JPH10256969A

JPH10256969A - 無線基地局装置

Info

Publication number: JPH10256969A
Application number: JP9055828A
Authority: JP
Inventors: Makoto Taroumaru; 眞太郎丸
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-03-11
Filing date: 1997-03-11
Publication date: 1998-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】送信電力を増加することなく、かつ一定の送
信電力で下り回線の伝送品質を向上させたＴＤＤ通信に
よる無線基地局装置を提供することを目的とする。【解決手段】位相差検出器６１で得られた受信時のブ
ランチ間の位相差は、メモリ６３に格納される。送信時
には符号が反転され加算器６６で送受信回路のブランチ
間の位相バラツキを補正して移相器１０が設定される。
移相器１０で、移動局の受信位相が同相となるよう位相
制御された送信信号は、一定出力の電力増幅器１１で増
幅され送信される。下り回線では等利得合成ダイバーシ
ティと等価な利得が得られ、端末における受信電界強度
の期待値が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動端末（移動
局）と通信を行う無線基地局装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、セルラ電話やパーソナルハンディ
ホンに代表される公衆移動体通信の普及とデジタル化が
急速に進行している。基地局を介して通信を行う移動無
線通信システムの無線区間の規格としては、例えば社団
法人電波産業会標準規格ＲＣＲＳＴＤ−２８にパーソナ
ルハンディホンに関するものが規定されている。そして
上記パーソナルハンディホンでは、基地局から移動局に
対する（以下、「下り」という）電波と、移動局から基
地局に対する（以下、「上り」という）電波とを、同一
周波数で時分割で通信する時分割通信（ＴＤＤ）により
通信が行われる。

【０００３】ところで、移動体通信においては一般にフ
ェージングが発生し、伝送品質、すなわちビット誤り率
特性が大きく劣化する。フェージングによる伝送品質劣
化を補償する方法としては、ダイバーシティ受信が一般
的である。しかしダイバーシティ受信を行うダイバーシ
ティ受信機は、構成が複雑になるため基地局ではよく用
いられるが、小型・低消費電力が要求される端末装置に
用いるのは好ましくない。

【０００４】この問題を解決する方法として送信選択ダ
イバーシティがある。送信選択ダイバーシティはＴＤＤ
の無線システムにおいて、送信直前の受信時に最も受信
品質が良好であったダイバーシティ枝（アンテナ）で送
信するものである。従って基地局でダイバーシティ受信
を行い、かつ送信選択ダイバーシティを行えば、移動局
では全くダイバーシティを行わなくともフェージングの
影響を上下回線ともに軽減できる。特に移動局が歩行速
度程度で移動するようなフェージングが遅い場合には、
送信選択ダイバーシティの効果は選択合成によるダイバ
ーシティ受信と同等の効果が得られる。パーソナルハン
ディホンシステムの公衆基地局においては、小川・小林
編、電気通信協会発行「やさしいパーソナルハンディホ
ン」第３編に詳述されているように、基地局においてダ
イバーシティ受信と送信選択ダイバーシティを行うこと
を前提として無線回線設計がなされている。

【０００５】ダイバーシティ受信におけるブランチ合成
法としては、選択合成、等利得合成、最大比合成等があ
り、最大比合成が最も効果が高い。この最大比合成ダイ
バーシティは、例えば文献（近藤「ＴＤＭＡ／ＴＤＤ通
信方式における送信ダイハ゛ーシチ特性」電子情報通信
学会秋季大会Ｂ−３５５）に述べられているように、送
信への適用も検討されている。すなわち、受信時に設定
した各ブランチのウエイトと位相差に応じて、各ブラン
チの送信信号に重み付けと位相制御を行って送信すれば
よい。なお、上記文献は計算機シミュレーションにより
適用効果を検討したものだが、詳細な装置の構成は示さ
れていない。

【０００６】このような送信最大比合成ダイバーシティ
の基地局装置を実現するには、ブランチ毎に送信信号の
位相と振幅を制御する必要がある。これら位相および振
幅制御を終段電力増幅器出力とアンテナの間で行えば、
送信回路は送信選択ダイバーシティ同様に１系統でよ
い。しかしそのような位相および振幅を連続的に制御す
るには、可変抵抗、リアクタンス素子、例えばＰＩＮダ
イオードなどを用いた構成となり、電力効率が低下す
る。従って、一般には送信回路のうち少なくとも終段電
力増幅器はブランチ毎に備えた構成とする必要がある。
つまり位相・振幅制御は、終段電力増幅器よりも前段で
行う構成とする必要がある。

【０００７】以上のように従来のＴＤＤ方式の無線基地
局装置においては、ダイバーシティ受信と送信選択ダイ
バーシティまたは送信最大比合成ダイバーシティを行う
ことで、伝送品質の改善、通信可能区域の拡大を図って
いた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の無線基地局装置では、上りで最大比合成ダイバーシ
ティ受信を行った場合、下りが送信選択ダイバーシティ
だとダイバーシティ利得に差があるため、送信電力を大
出力とする必要がある。従って他の近隣基地局に接続す
る移動局に対し干渉を与える確率が高くなり、周波数利
用効率が低下する問題点がある。

