JPH03201629A - スペースダイバーシティ制御方式 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、無線通信システムおいて使用されるスペース
・ダイパーシティ制御方式に関する。

（従来の技術） 無線通信システムでは、フェージングの影響を軽減する
ための方法の一つとしてスペースダイバーシティが広く
使用されており、その中に摂動法と呼ばれる制御方式を
採用したものがある。この摂動法とは、アンテナが空間
的に離間して配置された２つの通信系間の相対位相を制
御する際に、この相対位相の１回の移相量を主信号に影
響を与えない程度の一定の小さな量とし、この移相量だ
け上記相対位相を変化させる毎に上記各通信系の受信合
成出力レベルの変化を検出して、その改善度から例えば
同相合成条件を満足するような上記相対位相の変化方向
を決定するものである。

第４図はこの摂動法による制御方式を適用した送信スペ
ースダイバーシティ無線通信システムの構成を示すもの
で、１は空間的に離間して配置された２つのアンテナを
備えた送信装置、２は受信装置、３は制御回線をそれぞ
れ示している。

先ず送信装置１は、図示しない変調回路から出力された
中間周波信号を分配器１１で２分岐し、このうちの一方
を送信周波数変換器１２ａで送信局部発振器１３からの
局部発振信号と合成して周波数変換したのち、高周波電
力増幅器１５ａで増幅して主送信アンテナ１６ａから無
線回線へ送信する。また２分岐した上記中間周波信号の
うちの他方を、送信周波数変換器１２ｂで移相器１４に
より位相制御された局部発振信号と合成して周波数変換
したのち、送信電力増幅器１５ｂで増幅して副送信アン
テナ１６ｂから無線回線へ送信する。

尚、上記移相器１４の移相量は移相制御回路１７により
制御している。

一方受信装置２は、無線回線を介して到来した信号を受
信、アンテナ２１で受信し、その受信信号を低雑音増幅
器２２で増幅したのち受信周波数変換器２３により受信
局部発振器２４から発生された局部発振信号と合成して
周波数変換する。そして、これにより得られた中間周波
信号を自動利得制御増幅器２５でレベル制御したのち図
示しない復調回路に出力する。また、受信装置２は制御
方向検出回路２６を備えている。この制御方向検出回路
２６は、比較制御部と変調部とからなる。

比較制御部では、上記自動利得制御増幅器２５のＡＧＣ
電圧が監視され、同相合成を実現する方向の移相制御方
向が決定される。この移相制御情報は上記変調部で例え
ばＦＳＫ変調されて制御回線３へ出力される。

制御回線３は、受信装置２側に送信機３１を設置すると
ともに送信装置１側に受信機３４を設置し、これらの送
信機３１と受信機３４との間を制御用の伝送路を介して
接続したちのある。そして、上記受信装置２の制御方向
検出回路２６から出力された移相制御情報を、送信装置
１の移相制御回路１７へ伝達する。尚、３２．３３はそ
れぞれ制御回線用のアンテナである。

このような構成において、受信装置２は、制御方向検出
回路２６により所定のステップ周期で送信装置１からの
主送信波と副送信波との合成受信レベルを監視しており
、この監視結果から合成受信レベルが増加する方向へ、
つまり同相合成条件へ近付ける方向へ次のステップの移
用制御方向を決定し、この移相制御方向を表わす移相制
御情報を制御回線３を介して送信装置１へ伝送している
。

これに対し送信装置１は、移用制御用路１７により上記
受信装置２から通知される移相制御方向に従って、上記
ステップ周期で予め回走的に設定された１ステップ分の
移相量Δθずつ移相器１４の移相を可変制御している。

したがって、いま仮に受信装置２て受信された送信装置
１からの主送信波Ａと副送信波Ｂとの受信位相が第５図
に示す如く位相差θを有しており、この位相差θが例え
ば第６図のイ点に対応する値であったとすると、このイ
点より同トロ条件へ近付けるための移相制御方向（この
場合は進み方向）が制御回線３を介して受信装置２から
送信装置１へ通知される。そうすると、送信装置１では
上記受信装置２から通知された移相制御方向に従って移
相器１４の移相が進み方向にΔθだけ可変され、これに
より副送信波Ｂの位相は進み方向に可変制御される。し
たがって、受信装置２における主送信波Ａと副送信波Ｂ
との合成波の受信レベルは上記Δθに相当する分だけ増
加し、へ点に示す同相条件に一歩近付く。

以後同様に、送信装置１から送信される副送信波Ｂの位
相は１ステツプ毎にΔθずつ進み方向に可変制御され、
この結果受信装置２おける主送信波Ａと副搬送波Ｂとの
合成波の相対レベルは第６図に示す如く次第に、増加し
、受信状態は同相条件に向かって次第に改善される。

