JP4097918B2 - Mobile communication method in base station, mobile communication base station apparatus and mobile station apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動通信システムの基地局における移動通信方法、移動通信基地局装置および移動局装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
セルラー移動通信システムでは、サービスエリアを複数のセルまたはマイクロセルに分割し、これらのセルまたはマイクロセルに設置された基地局と移動局とが無線通信を行う。車載型移動局では線状アンテナが自動車の屋根やトランクなどに対して垂直に固定設置されているが、最近では、携帯電話端末のように可搬型の移動局が一般的となっている。
その結果、通話中、あるいは電子メールの送受信時に、線状アンテナの向きが必ずしも垂直状態とは限られなくなった。また、モバイルコンピュータに接続して携帯電話端末を使用する場合に、携帯電話端末は水平に置かれて使用されやすい。
【0003】
図12は、基地局における従来の移動通信方法の問題点を示す説明図である。図12(a)は移動局が垂直使用状態、図12(b)は移動局が水平使用状態にあるときの説明図である。
図中、1は基地局、2Vは基地局1の垂直偏波アンテナ、3は移動局、4は移動局アンテナ、5Vは基地局からの垂直偏波送信波、6は移動局からの送信波である。
図12(a)に示す標準使用状態において、移動局アンテナ4は垂直偏波アンテナとして機能するから、送信波6も垂直偏波である。したがって、基地局1と移動局3とは、垂直偏波の送信波によって相互に送受信できる。ところが、移動局アンテナ4が垂直から傾けた状態で使用される場合に問題がある。
図12(b)において、移動局アンテナ4は水平状態にあるから、水平偏波アンテナとして機能し、送信波6は水平偏波となる。偏波間の相関はないから、原理的には、移動局アンテナ4は、垂直偏波アンテナ2Vからの垂直偏波送信波5Vを受信できないし、垂直偏波アンテナ2Vは、移動局アンテナ4からの水平偏波の送信波6を受信できなくなる。
【0004】
ところが、都市部では建物が多いので、送信波は、壁面で反射あるいは散乱し、建物の角で回折するなど、複雑な伝搬路を経て受信される。そのため、元の主偏波成分に対し、これに直交する交差偏波成分が生じる。交差偏波成分の割合は、伝搬路の環境によって左右されるが、−6dB前後の値である。そのため、図12(b)に示すように、送信アンテナと受信アンテナの偏波面が直交する場合でも、一応の送受信ができる。
しかし、交差偏波成分は、主偏波成分よりかなり小さいので、受信電力が低下し、受信品質が低下する。そのため、図12(b)の状態では過剰な送信電力を必要とする。
送信電力が大きいと、セルラー移動通信システムでは、セル間の干渉が増加するので、1セルのエリアを広げることができない。また、DS−CDMA(Direct Sequence Code Division Multiple Access)方式などのCDMA方式では、加えて、セル内の符号間干渉が増加するので、1セル内に収容可能な移動局3の数(収容チャネル数)が減少することになる。
【0005】
上述した説明では、移動局3を水平に置くという極端な例を示したが、移動局アンテナ4を0゜から90゜まで傾けた状態においても、傾きに応じて受信電力が低下することになる。
従来、陸上移動通信におけるフェージング変動を軽減させるために、独立して複数の受信信号(ダイバーシチブランチ)を得て、これらを瞬時変動に応じて切り替えあるいは重み付け合成するダイバーシチ受信技術がある。この複数の受信信号を得る方法の1つとして偏波ダイバーシチ受信が知られている。この偏波ダイバーシチ技術を、上述した移動局アンテナ4の傾きによる受信電力低下対策に使用することができる。
【0006】
図13は、偏波ダイバーシチ受信を用いた移動通信方法の問題点を示す説明図である。
図中、図12と同様な部分には同じ符号を付している。2Hは基地局1の水平偏波アンテナであり、垂直偏波アンテナ2Vと組になって偏波ダイバーシチアンテナ装置となる。図ではアンテナを模式的に示しており、アンテナの構造を具体的に示すものではない。また、垂直偏波成分受信用アンテナ、水平偏波成分受信用アンテナとして、分離して図示している。
偏波ダイバーシチアンテナ装置の具体例として、クロスダイポールアンテナ、垂直水平両偏波の給電ポートを有する円形ストリップアンテナなどがある。垂直偏波アンテナと水平偏波アンテナとは、必ずしも一体である必要はないので、両者が並設されていてもよい。また、出力として、垂直偏波成分、水平偏波成分が分離して抽出されるものであればよい。
【0007】
移動局アンテナ4が垂直状態の時に、垂直偏波アンテナ2Vの受信電力は高いが、水平偏波アンテナ2Hの受信電力は低い。これに対し、移動局アンテナ4が水平状態の時には、垂直偏波アンテナ2Vの受信電力が低くなり、水平偏波アンテナ2Hの受信電力は増大する。一般的には、移動局アンテナ4の傾きに応じて、移動局送信波6の垂直偏波成分,水平偏波成分が、それぞれ、垂直偏波アンテナ2Vおよび水平偏波アンテナ2Hで受信される。
【0008】
基地局1では、垂直偏波アンテナ2Vおよび水平偏波アンテナ2Hの出力をダイバーシチ受信する。すなわち、垂直偏波アンテナ2Vの出力、または、水平偏波アンテナ2Hの出力のうち、受信電力の大きい方を選択する(選択合成)か、あるいは、受信電力の大きさに応じた重み付けで受信信号を合成する(等利得合成あるいは最大比合成など)。その結果、移動局アンテナ4の傾きにそれほど影響されずに、必要な受信電力が得られる。
しかし、基地局1からの送信には、図12と同様に、依然として垂直偏波アンテナ2Vのみを用いて送信している。したがって、移動局3側においては、移動局アンテナ4が水平状態にあるときには、交差偏波成分のみを受信することになるから、受信電力が低下するという問題がある。
【0009】
この問題に対し、基地局の水平偏波アンテナ2Hからも同時に送信することが考えられる。しかし、基地局1としての送信電力は2倍になってしまい、そのうち半分が損失となってしまう。
また、移動局3側において偏波ダイバーシチ受信を行えば、移動局3の筐体の傾きにあまり影響されることなく、垂直偏波アンテナ2Vからの送信波を受信できる。しかし、移動局3に偏波ダイバーシチアンテナ装置を設けることは、機器の構造および機器の取り扱いが難しくなる。
【0010】
上述した従来技術は、下り回線(ダウンリンク)において、基地局の一送信点から送信する場合についてのものであった。
これに対し、基地局1において、スペースダイバーシチで送信する場合がある。すなわち、携帯電話等の移動通信はマルチパス環境となるため、移動局の走行に伴い受信電力は大きく変動する。受信電力変動による通信品質の低下を克服し、移動局の通信品質を改善する方法の一つとして、基地局1側で送信ダイバーシチを行う。
【0011】
基地局1でのスペースダイバーシチ送信は、例えば、笹岡秀一 編著「移動通信」オーム社(平成10年5月25日),p.209-211等で知られている。
特に、IMT-2000において、送信と受信とで時分割チャネルを異ならせるCDMA(Code Division Multiple Access)/TDD(Time Division Duplex)に関しては、3GPP TS 25.224 V3.4.0(2000-09) "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Physical Layer Procedures(TDD) (Release 1999)" p.13-15,19で知られている。
また、IMT-2000において、送信と受信とで周波数チャネルを異ならせるCDMA(Code Division Multiple Access)/FDD(Frequency Division Duplex)に関して、3GPP TS 25.214 V3.4.0(2000-09) "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Physical Layer Procedures(FDD) (Release 1999)" p.31-38で知られている。
【0012】
以下、スペースダイバーシチ送信について、図14,図15を参照して簡単に説明しておく。
図14は、CDMA/TDDの下り回線におけるスペースダイバーシチ送信を説明するブロック構成図である。
図中、図12と同様な部分には同じ符号を付している。51はCDMA/TDD用送信機である。52はアンテナウエイト部であって、第1のウエイト部53、第2のウエイト部54を有する。56はウエイトコントローラである。
CDMA/TDD用送信機51では、任意の移動局3に対する送信時に、直接拡散された送信信号を、第1のウエイト部53、第2のウエイト部54において、ウエイト(重み)w1,w2を乗算し、それぞれ、第1の垂直偏波アンテナ2V1,第2の垂直偏波アンテナ2V2に出力する。ウエイト(重み)w1,w2は、一般的に、振幅および位相を有し、複素数で表される。
【0013】
選択ダイバーシチ(STD: Selected Transmit Diversity)の場合、ウエイトコントローラ56は、第1の垂直偏波アンテナ2V1,第2の垂直偏波アンテナ2V2で受信された上り回線(アップリンク)の受信信号の大きい方のアンテナに対するウエイトw1,w2を1とし、受信信号の小さい方のアンテナに対するウエイトw1,w2を0とする。
一方、送信アダプティブアンテナ(TxAA: Transmit Adaptive Antennas)として使用する場合、第1の垂直偏波アンテナ2V1,第2の垂直偏波アンテナ2V2で受信された上り回線の受信信号に基づいて、下り回線における送信時点での伝搬路特性を推定することにより、移動局3の受信電力が最大となるようにウエイトを計算する。TDDであるため下り回線と上り回線とは同じ周波数帯を使用しており、電波伝搬路も同じであるので、下り回線における送信時点での伝搬路特性の推定が可能となっている。
【0014】
図15は、CDMA/FDDの下り回線におけるスペースダイバーシチ送信を説明するブロック構成図である。
図中、図12,図14と同様な部分には同じ符号を付している。61はCDMA/FDD用送信機、63はウエイトコントローラである。111は共通パイロットチャネル(CPICH: Common PIlot Channel)送信部であって、全ての移動局3に共通の共通パイロットチャネルを用いて、下り回線の伝搬路特性を推定するためのパイロット信号を送信する。
第1の垂直偏波アンテナ2V1に対しては、第1の拡散コードを用いたパイロット信号を送信し、第2の垂直偏波アンテナ2V2に対しては、第2の拡散コードを用いたパイロット信号を送信する。
各移動局3においては、これら2つの共通パイロット信号を個別に用いて、第1の垂直偏波アンテナ2V1から移動局アンテナ4までの伝搬路特性と、第2の垂直偏波アンテナ2V2から移動局アンテナ4までの伝搬路特性とを推定し、推定結果に応じてフィードバック信号メッセージ(FSM: Feedback Signaling Message)を、上り回線の個別物理制御チャネル(DPCCH: Dedicated Physical Control Channel)スロットのFBI(Feed Back Information)フィールドを用いて送信する。
【0015】
基地局1においては、図示を省略した受信機において、フィードバック信号メッセージFSMを受信する。ウエイトコントローラ63は、フィードバック信号メッセージFSMに基づいて、任意の移動局3において受信電力が最大となるように、ウエイトw1,w2の位相(クローズドモード1)、または、位相および電力(クローズドモード2)を制御する。
CDMA/FDD用送信機61では、任意の移動局3に対する送信時に、直接拡散された送信信号を、第1のウエイト部53、第2のウエイト部54において、ウエイト(重み)w1,w2を乗算し、それぞれを、第1の垂直偏波アンテナ2V1,第2の垂直偏波アンテナ2V2に出力する。
【0016】
上述したスペースダイバーシチ送信の場合も、移動局アンテナが垂直から傾いた状態で使用されると、やはり、移動局での受信品質が低下するという問題がある。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたもので、移動局アンテナが垂直から傾いた状態で使用されても、移動局での受信品質を低下させないようにする、基地局における移動通信方法、移動通信基地局装置および移動局装置を提供することを目的とするものである。
【0018】
【課題を解決するための手段】
本発明は、請求項1に記載の発明においては、移動局と基地局との間で送信と受信とを周波数帯を異ならせて通信を行う周波数分割多元接続方法を用いた移動通信方法であって、水平偏波及び垂直偏波を送受信できる交差偏波アンテナを用いた基地局アンテナ構成であって、基地局において任意の移動局からの信号の受信時に、前記任意の移動局からの受信波の、垂直偏波成分および水平偏波成分の受信信号を、フェージングの変動周期に比べて長い複数フレームに相当する時間で平均化した、それぞれの平均受信電力を測定して比較し、少なくとも次の前記平均化する時間の間は、前記受信信号の平均受信電力が大きい方の偏波及び偏波アンテナを用いて前記任意の移動局に信号を送信するものである。
したがって、移動局アンテナの傾き状態を推定し、この傾き状態に応じて送信波、受信波の偏波を決めることにより、移動局および基地局での受信品質を低下させないようにできる。
【0019】
請求項2に記載の発明においては、移動局と基地局との間で送信と受信とを周波数帯を異ならせて通信を行う周波数分割多元接続方法を用いた移動通信方法であって、水平偏波及び垂直偏波を送受信できる交差偏波アンテナを用いた基地局アンテナ構成であって、基地局において任意の移動局からの信号の受信時に、前記任意の移動局からの受信波の、垂直偏波成分および水平偏波成分の受信信号を、フェージングの変動周期に比べて長い複数フレームに相当する時間で平均化した、それぞれの平均受信電力を測定して比較し、前記任意の移動局への送信時に、少なくとも次の前記平均化する時間の間は、前記受信信号の平均受信電力が大きい方の偏波及び偏波アンテナを用いて前記任意の移動局に送信をし、前記任意の移動局からの受信時に、前記任意の移動局からの受信波のダイバーシチ受信をするものである。したがって、移動局アンテナの傾き状態を推定し、この傾き状態に応じて送信波の偏波を決めることにより、移動局での受信品質を低下させないようにできる。また、ダイバーシチ受信により、フェージングの影響を低減できるので、基地局の受信信号の受信品質を向上させることができる。
【0020】
請求項3に記載の発明においては、請求項2に記載の基地局における移動通信方法において、前記ダイバーシチ受信は、少なくとも偏波ダイバーシチ受信を含み、該偏波ダイバーシチ受信は、前記任意の移動局からの受信波の、前記受信信号の平均受信電力が大きい方の前記垂直偏波成分または水平偏波成分の一方を選択するものである。
したがって、偏波ダイバーシチ受信により、移動局アンテナが傾いていたときにも、基地局での受信信号の受信品質を向上させることができる。
【0021】
請求項4に記載の発明においては、移動通信方法において、サービスエリアを複数のセルまたはマイクロセルに分割し、これらのセルまたはマイクロセルのそれぞれに基地局が設置され、前記基地局と移動局とが無線通信を行う移動通信方法において、前記基地局は、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の基地局における移動通信方法を実行するものである。
したがって、従来の過剰な送信電力を少なくすることができるので、セル間干渉が低減され、その結果、セルあるいはマイクロセルのエリアを拡大することができる。
【0022】
請求項5に記載の発明においては、拡散符号分割多元接続方法において、基地局と複数の移動局とが共通のチャネルを拡散符号で分割してスペクトル拡散通信を行う拡散符号分割多元接続方法において、前記基地局は、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の基地局における移動通信方法を実行するものである。
したがって、従来の過剰な送信電力を少なくできるので、符号間干渉が低減され、その結果、収容ユーザ数を増やすことができる。
【0023】
請求項6に記載の発明においては、移動局と基地局との間で送信と受信とを周波数帯を異ならせて通信を行う周波数分割多元接続方法を用いた移動通信基地局装置であって、水平偏波及び垂直偏波を送受信できる交差偏波アンテナを用いた基地局アンテナ構成であって、平均受信電力測定・比較器、スイッチ、送信機、および、受信機を有し、前記平均受信電力測定・比較器は、任意の移動局からの信号の受信時に、前記任意の移動局からの受信波を、垂直偏波アンテナおよび水平偏波アンテナで受信したときの受信信号を、フェージングの変動周期に比べて長い複数フレームに相当する時間で平均化した、それぞれの平均受信電力を測定して比較するものであり、前記スイッチは、前記任意の移動局への送信時に、前記平均受信電力測定・比較器の出力に応じて、少なくとも次の前記平均化する時間の間は、前記受信信号の平均受信電力が大きい方の偏波及び偏波アンテナに送信機を切り替え接続するとともに、前記任意の移動局からの受信時に、前記受信信号の平均受信電力が大きい方の偏波及び偏波アンテナに前記受信機を切り替え接続するものである。
したがって、移動局アンテナの傾き状態を推定し、この傾き状態に応じて送信波の偏波を決めることにより、移動局での受信品質を低下させないようにできる。また、移動局アンテナが傾いていたときにも、基地局での受信信号の受信品質を向上させることができる。
【0024】
請求項7に記載の発明においては、移動通信基地局装置において、平均受信電力測定・比較器、スイッチ、送信機、および、受信機を有し、前記平均受信電力測定・比較器は、任意の移動局からの信号の受信時に、前記任意の移動局からの受信波を、垂直偏波アンテナおよび水平偏波アンテナで受信したときの受信信号を、フェージングの変動周期に比べて長い複数フレームに相当する時間で平均化した、それぞれの平均受信電力を測定して比較するものであり、前記スイッチは、前記任意の移動局への送信時に、前記平均受信電力測定・比較器の出力に応じて、少なくとも次の前記平均化する時間の間は、前記受信信号の平均受信電力が大きい方の偏波及び偏波アンテナに前記送信機を切り替え接続するものであり、前記受信機は、前記任意の移動局からの受信時に、前記垂直偏波アンテナおよび水平偏波アンテナの出力に基づいてダイバーシチ受信するものである。
したがって、移動局での受信品質を低下させないようにできる。また、ダイバーシチ受信により、フェージングの影響を低減できるとともに、移動局アンテナが傾いていたときにも、基地局での受信信号の受信品質を向上させることができる。ダイバーシチ受信は、選択合成に限らず、等利得合成、最大比合成などの方法を用いることができる。
【0025】
請求項8に記載の発明においては、移動通信基地局装置において、平均受信電力測定・比較器、第1ないし第p(pは2以上の整数)のスイッチ、送信機、および、受信機を有し、前記平均受信電力測定・比較器は、任意の移動局からの信号の受信時に、前記任意の移動局からの受信波を、第1の垂直偏波アンテナおよび第1の水平偏波アンテナで受信したときの受信信号を、フェージングの変動周期に比べて長い複数フレームに相当する時間で平均化した、それぞれの平均受信電力を測定して比較するものであり、前記第1のスイッチは、前記任意の移動局への送信時に、前記平均受信電力測定・比較器の出力に応じて、少なくとも次の前記平均化する時間の間は、前記受信信号の平均受信電力が大きい方の偏波及び偏波アンテナに前記送信機を切り替え接続するとともに、前記任意の移動局からの受信時に、前記平均受信電力測定・比較器の出力に応じて、前記受信信号の平均受信電力が大きい方の偏波及び偏波アンテナに前記受信機を切り替え接続するものであり、前記第2ないし第pのスイッチは、それぞれ、前記任意の移動局からの信号の受信時に、前記第1の垂直偏波アンテナおよび前記第1の水平偏波アンテナから距離を隔てて設けられ、かつ、互いに距離を隔てて設けられた第2ないし第pの垂直偏波アンテナまたは第2ないし第pの水平偏波アンテナのうち、前記受信信号の平均受信電力が大きい方の偏波及び偏波アンテナに、前記受信機を切り替え接続するものであり、前記受信機は、前記第1ないし第pのスイッチの出力に基づいてダイバーシチ受信をするものである。
したがって、移動局での受信品質を低下させないようにできるとともに、移動局アンテナが傾いていたときにも、基地局での受信信号の受信品質を向上させることができる。加えて、ダイバーシチ受信により、フェージングの影響を低減できるので、基地局の受信信号の受信品質を向上させることができる。受信点の数pが複数あっても、垂直偏波成分および水平偏波成分の受信信号の平均受信電力の測定および比較は、各受信点について共通に行うことができる。
