JPH11122152A - 受信ダイバーシチ方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 無指向性アンテナと、セクタアンテナを有
し、受信レベルによりアンテナを切り替えるアンテナ切
替ダイバーシチ方式において、セクタアンテナ追従速度
を速めること及び受信機の数をセクタ分割数によらず２
台として装置の小型化を可能とすることを目的とする。 【解決手段】 無指向性アンテナ２とセクタアンテナ１
を有し、受信レベルによりアンテナを選択するアンテナ
切替ダイバーシチ方式において、受信時にバーストの先
頭部分で無指向性アンテナ及び前フレームの同一バース
トにて記憶されたセクタアンテナ１で受信レベルを検出
し、通信用アンテナを選択する。この時通信用アンテナ
に無指向性アンテナ２を選択した場合には、同一バース
トにて全てのセクタアンテナの受信レベルを１つの受信
機で時分割で測定及び比較し、その結果を記憶し次のフ
レームに反映させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アンテナ切替ダイ
バーシチ方式に関し、特に、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式の無
線通信における、無指向性アンテナとセクタアンテナに
よるアンテナ切替ダイバーシチ方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のダイバーシチ受信装置の
第１の従来例として特開昭６１−６３１１９号公報に開
示された技術をあげることができる。

【０００３】この第１の従来例の原理的ブロック構成を
示した図６において、３６０度を１つのアンテナでカバ
ーする無指向性アンテナ２と、３６０度を複数の指向性
のあるアンテナでカバーするセクタアンテナ群１ａ、１
ｂを用いた受信ダイバーシチ方式は、一般にセクタアン
テナ群１ａ、１ｂの内、最初にレベル測定を行った結果
を基に２つのセクタアンテナを選択し、無指向性アンテ
ナ２を含めた３つのアンテナを使用してダイバーシチ動
作を開始していた。

【０００４】選択されなかったセクタアンテナについて
は、選択されたセクタアンテナの受信レベルが一定期間
低下した場合に受信レベルを測定するようになってい
た。

【０００５】また、受信レベルを測定するそれぞれのセ
クタアンテナについて受信機が必要であった。

【０００６】第２の従来例として、特開平６−９０２２
７号公報に開示された技術があげられる。

【０００７】この第２の従来技術は、従来のダイバーシ
チ技術を効率的に組み合わせることにより互いに欠点を
補い、伝送品質のよいダイバーシチ受信装置を提供する
ことを目的としたものであり、その目的を達成する為
に、複数個の受信機の受信レベルを検出比較する受信レ
ベル検出器と、前記各受信機の位相尤度を検出比較する
位相尤度検出器と、第１の切替器と、第２の切替器を設
け、前記各受信機の復調器の出力信号の位相尤度を前記
位相尤度検出器で検出比較し、その信号で第１の切替器
を動作させ位相尤度の高い方の出力信号を選択し出力
し、前記受信レベル検出器で前記各受信機の受信レベル
を検出比較し、その信号で第２の切替器を動作させ受信
レベルの高い方の出力信号を選択し出力し、更に前記第
１、第２の切替器の各出力を復号する第１、第２の誤り
訂正符号復号器を設け、該第１、第２の誤り訂正符号復
号器の各出力の誤り率を推定比較する誤り率推定器と、
第３の切替器を設け、前記第１の切替器と第２の切替器
の出力信号を前記誤り訂正符号復号器で復号し、その時
の誤り率を誤り率推定器で推定し、その推定した誤り率
の小さい方の出力信号を第３の切替器で選択し受信デー
タとして出力するようにしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、叙上の
従来技術には下記に示す如き欠点があった。

【０００９】第１の問題点は、受信レベル検出によるダ
イバーシチの場合には、セクタアンテナの追従速度が遅
いことである。

【００１０】その理由は、従来の技術において、１つの
受信バーストにて全てのセクタアンテナによる受信レベ
ルの測定ができないためである。

【００１１】第２の問題点は、ダイバーシチを行う場合
に装置が大きくなることである。

【００１２】その理由は、セクタアンテナを選択するた
めに複数の受信機が必要となっているためである。

【００１３】特に、第２の従来例では極めて多くの構成
要素を必要としている。

【００１４】また、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式の無線通信に
おける基地局のアンテナ切替ダイバーシチ方式におい
て、アンテナ切替は、複数のアンテナで受信した入力レ
ベルを比較し、大きい方のアンテナを選択することによ
り行われていた。しかしながら、レベル測定時には端末
局と別方向からの干渉波のレベルも検出してしまうため
に、一方のアンテナが無指向性で、他方が指向性のある
セクタ切替アンテナであるような場合には、その特性の
違いにより単にレベルを比較しただけでは、最適なアン
テナ切り替えを行うことは困難であった。

