５００ＭＨｚを通過させるバンドパスフィルタである。したがって、乗算器１０３ｂから出力される信号のうち、２５００ＭＨｚの信号が抽出されてデュプレクサ１０１ａに導かれ、６５００ＭＨｚの信号は遮断される。この２５００ＭＨｚの信号は、基地局側アンテナ１０６ａによりリバースリンクを介して基地局２００へ送信される。
【００２４】
このように、フォワードリンクにおいては、基地局２００からの受信信号の周波数（２０００ＭＨｚ）と変換信号の周波数（５００ＭＨｚ）との加算結果である加算周波数（２５００ＭＨｚ）を持った信号が抽出され、その抽出された信号が端末３００へ送信される。一方、リバースリンクにおいては、受信信号の周波数（２０００ＭＨｚ）と変換信号の周波数（４５００ＭＨｚ）との差分結果である差分周波数（２５００ＭＨｚ）を持った信号が抽出され、その抽出された信号が基地局２００へ送信される。
【００２５】
上記構成の通信システムにおいて、中継装置１の状態は、例えば、各リンクのリーク信号を利用して基地局２００において監視される。すなわち、フォワードリンクのダウンリンクの信号は、中継装置１から端末３００へ送信されるが、その一部（図２では、リーク信号Ｘ）は基地局２００へも伝搬される。また、フォワードリンクのアップリンクの信号は、中継装置１の基地局側アンテナ１０６ａにより受信されるが、その一部（図２では、リーク信号Ｙ）は端末側アンテナ１０６ｂにより受信される。この場合、リーク信号Ｙの周波数は、リバースリンクの信号と共に２０００ＭＨｚから２５００ＭＨｚに変換され、中継装置１から基地局２００へリーク信号Ｚとして伝播される。
【００２６】
このように、基地局２００は、リバースリンクの信号を受信すると共に、リーク信号Ｘおよびリーク信号Ｚを受信する。そして、基地局２００が備える監視装置は、このリーク信号Ｘおよびリーク信号Ｚを利用して、中継装置１が正常に動作しているか否かを監視する。例えば、監視装置は、フォワードリンクを介して監視データを送信し、リーク信号Ｘおよびリーク信号Ｚからその監視データを検出できるか否かに応じて、中継装置１の状態を監視する。
【００２７】
リーク信号Ｘおよびリーク信号Ｚは、いずれも基地局２００から中継装置１へ向かうフォワードリンクの信号（以下、元フォワード信号）から生成される。ただし、リーク信号Ｘは、元フォワード信号の周波数を、乗算器１０３ａにおいて変換することにより得られたものである。すなわち、リーク信号Ｘは、元フォワード信号の周波数に変換信号の周波数を加算することにより得られる加算周波数を持った信号である。これに対して、リーク信号Ｚは、元フォワードの信号の周波数を、乗算器１０３ｂにおいて変換することにより得られたものである。すなわち、リーク信号Ｚは、元フォワード信号の周波数と変換信号
の周波数との差分周波数を持った信号である。
【００２８】
ここで、伝送信号に発振信号を乗算したときに得られる１組の信号（加算周波数を持った信号および差分周波数を持った信号）は、複素共役の関係を有する。以下、このことについて説明する。なお、以下の説明では、搬送波をＰＳＫ変調することにより得られる伝送信号ｆ(t)が下式で表されるものとする。
ｆ(t) ＝Ａ cos (ωct + φ)
Ａ：搬送波の振幅
ωc：搬送波の周波数
φ：被変調成分（情報ビット）
【００２９】
また、乗算器１０３ａに与えられる第１の変換信号ｋ１(t)は、下式で表されるものとする。
ｋ１(t) ＝Ｂ cos (ω1t )
Ｂ：第１の変換信号の振幅
ω1：第１の変換信号の周波数
【００３０】
そうすると、伝送信号に第１の変換信号を乗算することにより乗算信号Ｍ１(t)が得られる。なお、下式では、説明を簡単にするために定数Ａ、Ｂを「１」としている。
Ｍ１(t) ＝cos (ωct + φ) ×cos (ω1t )
＝ cos {(ω1 + ωc)t + φ} + cos {(ω1−ωc)t−φ}
【００３１】
すなわち、下記の１組の信号が得られる。
Ｍ１（加算周波数）＝cos {(ω1 + ωc)t + φ}
Ｍ１（差分周波数）＝cos {(ω1−ωc)t−φ}
【００３２】
また、乗算器１０３ｂに与えられる第２の変換信号ｋ２(t)は、下式で表されるものとする。
