JP2002026796A - 無線通信装置及び無線通信システム - Google Patents

無線通信装置及び無線通信システム

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JP2002026796A
JP2002026796A JP9495398A JP9495398A JP2002026796A JP 2002026796 A JP2002026796 A JP 2002026796A JP 9495398 A JP9495398 A JP 9495398A JP 9495398 A JP9495398 A JP 9495398A JP 2002026796 A JP2002026796 A JP 2002026796A
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antenna
reception quality
communication device
transmission power
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Katsuhiko Hiramatsu
勝彦 平松
Osamu Kato
修 加藤
Toyoki Kami
豊樹 上
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＦＤＤ方式の通信において、受信信号に
基づいて送信アンテナを決定することができること。 【解決手段】 ＦＤＤ方式の無線通信において、端末に
おいて受信品質を測定し、その測定結果を基地局に報告
し、基地局において受信品質の報告結果に基づいて送信
アンテナを切り替える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数のアンテナを
備えた無線通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の無線通信装置について、文献"次
世代Ｗ-ＣＤＭＡ／ＴＤＤシステムの伝送特性(電子情報
通信学会 信学技報 SSE97-41、RCS97-36(1997-06)"を用
いて説明する。この文献には、スペースダイバーシチに
おいて、ＴＤＤ（Time Division Duplex）方式における
送信アンテナ切り替えダイバーシチが記載されている。
以下、この記載について説明する。
【０００３】基地局（ＢＳ）は、複数のアンテナブラン
チを備えており、上り回線は受信合成ダイハーシチを行
い、下り回線は送信選択スペースダイバーシチ（ＳＤ）
を行う。上り回線は各ブランチ、各パスの相関値を最大
比合成して復号する。下り回線では、この上り回線の各
ブランチの相関値を直前のスロット（０．６２５ｍｓ）
分平均して通信チャネルの受信電力を求め、受信電力の
大きいアンテナを選択し当該下り回線スロット（０．６
２５ｍｓ）の送信を行う。
【０００４】このように、上記従来の技術では、下り回
線の直前のスロットの各ブランチ(各アンテナ)の相関値
(所望信号受信電力に相当)を算出し、受信電力の大きい
アンテナを選択して下り回線スロットの通信を行う。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術には以下の課題がある。すなわち、ＴＤＤ方式
では、上り回線及び下り回線とも同じ周波数を利用する
ので、上記のように受信信号に基づいて送信アンテナを
決定することができるが、ＦＤＤ（Frequency Division
Duplex）方式では、受信を行う周波数と送信を行う周
波数が異なるため、送信アンテナ切り替えダイバーシチ
を行う場合に、上記のように受信信号に基づいて送信ア
ンテナを決定することができないのが現状である。
【０００６】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、ＦＤＤ方式の通信において、受信信号に基づいて
送信アンテナを決定することができる無線通信装置及び
無線通信方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は以下の手段を講じた。
【０００８】請求項１記載の無線通信装置に関する発明
は、周波数分割複信における通信相手からの受信品質情
報に基づいて送信信号を送信するアンテナを切り替える
切替手段と、切り替えられたアンテナから送信信号を送
信する送信手段と、を具備する構成を採る。
【０００９】請求項１２記載の無線通信システムに関す
る発明は、受信品質を測定する受信品質測定手段及びこ
の受信品質を含む情報を送信する送信手段を備える第１
無線通信装置と、前記受信品質に基づいてアンテナを切
り替える切替手段を備えた第２無線通信装置と、を具備
し、周波数分割複信により通信を行なう構成を採る。
【００１０】これらの構成により、受信相手である第１
無線通信装置の受信品質に基づいて、第２無線通信装置
の送信アンテナを切り替える。周波数複信においては、
受信品質情報をそのまま利用することができないので、
送信側の受信品質に基づいてアンテナ切り替えを行な
う。これにより、第１無線通信装置の受信品質が悪い状
態が続くことを回避することができる。
【００１１】請求項２記載の発明は、請求項１記載の無
線通信装置において、切替手段が、受信品質情報におけ
る受信品質測定結果が閾値よりも小さいときにアンテナ
を切り替える構成を採る。
【００１２】請求項１４の発明は、請求項１２記載の無
線通信システムにおいて、切替手段が、受信品質情報に
おける受信品質測定結果が閾値よりも小さいときにアン
テナを切り替える構成を採る。
【００１３】これらの構成によれば、所定のレベルに達
しないアンテナを切り替えることができ、これにより、
通信状態を良好に維持することができる。
【００１４】請求項３記載の発明は、請求項１記載の無
