JPS62216435A - ダイバ−シテイ機能を有する無線ゾ−ン電話方式のためのゾ−ンエンハンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、無線周波数信号の増幅装置の分野に関し、特
に、無線ゾーン電話方式におけるデッドスポット、すな
わち少なくとも数個所の無線ゾーンにおいて無線ゾーン
電話の信号を阻止するビルや山のような障害物に起因す
る難聴区域を解消するための増幅装置に関する。

従来の技術 無線ゾーン電話方式は、オフィス以外の場所から電話し
たいと思う人や従来の電話線のように本部に配線された
電話を使用することができない人の為に電話ができるよ
うに、多くの地域に導入されてきている。

無線ゾーン電話方式では、１つの地域が複数の領域すな
わち無線ゾーン（Ｃｅｌｌ）に分割され、各ゾーンは比
較的低パワーの送信機によってカバーされている。最近
、無線ゾーン電話方式が８２５〜８４５　ＭＨｚの周波
数バンドおよび８７０〜８９０Ｍ）Ｉｚの周波数バンド
に与えられた。この高い周波数バンドは、加入者の受信
のため無線基地局（Ｃｅｌ１３ｉｔｅ）　　からダウン
リンク送信するのに用いられている。この無線基地局は
送信機の側、更に詳しくは、無線ゾーンに対して有効に
送信が成されるアンテナの側に配置されている。低い周
波数バンドが、無線基地局に配置された受信装置による
受信が可能なように無線ゾーン内の加入者からのアップ
リンク送信に用いられる。

無線ゾーン電話方式に割り当てられた各周波数バンドは
２つの部分に分けられ、その１つはその局内の電話会社
に予約され、他の１つは競合する電話サービスの提供者
に割り当て（フランチャイズ）られている。各チャンネ
ルは３０　ＫＨｚのバンド幅を有すようにされ、これに
より、２０　ＭＨｚのバンドに６６６のチャンネルが可
能になり、その内、３３３チヤンネルは局内の電話会社
に割り当てられ、また、他の提供者にも同数のチャンネ
ルが割り当てられる。殆どのチャンネルが音声送信に使
用され、残りのチャンネルがページング／アクセス制御
情報の送信に使用される。

無線ゾーン電話方式は比較的低パワーで使用しており、
また信号の波長が短いため、無線ゾーン内の基地局と加
入者との間に存在するビルや山等の障害物が、信号のレ
ベルを相当に減少させ、所によっては使用できない程の
レベルに下げてしまうことがある。信号のレベルを上げ
ればその区域内での可聴レベルにまで上げられるが、こ
れは幾つかの問題を生ずる。先ず、隣接するゾーンは同
じチャンネルを使用していないが、少なくとも幾つかの
近接するゾーンが同じチャンネルを使用しており、パワ
ーの増大はそれらのゾーンとの干渉を引き起こす。また
、１つのチャンネルでの信号のパワーの増大は隣接ゾー
ンのチャンネル間のチャンネル干渉も引き起こす。

いずれにしても、無線基地局から送信される信号の増大
は基地局が加入者から受信する信号の増強には何の役に
もならない。実際、加入者が送信できるパワーの大きさ
は、特に、ポータプルの電話加入者の場合には少なくと
もバッテリーの容量によって制限されている。

米国特許出願第７８７３３２号（１９８５年１０月１５
日出願）には、いろんな種類の増幅装置を有する無線ゾ
ーンの増強装置すなわちエンハンサ（Ｅｎｈａｎｃｅｒ
）についての幾つかの実施例が開示されている。そのエ
ンハンサの増幅装置は、無線基地局からのダウンリンク
信号を受信して増幅し、障害物のある地域に再送信する
ことができ、また障害地域の加入者からのアップリンク
信号を受信してそれを増幅し、増幅した信号を無線基地
局へ再送信することができるように構成されている。上
記の米国°特許出願の１つの実施例において、−個の広
帯域増幅器が設けられ、この増幅器には、アップリンク
信号及びダウンリンク信号の両方を、デュプレクサネッ
トワークを介してアンテナから受信し、且つ増幅したア
ップリンク信号及びダウンリンク信号を別のデュプレク
サネットワークを介して適当な送信用のアンテナに転送
する入力ターミナルが設けられている。この広帯域増幅
器は、少なくとも２つの無線ゾーン電話装置の帯域にお
いて全ての信号を増幅している。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記の無線ゾーン電話方式用のエンハン
サには問題がある。これは、無線基地局で与えられる受
信装置に普通に備えられるダイパーシティ機能が無いか
らである。ダイパーシティ機能によって、無線基地局は
、種々の偏波信号を受信することができ、あるいは例え
ば変形した無線ゾーン内のいろんな方向からの信号を受
信することができる。この機能を達成するため、無線基
地局には、各々に低音声用前置増幅器が備えられた多数
の受信アンテナが設けられている。従って、強大な受信
信号が、アップリンク信号として用いられ、この信号が
通常の地上配線の電話網に使用される。上記の無線ゾー
ン用エンハンサ−は、無線基地局に設けられるダイパー
シティ機能に対し２ては必ずしもコンパチブルすなわち
互換性あるものではない。