【０００９】また、送信最大比合成ダイバーシティを行
った場合でも、送信回路のうち少なくとも終段電力増幅
器はブランチ数だけ備える必要があり、構成が複雑にな
る。さらに終段電力増幅器は、出力電力が変化しても位
相特性が変化しないよう、広いダイナミックレンジにわ
たって良好な直線性が必要になる。このため、電力効率
の低い回路で構成せざるを得ず、放熱等により回路が大
型となる問題点がある。

【００１０】そこで本発明は上記問題点を解決し、送信
電力を増加することなく下り制御チャネルの到達範囲を
拡大できる無線基地局装置を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数のアンテ
ナと、この複数のアンテナからそれぞれ受信信号を供給
される複数の受信回路と、この複数の受信回路の出力を
合成する合成手段と、前記複数の受信回路における各々
の受信信号の位相、または前記各々の受信信号相互間の
位相差を検出する位相差検出手段と、この位相差検出手
段の出力を一時的に格納するメモリと、変調された送信
信号を生成する変調器と、前記送信信号の位相を制御し
て出力する移相器と、前記送信信号および前記移相器に
よって位相制御された送信信号を所要の電力に増幅し前
記複数のアンテナにそれぞれ送信信号を供給する複数の
電力増幅器とを備え、前記移相器は前記メモリの内容に
従って制御されるようにした。

【００１２】この構成により、送信電力を増加すること
なく下り制御チャネルの到達範囲を拡大可能な無線基地
局装置を実現できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、複数の
アンテナと、この複数のアンテナからそれぞれ受信信号
を供給される複数の受信回路と、この複数の受信回路の
出力を合成する合成手段と、前記複数の受信回路におけ
る各々の受信信号の位相、または前記各々の受信信号相
互間の位相差を検出する位相差検出手段と、この位相差
検出手段の出力を一時的に格納するメモリと、変調され
た送信信号を生成する変調器と、前記送信信号の位相を
制御して出力する移相器と、前記送信信号および前記移
相器によって位相制御された送信信号を所要の電力に増
幅し前記複数のアンテナにそれぞれ送信信号を供給する
複数の電力増幅器とを備え、前記移相器は前記メモリの
内容に従って制御される。

【００１４】そしてこの構成により、上り受信時に得ら
れた各アンテナ毎の位相に応じた位相差を付けて下り信
号を送信するため、各アンテナから送信された信号の位
相が移動局のアンテナではほぼ同相となって強め合うと
いう作用を有し、また電力増幅器が定出力になるという
作用を有する。

【００１５】請求項２に記載の発明は、複数のアンテナ
と、この複数のアンテナからそれぞれ受信信号を供給さ
れる複数の受信回路と、この複数の受信回路の出力を合
成する合成手段と、前記複数の受信回路における各々の
受信信号の位相、または前記各々の受信信号相互間の位
相差を検出する位相差検出手段と、この位相差検出手段
の出力を一時的に格納するメモリと、変調された送信信
号を生成する変調器と、前記送信信号を所要の電力に増
幅する電力増幅器と、前記電力増幅器の位相を制御して
出力する移相器とを備え、前記複数のアンテナは前記移
相器および前記電力増幅器からそれぞれ送信信号を供給
され、前記移相器は前記メモリの内容に従って制御され
る。

【００１６】そしてこの構成により、請求項１記載の発
明と同様の作用に加え、電力増幅器が１系統となる作用
を有する。

【００１７】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２記載の発明において、前記複数の受信回路は同期検波
器を備え、前記位相差検出手段は前記複数の受信部にお
ける前記同期検波器において各々再生された搬送波の位
相、または前記搬送波の位相相互間の位相差を検出す
る。

【００１８】そしてこの構成により、位相差検出手段の
入力として再生された搬送波を用いるため、検出される
位相差に含まれる雑音成分が少なくなるという作用を有
する。

【００１９】請求項４に記載の発明は、請求項１記載の
発明において、前記複数の受信部の受信信号強度を比較
し、前記電力増幅器の動作を制御可能な制御手段を備
え、前記複数の電力増幅器は出力を個々に停止する制御
が可能なものであって、前記制御手段により、前記複数
の受信部の受信信号強度のうち最大のものとの差が、予
め設定されたしきい値を下回る受信信号強度となった前
記受信部に対応する前記アンテナが存在した場合、この
アンテナに送信信号を供給する前記電力増幅器の出力を
停止させるよう制御する。

