JPH09307337A - ダイバーシティ装置とそのアンテナ制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のアンテナを用いずにダイバーシティ装
置の受信状態を最適化する。 【解決手段】 ６つの放射面を有し、位相シフトにより
７つの放射パターンが設定されるアレイ・アンテナ６
と、アンテナ６の各放射面に位相制御信号を送る移相器
群５と、移相器群５の位相制御信号が格納されるＲＯＭ
１５と、複数の放射パターンの初期値が記録されるＲＡ
Ｍ１６と、外部からのトリガー信号が入力されるリセッ
ト回路１７と、複数の放射パターンの初期値を設定する
初期制御回路１２と、検出した受信状態によりアンテナ
の出力可能な放射パターンを選択して選択回路１４を介
してＲＯＭ１５に制御信号を送る制御回路１３とからな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アンテナの放射パ
ターンを制御する型のダイバーシティ方式に関し、特
に、オフィス内無線ＬＡＮにおける室内伝搬等のパスの
変動するマルチパス環境下におけるダイバーシティ方式
に関する。

【０００２】

【従来の技術】無線通信、特に通信相手との相対的位置
関係の変化する移動無線やビル内無線ＬＡＮなどの場合
においては、電波伝搬のパスが複雑なマルチパスを構成
し、相互の干渉によるフェージングのために通信品質の
劣化が問題となる。その対策としては、異なる空間、指
向性、周波数などのアンテナを用いたダイバーシティ方
式が利用されている。従来、この種のダイバーシティ装
置としては、例えば特開平３−２２０８２５号公報や特
開昭５６−６０１２３号公報に見られるように、指向性
のある程度絞られた複数のアンテナを設置し、受信状態
により最良のアンテナを切替え器により選択する方法、
あるいは、複数のアンテナの出力を合成する方法が知ら
れている。

【０００３】図４は、従来のこのようなダイバーシティ
装置の典型的な例を示す。この装置は、インターフェイ
ス回路１００１、変調器１００２、送信機１００３、分
波器１００４、切替え器１００５、アンテナ１００６−
１〜１００６−４、受信機１００７、ＩＦ増幅器１００
８、レベル検出回路１００９、復調器１０１０、ビット
・エラー・レート（ＢＥＲ）測定回路１０１１、切替え
制御回路１０１２からなる。

【０００４】送信のときは、インターフェイス回路１０
０１から入力された信号は、変調器１００２により変調
され、送信機１００３、分波器１００４を経て、切替え
器１００５により現在選択されているアンテナ１００６
−１〜１００６−４のいずれかから出力される。また、
受信のときは、アンテナ１００６−１〜１００６−４の
うち、切替え器１００５によって選択されているいずれ
かのアンテナの出力が、分波器１００４、受信機１００
７を経てＩＦ増幅器１００８に入力される。信号は２分
岐され、一方はレベル検出回路１００９に出力され、受
信レベルが検出される。また、もう一方は、ＩＦ増幅器
１００８により規定値まで増幅され、復調器１０１０に
出力される。復調器１０１０では、信号の復調が行なわ
れ、インターフェイス回路１００１を経て出力されると
ともに、ＢＥＲ測定回路１０１１にも出力され、ＢＥＲ
のカウントが行なわれる。レベル検出回路１００９およ
びＢＥＲ測定回路１０１１の出力は、ともに切替え制御
回路１０１２に入力され、切替え制御回路１０１２にに
より総合的に判断された後に、切り替えが必要であれば
切替え器１００５に対して切り替え要求を出す。この場
合、切り替える順番は予め決められており、例えばアン
テナ１００６−１〜１００６−２〜１００６−３〜１０
０６−４〜１００６−１のように切り替えられるが、各
アンテナの受信波の相関が一般的に低いので、回線品質
はこの方法で十分に改善できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図４の方法
では、アンテナが複数必要なので、一般的に装置が高価
になってしまう上、例えば無線ＬＡＮ等オフィス内で使
用する場合には、装置の小型化を進める上で障害になっ
てしまうという問題点がある。特に、室内などのマルチ
パス環境でパスが多く干渉の影響が大きい場合には、ア
ンテナのビーム幅を狭くすることにより干渉波を除去す
ることが考えられるが、そのためにはアンテナ１つ当た
りのカバーエリアが狭くなり、アンテナの数を増やさな
ければならない。すなわち、装置の小型化、低価格化か
らさらに遠ざかることになる。例えば、１つのアンテナ
のカバーエリアを２０°とすると、単純に平面として考
えても３６０°をカバーするためには、実に１８個のア
ンテナが必要になり、もはや現実的な値ではないことが
判る。

【０００６】本発明の目的は、上述の問題点を解決し、
複数の放射面を有する１つのアンテナを用いて最良のパ
スを得ることができるダイバーシティ装置を提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のダイバーシティ
装置は、複数の放射面を持つアレイ型のアンテナと、ア
ンテナの各放射面へ出力する信号の位相をそれぞれ変化
させる位相シフト手段と、前記位相シフト手段制御用の
位相情報が予め格納された記憶手段と、前記記憶手段に
アドレス情報を与える制御手段と、受信信号の状態を監
視する監視手段と、前記監視手段の監視結果が格納され
る監視結果記憶手段と、を有する。