【0026】
請求項9に記載の発明においては、移動通信基地局装置において、平均受信電力測定・比較器、スイッチ、送信機、および、受信機を有し、前記平均受信電力測定・比較器は、任意の移動局からの信号の受信時に、前記任意の移動局からの受信波を、第1の垂直偏波アンテナおよび第1の水平偏波アンテナで受信したときの受信信号を、フェージングの変動周期に比べて長い複数フレームに相当する時間で平均化した、それぞれの平均受信電力を測定して比較するものであり、前記スイッチは、前記任意の移動局への送信時に、前記平均受信電力測定・比較器の出力に応じて、少なくとも次の前記平均化する時間の間は、前記受信信号の平均受信電力が大きい方の偏波及び偏波アンテナに前記送信機を切り替え接続するものであり、前記受信機は、前記任意の移動局からの信号の受信時に、前記第1の垂直偏波アンテナおよび前記第1の水平偏波アンテナから距離を隔てて設けられ、かつ、互いに距離を隔てて設けられた第2ないし第p(pは2以上の整数)の垂直偏波アンテナおよび第2ないし第pの水平偏波アンテナと、前記第1の垂直偏波アンテナおよび前記第1の水平偏波アンテナとの、2p個の出力に基づいてダイバーシチ受信をするものである。
したがって、移動局での受信品質を低下させないようにできる。ダイバーシチ受信により、フェージングの影響を低減できるとともに、移動局アンテナが傾いていたときになどでも、基地局での受信信号の受信品質を向上させることができる。
【0027】
請求項10に記載の発明においては、基地局における移動通信方法において、任意の移動局からの信号の受信時に、前記任意の移動局からの受信波の、垂直偏波成分および水平偏波成分の受信信号を、フェージングの変動周期に比べて長い複数フレームに相当する時間で平均化した、それぞれの平均受信電力に基づいて受信品質を測定して比較し、前記任意の移動局への送信時に、少なくとも次の前記平均化する時間の間は、前記受信信号の平均受信電力が大きい方の偏波及び偏波アンテナを用いて、送信点毎にウエイト付けがなされた送信信号を、前記任意の移動局にスペースダイバーシチで送信するものである。
したがって、移動局アンテナの傾き状態を推定し、この傾き状態に応じて送信波の偏波を決めることにより、移動局での受信品質を低下させないようにできるとともに、スペースダイバーシチ送信により、フェージングの影響を低減できるので、移動局の受信信号の受信品質を向上させることができる。ウエイトは、一般に複素数である。ウエイト付けによって、位相調整のみを行ってもよいし、電力調整のみを行ってもよいし、両者の調整を行ってもよい。ウエイトの1つを1、他を全て0とすれば選択ダイバーシチとなる。
【0028】
請求項11に記載の発明においては、移動通信基地局装置において、平均受信電力測定・比較器、第1ないし第p(pは2以上の整数)のスイッチ、および、任意の移動局に対する個別送信手段を有し、前記平均受信電力測定・比較器は、前記任意の移動局からの信号の受信時に、該任意の移動局からの受信波を、第1の垂直偏波アンテナおよび第1の水平偏波アンテナで受信したときの受信信号を、フェージングの変動周期に比べて長い複数フレームに相当する時間で平均化した、それぞれの平均受信電力を測定して比較するものであり、前記第1のスイッチは、前記任意の移動局への送信時に、前記平均受信電力測定・比較器の出力に応じて、少なくとも次の前記平均化する時間の間は、前記受信信号の平均受信電力が大きい方の偏波及び偏波アンテナに、前記個別送信手段から出力されるウエイト付けがなされた第1の送信信号を切り替え接続するとともに、前記第2ないし第pのスイッチは、それぞれ、前記任意の移動局への送信時に、前記第1の垂直偏波アンテナおよび前記第1の水平偏波アンテナから距離を隔てて設けられ、かつ、互いに距離を隔てて設けられた第2ないし第pの垂直偏波アンテナまたは第2ないし第pの水平偏波アンテナのうち、前記受信信号の平均受信電力が大きい方の偏波及び偏波アンテナに応じたものに、それぞれ、前記個別送信手段から出力されるウエイト付けがなされた第2ないし第pの送信信号を切り替え接続するものである。
したがって、移動局アンテナの傾き状態を推定し、この傾き状態に応じて送信波の偏波を決めることにより、移動局での受信品質を低下させないようにできるとともに、スペースダイバーシチ送信により、フェージングの影響を低減できるので、移動局の受信信号の受信品質を向上させることができる。送信点の数pが複数あっても、垂直偏波成分および水平偏波成分の受信信号の平均受信電力の品質の測定および比較は、各送信点について共通に行うことができる。
【0029】
請求項12に記載の発明においては、請求項10に記載の基地局における移動通信方法において、前記スペースダイバーシチで送信する全ての送信点から、垂直偏波信号および水平偏波信号を用い、かつ、前記送信点と偏波の種類が識別できる伝送形式で、前記移動局に対し伝搬路特性推定計算をさせるための共通信号を送信し、前記任意の移動局からの受信時に、前記伝搬路特性推定計算の結果を受信し、前記任意の移動局への送信時に、該任意の移動局に対し前記共通信号の前記垂直偏波信号または水平偏波信号の一方を、前記受信信号の平均受信電力が大きい方の前記垂直偏波成分または水平偏波成分に応じて選択させるための偏波選択符号を送信するとともに、前記ウエイト付けを、受信された前記伝搬路特性推定計算の結果に応じて行うものである。
したがって、移動局アンテナの傾き状態を推定し、この傾き状態に応じて送信波の偏波を決めることにより、移動局での受信品質を低下させないようにできるとともに、スペースダイバーシチ送信により、フェージングの影響を低減できるので、移動局の受信信号の受信品質を向上させることができる。下り回線の共通信号を用いて、下り回線の伝搬路特性推定計算がきるので、送信スペースダイバーシチのウエイト付けを正確に行うことができ、フェージングの影響を低減する効果が大きい。下り回線と上り回線の周波数が異なっていてもよい。移動局によって使用状態にある移動局アンテナの傾きはまちまちであるが、上述した共通信号を用いることによって、いずれの移動局に対しても伝搬路特性の推定計算をさせることができる。
【0030】
請求項13に記載の発明においては、請求項11に記載の移動通信基地局装置において、共通信号送信手段を有し、該共通信号送信手段は、第1ないし第pの垂直偏波アンテナおよび第1ないし第pの水平偏波アンテナの全てから、それぞれ、送信点と偏波の種類が識別できる伝送形式で、前記移動局に対し伝搬路特性推定計算をさせるための共通信号を送信するものであり、前記個別送信手段は、前記任意の移動局への送信時に、該任意の移動局に対し前記共通信号の前記垂直偏波信号または水平偏波信号のうち、前記平均受信電力測定・比較器の出力に応じて、前記受信信号の平均受信電力が大きい方の垂直偏波成分または水平偏波成分の一方に応じたものを選択させるための偏波選択符号を送信するとともに、前記ウエイト付けを、受信された前記伝搬路特性推定計算の結果に応じて行うものである。
したがって、請求項12に記載の発明と同様の作用を奏するとともに、送信点の数pが複数あっても、垂直偏波成分および水平偏波成分の受信信号の平均受信電力の測定および比較は、各送信点について共通に行うことができる。
【0031】
請求項14に記載の発明においては、移動局装置において、共通信号受信手段、個別受信手段、計算手段、および、送信手段を有し、前記共通信号受信手段は、基地局から移動局への共通信号であって、前記基地局がスペースダイバーシチで送信する全ての送信点から、垂直偏波信号および水平偏波信号を用い、かつ、前記送信点と偏波の種類が識別できる伝送形式で送信された共通信号を受信するものであり、前記個別受信手段は、前記共通信号の前記垂直偏波信号または前記水平偏波成分のうち、前記基地局において受信信号を、フェージングの変動周期に比べて長い複数フレームに相当する時間で平均化した、それぞれの平均受信電力が大きい方の偏波成分に応じたものを、前記移動局に選択させるための偏波選択符号を前記基地局から受信するものであり、前記計算手段は、前記共通信号のうち、前記偏波選択符号に応じた、前記垂直偏波信号および前記水平偏波信号の一方であって、前記スペースダイバーシチ送信された前記全ての送信点からの前記共通信号に応じて、前記基地局でのウエイト付けのための伝搬路特性推定計算をするものであり、前記送信手段は、前記伝搬路特性推定計算の結果を前記基地局に送信するものである。
したがって、請求項12に記載の発明と同様の作用を奏する。
【0032】
請求項15に記載の発明においては、移動通信方法において、スペースダイバーシチで送信する全ての送信点から、垂直偏波信号および水平偏波信号を用い、かつ、前記送信点と偏波の種類が識別できる伝送形式で、移動局に対し、受信信号を、フェージングの変動周期に比べて長い複数フレームに相当する時間で平均化した、それぞれの平均受信電力を測定して比較させ、受信信号の平均受信電力が大きい方の前記垂直偏波信号または前記水平偏波信号を選択させて伝搬路特性推定計算をさせるための、共通信号を送信し、任意の前記移動局からの受信時に、該任意の移動局が前記共通信号の前記垂直偏波信号または前記水平偏波信号に基づいて前記平均受信電力を測定して比較することにより決定した偏波選択符号、および、前記伝搬路特性推定計算の結果を受信し、前記任意の移動局への送信時に、前記偏波選択符号に応じた偏波及び偏波アンテナを用い、前記伝搬路特性推定計算の結果に応じて送信点毎にウエイト付けがなされた送信信号を、前記任意の移動局にスペースダイバーシチで送信するものである。
したがって、移動局アンテナの傾き状態を推定し、この傾き状態に応じて送信波の偏波を決めることにより、移動局での受信品質を低下させないようにできるとともに、スペースダイバーシチ送信により、フェージングの影響を低減できるので、移動局の受信信号の受信品質を向上させることができる。下り回線の共通信号を用いて、下り回線の伝搬路特性推定計算がきるので、送信スペースダイバーシチのウエイト付けを正確に行うことができ、フェージングの影響を低減する効果が大きい。下り回線と上り回線の使用周波数が異なっていてもよい。移動局によって使用状態にある移動局アンテナの傾きはまちまちであるが、上述した共通信号を用いることによって、いずれの移動局に対しても伝搬路特性の計算をさせることができる。また、受信信号の平均受信電力に関しても、下り回線の共通信号の垂直偏波信号および水平偏波信号を用いて測定して比較しているので、既知の共通信号を用いて推定が行え、かつ、下り回線の伝搬路特性推定計算をしているので、移動局アンテナの傾きの推定精度が高くなる。
【0033】
請求項16に記載の発明においては、移動通信基地局装置において、共通信号送信手段、第1ないし第p(pは2以上の整数)のスイッチ、任意の移動局からの個別受信手段、および、任意の移動局への個別送信手段を有し、前記共通信号送信手段は、第1ないし第pの垂直偏波アンテナおよび第1ないし第pの水平偏波アンテナの全てから、それぞれ、送信点と偏波の種類が識別できる伝送形式で、前記移動局に対し受信信号を、フェージングの変動周期に比べて長い複数フレームに相当する時間で平均化した、それぞれの平均受信電力が大きい方の垂直偏波信号または水平偏波信号について伝搬路特性推定計算をさせるための共通信号を送信するものであり、前記個別受信手段は、前記任意の移動局からの信号の受信時に、該任意の移動局が前記共通信号の前記垂直偏波信号または前記水平偏波信号に基づいて受信信号を、フェージングの変動周期に比べて長い複数フレームに相当する時間で平均化した、それぞれの平均受信電力を測定して比較することにより決定した偏波選択符号、および、前記伝搬路特性推定計算の結果を受信するものであり、前記第1のスイッチは、前記任意の移動局への送信時に、前記偏波選択符号に応じて、前記受信信号の平均受信電力が大きい方の垂直偏波信号または水平偏波信号に対応する偏波及び偏波アンテナに、前記個別送信手段から出力される、前記伝搬路特性推定計算の結果に応じてウエイト付けがなされた第1の送信信号を切り替え接続するとともに、前記第2ないし第pのスイッチは、前記任意の移動局への送信時に、それぞれ、前記第1の垂直偏波アンテナおよび前記第1の水平偏波アンテナから距離を隔てて設けられ、かつ、互いに距離を隔てて設けられた第2ないし第pの垂直偏波アンテナまたは第2ないし第pの水平偏波アンテナのうち、前記偏波選択符号に応じて、前記受信品質が良い方の垂直偏波信号または水平偏波信号に対応するものの一方に、それぞれ、前記個別送信手段から出力される、前記伝搬路特性推定計算の結果に応じてウエイト付けがなされた第2ないし第pの送信信号を切り替え接続するものである。
したがって、請求項15に記載の発明と同様の作用を奏する。
【0034】
請求項17に記載の発明においては、移動局装置において、共通信号受信手段、平均受信電力測定・比較器、計算手段、および、送信手段を有し、前記共通信号受信手段は、基地局から移動局への共通する共通信号であって、前記基地局がスペースダイバーシチ送信をする全ての送信点から、垂直偏波信号および水平偏波信号を用い、かつ、前記送信点と偏波の種類が識別できる伝送形式で送信された共通信号を受信するものであり、前記平均受信電力測定・比較器は、前記共通信号のうち、前記スペースダイバーシチ送信の少なくとも1送信点の前記垂直偏波信号および前記水平偏波信号の受信信号を、フェージングの変動周期に比べて長い複数フレームに相当する時間で平均化した、それぞれの平均受信電力を測定して比較結果を出力するものであり、前記計算手段は、前記共通信号のうち、前記比較結果に応じた垂直偏波信号および水平偏波信号の一方であって、前記スペースダイバーシチ送信された前記全ての送信点の前記共通信号に応じて、前記基地局でのウエイト付けのための伝搬路特性推定計算をするものであり、前記送信手段は、前記伝搬路特性推定計算の結果、および、前記比較結果に応じて決定された偏波選択符号を前記基地局に送信するものである。
したがって、請求項15に記載の発明と同様の作用を奏する。
【0035】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の移動通信方法の原理的説明図である。図1(a)は移動局アンテナ4が垂直使用状態、図1(b)は移動局アンテナ4が水平使用状態にあるときの説明図である。図中、図12,図13と同様な部分には同じ符号を付している。
この発明では、移動局アンテナの使用状態に応じて、基地局1から移動局3に送信する時に、垂直偏波アンテナ2V、水平偏波アンテナ2Hの一方を選択的に用いて送信するものである。
図1(a)においては、基地局1からの送信時に、移動局アンテナ4の垂直状態に対応して、垂直偏波アンテナ2Vを用いて、送信波5Vを移動局3に送信する。
図1(b)においては、基地局1からの送信時に、移動局アンテナ4の水平状態に対応して、水平偏波アンテナ2Hを用いて、送信波5Hを移動局3に送信する。
【0036】
移動局アンテナ4が、図1(a),図1(b)のいずれの状態であるかは、例えば、垂直偏波アンテナ2Vにより受信された受信信号(垂直偏波成分)の受信品質、例えば、平均受信電力、および、水平偏波アンテナ2Hにより受信された受信信号(水平偏波成分)の受信品質を比較することにより推定される。
移動局アンテナ4が0°〜90°の任意の角度で傾いている場合も同様であって、垂直偏波アンテナ2V,水平偏波アンテナ2Hの各平均受信電力を比較して、この平均受信電力が大きい方のアンテナを選択すればよい。
なお、移動局3からの送信波6を基地局1で受信するときには、図13を参照して説明した偏波ダイバーシチアンテナ装置切り替えなどの、偏波ダイバーシチ受信をすればよい。
偏波ダイバーシチアンテナ装置の具体例としては、図13を参照して説明したものを用いることができ、制御可能な垂直偏波成分、水平偏波成分を有する送信波を出力できるものであればよい。
【0037】
以下、本発明を実現するための具体的なブロック構成を説明する。
図2は、本発明の第1の実施の形態を説明するブロック構成図である。
図中、図12,図1と同様な部分には同じ符号を付して説明を省略する。11は送受信機、12はスイッチ、13は平均受信電力測定・比較器である。垂直偏波アンテナ2Vおよび水平偏波アンテナ2Hは、ともに、スイッチ12および平均受信電力測定・比較器13の2入力に接続される。スイッチ12の出力は送受信機11に接続される。14は制御器であって、平均受信電力測定・比較器13の出力に応じてスイッチ12の2入力の一方を送受信機11に出力する。
【0038】
セルラー移動通信システムとして、ここでは、デジタル携帯電話の標準方式であるPDC(Personal Digital Cellular)を前提に説明する。したがって、送信と受信とは周波数帯を異ならせている(FDD:Frequency Division Duplex)ので、垂直偏波アンテナ2Vおよび水平偏波アンテナ2Hは送受に兼用される。
また、基地局は複数の周波数チャネルを使用(FDMA:Frequency Division Multiple Access)するとともに、この周波数チャネル毎に、複数の時分割チャネル(1フレームにつき3時分割チャネル)を使用(TDMA:Time Division Multiple Access)して、複数の移動局3と個別に通信可能な多元接続を行う。送信と受信とでは、時分割チャネルをずらせて指定している。
【0039】
したがって、スイッチ12は、機能的に1個のスイッチで図示されているが、送受信機11からの送信信号の切り替えと、移動局3からの受信信号の切り替えとを、各周波数チャネルおよび時分割チャネル毎に独立して制御可能なものである。
また、送受信機11内の送信機ブロックでは、複数のチャネルの送信信号を独立してアンテナに出力でき、受信機ブロックでは、複数のチャネルの受信データを独立して出力できるものとする。なお、送信信号と受信信号との周波数分離回路等、具体的な回路レベルのものについては図示を省略している。
【0040】
平均受信電力測定・比較器13は、基地局1が属するセル内に所在する任意の移動局3から送信波6を受信する特定の周波数チャネルであって、さらにその特定の時分割チャネル、(以下、周波数チャネルおよび時分割チャネルを総合して、単にユーザチャネルという)において、移動局アンテナ4からの送信波6を、垂直偏波アンテナ2Vおよび水平偏波アンテナ2Hで受信したときの各平均受信電力を測定して比較する。
スイッチ12は、制御器14により、移動局3への送信波を送信するユーザチャネルにおいて、平均受信電力測定・比較器13の出力に応じて、平均受信電力が大きい方の垂直偏波アンテナ2Vまたは水平偏波アンテナ2Hの一方に送受信機11を切り替え接続する。その結果、垂直偏波送信波5Vまたは水平偏波送信波5Hのいずれか一方が選択的に移動局3に送信される。
スイッチ12は、また、制御器14により、移動局3からの送信波6を受信するユーザチャネルにおいても、平均受信電力測定・比較器13の出力に応じて、平均受信電力が大きい方の垂直偏波アンテナ2Vまたは水平偏波アンテナ2Hに送受信機11を切り替え接続する。その結果、移動局3からの送信波6の垂直偏波成分または水平偏波成分のうち、平均受信電力の大きい方が選択的に送受信機11に出力される。
【0041】
平均受信電力測定・比較器13は、任意の移動局3のチャネルについて、垂直偏波アンテナ2Vおよび水平偏波アンテナ2Hの受信電力を測定し、フェージングに比べて十分長い期間、例えば、連続する所定の複数フレームnにわたる平均(移動平均)をとって平均受信電力とし、平均受信電力が大きい方のアンテナを指示する情報を、制御器14に対して出力する。出力するタイミング周期、すなわち、スイッチ12を制御する最小切り替え単位は、上述した平均化のためのフレームnに等しくしてもよいが、これより短くして、所定のフレーム長さm(m<n)としてもよい。
【0042】
受信電力の測定値そのものは、フェージングによって大きく変化する、特に、送信と受信とで周波数帯が異なるために、アップリンクとダウンリンクとで受信電力が大きくなる方の偏波が異なる場合がある。
したがって、受信電力の瞬時的な、あるいは短期間の平均値を直接的に比較すれば、スイッチ12を切り替える頻度が高くなり、切り替え雑音などにより、受信品質が劣化する。特に、送信電力供給の切り替えは、過大な切り替え雑音が発生しやすい。
上述したように、フェージングの周期に比べて十分長い期間にわたって、受信電力を平均化すると、垂直偏波成分と水平偏波成分のどちらか一方が常に大きくなり、その結果、頻繁な切り替えがなくなる。移動局アンテナ4の傾き状態の変化は、フェージングとは異なり、フレーム長に比べれば十分緩やかであるので、このような平均化を行っても正しく傾き状態が反映される。
平均化の方法としては加算平均に限るものではなく、何らかの統計的に平均化された値であれば何でもよく、中央値を算出してもよい。