【００２０】そしてこの構成により、伝播状態が悪いア
ンテナに対応する電力増幅器の出力を停止するので、平
均消費電力が低下するという作用を有する。

【００２１】請求項５に記載の発明は、請求項１または
２記載の発明において、前記移相器は、移相量を離散的
な値を切換設定可能で、移相量の分解能が９０度以下と
なるよう構成した。

【００２２】そしてこの構成により、前記移相器の構成
が簡単になるという作用を有する。請求項６に記載の発
明は、請求項１，２，５記載の発明において、前記移相
器は、移相量が固定され移相量が互いに異なる複数の移
相回路と、前記移相回路を切り換える切換手段とを備
え、移相量の分解能が９０度以下となるよう構成した。

【００２３】そしてこの構成により、移相回路として伝
送線路やインダクタやコンデンサなどの受動部品で構成
でき、低損失な移相器が構成できるという作用を有す
る。

【００２４】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１における無線基地局装置のブロック図、図２は同無
線基地局装置の位相差検出部の構成を示す回路およびブ
ロック図、図３は同無線基地局装置の位相差検出部の動
作を示す説明図、図４は同無線基地局装置の動作時の位
相関係を示す説明図である。本実施の形態１は、Ｋブラ
ンチ（Ｋは２以上の整数）のダイバーシティを行うＴＤ
Ｄ通信による無線基地局装置を示すものである。なお、
以下に述べる各実施の形態の無線基地局装置は、いずれ
もＴＤＤ通信によるものである。

【００２５】図１において、１はアンテナで、一般には
水平面内無指向性のものを用いるが、例えばセクタ化セ
ル等の場合には指向性アンテナであっても良い。２はア
ンテナ切換器で、送受信に応じてアンテナを切り換える
ものである。３は各ブランチ毎にアンテナ１で得られた
受信信号を位相ベースバンド信号に変換する受信回路
で、高周波回路３１、バンドパスフィルタ３２、リミタ
増幅器３３、検波器３４から構成される。一般的なデジ
タル変調信号の受信機と同様に、バンドパスフィルタ３
２はできるだけ符号間干渉が生じない範囲で狭帯域なも
の、すなわち送信波形に対応した整合フィルタとして
の、あるいはそれに近似した周波数特性を有するセラミ
ックフィルタ等を用いる。

【００２６】リミタ増幅器３３は出力信号の振幅が一定
になる増幅器で、受信信号強度（ＲＳＳＩ）を出力する
端子を有する。検波器３４は、入力の中間周波信号を検
波し、ベースバンドを信号出力するもので、遅延検波や
同期検波、周波数検波等が用いられる。６はウエイト計
算部で、最大比合成を行うための合成ウエイトをＲＳＳ
Ｉから算出する。７１は乗算器で、受信回路３から得ら
れるベースバンド信号を、ウエイト計算部６で得られる
ウエイトによって重み付けする。７２は合成部で、乗算
器７１で重み付けされたベースバンド信号を加算し、デ
ータ判定して復調データを出力する。以上の構成は、従
来用いられている検波後最大比合成ダイバーシティ受信
機と同一の構成である。

【００２７】６１は位相差検出部であり、各ブランチの
受信部の検波器入力におけるあるブランチに対する位相
差を検出するもので、Ｋ−１個の出力を出力が得られ
る。本実施の形態１ではブランチ１に対する位相差を出
力するものである。６３はメモリで、受信期間に得られ
た位相差検出部６１の出力が書き込まれ、次の送信期間
まで保持される。６４は符号反転部で、入力の正負の符
号を反転する。６５は補正値メモリで、アンテナ切換器
２から検波器３４まで、および送信回路における位相特
性のブランチ間の不揃いを補正するＫ−１個の値が格納
される。６６は加算器で、符号反転された受信時のブラ
ンチ間位相差を補正値メモリ６５の値で補正して出力す
る。

【００２８】８は送信するデジタルデータに応じて搬送
波を変調して送信信号を発生させる変調器、９は変調器
８で生成された送信信号を所定の通信周波数に変換する
周波数変換器、１０は加算器６６からのブランチ間位相
差で周波数変換器９から得られる送信信号の位相をブラ
ンチ毎にシフトする移相器、１１は移相器１０および周
波数変換器９からの送信信号を所要の電力に増幅する電
力増幅器である。以上の構成で、位相差検出部６１は例
えば図２に示した回路をＫ−１個用いて構成することが
できる。

