JP2787091B2

JP2787091B2 - 位相同期用受信機

Info

Publication number: JP2787091B2
Application number: JP457390A
Authority: JP
Inventors: 義太郎島貫; 章夫福地
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp; NTT Inc
Priority date: 1990-01-16
Filing date: 1990-01-16
Publication date: 1998-08-13
Anticipated expiration: 2013-08-13
Also published as: JPH03210836A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、移動通信方式における複局同時送信に必要
な位相同期用無線受信機に関するものである。

（従来の技術）移動通信方式において、複数の小無線ゾーンを用いて
広いエリアをカバーする場合、各小無線ゾーン毎に設置
された複数の無線基地局から同時に同一周波数の電波を
送出する方法がある。いわゆる複局同時送信と呼ばれ、
無線呼出方式、自動車電話方式などに用いられている。
これは文献１（電子情報通信学会発行「移動通信の基
礎」7.4項180頁〜185頁）に記載されている。

その際に、複数の無線基地局からの距離、つまり受信
電波の強度がほぼ等しい場所ではダイバーシチ効果によ
り伝送品質が向上するが、各無線基地局から送信する信
号の位相のずれが大きくなると、却って伝送品質が劣化
する。そのため、複局同時送信を行う場合には各基地局
から送信する信号の位相同期をとることは必須となる。
例えば無線呼出方式では、送信信号は交換局から信号を
送出する局（以下「中央局」とする）を経由して、各無
線基地局より送信されるが、位相同期のためにはこの中
央局と各基地局間の伝送路の遅延時間を測定し、その遅
延時間が全ての無線基地局に対して同一になるように信
号の遅延調整をする必要がある。この様子を第２図と第
３図に示す。第２図は無線呼出方式の回線構成、第３図
は基地局の構成である。

遅延調整の方法としては、第２図に示すように、中央
局から複数の基地局に対して同一信号を送出し、その信
号により変調された基準となる無線基地局（以下「基準
局」とする）の電波を他の無線基地局（以下「周辺局」
とする）で受信し、有線伝送路を経由して中央局から送
られてきた信号と位相を比較し、同位相となるように基
地局の可変遅延回路を調整するなどの方法が一般的であ
る。第２図において、基準局の電波を直接受信すること
のできない周辺局の場合は、基準局と同位相の周辺局を
基準局として可変遅延回路を調整することを繰り返すこ
とにより、多数の基地局の位相を一致させることができ
る。この詳細は文献２（電子情報通信学会発行「自動車
電話」7.5項150頁〜152頁）に記載されている。なお、
この際、周辺局内の遅延回路を用いて遅延調整できるた
めに中央局と基準局との間の遅延時間が、中央局と他の
周辺局との間の遅延時間よりも大きくなるように、中央
局と基準局との間に固定遅延回路を挿入する必要があ
る。

このために必要な基地局の構成を第４図（ａ）に示
す。しかし、この構成では可変遅延回路は送信機の前に
設けられているから基地局の送信機の遅延時間のバラツ
キによる送信位相誤差は除去できない。

これを除くために、各基地局では、自分で送信した電
波も受信して、基準局からの信号と同期をとるように遅
延調整をする。これが第４図（ｂ）であり、またこの詳
細は上記文献２に記載されている。

第４図はこの従来の遅延調整方式の構成と、信号送信
方法を示す。

第４図（ａ）は、同一アンテナで受信しても、周辺局
に設置された受信機における基準局の受信電圧と周辺局
の受信電圧が同等になる場合の構成例であり、当該アン
テナからの電波を１台の受信機で受信し、それぞれの電
波を復調し、各基地局の信号の位相差を比較することに
より遅延時間差を測定するものである。このとき、受信
する電波の周波数は同一とするため、第４図（ｃ）に示
すように基準局の電波を受信する間は、周辺局の電波は
停止することにより、その信号の中に挿入されている特
殊な信号の時間差（特殊信号Ａを受信してから特殊信号
Ｂを受信するまでの時間差）を測定することにより等価
的に伝送路の地検時間差を測定することになる。なお、
周辺局の電波を停止する方法としては、特殊信号Ａと特
殊信号Ｂとの時間差を一定時間α秒と設定しておくこと
により、周辺局において自周辺局から送出した電波を復
調・復号し特殊信号Ａを検出した場合にそれからα秒後
に自周辺局の電波を停止し、特殊信号Ｂを受信し終えた
後に電波の送信を開始することにより容易に実現でき
る。また、特殊信号Ａを受信してから特殊信号Ｂを受信
するまでの時間差βとαとの時間差（α−β）が位相誤
差となる。

時間の測定には、信号復号に必要なクロックを分周し
て得られる一定時間間隔の信号を得る方法、復号した信
号に周期したパルスの数を数える方法などが利用され
る。

（発明が解決しようとする課題）しかし、周辺局に設置された受信機における基準局の
受信電圧と周辺局の受信電圧に差がある場合は、受信機
の感度を異ならせる必要があるために第３図（ｂ）に示
すように、それぞれの基地局の送信アンテナに対して受
信アンテナ及び受信機を設ける必要が生ずることにな
る。例えば基準局からの受信電圧と自局の受信電圧との
間に数十dBも差があると、受信レベルの大きい方では、
その大きいレベルのために感度抑圧などにより正確に受
信できなくなる欠点があった。

