JP2003069443A - 無線通信装置及びこれを用いた無線通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 携帯電話や衛星携帯電話に代表されるような
無線基地局装置、無線端末局装置からなる無線通信シス
テムにおいて、音声やFAX、データを伝送する無線送受
信方式およびその構成に関し、下り信号と上り信号との
周波数間隔が通信する周波数によって様々に異なるた
め、無線端末局装置を構成する局部発振器の周波数を様
々に変更しなければならなかった。 【解決手段】 無線基地局装置と無線端末局装置の間に
おいてパケット通信を行う無線通信送受信方式におい
て、下り信号は時分割多重システムを用いたパケット伝
送、上り信号は下り信号より小容量でスペクトラム拡散
多重アクセスを用いたパケット伝送である場合に、下り
信号と上り信号との周波数間隔を一定にして無線端末局
装置を構成する局部発振器を上り用下り用を共用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は携帯電話や衛星携帯電話
に代表されるような無線基地局装置、及びこの無線基地
局装置と通信する１つ又は複数の無線端末局装置からな
る無線通信システムと、そこに使用される無線通信装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の無線通信システムに用いられる無
線通信仕様（接続方式）としては、図９、図１０に示す
ようなものがあり、例えば電波産業会のARIB STD−T49
に基づく無線送受信方式がこれに相当する。無線通信装
置（区別するため基地局側に設置されたものを無線基地
局装置５０、端末局側に設置されたものを無線端末局装
置５１という）の無線基地局装置５０より無線端末局装
置５１に向かう下り回線６０ではTDM（又はＴＤＭＡ時
分割多元接続方式）でパケット伝送を行う。また、無線
端末局装置５１より無線基地局装置５０に向かう上り回
線６１ではFDMA（周波数分割多元接続方式）でパケット
伝送を行う。なお、説明の都合上、無線端末局装置５１
は図では１つだけ示しているが、実際には複数存在す
る。

【０００３】また、図１０は無線基地局装置５０と無線
端末局装置５１との間に、衛星中継局５２を介する場合
であるが上り下りの無線接続方式は図９と同じ関係が維
持されているので説明は省略する。このようなシステム
の上り下りの信号に使用される周波数配置は、図１１に
示すようになる。図１１では無線端末局装置５１が３局
（図では端末１、端末２、端末３という）あるとした場
合の周波数配置を示した。上り信号６１はFDMAであるの
で端末毎に異なる周波数（ｆ１，ｆ２，ｆ３という）を
占有する。また、下り信号はTDMであるので、１つの周
波数しか占用しないが、ある時刻においては、１つの端
末向けの信号しか出力されず、短い時間で切替えて複数
の端末局にパケット伝送を行う。上り信号６１は下り信
号６０に比べ小容量に設計されており、複数の上り信号
を並べた帯域幅と、下り信号の帯域幅はほぼ同容量にな
るよう設計されている。

【０００４】図９に示した従来の無線通信装置において
は、下り信号６０（端末局５１にとっての受信信号）
に、あるチャンネルＦ１割当てられた時、上り信号６１
（端末局５１にとっての送信信号）に割当てられる可能
性のあるチャンネル（周波数）は複数（例えば図１１で
はｆ１〜ｆ３）あり、どの周波数が割り当てられるかに
よって、下り信号６０と上り信号６１との周波数間隔は
一定にはならない。この関係を図１２に装置の内部構成
を含めて周波数の関係として示す。

【０００５】図１２に於いて、ベースバンド１１から増
幅器１４に至る回路は上り信号（送信）用で、増幅器１
７からベースバンド２０に至る回路は下り信号（受信）
用である。１１０は上り用局部発振器、１２０は下り用
局部発信器である。また、図中Ｉｆ１，Ｉｆ２はそれぞ
れ下りの中間周波数と、上りの中間周波数とを示す。ま
ず、上り周波数がｆ１に決まっている場合には、上り用
局部発信周波数をＬＯ１‘とすると ＬＯ１‘＝ｆ１
−Ｉｆ２ となる。また、下り周波数がＦ１に決まって
いると、下り用局部発信周波数ＬＯ２はＬＯ２＝Ｆ１−
Ｉｆ１となる。従って、ｆ１−Ｉｆ２＝Ｆ１−Ｉｆ１
となるように中間周波数Ｉｆ１，Ｉｆ２を決定すれ
ば、ＬＯ１＝ＬＯ２となって局部発振器を上り用と下り
用に共用することができる。