線通信装置において、切替手段が、受信品質情報におけ
る受信品質測定結果が第１閾値よりも小さい場合であっ
て、受信電界強度が第２閾値よりも大きい時にアンテナ
に切り替える構成を採る。
【００１５】請求項１５記載の発明は、請求項１２記載
の無線通信システムにおいて、切替手段が、受信品質情
報における受信品質測定結果が第１閾値よりも小さい場
合であって、受信電界強度が第２閾値よりも大きい時に
アンテナに切り替える構成を採る。
【００１６】これらの構成によれば、受信電界強度が大
きければ、見通し通信が確保されると判断できるので、
無線通信装置同士の通信路が遮蔽されているアンテナが
選択されることを回避できる。したがって、送信アンテ
ナ切り替えによる改善効果を向上させることができる。
【００１７】請求項４記載の発明は、請求項１記載の無
線通信装置において、切替手段が、受信品質情報におけ
る受信品質測定結果が第１閾値よりも小さい場合に、受
信電界強度が最も大きいアンテナに切り替える構成を採
る。
【００１８】請求項１６記載の発明は、請求項１２記載
の無線通信システムにおいて、切替手段が、受信品質情
報における受信品質測定結果が第１閾値よりも小さい場
合に、受信電界強度が最も大きいアンテナに切り替える
構成を採る。
【００１９】これらの構成により、無線通信装置同士の
通信路が遮蔽されているアンテナが選択することを回避
でき、かつ、回線状態が良いアンテナを選択する確率を
高めることができる。したがって、送信アンテナ切り替
えによる改善効果を向上させることができる。
【００２０】請求項５記載の無線通信装置に関する発明
は、周波数分割複信における通信相手からの送信電力制
御情報に基づいて送信信号を送信するアンテナを切り替
える切替手段と、切り替えられたアンテナから送信信号
を送信する送信手段と、を具備する構成を採る。
【００２１】請求項５記載の無線通信装置においては、
請求項６記載の発明のように、送信電力制御情報は、通
信相手の受信品質情報に基づいて決定される。
【００２２】請求項１３記載の発明は、請求項１２記載
の無線通信システムにおいて、第１無線通信装置が、受
信品質に基づいて送信電力を制御する送信電力制御手段
を具備し、前記情報は送信電力の制御値を含む構成を採
る。
【００２３】これらの構成によれば、通信相手である第
１無線通信装置の受信品質に基づいた送信電力制御によ
り第２無線通信装置のアンテナを切り替えることができ
る。更に、送信電力制御にアンテナ切り替えを行なうの
で、第１無線通信装置から送信する情報量を減らすこと
ができる。更に、第２無線通信装置の送信電力を決定す
る送信電力制御をモニタしながら第２無線通信装置のア
ンテナ切り替えを行うので、第２無線通信装置の送信電
力を閾値以下に抑えることができる。
【００２４】請求項７記載の発明は、請求項５記載の無
線通信装置において、切替手段が、送信電力制御情報に
おける制御値を積算し、積算値が閾値よりも大きい場合
に、他のアンテナに切り替える構成を採る。
【００２５】請求項１７記載の発明は、請求項１３記載
の無線通信システムにおいて、切替手段が、送信電力制
御情報の制御値を積算し、積算値が閾値よりも大きい場
合に、他のアンテナに切り替える構成を採る。
【００２６】これらの構成により、短い期間での細かい
送信電力制御において、無線通信装置同士の通信路が遮
蔽されているアンテナが選択されることを回避すること
ができ、かつ、回線状態が良いアンテナを選択する確率
を高めることができる。したがって、送信アンテナ切り
替えによる改善効果を向上させることができる。
【００２７】請求項８記載の発明は、請求項５記載の無
線通信装置において、切替手段が、送信電力制御情報に
おける制御値を積算し、積算値が第１閾値よりも大きい
場合に、受信電界強度が第２閾値よりも大きいアンテナ
に切り替える構成を採る。
【００２８】請求項１８記載の発明は、請求項１３記載
の無線通信システムにおいて、切替手段が、送信電力制
御情報の制御値を積算し、積算値が第１閾値よりも大き
い場合に、受信電界強度が第２閾値よりも大きいアンテ
ナに切り替える構成を採る。
【００２９】また、請求項９記載の発明は、請求項５記
載の無線通信装置において、切替手段が、送信電力制御
情報における制御値を積算し、積算値が第１閾値よりも
大きい場合に、受信電界強度が最大のアンテナに切り替
える構成を採る。
【００３０】請求項１９記載の発明は、請求項１３記載
の無線通信システムにおいて、切替手段が、送信電力制
御情報の制御値を積算し、積算値が第１閾値よりも大き
い場合に、受信電界強度が最大のアンテナに切り替える
構成を採る。
【００３１】これらの構成により、送信アンテナ切り替
えによる改善効果を更に向上させることができる。
【００３２】請求項２０記載の発明は、請求項１２乃至
請求項１９のいずれかに記載の無線通信システムにおい
て、第１無線通信装置が、第２無線通信装置に常時情報
を送信する構成を採る。
【００３３】この構成によれば、精度良くアンテナ切り
替えを行なうことができる。
【００３４】請求項２１記載の発明は、請求項１２乃至
請求項１９のいずれかに記載の無線通信システムにおい
て、第１無線通信装置が、第２無線通信装置に必要なと
きにのみ情報を送信する構成を採る。
【００３５】この構成によれば、通信量を少なくして、
アンテナ切り替えを行なうことができる。
【００３６】請求項２１記載の無線通信システムにおい
ては、請求項２２記載の発明のように、第１無線通信装
置において測定する受信品質が劣化した時に、第２無線
通信装置にアンテナ切り替えを要求する構成や、請求項
２３記載の発明のように、第２無線通信装置で送信に使
用するアンテナの受信品質が劣化した場合に、第１無線
通信装置に対して受信品質を含む情報の送信を要求する
構成を採ることができる。
【００３７】また、請求項２４記載の発明のように、第