制御器14は、指示されたアンテナと異なるアンテナが、現在において選択されていたときに、上述した所定のフレーム長mを最小切り替え単位として、スイッチ12を切り替える。スイッチ12の切り替えは、フレーム内の時分割チャネルの切り替えタイミングに同期して行えば、送信時、受信時の切り替えノイズの発生を極力押さえることができる。
【0043】
上述した説明では、通話中にアンテナを切り替えるものであった。これに対し、基地局1と移動局3との間の呼設定処理時に、平均受信電力を測定して比較し、一方のアンテナを選択し、以後、この呼(通話)が終了するまで、同じアンテナを用いて送受信するようにしてもよい。
【0044】
次に、受信電力の測定の具体例を以下に説明する。
受信電力は、通信相手となる任意の移動局3のチャネルにおいて、各アンテナ出力を高周波増幅した受信信号レベル、あるいは、中間周波増幅段におけるRSSI(Received Signal Strength Indicator)信号のレベルによって測定できる。なお、平均受信電力測定・比較器13、制御器14と送受信機11間はフレーム同期が確立し、かつ、周波数チャネルも識別されていて、その結果、現在測定しているチャネルが識別できるようにしている。
【0045】
図3は、本発明の第2の実施の形態を説明するブロック構成図である。
図中、図12,図1,図2と同様な部分には同じ符号を付して説明を省略する。21は送受信機であり、ダイバーシチ受信機22、送信機23を有する。偏波ダイバーシチ送信の動作は、図2を参照して説明した第1の実施の形態と同じであるので説明を省略する。この実施の形態では、偏波ダイバーシチ受信について、ダイバーシチ受信機22を用い、常時、垂直偏波アンテナ2Vおよび水平偏波アンテナ2Hに接続されている。したがって、制御器14およびスイッチ12は、移動局3から送信波6を受信するユーザチャネルにおいて、平均受信電力測定・比較器13の出力に応じて、移動局3への送信波を送信するユーザチャネルにおいて、送信機23に対して切り替え動作を行う。
【0046】
任意の移動局3からの送信波6の受信時には、ダイバーシチ受信機22が、垂直偏波アンテナ2Vおよび水平偏波アンテナ2Hの出力を入力してダイバーシチ受信を行って受信信号を出力する。ダイバーシチ受信法としては、図13を参照して説明した選択合成法のほか、等利得合成法、最大比合成法などの方法がある。選択合成法を用いる場合は、ダイバーシチ受信機22内において、瞬時受信電力が大きい方の垂直偏波アンテナ2Vまたは水平偏波アンテナ2Hの一方の出力に応じて受信処理を行い、受信データを出力する。
なお、図2では、受信時に平均的な受信電力で切り替えるスイッチ12によりアンテナを選択していた。そのため、構成が簡単になっているが、切り替えは、瞬時の変動には追従しない。図3のダイバーシチ受信機22で選択合成する場合には、瞬時変動に応じて、使用するアンテナを切り替えるので、フェージング変動の影響を低減することができる。
ダイバーシチ受信機22では、平均受信電力測定・比較器13とは異なり、瞬時の受信電力レベル(瞬時変動の大きさ)、およびまたは、位相変動の測定を行うことにより、ダイバーシチ受信をする。
【0047】
等利得合成法を用いる場合は、各ブランチの出力の瞬時変動の位相を合わせて合成する。最大比合成法を用いる場合は、各ブランチの瞬時変動の位相を合わせるとともに、各ブランチ出力の瞬時変動の大きさで重み付けして合成する。いずれも、キャリア位相を合わせてから合成する必要があるので、デジタル復調の判定処理前に行う必要がある。一般に、選択合成法よりも等利得合成法が、等利得合成よりも最大比合成法の方が有利である。等利得合成法、最大比合成法では、移動機アンテナ4が任意の角度に傾いているときにも、適応性がよい。
【0048】
図4は、本発明の第3の実施の形態を説明するブロック構成図である。
図中、図12,図1,図2と同様な部分には同じ符号を付して説明を省略する。
第1,第2の偏波ダイバーシチアンテナ装置を、フェージング変動の相関がない距離を隔てた受信点に設置する。図4では、第1の偏波ダイバーシチアンテナ装置を、第1の垂直偏波アンテナ2V1,第1の水平偏波アンテナ2H1に分割して模式的に図示している。これらは、図2,図3に示した垂直偏波アンテナ2V,水平偏波アンテナ2Hに対応する。同様に、第2の偏波ダイバーシチアンテナ装置を、第2の垂直偏波アンテナ2V2,第2の水平偏波アンテナ2H2に分割して模式的に図示している。31は送受信機であり、ダイバーシチ受信機32、送信機23を有する。スイッチとしては、図2,図3におけるスイッチ12と同一である第1のスイッチ33の他に、第2のスイッチ34を有する。
【0049】
送信動作は、図2を参照して説明した第1の実施の形態と同じであるので説明を省略する。この実施の形態では、移動局3からの受信時に、第1の移動局アンテナ4からの送信波6を垂直偏波アンテナ、水平偏波アンテナを選択した上で、スペースダイバーシチ受信する。
第1のスイッチ33は、平均受信電力測定・比較器13により検出される、平均受信電力が大きい方の第1の垂直偏波アンテナ2V1または第1の水平偏波アンテナ2H1の一方を、ダイバーシチ受信機32の第1の入力に接続する。第2のスイッチ34も、第1のスイッチ33と連動して切り替えられ、第2の垂直偏波アンテナ2V2または第2の水平偏波アンテナ2H2の一方を、ダイバーシチ受信機32の第2の入力に接続する。
その結果、選択された垂直偏波,水平偏波の一方について、スペースダイバーシチ受信することになる。このダイバーシチ受信機32はフェージング対策のためのスペースダイバーシチであるので、これに適した設計条件でダイバーシチ合成を行えばよい。
【0050】
このスペースダイバーシチについても、選択合成、等利得合成、最大比合成などがある。選択あるいは重みづけ合成に必要な制御は、各ユーザチャネルにおいて個別に行う。
なお、図示の例では、p=2箇所の受信点におけるスイッチ33,34の出力をブランチとしてスペースダイバーシチを行ったが、もちろんp=3以上の受信点におけるスイッチ33,34の出力をブランチとしてスペースダイバーシチを行ってもよい。この場合、スイッチ34の個数は、(p−1)個だけ必要とする。
【0051】
この実施の形態では、制御器14がスイッチ33,34を連動させて切り替えている。受信電力を平均化すると、垂直偏波成分と水平偏波成分のどちらか一方が常に大きくなるが、これは、第1,第2の偏波ダイバーシチアンテナ装置が置かれた受信点が数波長程度離れていても変わらない。したがって、第1,第2の偏波ダイバーシチアンテナ装置毎に平均受信電力測定・比較器13,制御器14を設ける必要がないので、装置規模が小さくなる。p=3以上であればさらに装置規模の縮小効果が著しい。
【0052】
図5は、本発明の第4の実施の形態を説明するブロック構成図である。
図中、図12,図1,図2,図4と同様な部分には同じ符号を付して説明を省略する。41は送受信機、42はダイバーシチ受信機である。
送信動作は、図2を参照して説明した第1の実施の形態と同じであるので説明を省略する。移動局3からの受信時には、図4と同様に、移動局アンテナ4からの送信波6をダイバーシチ受信するものである。
したがって、ダイバーシチ受信機42は、移動局3からの受信時に、そのユーザチャネルにおいて、第1の垂直偏波アンテナ2V1および第1の水平偏波アンテナ2H1、第2の垂直偏波アンテナ2H2,第2の水平偏波アンテナ2H2の、合計4出力に基づいて、選択合成,等利得合成,最大比合成などのダイバーシチ受信をする。
【0053】
図示の例では、p=2箇所の受信点における偏波ダイバーシチアンテナ装置の合計4個の出力を用いたが、p=3箇所以上の受信点での偏波ダイバーシチアンテナ装置の、合計2p個の出力を用いてもよい。
【0054】
上述した説明では、スイッチ12,33,34を制御するために測定・比較する受信品質の一例として、平均受信電力を採用した場合について説明した。したがって、上述した平均受信電力測定・比較器13を、受信品質測定・比較器に置き換えることができる。
本明細書において、受信品質は、主として、物理レイヤにおける伝送品質を意味している。また、瞬時的な評価値そのものではなく、瞬時的な測定値であっても、その測定値を平均化して得た受信品質である。したがって、受信品質の、平均受信電力よりも厳密な評価値として、信号対雑音電力比(SNR:Signal to Noise ratio),信号対干渉電力比(SIR:Signal to Interference ratio),信号対干渉雑音電力比(SINR:Signal to Interference Noise ratio)といった、[希望信号]と[雑音およびまたは干渉信号]との比がある。さらには、受信データのビット誤り率(BER:Bit Error Rate)も、受信品質の評価値となる。
通常は、[雑音およびまたは干渉信号]が希望信号よりも小さいので、このような状況では、雑音や干渉を含んだままの単なる受信電力の平均を測定・比較するだけで十分である。しかし、受信品質をより厳密に比較したいときには、上述したSNR,SIR,SINR,BERを測定すればよい。なお、SNR,SIRはSINRに含まれる評価値である。
【0055】
PDC(Personal Digital Cellular)方式の移動通信システムにおいて、SNRの測定が、次のようにして行われている。受信信号を直交復調し、同相成分(I成分)と直交成分(Q成分)のそれぞれについて、各ユーザチャネルにおける、シンボル判定タイミングでのアイ開口率を測定する。
あるいは、測定したBERの値から対照表を用いてSNRを推定する。このBERは、次のようにして測定される。送信データをCRC符号などの誤り検出符号を用いて符号化しておく。受信側では、直交復調、データ判定の後、CRC復号を行い、ユーザチャネル毎に誤りを検出する。BERは、総データビット数のうち何ビットが誤ったかを計数することにより測定できる。
上述したSNR,SIR,SINR,BERは、いずれも所定時間にわたって平均化された評価値である。この所定時間は、フェージング変動に比べて十分長い時間長のnフレームにわたるものとすることによって、フェージング変動の影響を避けることができる。
【0056】
上述した実施の形態は、PDCの移動通信システムを前提として説明した。しかし、マイクロセルを用いたセルラー移動通信システムであるPHS(Personal Handy-phone System)方式にも適用できる。このPHS方式では、送信と受信とで時分割チャネルを異ならせる(TDD:Time Division Duplex)とともに、複数の周波数チャネル毎に、時分割チャネルを用いて多元接続を行っている。この場合も、平均受信電力測定・比較器13は、基地局1と任意の移動局3との間で使用されているユーザチャネル毎に、平均受信電力測定・比較を行う。PHS方式においても、もちろん、平均受信電力測定・比較に代えて、SNR,SIR,SINR,BER等の他の受信品質を測定・比較してもよい。
【0057】
また、CDMAの場合にも、本発明を適用することができる。IMT-2000の1つであるW(Wideband)-CDMAにおいては、送信と受信の分離は、上述したFDD,TDDの2モードがある。基地局移動局間の通信は、キャリア(周波数チャネル)が割り当てられ、割り当てられた周波数チャネルを拡散符号によって多元接続している。したがって、上述したユーザチャネルは、送信と受信とで周波数帯あるいは時分割チャネルが異なり、かつ、基地局1と任意の移動局3との通信は、割り当てられた周波数チャネルにおける拡散符号によって識別される。
平均受信電力測定・比較器13、制御器14、スイッチ12等は、このユーザチャネル毎に独立して動作するものとする。
CDMAの場合、平均受信電力測定・比較器13は、ユーザチャネル毎に動作させるために、垂直偏波成分および水平偏波成分を、それぞれ個別に、直交復調してベースバンド信号にして、送信波6に使用された拡散符号で逆拡散した後に、希望波の受信電力を測定し、平均をとって比較する。この段階では、ノイズおよび符号間干渉などが含まれているので、厳密な受信品質の評価値を得るためには、希望波と雑音成分および干渉波成分を種々の方法で分離してSINRを測定する。
上述したIMT-2000においては、送信電力制御のために、基地局において、直接波および遅延波をRake合成した上でSIRを測定している。したがって、このSIR測定回路を、垂直偏波成分用、水平偏波成分用に用意して、平均受信電力測定・比較器13に代えて使用し、測定したSIR値をそのまま、あるいはさらに長時間にわたって平均化して比較しても良い。
【0058】
また、上述した説明では、送信アンテナとして、1地点に設けられた垂直偏波アンテナ、水平偏波アンテナを用いて送信を行うものであった。これに対し、上述したIMT-2000においては、基地局に距離を隔てて第1,第2の垂直偏波アンテナを設置し、基地局送信機は、ウエイトコントローラによって同一の送信機出力信号を位相および振幅を異ならせるというウエイト付けを行い、ウエイト付けられた第1,第2の送信信号を、それぞれ第1,第2の送信アンテナに供給するシステムの規格がある。なお、ウエイトコントローラの制御入力は、FDD方式、TDD方式では異なる。
このようなシステム構成において、基地局に距離を隔てて設けられた2本の垂直偏波アンテナに代えて、それぞれを、偏波ダイバーシチアンテナ装置(垂直偏波アンテナ、水平偏波アンテナ)に置き換えることによって、本発明を適用することができる。
【0059】
すなわち、受信品質測定・比較器、第1,第2のスイッチ、送信機を有し、受信品質測定・比較器は、任意の移動局からの受信時に、前記任意の移動局からの受信波を、第1の垂直偏波アンテナおよび第1の水平偏波アンテナで受信したときの受信信号に基づいて受信品質を測定して比較するものであり、前記第1のスイッチは、前記任意の移動局への送信時に、前記受信品質測定・比較器の出力に応じて、前記受信品質が良い方の前記第1の垂直偏波アンテナまたは前記第1の水平偏波アンテナの一方に、ウエイト付けられた第1の送信信号を切り替え接続するとともに、前記第2のスイッチは、前記任意の移動局への送信時に、それぞれ、前記第1の垂直偏波アンテナおよび前記第1の水平偏波アンテナから距離を隔てて設けられた、第2の垂直偏波アンテナまたは第2の水平偏波アンテナのうち、前記受信品質が良い方の前記第1の垂直偏波アンテナまたは第1の水平偏波アンテナの一方に応じたものに、ウエイト付けられた第2の送信信号を切り替え接続する移動通信基地局装置とすればよい。
【0060】
基地局において、アンテナを設置する地点を、図4、図5を参照した説明と同様にp地点として、ウエイト付けされたp個の送信出力を、水平偏波アンテナ、垂直偏波アンテナに切り替えることができる。いずれも、共通の受信品質測定・比較器の出力に応じて、垂直なら垂直、水平なら水平の一方側のアンテナに、制御器により、同期して切り替え選択されて、ウエイト付けされたp個の送信出力が供給される。
【0061】
以下、図6ないし図9を参照し、IMT-2000において、スペースダイバーシチ送信を前提とした実施の形態について説明する。
図6は、本発明の第5の実施の形態を説明するブロック構成図である。
図中、図12,図14,図1,図2,図4と同様な部分には同じ符号を付している。CDMA/TDDの場合を具体例として説明する。
55は、第2のスイッチであり、第1のスイッチ33と同様に、ユーザチャネル対応に、送信信号および受信信号の選択切り替えを行う。57は、図4のダイバーシチ受信機32と同様な接続でスペースダイバーシチ受信を行うダイバーシチ受信機である。
【0062】
図4と同様に、第2の偏波ダイバーシチアンテナ装置(第2の垂直偏波アンテナ2V2,第2の水平偏波アンテナ2H2)を、第1の偏波ダイバーシチアンテナ装置(第1の垂直偏波アンテナ2V1,第1の水平偏波アンテナ2H1)から、フェージング変動の相関がない距離を隔てた受信点(送信点ともなる)に設置している。
図14に示したアンテナウエイト部52から出力される、ウエイト付けられた第1,第2の送信信号は、それぞれ、第1のスイッチ33,第2のスイッチ55に出力される。
【0063】
基地局の受信機として、ダイバーシチ受信機57を用いているが、受信機側の構成は任意であり、図2のようにダイバーシチ構成をとらないものでもよいし、図5のダイバーシチ受信機42のような接続で偏波ダイバーシチを行うものでもよい。ウエイトコントローラ56は、ダイバーシチ受信機57から、第1,第2の受信点における上り回線の受信信号を入力する。これに代えて、第1,第2のスイッチ33,55から直接的に、第1,第2の受信点における上り回線の受信信号を入力してもよい。
【0064】
受信品質測定・比較器の一例として示す、平均受信電力測定・比較器13は、任意の移動局3からの受信時に、この任意の移動局3からの受信波を、第1の垂直偏波アンテナ2V1および第1の水平偏波アンテナ2H1で受信したときの受信信号に基づいて、平均受信電力等の受信品質を測定して比較する。
第1のスイッチ33は、制御器14によって、個別のユーザチャネル対応に、比較結果に応じて選択制御され、任意の移動局3への送信時に、平均受信電力測定・比較器13の出力に応じて、受信品質が良い方の第1の垂直偏波アンテナ2V1または第1の水平偏波アンテナ2H1に、CDMA/TDD用送信機51の出力をウエイト部53でウエイト付けをして得られた第1の送信信号を切り替え接続する。
【0065】
第2のスイッチ55も、制御器14によって、個別のユーザチャネル対応に、比較結果に応じて選択制御され、任意の移動局3への送信時に、第1の垂直偏波アンテナ2V1および第1の水平偏波アンテナ2H1から距離を隔てて設けられた第2の垂直偏波アンテナ2V2または第2の水平偏波アンテナ2H2のうち、受信品質が良い方の第1の垂直偏波アンテナ2V1または第1の水平偏波アンテナ2H1に応じたものに、CDMA/TDD用送信機51からの出力をアンテナウエイト部54でウエイト付けをして得られた第2の送信信号を切り替え接続する。
このようにして、制御器14は、任意の移動局3への下り回線の送信時に、個別ユーザ対応に、垂直偏波または水平偏波のうち、上り回線の受信品質が良好となる偏波を用いて送信させる。また、任意の移動局3からの下り回線の受信時に、ダイバーシチ受信機57に対して、受信品質が良好となる偏波成分を供給する。
【0066】
図7は、本発明の第6の実施の形態を説明するブロック構成図である。
図中、図12,図15,図1,図2,図4と同様な部分には同じ符号を付している。CDMA/FDDの場合を具体例として説明するが、CDMA/TDDにおいても同様の構成をとることができる。
62は、図4のダイバーシチ受信機32と同様な接続でスペースダイバーシチ受信を行うダイバーシチ受信機であるが、受信機側の構成は任意である。63は、全ての移動局3に共通の共通パイロットチャネルを用いて、下り回線の伝搬路特性推定用のパイロット信号を送信する共通パイロットチャネル送信部CPICHである。
【0067】
共通パイロットチャネル送信部CPICH64は、図15に示した共通パイロットチャネルCPICH送信部111とは異なり、第1の垂直偏波アンテナ2V1に対して第1の拡散コードである共通パイロット信号CPV1、第1の水平偏波アンテナ2H1に対して第2の拡散コードである共通パイロット信号CPH1、第2の垂直偏波アンテナ2V2に対して第3の拡散コードである共通パイロット信号CPV2、第2の水平偏波アンテナ2H2に対して第4の拡散コードである共通パイロット信号CPH2を送信する。
このように、異なる拡散コードである4種の共通パイロット信号によって、各アンテナから同時に送信される個々の共通パイロット信号(送信点と偏波の種類)が、移動局3側で識別できる伝送形式で送信している。
【0068】
任意の移動局3は、図9(a)を参照して後述するように、共通パイロット信号を用いて、伝搬路特性を計算し、フィードバック信号メッセージ(FSM)を基地局に送信する。
ウエイトコントローラ63は、ダイバーシチ受信機62から、上り回線のフィードバックメッセージFSMを受信して入力するが、第1,第2のスイッチ33,55の少なくとも一方から直接的に、フィードバックメッセージFSMを受信して入力してもよい。
【0069】
制御器14は、また、第1,第2のスイッチ35,55の制御に加えて、前記受信品質が良い方の垂直偏波成分または水平偏波成分に応じた偏波選択符号として、V/Hビットを生成する。CDMA/FDD用送信器61は、任意の移動局3への送信データの送信時に、このV/Hビットを、下り回線の個別物理制御チャネルDPCCHを用いて送信する。
移動局3においては、図9(a)を参照して後述するように、4種の共通パイロット信号のうち、垂直偏波信号または水平偏波信号のうち、このV/Hビットで指定された、基地局1で受信品質が良い方の垂直偏波成分または水平偏波成分に応じたものを選択させて、伝搬路特性の推定計算に使用させる。その結果、基地局1で任意の移動局3に対して、ユーザチャネルで個別に送信する送信信号に使用するのと同じ偏波の共通パイロット信号を用いて、伝搬路特性の推定計算ができる。