ｋ２(t) ＝Ｃ cos (ω2t )
Ｃ：第２の変換信号の振幅
ω2：第２の変換信号の周波数
【００３３】
そうすると、伝送信号に第２の変換信号を乗算することにより乗算信号Ｍ２(t)が得られる。なお、下式では、説明を簡単にするために定数Ａ、Ｃを「１」としている。
Ｍ２(t) ＝cos (ωct + φ) ×cos (ω2t )
＝ cos {(ω2 + ωc)t + φ} + cos {(ω2−ωc)t−φ}
【００３４】
すなわち、下記の１組の信号が得られる。
Ｍ２（加算周波数）＝cos {(ω2 + ωc)t + φ}
Ｍ２（差分周波数）＝cos {(ω2−ωc)t−φ}
【００３５】
ここで、フィルタ１０４ａは、乗算信号Ｍ１から加算周波数成分を抽出する。即ち、リーク信号Ｘは「cos {(ω1 + ωc)t + φ}」である。一方、フィルタ１０４ｂは、乗算信号Ｍ２から差分周波数成分を抽出する。即ち、リーク信号Ｚは「cos {(ω2−ωc)t−φ}」である。なお、リーク信号Ｘおよびリーク信号Ｚの周波数は、互いに同じである。すなわち、「(ω1 + ωc)＝(ω2−ωc)＝２５００ＭＨｚ」である。
【００３６】
伝送信号は、ＱＰＳＫで変調されているものとする。ＱＰＳＫでは、１つのシンボルで２ビットの情報が伝送される。よって、「φ」は４つの値（０、π／２、π、３π／２）を取り得る。そして、これらの値をリーク信号Ｘ、Ｚに代入すると、下記の結果が得られる。
φ＝０：「Ｘ＝Ｚ」
φ＝π／２：「Ｘ＝−Ｚ」
φ＝π：「Ｘ＝Ｚ」
φ＝３π／２：「Ｘ＝−Ｚ」
【００３７】
図３は、リーク信号Ｘ、Ｚおよびそれらの合成信号について説明する図である。なお、図３では、リーク信号Ｘ、Ｚの振幅がいずれも「Ｄ」であるものとする。
元フォワード信号の位相が「０」であるときは、リーク信号Ｘ、Ｚが互いに強め合う。この場合、合成信号の振幅は「２Ｄ」となる。元フォワード信号の位相が「π／２」であるときは、リーク信号Ｘ、Ｚが互いに相殺する。この場合、合成信号の振幅は「０」となる。同様に、元フォワード信号の位相が「π」のときは、合成信号の振幅は「２Ｄ」となり、元フォワード信号の位相が「３π／２」のときは、合成信号の振幅は「０」となる。ここで、元フォワード信号の位相が「０」「π／２」「π」「３π／２」となる確立は、基本的に、均等である。そうすると、合成信号の平均振幅は「Ｄ」となる。
【００３８】
このように、上述の通信システムにおいて中継装置１により得られるリーク信号Ｘ、Ｚの合成信号の平均振幅または平均電力は、中継装置１が正常に動作している限りは、ゼロとなることはない。換言すれば、基地局２００においてリーク信号Ｘ、Ｚの合成信号を監視した場合、その平均振幅または平均電力が実質的にゼロとなったときには（あるいは、所定の閾値よりも小さくなったとき）、中継装置１が故障していると判断することができる。
【００３９】
図４は、中継装置の実施例を示す図である。この実施例の中継装置１の基本構成は、図１を参照しながら説明した通りである。ただし、この実施例の中継装置１は、受信信号の周波数をいったん中間周波数にダウンコンバートした後、２５００ＭＨｚにアップコンバートする構成である。
【００４０】
フォワードリンクを中継する中継回路の構成は、以下の通りである。すなわち、基地局側アンテナ１０６ａを介して受信した受信信号は、デュプレクサ１０１ａにより乗算器２１ａに導かれる。また、シンセサイザ３２は、発信器３１から出力される基準信号を利用して１９００ＭＨｚの変換信号を生成する。そして、乗算器２１ａは、受信信号にこの１９００ＭＨｚの変換信号を乗算する。これにより、１００ＭＨｚ信号および３９００ＭＨｚ信号が生成される。フィルタ２２ａは、バンドパスフィルタであり、１００ＭＨｚ信号を通過させる。
【００４１】
シンセサイザ３３は、発信器３１から出力される基準信号を利用して２４００ＭＨｚの変換信号を生成する。乗算器２３ａは、フィルタ２２ａの出力信号にこの変換信号を乗算する。これにより、２５００ＭＨｚ信号および２３００ＭＨｚ信号が生成される。フィルタ２４ａは、バンドパスフィルタであり、２５００ＭＨｚ信号を通過させる。アンプ２５ａは、この２５００ＭＨｚ信号を増幅する。そして、増幅された２５００ＭＨｚ信号は、デュプレクサ１０１ｂにより端末側アンテナ１０６ｂに導かれて、端末３００へ送信される。