【０００８】また、位相情報記憶手段には、予めアンテ
ナの放射方向を変化することにより、複数の受信レベル
の良好な放射方向を検索し、その検索結果を記憶してお
くことが望ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例について図
面を参照して説明する。

【００１０】図１は本発明のダイバーシティ方式の１実
施例のブロック図、図２は移相器群５およびアレイ・ア
ンテナ６の構成例を示すブロック図、図３はＲＯＭ１５
の内容の具体例を示す図である。

【００１１】図１において、本実施例の構成は、従来と
同様なインターフェイス回路１、変調器２、送信機３、
分波器４、受信機７、ＩＦ増幅器８、レベル検出回路
９、復調器１０、ＢＥＲ測定回路１１等からなる一般的
な送受信装置に、本発明による、例えば６つの放射面を
有し、位相シフトにより７つの放射パターンが設定され
るアレイ・アンテナ６と、アンテナ６の各放射面に出力
する信号の位相を調節するための移相器群５と移相器群
５を制御するための位相情報が格納されるＲＯＭ１５
と、複数の放射パターンに対する受信状態が記録される
ＲＡＭ１６と、外部からのトリガー信号が入力されるリ
セット回路１７と、複数の放射パターンの初期受信状態
を調査するための初期制御回路１２と、検出した受信状
態によりアンテナの出力可能な放射パターンを選択して
選択回路１４を介してＲＯＭ１５に制御信号を送る制御
回路１３とからなるダイバーシティ装置が設けられたも
のである。アレイ・アンテナ６とＲＯＭ１５の構成につ
いて説明する。

【００１２】図２は、放射面が６個で構成され、７通り
の放射パターン１０１〜１０７が予め設定されるアレイ
・アンテナ６の構成例である。ここでは、放射面を６、
放射パターンを７としたが、この数に限定されず他の複
数の値であってもよい。放射パターン等は、実際は３次
元であるが、簡単のために図には２次元として示してあ
る。このアレイ・アンテナ６は、主信号入力端子４０１
と、６組の放射面２０１〜２０６、移相器３０１〜３０
６、制御信号入力端子５０１〜５０６で構成される。

【００１３】また、ＲＯＭ１５には、図３に示すよう
に、予め決められた所望の７通りの放射パターン１０１
〜１０７のそれぞれに対応して、各移相器３０１〜３０
６に送られる８ビットずつ６個分で１組の位相制御信号
が、３ビットのアドレスで表される７つの格納領域に１
組ずつ格納されている。例えば、アドレス３番の放射パ
ターン１０３を形成する場合は、放射面２０１の移相器
３０１に３０Ｈ（１６進数表示），放射面２０２の移相
器３０２に２８Ｈ，放射面２０３の移相器３０３に２０
Ｈ，放射面２０４の移相器３０４に１８Ｈ，放射面２０
５の移相器３０５に１０Ｈ，そして放射面２０６の移相
器３０６には０８Ｈの位相制御信号がそれぞれ送られる
ことを示す。

【００１４】次に、本実施例のシステムの動作について
説明する。

【００１５】先ず、装置の初期設定時には、外部からの
トリガーにより、リセット回路１７が動作し、選択回路
１４がＲＯＭ１５に対して初期制御回路１２の出力を選
択するように指示すると共に、送信機３が不要な方向に
信号を出力しないようにその動作を停止させる。初期制
御回路１２は、制御回路１３を介してアンテナの出力可
能な全ての放射パターンを順番にアドレッシングしてゆ
き、各アドレスに対してレベル検出回路９及びＢＥＲ測
定回路１１の出力をＲＡＭ１６に格納する。全てのアド
レスについて計測が済むと、ＲＡＭ１６に格納されたデ
ータを解析して最も受信状態の良好な１つのアドレス
と、その次に受信状態の良好ないくつかのアドレスとを
順位を付けて選別し、最良のアドレスを現用、その他を
予備のアドレスとして制御回路１３に保持する。以上の
処理により初期設定は終了する。その結果、制御回路１
３が現用アドレスを出力し、選択回路１４がこの制御回
路１３の出力をＲＯＭ１５に送り、その結果位相器群５
を動作させてアンテナ６の放射パターンが最良の受信状
態の方向に向けられ、送信機３が出力を開始する。

【００１６】その後は、ＢＥＲ測定回路１１が受信状態
を監視し、予め設定されたビット・エラー・レートのス
レッショールド値より受信状態が悪化すると、制御回路
１３の制御により初期設定時に定められた順番により順
次予備アドレスの１つが選択され、アンテナの放射パタ
ーンが変更される。