１無線通信装置が、受信信号に誤りがある場合に、第２
無線通信装置に対して再送要求を出す構成を採ることが
できる。この場合、請求項２５記載の発明のように、第
２無線通信装置が、再送要求を受けた時に第１無線通信
装置に対して受信品質を含む情報の送信を要求する構成
を採ることが好ましい。
【００３８】また、請求項２６記載の発明のように、第
２無線通信装置が、前記情報に含まれる受信品質に基づ
いてアンテナを切り替える構成を採ることが好ましい。
【００３９】請求項２７記載の発明は、請求項１３、請
求項１７乃至請求項１９のいずれかに記載の無線通信シ
ステムにおいて、送信電力制御手段が、第２無線通信装
置のアンテナ切り替え前の送信電力より小さい送信電力
に制御する構成を採る。
【００４０】この構成によれば、アンテナを切り替える
ことによる回線改善効果が起きた際の過剰品質を抑圧
し、干渉電力を削減することができる。
【００４１】請求項２８記載の発明は、請求項１４乃至
請求項１９のいずれかに記載の無線通信システムにおい
て、ＣＤＭＡ通信方式を採用し、第２無線通信装置が、
拡散率に応じて閾値を設定する構成を採る。
【００４２】この構成によれば、拡散率によって異なる
干渉量になるという状況をに応じて送信電力の最大値を
細かく設定することができる。
【００４３】本発明においては、請求項１０記載の発明
のように、請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の無
線通信装置を備える基地局装置を提供し、また、請求項
１１記載の発明のように、請求項１乃至請求項９のいず
れかに記載の無線通信装置を備える移動局装置を提供す
る。
【００４４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００４５】(実施の形態１)図１は、本発明の実施の形
態１に係る無線通信装置の構成を示すブロック図であ
る。ここでは、無線通信装置が基地局装置である場合に
ついて説明する。
【００４６】この無線通信装置では、アンテナ１０１で
受信した信号は、送信と受信で同一のアンテナを用いる
ためのアンテナ共用器１０３を通じて受信ＲＦ回路１０
５に送られる。受信ＲＦ回路１０５では、受信信号が増
幅され、中間周波数又はベースバンド周波数に周波数変
換される。
【００４７】また、アンテナ１０２で受信した信号は、
送信と受信で同一のアンテナを用いるためのアンテナ共
用器１０４を通じて受信ＲＦ回路１０６に送られる。受
信ＲＦ回路１０６では、受信信号が増幅され、中間周波
数又はベースバンド周波数に周波数変換される。
【００４８】それぞれ周波数変換された信号は、ダイバ
ーシチ合成回路１０７でダイバーシチ合成される。ダイ
バーシチ合成は必須の機能ではないが、本装置は、送信
アンテナの切り替えダイバーシチを行うためにアンテナ
を複数備えているので、受信性能を向上させるためにダ
イバーシチ受信を行った方が良い。次いで、ダイバーシ
チ受信を行った結果が復調回路１０８で復調される。復
調結果は、分離回路１０９に送られ、分離回路１０９で
受信データとアンテナ切り替え制御のための制御信号に
分離される。
【００４９】アンテナ切り替え制御回路１１０では、受
信した制御信号に基づいてアンテナ１０１とアンテナ１
０２のいずれかで送信するかを選択し、選択されたアン
テナに切り替える信号を切り替え器１１３に送る。アン
テナ切り替え制御回路の動作については後で説明する。
【００５０】送信については、送信データを変調回路１
１１で変調して送信ＲＦ回路１１２に送る。送信ＲＦ回
路１１２では、送信データを周波数変換し、更に増幅し
て切り替え器１１３に送る。切り替え器１１３では、ア
ンテナ１０１とアンテナ１０２のいずれかを切り替え、
切り替えられたアンテナから送信信号を送信する。
【００５１】図２は、本発明の実施の形態１に係る無線
通信装置の構成を示すブロック図である。ここでは、無
線通信装置が端末装置である場合について説明する。
【００５２】アンテナ２０１で受信された信号は、送信
と受信で同一のアンテナを用いるためのアンテナ共用器
２０２を通じて受信ＲＦ回路２０３に送られ、そこで増
幅され、更に中間周波数又はベースバンド周波数へ周波
数変換される。周波数変換された信号は、復調回路２０
４で復調される。同時に、受信ＲＦ回路の出力信号は受
信品質測定回路２０５に送られ、そこで受信品質が測定
される。
【００５３】この受信品質としては、例えば、受信電界
強度、所望波受信電力、受信信号電力対干渉電力比（Ｓ
ＩＲ）、受信信号電力対干渉電力＋雑音電力比(Signal-
to-Interference pulse Noise Ratio、以下ＳＩＮＲと
省略する)がある。受信電界強度は、受信ＲＦの電力を
測定すれば良い。これにより、回路構成が最も簡単とな
る。また、干渉波が存在しないような環境で用いること
ができる。
【００５４】所望波受信電力は、受信信号に対して既知
信号を乗算して測定する。この場合、干渉波が存在する
時は、受信電界強度だけでは、所望波と干渉波の受信電
力を報告してしまうことになるので、必ずしも端末が必
要とする所望信号の受信電力を報告したことにならない
恐れがある。このため、端末が必要とする所望信号の受
信電力を測定して報告する必要がある。そこで、誤り率
特性を決定する指標として最も確実な情報であるＳＩＮ
Ｒを受信品質として用いることが好ましい。
【００５５】所望波受信電力の測定回路を図３に示す。
この回路では、受信信号の既知パタン部分を取り出し、
基地局が持つ既知パタンを複素共役回路３０２で複素共
役演算し、更に複素乗算回路３０１で複素乗算を行い、
電力測定回路３０３で電力を測定する。
【００５６】一方、ＳＩＮＲの測定回路を図４に示す。
この回路では、受信信号の既知パタン部分を取り出し、
基地局が持つ既知パタンを複素共役回路４０２で複素共