一方、受信装置２における合成波の受信位相が０点にあ
った場合には、受信装置２から送信装置１に対し副送信
波の位相を遅らせるための移相制御情報が伝送され、こ
の結果送信装置１から送信される副送信波Ｂの位相は１
ステツプ毎に遅れ方向に制御される。したがって、この
場合には受信合成波の相対レベルは第６図の０点からハ
点に向かって次第に増加し、これにより受信ｔｌｓ９は
同相条件に向かって改善される。

ところが、この様な従来の制御方式には次のような課題
があった。すなわち、合成波の相対レベルが同相条件に
近付くと１ステツプ毎のレベルの変化量、つまり受信レ
ベル偏差が非常に小さくなり、１ステップ当りの移相量
Δθの値によっては、同相条件に達する前に受信装置２
の制御方向検出回路２６による検出限界ΔＬ以下になっ
てしまうことがある。このように合成波の相対レベルの
変化量が検出限界以下になると、制御方向検出回路２６
は改善が見られないと判断して移相の制御方向を反転さ
せるように送信装置１に通知する。このため、送信装ｆ
ｉｌの移相制御回路１７による移相制御は、第７図に示
す如く進み方向と遅れ方向とを交互に繰返す定常状態に
なる。したがって、システムの受信状態は完全に同相条
件に達していないにも拘、らずそれ以上改善されないこ
とになり、この結果最良の条件で受信を行なうことがで
きなかった。

（発明が解決しようとする課題） 以上のように従来の制御方式は、受信レベル偏差の検出
限界により、同相条件を満足する前に移相の制御動作が
定常状態になり、これにより同相条件を実現することが
できないという問題点を有していた。

そこで本発明はこの点に着目し、受信レベル偏差の検出
限界があっても、受信状態を確実に同相条件に到達でき
るようにし、これにより最良の状態で受信を行ない得る
スペースダイバーシティ制御方式を提供することを目的
とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明は、摂動法による第１
および第２の通信系間の相対位相の変化方向が増加方向
と減少方向とを交互に繰返す定常状態になったか否かを
検出する検出手段と、摂動法による１ステップ当りの移
相量を可変制御する移相量制御手段とを備える。そして
、上記検出手段により定常状態になったことが検出され
た場合に、上記移相量制御手段により摂動法によるステ
ップ移相量を所定量増加させるようにしたものである。

また他の本発明は、摂動法による第１および第２の通信
系間の相対位相の変化方向が増加方向と減少方向とを交
互に繰返す定常状態になったか否かを検出する第１の検
出手段と、摂動法による第１および第２の通信系間の相
対位相の変化方向が一定方向になったか否かを検出する
第２の検出手段と、摂動法による１ステップ当りの移相
制御量を可変制御する移相制御手段とを備える。そして
、この移相制御手段により、上記第１の検出手段により
相対位相の変化が定常状態になったことが検出された場
合に摂動法によるステップ移相量を所定量増加させ、か
つこのステップ移相量の増加制御後上記第２の検出手段
により相対位相の変化方向が一定方向になったことが検
出された場合にステップ位相、１１を増加前の量に戻す
ようにしたものである。

（作用） この結果、摂動法による移相制御中にその受信レベル偏
差が検出限界を越え、これにより同相条件に達する前に
移相制御動作が定常状態になっても、この定常状態が検
出されると１ステップ当りの移相量が大きな値に変更さ
れることになる。

このため、以後のステップではこの大きな移相量に応じ
て受信レベル偏差が大きくなって検出限界を越え、これ
により定常状態を脱して受信状態をさらに同相状態に近
付けることが可能となる。

また、相対位相の変化方向が一定方向になるとステップ
移相量は増加前の小さい値に戻されるので、受信状態が
同相条件から遠い状態では小さいステップ移相量により
移相制御されることになり、これにより受信レベル偏差
が大きくなり過ぎて検出不可能になるといった不具合は
防止される。

（実施例） 第１図は、本発明の一実施例におけるスペースダイバー
シティ制御方式を適用した送信スペースダイバーシティ
無線通信システムの移相制御回路の構成を示すものであ
る。尚、システムの他の部分については第４図に示した
構成と同一なので、その詳しい説明は省略する。

本実施例の移相制御回路は、移相制御部７１と、移相量
制御部７２とから構成される。先ず移を量制御部７１は
、移相器１４に対し移相制御信号を出力するアップダウ
ンカウンタ７３と、制御回線３を介して受信装置２から
送られた移相制御方向を表わす情報が“１”　（進め）
であるかまたは“０”（遅れ）であるかを識別する２つ
の識別器７４゜７５と、１ステツプ毎に１クロツクを発
生するクロック成分抽出回路７６とから構成される。尚
、７７．７８に示すアンドゲートは、上記各識別器７４
．７５の検出出力に応じて導通して、上記クロック成分
抽出回路７６から発生されるクロックをアップダウンカ
ウンタ７３に供給するものである。