【０００６】しかし、割り当て周波数がｆ１の場合の上
り用局部発信周波数をＬＯ１‘割り当て周波数がｆ２の
場合の上り用局部発信周波数をＬＯ１“とすると ＬＯ１‘＝ｆ１−Ｉｆ２ ＬＯ１“＝ｆ２−Ｉｆ２ となる。 この結果、上り用の中間周波数（Ｉｆ２）を可変にしな
い限り（中間周波数を可変とすることは技術的にも、価
格的にも難しい）、無線通信装置を構成する局部発振器
は、上り信号用ＬＯ１と、下り信号用ＬＯ２として別々
のものを用意しておき、割り当てられた周波数に対応で
きるよう上り信号用の局部発振周波数を切り替え調整す
る必要があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の無線通信送受信
においては下り信号（端末局にとっての受信信号）にあ
るチャンネルＦ１を割当てられた時、上り信号（端末局
にとっての送信信号）に割当てられるチャンネルは複数
（例えばｆ１〜ｆ３）あり、どの周波数が割り当てられ
るかによって、上り用の局部発信周波数を変更しなけれ
ばならない。また、下り信号と上り信号との周波数間隔
も一定にはならないので、無線端末局装置を構成する局
部発振器も、割り当てられた周波数に対応できるよう調
整する必要から、下り信号用と上り信号用と別々のもの
を用意しておく必要があった。

【０００８】本発明はこのような課題を解決するために
発明されたものであり、無線端末局装置を構成する局部
発振器を上り用と下り用とを同一のものとすることがで
き、装置の簡単化を図った無線通信装置を得ることを目
的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明の無線通信装置
は、通信相手の無線通信装置へ送信する第１の方向の信
号はスペクトラム拡散多重アクセスシステムを用いたパ
ケット伝送で送信し、前記通信相手装置から受信する第
２の方向の信号は、時分割多重システムを用いたパケッ
ト伝送で受信するものである。

【００１０】また、前記第１の方向の信号のパケット伝
送容量は、前記第２の方向の信号のパケット伝送容量よ
り小さくしたものである。

【００１１】また、前記第１の方向の信号の送信周波数
を生成するための局部発振周波数と、前記第２の方向の
信号の受信信号を中間周波信号に周波数変換するための
局部発振周波数とを同一としたものである。

【００１２】また、前記第１の方向の信号の送信周波数
を生成するための局部発振器は、前記第２の方向の信号
の受信信号を中間周波信号に周波数変換するための局部
発振器を兼ねるものである。

【００１３】また、この発明の無線通信システムは、１
つの基地局と、この基地局との間で通信を行なう複数の
端末局とを含む無線通信システムであって、前記複数の
端末局の内の少なくとも１局は前記基地局から受信する
第２の方向の信号は時分割多重システムを用いたパケッ
ト伝送で受信し、前記基地局へ送信する第１の方向の信
号はスペクトラム拡散多重アクセスシステムを用いたパ
ケット伝送で送信する無線通信装置を有し、他の端末局
の内の少なくとも１局は、前記基地局から受信する第２
の方向の信号が時分割多重システムを用いたパケット伝
送で受信し、前記基地局へ送信する第１の方向の信号が
前記第２の方向の信号と同容量で時分割多重システムを
用いたパケット伝送で送信する無線通信装置を有するも
のである。