役演算し、更に複素乗算回路４０１で複素乗算を行い、
複素平面上の所望受信信号の位置(図５における黒丸の
位置)を算出し、その電力を測定する。更に、干渉波電
力＋雑音電力測定回路４０４において、各受信信号の位
置（図５における白丸の位置）と所望受信信号の位置
(図５における黒丸の位置)との間のベクトルの２乗和の
平均値から干渉波＋雑音電力を測定する。また、所望電
力測定回路４０３で所望電力を測定する。次いで、比算
出回路４０５において、干渉波電力＋雑音電力測定回路
４０４及び所望電力測定回路４０３の出力から比を算出
する。これにより、ＳＩＮＲを算出する。
【００５７】これらの方法で算出した受信品質測定結果
は多重回路２０６へ送られる。多重回路２０６では、送
信データと受信品質測定結果を送信スロットに割当て
る。このような送信データを変調回路２０７で変調し、
送信ＲＦ回路２０８で周波数変換し、増幅する。そし
て、この送信信号をアンテナ共用器２０２を通じてアン
テナ２０１から送信する。
【００５８】このように、図１に示す無線通信装置（基
地局）のアンテナから送信された下り回線の信号の受信
品質測定結果を図２に示す無線通信装置（端末）で測定
し、上り回線で基地局に報告する。基地局においては、
上り回線で受信した端末装置が測定した受信品質測定結
果に基づいて送信するアンテナを切り替える。
【００５９】ここで、アンテナ切り替え制御回路の動作
について詳しく説明する。図６はアンテナ切り替え制御
回路のフロー図である。報告された受信品質測定結果と
閾値とを比較する。ここでは、受信品質がＳＩＲである
場合について説明するが、受信品質が受信電界強度、所
望波受信電力、ＳＩＮＲであっても同様である。
【００６０】受信品質測定結果（ＳＩＲ）が閾値１より
も大きい場合はそのままのアンテナを用いる。一方、Ｓ
ＩＲが閾値１よりも小さい場合はアンテナを切り替え
る。例えば、アンテナ数が２本の場合は、他方のアンテ
ナに切り替える。
【００６１】アンテナ数が３本以上の場合は、図７に示
すように、受信電力強度に基づいてアンテナを切り替え
る。例えば、受信ＲＳＳＩ（Received Signal Strength
Indicator）が最大のアンテナを選択する。この場合、
ＦＤＤ方式においてはキャリア周波数の差によってフェ
ージングの相関はほぼ零となり、基地局での受信電界が
強いアンテナを選択して送信しても、端末の受信電力が
大きくなるとは限らない。
【００６２】一方、見通し通信が確保されていない場合
は、基地局の受信電界強度と端末の受信電界強度は共に
非常に小さい値となる。このようにして、見通し通信が
確保されていないアンテナを除外することができる。
【００６３】なお、基地局の受信電界が最大となるアン
テナではなく、基地局の受信電界強度がある閾値以上の
任意のアンテナを選択しても良い。
【００６４】以上のような構成により、端末の受信品質
に基づいて基地局のアンテナを切り替えることができ、
シャドウイングによる下り回線の品質劣化を抑圧するこ
とができる。
【００６５】ここで、端末装置から基地局装置への報告
について説明する。この報告には、常時報告する方法
と、必要に応じて報告する方法がある。前者の方法は、
常時報告を行っているので、精度良くアンテナを切り替
えることができるが、通信量は多くなる。
【００６６】音声通信などの場合は、図１４に示すよう
に、音声情報と制御情報を１つのスロット内に多重して
送信される場合が多い。したがって、音声通信や低速デ
ータ通信においては常時報告を行うことは可能である。
【００６７】後者の方法は、必要な時だけ報告するの
で、通信量は少なくてすむ。この方法は、高速データ通
信を実現するためのパケット通信などに使うことが望ま
しい。パケット通信では、バースト的に発生する情報を
短時間で送る。そのために、図１５（ａ)及び図１５
（ｂ）に示すように、スロット中に制御情報は多重され
ずに、メッセージであるか制御情報であるかを示すフラ
グを用いる。図１５（ａ）では、制御フラグがメッセー
ジの場合を示し、図１５（ｂ）では、制御フラグが制御
情報の場合を示す。したがって、必要に応じて報告する
場合に、図１５（ｂ）に示すようにフラグを制御情報と
して送信する。
【００６８】次に、アンテナ切り替えを行うタイミング
について説明する。アンテナ切り替えのタイミングには
以下の３つの方法がある。
【００６９】まず、第１の方法を図１６（ａ）を用いて
説明する。端末装置側で受信品質を測定していて、急激
に受信品質が悪くなる時がある。移動通信環境下では、
シャドウイングと呼ばれる見通し通信が確保できなくな
った場合では、急激に数十ｄＢも受信電界強度が小さく
なる。このような状況をモニタしていて、受信品質が急
激に小さくなったタイミングで報告する。基地局装置で
は、この受信品質報告を契機にアンテナ切り替えを行
う。
【００７０】次に、第２の方法を図１６（ｂ）を用いて
説明する。基地局装置において、送信しているアンテナ
の受信品質を測定している。受信品質が急激に悪くなっ
た場合は、シャドウイングと呼ばれる見通し通信が確保
できなくなったと考えられる。シャドウイングは、端末
装置のアンテナと基地局装置のアンテナの位置で決まる
ものであり、キャリア周波数差には影響されない。した
がって、このような場合は端末装置においても受信品質
が急激に劣化すると考えられる。そこで、基地局装置か
ら端末装置に向けて受信品質の報告要求を送る。端末装
置では受信品質を測定して基地局装置に報告する。基地
局装置では受信品質報告値にしたがってアンテナ切り替
え制御を行う。
【００７１】次に、第３の方法を図１６（ｃ）を用いて
説明する。端末装置において、受信したメッセージに誤
りがある場合に再送要求を行う。基地局装置において、
端末装置から再送要求が行われたタイミングで、基地局