従って、本発明の目的は、無線ゾーンのダイバーシチ機
能に適合した回路を備えたゾーンエンハンサを提供する
にある。

問題点を解決するための手段 簡単にいえば、本発明のゾーンエンハンサは、無線基地
局からの送信ダウンリンク信号を受け、かつ無線基地局
へ２以上のアップリンク信号を送信するための無線基地
局に向けられたアップストリームアンテナ装置と、障害
地域へダウンリンク信号を送信し、かつ障害地域からの
２以上のアップリンク信号を受けるための障害地域へ向
けられたダウンストリームアンテナ装置とを含んでいる
。

アップリンク信号の各々に対して別々のアップストリー
ムおよびダウンストリームアンテナが各アンテナ装置に
設けられる。アップリンク信号のために設けられたアン
テナは、無線基地局でのアップリンクアンテナの種々な
オリエンテーションに対応してゾーンのダイパーシティ
機能を与えるに必要なオリエンテーションを有する。

本発明のゾーンエンハンサは、１つのアップおよびダウ
ンストリームアンテナ対に接続され受信されたアップリ
ンク信号の各々を別々に増幅するための別の広帯域増幅
器を含んでいる。一実施例においては、ダウンリンク信
号に対して別のアンテナ対および広帯域増幅器が設けら
れる。別の実施例では、ダウンリンクアンテナ対および
増幅器は、アップリンク増幅器およびアンテナ対の一方
と組み合わせられてよい。

実施例 次に、添付図面に基づいて本発明の実施例について本発
明をより詳細に説明する。

第１図を参照する。無線ゾーン電話方式における一つの
無線ゾーンは一つの無線基地局を有している。この無線
基地局は、送受信装置２１を有する加入者へダウンリン
ク信号を送信し、またこの加入者からアップリンク信号
を受信するための送受信装置１１を有する。この無線基
地局送受信装置１１は、無線ゾーン電話方式の他の在来
装置（図示されず）からの音声およびページ制御情報を
端子１９から受ける送信器１５を含む。送信器１５は音
声およびページ制御情報を８７０から８９０ＭＨｚの周
波数帯域でアンテナ１２を通してダウンリンク信号とし
て送信する。

送受信装置は同様に二つの受信器１６．１７を含む。こ
れらの受信器は音声およびアクセス制御信号を含む信号
を８２５から８４５ＭＨｚの周波数帯域でアップリンク
信号として受信する。受信器１６はアンテナ１３から信
号を受信し、受信器１７は第２のアンテナから信号を受
信する。アンテナ１３および１４は無線基地局にダイパ
ーシティ機能を与えるように構成されている。例えば、
アンテナ１３を水平方向に偏向しアンテナ１４を垂直方
向に偏向すれば、各アンテナが対応する偏向を有するア
ップリンク信号に応答する。また、無線ゾーンがいびつ
な形状を有している場合、アンテナ１３が無線ゾーンの
大部分にわたる一般的な範囲をカバーし、アンテナ１４
が残りの特別な範囲をカバーすることができる。受信器
１６゜１７の両方の出力端子に接続されるスイッチ１８
は、通常の出力回路（図示せず）の制御下で受信器１６
．１７からの最も強い信号出力を端子２０に出力する。

