JP4215887B2 - 基地局アンテナ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は，携帯電話や携帯情報端末と基地局との通信において基地局アンテナの放射パターンを送受信共に制御して通信品質の向上を実現する基地局アンテナ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１２は，ＩＥＩＣＥ Ｔｒａｎｓ．Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｖｏｌ.Ｅ８１−Ｂ，Ｎｏ．７，Ｊｕｌｙ，１９９８に開示された従来の基地局アンテナ装置を示すブロック図である。図１２において、１０１はアンテナ、１１６は整合フィルタ，１１７は遅延タップ線路、１１８は振幅位相調整器である。
【０００３】
次に、動作について説明する。
受信においてはアンテナ入力を整合フィルタ１１６と遅延タップ線路１１７に通すことでマルチパス信号をそれぞれ分離し、振幅位相調整器１１８によりそれらすべてを所定の重み付けにより同相合成することでＣＮＲの改善を図っている。
また、送信時には受信時に設定した重み付けをそのまま用いることで所望移動局へ正確に送信することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の基地局アンテナ装置は以上のように構成されていたので、送受信で周波数が同じであるシステムにのみ適用可能であり、送受信で周波数が異なるシステムにおいては受信に用いた重み付けを送信にそのまま用いると周波数の差による位相誤差が発生するため、送信時に所望移動局へ正確に電力を放射できず、移動局でのＣＮＲを改善する十分な効果が得られない課題があった。
【０００５】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、送受信で周波数が異なるシステムにおいて正確に所望移動局への放射電力を増大させ、送信時のＣＮＲの改善を図ることで効率の良い移動体通信システムを実現できる基地局アンテナ装置を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る基地局アンテナ装置は、複数のアンテナと、前記アンテナを介し所望移動局と送受信で周波数の異なる信号の送受を行い、前記所望移動局と通信を行う送受信回路と、前記各アンテナでそれぞれ受信した、複数の伝播経路により前記所望移動局から到来した前記信号をそれぞれ分離する信号分離回路と、該信号分離回路により分離された前記信号の中の所望の信号群に対し同位相化処理を行なって、所定の重み付け処理と合成処理を行うように調整された受信用振幅位相調整回路と、前記信号分離回路で分離した信号の中で最も受信電力が大きい信号を選択する信号選択装置と、該信号選択装置が選択した前記信号のアンテナ間での到来遅延時間を測定し、前記アンテナ間の経路長差を計算し、該経路長差に基づいて送信周波数での前記アンテナ間の位相差を推定する遅延時間測定装置と、該遅延時間測定装置により推定した前記位相差をもとに、送信時に、送信用振幅位相調整回路での位相調整を、前記選択した信号について前記受信用振幅位相調整回路が同相合成する位相を調整することで行い、前記送信周波数での前記選択した信号の到来方向への送信を可能にする位相補償装置とを備えるようにしたものである。
【０００７】
この発明に係る基地局アンテナ装置は、複数のアンテナと、前記アンテナを介し所望移動局と送受信で周波数の異なる信号の送受を行い、前記所望移動局と通信を行う送受信回路と、前記各アンテナでそれぞれ受信した、複数の伝播経路により前記所望移動局から到来した前記信号をそれぞれ分離する信号分離回路と、該信号分離回路により分離された前記信号の中の所望の信号群に対し同位相化処理を行なって、所定の重み付け処理と合成処理を行うように調整された受信用振幅位相調整回路と、前記信号分離回路で分離した各信号についてアンテナ間での到来遅延時間を測定して各信号のアンテナ間の経路長差を計算し、さらに、前記各アンテナにおける信号間の遅延時間差を測定し、前記経路長差に基づいて送信周波数での前記各信号の前記アンテナ間の位相差を推定するとともに、前記測定した信号間の遅延時間差から前記送信周波数での信号間の位相差を推定する遅延時間測定装置と、該遅延時間測定装置による遅延時間の測定による位相推定と同時に、アンテナ間および信号間の受信位相を測定し、該測定結果をもとに送信周波数との位相誤差を推定する位相測定装置と、前記遅延時間測定装置により推定した前記送信周波数での前記位相差と、前記位相測定装置で推定した前記位相誤差をもとに、送信時に、前記送信周波数での前記信号の全てについて送信用振幅位相調整回路での位相調整を行う位相補償装置とを備えるようにしたものである。