装置から端末装置に向けて受信品質の報告要求を送る。
端末装置では受信品質を測定して基地局装置に報告す
る。基地局装置では受信品質報告値にしたがってアンテ
ナ切り替え制御を行う。
【００７２】なお、上記３種類の方法のいくつかを組み
合わせることによって、アンテナ切り替え制御の遅れを
なくし、きめ細かな制御を行うことができる。
【００７３】(実施の形態２)図８は、本発明の実施の形
態２に係る無線通信装置の構成を示すブロック図であ
る。ここでは、無線通信装置が基地局装置である場合に
ついて説明する。
【００７４】この無線通信装置においては、アンテナ８
０１で受信した信号は、送信と受信で同一のアンテナを
用いるためのアンテナ共用器８０３を通じて受信ＲＦ回
路８０５に送られる。受信ＲＦ回路８０５では、受信信
号が増幅され、中間周波数又はベースバンド周波数に周
波数変換される。
【００７５】また、アンテナ８０２で受信した信号は、
送信と受信で同一のアンテナを用いるためのアンテナ共
用器８０４を通じて受信ＲＦ回路８０６に送られる。受
信ＲＦ回路８０６では、受信信号が増幅され、中間周波
数又はベースバンド周波数に周波数変換される。
【００７６】それぞれ周波数変換された信号は、ダイバ
ーシチ合成回路８０７でダイバーシチ合成される。ダイ
バーシチ合成は必須の機能ではないが、本装置は、送信
アンテナの切り替ええダイバーシチを行うためにアンテ
ナを複数備えているので、受信性能を向上させるために
ダイバーシチ受信を行った方が良い。次いで、ダイバー
シチ受信を行った結果が復調回路８０８で復調される。
復調結果は、分離回路８０９に送られ、分離回路８０９
で受信データと送信電力制御信号に分離される。
【００７７】アンテナ切り替え制御回路８１０では、送
信電力制御信号に基づいてアンテナ８０１とアンテナ８
０２のいずれかで送信するかを選択し、選択されたアン
テナに切り替える信号を切り替え器８１３に送る。アン
テナ切り替え制御回路の動作については後で説明する。
【００７８】送信については、送信データを変調回路８
１１で変調して送信ＲＦ回路１１２に送る。送信ＲＦ回
路では、送信データを周波数変換し、更に増幅して切り
替ええ器８１３に送る。切り替え器８１３では、アンテ
ナ８０１とアンテナ８０２のいずれかを切り替え、切り
替えられたアンテナから送信信号を送信する。
【００７９】図９は、本発明の実施の形態２に係る無線
通信装置の構成を示すブロック図である。ここでは、無
線通信装置が端末装置である場合について説明する。
【００８０】アンテナ９０１で受信された信号は、送信
と受信で同一のアンテナを用いるためのアンテナ共用器
９０２を通じて受信ＲＦ回路９０３に送られ、そこで増
幅され、更に中間周波数又はベースバンド周波数に周波
数変換される。周波数変換された信号は、復調回路９０
４で復調される。同時に、受信ＲＦ回路の出力信号は、
送信電力制御値算出回路９０５に送られ、そこで送信電
力制御信号が決定される。
【００８１】この送信電力制御信号は、例えば、受信電
界強度、所望波受信電力、受信信号電力対干渉電力比
（ＳＩＲ）、受信信号電力対干渉電力＋雑音電力比(Ｓ
ＩＮＲ)に基づいて決定する。また、送信電力信号とし
て送る情報量は、送信電力を大きくする／小さくする、
の２情報の場合や、大きくする／そのまま保持／小さく
する、の３情報の場合や、４情報以上にして前記以上に
制御量を細かく設定する場合がある。
【００８２】まず、制御情報が２情報の場合について説
明する。受信電界強度に基づく場合は、受信ＲＦの電力
を測定する。そして、測定した電力が閾値３よりも大き
い場合は基地局からの送信電力を小さくするように制御
信号を生成し、測定した電力が閾値３よりも小さい場合
は基地局からの送信電力を大きくするように制御信号を
生成する。このような受信電界強度に基づく方法は回路
構成が最も簡単である。また、干渉波が存在しないよう
な環境で用いることができる。
【００８３】所望波受信電力に基づく場合は、受信信号
に対して既知信号を乗算して測定する。干渉波が存在す
る時は、受信電界強度だけでは、所望波と干渉波の受信
電力を報告してしまうことになるので、必ずしも端末が
必要とする所望信号の受信電力を報告したことにならな
い恐れがある。このため、端末が必要とする所望信号の
受信電力を測定して報告する必要がある。そこで、誤り
率特性を決定する指標として最も確実な情報であるＳＩ
ＮＲを受信品質として用いることが好ましい。
【００８４】所望波受信電力の測定回路を図１０に示
す。この回路では、受信信号の既知パタン部分を取り出
し、基地局が持つ既知パタンを複素共役回路１００２で
複素共役演算し、複素乗算回路１００１で複素乗算を行
い、電力測定回路１００３で電力を測定する。そして、
比較回路１００４で測定した電力が閾値３よりも大きい
場合は基地局からの送信電力を小さくするように制御信
号を生成し、測定した電力が閾値３よりも小さい場合は
基地局からの送信電力を大きくするように制御信号を生
成する。
【００８５】一方、ＳＩＮＲの測定回路を図１１に示
す。この回路では、受信信号の既知パタン部分を取り出
し、基地局が持つ既知パタンを複素共役回路１１０２で
複素共役演算し、更に複素乗算回路１１０１で複素乗算
を行い、複素平面上の所望受信信号の位置（図５におけ
る黒丸の位置)を算出し、その電力を測定する。更に、
干渉波電力＋雑音電力測定回路１１０４において、各受
信信号の位置（図５における白丸の位置）と所望受信信
号の位置(図５における黒丸の位置)とのベクトルの２乗
和の平均値から干渉波＋雑音電力を測定する。また、所
望電力測定回路１１０３で所望電力を測定する。次い
で、比算出回路１１０５において、干渉波電力＋雑音電
力測定回路１１０４及び所望電力測定回路１１０３の出
力から比を算出する。そして、比較回路１１０６で測定
した電力比が閾値３よりも大きい場合は基地局からの送