次に移相、量制御部７２は、上記クロック成分抽出回路
７６から発生されるクロックをカウントする４ビツトカ
ウンタ７９と、この４ビツトカウンタ７つが上記クロッ
クを４ビツトカウントしている間に開成して受信装置２
からの移相制御情報を通過させるゲート回路８０と、積
分器８１と、ゼロレベル検出器８２とから構成される。

このうち積分器８１は、上記ゲート回路８０を経て人力
される４ビツト分の移相制御情報を積分し、その積分出
力をゼロレベル検出器８２に供給する。ゼロレベル検出
器８２は、上記積分器８１からの積分出力レベルがＯで
あるか否かを判定し、Ｏであった場合にアップダウンカ
ウンタ７３のステップカウント数を１ビツトから２ビツ
トに変更する。

尚、制御回線３の受信機３４は、受信装置２から送られ
た移相制御情報をＦＳＸ復調し、この復調結果が“１”
　（進め）であるときには＋Ｖなる電圧を出力し、一方
“０゛　（遅れ）であるときには−■なる電圧を出力す
る。

このような構成であるから、受信装置２から“１“また
は“Ｏ“の移相制御情報が連続して到来しているとき状
態では、積分器８１には上記“１°または“０”に対応
する＋Ｖまたは−Ｖの電圧が連続的に供給される。この
ため、積分器８１の積分出力は例えば第３図の期間Ｔ〕
に示す如く正電圧かまたは反対に負電圧となり、０には
ならない″。したがって、ゼロレベル検出器８２からは
ゼロレベルの非検出信号、つまり小さいステップ幅でカ
ウントを行なわせる信号が出力され、この結果アップダ
ウンカウンタ７３は例えば１クロツク毎に１カウントす
る。したがって、このとき移相器１４の１ステップ当り
の移Ｈｊ　ｍΔθ１は例えばアップダウンカウンタ７３
が８ビ・ソトであったとすれば１ステツプ毎に （３６０°／２８） ずつ変化することになる。第２図のＤＯ−ＤＩの区間は
以上の制御動作による合成波の相対レベルの変化を示し
ている。

さて、この状態で１ステップ当りの合成波の受信レベル
偏差ΔＬ１が例えば第２図のＤ−Ｄ２間のように制御方
向検出回路２６の検出限界を越え、これにより移相制御
方向が進み方向と遅れ方向とを交互に繰返す定常状態に
なると、積分器８１の積分出力は第３図に示す如く４ス
テツプ中に０になる。そうすると、この時点でゼロレベ
ル検出器８２から検出信号が発生され、この結果アップ
ダウンカウンタ７３のカウント動作は１クロツク毎に例
えば２カウントするように変更される。したがって、以
後アップダウンカウンタ７３から移相器１４へ供給され
る移相制御情報は、１ステツプ毎に定常状態到達前の移
相量Δθ１の２倍の移相量Δθ２ずつ変化することにな
る。このため移相器１４の移相は１ステツプ毎に ２Ｘ（３６０°／２８） ずつ変化することに・なり、この結果第２図のＤ１〜Ｄ
３間に示す如く受信装置２におけるステップ間の受信レ
ベル偏差ΔＬ２は増加する。したがって、受信レベル偏
差は制御方向検出回路２６の検出限界内に復帰し、この
結果制御方向検出回路２６は移相制御方向の検出動作が
再び可能となる。

このため、副送信波Ｂの位相はさらに進み方向に可変制
御され、この結果合成波の相対レベルはさらに最大値に
近付いて、受信状態は最終的に例えば第２図に示す如く
同相条件に近いところまで達する。

このように本実施例であれば、受信装置２の制御方向検
出回路２６により決定される移相制御方向の変化が定常
状態に達したときに、１ステップ当りの位相量を２倍に
増加させるようにしたので、これにより１ステツプの受
１３レベル偏差を増加させて制御方向検出回路２６の検
出限界内に戻し、この制御方向検出回路２６による移相
制御方向の検出動作を再開させることができる。したが
って、以後送信装置１の移相制御回路１７はさらに同相
条件に向かって移相の可変制御を行なうことが可能とな
り、この結果最終的に同相条件に近いところまで到達さ
せることができる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではない。例
えば、移相量を増加させた後の移相制御動作において移
相の制御方向が一定ステップ以上連続した場合には、そ
の時点で１ステップ当りの移相量を増加前の値に戻すよ
うにしてもよい。このようにすれば、例えばフェージン
グの状態が変化して合成波の相対レベルが大きく低下し
た場合に、１ステツプの受信レベル偏差が大きくなりす
ぎて制御方向検出回路２６で検出できなくなる等の不具
合を防止することができる。

