JPH04284036A - ヘテロダイン中継システム - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はデイジタル多重無線装置
を用いたヘテロダイン中継システムに関するものである
。

【０００２】一般に、中継方式は再生中継方式、ヘテロ
ダイン中継方式などがあるが、前者は中継毎にデイジタ
ル信号を再生する為に雑音の相加がなく、また、回線の
分岐挿入が容易であるが、中間中継局に変復調器が必要
となる。

【０００３】後者はマイクロ波帯、ミリ波帯の受信波を
中間周波帯の波に変換した後、再び変調してマイクロ波
帯、ミリ波帯の送信波として送出するので、中継数の増
加により、歪や雑音が相加され回線品質が劣化するが、
中間中継局で変復調器が不要となる。

【０００４】ここで、現在のマイクロ波帯、ミリ波帯の
デイジタル多重無線装置は再生中継方式を用いているが
、この無線装置のより一層の経済化が望まれているので
、ヘテロダイン中継方式が注目されている。

【０００５】しかし、この方式は上記の様に中継数の増
加にともなって歪が相加して回線品質が劣化するので、
送信端局装置から受信端局装置までの歪相加の削減を図
ることが必要である。

【０００６】

【従来の技術】図５は従来例のヘテロダイン中継システ
ム構成図、図６は図５中の送信部，受信部ブロック図の
一例であるが、（Ａ）　は送信部分のブロック図、（Ｂ
）　は受信部分のブロック図である。また、図７は電力
増幅器の入出力特性と通過位相特性の一例を示す図であ
る。

【０００７】以下、図６を参照して、図５の動作を説明
する。先ず、ヘテロダイン中継方式は図５に示す様に、
送信端局，ｎ個の中間中継局（以下、中中局と省略する
），受信端局とから構成されている。

【０００８】さて、送信端局は送信すべき主信号を変調
器ＭＯＤ　に加えて中間周波帯のデイジタル変調波を生
成して図６の（Ａ）　の送信部ＴＸに送出する。送信部
は増幅器１１で増幅した後、周波数変換器１２に加える
が、ここには送信局部発振器１５からの局発信号も加え
られているので、中間周波帯のデイジタル変調波は周波
数　ｆＲＦ１　のデイジタル変調波に周波数変換される
。

【０００９】この変調波は帯域通過フイルタ１３を通っ
て不要波成分を除去した後、電力増幅器１４で所定電力
まで増幅されて中中局１　に送出される。中中局１　で
は図６の（Ｂ）　に示す受信部ＲＸ１　の中の低雑音増
幅器２１で受信信号を増幅した後、帯域通過フイルタ２
２を介して周波数変換器２３に加える。

【００１０】この周波数変換器には、受信局部発振器２
７からの局発信号も加えられているので、周波数　ｆＲ
Ｆ１　の受信信号は中間周波帯の受信信号に周波数変換
された後、中間周波帯の増幅器２４で増幅される。

【００１１】そして、増幅器２４の出力は帯域通過フイ
ルタ２５を介して自動利得制御付き増幅器２６に加えら
れ、ここで所定出力レベルまで増幅されて送信部ＴＸ１
　に送られる。送信部ＴＸ１　では、上記と同様な処理
を行って周波数　ｆＲＦ２　で中中局２　に送出する。 以下、各中中局はそれぞれ上記と同様な中継動作を繰り
返し、受信端局の受信部ＲＸで送信端局からの信号を受
信する。

【００１２】受信部ＲＸは上記と同様な動作をして中間
周波帯のデイジタル変調波を取り出して復調部ＤＥＭ　
に送出する。復調部はデイジタル変調波から主信号を再
生する。ここで、各送信部の電力増幅器が図７に示す様
な入出力特性及び入出力位相特性を持っているとすると
、通常の動作点ａにおいてはΔφだけ通過位相が回転す
る。 そこで、送信部の数ｎとすると、ｎ・Δφの位相回転量
が受信端局装置に現れる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記の様に、ヘテロダ
イン中継方式を行う為、受信端局装置では受信信号の位
相にｎ・Δφの位相回転量が生じ、受信側における誤り
率特性が著しく劣化すると云う問題がある。