信電力を小さくするように制御信号を生成し、測定した
電力比が閾値３よりも小さい場合は基地局からの送信電
力を大きくするように制御信号を生成する。
【００８６】次に、制御情報が３情報の場合について説
明する。３情報の場合は、閾値として閾値３と閾値３よ
りも大きい閾値４を用いる。測定した電力比が閾値３よ
りも小さい場合は基地局からの送信電力を大きくするよ
うな制御情報を生成する。測定した電力比が閾値３より
も大きく、かつ、閾値４よりも小さい場合は、基地局か
らの送信電力をそのまま保持するように制御情報を生成
する。測定した電力比が閾値４よりも大きい場合は、基
地局からの送信電力を小さくするように制御情報を生成
する。
【００８７】更に、制御情報が４情報以上の場合は、閾
値数を(制御情報数−１)に設定して、複数の閾値の大小
関係に基づく閾値判定により細かく分けられた制御情報
を決定する。
【００８８】これらの方法で算出した送信電力制御情報
は多重回路９０６へ送る。多重回路９０６では、送信デ
ータと送信電力制御情報を送信スロットに割当てる。こ
のような送信データを変調回路９０７で変調し、送信Ｒ
Ｆ回路９０８で周波数変換し、増幅する。そして、この
送信信号をアンテナ共用器９０２を通じてアンテナ９０
１から送信する。
【００８９】このように、図８に示す無線通信装置（基
地局）のアンテナから送信された下り回線の信号の受信
品質に基づいた送信電力制御信号を図９に示す無線通信
装置（端末）で生成し、上り回線で無線基地局に報告す
る。基地局においては、上り回線で受信した端末装置が
測定した送信電力制御信号に基づいて送信するアンテナ
を切り替える。
【００９０】ここで、アンテナ切り替え制御回路の動作
について詳しく説明する。図１２はアンテナ数が２本の
場合のフロー図である。報告された送信電力制御情報を
積算する。そして、送信電力制御情報の積算値と閾値２
を比較する。この閾値は送信機の限界値又は送信電力を
大きくすることによって生ずる下り回線の干渉量にした
がって決定する。
【００９１】例えば、ＣＤＭＡ通信方式で送信電力を大
きくすることによって生じる下り回線の干渉量にしたが
って送信電力制御量を決定する場合は、拡散率にしたが
って決定する。すなわち、１６倍拡散と２５６倍拡散で
送信する場合は、拡散率で１６倍の開きがあるので、１
６倍拡散時の送信電力の閾値は２５６倍拡散時の送信電
力の閾値の１６倍にする。このようにすることにより、
拡散率に応じて適切なアンテナ切り替えを行なうことが
できる。
【００９２】送信電力制御情報の積算値が閾値２よりも
大きい場合はそのままのアンテナを用いる。閾値２より
も小さい場合はアンテナを切り替える。アンテナ数が２
本の場合は、他方のアンテナに切り替える。
【００９３】図１３にアンテナ数が３本以上の場合のフ
ロー図である。アンテナ数が３本以上の場合は、送信電
力制御積算値に加えて受信電力強度に基づいてアンテナ
を切り替える。例えば、受信ＲＳＳＩ（Received Signa
l Strength Indicator）が最大のアンテナを選択する。
この場合、ＦＤＤ方式においてはキャリア周波数の差に
よってフェージングの相関はほぼ零となり、基地局での
受信電界が強いアンテナを選択して送信しても、端末の
受信電力が大きくなるとは限らない。
【００９４】一方、見通し通信が確保されていない場合
は、基地局の受信電界強度と端末の受信電界強度は共に
非常に小さい値となる。このようにして、見通し通信が
確保されていないアンテナを除外することができる。
【００９５】なお、基地局の受信電界が最大となるアン
テナではなく、基地局の受信電界強度がある閾値以上の
任意のアンテナを選択しても良い。
【００９６】また、基地局の送信電力設定手段として
は、アンテナを切り替えるたびに切り替える前のアンテ
ナでの送信電力で送信する方法と、切り替える前のアン
テナでの送信電力から一定の値だけ小さくして送信する
方法がある。前者の方法は、端末に対して確実に通信品
質を改善させるために有効である。この構成では、アン
テナ切り替え制御回路８１０に入力した送信電力制御信
号をそのまま送信ＲＦ回路へ送れば良い。送信ＲＦ回路
においては、送信電力制御信号に基づいて送信電力の上
げ下げを制御する。
【００９７】後者の方法は、端末に対して回線の改善が
行われた場合に、送信電力が大きな値になっているため
に、他端末に大きな干渉となっていることが考えられ
る。このため、アンテナを切り替える際に送信電力から
一定の値を引いて設定する。この構成では、アンテナ切
り替え制御回路８１０に入力した送信電力制御信号を、
アンテナ切り替え時に一定値だけ送信電力を小さくする
ような制御信号に変更すれば良い。送信ＲＦ回路におい
ては、送信電力制御信号に基づいて送信電力の上げ下げ
を制御する。その際に、送信電力制御量積算値も一定値
分小さくする必要がある。
【００９８】小さくする一定値については、例えばＣＤ
ＭＡ方式においては、３ｄＢ低減させて送信することに
より、同様の拡散率で通信している端末装置を１台分だ
け、増やすことができるようになる。
【００９９】また、送信電力制御情報と共に、実施の形
態１で説明した方法で、端末装置から受信品質情報を報
告しても良い。なお、端末装置から基地局装置への報告
や、そのタイミングについては、実施の形態１と同様で
ある。
【０１００】そして、アンテナ切り替え制御は、通常は
送信電力制御情報の積算値に基づいて行い、端末装置側
の受信品質が急激に悪くなった場合は、端末装置側から
受信品質情報を基地局装置に報告し、基地局装置におい
てアンテナ切り替え制御を行う。また、基地局装置にお
いて端末装置からのＡＲＱ制御情報などの再送要求が発
生したタイミングで、端末装置に受信品質の測定要求を
送り、端末装置で受信品質を測定し、基地局装置に報告
する。基地局装置では、報告された受信品質に基づいて