【００２９】図２において、６１１および６１２は排他
的論理和（ＥＯＲ）回路、６１３は端子Ｂより入力され
る信号をπ／２だけ位相を遅らせる移相回路、６１５，
６１６はＥＯＲ回路６１１，６１２の出力を平均する移
動平均回路で、平均時間は移相差検出回路の入力となる
中間周波信号周期の整数倍か、同周期よりも十分長く、
かつシンボル周期よりも短い時間を設定する。そして端
子ＣおよびＳには、端子Ｂの入力信号に対する端子Ａの
入力信号の位相差に応じ、図３に示す値が出力される。
したがって位相変換部６１６では、端子Ｓの値の１／２
との大小で符号を、端子Ｃの値で位相差の絶対値を得る
ことができ、出力として符号付の位相差信号が得られ
る。また、符号反転部６４を省略し加算器６６を減算器
としても全く等価な構成となる。さらに位相差検出部６
１、メモリ６３、符号反転部６４、加算器６６等の処理
をソフトウエアで記述し、デジタルシグナルプロセッサ
で処理する構成としても全く同様に動作する。この場合
検波器３４、ウエイト計算部６、乗算器７１、合成部７
２における信号処理も同様にソフトウエアで記述し、デ
ジタルシグナルプロセッサで処理する構成とすることも
できる。

【００３０】以上のように構成された無線基地局装置に
ついて、以下その動作を説明する。いま、各部の位相
（伝達）特性が図４に示す特性であったとすると、補正
値メモリ６５には（数１）で示すＫ−１個の値が格納さ
れる。なお、図４における受信回路位相特性は、アンテ
ナ切換器２から検波器３４の入力までのものであり、送
信回路位相特性は、周波数変換器９の出力から、または
移相器１０の出力からアンテナ切換器２までのものであ
る。

【００３１】

【数１】

【００３２】これらの補正値は、アンテナ切換器２のア
ンテナ側端子に位相が等しい信号を入力したときの、検
波器３４入力位相のブランチ１に対する位相差と、移相
器１０を全て０に設定したときの、アンテナ切換器２の
アンテナ側端子のブランチ１に対する位相差との差であ
る。受信回路および送信回路の位相特性は時間的に不変
であるから、同補正値は装置の設置時あるいは製造にお
ける調整工程などで測定し、補正値メモリ６５に書き込
むことができる。

【００３３】次に受信期間においては、アンテナ切換器
２が図中Ｒ側へ接続され、アンテナ１で受信された受信
信号は、受信回路３で各ブランチ毎にベースバンド信号
にそれぞれ変換され、乗算器７１および合成部７２で重
み付け加算されて復調出力を得る。この時、受信回路３
の検波器３４の入力搬送波位相、即ちアンテナ１におけ
る搬送波位相はブランチ毎に異なるが、検波器３４の復
調動作により同出力には搬送波位相に関わり無く、ベー
スバンド信号が得られる。従って、搬送波位相がブラン
チ間でπだけ異なっている場合でも、各ブランチのベー
スバンド信号は打ち消し合うことなく合成部７２で良好
に合成される。即ち、従来用いられている検波後最大比
合成ダイバーシティ受信機と全く同様に動作する。この
時、各ブランチの検波器３４の入力搬送波位相の、ブラ
ンチ１に対する位相差が位相差検出部６１で検出され、
メモリ６３に取り込まれる。

【００３４】次に送信時にはアンテナ切換器２が図中Ｔ
側へ接続され、送信データに従って変調された送信信号
が変調器８で生成され、周波数変換器９で通信周波数へ
変換される。周波数変換された送信信号は、直接または
移相器１０を介して電力増幅器１１で増幅され、アンテ
ナ切換器２およびアンテナ１を介して移動局へ送信され
る。この時メモリ６３に受信時に格納された値が読み出
され、符号反転部６４、減算器６６を介して得られた値
Ｋ−１個の値が移相器１０に設定される。従って受信期
間における伝播路の位相特性を図４のようにおくと、移
相器１０に設定される値は（数２）となる。

【００３５】

【数２】

【００３６】なお、伝播路位相特性は、アンテナ１およ
びアンテナ切換器２までの給電線を含むものである。移
動局の移動速度が十分遅く、受信期間からの伝播路位相
特性変化が無視できるならば、ブランチ１から送信され
る電波の移動局における搬送波位相ψ₁は、図４から明
らかなように、（数３）となる。

【００３７】

【数３】

【００３８】一方、他の各ブランチから送信される電波
の移動局における搬送波位相ψ₂，ψ₃，．．．ψ_Kもそ
れぞれ、（数４）で示すようになり、互いに同相とな
る。

【００３９】

【数４】

【００４０】従って移動局では各ブランチからの送信信
号が同相で加算されるので、下り回線は等利得合成ダイ
バーシティ受信と同様の効果が得られ、フェージング発
生時の伝送品質が向上する。等利得合成ダイバーシティ
は、選択合成ダイバーシティよりもダイバーシティ利得
が高いので、各ブランチの送信電力を送信選択ダイバー
シティにおける送信電力の１／Ｋとした場合でも、送信
選択ダイバーシティよりも高いダイバーシティ利得が得
られる。なお、ＴＤＭＡ通信に用いる場合には、メモリ
６３はタイムスロット毎に、あるいは通信する移動局毎
に番地を設定して値を格納すればよい。