【００１４】なお、この劣化を軽減する為、各電力増幅
器の動作点を低くしたり、飽和出力を増加してΔφを小
さくしている。しかし、中継距離が短くなったり、消費
電力が増加し、電源給電設備に影響し、コストアップと
なる。

【００１５】本発明は送信端局装置から受信端局装置ま
での歪相加の削減を図ることを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理ブロ
ック図である。図中、３，４は送信端局、ｎ個の中間中
継局及び受信端局に、自局の送信周波数，　受信周波数
に対して、中間周波数だけ高い周波数及び低い周波数の
局発信号を送出することができる第１，第２の局部発振
器である。

【００１７】そして、全ての局に設けた、総計２（ｎ＋
１）個の局部発振器のうち、〔２（ｎ＋１）−２ｍ〕個
の局部発振器が、自局の送信周波数，受信周波数に対し
て中間周波数だけ高い、または低い周波数の局発信号を
送出する時、２ｍ個の局部発振器を、自局の送信周波数
，受信周波数に対して中間周波数だけ低い、又は高い周
波数の局発信号を送出させて、該送信端局から受信端局
までのヘテロダイン中継によって相加される、歪の増加
を低減させる構成にする。

【００１８】

【作用】本発明の原理を、図２を用いて説明する。なお
、図２は図１の動作説明図で、（Ａ）　は局発周波数に
対する送信周波数／　受信周波数の関係図で、（Ｂ）　
は送信周波数／　受信周波数に対する局発周波数の関係
図である。 また、局発周波数は局部発振器から送出される局発信号
の周波数を示す。

【００１９】先ず、第１の送信部から送出する送信周波
数　ｆＲＦ１　＝　ｆＬＯ＋　ｆＩＦで、第２の送信部
から送出する送信周波数　ｆＲＦ２　＝　ｆＬＯ−　ｆ
ＩＦとする（図２の（Ａ）　参照）　。また、電力増幅
器で位相変化ΔφＡ　を受けたとすると下記の様に表さ
れる。

【００２０】 ｆＲＦ１　＝　ｆＬＯ＋　ｆＩＦ＋ΔφＡ　　・・・（
１）ｆＲＦ２　＝　ｆＬＯ−　ｆＩＦ＋ΔφＡ　・・・
（２）ここで、　ｆＩＦは中間周波数，　　ｆＬＯは局
発周波数である。

【００２１】そして、受信部で再変換された周波数　ｆ
ＩＦＲ　は、　ｆＬＯ＝　ｆＬＯＲ１であるから、　　
　　（１）　の場合　：　ｆＲＦ１　＝　ｆＲＦ１　−
　ｆＬＯＲ１＝　ｆＩＦ＋ΔφＡ　　　　　（２）　の
場合：　　ｆＲＦ２　＝　ｆＬＯＲ２−　ｆＲＦ２　＝
　ｆＬＯＲ２−　ｆＬＯ−　（　ｆＩＦ＋ΔφＡ　）　
　　となる（図２の（Ｂ）　参照）　。なお、　ｆＬＯ
Ｒ１，ｆＬＯＲ１は第１，　第２の受信部の局発周波数
であるさて、　ｆＬＯＲ２＝　ｆＬＯ＋２ｆＩＦとする
と、ｆＲＦ２　＝　ｆＩＦ−ΔφＡ　 となり、送信部の電力増幅器で生じた位相変化の方向が
変化する。

【００２２】次に、本発明は上記の原理を適用して、該
送信端局、ｎ個の中間中継局及び受信端局に、自局の送
信周波数，　受信周波数に対して、中間周波数だけ高い
周波数及び低い周波数の局発信号を送出することができ
る第１，第２の局部発振器を設ける。