例えば、従来のAGC受信機では、ゲイン調節のダイナ
ミックレンジが十分でないこと、及びレスポンスタイム
の点で問題がある。

本発明の目的は、これらの問題点を解決した位相同期
用受信機を提供することにある。

（課題を解決するための手段）本発明の特徴は、複数の小無線ゾーンを用いて広いエ
リアをカバーする移動通信システムにおける、各小無線
ゾーン毎に設置された複数の無線基地局間で信号の位相
同期をするために、位相の基準となる基準局電波を受信
するための無線基地局に設置される受信機において、受
信機が、基準局電波中の予め定められた特殊信号を復号
する復号回路と、該基準局電波を減衰させる可変減衰器
とを有しており、復号回路による特殊信号の検出の直後
又は該検出から所定時間経過後に、可変減衰器の減衰量
の切替が行われるように構成されている位相同期用受信
機にある。

（作用）本発明は、位相同期用受信機の受信入力に、受信電圧
が高い場合には受信電圧を標準的な受信電圧まで低下さ
せるための可変減衰器を挿入する。可変減衰器の減衰量
は復号回路からの復号信号に従って、受信電圧が高いと
きには大きく、受信電圧が低いときは小さく（又は０）
なるように切替えられる。従ってダイナミックレンジの
広い位相同期用受信機が得られる。

（実施例）第１図は、本発明の実施例を説明する図である。以
下、図に基づいて本発明の実施例を説明する。

第１図で10は受信機で、受信電波を減衰させる可変減
衰期10aと受信部10bを有する。12は位相比較器で、受信
信号を復号する復号回路12aと位相比較回路12bを有し、
位相比較回路12bの出力に位相差情報が得られる。可変
減衰器10aの減衰量は、復号回路12aが特殊信号Ａ（第４
図）を受信してから所定時間後に、基準局の弱い電波を
受信するために小さくなり、又、特殊信号Ｂを受信する
と、減衰量は大きくなるように制御される。

基準局の送信出力を10W、送受信アンテナの利得を5dB
i、基準局と周辺局との間の距離は10000mで見通し内、
周辺局における送受信アンテナ間の結合減衰量を40dB、
使用する電波の波長0.3m、受信機の入力インピーダンス
を50Ωとすると、周辺局の受信アンテナの出力端子における基準局から
の電波による受信電圧は、＝10log(10)＋５−20log(４＊π＊10000/0.3)＋５＋10log(４＊50)＋120 ＝50.5(dBμＶ) 周辺局の受信アンテナの出力端子における周辺局から
の電波による受信電圧＝10log（10）−40＋10log（４＊50）＋120 ＝113.0（dBμＶ）となり、基準局からの信号と、周辺局からの受信に際し
て60dB以上のレベル差のある信号を受信する必要がある
ことになる。このように広いダイナミックレンジの受信
機の実現方法としては、受信機の増幅器の利得を可変と
し、受信入力に応じてその出力を一定にするようにする
AGC方式が一般に知られているがこの方式は前述の問題
点を有している。

本発明による位相同期の場合は、第４図（ｃ）に示し
たように自周辺局からの電波に含まれている特殊信号Ａ
を受信してから一定時間α秒後に自周辺局の電波が停止
し、弱い基準局の電波を受信することとなるため、第１
図に示すように、位相同期用受信機に、受信電圧を標準
的な受信電圧まで低下させるための減衰器10aを付加
し、受信信号に含まれる特殊信号Ａを検出後α秒後に減
衰器を抜き、特殊信号Ｂを受信後に減衰器を挿入するこ
とにより、自周辺局の送信機からの電波の送出と同期し
て適正な受信入力を得ることが容易に実現できる。

すなわち、第１図において、通常自周辺局の電波を受
信している場合、減衰器は受信電圧が標準的な受信電圧
になる程度に動作しているが、受信機の復号回路により
位相調整用の特殊信号Ａを検出後α秒経過すると、自周
辺局の電波の送出を停止するタイミングで減衰器の減衰
量を小さくし、基準局からの電波による電圧のレベルを
標準的な電圧で受信するようにするものである。

このような可変減衰器は、PINダイオードのバイアス
電圧を変えることにより容易に実現でき、また、位相同
期用の特殊信号Ａ及び特殊信号Ｂを検出する復号器は位
相差の測定に必要で従来から具備されており、本発明で
特に設ける必要がないので経済的に実現できることにな
る。

（発明の効果）以上説明したように、本発明は、本来必要な復号器か
らの制御信号により受信機に設けた減衰器の減衰量を制
御することにより、ダイナミックレンジの広い位相同期
用の受信機を経済的に実現できる。従って、受信する電
波の強さの差にかかわらずアンテナ系及び受信機は１系
統のみで十分である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による位相同期用受信機のブロック図、第２図と第３図は位相同期を説明するための図、第４図は従来の位相同期の説明図である。 10;受信機、10a;可変減衰器、 10b;受信部、12;位相比較器、 12a;復号回路、12b;位相比較回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭52−15201（ＪＰ，Ａ) 特開平１−300721（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04B 7/24 - 7/26 H04Q 7/00 - 7/38

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の小無線ゾーンを用いて広いエリアを
カバーする移動通信システムにおける、各小無線ゾーン
毎に設置された複数の無線基地局間で信号の位相同期を
するために、位相の基準となる基準局電波を受信するた
めの無線基地局に設置される受信機において、前記受信機が、前記基準局電波中の予め定められた特殊
信号を復号する復号回路と、該基準局電波を減衰させる
可変減衰器とを有しており、前記復号回路による前記特殊信号の検出の直後又は該検
出から所定時間経過後に、前記可変減衰器の減衰量の切
替が行われるように構成されていることを特徴とする位
相同期用受信機。