また、前記実施例では移相量を２段階変化させる場合に
ついて説明したが、３段階以上変化させるようにしても
よい。これにより制御方向検出回路の検出限界が比較的
大きい場合でも確実に同相条件を実現することができる
。さらに、この場合各段階での移相量の変化量は一定に
しなくてもよく、移相量が大きくなるにしたがって大き
くするようにしてもよい。また、移相量を変化させる場
合の条件は定常状態が４ステツプ連続した時点としたが
、３ステツプ以下または５ステツプ以上でもよ＜ＩＩ：
意に設定することができる。

さらに、前記実施例では送信スペースダイバーシティの
システムに適用した場合について説明したが、受信スペ
ースダイバーシティのシステムに適用してもよい。

その他、定常状態の検出手段の構成や移相制御手段の構
成等についても、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々
変形して実施できる。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明は、摂動法による第１および
第２の通信系間の相対位相の変化方向が増加方向と減少
方向とを交互に繰返す定常状態になったか否かを検出す
る検出手段と、摂動法による１ステップ当りの移相量を
可変制御する移相量制御手段とを少なくとも備える。そ
して、上記検出手段により定常状態になったことが検出
された場合に、上記移相量制御手段により摂動法による
ステップ移相量を所定量増加させるようにしたものであ
る。

また他の本発明は、摂動法による第１および第２の通信
系間の相対位相の変化方向が増加方向と減少方向とを交
互に繰返す定常状態になったか否かを検出する第１の検
出手段と、摂動法による第１および第、２の通信系間の
相対位相の変化方向が一定方向になったか否かを検出す
る第２の検出手段と、摂動法による１ステップ当りの移
相制御ｆｆｉを可変制御する移相制御手段とを備える。

そして、この移相制御手段により、上記第１の検出手段
により相対位相の変化が定常状態になったことが検出さ
れた場合に摂動法によるステップ移相量を所定量増加さ
せ、かつこのステップ移用量の増加制御後上記第２の検
出手段により相対位相の変化方向が一定方向になったこ
とが検出された場合にステップ位相量を増加前の量に戻
すようにしたものである。

したがってこれらの本発明によれば、受信レベル偏差の
検出器Ｗがあっても、受信状態を確実に同）Ｉ条件に到
達させることができ、これにより最良の状態で受信を行
ない得るスペースダイバーシティ制御方式を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるスペースダイバーシ
ティ制御方式を適用したシステムの移相制御回路の構成
を示す回路ブロック図、第２図および第３図はそれぞれ
同制御方式を説明するための図、第４図は摂動法による
制御方式を採用した送信スペースダイバーシティ無線通
信システムの概略構成図、第５図は主送信波と副送信波
との受信位相差を示す図、第６図および第７図はそれぞ
れ従来の制御方式の課題を説明するための図である。 １・・・送信装置、１４・・・移相器、■７・・・移を
口制御回路、２・・・受信装置、２６・・・制御方向検
出回路、３・・・制御回線、７１・・・移相制御部、７
２・・・移相量制御部、７３・・・アップダウンカウン
タ、７４゜７５・・・識別器、７６・・・クロック成分
抽出回路、８０・・・ゲート回路、８１・・・積分器、
８２・・・ゼロレベル検出器、Δθ、Δθ１．Δθ２・
・・移相量。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１の通信系による受信出力と第２の通信系によ
   る受信出力との合成出力の振幅レベルに応じて摂動法に
   より前記第１および第２の通信系間の相対位相を制御す
   るスペースダイバーシティ制御方式において、 前記摂動法による第１および第２の通信系間の相対位相
   の変化方向が増加方向と減少方向とを交互に繰返す定常
   状態になったか否かを検出する検出手段と、 この検出手段により定常状態になったことが検出された
   場合に前記摂動法によるステップ移相量を所定量増加さ
   せる移相量制御手段とを具備したことを特徴とするスペ
   ースダイバーシティ制御方式。
2. （２）第１の通信系による受信出力と第２の通信系によ
   る受信出力との合成出力の振幅レベルに応じて摂動法に
   より前記第１および第２の通信系間の相対位相を制御す
   るスペースダイバーシティ制御方式において、 前記摂動法による第１および第２の通信系間の相対位相
   の変化方向が増加方向と減少方向とを交互に繰返す定常
   状態になったか否かを検出する第１の検出手段と、 前記摂動法による第１および第２の通信系間の相対位相
   の変化方向が一定方向になったか否かを検出する第２の
   検出手段と、 前記第１の検出手段により相対位相の変化が定常状態に
   なったことが検出された場合に前記摂動法によるステッ
   プ移相量を所定量増加させ、かつこのステップ移相量の
   増加制御後前記第２の検出手段により相対位相の変化方
   向が一定方向になったことが検出された場合にステップ
   位相量を増加前の量に戻す移相量制御手段とを具備した
   ことを特徴とするスペースダイバーシティ制御方式。