【００１５】本発明は従来の上記実情に鑑み、従来の技
術に内在する上記欠点を解消する為になされたものであ
り、従って本発明の目的は、通信エリアを３６０度カバ
ーする無指向性アンテナと、通信エリアを複数に分割
し、その分割数と同数の指向性アンテナを配置すること
により、通信エリアを３６０度カバーするセクタアンテ
ナとを有し、受信レベルによりアンテナを切り替えるア
ンテナ切替ダイバーシチ方式において、セクタアンテナ
追従速度を速めること及び受信機の数をセクタ分割数に
よらず２台として装置の小型化を計ることを可能とした
新規なアンテナ切替ダイバーシチ方式を提供することに
ある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為
に、本発明に係る受信ダイバーシチ方式は、通信用アン
テナに無指向性アンテナを選択した場合に、その受信バ
ーストにおいて全てのセクタアンテナを時分割に切り替
えて受信レベルを測定し、記憶する手段（図１）と、受
信バーストの先頭で無指向性アンテナと記憶されたセク
タアンテナについて受信レベルを測定比較し、通信用ア
ンテナを選択する手段（図２）とを有する。

【００１７】本発明に係る受信ダイバーシチ方式は、無
指向性のアンテナと、指向性のあるセクタ切替アンテナ
を用い、アンテナ切替ダイバーシチを行うときに、それ
ぞれのアンテナからの入力レベルを検出し、さらにセク
タ切替アンテナの入力レベルの検出値に重み付けを行っ
た後に比較し、ある程度セクタ切替アンテナからの入力
が小さくても、セクタ切替アンテナを選択するようにア
ンテナ切替制御を行なう。

【００１８】

【作用】受信バーストの先頭部分にて、無指向性アンテ
ナと記憶されていたセクタを選択したセクタアンテナで
受信レベルの検出を行う。受信機は無指向性アンテナ用
とセクタアンテナ用の２台のみ使用する。このレベル検
出でレベル比較を行い、通信用アンテナを選択し、メッ
セージを受信する。

【００１９】通信用アンテナに無指向性アンテナが選択
された場合には、その受信バーストにおいて全てのセク
タアンテナを時分割に切り替えて受信レベルを測定し、
最大受信レベルであったセクタを記憶する。このため
に、通信用アンテナに無指向性アンテナが選択された場
合に全てのセクタアンテナの受信レベルを測定すること
が可能になり、受信機も２台あれば実現することができ
る。

【００２０】

【発明の実施の形態】次に、本発明をその好ましい各実
施の形態について図１を参照しながら詳細に説明する。

【００２１】図１は本発明による第１の実施の形態を示
すブロック構成図である。基地局と端末局との間の通信
についてここでは自局が基地局であるとして説明を行
う。

【００２２】［構成の説明］図１を参照するに、端末局
からの無線信号はセクタアンテナ１（１ａ、１ｂ）及び
無指向性アンテナ２により受信される。セクタアンテナ
群１はセクタ切替スイッチ１７により１つのセクタアン
テナのみが選択される。無指向性アンテナ２はアンテナ
切替スイッチ３にて送信機４または受信機６に接続され
るか、または終端される。同様にセクタ切替スイッチ１
７はアンテナ切替スイッチ３にて送信機４または受信機
７に接続されるか、または終端される。

【００２３】受信機６は、増幅及び周波数変換を行い、
レベル検出回路８に接続される。また同様に受信機７
は、増幅及び周波数変換を行い、レベル検出回路９に接
続される。レベル検出回路８、９ではそれぞれ受信レベ
ルの測定を行い、レベル検出結果値はレベル比較回路１
０に接続される、また受信信号はそれぞれ切替スイッチ
１２に送られる。