アンテナ切り替え処理を行う。
【０１０１】このような構成により、基地局において、
端末が受信品質を測定して決定した基地局の送信電力制
御信号に基づいて基地局のアンテナを切り替えることが
でき、シャドウイングによる下り回線の品質劣化を抑圧
することができる。更に、ＣＤＭＡ通信方式の場合に
は、拡散率に基づいた切り替え判定基準を持つことによ
り、より細かいアンテナ切り替え制御を行うことができ
る。
【０１０２】上記実施の形態１及び２においては、図１
及び図８に示す無線通信装置が基地局装置であり、図２
及び図９に示す無線通信装置が端末装置である場合につ
いて説明しているが、本発明においては、図１及び図８
に示す無線通信装置が端末装置であり、図２及び図９に
示す無線通信装置が基地局装置である場合についても適
用することができる。
【０１０３】
【発明の効果】以上説明したように本発明の無線通信装
置及び無線通信方法によれば、受信品質が悪くなった時
点を起点としてアンテナ切り替えを行うことができる。
更に、受信電界強度がある程度以上のアンテナを選択す
ることにより、シャドウイングによる回線断となる可能
性の大きいアンテナを選択することを避けることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る無線通信装置（基
地局）を示すブロック図
【図２】上記実施の形態に係る無線通信装置（端末）を
示すブロック図
【図３】上記実施の形態に係る無線通信装置（端末）に
おける所望波受信電力測定方法を説明するためのブロッ
ク図
【図４】上記実施の形態に係る無線通信装置（端末）に
おける所望波受信電力対干渉波受信電力＋雑音電力測定
方法を説明するためのブロック図
【図５】上記実施の形態に係る無線通信装置（端末）の
所望波受信電力対干渉波受信電力＋雑音電力比測定方法
を説明するための図
【図６】上記実施の形態に係る無線通信装置（基地局）
おけるアンテナ切り替え方法を説明するためのフロー図
【図７】上記実施の形態に係る無線通信装置（基地局）
おけるアンテナ切り替え方法を説明するためのフロー図
【図８】本発明の実施の形態２に係る無線通信装置（基
地局）を示すブロック図
【図９】上記実施の形態に係る無線通信装置（端末）を
示すブロック図
【図１０】上記実施の形態に係る無線通信装置（端末）
の所望波受信電力に基づいた送信電力制御量算出方法を
説明するためのブロック図
【図１１】上記実施の形態に係る無線通信装置（端末）
の所望波受信電力対干渉波受信電力＋雑音電力比に基づ
いた送信電力制御量算出方法を説明するためのブロック
図
【図１２】上記実施の形態に係る無線通信装置（基地
局）おけるアンテナ切り替え方法を説明するためのフロ
ー図
【図１３】上記実施の形態に係る無線通信装置（基地
局）おけるアンテナ切り替え方法を説明するためのフロ
ー図
【図１４】本発明の無線通信装置を用いた通信において
使用するデータのフレーム構成図
【図１５】本発明の無線通信装置を用いた通信において
使用するデータのフレーム構成図
【図１６】本発明における基地局装置と端末装置との間
のシーケンス図
【符号の説明】
１０１，１０２，２０１ アンテナ １０３，１０４，２０２ アンテナ共用器 １０５，１０６，２０３ 受信ＲＦ回路 １０７ ダイバーシチ合成回路 １０８，２０４ 復調回路 １０９ 分離回路 １１０ アンテナ切り替え制御回路 １１１，２０７ 変調回路 １１２，２０８ 送信ＲＦ回路 １１３ アンテナ切り替え回路 ２０５ 受信品質測定回路 ２０６ 多重回路 ３０１，４０１ 複素乗算回路 ３０２，４０２ 複素共役回路 ３０３ 電力測定回路 ４０３ 所望波電力測定回路 ４０４ 干渉電力＋雑音電力測定回路 ４０５ 比算出回路
フロントページの続き (72)発明者 上 豊樹 神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目３番１ 号 松下通信工業株式会社内 Ｆターム(参考） 5K059 BB05 CC03 DD02 DD05 DD12 DD15 DD25 DD33 EE03 5K067 AA23 BB02 CC02 CC10 CC24 DD27 DD42 DD43 DD44 DD45 DD51 EE02 EE10 FF16 GG01 GG07 GG08 HH26 HH28 KK01 KK03

Claims (28)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 周波数分割複信における通信相手からの
    受信品質情報に基づいて送信信号を送信するアンテナを
    切り替える切替手段と、切り替えられたアンテナから送
    信信号を送信する送信手段と、を具備することを特徴と
    する無線通信装置。
  2. 【請求項２】 切替手段は、受信品質情報における受信
    品質測定結果が閾値よりも小さいときにアンテナを切り
    替えることを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
  3. 【請求項３】 切替手段は、受信品質情報における受信
    品質測定結果が第１閾値よりも小さい場合であって、受
    信電界強度が第２閾値よりも大きい時にアンテナに切り
    替えることを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
  4. 【請求項４】 切替手段は、受信品質情報における受信
    品質測定結果が第１閾値よりも小さい場合に、受信電界
    強度が最も大きいアンテナに切り替えることを特徴とす
    る請求項１記載の無線通信装置。
  5. 【請求項５】 周波数分割複信における通信相手からの
    送信電力制御情報に基づいて送信信号を送信するアンテ
    ナを切り替える切替手段と、切り替えられたアンテナか