端子２０は、アップリンク音声およびアクセス制御情報
を結合するために無線ゾーン電話方式における別の装置
（図示せず）に結合されている。

加入者送受信装置２１はアンテナ２２を含んでいる。こ
のアンテナは、ダウンリンク音声およびページ制御情報
を含む信号を受信する。デュプレクサ２５は信号を受信
器２３に送出する。この受信器は８７０から８９０ＭＨ
ｚの信号から情報を引き出し、これを端子２６に出力す
る。送受信装置２１は同様に端子２７から音声およびア
クセス制御信号を得、８２５から８４５Ｍ１（ｚ帯にお
いてアップリンク信号を発生し、そしてこれら信号をデ
ュプレクサ２５を通してアンテナ２２に送り、無線基地
局に送信する。

上記米国特許出願第７８７．３３２号に記述されるよう
に、ゾーンエンハンサを設け、山あるいは巨大ビルディ
ング等によって遮蔽される無線基地局内にある加入者へ
のダウンリンク送信およびこの加入局からのアップリン
ク送信を容易に行うようにすることができる。上記出願
に記述されるゾーンエンハンサはしかしながら無線基地
局におけるダイパーシティ機能と完全には適合しない。

本発明に従って構成されたゾーンエンハンサ１は増幅シ
ステム１ａを含んでいる。このシステム１ａは、無線基
地局に向けられているアップストリームアンテナシステ
ムｌｂと遮蔽された領域内に向けられたダウンストリー
ムアンテナＩＣとに結合されている。増幅システムｌａ
はダウンリンク広帯域増幅器５を含んでいる。この増幅
器はアンテナシステム１ｂのアンテナ２を通してダウン
リンク信号を受信し、これら信号を増幅し、この増幅さ
れた信号をアンテナシステムｌｃのアンテナ８を通して
遮蔽領域内に送信する。

ゾーンエンハンサ１は同様に二つのアップリンク増幅器
６．７を含む。アップリンク増幅器６はダウンストリー
ムアンテナシステムＩＣのアンテナ９からアップリンク
信号を受信し、これら信号を増幅し、そしてアップスト
リームアンテナシステム１ｂのアンテナ３を通して無線
基地局へこの増幅された信号を送信する。アップリンク
増幅器７はダウンストリームアンテナシステムＩＣの別
のアンテナ１０からアップリンク信号を受信し、これら
信号を増幅し、そしてアップストリームアンテナシステ
ム１ｂの第３のアンテナ４を介して無線基地局へこの増
幅された信号を送信する。

各アップストリームアンテナ３．４およびダウンストリ
ームアンテナ９．１０は、互いの間の最小非相関距離を
維持してゾーンエンハンサに取り付けられており、その
結果各アンテナ３．４からの信号は他方のアンテナ３，
４からの信号と干渉しないようにされている。信号は、
受信器１６゜１７に受信された時、少なくとも最小の相
関を有するので、無線基地局装置１１はよりよい質を有
する信号を選択して、これを端子２０に出力することが
できる。アンテナ３．４および９．１０は、無線基地局
おけるダイパーシティ機能に適合するように、無線基地
局におけるアンテナ１３．１４間の関係と同様の相関を
それぞれ有することができる。

第２図はゾーンエンハンサ３０の第２実施例を示してい
る。このゾーンエンハンサは第１図に示されたゾーンエ
ンハンサ１ａと置き換えると有益である。ゾーンエンハ
ンサ３０は二つのアンテナ２．４を含むアップストリー
ムアンテナシステム３０ａにつのアンテナ８，１０から
なるダウンストリームアンテナシステム３０ｂ１および
二つの床高帯域増幅器５．７を含んでいる。増幅器５は
ダウンリンクおよびアップリンク信号の両方を増幅する
ように機能し、そのため一方のみのアップリンク増幅器
７が、必要なダイパシティーを維持するのに必要とされ
る。

第２図に示されるように、増幅器５はデュプレクサ３２
．３３を介してアンテナ８からアップリンク信号を受信
する。この増幅されたアップリンク信号はデュプレクサ
３４．３１によってアンテナ２に結合され、無線基地局
に送信される。同様に、アンテナ２からのダウンリンク
信号はデュプレクサ３１．３３を介して増幅器５に送ら
れる。

この増幅されたダウンリンク信号はデュプレクサ３４．
３２を介してアンテナ８に送られ、障害領域に送信され
る。

必要なダイパーシティ機能に適応するように、アップス
トリームアンテナ装置３０ａのアンテナ２および３とダ
ウンストリームアンテナ装置３０ｂのアンテナ８および
１０との間には、ゾーンエンハンサ１（第１図）のアン
テナ３．４および９．１０と同様に最小の相関関係があ
る。アップリンク信号のダイパーシティ能力を維持する
ために、アップストリームおよびダウンストリームアン
テナ装置３０ａおよび３０ｂのそれぞれのアンテナの間
に最小の相関関係が維持されている。