【００２４】レベル比較回路１０は、それぞれのレベル
検出結果値の比較を行い、その結果を切替制御回路１１
に出力する。切替制御回路１１は、比較結果を現在の受
信バーストに対応させて記憶し、また切替スイッチ１２
を受信レベルが大きかった系を選択するように制御を行
なう。切替制御回路１１は、例えば、レベル比較回路１
０の出力をその時のバーストに対応させて格納するテー
ブル（メモリ）と、このテーブルに記憶された情報を読
み出すタイミング信号を発生するタイミング発生回路と
により一般的に構成されるものを使用することができ
る。

【００２５】切替スイッチ１２により選択された受信信
号は復調器１３に接続されて復調される。

【００２６】送信側は、まず送信データ信号が符号器５
を通り、送信機４にて周波数変換及び増幅される。送信
機４の出力は、アンテナ切替スイッチ３に接続され、セ
クタアンテナ群１または無指向性アンテナ２から送出さ
れる。切替制御回路１１で記憶された受信バーストに対
する比較結果及び端末局に割り当てられた送信バースト
と受信バーストの関係によりアンテナ切替スイッチ３は
制御される。

【００２７】セクタ切替スイッチ１７の制御は、セクタ
切替制御回路１６によって行われる。通信用アンテナに
無指向性アンテナが選択された場合には、その受信バー
ストについてレベル検出回路９で受信レベルの検出が行
われる。

【００２８】このとき図２に示すように、全セクタの受
信レベルをセクタ切替スイッチ１７を切り替えることに
より時分割で検出する。全てのセクタのレベル検出値は
レベル比較回路１４で受信レベルの比較を行い、比較結
果をセクタ記憶回路１５に報告する。

【００２９】セクタ記憶回路１５では現在の受信バース
トに対応させて記憶する。

【００３０】次に本発明におけるフレームフォーマット
の一例について図２を用いて説明する。

【００３１】図２を参照するに、本発明のフレームフォ
ーマットは、基地局と複数の端末局の間でバーストを割
り当てて使用される。バーストはプリアンブル部、ユニ
ークワード部、メッセージ部により構成される。

【００３２】受信バーストの先頭の決められた範囲を、
記憶されたセクタを選択したセクタアンテナ１及び無指
向性アンテナ２はそれぞれ受信レベルの測定を行う。そ
の結果により、通信用アンテナ切り替えタイミングで、
切替スイッチ１２により受信を行うアンテナ及び受信機
系が選択される。

【００３３】このとき通信用アンテナに無指向性アンテ
ナ２が選択された場合には、メッセージ部をセクタアン
テナ１の全セクタ（図２中では６）にて時分割で受信レ
ベルの測定を行う。ここで最大受信レベルとなったセク
タをセクタ記憶回路１５に記憶する。セクタ記憶回路１
５に記憶されたセクタは、次フレームの同一受信バース
トにおいて通信アンテナ選択時の候補として使用され
る。

【００３４】図３は本発明による第１の実施の形態のフ
ローチャートであり、上記動作を示している。

【００３５】図３を参照するに、先ず受信が開始され、
ステップＳ１でセクタアンテナ１はセクタ記憶回路１５
に記憶されているセクタアンテナが選択される。次に、
ステップＳ２においてセクタアンテナ１の受信レベルが
無指向性アンテナ２の受信レベルよりも大きいか否かが
判断される。

【００３６】セクタアンテナ１の受信レベルが無指向性
アンテナ２の受信レベルよりも大きいｙｅｓの場合には
ステップＳ３で通信用アンテナにセクタアンテナが選択
され、受信を終了する。

【００３７】ステップＳ２でｎｏの場合、即ち、無指向
性アンテナ２の受信レベルがセクタアンテナの受信レベ
ルより大きい場合にはステップＳ４で通信用アンテナと
して無指向性アンテナ２が選択される。

【００３８】ステップＳ２でｎｏの判定が出た場合に
は、ステップＳ４の実行と同時に、ステップＳ５により
レベル検出回路９によるセクタアンテナ１の各セクタの
受信レベルが検出され、それらがレベル比較回路１４に
て比較されると共に、受信レベルの最大のセクタがセク
タ記憶回路１５に記憶される。

【００３９】図４は本発明による第１の実施の形態の上
記動作を示すタイミングチャートを示している。

【００４０】図４を参照するに、無指向性アンテナ２が
選択された場合には、１フレームの中の１つの受信バー
ストの中でセクタアンテナ群１の各セクタが時分割に切
り替えられ、その都度アンテナ１のレベルが検出されて
比較されている。