【００４１】（実施の形態２）図５は本発明の実施の形
態２における無線基地局装置のブロック図である。図５
において、１はアンテナ、２はアンテナ切換器で、これ
らは実施の形態１で説明したものと同様である。４は各
ブランチ毎にアンテナ１で得られた受信信号を位相ベー
スバンド信号に変換する受信回路で、高周波回路３１、
バンドパスフィルタ３２、リミタ増幅器３３、同期検波
器４１、キャリア再生部４２から構成される。一般的な
デジタル変調信号の受信機と同様に、バンドパスフィル
タ３２はできるだけ符号間干渉が生じない範囲で狭帯域
なもの、すなわち送信波形に対応した整合フィルタとし
ての、あるいはそれに近似した周波数特性を有するセラ
ミックフィルタ等を用いる。

【００４２】リミタ増幅器３３は出力信号の振幅が一定
になる増幅器で、受信信号強度（ＲＳＳＩ）を出力する
端子を有する。同期検波器４１は、入力の中間周波信号
を同期検波し、ベースバンド信号を出力するものであ
る。キャリア再生部４２は、搬送波を受信信号から再生
するものである。６はウエイト計算部、７１は乗算器、
７２は合成部で、これらの構成は、実施の形態１で説明
したものと同様である。

【００４３】６１は位相差検出部であり、各ブランチの
キャリア再生部４２で得られた再生搬送波の、あるブラ
ンチに対する位相差を検出するもので、Ｋ−１個の出力
を出力が得られる。本実施の形態２ではブランチ１に対
する位相差を出力するものである。６３はメモリ、６４
は符号反転部、６５は補正値メモリ、６６は加算器、８
は変調器、９は周波数変換器、１０は移相器、１１は電
力増幅器で、これらの構成は、実施の形態１で説明した
ものと同様である。

【００４４】以上の構成で、位相差検出部６１は実施の
形態１と同様に例えば図２に示した回路をＫ−１個用い
て構成することができる。あるいは、文献（Ｓ．Ｋａｔ
ｏほか、「Ａｎｅｗｂｕｒｓｔｃｏｈｅｒｅｎｔ
ｄｅｍｏｄｕｌａｔｏｒｆｏｒｍｉｃｒｏｃｅｌｌ
ｕｌａｒＴＤＭＡ／ＴＤＤｓｙｓｔｅｍｓ」ＩＥＩ
ＣＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎｃｏｍｍｕｎ
ｉｃａｔｉｏｎｓ，ｖｏｌ．Ｅ７７−Ｂ，ｐｐ．９２
７−９３３）に詳述されているような位相信号による同
期検波の場合は、再生搬送波は直接位相情報として得ら
れるので、位相差検出器はＫ−１個の減算器で構成で
き、簡単な構成となる。

【００４５】さらに位相差検出部６１、メモリ６３、符
号反転部６４、加算器６６等の処理をソフトウェアで記
述し、デジタルシグナルプロセッサで処理する構成とし
ても全く同様に動作する。この場合検波器３４、ウエイ
ト計算部６、乗算器７１、合成部７２における信号処理
も同様にソフトウエアで記述し、デジタルシグナルプロ
セッサで処理する構成とすることもできる。

【００４６】以上のように構成された無線基地局装置に
ついて、以下その動作を説明する。いま、各部の位相
（伝達）特性が図４に示す特性であったとすると、実施
の形態１と同様に補正値メモリ６５には（数１）で示す
Ｋ−１個の値が格納される。次に受信期間においては、
アンテナ切換器２が図中Ｒ側へ接続され、アンテナ１で
受信された受信信号は、受信回路４で各ブランチ毎にベ
ースバンド信号にそれぞれ変換され、乗算器７１および
合成部７２で重み付け加算されて復調出力を得る。つま
り検波部の構成を除き、実施の形態１と全く同様に受信
動作する。この時、受信回路４のキャリア再生部４２で
得られる再生搬送波のブランチ１に対する位相差が位相
差検出部６１で検出され、メモリ６３に取り込まれる。

【００４７】次に送信時にはアンテナ切換器２が図中Ｔ
側へ接続され、送信データに従って変調された送信信号
が変調器８で生成され、周波数変換器９で通信周波数へ
変換される。周波数変換された送信信号は、直接または
移相器１０を介して電力増幅器１１で増幅され、アンテ
ナ切換器２およびアンテナ１を介して移動局へ送信され
る。この時メモリ６３に受信時に格納された値が読み出
され、符号反転部６４、減算器６６を介して得られた値
Ｋ−１個の値が移相器１０に設定される。再生搬送波の
位相は、同期検波器４１の入力における真の搬送波位相
にほぼ追従しているので、移相器１０に設定される値は
（数２）となる。従って実施の形態１と同様に移動局の
移動速度が十分遅く、受信期間からの伝播路位相特性変
化が無視できるならば、ブランチ１から送信される電波
の移動局における搬送波位相ψ₁と、他の各ブランチか
ら送信される電波の移動局における搬送波位相ψ₂，
ψ₃，．．．ψ_Kは互いに同相となり、実施の形態１と同
様の効果が得られる。