【０００８】
この発明に係る基地局アンテナ装置は、複数のアンテナと、前記アンテナを介し所望移動局と送受信で周波数の異なる信号の送受を行い、前記所望移動局と通信を行う送受信回路と、前記各アンテナでそれぞれ受信した、複数の伝播経路により前記所望移動局から到来した前記信号をそれぞれ分離する信号分離回路と、該信号分離回路により分離された前記信号の中の所望の信号群に対し同位相化処理を行なって、所定の重み付け処理と合成処理を行うように調整された受信用振幅位相調整回路と、前記信号分離回路で分離した信号の中で最も受信電力が大きい信号を選択する信号選択装置と、該信号選択装置が選択した前記信号のアンテナ間での到来遅延時間を測定し、前記アンテナ間の経路長差を計算し、該経路長差に基づいて送信周波数での前記アンテナ間の位相差を推定する遅延時間測定装置と、該遅延時間測定装置による到来遅延時間の測定による位相推定と同時に、前記信号選択装置が選択した前記信号の前記アンテナ間および信号間の受信位相を測定し、該測定結果をもとに送信周波数との位相誤差を推定する位相測定装置と、前記遅延時間測定装置により推定した前記送信周波数での前記位相差と、前記位相測定装置で推定した前記位相誤差をもとに、送信時に送信周波数での前記選択した信号について送信用振幅位相調整回路での位相調整を行う位相補償装置とを備えるようにしたものである。
【０００９】
この発明に係る基地局アンテナ装置は、ダイバーシチ効果を十分得られるような間隔で配置された複数のアンテナと、前記アンテナを介して所望移動局と送受信で周波数の異なる信号の送受を行い、前記所望移動局と通信を行う送受信回路と、前記各アンテナでそれぞれ受信した複数の伝播経路により前記所望移動局から到来した前記信号をそれぞれ分離する信号分離回路と、該信号分離回路により分離された前記信号の中の所望の信号群に対し同位相化処理を行なって、所定の重み付け処理と合成処理を行うように調整された受信用振幅位相調整回路と、受信時のアンテナ出力レベルの最も大きいアンテナを前記複数のアンテナから送信用として選択するアンテナ選択手段と、該アンテナ選択手段により選択した前記アンテナのアンテナ入力に含まれる各信号の到来遅延時間差を測定し、前記測定した到来遅延時間差に基づいて送信周波数との位相差を推定する遅延時間測定装置と、
該遅延時間測定装置が、受信時に到来遅延時間差を測定して送信周波数との位相差を推定するのと同時に、各信号の受信位相を測定し、該測定結果をもとに前記送信周波数との位相誤差を推定する位相測定装置と、前記遅延時間測定装置による前記位相差の推定結果および前記位相測定装置による位相誤差の推定結果をもとに、前記アンテナ選択手段で選択したアンテナを使用する前記送信周波数での信号について送信用振幅位相調整回路の位相調整を行う位相補償装置とを備えるようにしたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態について説明する。
実施の形態１．
図１は、この実施の形態１の基地局アンテナ装置の構成を示すブロック図である。図１において、１はアンテナ、２は信号分離回路、３は受信用振幅位相調整回路、４は送受信回路、５は遅延時間測定装置（調整手段）、６は位相補償装置（調整手段）、７は送信用振幅位相調整回路である。
【００１１】
また、図２は、この実施の形態１の基地局アンテナ装置における受信の状態を示した概念図、図３は同様に送信の状態を示した概念図である。これらの図において、１２は基地局アンテナ装置、１３は基地局アンテナの放射特性の空間分布、１４は所望移動局、１５は反射物を表わしている。
また、図４は、アンテナ１間の経路長差を示す説明図である。
【００１２】
次に、動作について説明する。