【００４２】
リバースリンクを中継する中継回路の構成は、基本的に、フォワードリンクと同じである。ただし、リベースリンクにおいては、シンセサイザ３４は、発信器３１から出力される基準信号を利用して２６００ＭＨｚの変換信号を生成する。乗算器２３ｂは、フィルタ２２ｂの出力信号にこの変換信号を乗算する。これにより、２７００ＭＨｚ信号および２５００ＭＨｚ信号が生成される。そして、フィルタ２４ｂは、乗算器２３ｂの出力信号から２５００ＭＨｚ信号を抽出する。
【００４３】
この実施例の中継装置によれば、中間周波数で信号処理が行われるので、増幅効率を高めることができ、また、信号の損失を小さくできる。さらに、中継装置内で使用する信号の周波数は、搬送波周波数と同程度とすることができる。
【００４４】
図５は、監視装置を備える基地局２００の構成を示す図である。図５において、エンコーダ４１は、送信データを符号化する。変調回路４２は、符号化された送信データを変調する。波形成形フィルタ４３は、変調信号の波形を成形する。Ｄ／Ａ変換器４４は、波形成形フィルタ４３の出力信号をアナログ信号に変換する。直交変調回路４５は、Ｄ／Ａ変換器４４により得られるアナログ信号を直交変調する。ＲＦ／ＩＦ回路４６は、直交変調信号を２０００ＭＨｚの搬送波に乗せる。デュプレクサ４７は、ＲＦ／ＩＦ回路４６により得られる信号をアンテナに導く。これにより、２０００ＭＨｚの搬送波を利用してデータが送信される。
【００４５】
デュプレクサ４７は、受信電波の中から２５００ＭＨｚ信号をＲＦ／ＩＦ回路５１に導く。ここで、２５００ＭＨｚ信号としては、リバースリンク信号およびフォワードリンク信号を受信する。「リバースリンク信号」とは、端末３００から送信され、中継装置１において周波数変換された後に基地局２００に達する信号である。また、「フォワードリンク信号」とは、基地局２００から送信され、中継装置１において周波数変換された後に基地局２００に戻ってくる信号であり、図２に示すリーク信号Ｘおよびリーク信号Ｚに相当する。
【００４６】
フォワードリンク信号およびリバースリンク信号を含む受信信号は、フォワードリンク受信部６０およびリバースリンク受信部７０に与えられる。なお、フォワードリンク受信部６０は、中継装置の状態を監視する監視装置として動作する。一方、リバースリンク受信部７０は、端末３００から送信される信号を受信してデータを再生する。
【００４７】
フォワードリンク受信部６０およびリバースリンク受信部７０の構成は、基本的に、互いに同じである。すなわち、バンドパスフィルタ６１は、不用な周波数成分を除去する。直交検波回路６２は、受信信号のＩ成分およびＱ成分を検出する。Ａ／Ｄ変換器６３は、検波信号をデジタル信号に変換する。復調回路６４は、受信信号を復調する。
【００４８】
なお、フォワードリンク信号およびリバースリンク信号は、各復調回路６４において分離可能であるものとする。例えば、データが符号多重により伝送される場合には、受信信号に対してフォワードリンク信号に対応する符号を乗算することによりフォワードリンク信号が抽出され、受信信号に対してリバースリンク信号に対応する符号を乗算することによりリバースリンク信号が抽出される。
【００４９】
フォワードリンク受信部６０においては、状態検出回路６５は、フォワードリンク信号に基づいて、中継装置１の状態を監視する。ここで、フォワードリンク信号は、図２に示すように、リーク信号Ｘおよびリーク信号Ｚを含む。しかし、図３を参照しながら説明したように、中継装置１が正常に動作していれば、リーク信号Ｘおよびリーク信号Ｚの合成信号（すなわち、フォワードリンク信号）の平均振幅または平均電力がゼロになることはない。よって、状態検出部６５は、フォワードリンク信号の平均振幅または平均電力が一定期間継続して所定レベル以下であったときには、中継装置１が故障しているとみなしてアラームを出力する。中継装置１の異常を示すアラームが出力されたときには、例えば、中継装置１をリセットまたは再起動するための命令を送信するようにしてもよい。
【００５０】