【００４８】なお、上記実施の形態１，２の受信回路３
または４におけるリミタ増幅器３３は、自動利得制御
（ＡＧＣ）増幅回路でも良い。この場合、該回路の出力
に於ける受信信号は、平均的振幅が一定値に維持される
が、変調による振幅変動は保存されて検波器に供給され
る。従ってバンドパスフィルタ３２の通過帯域幅をやや
広くしておき、検波器の入力においてＡ／Ｄ変換してデ
ジタル信号に変換した後、デジタルフィルタにより実現
した整合フィルタとしてのローパスフィルタを介してか
ら検波の信号処理を行う構成とすることができる。この
ようにデジタル信号処理により整合フィルタを形成する
ことにより、より精度良く最適な伝達関数が形成でき、
受信感度が向上する。

【００４９】（実施の形態３）図６は本発明の実施の形
態３における無線基地局装置のブロック図である。図６
において、１はアンテナ、２はアンテナ切換器で、これ
らは実施の形態１で説明したものと同様である。５は各
ブランチ毎にアンテナ１で得られた受信信号を位相ベー
スバンド信号に変換する受信回路で、高周波回路５１、
準同期検波器５２、ローパスフィルタ５３、極座標変換
部５４および検波部５５から構成される。受信信号は高
周波回路５１で所望のレベルに増幅され、準同期検波器
５２で周波数が受信信号の搬送波周波数と概略等しい局
部発振信号と直交検波され、直交、同相の非同期ベース
バンド信号に変換される。該非同期ベースバンド信号は
ローパスフィルタ５３で、ベースバンド信号帯域外の雑
音や残留搬送波成分が除去される。ローパスフィルタ５
３はできるだけ符号間干渉が生じない範囲で狭帯域なも
の、すなわち送信波形に対応した整合フィルタとして
の、あるいはそれに近似した周波数特性を有するもので
ある。

【００５０】極座標変換部５４では、該非同期ベースバ
ンド信号の同相成分を実軸、直交成分を虚軸にとり極座
標変換され、位相と振幅成分に変換される。振幅成分は
ＲＳＳＩとして出力される。位相成分は検波器５５で検
波され、位相ベースバンド信号となる。検波器の構成と
しては１シンボル間の差分を出力する遅延検波や、文献
（Ｓ．Ｋａｔｏほか、「Ａｎｅｗｂｕｒｓｔｃｏ
ｈｅｒｅｎｔｄｅｍｏｄｕｌａｔｏｒｆｏｒｍｉ
ｃｒｏｃｅｌｌｕｌａｒＴＤＭＡ／ＴＤＤｓｙｓｔｅ
ｍｓ」ＩＥＩＣＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎ
ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，ｖｏｌ．Ｅ７７−
Ｂ，ｐｐ．９２７−９３３）に詳述されているような
位相信号による同期検波を用いる。

【００５１】６はウエイト計算部で、実施の形態１で説
明したものと同様である。７３は合成部で、例えば特開
平６−２６８５５９公報に示された構成によりダイバー
シティ合成され、判定されて復調出力を得る。６１０は
位相差検出部で、各ブランチの受信信号の、あるブラン
チに対する位相差を検出するもので、Ｋ−１個の出力を
出力が得られる。本実施の形態３ではブランチ１に対す
る位相差を出力するものである。位相差検出器６１０は
Ｋ−１個の減算器で構成でき、簡単な構成となる。

【００５２】６２０はローパスフィルタで、位相差検出
器６１０の出力を時間的に平均化し、雑音等の誤差成分
を低減する。６３はメモリ、６４は符号反転部、６５は
補正値メモリ、６６は加算器、８は変調器、１０移相
器、１１電力増幅器で、これらの構成は、実施の形態１
で説明したものと同様である。９０は増幅器で、変調器
８の送信信号を所要のレベルに増幅する。

【００５３】以上の構成で、位相差検出器６１０、ロー
パスフィルタ６２０、メモリ６３、符号反転部６４、加
算器６６等の処理をソフトウエアで記述し、デジタルシ
グナルプロセッサで処理する構成としても全く同様に動
作する。この場合検波器３４、ウエイト計算部６、乗算
器７１、合成部７２における信号処理も同様にソフトウ
エアで記述し、デジタルシグナルプロセッサで処理する
構成とすることもできる。