【００４１】図５は本発明による第２の実施の形態を示
すブロック構成図である。この第２の実施の形態は、セ
クタアンテナ２で受信した検出レベルに重み付け回路１
８により重み付けを行なって比較する点が前記した第１
の実施の形態と異なっている。

【００４２】図５を参照するに、受信データの誤り数を
誤り検出器１９で検出を行い、その結果を切替制御回路
１１に送出する。切替制御回路１１では、誤り数がある
しきい値を越えた場合に、レベル比較回路１０からの切
替情報によりスイッチを切り替える。

【００４３】レベル比較の方法について以下に説明す
る。

【００４４】無指向性のアンテナ２で受信したレベルを
レベル検出回路８にて検出してレベル比較回路１０に入
力する。また、セクタ切替アンテナ１で受信したレベル
をレベル検出回路９にて検出し、その結果に重み付け回
路１８で重み付けを行った結果をレベル比較回路１０に
入力する。

【００４５】レベル比較回路１０では、それぞれの入力
を比較し、指向性のあるセクタ切替アンテナ１を用い、
アンテナ切替ダイバーシチを行うときに、それぞれのア
ンテナからの入力レベルを検出し、さらにセクタ切替ア
ンテナ１の入力レベルの検出値に重み付けを行った後に
比較し、ある程度セクタ切替アンテナ１からの入力が小
さくても、セクタ切替アンテナ１を選択するように切替
情報を、切替制御回路１１に送出する。

【００４６】以上のように、受信レベル比較時にセクタ
切替アンテナ１に重み付けを行うことにより、端末局と
は別方向から到来する干渉波の影響を受けにくくするこ
とができる。

【００４７】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成さ
れ、作用するものであり、本発明によれば以下に示す如
き諸効果が得られる。

【００４８】第１の効果は、セクタアンテナの追従性が
よいことである。

【００４９】その理由は、通信用アンテナに無指向性ア
ンテナを選択した場合には、全てのセクタアンテナの受
信レベルを測定し、次のフレームでその結果を反映する
ことができるためである。

【００５０】第２の効果は、装置を小型化できることで
ある。

【００５１】その理由は、セクタアンテナ群は時分割で
レベル検出を行なうためにセクタ分割数に依存せず、２
つの受信機で構成されるために、装置の小型化が可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る受信ダイバーシチ方式の第１の実
施の形態を示すブロック構成図である。

【図２】本発明の受信ダイバーシチ方式の第１の実施の
形態における受信レベルタイミング図である。

【図３】本発明の受信ダイバーシチ方式の第１の実施の
形態におけるアンテナ制御フローを示す図である。

【図４】本発明による第１の実施の形態の動作を示すタ
イミングチャートである。

【図５】本発明による第２の実施の形態を示すブロック
構成図である。

【図６】従来の受信ダイバーシチ方式の一例を示すブロ
ック図である。

【符号の説明】

１…セクタアンテナ ２…無指向性アンテナ ３…アンテナ切替スイッチ ４…送信機 ５…符号器 ６…受信機（無指向性アンテナ用） ７…受信機（セクタアンテナ用） ８…レベル検出回路（無指向性アンテナ用） ９…レベル検出回路（セクタアンテナ用） １０…レベル比較回路 １１…切替制御回路 １２…切替スイッチ １３…復調器 １４…レベル比較回路 １５…セクタ記憶回路 １６…セクタ切替制御回路 １７…セクタ切替スイッチ １８…重み付け回路 １９…誤り検出器 ２０…ＴＤＤスイッチ制御回路