【００１４】また、前記第２の方向の信号が時分割多重
システムを用いたパケット伝送で受信し、前記第１の方
向の信号が前記第２の方向の信号と同容量で時分割多重
システムを用いたパケット伝送で送信する無線通信装置
は、前記第１の方向の信号の送信周波数を生成するのに
用いる局部発振周波数と、前記第２の方向の信号の受信
信号を中間周波信号に周波数変換するのに用いる局部発
振周波数とを同一としたものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】実施の形態１．本発明の実施の形
態１の無線通信装置の電波仕様構成を図１、図２に示
す。なお、以下の各図に於いて、従来と同一又は相当部
分には同符号を付してその詳細な説明は省略する。図に
おいて３０は無線基地局の無線通信装置（無線基地局装
置という）、３１は無線端末局の無線通信装置（無線端
末局装置という）、３２は衛星中継器である。４０は無
線基地局装置３０から無線端末局装置３１への下り通信
信号、４１は無線端末局装置３１から無線基地局装置３
０への通信信号を示す。図２は中間に衛星中継器３２が
入る場合であるが電波形式は図１と同じなので説明は省
略する。無線基地局装置３０より無線端末局装置３１に
向かう下り回線４０（この発明に言う第２の方向の信
号）では、従来と同じくTDMでパケット伝送を行う。こ
こでTDMは時分割多重をいう。また、無線端末局装置３
１より無線基地局装置３０に向かう上り回線４１（この
発明に言う第１の方向の信号）ではCDMAでパケット伝送
を行う。ここでCDMAはコード分割多重アクセスあるいは
スペクトラム拡散システムをいう。

【００１６】図１、図２のシステムの周波数配置は図３
のようになる。図３では無線端末局装置３１が３局ある
とした場合の周波数配置を図示した。上り信号４１はCD
MAであるので複数の端末で同じ周波数（又は周波数の広
がり）を占有する。それぞれの端末局は送信信号に含ま
せたコード（符号）で他の端末との区別をするので、無
線基地局装置３０は一旦全ての信号を受信した後、コー
ドを解析してどの端末からの信号であるかを識別する。
また、下り信号４１はTDMであるので、従来と同様にあ
る時刻においては、１つの端末向けの信号しか出力され
ず、短い時間で切替えて複数（図では３つ）の端末局に
パケット伝送を行う。上り信号４１は下り信号４０に比
べ小容量に設計されている。上り信号４１の帯域幅は下
り信号４０の帯域幅が同程度になるよう設計するが、上
り信号４１はスペクトラム拡散するので回線容量は下り
信号４０より小容量となる。

【００１７】以上の電波仕様を採用した結果、従来上り
信号は端末毎に異なる周波数を割当てられていたのが、
本実施の形態１においては、上り信号４１はCDMA信号と
したので、どの端末にも同一の周波数を割当てることが
できるようになる。その結果、上り信号と下り信号の周
波数間隔はどの端末に於いても一定となり、また、従来
と同様に、上り信号４１はランダムアクセスも可能であ
る。勿論、各端末には別のコードを割り当てなければな
らないが、この作業はソフト的に処理することができる
ので、従来のごとく異なる周波数発振回路を用意する場
合に比べ、格段に簡単になる。

【００１８】上記の電波仕様をとった結果、上り信号４
１と下り信号４０の周波数間隔はどの端末に於いても一
定となり、無線端末局装置３１の局部発振器は１つのも
のを送信側と受信側とに共用することができる。このよ
うに共用した構成例を図４に示す。図４において、ベー
スバンド１１は変調器１２に入力され変調波を生成す
る。生成された変調波はミキサー１３に入力され、局部
発振器２１によりアップコンバートされ高周波信号に変
換される。高周波信号は増幅器１４で増幅され分波器１
５を経てアンテナ１６から上り信号２１として送出され
る。ここで上り送信周波数＝Ｉｆ２＋ＬＯとなる。ＬＯ
は局部発振器２１の発信周波数である。一方下り信号４
０はアンテナ１６より入力され、分波器１５を経て増幅
器１７で増幅された後、ミキサー１８で局部発振器２１
によりダウンコンバートされ中間周波数Ｉｆ１に変換さ
れる。変換された中間周波数は復調器１９で復調され、
ベースバンド２０でベースバンド処理される。ここで下
り受信周波数＝Ｉｆ１＋ＬＯとなる。このように無線端
末局装置３１を構成した場合、上り信号と下り信号の送
受信間隔が、どの端末に於いても一定なので、局部発振
器２１は上り信号、下り信号で共用できる。