【００１７】次に、定常状態における送信の場合は、イ
ンターフェイス回路１から入力された信号が、復調器２
により変調され、送信機３、分波器４を経て、移相器群
５の主信号入力端子４０１に入力される。主信号入力端
子４０１から入力された信号は、分岐されて６つの移相
器３０１〜３０６に入力される。この入力された信号に
対して、各移相器３０１〜３０６では、現在設定されて
いる放射パターンにより、ＲＯＭ１５から制御信号入力
端子５０１〜５０６を介して入力される位相制御信号に
従って位相シフトが行なわれ、位相シフトされた主信号
がそれぞれ対応する放射面２０１〜２０６から放射され
る。

【００１８】また、受信の場合は、受信電波がアレイ・
アンテナ６から移相器群５、分波器４、受信機７を経て
ＩＦ増幅器８に入力され、信号の一部はレベル検出回路
９に出力されて受信レベルが検出される。一方、他の信
号はＩＦ増幅器８により規定値まで増幅され、復調器１
０に出力される。復調器１０で復調された信号は、イン
ターフェイス回路１から出力されるとともに、ＢＥＲ測
定回路１１にも出力され、ＢＥＲのカウントが行なわれ
る。制御回路１３は、ＢＥＲ測定回路１１の出力のＢＥ
Ｒのカウント値を予め定められた値と比較して、アンテ
ナの放射パターンの変更が必要と判断すると、予め選択
されてＲＯＭ１５に格納されている放射パターンのアド
レスの１つを指定する。ＲＯＭ１５は、指定されたアド
レスの情報を移相器群５に送ってアレイ・アンテナ６の
放射パターンを変更する。

【００１９】

【発明の効果】上述のように本発明は、複数の放射面を
持つアレイ型のアンテナと、アンテナの各放射面へ出力
する信号の位相をそれぞれ変化させる位相シフト手段と
を設けて、受信状態に応じて位相シフト手段を制御する
ことにより、複数のアンテナを用いることなく良好な受
信状態を得ることができる効果がある。

【００２０】また、予めアンテナの放射方向を変化し
て、複数の受信レベルの良好な放射方向を検索し、その
検索結果を記憶しておくことにより、最良のパスを受信
状態に応じて迅速に選択することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例のブロック図である。

【図２】移相器５およびアレイ・アンテナ６の構成例を
示すブロック図である。

【図３】ＲＯＭ１５の内容の具体例を示す図である。

【図４】従来のダイバーシティ方式の１実施例を示すブ
ロック図である。

【符号の説明】

１，１００１ インターフェイス回路 ２，１００２ 変調器 ３，１００３ 送信機 ４，１００４ 分波器 ５ 移相器群 ６ アレイ・アンテナ ７，１００７ 受信機 ８，１００８ ＩＦ増幅器 ９，１００９ レベル検出回路 １０，１０１０ 復調器 １１，１０１１ ＢＥＲ測定回路 １２ 初期制御回路 １３ 制御回路 １４ 選択回路 １５ ＲＯＭ １６ ＲＡＭ １７ リセット回路 １００５ 切替え器 １００６−１〜１００６−４ アンテナ １０１２ 切替え制御回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マルチパス環境下のアンテナを介して電
   波を送受信する無線送受信装置のダイバーシティ装置に
   おいて、 複数の放射面を持つアレイ型のアンテナと、 前記アレイ型アンテナの複数の放射面のそれぞれの出力
   信号の位相情報が予め格納される位相情報記憶手段と、 前記アレイ型アンテナの放射方向毎の受信信号レベルを
   監視する監視手段と、 前記監視手段の監視結果が格納される監視結果記憶手段
   と、 前記監視結果記憶手段に格納された監視結果により、前
   記位相情報記憶手段に格納された位相情報を修正する制
   御手段と、 前記位相情報記憶手段に修正して格納された位相情報に
   より、前記アレイ型アンテナの放射面毎の出力信号の位
   相を変化させる位相シフト手段と、を備えたことを特徴
   とする無線送受信装置のダイバーシティ装置。
2. 【請求項２】 予めアンテナの放射方向を変化すること
   により、複数の受信レベルの良好な放射方向を検索し、
   その検索結果を位相情報記憶手段に記憶しておく請求項
   １に記載のダイバーシティ装置。
3. 【請求項３】 マルチパス環境下のアンテナを介して電
   波を送受信する無線送受信装置のダイバーシティ装置の
   アンテナ制御方法において、 複数の放射面を持つアレイ型のアンテナと、前記アンテ
   ナの各放射面から出力する信号の位相を変化させる位相
   シフト手段と、前記アンテナの受信信号レベルを監視す
   る監視手段と、前記監視手段の監視結果を参照して前記
   位相シフト手段を制御して前記アンテナの放射パターン
   を変化する放射パターン制御手段とを設け、 予めアンテナの放射方向を変化することにより、複数の
   放射方向に対する受信レベルの良好な放射方向をそれぞ
   れ検索し、 前記複数の放射方向に対する良好な受信レベルの検索結
   果をそれぞれアドレスを付して記憶し、 前記監視手段の監視した受信レベルと前記記憶した受信
   レベルとを比較し、 後者の方が良好な場合は、そのアドレスにより前記放射
   パターン制御手段が前記位相シフト手段を制御すること
   を特徴とするダイバーシティ装置のアンテナ制御方法。