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通信エリアを３６０度カバーする無指向
   性アンテナと、通信エリアを複数に分割し、その分割数
   と同数の指向性アンテナを配置することにより通信エリ
   アを３６０度カバーするセクタアンテナとを有し、受信
   レベルによりアンテナを選択するアンテナ切替ダイバー
   シチ方式において、受信時に、受信バーストの先頭部分
   で無指向性アンテナ及びセクタアンテナで受信した受信
   レベルを検出して比較し、その比較結果により通信用ア
   ンテナを選択し、かつ該通信用アンテナに無指向性アン
   テナを選択した場合には、同一バーストにてそれぞれの
   方向に指向性をもった全ての前記セクタアンテナにて受
   信した受信レベルを測定し、その測定結果を記憶するこ
   とを特徴とする受信ダイバーシチ方式。
2. 【請求項２】 前記通信用アンテナに前記無指向性アン
   テナを選択した場合に、同一バーストにてそれぞれの方
   向に指向性をもった全ての前記セクタアンテナにて受信
   した受信レベルを時分割で測定することを更に特徴とす
   る請求項１に記載の受信ダイバーシチ方式。
3. 【請求項３】 受信バーストの先頭部分で前記無指向性
   アンテナ及び前記セクタアンテナで受信した受信レベル
   を検出する場合のセクタが前記記憶された全てのセクタ
   アンテナにて受信レベルを測定した結果であることを更
   に特徴とする請求項１に記載の受信ダイバーシチ方式。
4. 【請求項４】 指向性の第１のアンテナ群と、無指向性
   の第２のアンテナと、前記第１のアンテナ群と第２のア
   ンテナとを切り替え選択する第１の切替スイッチと、前
   記第１のアンテナ群を切り替え選択する第２の切替スイ
   ッチと、前記第１のアンテナで受信した受信信号を増幅
   して周波数変換する第１の受信機と、該第１の受信機の
   出力レベルを検出する第１のレベル検出手段と、前記第
   ２のアンテナで受信した受信信号を増幅して周波数変換
   する第２の受信機と、該第２の受信機の出力レベルを検
   出する第２のレベル検出手段と、前記第１及び第２のレ
   ベル検出手段により検出したレベルを比較する第１のレ
   ベル比較手段と、該第１のレベル比較手段の出力信号を
   入力し前記第１の切替スイッチを制御する第１の切替制
   御手段と、該第１の切替制御手段の制御により前記第１
   及び第２のレベル検出手段の出力を切り替え選択して復
   調器に出力する第３の切替スイッチとを有することを特
   徴とした受信ダイバーシチ方式。
5. 【請求項５】 前記通信用アンテナとして前記第２のア
   ンテナが選択された場合に、その受信バーストについて
   前記第１のレベル検出手段により受信レベルの検出を行
   い、該検出結果を比較する第２のレベル比較手段と、該
   第２のレベル比較手段の比較結果を格納する記憶手段
   と、該記憶手段の出力により前記第２の切替スイッチを
   切り替え制御する第２の切替制御手段とを有し、前記第
   １のアンテナ群により受信した受信レベルを時分割で測
   定することを更に特徴とする請求項４に記載の受信ダイ
   バーシチ方式。
6. 【請求項６】 前記第１の切替制御手段は、前記第１の
   レベル比較手段の比較結果を現在の受信バーストに対応
   させて記憶すると共に、前記第３の切替スイッチを受信
   レベルが大きかった系を選択するように制御することを
   更に特徴とする請求項４に記載の受信ダイバーシチ方
   式。
7. 【請求項７】 前記第２のアンテナが選択された場合
   に、その受信バーストにおいて前記全ての第１のアンテ
   ナを時分割に切り替えて受信レベルを測定し、そのうち
   最大受信レベルであったセクタを前記記憶手段に記憶
   し、次のフレームで該記憶結果を反映することを更に特
   徴とする請求項５に記載の受信ダイバーシチ方式。
8. 【請求項８】 指向性の第１のアンテナ群と、無指向性
   の第２のアンテナと、前記第１のアンテナ群と第２のア
   ンテナとを切り替え選択する第１の切替スイッチと、前
   記第１のアンテナで受信した受信信号を増幅して周波数
   変換する第１の受信機と、該第１の受信機の出力レベル
   を検出する第１のレベル検出手段と、前記第２のアンテ
   ナで受信した受信信号を増幅して周波数変換する第２の
   受信機と、該第２の受信機の出力レベルを検出する第２
   のレベル検出手段と、該第２のレベル検出手段の検出結
   果に重み付けを行う重み付け手段と、該重み付け手段の
   出力と前記第１のレベル検出手段の出力とを比較するレ
   ベル比較手段と、該レベル比較手段の比較結果を入力す
   る切替制御手段と、該切替制御手段の出力により制御さ
   れて前記第１及び第２のレベル検出手段の出力を切り替
   え選択して復調器に出力する第２の切替スイッチとを有
   することを特徴とした受信ダイバーシチ方式。
9. 【請求項９】 前記復調器と前記切替制御手段との間に
   誤り検出手段を設け、該誤り検出手段により誤りが検出
   された場合に該切替制御手段を介して前記第２の切替ス
   イッチを切替制御することを更に特徴とする請求項８に
   記載の受信ダイバーシチ方式。