【００１９】実施の形態２．図５、図６に実施の形態２
の無線システムの電波仕様を説明する。ここでは無線端
末局装置が複数ある場合について説明する。図に於いて
３３は複数の無線端末局装置のうち回線容量に大容量を
必要とする端末である（説明の都合上第２の無線端末装
置という。また、実施の形態１の回線容量の小さい無線
端末装置３１は第１の無線端末装置という）。複数の無
線端末局装置のうち第２の無線端末装置３３はCDMA以外
の多重アクセス方式、あるいは時分割多重方式（いわゆ
るＴＤＭＡなど）とすることを特徴としている。このよ
うにCDMA以外の多重アクセス方式あるいは時分割多重方
式を割り付けた端末局３３についても、上り信号４２と
下り信号４０の送受信周波数間隔は同一となる。

【００２０】即ち、図５、図６のシステムの周波数配置
は図７のようになる。図７では無線端末局装置が３局あ
りそのうちの１局（第２の無線端末局装置３３）がTDMA
で、２局（第１の無線端末局装置３１）が実施の形態１
で説明したCDMAとした場合の周波数配置を図示した。第
１の無線端末局装置３１（CDMAの２局）の上り信号４１
は、複数の端末で同じ周波数を占有する。しかし、スペ
クトラム拡散されているのでレベルが低い。また第２の
無線端末局装置３３（TDMAである端末局）の上り信号４
２は下り信号４０と同程度の容量とする。また、第１と
第２の無線端末局装置の帯域幅は同程度になるよう設計
する。このため、第２の無線端末局装置３３（TDMAであ
る端末局）の上り信号４２は第１の無線端末局装置３１
（CDMAの端末局）の上り回線４１に比べ大容量とするこ
とができる。システムとしてCDMAとTDMAが混在するシス
テムとなるが、CDMAの局の送出レベルは低いのでTDMAの
局にとって等価的に雑音とみなすことができ、相互に通
信の妨げとなることはない。

【００２１】上記のような無線通信伝送方式とした結
果、TDMAの端末局やCDMAの端末局とも上り信号と下り信
号の周波数間隔は一定となり、無線端末局装置の局部発
振器は同一のもので構成できる。このように構成した端
末局の構成を図８に示す。図８に於いて、２２はスペク
トラム拡散変調器又はＱＰＳＫなどの通常変調器であ
る。ベースバンド１１は変調器２２に入力され変調波を
生成する。生成された変調波はミキサー１３に入力され
局部発振器２１によりアップコンバートされ高周波信号
に変換される。高周波信号は増幅器１４で増幅され分波
器１５を経てアンテナ１６から上り信号として送出され
る。一方下り信号はアンテナ１６より入力され、分波器
１５を経て増幅器１７で増幅される。その後ミキサー１
８で局部発振器２１によりダウンコンバートされ中間周
波数に変換される。変換された中間周波数は復調器１９
で復調され、ベースバンド２０でベースバンド処理され
る。このように無線端末局装置を構成した場合、上り信
号と下り信号の送受信周波数がどの端末に於いても同じ
なので、局部発信周波数を周波数割り当てによっていち
いち調整する必要が無く、局部発振器２１は上り信号、
下り信号で共有することができる。

【００２２】

【発明の効果】以上に説明したように、この発明の無線
通信装置は、下り信号は時分割多重システムを用いたパ
ケット伝送で受信し、上り信号はスペクトラム拡散多重
アクセスシステムを用いたパケット伝送で送信するの
で、送信側と受信側の局部発信周波数を同一とすること
ができ、回路構成を単純化できる。

【００２３】また、上りのパケット伝送容量は、下りの
パケット伝送容量よりも小さくしたので、送受信の帯域
幅を同程度にすることができる。

【００２４】また、送信側と受信側の局部発信周波数を
同一とすることができ、回路構成を単純化できる。

【００２５】また、送信側と受信側の局部発信器を共用
することができ、回路構成を単純化できる。

【００２６】また、この発明の無線通信システムは、下
り信号は時分割多重システムを用いたパケット伝送で受
信し、上り信号はスペクトラム拡散多重アクセスシステ
ムを用いたパケット伝送で送信する端末装置を備えた端
末局を有するので、システムが安価に構成できる。

【００２７】以上に説明したように本発明の無線通信送
受信方式にした結果、下り信号と上り信号との周波数間
隔は常に一定に、無線端末局装置を構成する局部発振器
も下り信号用と上り信号用と共用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１の無線通信システムを
説明する電波仕様説明図である。