移動局3によって移動局アンテナ4の傾きはまちまちであるが、上述した共通パイロット信号を用いることによって、いずれの移動局3に対しても、伝搬路特性の計算をさせることができる。
【0070】
図8は、本発明の第7の実施の形態を説明するブロック構成図である。
図中、図12,図15,図1,図2,図4,図7と同様な部分には同じ符号を付している。CDMA/FDDの場合を具体例として説明するが、CDMA/TDDにおいても同様の構成をとることができる。
71は、図4のダイバーシチ受信機32と同様な接続でスペースダイバーシチ受信を行うダイバーシチ受信機であるが、受信機側の構成は任意である。
これまで説明してきた実施の形態では、基地局1が主導権を持っている。すなわち、基地局1が下り回線の垂直偏波、水平偏波を選択を行うものであった。
これに対し、この実施の形態では、移動局3側が主導権を持っている。基地局1側に平均受信電力測定・比較器13を設けずに、図9(b)を参照して後述するように、移動局3で下り回線の垂直偏波、水平偏波の選択を行う。移動局3が共通パイロット信号の垂直偏波信号または水平偏波信号に基づいて受信品質を測定して比較することによって偏波選択符号であるV/Hビットを決定する。
【0071】
ダイバーシチ受信機71は、任意の移動局3からV/Hビットを受信したときに、制御器72に出力する。制御器72は、V/Hビットに応じて、第1,第2のスイッチ33,55を切り替える。
ダイバーシチ受信機71は、また、任意の移動局3からの受信時に、フィードバック信号メッセージFSMを受信してウエイトコントローラ63に出力する。
ウエイトコントローラ63は、移動局3において計算された伝搬路特性推定計算の結果に応じてウエイト付けを行う。
【0072】
第1のスイッチ33は、任意の移動局3への送信時に、V/Hビットに応じて、移動局3において受信品質が良い方の垂直偏波信号または水平偏波信号に対応する第1の垂直偏波アンテナ2V1または第1の水平偏波アンテナ2H1の一方に、伝搬路特性推定計算の結果に応じてウエイト付けがなされた第1の送信信号を切り替え接続する。
第2のスイッチ55は、任意の移動局3への送信時に、V/Hビットに応じて、移動局3において受信品質が良い方の垂直偏波信号または水平偏波信号に対応する第2の垂直偏波アンテナ2V2または第2の水平偏波アンテナ2H2の一方に、伝搬路特性推定計算の結果に応じてウエイト付けがなされた第2の送信信号を切り替え接続する。
【0073】
図9は、図7,図8を参照して説明した本発明の第6,第7の実施の形態に対応した移動局側のブロック構成図である。
図9(a)は、本発明の第6の実施の形態に対応した移動局側のブロック構成図、図9(b)は、本発明の第7の実施の形態に対応した移動局側のブロック構成図である。
図9において、81は逆拡散部、82は制御器、83は伝搬路特性推定部、84はアンテナウエイト計算部、85はフィードバック信号メッセージFSM送信部である。
移動局3は、下り回線の共通パイロットチャネルCPICHにおいて、第1の垂直偏波アンテナ2V1から第1の拡散コードとして送信された共通パイロット信号CPIV1、第1の水平偏波アンテナ2H1から第2の拡散コードとして送信された共通パイロット信号CPIH1、第2の垂直偏波アンテナ2V2から第3の拡散コードとして送信された共通パイロット信号CPIV2、第2の水平偏波アンテナ2H2から第4の拡散コードとして送信された共通パイロット信号CPIH2を受信し、これらの共通パイロット信号を逆拡散部81において逆拡散する。
【0074】
その際、基地局1は、個別の移動局3に対する送信信号を、移動局アンテナ4の傾きに応じて、水平偏波、垂直偏波のいずれか一方で送信するので、伝搬路推特性の推定を行う共通パイロット信号の偏波もこれと一致させる必要がある。そのため、制御器82は、基地局1から下り回線の個別物理制御チャネルDPCCHを用いて移動局3に送信されたV/Hビットに応じて、伝搬路特性を推定するための共通パイロット信号を選択する。
【0075】
すなわち、基地局1において、任意の移動局3からの送信波6の垂直偏波成分の平均受信電力が大きいために、基地局1が、第1,第2の垂直偏波アンテナ2V1,2V2を用いてこの移動局3に送信するときは、垂直偏波信号である2つの共通パイロット信号CPIV1,CPIV2を逆拡散する。
伝搬路特性推定部83においては、これらの逆拡散出力を用いて、第1の垂直偏波アンテナ2V1,第2の垂直偏波アンテナ2V2から移動局アンテナ4までの、それぞれの伝搬路特性を推定し、アンテナウエイト計算部84において、この移動局3での受信電力が最大となるアンテナウエイトを計算する。
【0076】
一方、任意の移動局3からの送信波6の水平偏波成分の平均受信電力が大きいために、基地局1が、第1,第2の水平偏波アンテナ2H1,2H2を用いてこの移動局3に送信するときは、水平偏波信号である2つの共通パイロット信号CPIH1,CPIH2を逆拡散し、伝搬路特性推定部83において、第1の水平偏波アンテナ2H1,第2の水平偏波アンテナ2H2から、移動局アンテナ4までのそれぞれの各伝搬路特性を推定し、アンテナウエイト計算部84において移動局での受信電力が最大となるアンテナウエイトを計算する。
【0077】
フィードバック信号メッセージFSM送信部85は、アンテナウエイトを表すフィードバック信号メッセージFSMを、上り回線の個別物理制御チャネルDPCCHを用いて基地局1に送信する。基地局1のウエイトコントローラ63は、フィードバック信号メッセージFSMに応じてアンテナウエイトw1,w2を出力する。
なお、伝搬路特性の推定およびアンテナウエイト計算を、移動3および基地局1のいずれで行うかの処理分担は任意でよい。例えば、伝搬路特性推定と、アンテナウエイト計算の少なくとも一部を移動局3において行ってもよいし、逆に、伝搬路特性の推定の少なくとも一部を含めてアンテナウエイト計算を基地局1で行ってもよい。
【0078】
図9(b)においては、図9(a)と同様に、伝搬路特性推定によってフィードバック信号メッセージを送信するのに加えて、移動局3において、平均受信電力測定・比較を行う。
逆拡散部81は、第1の送信点に位置する、第1の垂直偏波アンテナ2V1から第1の拡散コードとして送信された共通パイロット信号CPIV1、および、第1の水平偏波アンテナ2H1から第2の拡散コードとして送信された共通パイロット信号CPIH1を逆拡散して、平均受信電力測定・比較器86に出力する。
平均受信電力測定・比較器86は、逆拡散された共通パイロット信号CPIV1および共通パイロット信号CPIH1の平均受信電力を測定・比較して、比較結果を制御器87に出力する。
【0079】
制御器87は、平均受信電力の大きい方の偏波信号に応じて、V/Hビットの値を決定する。垂直偏波信号である共通パイロット信号CPIVの逆拡散出力の受信電力の方が大きいときには、例えば、V/Hビット=1とし、水平偏波信号である共通パイロット信号CPIH1の逆拡散出力の受信電力の方が大きいときには、V/Hビット=0とする。V/Hビットおよびフィードバック信号メッセージFSM送信部88は、このV/Hビットとフィードバック信号メッセージFSMとを、上り回線の個別物理制御チャネルDPCCHを用いて基地局1に送信する。基地局1において、V/Hビットにより第1のスイッチ33,第2のスイッチ55を切り替え、個別の移動局3に対する送信信号の偏波を選択制御する。
なお、平均受信電力測定・比較器86は、共通パイロット信号CPIV1および共通パイロット信号CPIV2を合成したものと、共通パイロット信号CPIH1およびCPIH2を合成したもの同士を比較するようにしてもよい。
【0080】
制御器87は、また、平均受信電力の大きい方の偏波信号に応じて、拡散部81を制御する。逆拡散部81は、垂直偏波信号である共通パイロット信号CPIVの逆拡散出力の受信電力の方が大きいときには、第1の垂直偏波アンテナ2V1から第1の拡散コードとして送信された共通パイロット信号CPIV1、および、第2の垂直偏波アンテナ2V2から第3の拡散コードとして送信された共通パイロット信号CPIV2を逆拡散して、伝搬路特性推定部83に出力して、第1の垂直偏波アンテナ2V1,第2の垂直偏波アンテナ2V2から移動局アンテナ4までの、それぞれの伝搬路特性を推定させる。
【0081】
逆の場合には、水平偏波信号である、共通パイロット信号CPIH1、および、共通パイロット信号CPIH2を逆拡散して、伝搬路特性推定部83に出力し、第1の水平偏波アンテナ2H1,第2の水平偏波アンテナ2H2から移動局アンテナ4までの、それぞれの伝搬路特性を推定させる。
このように、図9(b)においては、スペクトル拡散された共通パイロット信号を用いて、偏波信号の受信電力を測定して比較し、基地局から送信する個別ユーザチャネルの送信信号の偏波を選択し、かつ、その偏波の伝搬路特性を推定して、基地局1でのスペース送信ダイバーシチのためのウエイト付けを行わせている。
【0082】
上述した図6ないし図9においては、IMT-2000で検討されている規格を前提としたスペース送信ダイバーシチに本発明を適用する実施の形態を説明した。しかし、上述した規格に限定されるものではない、したがって、ウエイト付けに関していえば、CDMA/FDDにおいて選択ダイバーシチ送信を行ったり、CDMA/TDDにおいて、共通パイロット信号を用いて選択ダイバーシチ送信を行ったりしてもよい。また、本発明を、PDCやPHSなどの従来型の移動無線通信システムにおけるスペースダイバーシチ送信に適用することも可能である。
以下、図10,図11を参照して、従来型の移動無線通信システムを前提としたスペースダイバーシチ送信に適用する場合について説明する。
【0083】
まず、PHSのように、下り回線と上り回線とで同じ周波数を使用するTDDのシステムの場合は、上り回線の受信信号から下り回線の推定を行い、下り回線のアンテナウエイトを計算することができる。
したがって、図6を参照して説明したCDMA/TDDと同様な構成で、スペースダイバーシチ送信と、送信信号の偏波選択ができる。
一方、PDCのように、下り回線と上り回線とで、異なる周波数を使用するFDDのシステムの場合は、移動局3において下り回線の伝搬路特性を推定した結果を、基地局1側にフィードバックさせる必要がある。
そのため、拡散符号である共通パイロット信号に置き代わりうる伝搬路特性推定信号を、基地局1から送信する必要がある。なお、TDDの場合にも、このような伝搬路特性推定結果をフィードバックさせる手法を適用することができる。
【0084】
図10は、TDMA/FDDのシステムに本発明を適用する第1の場合の説明図である。
91はTDMA/FDDの下り回線のフレームフォーマットの一例である。1フレームの先頭に、共通送信フレームを設け、この少なくとも一部に、4種の伝搬路推定ワードCEV1,CEH1,CEV2,CEH2を送信する4個のスロットを設ける。一方、基地局1から各移動局3への個別の送信データは、個別送信フレームの少なくとも1つのスロットを用いて行う。
【0085】
上述した伝搬路推定ワードCEV1,CEH1,CEV2,CEH2は、それぞれ異なるタイムスロットにおいて、第1の垂直偏波アンテナ2V1、第1の水平偏波アンテナ2H1、第2の垂直偏波アンテナ2V2、第2の水平偏波アンテナ2H2から送信され、これらの伝送路推定ワードを移動局3で受信したときに、それがどのアンテナ(送信点および偏波)からの送信波であるかを、そのタイムスロットによって識別するために用いる。
すなわち、図7を参照して説明した実施の形態における、共通パイロット信号CPIV1,CPIH1,CPIV2,CPIV2に置き換わるものである。したがって、基地局1は、図7に示した基地局構成と同様な構成で実現することができる。
【0086】
移動局3側では、図9(a)に示した構成と同様な構成をとればよく、これを図10に示している。すなわち、任意の移動局3に対し、この移動局3に割り当てられた個別送信スロット92を用いて、V/Hビットを受信し、制御器93は、V/H=1であれば、第1、第2のスイッチ94,95を、垂直偏波アンテナから送信された伝搬路推定用ワードCEV1,CEV2を選択するように切り替える。伝搬路特性推定部96は、伝搬路推定用ワードCEV1,CEV2を用いて、基地局1の2送信点のそれぞれから移動局アンテナ4までの、伝搬路特性を推定し、アンテナウエイト計算部97は2個の送信点のアンテナに給電される送信信号に与えるウエイトを計算し、フィードバック信号メッセージFSM送信部98は、このFSMを上り個別送信スロット99を用いて、基地局1に送信する。
【0087】
図11は、TDMA/FDDのシステムに本発明を適用する第2の場合の説明図である。
101はTDMA/FDDの下り回線のフレームフォーマットの一例である。図10に示したフレームフォーマットと比較すると、ほぼ同様であるが、下り回線の個別送信スロットでは、V/Hビットを送信しない。
この例で、上述した伝搬路推定ワードCEV1,CEH1,CEV2,CEH2は、図8を参照して説明した実施の形態における、共通パイロット信号CPV1,CPH1,CPV2,CPV2に置き換わるものである。
すなわち、基地局1は、図8に示した基地局構成と同様な構成で実現することができる。
【0088】
移動局3側では、図9(b)に示した構成と同様な構成をとればよく、これを図11に示している。図10と同様な部分には同じ符号を付している。
図9(b)と同様に、移動局3において、平均受信電力測定・比較を行う。
平均受信電力測定・比較器102は、伝搬路推定用ワードCEV1およびCEH1の平均受信電力を測定・比較して、比較結果を制御器103に出力する。制御器103は、平均受信電力の大きい方の偏波信号に応じて、V/Hビットの値を決定する。V/Hビットおよびフィードバック信号メッセージ送信部104は、このV/HビットとFSMを上り回線の個別送信スロット105を用いて基地局1に送信し、第1のスイッチ33,第2のスイッチ55を切り替えることにより、個別の移動局3に対する送信信号の偏波を選択制御する。
なお、平均受信電力測定・比較器102は、伝搬路推定用ワードCEV1およびCEV2を合成したものと、伝搬路推定用ワードCEH1およびCEH2を合成したもの同士を比較するようにしてもよい。
【0089】
一方、制御器103は、平均受信電力の大きい方の偏波信号に応じて、第1,第2のスイッチ94,95を切り替える。第1,第2のスイッチ94,95は、伝搬路推定用ワードCEVの受信電力の方が大きいときには、第1の垂直偏波アンテナ2V1から送信された伝搬路推定用ワードCEV1、および、第2の垂直偏波アンテナ2V2から送信された伝搬路推定用ワードCEV2を出力する。伝搬路特性推定部96は、第1の垂直偏波アンテナ2V1,第2の垂直偏波アンテナ2V2から移動局アンテナ4までの、それぞれの伝搬路特性を推定させる。逆の場合には、水平偏波信号である、伝搬路推定用ワードCEH1、および、CEH2を出力する。
【0090】
上述した伝搬路推定用ワードCEV1,CEH1,CEV2,CEH2としては、拡散符号を用いることができるが、必ずしも拡散符号に限られない。アンテナウエイトw1,w2は、1,0として選択ダイバーシチをする場合、移相のみを調整する場合、電力を調整する場合、電力調整と移相調整の両方をする場合がある。伝搬路推定用ワードは、これらの場合に適したものとすればよい。
図10,図11を参照した説明では、1フレーム中に含まれる伝搬路推定用ワードを用いて、各移動局3に対する個別の送信信号の偏波を選択しているので、通信中に、偏波を切り替えることが原理的に可能である。しかし、呼設定時など、基地局と移動局との通信開始時にのみ、基地局1あるいは移動局3において、垂直偏波および水平偏波の平均受信電力を測定して比較し、平均受信電力レベルなど、受信品質の良い偏波を検出して、下り回線で使用する偏波を選択してもよい。
【0091】
図6ないし図11を参照して説明した実施の形態では、基地局において、アンテナを設置する地点をp=2として、p=2箇所の送信点(かつ受信点)におけるアンテナを用いてスペースダイバーシチ送信(および受信)を行っているが、アンテナを設置する地点をp=3以上として、p=3以上の送信点(および受信点)におけるアンテナを用いてスペースダイバーシチ送信(および受信)を行ってもよい。この場合、CDMA/TDD用送信機51、CDMA/FDD用送信機61の分岐出力本数およびアンテナウエイト部52におけるウエイト部の総数はp個となり、スイッチ33の他に、スイッチ55の個数が(p−1)個だけ必要となる。
【0092】
なお、図8,図9(b),図11を参照して説明した実施の形態では、スペースダイバーシチ送信において、移動局主導で下り回線の送信信号の偏波を選択制御するものであった。この移動局主導は、スペースダイバーシチ送信をしない、送信点が1箇所だけの場合にも、下り回線に共通信号を送信することにより実現することができる。
すなわち、垂直偏波信号および水平偏波信号を用い、かつ、偏波の種類が識別できる伝送形式で、移動局に対し、受信品質を測定して比較させ受信品質が良い方の垂直偏波信号または水平偏波信号を選択させるための共通信号を送信し、任意の移動局からの受信時に、該任意の移動局が共通信号の垂直偏波信号または水平偏波信号に基づいて受信品質を測定して比較することにより決定した偏波選択符号を受信し、任意の移動局への送信時に、偏波選択符号に応じた垂直偏波または水平偏波を用いて送信信号を、任意の移動局に送信する。
【0093】
上述した説明では、平均受信電力測定・比較器13を送受信機の受信機ブロックとは独立したものとして設けている。
しかし、受信機内に、平均受信電力あるいは上述したSNR,SIR,SINR,BERなどを測定して比較するブロックを設けてもよい。
【0094】
上述したいずれの実施の形態においても、移動局アンテナ4が水平状態に置かれたときに、過剰な大きさの送信電力とする必要がなくなったので、隣接セルへの干渉が少なくなり、その結果、セルのエリアを広げることができる。
特に、CDMA方式では、過剰な大きさの送信電力とする必要がなくなったので、セルのエリアを拡大できるだけでなく、セル内で使用する拡散符号同士の符号間干渉が低減するので、セル内に収容可能な移動局3(ユーザ)の数を増やすことができる。
【0095】
【発明の効果】
上述した説明から明らかなように、本発明によれば、垂直偏波アンテナ,水平偏波アンテナのうち、受信品質の良いアンテナを用いて送信できることから、移動局アンテナが垂直から傾いた状態で使用された場合においても、適切な偏波の送信アンテナを選択でき、その結果、移動局での受信電力の低下を防止できるという効果がある。
また、セルラー移動通信システムに適用することにより、セルのエリアを拡大できるという効果がある。特に、CDMA方式に採用することにより、収容できるユーザ数を増やすことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の移動通信方法の原理的説明図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態を説明するブロック構成図である。
【図3】本発明の第2の実施の形態を説明するブロック構成図である。
【図4】本発明の第3の実施の形態を説明するブロック構成図である。
【図5】本発明の第4の実施の形態を説明するブロック構成図である。
【図6】本発明の第5の実施の形態を説明するブロック構成図である。
【図7】本発明の第6の実施の形態を説明するブロック構成図である。
【図8】本発明の第7の実施の形態を説明するブロック構成図である。
【図9】本発明の第6,第7の実施の形態に対応した移動局側のブロック構成図である。
【図10】 TDMA/FDDのシステムに本発明を適用する第1の場合の説明図である。
【図11】 TDMA/FDDのシステムに本発明を適用する第2の場合の説明図である。
【図12】基地局における従来の移動通信方法の問題点を示す説明図である。
【図13】偏波ダイバーシチ受信を用いた移動通信方法の問題点を示す説明図である。
【図14】 CDMA/TDDの下り回線におけるスペースダイバーシチ送信を説明するブロック構成図である。
【図15】 CDMA/FDDの下り回線におけるスペースダイバーシチ送信を説明するブロック構成図である。
【符号の説明】
1…基地局、2V…垂直偏波アンテナ、2H…水平偏波アンテナ、3…移動局、4…移動局アンテナ、5V…垂直偏波送信波、5H…水平偏波送信波、6…移動局からの送信波、11…送受信機、12…スイッチ、13…平均受信電力測定・比較器、14…制御器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a mobile communication method in a base station of a mobile communication system, a mobile communication base station apparatus, and a mobile station apparatus.