【００２３】これにより、ヘテロダイン中継システムに
設けられた局部発振器の数は、送信用，受信用がそれぞ
れ（ｎ＋１）個となり、総計　２（　ｎ＋１）となる。 ここで、２（ｎ＋１）個のうち、２ｍ個の局部発振器か
ら送出される局発信号の周波数が自局の送信周波数、ま
たは受信周波数よりも中間周波数だけ高くし、〔２（ｎ
＋１）−２ｍ〕個の局部発振器から送出される局発信号
の周波数は自局の送信周波数，または受信周波数よりも
中間周波数だけ低くする。

【００２４】そして、ｍの値として、線形歪及び非線型
歪の相加が最小になる様に選ぶ。例えば、受信端局でヘ
テロダイン中継システム全体の歪を監視して、２つの送
信用局部発振器、または、２つの受信用局部発振器、ま
たは、１つの送信用局部発振器と１つの受信用局部発振
器の発振周波数を、送信周波数または受信周波数に対し
て中間周波数だけ低く、または高くして歪が最小な所に
固定すればよい。

【００２５】これにより、送信端局装置から受信端局装
置までの歪相加の削減が図れる。

【００２６】

【実施例】図３は本発明の実施例のブロック図で、（Ａ
）　は送信部のブロック図、（Ｂ）　は受信部のブロッ
ク図である。また、図４は本発明を適用したヘテロダイ
ン中継システム構成図である。

【００２７】なお、全図を通じて同一符号は同一対象物
を示す。以下、中間中継局の数は２として、図３，図４
の動作を説明する。先ず、図３の（Ａ），　（Ｂ）に示
す様に、送信部と受信部に、送信周波数，受信周波数に
対して中間周波数だけ高い周波数の局発信号を送出する
第１の局部発振器３１，　３２と、送信周波数，受信周
波数に対して中間周波数だけ低い周波数の局発信号を送
出する第２の局部発振器４１，　４２を設ける。

【００２８】そして、スイッチＳＷ１，　ＳＷ２を、例
えば手動で切り替えることにより、いずれの周波数の局
発信号も取り出せる様になっているとする。次に、図４
の動作を説明するが、例えば、送信端局５の送信部内の
電力増幅器５１が規定の送信電力を送出した時に通過位
相がΔφＡだけ変化し、中中局６の電力増幅器６１では
Δφ１　だけ変化し、中中局７の電力増幅器７１ではΔ
φ２　だけ変化すると仮定する。

【００２９】これらの位相変化は必ずしも方向が一定し
ているとは限らず、また、局部発振器の発振周波数を送
信周波数，　受信周波数に対して高くとるか，　低くと
るかによっても異なる。しかし、最悪状態では変化が全
て加算されて回線品質に重大な影響を与える。

【００３０】これらの相加を最小にする為、６個の局部
発振器の内、任意の２個の局部発振器の発振周波数を送
信周波数，　受信周波数に対してどちらかを選ぶかによ
り、これが可能となるが、説明を簡単にする為、■　　
ΔφＡ　の絶対値が、Δφ１　の絶対値とΔφ２　の絶
対値の和にほぼ等しい■　　ΔφＡ　，　Δφ１　は正
の方向に、Δφ２　は負の方向に位相変化するとし、全
ての局部発振器は送信周波数，受信周波数に対して中間
周波数だけ高い周波数の局発信号を送出する。

【００３１】と仮定する。そこで、受信端局８の復調器
ＤＥＭ　の入力側における位相変化量をΔφＢ　とする
と、　　　　ΔφＢ　＝−Δφ２　＋Δφ１　＋ΔφＡ
　≒−Δφ２　＋Δφ１　＋Δφ１　＋Δφ２　　　　
　　　　　　　≒２Δφ１　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　・・・・（３）　の変化が現
れるが、これは最小の位相変化量とは云えない。