【図２】 図１の衛星中継器を含むシステムの説明図で
ある。

【図３】 図１、図２のシステムの周波数配置説明図で
ある。

【図４】 図１のシステムに用いられる端末装置の構成
図である。

【図５】 本発明の実施の形態２の無線通信システムを
説明する電波仕様説明図である。

【図６】 図５の衛星中継器を含むシステムの説明図で
ある。

【図７】 図５、図６のシステムの周波数配置説明図で
ある。

【図８】 図５、図６のシステムに用いる端末装置の構
成図である。

【図９】 従来の無線通信システムの電波仕様説明図で
ある。

【図１０】 図９の衛星中継器を含むシステムの説明図
である。

【図１１】 図９、図１０の場合の周波数配置説明図で
ある。

【図１２】 図９、図１０の端末装置の構成図である。

【符号の説明】

１１ ベースバンド、 １２ 変調器、 １３ ミ
キサー、１４ 増幅器、 １５ 分波器、 １６
アンテナ、１７ 増幅器、 １８ ミキサー、 １
９ 復調、２０ ベースバンド、 ２１ 局部発振
器、２２ スペクトラム拡散器あるいはQPSKなどの通常
変調器、３０ 無線基地局装置、 ３１ 無線端末局
装置、３３ 第２の無線端末局装置、 ４０下り回
線、４１ 上り回線。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5K011 BA03 DA03 DA06 JA01 KA01 5K022 FF02 5K028 AA07 BB06 CC02 EE08 HH05 KK01 KK12 KK32 5K067 AA42 BB02 CC04 CC08 CC10 EE02 EE10 EE61

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通信相手の無線通信装置へ送信する第１
   の方向の信号はスペクトラム拡散多重アクセスシステム
   を用いたパケット伝送で送信し、前記通信相手装置から
   受信する第２の方向の信号は、時分割多重システムを用
   いたパケット伝送で受信することを特徴とする無線通信
   装置。
2. 【請求項２】 前記第１の方向の信号のパケット伝送容
   量は、前記第２の方向の信号のパケット伝送容量より小
   さいことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
3. 【請求項３】 前記第１の方向の信号の送信周波数を生
   成するための局部発振周波数と、前記第２の方向の信号
   の受信信号を中間周波信号に周波数変換するための局部
   発振周波数とが同一であることを特徴とする請求項１に
   記載の無線通信装置。
4. 【請求項４】 前記第１の方向の信号の送信周波数を生
   成するための局部発振器は、前記第２の方向の信号の受
   信信号を中間周波信号に周波数変換するための局部発振
   器を兼ねることを特徴とする請求項１に記載の無線通信
   装置。
5. 【請求項５】 １つの基地局と、この基地局との間で通
   信を行なう複数の端末局とを含む無線通信システムであ
   って、前記複数の端末局の内の少なくとも１局は前記基
   地局から受信する第２の方向の信号は時分割多重システ
   ムを用いたパケット伝送で受信し、前記基地局へ送信す
   る第１の方向の信号はスペクトラム拡散多重アクセスシ
   ステムを用いたパケット伝送で送信する無線通信装置を
   有し、他の端末局の内の少なくとも１局は、前記基地局
   から受信する第２の方向の信号が時分割多重システムを
   用いたパケット伝送で受信し、前記基地局へ送信する第
   １の方向の信号が前記第２の方向の信号と同容量で時分
   割多重システムを用いたパケット伝送で送信する無線通
   信装置を有することを特徴とする無線通信システム。
6. 【請求項６】 前記第２の方向の信号が時分割多重シス
   テムを用いたパケット伝送で受信し、前記第１の方向の
   信号が前記第２の方向の信号と同容量で時分割多重シス
   テムを用いたパケット伝送で送信する無線通信装置は、
   前記第１の方向の信号の送信周波数を生成するのに用い
   る局部発振周波数と、前記第２の方向の信号の受信信号
   を中間周波信号に周波数変換するのに用いる局部発振周
   波数とを同一としたものであることを特徴とする請求項
   ５に記載の無線通信システム。