[0002]
[Prior art]
In a cellular mobile communication system, a service area is divided into a plurality of cells or micro cells, and base stations and mobile stations installed in these cells or micro cells perform radio communication. In an in-vehicle mobile station, a linear antenna is fixedly installed vertically to a car roof or trunk. Recently, however, a portable mobile station such as a mobile phone terminal has become common.
As a result, the direction of the linear antenna is not necessarily limited to the vertical state during a call or when sending / receiving e-mail. Further, when a mobile phone terminal is used by connecting to a mobile computer, the mobile phone terminal is easily placed horizontally and used.
[0003]
FIG. 12 is an explanatory diagram showing problems of the conventional mobile communication method in the base station. FIG. 12A is an explanatory diagram when the mobile station is in a vertical usage state, and FIG. 12B is an explanatory diagram when the mobile station is in a horizontal usage state.
In the figure, 1 is a base station, 2 V Are vertically polarized antennas of the
In the standard use state shown in FIG. 12A, since the mobile station antenna 4 functions as a vertically polarized antenna, the transmission wave 6 is also vertically polarized. Therefore, the
In FIG. 12B, since the mobile station antenna 4 is in a horizontal state, it functions as a horizontally polarized antenna, and the transmission wave 6 is horizontally polarized. Since there is no correlation between the polarizations, in principle, the mobile station antenna 4 is connected to the vertical polarization antenna 2. V Vertically polarized transmission wave 5 V Can not receive the vertical polarization antenna 2 V Cannot receive the horizontally polarized transmission wave 6 from the mobile station antenna 4.
[0004]
However, since there are many buildings in urban areas, the transmitted wave is received through a complicated propagation path such as being reflected or scattered on the wall surface and diffracted at the corner of the building. Therefore, a cross polarization component orthogonal to the original main polarization component is generated. The ratio of the cross polarization component depends on the environment of the propagation path, but is a value around -6 dB. For this reason, as shown in FIG. 12B, even when the planes of polarization of the transmission antenna and the reception antenna are orthogonal, transmission / reception can be performed temporarily.
However, since the cross polarization component is considerably smaller than the main polarization component, the reception power is reduced and the reception quality is reduced. Therefore, excessive transmission power is required in the state of FIG.
If the transmission power is large, the interference between cells increases in the cellular mobile communication system, and therefore the area of one cell cannot be expanded. In addition, in a CDMA system such as a DS-CDMA (Direct Sequence Code Division Multiple Access) system, intersymbol interference in a cell increases, so the number of
[0005]
In the above description, an extreme example in which the
Conventionally, in order to reduce fading fluctuations in land mobile communications, there is a diversity reception technique in which a plurality of reception signals (diversity branches) are obtained independently, and these are switched or weighted according to instantaneous fluctuations. Polarization diversity reception is known as one method for obtaining the plurality of received signals. This polarization diversity technique can be used as a countermeasure against a decrease in received power due to the inclination of the mobile station antenna 4 described above.
[0006]
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a problem of the mobile communication method using polarization diversity reception.
In the figure, the same parts as those in FIG. 2 H Is a horizontally polarized antenna of the
Specific examples of the polarization diversity antenna device include a cross dipole antenna and a circular strip antenna having a feed port for both vertical and horizontal polarization. Since the vertically polarized antenna and the horizontally polarized antenna do not necessarily have to be integrated, both may be provided side by side. Further, any output may be used as long as the vertical polarization component and the horizontal polarization component are separated and extracted.
[0007]
When the mobile station antenna 4 is in a vertical state, the vertically polarized antenna 2 V Receiving power is high, but horizontally polarized antenna 2 H The received power is low. On the other hand, when the mobile station antenna 4 is in a horizontal state, the vertically polarized antenna 2 V Receiving power of the horizontally polarized antenna 2 H The received power increases. In general, depending on the inclination of the mobile station antenna 4, the vertical polarization component and horizontal polarization component of the mobile station transmission wave 6 are respectively converted into the vertical polarization antenna 2. V And horizontally polarized antenna 2 H Received at.
[0008]
In the
However, the transmission from the
[0009]
To solve this problem, the horizontally polarized antenna 2 of the base station H It is conceivable to transmit at the same time. However, the transmission power as the
Further, if polarization diversity reception is performed on the
[0010]
The above-described prior art is for transmission from one transmission point of a base station in the downlink (downlink).
On the other hand, the
[0011]
Space diversity transmission at the
In particular, in IMT-2000, 3GPP TS 25.224 V3.4.0 (2000-09) "3rd Generation Partnership" is used for CDMA (Code Division Multiple Access) / TDD (Time Division Duplex) which makes time division channel different between transmission and reception. Technical Specification Group Radio Access Network; Physical Layer Procedures (TDD) (Release 1999) "p.13-15,19.
Also, in IMT-2000, 3GPP TS 25.214 V3.4.0 (2000-09) "3rd Generation Partnership Project; CDMA (Code Division Multiple Access) / FDD (Frequency Division Duplex) for different frequency channels between transmission and reception; Technical Specification Group Radio Access Network; Physical Layer Procedures (FDD) (Release 1999) "p.31-38.
[0012]
Hereinafter, space diversity transmission will be briefly described with reference to FIGS. 14 and 15.
FIG. 14 is a block diagram illustrating space diversity transmission in a CDMA / TDD downlink.
In the figure, the same parts as those in FIG.
In the
[0013]
In the case of selection diversity (STD: Selected Transmit Diversity), the
On the other hand, when used as a transmit adaptive antenna (TxAA), the first vertically polarized antenna 2 V1 , Second vertically polarized antenna 2 V2 The weight is calculated so that the reception power of the
[0014]
FIG. 15 is a block diagram illustrating space diversity transmission in a CDMA / FDD downlink.
In the figure, the same parts as those in FIGS. 12 and 14 are denoted by the same reference numerals. 61 is a transmitter for CDMA / FDD, and 63 is a weight controller.
First vertically polarized antenna 2 V1 For the above, a pilot signal using the first spreading code is transmitted and the second vertically polarized antenna 2 is transmitted. V2 Is transmitted with a pilot signal using the second spreading code.
In each
[0015]
In the
In the
[0016]
Also in the case of the above-described space diversity transmission, there is a problem that the reception quality at the mobile station deteriorates when the mobile station antenna is used in a state where it is tilted from the vertical.
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and prevents the mobile station antenna from degrading the reception quality even when the mobile station antenna is tilted from the vertical. It is an object of the present invention to provide a communication method, a mobile communication base station apparatus, and a mobile station apparatus.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
In the invention according to
Therefore, by estimating the inclination state of the mobile station antenna and determining the polarization of the transmission wave and the reception wave according to the inclination state, it is possible to prevent the reception quality at the mobile station and the base station from deteriorating.
[0019]
In the invention described in claim 2, A mobile communication method using a frequency division multiple access method in which transmission and reception are performed with different frequency bands between a mobile station and a base station, and is capable of transmitting and receiving horizontal polarization and vertical polarization. Base station antenna configuration using a wave antenna, in the base station From any mobile station Signal At the time of reception, the received signal of the vertical polarization component and the horizontal polarization component of the reception wave from the arbitrary mobile station Are averaged over a time corresponding to multiple frames longer than the fading fluctuation period. Measure and compare the average received power, when transmitting to the arbitrary mobile station, At least during the next averaging time The average received power of the received signal is larger Polarization and polarization antenna Is transmitted to the arbitrary mobile station, and when receiving from the arbitrary mobile station, diversity reception of the received wave from the arbitrary mobile station is performed. Therefore, by estimating the inclination state of the mobile station antenna and determining the polarization of the transmission wave according to this inclination state, it is possible to prevent the reception quality at the mobile station from deteriorating. Moreover, since the influence of fading can be reduced by diversity reception, the reception quality of the received signal of the base station can be improved.
[0020]
According to a third aspect of the present invention, in the mobile communication method in the base station according to the second aspect, the diversity reception includes at least a polarization diversity reception, and the polarization diversity reception is received from the arbitrary mobile station. Of the received wave of Average received power of received signal But large One of the vertical polarization component and the horizontal polarization component is selected.
Therefore, the reception quality of the received signal at the base station can be improved even when the mobile station antenna is tilted by polarization diversity reception.
[0021]
According to a fourth aspect of the present invention, in the mobile communication method, the service area is divided into a plurality of cells or microcells, and a base station is installed in each of the cells or microcells. In the mobile communication method for performing wireless communication, the base station executes the mobile communication method in the base station according to any one of
Therefore, since the conventional excessive transmission power can be reduced, inter-cell interference is reduced, and as a result, the area of the cell or micro cell can be expanded.
[0022]
In the invention according to claim 5, in the spread code division multiple access method, in the spread code division multiple access method in which a base station and a plurality of mobile stations divide a common channel with a spread code and perform spread spectrum communication, The said base station performs the mobile communication method in the base station of any one of
Therefore, since the conventional excessive transmission power can be reduced, intersymbol interference is reduced, and as a result, the number of accommodated users can be increased.
[0023]
In the invention according to claim 6, A mobile communication base station apparatus using a frequency division multiple access method for performing transmission and reception between mobile stations and base stations with different frequency bands, and capable of transmitting and receiving horizontal polarization and vertical polarization A base station antenna configuration using cross-polarized antennas, An average received power measurement / comparator, a switch, a transmitter, and a receiver, the average received power measurement / comparator from any mobile station Signal Received signal when the received wave from any mobile station is received by the vertically polarized antenna and horizontally polarized antenna during reception Are averaged over a time corresponding to multiple frames longer than the fading fluctuation period. The average received power is measured and compared, and the switch, upon transmission to the arbitrary mobile station, according to the output of the average received power measurement / comparator, At least during the next averaging time The average received power of the received signal is larger Polarization and polarization antenna The transmitter is switched and connected, and when receiving from the arbitrary mobile station, the average received power of the received signal is larger. Polarization and polarization antenna The receiver is switched and connected.
Therefore, by estimating the inclination state of the mobile station antenna and determining the polarization of the transmission wave according to this inclination state, it is possible to prevent the reception quality at the mobile station from deteriorating. Even when the mobile station antenna is tilted, the reception quality of the received signal at the base station can be improved.
[0024]
In the invention according to claim 7, the mobile communication base station apparatus includes an average received power measurement / comparator, a switch, a transmitter, and a receiver, and the average received power measurement / comparator is an arbitrary From mobile stations Signal Received signal when the received wave from any mobile station is received by the vertically polarized antenna and horizontally polarized antenna during reception Are averaged over a time corresponding to multiple frames longer than the fading fluctuation period. The average received power is measured and compared, and the switch, upon transmission to the arbitrary mobile station, according to the output of the average received power measurement / comparator, At least during the next averaging time The average received power of the received signal is larger Polarization and polarization antenna The transmitter is switched and connected to the receiver, and the receiver receives diversity reception based on the outputs of the vertical and horizontal polarization antennas when receiving from the arbitrary mobile station.
Therefore, it is possible to prevent the reception quality at the mobile station from deteriorating. Moreover, the diversity reception can reduce the influence of fading, and the reception quality of the received signal at the base station can be improved even when the mobile station antenna is tilted. Diversity reception is not limited to selective combining, and methods such as equal gain combining and maximum ratio combining can be used.
[0025]
In the invention according to claim 8, the mobile communication base station apparatus includes an average received power measurement / comparator, first to p-th switches (p is an integer of 2 or more), a transmitter, and a receiver. The average received power measurement / comparator can receive from any mobile station. Signal Received signal when a received wave from the arbitrary mobile station is received by the first vertically polarized antenna and the first horizontally polarized antenna during reception Are averaged over a time corresponding to multiple frames longer than the fading fluctuation period. The average received power is measured and compared, and the first switch responds to the output of the average received power measurement / comparator during transmission to the arbitrary mobile station, At least during the next averaging time, The average received power of the received signal is larger Polarization and polarization antenna The transmitter is connected to the transmitter at the same time, and when receiving from the arbitrary mobile station, the average received power of the received signal is larger according to the output of the average received power measurement / comparator Polarization and polarization antenna The second to p-th switches are connected from the arbitrary mobile station, respectively. Signal At the time of reception, the second to pth vertically polarized antennas or the first polarized antennas or the first vertically polarized antennas or the first vertically polarized antennas or the first horizontally polarized antennas that are spaced apart from each other and spaced apart from each other. Of the 2nd to pth horizontally polarized antennas, the average received power of the received signal is larger. Polarization and polarization antenna In addition, the receiver is switched and connected, and the receiver performs diversity reception based on the outputs of the first to p-th switches.
Therefore, the reception quality at the mobile station can be prevented from being lowered, and the reception quality of the reception signal at the base station can be improved even when the mobile station antenna is tilted. In addition, since the influence of fading can be reduced by diversity reception, the reception quality of the received signal of the base station can be improved. Even if there are a plurality of reception points p, measurement and comparison of the average received power of the reception signals of the vertical polarization component and the horizontal polarization component can be performed in common for each reception point.
[0026]
In a ninth aspect of the present invention, the mobile communication base station apparatus includes an average received power measurement / comparator, a switch, a transmitter, and a receiver, and the average received power measurement / comparator is an arbitrary From mobile stations Signal Received signal when a received wave from the arbitrary mobile station is received by the first vertically polarized antenna and the first horizontally polarized antenna during reception Are averaged over a time corresponding to multiple frames longer than the fading fluctuation period. The average received power is measured and compared, and the switch, upon transmission to the arbitrary mobile station, according to the output of the average received power measurement / comparator, At least during the next averaging time, The average received power of the received signal is larger Polarization and polarization antenna The transmitter is switched and connected to the receiver, and the receiver is connected from the arbitrary mobile station. Signal Second to pth (p is an integer of 2 or more) provided at a distance from the first vertically polarized antenna and the first horizontally polarized antenna and spaced apart from each other at the time of reception ) Of the vertically polarized antenna and the second to pth horizontally polarized antennas and the first vertically polarized antenna and the first horizontally polarized antenna based on 2p outputs. Is.
Therefore, it is possible to prevent the reception quality at the mobile station from deteriorating. Diversity reception can reduce the influence of fading and improve the reception quality of the received signal at the base station even when the mobile station antenna is tilted.
[0027]
In the invention according to claim 10, in the mobile communication method in the base station, from any mobile station Signal At the time of reception, the received signal of the vertical polarization component and the horizontal polarization component of the reception wave from the arbitrary mobile station Are averaged over a time corresponding to multiple frames longer than the fading fluctuation period. Measure and compare the reception quality based on the average received power, and at the time of transmission to the arbitrary mobile station, At least during the next averaging time, The average received power of the received signal is larger Polarization and polarization antenna The transmission signal weighted for each transmission point is transmitted to the arbitrary mobile station by space diversity.
Therefore, by estimating the inclination state of the mobile station antenna and determining the polarization of the transmission wave according to this inclination state, it is possible to prevent the reception quality at the mobile station from being deteriorated, and the effect of fading by space diversity transmission Therefore, the reception quality of the received signal of the mobile station can be improved. The weight is generally a complex number. By weighting, only phase adjustment may be performed, only power adjustment may be performed, or both may be adjusted. If one of the weights is 1 and all of the other are 0, selection diversity is achieved.