【００５４】以上のように構成された無線基地局装置に
ついて、以下その動作を説明する。いま、各部の位相
（伝達）特性が図４に示す特性であったとすると、実施
の形態１と同様に補正値メモリ６５には（数１）で示す
Ｋ−１個の値が格納される。次に受信期間においては、
アンテナ切換器２が図中Ｒ側へ接続され、アンテナ１で
受信された受信信号は、受信回路５で各ブランチ毎にベ
ースバンド信号にそれぞれ変換され、乗算器７１および
合成部７２で重み付け加算されて復調出力を得る。つま
り受信回路の構成を除き、実施の形態１と全く同様に受
信動作する。この時、準同期検波器５２の入力における
受信信号のブランチ１に対する位相差が位相差検出部６
１０で検出され、メモリ６３に取り込まれる。次に送信
時にはアンテナ切換器２が図中Ｔ側へ接続され、送信デ
ータに従って変調された送信信号が変調器８で生成さ
れ、周波数変換器９で通信周波数へ変換される。

【００５５】周波数変換された送信信号は、直接または
移相器１０を介して電力増幅器１１で増幅され、アンテ
ナ切換器２およびアンテナ１を介して移動局へ送信され
る。この時メモリ６３に受信時に格納された値が読み出
され、符号反転部６４、減算器６６を介して得られたＫ
−１個の値が移相器１０に設定される。従って実施の形
態１と同様に、移相器１０に設定される値は（数２）と
なる。このときの受信回路位相特性はアンテナ切換器２
から準同期検波器５２までの位相特性である。移動局の
移動速度が十分遅く、受信期間からの伝播路位相特性変
化が無視できるならば、ブランチ１から送信される電波
の移動局における搬送波位相ψ₁と、他の各ブランチか
ら送信される電波の移動局における搬送波位相ψ₂，
ψ₃，．．．ψ_Kは互いに同相となり、実施の形態１と同
様の効果が得られる。

【００５６】なお、以上の実施の形態１，２および３で
は全ブランチの出力、即ち電力増幅器１１の出力は互い
に等しく一定のものを用いたが、ウエイト計算部６にお
いて各ブランチの受信レベル差を監視し、最大受信レベ
ルブランチに対し受信レベルが規定値以下のブランチに
ついては、送信電力を０とする制御を行う構成としても
良い。このように受信レベルが他ブランチに対して著し
く低い場合、即ち当該ブランチの伝播損失が大きい場合
には、当該ブランチの送信を停止しても移動局における
受信電力はほとんど変化しない。従って送信に要する消
費電力を平均的に低下させることができ、装置の小型化
に寄与できるのみならず、無用の送信を停止することに
よって近隣基地局などで同一周波数を使用している他の
通信に与える干渉も抑えることができる。つまり同一周
波数の繰り返し利用距離を短縮可能であり、周波数の利
用効率が向上する。

【００５７】（実施の形態４）以上の実施の形態１，２
および３は、送信回路における移相器１０を、電力増幅
器１１の入力側へ配する構成としたので、移相器１０の
挿入損失が大きい場合でも送信回路の電力効率の低下は
少ない。しかし、挿入損失が少ない移相器を用いると、
図７に示す構成とすることもできる。

【００５８】図７は本発明の実施の形態４における無線
基地局装置のブロック図である。図７において、１はア
ンテナ、２はアンテナ切換器、３は受信回路、６はウエ
イト計算部、７１は乗算器、７２は合成部、６１は位相
差検出部、６３はメモリ、６４は符号反転部、６５は補
正値メモリ、６６は加算器、８は変調器、９周波数変換
器で、これらの構成は、実施の形態１で説明したものと
同様である。

【００５９】１１０は電力増幅器で、実施の形態１，
２，３における電力増幅器１１のＫ倍の出力電力のもの
である。１００は移相器で、比較的低損失な構成のもの
が用いられる。例えば、図８に示す同軸線路などの受動
回路による固定移相回路を複数設けて切り換える構成が
用いられる。

【００６０】１０１は移相回路としての分布定数線路、
１０２は切り換えスイッチである。このような構成とし
た場合、移相回路は低損失とできる。設定可能な移相量
は離散的な値となるが、分解能、即ち位相の切換ステッ
プはπ／２以下にすればよい。該分解能がπ／２のと
き、図４および（数４）から明らかなように、各ブラン
チからの移動局への到来波の位相ψ₁，ψ₂，．．．ψ_K
は、最大で±π／４の誤差を生じる。従って任意の２ブ
ランチの到来波間の位相差は、最大π／２である。しか
しπ／２位相が異なる信号を加算しても、元の信号より
振幅が低下することはなく、必ず振幅は増加する。この
時の振幅の、同相で合成された振幅に対する劣化量は１
／√２、即ち３ｄＢである。しかし移相量の誤差は０か
ら±π／４の間で一様に分布する値なので、平均的な劣
化量はさらに少ない値となる。

【００６１】上記のように、移相器１００を電力増幅器
１１の出力側に配することで電力増幅器が１個となり、
構成が簡単になる。なお、図７では受信回路を図１の実
施の形態１と同一の構成としたが、図５、図６の実施の
形態２および３と同一の受信回路を用いても全く同様の
効果を得ることができる。