なお、状態検出回路６５は、他の要因によってアラームを出力することもできる。例えば、復調回路６４においてフレーム同期が検出されない場合にアラームを出力するようにしてもよい。また、フォワードリンクを介して送信データと共に監視データを送信する場合には、その監視データを利用して中継装置１の状態を監視するようにしてもよい。
【００５１】
リバースリンク受信部７０において、デコーダ７１は、復調データをデコードする。このとき、状態検出回路６５からアラームが出力されている場合には、復調データの信頼性は非常に低い。よって、この場合は、受信信号から再生したデータを無効化するようにしてもよい。
【００５２】
上述の実施例では、中継装置１の状態を監視する監視装置は、基地局２００に設けられているが、監視装置は必ずしも基地局２００に設ける必要はない。すなわち、監視装置４００は、図６に示すように、基地局２００から離れた地点に設けられる中継機監視局に収容されるようにしてもよい。
【００５３】
図７は、中継機監視局に収容される監視装置４００の構成を示す図である。中継機監視局に収容される監視装置４００の構成および動作は、基本的に、図５に示す基地局２００が備えるフォワードリンク受信部６０と同じである。
【００５４】
図８は、他の実施形態の監視装置を備える基地局の構成を示す図である。この監視装置は、基地局２００においてマスター周波数が生成される通信システムを前提とする。すなわち、端末３００は、基地局２００から受信する信号に同期して動作する。ただし、中継装置１は、ローカル発振器（発振器１１、３１）を利用して周波数変換を行う。ここで、ローカル発振器は、一般に、周波数誤差を有する。したがって、中継装置１において周波数変換が行われる際には、伝送信号の周波数に周波数偏差Δｆが発生する。
【００５５】
このような構成の通信システムにおいては、基地局２００から端末３００へ信号を伝送するフォワードリンクにおいて周波数偏差Δｆが発生すると、端末３００は、その周波数偏差Δｆを持った信号に同期して動作する。すなわち、端末３００から送信される信号の周波数は周波数偏差Δｆを持っている。また、端末３００から基地局２００へ信号を伝送するリバースリンクにおいても周波数偏差Δｆが発生する。したがって、基地局２００が受信するリバースリンク信号の周波数は、２Δｆだけシフトしている。
【００５６】
これに対して、リーク信号Ｘおよびリーク信号Ｚは、それぞれ、基地局２００から送信された信号が中継装置１において１度だけ周波数変換されて基地局２００により受信される。したがって、リーク信号Ｘおよびリーク信号Ｚの周波数は、Δｆだけシフトすることとなる。
【００５７】
図８に示すフォワードリンク受信部６０は、中継機偏差検出部６６を備える。中継機偏差検出部６６は、中継装置１において発生する周波数偏差Δｆを検出する。周波数偏差Δｆは、例えば、リーク信号Ｘおよびリーク信号Ｚの合成信号の周波数を２５００ＭＨｚと比較することにより検出される。
【００５８】
リバースリンク受信部７０の復調回路６４は、中継機偏差検出部６６により検出された周波数偏差Δｆに従って、受信信号の位相回転を補正する。位相回転の補正は、例えば、受信信号に「−２Δｆ」を与えることにより実現される。この補正により、通信品質の向上が図れる。
【００５９】
上述の各実施例を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
第１の通信局から第２の通信局へ無線信号を伝送する第１のリンクおよび前記第２の通信局から前記第１の通信局へ無線信号を伝送する第２のリンクを中継する中継装置であって、
前記第１のリンクの受信信号に第１の変換信号を乗算する第１の乗算器と、
前記第１の乗算器の出力信号から、前記第１のリンクの受信信号の周波数と前記第１の変換信号の周波数との加算値である加算周波数を持った信号を抽出し、その抽出した信号を前記第１のリンクに送信する第１の送信回路と、
前記第２のリンクの受信信号に第２の変換信号を乗算する第２の乗算器と、
前記第２の乗算器の出力信号から、前記第２のリンクの受信信号の周波数と前記第２の
変換信号の周波数との差分値である差分周波数を持った信号を抽出し、その抽出した信号を前記第２のリンクに送信する第２の送信回路、