[0028]
In the invention according to
Therefore, by estimating the inclination state of the mobile station antenna and determining the polarization of the transmission wave according to this inclination state, it is possible to prevent the reception quality at the mobile station from being deteriorated, and the effect of fading by space diversity transmission Therefore, the reception quality of the received signal of the mobile station can be improved. Even if there are a plurality of transmission points p, the measurement and comparison of the quality of the average received power of the reception signals of the vertical polarization component and the horizontal polarization component can be performed in common for each transmission point.
[0029]
In the invention according to
Therefore, by estimating the inclination state of the mobile station antenna and determining the polarization of the transmission wave according to this inclination state, it is possible to prevent the reception quality at the mobile station from being deteriorated, and the effect of fading by space diversity transmission Therefore, the reception quality of the received signal of the mobile station can be improved. Since downlink propagation path characteristic estimation calculation can be performed using a downlink common signal, transmission space diversity weighting can be performed accurately, and the effect of reducing the influence of fading is great. The downlink and uplink frequencies may be different. The inclination of the mobile station antenna being used by the mobile station varies, but by using the above-mentioned common signal, it is possible to estimate and calculate the propagation path characteristics for any mobile station.
[0030]
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the mobile communication base station apparatus according to the eleventh aspect of the present invention, the mobile communication base station apparatus has a common signal transmitting means, and the common signal transmitting means includes the first to pth vertically polarized antennas All of the first to p-th horizontal polarization antennas transmit a common signal for causing the mobile station to perform propagation path characteristic estimation calculation in a transmission format in which the transmission point and the type of polarization can be identified. And the individual transmission means transmits the common polarization signal to the arbitrary mobile station out of the vertical polarization signal or the horizontal polarization signal of the common signal when transmitting to the arbitrary mobile station. Average received power Depending on the output of the measurement / comparator Average received power of received signal But large And transmitting a polarization selection code for selecting one of the vertical polarization component and the horizontal polarization component according to the result of the propagation path characteristic estimation calculation received. Is what you do.
Therefore, the same effect as that of the invention of
[0031]
In a fourteenth aspect of the present invention, the mobile station apparatus includes a common signal receiving unit, an individual receiving unit, a calculating unit, and a transmitting unit. The signal is transmitted from all transmission points transmitted by the base station with space diversity using a vertically polarized signal and a horizontally polarized signal, and in a transmission format in which the transmission point and the type of polarization can be identified. The individual reception means receives the received signal at the base station out of the vertical polarization signal or the horizontal polarization component of the common signal. Are averaged over a time corresponding to multiple frames longer than the fading fluctuation period. The mobile station receives a polarization selection code for causing the mobile station to select a polarization component having a higher average received power from the base station, and the calculation means includes the common signal, One of the vertical polarization signal and the horizontal polarization signal according to the polarization selection code, and according to the common signal from all the transmission points transmitted by the space diversity, at the base station The transmission means transmits the result of the propagation path characteristic estimation calculation to the base station.
Accordingly, the same effect as that of the twelfth aspect of the invention can be attained.
[0032]
In the invention according to claim 15, in the mobile communication method, the vertical polarization signal and the horizontal polarization signal are used from all transmission points to be transmitted by space diversity, and the type of the transmission point and the polarization is identified. In the transmission format that can be received, the received signal to the mobile station Are averaged over a time corresponding to multiple frames longer than the fading fluctuation period. Measure and compare the average received power, and send a common signal to calculate the propagation path characteristic estimation by selecting the vertical polarization signal or the horizontal polarization signal that has the larger average received power of the received signal. And when receiving from any of the mobile stations, the arbitrary mobile station is based on the vertical polarization signal or the horizontal polarization signal of the common signal. Average received power The polarization selection code determined by measuring and comparing, and the result of the propagation path characteristic estimation calculation, and when transmitting to the arbitrary mobile station, according to the polarization selection code Polarization and polarization antenna The transmission signal weighted for each transmission point according to the result of the propagation path characteristic estimation calculation is transmitted to the arbitrary mobile station by space diversity.
Therefore, by estimating the inclination state of the mobile station antenna and determining the polarization of the transmission wave according to this inclination state, it is possible to prevent the reception quality at the mobile station from being deteriorated, and the effect of fading by space diversity transmission Therefore, the reception quality of the received signal of the mobile station can be improved. Since downlink propagation path characteristic estimation calculation can be performed using a downlink common signal, transmission space diversity weighting can be performed accurately, and the effect of reducing the influence of fading is great. The use frequency of the downlink and uplink may be different. Although the inclination of the mobile station antenna in use by the mobile station varies, the propagation path characteristics can be calculated for any mobile station by using the common signal described above. Also, since the average received power of the received signal is measured and compared using the vertical polarization signal and the horizontal polarization signal of the downlink common signal, it can be estimated using a known common signal, and Since the downlink channel characteristic estimation calculation is performed, the estimation accuracy of the inclination of the mobile station antenna is increased.
[0033]
In the invention described in claim 16, in the mobile communication base station apparatus, common signal transmission means, first to p-th (p is an integer of 2 or more) switches, individual reception means from any mobile station, and And an individual transmission unit to an arbitrary mobile station, wherein the common signal transmission unit includes a transmission point from each of the first to p-th vertical polarization antennas and the first to p-th horizontal polarization antennas, respectively. Received signal to the mobile station in a transmission format that can identify the type of polarization. Are averaged over a time corresponding to multiple frames longer than the fading fluctuation period. Transmitting a common signal for performing propagation path characteristic estimation calculation for a vertically polarized signal or a horizontally polarized signal having a larger average received power, and the individual receiving unit receives the signal from any mobile station. Signal Upon reception, the arbitrary mobile station receives a received signal based on the vertical polarization signal or the horizontal polarization signal of the common signal. Are averaged over a time corresponding to multiple frames longer than the fading fluctuation period. The polarization selection code determined by measuring and comparing the average received power and the result of the propagation path characteristic estimation calculation are received, and the first switch transmits to the arbitrary mobile station. Sometimes, depending on the polarization selection code, it corresponds to the vertically polarized signal or the horizontally polarized signal having the larger average received power of the received signal. Polarization and polarization antenna In addition, the first transmission signal output from the individual transmission means and weighted according to the result of the propagation path characteristic estimation calculation is switched and connected, and the second to p-th switches are the arbitrary ones. At the time of transmission to the mobile station, the second to pth provided at a distance from the first vertical polarization antenna and the first horizontal polarization antenna and at a distance from each other. Of the vertical polarization antenna or the second to p-th horizontal polarization antennas corresponding to the vertical polarization signal or the horizontal polarization signal having the better reception quality according to the polarization selection code. The second to p-th transmission signals weighted according to the result of the propagation path characteristic estimation calculation output from the individual transmission means are switched and connected.
Accordingly, the same effect as that of the 15th aspect of the invention can be attained.
[0034]
In a seventeenth aspect of the present invention, the mobile station apparatus includes a common signal receiving unit, an average received power measurement / comparator, a calculating unit, and a transmitting unit, and the common signal receiving unit moves from the base station. A common signal that is common to a station, and uses a vertically polarized wave signal and a horizontally polarized wave signal from all transmission points where the base station performs space diversity transmission, and the type of the transmission point and polarization are identified. The average received power measurement / comparator is configured to receive a common signal transmitted in a transmission format capable of being transmitted, and the average received power measurement / comparator includes, among the common signals, the vertical polarization signal and the horizontal Received signal of polarization signal Are averaged over a time corresponding to multiple frames longer than the fading fluctuation period. The average received power is measured and a comparison result is output, and the calculation means is one of a vertical polarization signal and a horizontal polarization signal corresponding to the comparison result among the common signals, and the space The base station performs propagation path characteristic estimation calculation for weighting according to the common signal of all the transmission points transmitted by diversity, and the transmission means performs the propagation path characteristic estimation calculation. The result and the polarization selection code determined according to the comparison result are transmitted to the base station.
Accordingly, the same effect as that of the 15th aspect of the invention can be attained.
[0035]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the mobile communication method of the present invention. FIG. 1A is an explanatory diagram when the mobile station antenna 4 is in a vertical usage state, and FIG. 1B is an explanatory diagram when the mobile station antenna 4 is in a horizontal usage state. In the figure, the same parts as those in FIGS. 12 and 13 are denoted by the same reference numerals.
According to the present invention, when transmitting from the
In FIG. 1A, the vertical polarization antenna 2 corresponds to the vertical state of the mobile station antenna 4 during transmission from the
In FIG. 1B, the horizontal polarization antenna 2 corresponds to the horizontal state of the mobile station antenna 4 during transmission from the
[0036]
Whether the mobile station antenna 4 is in the state shown in FIG. 1A or FIG. V The reception quality of the received signal (vertically polarized wave component) received by, for example, the average received power and the horizontally polarized antenna 2 H It is estimated by comparing the reception quality of the received signal (horizontal polarization component) received by.
The same applies to the case where the mobile station antenna 4 is inclined at an arbitrary angle of 0 ° to 90 °. V Horizontally polarized antenna 2 H These antennas may be compared, and the antenna having the higher average received power may be selected.
When the
As a specific example of the polarization diversity antenna device, the one described with reference to FIG. 13 can be used as long as it can output a transmission wave having a controllable vertical polarization component and horizontal polarization component. .
[0037]
Hereinafter, a specific block configuration for realizing the present invention will be described.
FIG. 2 is a block configuration diagram for explaining the first embodiment of the present invention.
In the figure, parts similar to those in FIGS. 12 and 1 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. 11 is a transceiver, 12 is a switch, and 13 is an average received power measurement / comparator. Vertically polarized antenna 2 V And horizontally polarized antenna 2 H Are connected to the two inputs of the
[0038]
Here, the cellular mobile communication system will be described on the premise of PDC (Personal Digital Cellular), which is a standard system for digital mobile phones. Therefore, since the frequency band is different between transmission and reception (FDD: Frequency Division Duplex), the vertically polarized antenna 2 V And horizontally polarized antenna 2 H Is also used for sending and receiving.
The base station uses a plurality of frequency channels (FDMA: Frequency Division Multiple Access) and uses a plurality of time division channels (three time division channels per frame) for each frequency channel (TDMA: Time Division Multiple Access). Access), and multiple access that allows individual communication with a plurality of
[0039]
Therefore, although the
The transmitter block in the
[0040]
The average received power measurement /
In the user channel for transmitting the transmission wave to the
In the user channel that receives the transmission wave 6 from the
[0041]
The average received power measurement /
[0042]
The measured value of the received power itself varies greatly due to fading. In particular, since the frequency band is different between transmission and reception, the polarization of which the received power increases may be different between the uplink and the downlink.
Therefore, if the instantaneous or short-term average value of the received power is directly compared, the frequency of switching the
As described above, when the received power is averaged over a period sufficiently longer than the fading period, one of the vertical polarization component and the horizontal polarization component always increases, and as a result, frequent switching is eliminated. Unlike the fading, the change in the tilt state of the mobile station antenna 4 is sufficiently gentle compared to the frame length, so that even if such averaging is performed, the tilt state is correctly reflected.
The averaging method is not limited to addition averaging, and any statistically averaged value may be used, and the median value may be calculated.
When an antenna different from the instructed antenna is currently selected, the
[0043]
In the above description, the antenna is switched during a call. On the other hand, at the time of call setup processing between the
[0044]
Next, a specific example of reception power measurement will be described below.
The received power can be measured based on the received signal level obtained by high frequency amplification of each antenna output or the level of an RSSI (Received Signal Strength Indicator) signal in the intermediate frequency amplification stage in the channel of an arbitrary
[0045]
FIG. 3 is a block diagram illustrating the second embodiment of the present invention.
In the figure, the same parts as those in FIGS. Reference numeral 21 denotes a transceiver, which includes a
[0046]
When receiving the transmission wave 6 from an arbitrary
In FIG. 2, the antenna is selected by the
Unlike the average received power measurement /
[0047]
When the equal gain combining method is used, combining is performed by matching the phases of the instantaneous fluctuations of the outputs of the branches. When the maximum ratio combining method is used, the phases of the instantaneous fluctuations of the branches are matched and weighted according to the magnitude of the instantaneous fluctuations of the branch outputs. In either case, since it is necessary to synthesize after matching the carrier phase, it is necessary to perform the determination before the digital demodulation determination process. In general, the equal gain combining method is more advantageous than the selective combining method, and the maximum ratio combining method is more advantageous than the equal gain combining. The equal gain combining method and the maximum ratio combining method have good adaptability even when the mobile device antenna 4 is inclined at an arbitrary angle.
[0048]
FIG. 4 is a block diagram illustrating a third embodiment of the present invention.
In the figure, the same parts as those in FIGS.
The first and second polarization diversity antenna apparatuses are installed at reception points separated by a distance where there is no correlation between fading fluctuations. In FIG. 4, the first polarization diversity antenna device is replaced with the first vertically polarized antenna 2. V1 , First horizontally polarized antenna 2 H1 It is divided into two and schematically shown. These are the vertically polarized antennas 2 shown in FIGS. V Horizontally polarized antenna 2 H Corresponding to Similarly, the second polarization diversity antenna device is connected to the second vertically polarized antenna 2. V2 , Second horizontally polarized antenna 2 H2 It is divided into two and schematically shown. Reference numeral 31 denotes a transceiver, which includes a
[0049]
The transmission operation is the same as that of the first embodiment described with reference to FIG. In this embodiment, at the time of reception from the
The
As a result, space diversity reception is performed for one of the selected vertical polarization and horizontal polarization. Since the
[0050]
This space diversity also includes selection combining, equal gain combining, maximum ratio combining, and the like. Control necessary for selection or weighting synthesis is performed individually for each user channel.
In the illustrated example, space diversity is performed using the outputs of the
[0051]
In this embodiment, the
[0052]
FIG. 5 is a block diagram illustrating a fourth embodiment of the present invention.
In the figure, the same parts as those in FIGS. 12, 1, 2, and 4 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. 41 is a transceiver, and 42 is a diversity receiver.
The transmission operation is the same as that of the first embodiment described with reference to FIG. At the time of reception from the
Therefore, the
[0053]
In the illustrated example, a total of four outputs of the polarization diversity antenna apparatus at the reception points at p = 2 are used. However, a total of 2p of the polarization diversity antenna apparatuses at the reception points at p = 3 or more are used. Output may be used.
[0054]
In the above description, the case where the average received power is employed as an example of the received quality to be measured and compared to control the
In this specification, reception quality mainly means transmission quality in the physical layer. In addition, even the instantaneous measurement value is not the instantaneous evaluation value itself, but the reception quality obtained by averaging the measurement value. Therefore, the signal-to-noise ratio (SNR), signal-to-interference power ratio (SIR), and signal-to-interference noise power are evaluated as stricter evaluation values than the average received power. There is a ratio between [desired signal] and [noise and / or interference signal] such as a signal to interference noise ratio (SINR). Furthermore, the bit error rate (BER) of the received data is also an evaluation value of the reception quality.
Usually, since [noise and / or interference signal] is smaller than the desired signal, in this situation, it is sufficient to simply measure and compare the average received power that still contains noise and interference. However, when it is desired to compare reception quality more strictly, the above-described SNR, SIR, SINR, and BER may be measured. SNR and SIR are evaluation values included in SINR.
[0055]
In a PDC (Personal Digital Cellular) mobile communication system, SNR measurement is performed as follows. The received signal is subjected to quadrature demodulation, and the eye opening ratio at the symbol determination timing in each user channel is measured for each of the in-phase component (I component) and the quadrature component (Q component).
Alternatively, the SNR is estimated from the measured BER value using a comparison table. This BER is measured as follows. The transmission data is encoded using an error detection code such as a CRC code. On the receiving side, after quadrature demodulation and data determination, CRC decoding is performed, and an error is detected for each user channel. The BER can be measured by counting how many bits out of the total number of data bits are incorrect.
The above-described SNR, SIR, SINR, and BER are all evaluation values averaged over a predetermined time. By setting the predetermined time over n frames having a sufficiently long time length as compared with the fading fluctuation, the influence of the fading fluctuation can be avoided.
[0056]
The above-described embodiment has been described on the assumption of a PDC mobile communication system. However, the present invention can also be applied to a PHS (Personal Handy-phone System) system, which is a cellular mobile communication system using microcells. In this PHS system, time division channels are made different between transmission and reception (TDD: Time Division Duplex), and multiple access is performed using a time division channel for each of a plurality of frequency channels. Also in this case, the average received power measurement /
[0057]
The present invention can also be applied to CDMA. In W (Wideband) -CDMA, which is one of IMT-2000, the transmission and reception are separated into the above-described two modes, FDD and TDD. In communication between base station mobile stations, carriers (frequency channels) are allocated, and the allocated frequency channels are multiple-connected by spreading codes. Therefore, the above-described user channel has a different frequency band or time division channel between transmission and reception, and communication between the
It is assumed that the average received power measurement /
In the case of CDMA, the average received power measurement /
In the above-mentioned IMT-2000, for transmission power control, the base station measures the SIR after Rake combining the direct wave and the delayed wave. Therefore, this SIR measurement circuit is prepared for the vertical polarization component and the horizontal polarization component and used in place of the average received power measurement /
[0058]
In the above description, transmission is performed using a vertically polarized antenna and a horizontally polarized antenna provided at one point as the transmitting antenna. On the other hand, in the above-described IMT-2000, the first and second vertically polarized antennas are installed at a distance from the base station, and the base station transmitter outputs the same transmitter output signal to the phase by the weight controller. In addition, there is a standard for a system that weights different amplitudes and supplies the weighted first and second transmission signals to the first and second transmission antennas, respectively. The control input of the weight controller differs between the FDD method and the TDD method.
In such a system configuration, instead of two vertically polarized antennas provided at a distance from the base station, each is replaced with a polarization diversity antenna device (vertically polarized antenna, horizontal polarized antenna). Thus, the present invention can be applied.
[0059]
That is, it has a reception quality measurement / comparator, first and second switches, and a transmitter, and the reception quality measurement / comparator receives a reception wave from the arbitrary mobile station at the time of reception from the arbitrary mobile station. The reception quality is measured and compared based on the received signals when received by the first vertically polarized antenna and the first horizontally polarized antenna, and the first switch includes the arbitrary mobile station. At the time of transmission to the receiver, depending on the output of the reception quality measurement / comparator, one of the first vertically polarized antenna or the first horizontally polarized antenna having the better reception quality is weighted While switching and connecting the first transmission signal, the second switch has a distance from the first vertical polarization antenna and the first horizontal polarization antenna, respectively, when transmitting to the arbitrary mobile station. The second Of the first vertically polarized antenna or the second horizontally polarized antenna according to one of the first vertically polarized antenna and the first horizontally polarized antenna having the better reception quality. The mobile communication base station apparatus that switches and connects the second transmission signals may be used.
[0060]
In the base station, the point where the antenna is installed is set as the point p in the same manner as described with reference to FIGS. 4 and 5, and p weighted transmission outputs are switched to the horizontally polarized antenna and the vertically polarized antenna. Can do. In either case, according to the output of the common reception quality measurement / comparator, the vertical number is vertical, the horizontal direction is horizontally switched to the antenna on one side by the controller, and the weighted p pieces are selected. Transmit power is provided.