【００６２】

【発明の効果】本発明によれば、各ブランチの合計送信
電力を、従来の送信選択ダイバーシティによる送信電力
から増加させることなく、下り回線の伝送品質を向上さ
せることができる。即ちゾーンが拡大する。したがっ
て、特に郊外地等の低トラフィック地域で、できるだけ
ゾーン半径を大きくとることが望ましい場合に好適な無
線基地局装置を実現できる。また、送信電力は常に一定
なので、送信電力増幅器のダイナミックレンジは従来の
送信選択ダイバーシティによる基地局装置と同程度のも
のでよい。しかも出力可変による位相変化特性は考慮す
る必要がないので、送信最大比合成ダイバーシティによ
る基地局装置よりも構造が簡単で安価な送信電力増幅器
が利用でき、装置の小型、低コスト化が可能となる。さ
らに最大受信レベルブランチに対し受信レベルが規定値
以下のブランチについては、送信電力を０とする制御を
行うことで送信に要する消費電力を平均的に低下させる
ことができ、周波数の利用効率が向上する優れた無線基
地局装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における無線基地局装置
のブロック図

【図２】本発明の実施の形態１における無線基地局装置
の位相差検出部の構成を示す回路およびブロック図

【図３】本発明の実施の形態１における無線基地局装置
の位相差検出部の動作を示す説明図

【図４】本発明の実施の形態１における無線基地局装置
の動作時の位相関係を示す説明図

【図５】本発明の実施の形態２における無線基地局装置
のブロック図

【図６】本発明の実施の形態３における無線基地局装置
のブロック図

【図７】本発明の実施の形態４における無線基地局装置
のブロック図

【図８】本発明の実施の形態４における無線基地局装置
の移相器の構成を示すブロック図

【符号の説明】１アンテナ２アンテナ切換器３受信回路４受信回路５受信回路６ウエイト計算部８変調器９周波数変換器１０，１００移相器１１，１１０電力増幅器６１位相差検出部６３メモリ６４符号反転部６５補正値メモリ６６減算器７１乗算器７２合成部１０１分布定数線路６２０ローパスフィルタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のアンテナと、この複数のアンテナか
らそれぞれ受信信号を供給される複数の受信回路と、こ
の複数の受信回路の出力を合成する合成手段と、前記複
数の受信回路における各々の受信信号の位相、または前
記各々の受信信号相互間の位相差を検出する位相差検出
手段と、この位相差検出手段の出力を一時的に格納する
メモリと、変調された送信信号を生成する変調器と、前
記送信信号の位相を制御して出力する移相器と、前記送
信信号および前記移相器によって位相制御された送信信
号を所要の電力に増幅し前記複数のアンテナにそれぞれ
送信信号を供給する複数の電力増幅器とを備え、前記移
相器は前記メモリの内容に従って制御されることを特徴
とする無線基地局装置。
【請求項２】複数のアンテナと、この複数のアンテナか
らそれぞれ受信信号を供給される複数の受信回路と、こ
の複数の受信回路の出力を合成する合成手段と、前記複
数の受信回路における各々の受信信号の位相、または前
記各々の受信信号相互間の位相差を検出する位相差検出
手段と、この位相差検出手段の出力を一時的に格納する
メモリと、変調された送信信号を生成する変調器と、前
記送信信号を所要の電力に増幅する電力増幅器と、前記
電力増幅器の位相を制御して出力する移相器とを備え、
前記複数のアンテナは前記移相器および前記電力増幅器
からそれぞれ送信信号を供給され、前記移相器は前記メ
モリの内容に従って制御されることを特徴とする無線基
地局装置。
【請求項３】前記複数の受信回路は同期検波器を備え、
前記位相差検出手段は前記複数の受信部における前記同
期検波器において各々再生された搬送波の位相、または
前記搬送波の位相相互間の位相差を検出することを特徴
とする請求項１または２記載の無線基地局装置。
【請求項４】前記複数の受信部の受信信号強度を比較
し、前記電力増幅器の動作を制御可能な制御手段を備
え、前記複数の電力増幅器は出力を個々に停止する制御
が可能なものであって、前記制御手段により、前記複数
の受信部の受信信号強度のうち最大のものとの差が、予
め設定されたしきい値を下回る受信信号強度となった前
記受信部に対応する前記アンテナが存在した場合、この
アンテナに送信信号を供給する前記電力増幅器の出力を
停止させるよう制御することを特徴とする請求項１記載
の無線基地局装置。
【請求項５】前記移相器は、移相量を離散的な値を切り
換え設定可能なものであって、移相量の分解能が９０度
以下となるよう構成されたことを特徴とする請求項１ま
たは２記載の無線基地局装置。
【請求項６】前記移相器は、移相量が固定され移相量が
互いに異なる複数の移相回路と、前記移相回路を切り換
える切換手段とを備え、移相量の分解能が９０度以下と
なるよう構成されたことを特徴とする請求項１，２，５
のいずれかに記載の無線基地局装置。