第３図は第２図の実施例と同様な実施例であって、アッ
プストリームアンテナ装置３０ａ（第２図）の特定の例
を示している。アップストリームアンテナ装装置３０ａ
はそれぞれのアンテナ２および４として水平および垂直
の偏波アンテナをもつパラボラアンテナ装置である。ア
ンテナ２は水平指向アンテナ素子４３ａおよび４３ｂか
ら成っていて水平偏波アップリンク信号を与え、一方ア
ンテナ４は垂直指向アンテナ素子４２ａおよび４２ｂで
あって垂直偏波アップリンク信号を与えている。アンテ
ナ２は水平偏波ダウンリンク信号を最も良く受信しする
ので、無線基地局からのダウンリンク信号が垂直偏波さ
れたものならばアンテナ２と４とを反転させてもよい。

（すなわち、アンテナ２がアンテナ素子４２ａおよび４
２ｂから成り、アンテナ４がアンテナ素子４３ａおよび
４３ｂから成っていてもよい。） 第４図はゾーンエンハンサの別の実施例を示しており、
この実施例ではアップリンクダイパーシティばかりでな
くダウンリンクの方向にもダイパーシテイヲ与えている
。ゾーンエンハンサ４０ａはアップストリームアンテナ
装置４０ａとダウンストリームアンテナ装置４０ｂとに
接続されている。ゾーンエンハンサ４０ａは増幅器５ａ
を有し、この増幅器はアンテナ２および８からのアップ
リンクおよびダウンリンクの双方の信号をデュプレクサ
３１ａ、３２ａおよび３３ａを介して受取って増幅し、
その増幅した信号をデュプレクサ３４ａ、３１ａおよび
３２ａを介してそれぞれのアンテナに送っている。増幅
器５ａおよびデュプレクサ３１ａ、３２ａ、３３ａおよ
び３４ａは、第２図のゾーンエンハンサ３０の増幅器５
およびデュプレクサ３１．３２．３３および３４と同様
に動作する。

ゾーンエンハンサ４０ａはさらに第２の増幅器５ｂを有
し、この増幅器はアンテナ４ふよび１０からのアップリ
ンクおよびダウンリンクの双方の信号をデュプレクサ３
１ｂ、３２ｂおよび３３ｂを介して受取って増幅し、そ
の増幅した信号をデュプレクサ３４ａ、３１ｂおよび３
２ｂを介してそれぞれのアンテナに送っている。増幅器
５ｂおよびデュプレクサ３１ｂ、３２ｂ、３３ｂおよび
３４ｂも、第２図のゾーンエンハンサ３０（７）増１ｔ
ｌｉｉｆ器５およびデュプレクサ３１．３２．３３およ
び３４と同様に動作する。さらに、第４図のアンチ。

ナ２．４．８および１０も第２図の対応するアンテナと
同様に最小の相関関係を維持している。ゾーンエンハン
サ４０は増幅器５ｂを含む信号路でダウンリンク信号を
増幅するので、アップリンク信号ばかりでなくダウンリ
ンク信号のダイパーシティも与える。