[0061]
Hereinafter, an embodiment based on space diversity transmission in IMT-2000 will be described with reference to FIGS.
FIG. 6 is a block diagram illustrating a fifth embodiment of the present invention.
In the figure, parts similar to those in FIGS. 12, 14, 1, 2, and 4 are denoted by the same reference numerals. A case of CDMA / TDD will be described as a specific example.
[0062]
Similar to FIG. 4, the second polarization diversity antenna device (second vertical polarization antenna 2 V2 , Second horizontally polarized antenna 2 H2 ) For the first polarization diversity antenna device (first vertical polarization antenna 2). V1 , First horizontally polarized antenna 2 H1 ) To a reception point (also a transmission point) separated by a distance where there is no correlation between fading fluctuations.
The weighted first and second transmission signals output from the
[0063]
Although the
[0064]
An average received power measurement /
The
[0065]
The
In this way, when transmitting the downlink to an arbitrary
[0066]
FIG. 7 is a block diagram illustrating a sixth embodiment of the present invention.
In the figure, parts similar to those in FIGS. 12, 15, 1, 2, and 4 are denoted by the same reference numerals. The case of CDMA / FDD will be described as a specific example, but the same configuration can be adopted in CDMA / TDD.
[0067]
Unlike the common pilot channel
In this way, each common pilot signal (transmission point and type of polarization) transmitted simultaneously from each antenna is transmitted in a transmission format that can be identified on the
[0068]
As will be described later with reference to FIG. 9A, an arbitrary
The
[0069]
In addition to the control of the first and
In the
The inclination of the mobile station antenna 4 varies depending on the
[0070]
FIG. 8 is a block diagram illustrating a seventh embodiment of the present invention.
In the figure, parts similar to those in FIGS. 12, 15, 1, 2, 4, and 7 are given the same reference numerals. The case of CDMA / FDD will be described as a specific example, but the same configuration can be adopted in CDMA / TDD.
In the embodiment described so far, the
On the other hand, in this embodiment, the
[0071]
The
The
[0072]
At the time of transmission to an arbitrary
At the time of transmission to an arbitrary
[0073]
FIG. 9 is a block diagram on the mobile station side corresponding to the sixth and seventh embodiments of the present invention described with reference to FIGS.
FIG. 9A is a block diagram of a mobile station side corresponding to the sixth embodiment of the present invention, and FIG. 9B is a block diagram of the mobile station side corresponding to the seventh embodiment of the present invention. It is a block block diagram.
In FIG. 9, 81 is a despreading unit, 82 is a controller, 83 is a propagation path characteristic estimation unit, 84 is an antenna weight calculation unit, and 85 is a feedback signal message FSM transmission unit.
The
[0074]
At that time, since the
[0075]
That is, since the average received power of the vertical polarization component of the transmission wave 6 from an arbitrary
The propagation path
[0076]
On the other hand, since the average received power of the horizontal polarization component of the transmission wave 6 from any
[0077]
The feedback signal message
It should be noted that the processing sharing of whether the mobile 3 or the
[0078]
In FIG. 9B, as in FIG. 9A, in addition to transmitting a feedback signal message by propagation path characteristic estimation, the
The
The average received power measurement /
[0079]
The
The average received power measurement /
[0080]
The
[0081]
In the opposite case, the common pilot signal CPI, which is a horizontally polarized signal H1 , And common pilot signal CPI H2 Is despread and output to the propagation path
As described above, in FIG. 9B, the polarization of the transmission signal of the dedicated user channel transmitted from the base station is measured by comparing the reception power of the polarization signal using the spread spectrum common pilot signal. And the propagation path characteristic of the polarization is estimated, and weighting for space transmission diversity in the
[0082]
6 to 9 described above, the embodiment in which the present invention is applied to the space transmission diversity based on the standard studied in IMT-2000 has been described. However, it is not limited to the above-mentioned standards. Therefore, regarding weighting, selective diversity transmission is performed in CDMA / FDD, or selective diversity transmission is performed using a common pilot signal in CDMA / TDD. May be. Further, the present invention can also be applied to space diversity transmission in a conventional mobile radio communication system such as PDC or PHS.
Hereinafter, with reference to FIG. 10 and FIG. 11, a case of applying to space diversity transmission based on a conventional mobile radio communication system will be described.
[0083]
First, in the case of a TDD system that uses the same frequency for the downlink and uplink, such as PHS, the downlink antenna weight can be calculated by estimating the downlink from the uplink received signal. .
Therefore, with the same configuration as CDMA / TDD described with reference to FIG. 6, space diversity transmission and transmission signal polarization selection can be performed.
On the other hand, in the case of an FDD system that uses different frequencies for the downlink and uplink, such as PDC, the
Therefore, it is necessary to transmit from the base station 1 a propagation path characteristic estimation signal that can replace the common pilot signal that is a spreading code. In the case of TDD, a method of feeding back such propagation path characteristic estimation results can be applied.
[0084]
FIG. 10 is an explanatory diagram of a first case where the present invention is applied to a TDMA / FDD system.
[0085]
The above-mentioned propagation path estimation word CE V1 , CE H1 , CE V2 , CE H2 Are the first vertically polarized antennas 2 in different time slots. V1 , First horizontally polarized antenna 2 H1 , Second vertically polarized antenna 2 V2 , Second horizontally polarized antenna 2 H2 When the
That is, the common pilot signal CPI in the embodiment described with reference to FIG. V1 , CPI H1 , CPI V2 , CPI V2 Is replaced. Therefore, the
[0086]
On the
[0087]
FIG. 11 is an explanatory diagram of a second case in which the present invention is applied to a TDMA / FDD system.
In this example, the channel estimation word CE described above V1 , CE H1 , CE V2 , CE H2 Is the common pilot signal CP in the embodiment described with reference to FIG. V1 , CP H1 , CP V2 , CP V2 Is replaced.
That is, the
[0088]
On the
Similarly to FIG. 9B, the
The average received power measurement /
Note that the average received power measurement /
[0089]
On the other hand, the
[0090]
The above-mentioned propagation path estimation word CE V1 , CE H1 , CE V2 , CE H2 For example, a spreading code can be used, but it is not necessarily limited to a spreading code. Antenna weight w 1 , W 2 When selecting diversity as 1, 0, adjusting only phase shift, adjusting power, both power adjustment and phase shift adjustment may be performed. The propagation path estimation word may be suitable for these cases.
In the description with reference to FIG. 10 and FIG. 11, since the polarization of the individual transmission signal for each
[0091]
In the embodiment described with reference to FIG. 6 to FIG. 11, in the base station, the location where the antenna is installed is p = 2, and space diversity is performed using the antennas at the transmission points (and reception points) at p = 2 locations. Although transmission (and reception) is performed, a point where an antenna is installed is set to p = 3 or more, and space diversity transmission (and reception) is performed using an antenna at a transmission point (and reception point) of p = 3 or more. Also good. In this case, the number of branch outputs of the CDMA /
[0092]
In the embodiment described with reference to FIG. 8, FIG. 9B, and FIG. 11, the polarization of the downlink transmission signal is selectively controlled led by the mobile station in the space diversity transmission. This mobile station initiative can be realized by transmitting a common signal to the downlink even when there is no space diversity transmission and there is only one transmission point.
In other words, the vertical polarization signal with the better reception quality, using a vertical polarization signal and a horizontal polarization signal, in a transmission format in which the type of polarization can be identified, and the mobile station measures and compares the reception quality Alternatively, a common signal for selecting a horizontal polarization signal is transmitted, and when receiving from any mobile station, the mobile station measures reception quality based on the vertical polarization signal or horizontal polarization signal of the common signal. When receiving a polarization selection code determined by comparing and transmitting to an arbitrary mobile station, a transmission signal is transmitted using an arbitrary mobile station using vertical polarization or horizontal polarization according to the polarization selection code. Send to.
[0093]
In the above description, the average received power measurement /
However, a block for measuring and comparing the average received power or the above-described SNR, SIR, SINR, BER, etc. may be provided in the receiver.
[0094]
In any of the above-described embodiments, when the mobile station antenna 4 is placed in a horizontal state, it is no longer necessary to set an excessively large transmission power, resulting in less interference with adjacent cells, and as a result. , Can expand the cell area.
In particular, in the CDMA system, since it is no longer necessary to use an excessively large transmission power, not only the cell area can be expanded, but also the intersymbol interference between spreading codes used in the cell is reduced. The number of mobile stations 3 (users) that can be accommodated can be increased.
[0095]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, transmission can be performed using an antenna having good reception quality, either a vertically polarized antenna or a horizontally polarized antenna, so that the mobile station antenna is used in a tilted state from the vertical. Even in such a case, it is possible to select a transmission antenna having an appropriate polarization, and as a result, it is possible to prevent a reduction in received power at the mobile station.
Moreover, there is an effect that the cell area can be expanded by applying to the cellular mobile communication system. In particular, by adopting the CDMA system, there is an effect that the number of users that can be accommodated can be increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a principle explanatory diagram of a mobile communication method of the present invention.
FIG. 2 is a block configuration diagram illustrating a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block configuration diagram illustrating a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block configuration diagram illustrating a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a block configuration diagram illustrating a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a block configuration diagram illustrating a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a block diagram illustrating a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a block diagram of the mobile station side corresponding to the sixth and seventh embodiments of the present invention.
FIG. 10 is an explanatory diagram of a first case where the present invention is applied to a TDMA / FDD system.
FIG. 11 is an explanatory diagram of a second case where the present invention is applied to a TDMA / FDD system.
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a problem of a conventional mobile communication method in a base station.
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a problem of a mobile communication method using polarization diversity reception.
FIG. 14 is a block diagram illustrating space diversity transmission in a CDMA / TDD downlink.
FIG. 15 is a block diagram illustrating space diversity transmission in a CDMA / FDD downlink.
[Explanation of symbols]
1 ... base station, 2 V ... Vertical polarization antenna, 2 H ... Horizontal polarization antenna, 3 ... mobile station, 4 ... mobile station antenna, 5 V ... vertically polarized transmission wave, 5 H ... Horizontal polarization transmission wave, 6 ... Transmission wave from mobile station, 11 ... Transceiver, 12 ... Switch, 13 ... Average received power measurement / comparator, 14 ... Controller
Claims (17)
水平偏波及び垂直偏波を送受信できる交差偏波アンテナを用いた基地局アンテナ構成であって、
基地局において任意の移動局からの信号の受信時に、前記任意の移動局からの受信波の、垂直偏波成分および水平偏波成分の受信信号を、フェージングの変動周期に比べて長い複数フレームに相当する時間で平均化した、それぞれの平均受信電力を測定して比較し、少なくとも次の前記平均化する時間の間は、前記受信信号の平均受信電力が大きい方の偏波及び偏波アンテナを用いて前記任意の移動局に信号を送信することを特徴とする基地局における移動通信方法。 A mobile communication method using a frequency division multiple access method in which transmission and reception are performed with different frequency bands between a mobile station and a base station,
A base station antenna configuration using a cross polarization antenna capable of transmitting and receiving horizontal polarization and vertical polarization,
When receiving a signal from an arbitrary mobile station at the base station, the received signal of the vertical polarization component and the horizontal polarization component of the received wave from the arbitrary mobile station is converted into a plurality of frames longer than the fading fluctuation period. corresponding averaged over time, each of the average received power is measured and compared, during the time that at least the average of the next, the polarization and polarization antenna towards the average received power of the received signal is greater A mobile communication method in a base station, characterized in that a signal is transmitted to the arbitrary mobile station.
水平偏波及び垂直偏波を送受信できる交差偏波アンテナを用いた基地局アンテナ構成であって、
基地局において任意の移動局からの信号の受信時に、前記任意の移動局からの受信波の、垂直偏波成分および水平偏波成分の受信信号を、フェージングの変動周期に比べて長い複数フレームに相当する時間で平均化した、それぞれの平均受信電力を測定して比較し、前記任意の移動局への送信時に、少なくとも次の前記平均化するまでの時間の間は、前記受信信号の平均受信電力が大きい方の偏波及び偏波アンテナを用いて前記任意の移動局に送信をし、前記任意の移動局からの受信時に、前記任意の移動局からの受信波のダイバーシチ受信をする、ことを特徴とする基地局における移動通信方法。 A mobile communication method using a frequency division multiple access method in which transmission and reception are performed with different frequency bands between a mobile station and a base station,
A base station antenna configuration using a cross polarization antenna capable of transmitting and receiving horizontal polarization and vertical polarization,
When receiving a signal from an arbitrary mobile station at the base station, the received signals of the vertical polarization component and horizontal polarization component of the received wave from the arbitrary mobile station are converted into a plurality of frames longer than the fading fluctuation period. Each average received power averaged over a corresponding time is measured and compared, and at the time of transmission to the arbitrary mobile station, the average reception of the received signal is at least during the time until the next averaging. Transmitting to the arbitrary mobile station using polarized waves and polarization antennas having higher power, and receiving the diversity wave of the received wave from the arbitrary mobile station when receiving from the arbitrary mobile station; A mobile communication method in a base station.
水平偏波及び垂直偏波を送受信できる交差偏波アンテナを用いた基地局アンテナ構成であって、
平均受信電力測定・比較器、スイッチ、送信機、および、受信機を有し、前記平均受信電力測定・比較器は、任意の移動局からの信号の受信時に、前記任意の移動局からの受信波を、垂直偏波アンテナおよび水平偏波アンテナで受信したときの受信信号を、フェージングの変動周期に比べて長い複数フレームに相当する時間で平均化した、それぞれの平均受信電力を測定して比較するものであり、前記スイッチは、前記任意の移動局への送信時に、前記平均受信電力測定・比較器の出力に応じて、少なくとも次の前記平均化する時間の間は、前記受信信号の平均受信電力が大きい方の偏波及び偏波アンテナに送信機を切り替え接続するとともに、前記任意の移動局からの受信時に、前記受信信号の平均受信電力が大きい方の偏波及び偏波アンテナに前記受信機を切り替え接続するものである、ことを特徴とする移動通信基地局装置。 A mobile communication base station apparatus using a frequency division multiple access method for performing communication by transmitting and receiving different frequency bands between a mobile station and a base station,
A base station antenna configuration using a cross polarization antenna capable of transmitting and receiving horizontal polarization and vertical polarization,
An average received power measurement / comparator, a switch, a transmitter, and a receiver. The average received power measurement / comparator receives a signal from the arbitrary mobile station when receiving a signal from the arbitrary mobile station. The received signal when the wave is received by the vertically polarized antenna and horizontally polarized antenna is averaged over a time equivalent to multiple frames that are longer than the fading fluctuation period, and each average received power is measured and compared. The switch is configured to average the received signal during transmission to the arbitrary mobile station according to the output of the average received power measurement / comparator at least during the next averaging time. as well as connection switching the transmitter to the polarization and polarization antenna of which the reception power is large, when the reception from the arbitrary mobile station, polarization and polarization-en towards the average received power of the received signal is greater In which switches and connects the receiver to Na, the mobile communication base station apparatus characterized by.
水平偏波及び垂直偏波を送受信できる交差偏波アンテナを用いた基地局アンテナ構成であって、
平均受信電力測定・比較器、スイッチ、送信機、および、受信機を有し、前記平均受信電力測定・比較器は、任意の移動局からの信号の受信時に、前記任意の移動局からの受信波を、垂直偏波アンテナおよび水平偏波アンテナで受信したときの受信信号を、フェージングの変動周期に比べて長い複数フレームに相当する時間で平均化した、それぞれの平均受信電力を測定して比較するものであり、前記スイッチは、前記任意の移動局への送信時に、前記平均受信電力測定・比較器の出力に応じて、少なくとも次の前記平均化する時間の間は、前記受信信号の平均受信電力が大きい方の偏波及び偏波アンテナに前記送信機を切り替え接続するものであり、前記受信機は、前記任意の移動局からの受信時に、前記垂直偏波アンテナおよび水平偏波アンテナの出力に基づいてダイバーシチ受信するものである、ことを特徴とする移動通信基地局装置。 A mobile communication base station apparatus using a frequency division multiple access method for performing communication by transmitting and receiving different frequency bands between a mobile station and a base station,
A base station antenna configuration using a cross polarization antenna capable of transmitting and receiving horizontal polarization and vertical polarization,
An average received power measurement / comparator, a switch, a transmitter, and a receiver. The average received power measurement / comparator receives a signal from the arbitrary mobile station when receiving a signal from the arbitrary mobile station. The received signal when the wave is received by the vertically polarized antenna and horizontally polarized antenna is averaged over a time equivalent to multiple frames that are longer than the fading fluctuation period, and each average received power is measured and compared. The switch is configured to average the received signal during transmission to the arbitrary mobile station according to the output of the average received power measurement / comparator at least during the next averaging time. is intended to connection switching the transmitter to the polarization and polarization antenna of which the reception power is large, the receiver, upon receipt from said any mobile station, the vertically polarized antenna and a horizontally polarized wave Is intended to diversity reception based on the output of the antenna, the mobile communication base station apparatus characterized by.
水平偏波及び垂直偏波を送受信できる交差偏波アンテナを用いた基地局アンテナ構成であって、
平均受信電力測定・比較器、第1ないし第p(pは2以上の整数)のスイッチ、送信機、および、受信機を有し、前記平均受信電力測定・比較器は、任意の移動局からの信号の受信時に、前記任意の移動局からの受信波を、第1の垂直偏波アンテナおよび第1の水平偏波アンテナで受信したときの受信信号を、フェージングの変動周期に比べて長い複数フレームに相当する時間で平均化した、それぞれの平均受信電力を測定して比較するものであり、前記第1のスイッチは、前記任意の移動局への送信時に、前記平均受信電力測定・比較器の出力に応じて、少なくとも次の前記平均化する時間の間は、前記受信信号の平均受信電力が大きい方の偏波及び偏波アンテナに前記送信機を切り替え接続するとともに、前記任意の移動局からの受信時に、前記平均受信電力測定・比較器の出力に応じて、前記受信信号の平均受信電力が大きい方の偏波及び偏波アンテナに前記受信機を切り替え接続するものであり、前記第2ないし第pのスイッチは、それぞれ、前記任意の移動局からの信号の受信時に、前記第1の垂直偏波アンテナおよび前記第1の水平偏波アンテナから距離を隔てて設けられ、かつ、互いに距離を隔てて設けられた第2ないし第pの垂直偏波アンテナまたは第2ないし第pの水平偏波アンテナのうち、前記受信信号の平均受信電力が大きい方の偏波及び偏波アンテナに、前記受信機を切り替え接続するものであり、前記受信機は、前記第1ないし第pのスイッチの出力に基づいてダイバーシチ受信をするものである、ことを特徴とする移動通信基地局装置。 A mobile communication base station apparatus using a frequency division multiple access method for performing communication by transmitting and receiving different frequency bands between a mobile station and a base station,
A base station antenna configuration using a cross polarization antenna capable of transmitting and receiving horizontal polarization and vertical polarization,
An average received power measurement / comparator, first to p-th switches (p is an integer of 2 or more), a transmitter, and a receiver. When the received signal from the arbitrary mobile station is received by the first vertical polarization antenna and the first horizontal polarization antenna, the received signal is a plurality of signals longer than the fluctuation period of fading. Each average received power averaged over a time corresponding to a frame is measured and compared, and the first switch measures the average received power at the time of transmission to the arbitrary mobile station. Depending on the output of the mobile station, at least during the next averaging time, the transmitter is switched and connected to the polarized wave and polarization antenna having the higher average received power of the received signal, and the arbitrary mobile station When receiving from The average in accordance with the output of the received power measurement and comparator, which switches and connects the receiver towards polarization and polarization antenna of average received power is large of the received signal, the second to p Are respectively provided at a distance from the first vertically polarized antenna and the first horizontally polarized antenna when receiving a signal from the arbitrary mobile station, and spaced apart from each other. Of the second to p-th vertical polarization antennas or the second to p-th horizontal polarization antennas provided, the receiver is connected to the polarization and polarization antenna having the larger average received power of the received signal. A mobile communication base station apparatus, wherein switching receivers are connected, and the receiver performs diversity reception based on outputs of the first to p-th switches.