【００３２】そこで、例えば、中中局６，７の送信部Ｔ
Ｘ１，　ＴＸ２にある局部発振器の発振周波数を送信周
波数，受信周波数に対して中間周波数だけ低くする。 　　これにより、ΔφＢ　＝−Δφ２　−Δφ１　＋Δ
φＡ　　　　　・・・（４）　となる。

【００３３】（４）　式に■の条件を適用すると、Δφ
Ｂ　≒−Δφ２　−Δφ１　＋Δφ２　＋Δφ１　≒０ となり位相変化が最小となる。

【００３４】これ以外にも、位相変化量を最小にする組
合せはあるが、どれを選択するかは位相変化だけでなく
、振幅特性などの伝送特性も加味して決定しなければな
らない。

【００３５】また、送信端局５の送信部ＴＸＡ　の局部
発振器はデイジタル信号のベクトル回転の向きや、中間
周波数　ｆＩＦＡ　と　ｆＩＦＢ　の周波数関係が逆転
しない様に送信周波数や受信周波数よりも高く選ぶ必要
がある。

【００３６】以上は電力増幅器の通過位相の変化で述べ
たが、それ以外に機器の不完全性で発生する振幅特性，
　遅延特性等のヘテロダイン中継による相加にも応用で
きる。なお、この局部発振器の周波数設定は、図３に示
す様に局部発振器を２個，用意してもよいが、位相比較
周波数を　ｆＩＦ／　ｎ（ｎは１，２・・）で行って、
外部より分周比を変化できるシンセサイザＰＬＬ　局部
発振器を用いても実現できる。

【００３７】即ち、送信端局装置から受信端局装置まで
の歪相加の削減が図れる。

【００３８】

【発明の効果】以上詳細に説明した様に本発明によれば
、送信端局装置から受信端局装置までの歪相加の削減を
図ることができると云う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理ブロック図である。

【図２】図１の動作説明図で、（Ａ）　は局発周波数に
対する送信周波数／　受信周波数の関係図で、（Ｂ）　
は送信周波数／　受信周波数に対する局発周波数の関係
図である。

【図３】本発明の実施例のブロック図で、（Ａ）　は送
信部のブロック図、（Ｂ）　は受信部のブロック図であ
る。

【図４】本発明を適用したヘテロダイン中継システム構
成図である。

【図５】従来例のヘテロダイン中継システム構成図であ
る。

【図６】図５中の送信部，受信部ブロック図の一例であ
るが、（Ａ）　は送信部分のブロック図、（Ｂ）　は受
信部分のブロック図である。

【図７】電力増幅器の入出力特性と通過位相特性の一例
を示す図である。

【符号の説明】

３　　第１の局部発振器 ４　　第２の局部発振器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　送信端局と受信端局との間に、ヘテロ
   ダイン中継を行う中間中継局がｎ個（ｎは正の整数）配
   置され、該送信端局と受信端局とが該中間中継局を介し
   て信号の送受を行うヘテロダイン中継システムにおいて
   、該送信端局、ｎ個の中間中継局及び受信端局に、自局
   の送信周波数，　受信周波数に対して、中間周波数だけ
   高い周波数及び低い周波数の局発信号を送出することが
   できる第１，第２の局部発振器（３，　４）を設けるが
   、全ての局に設けた、総計２（ｎ＋１）個の局部発振器
   のうち、〔２（ｎ＋１）−２ｍ〕個（ｍは正の整数で、
   ｎ＞ｍ）の局部発振器が、自局の送信周波数，受信周波
   数に対して中間周波数だけ高い、または低い周波数の局
   発信号を送出する時、２ｍ個の局部発振器を、自局の送
   信周波数，受信周波数に対して中間周波数だけ低い、又
   は高い周波数の局発信号を送出させて、該送信端局から
   受信端局までのヘテロダイン中継によって相加される、
   歪の増加を低減させる構成にしたことを特徴とするヘテ
   ロダイン中継システム。