    ら送信信号を送信する送信手段と、を具備することを特
    徴とする無線通信装置。
  6. 【請求項６】 送信電力制御情報は、通信相手の受信品
    質情報に基づいて決定されることを特徴とする請求項５
    記載の無線通信装置。
  7. 【請求項７】 切替手段は、送信電力制御情報における
    制御値を積算し、積算値が閾値よりも大きい場合に、他
    のアンテナに切り替えることを特徴とする請求項５記載
    の無線通信装置。
  8. 【請求項８】 切替手段は、送信電力制御情報における
    制御値を積算し、積算値が第１閾値よりも大きい場合
    に、受信電界強度が第２閾値よりも大きいアンテナに切
    り替えることを特徴とする請求項５記載の無線通信装
    置。
  9. 【請求項９】 切替手段は、送信電力制御情報における
    制御値を積算し、積算値が第１閾値よりも大きい場合
    に、受信電界強度が最大のアンテナに切り替えることを
    特徴とする請求項５記載の無線通信装置。
  10. 【請求項１０】 請求項１乃至請求項９のいずれかに記
    載の無線通信装置を備えることを特徴とする基地局装
    置。
  11. 【請求項１１】 請求項１乃至請求項９のいずれかに記
    載の無線通信装置を備えることを特徴とする移動局装
    置。
  12. 【請求項１２】 受信品質を測定する受信品質測定手段
    及びこの受信品質を含む情報を送信する送信手段を備え
    る第１無線通信装置と、前記受信品質に基づいてアンテ
    ナを切り替える切替手段を備えた第２無線通信装置と、
    を具備し、周波数分割複信により通信を行なうことを特
    徴とする無線通信システム。
  13. 【請求項１３】 第１無線通信装置は、受信品質に基づ
    いて送信電力を制御する送信電力制御手段を具備し、前
    記情報は送信電力の制御値を含むことを特徴とする請求
    項１２記載の無線通信システム。
  14. 【請求項１４】 切替手段は、受信品質情報における受
    信品質測定結果が閾値よりも小さいときにアンテナを切
    り替えることを特徴とする請求項１２記載の無線通信シ
    ステム。
  15. 【請求項１５】 切替手段は、受信品質情報における受
    信品質測定結果が第１閾値よりも小さい場合であって、
    受信電界強度が第２閾値よりも大きい時にアンテナに切
    り替えることを特徴とする請求項１２記載の無線通信シ
    ステム。
  16. 【請求項１６】 切替手段は、受信品質情報における受
    信品質測定結果が第１閾値よりも小さい場合に、受信電
    界強度が最も大きいアンテナに切り替えることを特徴と
    する請求項１２記載の無線通信システム。
  17. 【請求項１７】 切替手段は、送信電力制御情報の制御
    値を積算し、積算値が閾値よりも大きい場合に、他のア
    ンテナに切り替えることを特徴とする請求項１３記載の
    無線通信システム。
  18. 【請求項１８】 切替手段は、送信電力制御情報の制御
    値を積算し、積算値が第１閾値よりも大きい場合に、受
    信電界強度が第２閾値よりも大きいアンテナに切り替え
    ることを特徴とする請求項１３記載の無線通信システ
    ム。
  19. 【請求項１９】 切替手段は、送信電力制御情報の制御
    値を積算し、積算値が第１閾値よりも大きい場合に、受
    信電界強度が最大のアンテナに切り替えることを特徴と
    する請求項１３記載の無線通信システム。
  20. 【請求項２０】 第１無線通信装置は、第２無線通信装
    置に常時情報を送信することを特徴とする請求項１２乃
    至請求項１９のいずれかに記載の無線通信システム。
  21. 【請求項２１】 第１無線通信装置は、第２無線通信装
    置に必要なときにのみ情報を送信することを特徴とする
    請求項１２乃至請求項１９のいずれかに記載の無線通信
    システム。
  22. 【請求項２２】 第１無線通信装置において測定する受
    信品質が劣化した時に、第２無線通信装置にアンテナ切
    り替えを要求することを特徴とする請求項２１記載の無
    線通信システム。
  23. 【請求項２３】 第２無線通信装置において送信に使用
    するアンテナの受信品質が劣化した場合に、第１無線通
    信装置に対して受信品質を含む情報の送信を要求するこ
    とを特徴とする請求項２１記載の無線通信システム。
  24. 【請求項２４】 第１無線通信装置は、受信信号に誤り
    がある場合に、第２無線通信装置に対して再送要求を出
    すことを特徴とする請求項２１記載の無線通信システ
    ム。
  25. 【請求項２５】 第２無線通信装置は、再送要求を受け
    た時に第１無線通信装置に対して受信品質を含む情報の
    送信を要求することを特徴とする請求項２４記載の無線
    通信システム。
  26. 【請求項２６】 第２無線通信装置は、前記情報に含ま
    れる受信品質に基づいてアンテナを切り替えることを特
    徴とする請求項２３又は請求項２５記載の無線通信シス
    テム。
  27. 【請求項２７】 送信電力制御手段は、第２無線通信装
    置のアンテナ切り替え前の送信電力より小さい送信電力
    に制御することを特徴とする請求項１３、請求項１７乃
    至請求項１９のいずれかに記載の無線通信システム。
  28. 【請求項２８】 ＣＤＭＡ通信方式を採用し、第２無線
    通信装置は、拡散率に応じて閾値を設定することを特徴
    とする請求項１４乃至請求項１９のいずれかに記載の無
    線通信システム。
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