水平偏波及び垂直偏波を送受信できる交差偏波アンテナを用いた基地局アンテナ構成であって、
平均受信電力測定・比較器、スイッチ、送信機、および、受信機を有し、前記平均受信電力測定・比較器は、任意の移動局からの信号の受信時に、前記任意の移動局からの受信波を、第1の垂直偏波アンテナおよび第1の水平偏波アンテナで受信したときの受信信号を、フェージングの変動周期に比べて長い複数フレームに相当する時間で平均化した、それぞれの平均受信電力を測定して比較するものであり、前記スイッチは、前記任意の移動局への送信時に、前記平均受信電力測定・比較器の出力に応じて、少なくとも次の前記平均化する時間の間は、前記受信信号の平均受信電力が大きい方の偏波及び偏波アンテナに前記送信機を切り替え接続するものであり、前記受信機は、前記任意の移動局からの信号の受信時に、前記第1の垂直偏波アンテナおよび前記第1の水平偏波アンテナから距離を隔てて設けられ、かつ、互いに距離を隔てて設けられた第2ないし第p(pは2以上の整数)の垂直偏波アンテナおよび第2ないし第pの水平偏波アンテナと、前記第1の垂直偏波アンテナおよび前記第1の水平偏波アンテナとの、2p個の出力に基づいてダイバーシチ受信をするものである、ことを特徴とする移動通信基地局装置。 A mobile communication base station apparatus using a frequency division multiple access method for performing communication by transmitting and receiving different frequency bands between a mobile station and a base station,
A base station antenna configuration using a cross polarization antenna capable of transmitting and receiving horizontal polarization and vertical polarization,
An average received power measurement / comparator, a switch, a transmitter, and a receiver. The average received power measurement / comparator receives a signal from the arbitrary mobile station when receiving a signal from the arbitrary mobile station. Each received signal obtained by averaging the received signal when the wave is received by the first vertically polarized antenna and the first horizontally polarized antenna over a time corresponding to a plurality of frames longer than the fluctuation period of fading. The power is measured and compared, and the switch transmits at least the next averaging time according to the output of the average received power measurement / comparator during transmission to the arbitrary mobile station. The transmitter is switched and connected to a polarized wave and a polarization antenna having a higher average received power of the received signal, and the receiver receives the first signal when receiving a signal from the arbitrary mobile station. Vertical deviation of Second to pth (p is an integer greater than or equal to 2) vertically polarized antennas and second to second antennas provided at a distance from the antenna and the first horizontally polarized antenna and at a distance from each other Diversity reception based on 2p outputs of the p-th horizontal polarization antenna, the first vertical polarization antenna, and the first horizontal polarization antenna Communication base station device.
水平偏波及び垂直偏波を送受信できる交差偏波アンテナを用いた基地局アンテナ構成であって、
基地局において任意の移動局からの信号の受信時に、前記任意の移動局からの受信波の、垂直偏波成分および水平偏波成分の受信信号を、フェージングの変動周期に比べて長い複数フレームに相当する時間で平均化した、それぞれの平均受信電力に基づいて受信品質を測定して比較し、前記任意の移動局への送信時に、少なくとも次の前記平均化する時間の間は、前記受信信号の平均受信電力が大きい方の偏波及び偏波アンテナを用いて、送信点毎にウエイト付けがなされた送信信号を、前記任意の移動局にスペースダイバーシチで送信する、ことを特徴とする基地局における移動通信方法。 A mobile communication method using a frequency division multiple access method in which transmission and reception are performed with different frequency bands between a mobile station and a base station,
A base station antenna configuration using a cross polarization antenna capable of transmitting and receiving horizontal polarization and vertical polarization,
When receiving a signal from an arbitrary mobile station at the base station, the received signals of the vertical polarization component and horizontal polarization component of the received wave from the arbitrary mobile station are converted into a plurality of frames longer than the fading fluctuation period. The reception quality is measured and compared based on the respective average received power averaged over a corresponding time, and the received signal is transmitted at least during the next averaging time during transmission to the arbitrary mobile station. A transmission signal weighted at each transmission point using a polarization having a larger average received power and a polarization antenna , and transmitting to the arbitrary mobile station by space diversity, Mobile communication method.
水平偏波及び垂直偏波を送受信できる交差偏波アンテナを用いた基地局アンテナ構成であって、
平均受信電力測定・比較器、第1ないし第p(pは2以上の整数)のスイッチ、および、任意の移動局に対する個別送信手段を有し、前記平均受信電力測定・比較器は、前記任意の移動局からの信号の受信時に、該任意の移動局からの受信波を、第1の垂直偏波アンテナおよび第1の水平偏波アンテナで受信したときの受信信号を、フェージングの変動周期に比べて長い複数フレームに相当する時間で平均化した、それぞれの平均受信電力を測定して比較するものであり、前記第1のスイッチは、前記任意の移動局への送信時に、前記平均受信電力測定・比較器の出力に応じて、少なくとも次の前記平均化する時間の間は、前記受信信号の平均受信電力が大きい方の偏波及び偏波アンテナに、前記個別送信手段から出力されるウエイト付けがなされた第1の送信信号を切り替え接続するとともに、前記第2ないし第pのスイッチは、それぞれ、前記任意の移動局への送信時に、前記第1の垂直偏波アンテナおよび前記第1の水平偏波アンテナから距離を隔てて設けられ、かつ、互いに距離を隔てて設けられた第2ないし第pの垂直偏波アンテナまたは第2ないし第pの水平偏波アンテナのうち、前記受信信号の平均受信電力が大きい方の偏波及び偏波アンテナに応じたものに、それぞれ、前記個別送信手段から出力されるウエイト付けがなされた第2ないし第pの送信信号を切り替え接続する、ことを特徴とする移動通信基地局装置。 A mobile communication base station apparatus using a frequency division multiple access method for performing communication by transmitting and receiving different frequency bands between a mobile station and a base station,
A base station antenna configuration using a cross polarization antenna capable of transmitting and receiving horizontal polarization and vertical polarization,
An average received power measurement / comparator, first to pth (p is an integer of 2 or more) switches, and individual transmission means for an arbitrary mobile station, wherein the average received power measurement / comparator is the arbitrary When receiving a signal from the mobile station, the received signal from the arbitrary mobile station is received by the first vertically polarized antenna and the first horizontally polarized antenna in the fading fluctuation period. Each of the average received power averaged over a time corresponding to a plurality of longer frames is measured and compared, and the first switch receives the average received power during transmission to the arbitrary mobile station. According to the output of the measurement / comparator, at least during the next averaging time, the weight output from the individual transmission means to the polarized wave and polarization antenna having the larger average received power of the received signal Date The second to p-th switches are switched and connected to the first vertical polarization antenna and the first horizontal polarization at the time of transmission to the arbitrary mobile station, respectively. An average reception of the received signal among second to p-th vertical polarization antennas or second to p-th horizontal polarization antennas provided at a distance from the wave antenna and at a distance from each other The second to p-th transmission signals that are weighted and output from the individual transmission means are switched and connected to the one corresponding to the polarized wave and polarization antenna having the larger power, respectively. Mobile communication base station device.
水平偏波及び垂直偏波を送受信できる交差偏波アンテナを用いた基地局アンテナ構成であって、
共通信号受信手段、個別受信手段、計算手段、および、送信手段を有し、前記共通信号受信手段は、基地局から移動局への共通信号であって、前記基地局がスペースダイバーシチで送信する全ての送信点から、垂直偏波信号および水平偏波信号を用い、かつ、前記送信点と偏波の種類が識別できる伝送形式で送信された共通信号を受信するものであり、前記個別受信手段は、前記共通信号の前記垂直偏波信号または前記水平偏波成分のうち、前記基地局において受信信号を、フェージングの変動周期に比べて長い複数フレームに相当する時間で平均化した、それぞれの平均受信電力が大きい方の偏波成分に応じたものを、前記移動局に選択させるための偏波選択符号を前記基地局から受信するものであり、前記計算手段は、前記共通信号のうち、前記偏波選択符号に応じた、前記垂直偏波信号および前記水平偏波信号の一方であって、前記スペースダイバーシチ送信された前記全ての送信点からの前記共通信号に応じて、前記基地局でのウエイト付けのための伝搬路特性推定計算をするものであり、前記送信手段は、前記伝搬路特性推定計算の結果を前記基地局に送信するものである、ことを特徴とする移動局装置。 A mobile station apparatus using a frequency division multiple access method that performs communication by transmitting and receiving transmissions and receptions between different mobile stations and base stations,
A base station antenna configuration using a cross polarization antenna capable of transmitting and receiving horizontal polarization and vertical polarization,
A common signal receiving means, an individual receiving means, a calculating means, and a transmitting means. The common signal receiving means is a common signal from a base station to a mobile station, and the base station transmits all with space diversity. From the transmission point, a vertical polarization signal and a horizontal polarization signal are used, and a common signal transmitted in a transmission format capable of identifying the transmission point and the type of polarization is received. Each of the average received signals obtained by averaging the received signal in the base station of the common signal at a time corresponding to a plurality of frames longer than a fading fluctuation period. The base station receives a polarization selection code for causing the mobile station to select the one corresponding to the polarization component having the larger power, and the calculating means is configured to receive the common signal. , One of the vertical polarization signal and the horizontal polarization signal according to the polarization selection code, and the base station according to the common signal from all the transmission points transmitted by the space diversity. A mobile station apparatus for performing propagation path characteristic estimation calculation for weighting in the mobile station, wherein the transmission means transmits the result of the propagation path characteristic estimation calculation to the base station .
水平偏波及び垂直偏波を送受信できる交差偏波アンテナを用いた基地局アンテナ構成であって、
スペースダイバーシチで送信する全ての送信点から、垂直偏波信号および水平偏波信号を用い、かつ、前記送信点と偏波の種類が識別できる伝送形式で、移動局に対し、受信信号を、フェージングの変動周期に比べて長い複数フレームに相当する時間で平均化した、それぞれの平均受信電力を測定して比較させ、受信信号の平均受信電力が大きい方の前記垂直偏波信号または前記水平偏波信号を選択させて伝搬路特性推定計算をさせるための、共通信号を送信し、任意の前記移動局からの受信時に、該任意の移動局が前記共通信号の前記垂直偏波信号または前記水平偏波信号に基づいて前記平均受信電力を測定して比較することにより決定した偏波選択符号、および、前記伝搬路特性推定計算の結果を受信し、前記任意の移動局への送信時に、前記偏波選択符号に応じた偏波及び偏波アンテナを用い、前記伝搬路特性推定計算の結果に応じて送信点毎にウエイト付けがなされた送信信号を、前記任意の移動局にスペースダイバーシチで送信する、ことを特徴とする基地局における移動通信方法。 A mobile communication method using a frequency division multiple access method in which transmission and reception are performed with different frequency bands between a mobile station and a base station,
A base station antenna configuration using a cross polarization antenna capable of transmitting and receiving horizontal polarization and vertical polarization,
Fading the received signal to the mobile station in a transmission format that uses vertical and horizontal polarization signals from all transmission points that transmit with space diversity and that can identify the type of transmission point and polarization. The average received power averaged over a time corresponding to a plurality of frames longer than the fluctuation period of each is measured and compared, and the vertical polarization signal or the horizontal polarization of the received signal having the larger average received power A common signal is transmitted to select a signal and perform propagation path characteristic estimation calculation. Upon reception from any mobile station, the mobile station receives the vertical polarization signal or the horizontal polarization of the common signal. polarization selective code determined by said to measure the average received power compared based on the wave signal, and receives the result of the propagation path characteristics estimation calculation, when sending to the any mobile station A polarization and polarization antenna according to the polarization selective code, the transmission signal weight with is made for each transmission point in accordance with a result of the propagation path characteristics estimation calculation, a space diversity on the any mobile station A mobile communication method in a base station, characterized by transmitting.
水平偏波及び垂直偏波を送受信できる交差偏波アンテナを用いた基地局アンテナ構成であって、
共通信号送信手段、第1ないし第p(pは2以上の整数)のスイッチ、任意の移動局からの個別受信手段、および、任意の移動局への個別送信手段を有し、前記共通信号送信手段は、第1ないし第pの垂直偏波アンテナおよび第1ないし第pの水平偏波アンテナの全てから、それぞれ、送信点と偏波の種類が識別できる伝送形式で、前記移動局に対し受信信号を、フェージングの変動周期に比べて長い複数フレームに相当する時間で平均化した平均受信電力が大きい方の垂直偏波信号または水平偏波信号について伝搬路特性推定計算をさせるための共通信号を送信するものであり、前記個別受信手段は、前記任意の移動局からの信号の受信時に、該任意の移動局が前記共通信号の前記垂直偏波信号または前記水平偏波信号に基づいて受信信号を、フェージングの変動周期に比べて長い複数フレームに相当する時間で平均化した、それぞれの平均受信電力を測定して比較することにより決定した偏波選択符号、および、前記伝搬路特性推定計算の結果を受信するものであり、前記第1のスイッチは、前記任意の移動局への送信時に、前記偏波選択符号に応じて、前記受信信号の平均受信電力が大きい方の垂直偏波信号または水平偏波信号に対応する偏波及び偏波アンテナに、前記個別送信手段から出力される、前記伝搬路特性推定計算の結果に応じてウエイト付けがなされた第1の送信信号を切り替え接続するとともに、前記第2ないし第pのスイッチは、前記任意の移動局への送信時に、それぞれ、前記第1の垂直偏波アンテナおよび前記第1の水平偏波アンテナから距離を隔てて設けられ、かつ、互いに距離を隔てて設けられた第2ないし第pの垂直偏波アンテナまたは第2ないし第pの水平偏波アンテナのうち、前記偏波選択符号に応じて、前記受信品質が良い方の垂直偏波信号または水平偏波信号に対応するものの一方に、それぞれ、前記個別送信手段から出力される、前記伝搬路特性推定計算の結果に応じてウエイト付けがなされた第2ないし第pの送信信号を切り替え接続する、ことを特徴とする移動通信基地局装置。 A mobile communication base station apparatus using a frequency division multiple access method for performing communication by transmitting and receiving different frequency bands between a mobile station and a base station,
A base station antenna configuration using a cross polarization antenna capable of transmitting and receiving horizontal polarization and vertical polarization,
Common signal transmission means, first to p-th switches (p is an integer of 2 or more), individual reception means from any mobile station, and individual transmission means to any mobile station, the common signal transmission The means receives from the first to p-th vertically polarized antennas and the first to p-th horizontally polarized antennas to the mobile station in a transmission format in which the transmission point and the type of polarization can be identified, respectively. A common signal is used to calculate the propagation path characteristics for the vertically or horizontally polarized signal with the larger average received power, which is obtained by averaging the signals over a time equivalent to multiple frames that are longer than the fading fluctuation period. It is intended to be transmitted, the individual reception means, upon receipt of a signal from the arbitrary mobile station, the vertically polarized wave signal or a reception signal based on the horizontal polarization signal of said given mobile station is the common signal , Averaged over a time period corresponding to a long plurality of frames as compared to the fluctuation cycle of the fading, polarization selective code was determined by measuring and comparing the respective average reception power, and, as a result of the propagation path characteristics estimation calculation The first switch receives a vertically polarized signal or a horizontal signal having a larger average received power of the received signal according to the polarization selection code during transmission to the arbitrary mobile station. While switching and connecting the first transmission signal weighted according to the result of the propagation path characteristic estimation calculation output from the individual transmission means to the polarization and polarization antenna corresponding to the polarization signal, The second to p-th switches are spaced apart from the first vertical polarization antenna and the first horizontal polarization antenna, respectively, during transmission to the arbitrary mobile station. Of the second to p-th vertical polarization antennas or the second to p-th horizontal polarization antennas that are spaced apart from each other, the reception quality depends on the polarization selection code. The one corresponding to the better vertical polarization signal or horizontal polarization signal is weighted according to the result of the propagation path characteristic estimation calculation output from the individual transmission means, respectively. A mobile communication base station apparatus, characterized by switching and connecting p transmission signals.
水平偏波及び垂直偏波を送受信できる交差偏波アンテナを用いた基地局アンテナ構成であって、
共通信号受信手段、平均受信電力測定・比較器、計算手段、および、送信手段を有し、前記共通信号受信手段は、基地局から移動局への共通する共通信号であって、前記基地局がスペースダイバーシチ送信をする全ての送信点から、垂直偏波信号および水平偏波信号を用い、かつ、前記送信点と偏波の種類が識別できる伝送形式で送信された共通信号を受信するものであり、前記平均受信電力測定・比較器は、前記共通信号のうち、前記スペースダイバーシチ送信の少なくとも1送信点の前記垂直偏波信号および前記水平偏波信号の受信信号を、フェージングの変動周期に比べて長い複数フレームに相当する時間で平均化した、それぞれの平均受信電力を測定して比較結果を出力するものであり、前記計算手段は、前記共通信号のうち、前記比較結果に応じた垂直偏波信号および水平偏波信号の一方であって、前記スペースダイバーシチ送信された前記全ての送信点の前記共通信号に応じて、前記基地局でのウエイト付けのための伝搬路特性推定計算をするものであり、前記送信手段は、前記伝搬路特性推定計算の結果、および、前記比較結果に応じて決定された偏波選択符号を前記基地局に送信するものである、ことを特徴とする移動局装置。 A mobile station apparatus using a frequency division multiple access method that performs communication by transmitting and receiving transmissions and receptions between different mobile stations and base stations,
A base station antenna configuration using a cross polarization antenna capable of transmitting and receiving horizontal polarization and vertical polarization,
A common signal receiving unit, an average received power measuring / comparing unit, a calculating unit, and a transmitting unit. The common signal receiving unit is a common signal common to a mobile station from a base station, and the base station Receives common signals transmitted from all transmission points that perform space diversity transmission using vertical polarization signals and horizontal polarization signals and transmitted in a transmission format in which the transmission point and polarization type can be identified. The average received power measurement / comparator compares the reception signal of the vertical polarization signal and the horizontal polarization signal of at least one transmission point of the space diversity transmission among the common signals with respect to a fading fluctuation period. averaged over a time period corresponding to a long plurality of frames, which each of the average received power and outputs the to comparison measurement, the calculation means, among the common signal, the Propagation for weighting in the base station according to the common signal of all the transmission points transmitted in the space diversity mode, which is one of the vertical polarization signal and the horizontal polarization signal according to the comparison result The path characteristic estimation calculation is performed, and the transmission means transmits the propagation path characteristic estimation calculation result and the polarization selection code determined according to the comparison result to the base station. A mobile station apparatus characterized by that.
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