以上の記述は本発明の特定の実施例に限定したものであ
る。しかしながら本発明は上述の特徴の一部もしくは全
部を備えているが明細書に記載したものと基本的に構成
が異なる装置かまたは内部の回路が異なる装置でも実施
できる。したがって特許請求の範囲はこのような本発明
の真の精神および技術思想の範囲に入る変形例や修正例
のすべてを包含している。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によって構成されたゾーンエンハンサ
を含むゾーン式システムを示すブロック線図、第２図、
第３図および第４図は、本発明によって構成されたゾー
ンエンハンサの別の実施例をそれぞれ示すブロック線図
である。 １．３０・・・・・・ゾーンエンハンサ、１ａ・・・・
・・増幅装置、 １ｂ、３０ａ・・・・・・アップストリームアンテナ装
置、ｌｃ、３０ｂ・・・・・・ダウンストリームアンテ
ナ装置、２．３．４．８．９．１０．１２．１３．１４
．２２・・・・・・アンテナ、５．６．７・・・・・・
増幅器、１１・・・・・・無線基地局送受信装置、１５
．２４・・・・・・送信器、 １６．１７．２３・・・・・・受信器、２１・・・・・
・加入者送受信装置、 ２５．３１．３２．３４・・・・・・デュプレクサ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）無線ゾーン電話方式に使用するゾーンエンハンサ
   であって、無線基地局と加入者との間の種々な無線周波
   数チャンネルを介してのデュプレクス通信を増強するた
   めのゾーンエンハンサにおいて、 Ａ、前記種々な無線周波数チャンネルを介して前記無線
   基地局から信号を受信したり前記無線基地局へ信号を送
   信したりするための無線基地局通信手段と、 Ｂ、前記加入者から信号を受信したり前記加入者へ信号
   を送信するための加入者通信手段と、Ｃ、前記無線基地
   局通信手段によって受信された信号を受けてこの受信信
   号を増幅し、かつその増幅された信号を前記加入者へ送
   信するために前記加入者通信手段へ結合するための少な
   くとも１つの増幅手段と、 Ｄ、前記加入者通信手段によって受信された信号を受け
   てその受信信号を増幅し、かつその増幅された信号を前
   記無線基地局へ送信するために前記無線基地局通信手段
   へ結合するための少なくとも２つの独立した増幅手段と を備えることを特徴とするゾーンエンハンサ。
2. （２）Ａ、前記加入者通信手段および無線基地局通信手
   段は、前記無線基地局または前記加入者からの電磁的信
   号と電気的信号との間の信号変換を行うためのアンテナ
   手段を含んでおり、Ｂ、前記加入者通信手段および無線
   基地局通信手段は、さらに、前記アンテナ手段から電気
   的信号を受けるデュプレクス手段を含んでおり、該デュ
   プレクス手段は、それら電気的信号を前記デュプレクス
   増幅手段の入力端子へ送り、かつデュプレクス手段から
   増幅された出力信号を受けてそれら増幅出力信号を前記
   アンテナ手段へ送り電磁的信号に変換し各無線基地局ま
   たは加入者へ送信するものであり、Ｃ、前記増幅手段は
   、前記無線基地局通信手段および前記加入者通信手段の
   両者によって受信された信号を受け、それら受信信号を
   増幅し、かつそれら増幅された信号を前記無線基地局お
   よび前記加入者へ送信するため前記無線基地局通信手段
   および前記加入者通信手段のうちの他方へ結合する少な
   くとも１つのデュプレクス増幅手段によって置き換えら
   れ、Ｄ、加入者通信手段によって受信された信号を受け
   てそれら受信信号を増幅し、かつそれら増幅された信号
   を前記無線基地局へ送信するため無線基地局通信手段へ
   結合するための少なくとも１つのシンプレクス増幅手段
   が設けられている 特許請求の範囲第（１）項記載のゾーンエンハンサ。
3. （３）Ａ、前記無線基地局通信手段は、無線基地局から
   の電磁的信号の間の信号変換を行うためのパラボラアン
   テナを含んでおり、 Ｂ、前記パラボラアンテナは、さらに、一つの素子を前
   記デュプレクス手段に接続し別の素子を前記シンプレク
   ス増幅手段に接続する最少相関係数を有する信号を放射
   する交差偏波放射素子を含んでいる 特許請求の範囲第（２）項記載のゾーンエンハンサ。
4. （４）Ａ、前記単信増幅手段は、前記無線基地局通信手
   段および前記加入者通信手段の両者によって受信された
   信号を受けて、それらの受信信号を増幅し、かつそれら
   の増幅された信号を前記無線基地局および前記加入者へ
   送信するために前記無線基地局通信手段および前記加入
   者通信手段のうちの他方へ結合するための少なくとも１
   つのデュプレクス増幅手段によって置き換えられており
   、 Ｂ、前記加入者通信手段および前記無線基地局通信手段
   は、さらに、第２のデュプレクス手段を含んでおり、該
   第２のデュプレクス手段は、アンテナ手段から電気的信
   号を受けてそれら信号を前記第２のデュプレクス増幅手
   段の入力端子に送り、かつデュプレクス手段から増幅さ
   れた出力信号を受けてそれら出力信号を前記アンテナ手
   段に送り電磁的信号に変換して各無線基地局または加入
   者へ送信するようにする 特許請求の範囲第（２）項記載のゾーンエンハンサ。