を有する中継装置。
（付記２）
付記１に記載の中継装置であって、
前記第１のリンクの受信信号の周波数および前記第２のリンクの受信信号の周波数は互いに実質的に同じであり、
前記第１の送信回路が前記第１のリンクに送信する信号の周波数と前記第２の送信回路が前記第２のリンクに送信する信号の周波数は互いに実質的に同じである
ことを特徴とする中継装置。
（付記３）
付記１または２に記載の中継装置であって、
所定の周波数の基準信号を生成する発振器と、
前記基準信号から前記第１および第２の変換信号を生成する変換信号生成回路、をさらに有する
ことを特徴とする中継装置。
（付記４）
付記１〜３のいずれか１つの付記に記載の中継装置を監視する監視装置であって、
前記中継装置と前記第２の通信局との間で前記第１のリンクからリークする第１のリーク信号、および前記第１の通信局と前記中継装置との間で前記第１のリンクからリークした信号が前記中継装置において周波数変換されることにより得られる第２のリーク信号を受信する受信回路と、
前記受信回路により受信された前記第１のリーク信号および第２のリーク信号に基づいて前記中継装置の状態を監視する監視手段、
を有することを特徴とする監視装置。
（付記５）
付記４に記載の監視装置であって、
前記第１の通信局内に設けられることを特徴とする監視装置。
（付記６）
付記４に記載の監視装置であって、
前記第１の通信局および前記第２の通信局とは異なる地点に設けられることを特徴とする監視装置。
（付記７）
付記４に記載の監視装置であって、
前記第１のリーク信号および第２のリーク信号に基づいて前記中継装置における周波数偏差を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出される周波数偏差に基づいて、前記第１の通信局が前記第２のリンクを介して受信する信号の位相を補正する補正手段、をさらに有する
ことを特徴とする監視装置。
（付記８）
付記１〜３のいずれか１つの付記に記載の中継装置を監視する監視方法であって、
前記中継装置と前記第２の通信局との間で前記第１のリンクからリークする第１のリーク信号、および前記第１の通信局と前記中継装置との間で前記第１のリンクからリークし
た信号が前記中継装置において周波数変換されることにより得られる第２のリーク信号を受信し、
前記受信回路により受信された前記第１のリーク信号および第２のリーク信号に基づいて前記中継装置の状態を監視する
ことを特徴とする中継装置の監視方法。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】実施形態の中継装置の構成および動作の概要を説明する図である。
【図２】実施形態の中継装置を使用する通信システムの動作を説明する図である。
【図３】リーク信号およびその合成信号について説明する図である。
【図４】中継装置の実施例を示す図である。
【図５】監視装置を備える基地局の構成を示す図である。
【図６】他の実施形態の通信システムの構成を示す図である。
【図７】中継機監視局に収容される監視装置の構成を示す図である。
【図８】他の実施形態の監視装置を備える基地局の構成を示す図である。
【図９】従来の中継装置の構成を示す図である。
【図１０】従来の中継装置を使用する通信システムの動作を説明する図である。
【符号の説明】
【００６１】
１      中継装置
１１、３１  発振器
１２、１３、３２〜３４  シンセサイザ
２３ａ、２３ｂ  乗算器
２４ａ、２４ｂ  フィルタ
６０    フォワードリンク受信部
６４    復調回路
６５    状態検出回路
６６    中継機偏差検出部
７０    リバースリンク受信部
１０３ａ、１０３ｂ  乗算器
１０４ａ、１０４ｂ  フィルタ
１０６ａ    基地局側アンテナ
１０６ｂ    端末側アンテナ
２００  基地局
３００  端末
４００  監視装置
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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