図１に示すように、各アンテナ入力から信号分離回路２で各信号の成分を分離し、所望信号群のみを同相合成するように受信用振幅位相調整回路３を調整する。このとき、受信用振幅位相調整回路３の振幅成分をすべて一様とした場合には等利得合成ダイバーシチとなり、各アンテナ１での受信レベルに比例させ、所望信号電力対干渉電力を最大とした場合は最大比合成ダイバーシチとなる。
一方、信号分離回路２で分離した各信号のアンテナ１間での到来遅延時間差および各アンテナ１における信号間の遅延時間差を遅延時間測定装置５により測定し、さらに送信周波数における位相差を推定しておく。
【００１３】
図４に示すＸはアンテナ間の経路長の差であり、この距離に応じて周波数の差による位相誤差が発生する。この誤差を各信号について補償するために、受信時にアンテナ１間での到来時間の差を信号毎に検出する。このようにすることで、アンテナ１間の経路長差が以下の式（１）から計算できる。
【００１４】
Ｘ＝ｄｓｉｎθ＝Ｃ・τ ・・・・・・（１）
【００１５】
ここで、Ｃは光速、τはアンテナ間の遅延時間差、ｄはアンテナ間隔、θは到来角である。
経路長差が判明すれば、送信周波数での各アンテナ１間の位相差を次式（２）のように推定することが可能となる。
【００１６】
Δφ＝ｋＸ＝（２π／λ）Ｘ ・・・・・・（２）
【００１７】
ここで、Δφは位相差、ｋは波数、λは送信周波数の波長である。送受信で周波数が異なるとλに起因して位相差Δφが変化する。この位相誤差を補償するために、送信時には受信時に前記推定した位相差に基づき送信用振幅位相調整回路７の位相を調整することで正確に所望移動局１４へ放射でき、ＣＮＲを改善することができることから効率の良い通信を行うことが可能となる。
すなわち、図２および図３に示すように、受信時にすべてのパスからの信号を利用するのと同様に、送信時においても周波数差による位相誤差を補償してすべてのパスを利用することで、効率良く通信を行うことができる。
【００１８】
以上のように、この実施の形態１によれば、受信時において所望信号群を分離しそれぞれを同相合成するように受信用振幅位相調整回路３を調整することと並行して、受信時に分離した前記各信号のすべてにおいて前記送信周波数との位相差を推定し、送信時に前記送信周波数に応じて送信用振幅位相調整回路７の位相を調整することで、正確に所望移動局への放射を行うことができる。このように同じ情報を有する信号をすべて利用して送信を行うことで、効率の良い移動体通信システムを実現できる基地局アンテナ装置が得られる効果がある。
【００１９】
実施の形態２．
前記実施の形態１では、受信時に分離した各信号のすべての位相差を推定し、送信用振幅位相調整回路７を調整して送信を行うようにしたものであるが、この実施の形態２では受信電力が最大の信号のみを考慮する。
【００２０】
図５は、この実施の形態２における基地局アンテナ装置の構成を示すブロック図である。図５において図１と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。図５において、８は信号分離回路２で分離した信号の中で最も受信電力の大きい信号を選択する信号選択装置（調整手段）である。
また、図６はこの実施の形態２における基地局アンテナ装置の受信の状態を示す概念図、図７は送信の状態を示す概念図である。これらの図において図２および図３と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
【００２１】
次に、動作について説明する。
図５に示すように、受信においては前記実施の形態１と同様に、すべてのパスの所望信号を考慮して合成を行うが、送信においては信号分離回路２で分離した信号の中で最も受信電力の大きい信号を信号選択装置８により選択し、該選択した信号についてのみアンテナ１間の到来時間差を遅延時間測定装置５で測定する。この測定結果から前記選択した信号についての経路長差が判明するので、送信周波数において正確に前記選択した信号の到来方向に送信できるように送信用振幅位相調整回路７の位相を調整して送信を行う。
【００２２】
すなわち、この実施の形態２の基地局アンテナ装置は、信号分離回路２で分離した信号の中で最も受信電力が大きい信号を信号選択装置８で選択し、前記信号選択装置８で選択した前記信号のアンテナ１間での到来遅延時間を測定し、前記アンテナ１間の経路長差を計算し、該経路長差に基づいて送信周波数での前記アンテナ１間の位相差を遅延時間測定装置５で推定する。そして、該遅延時間測定装置５により推定した前記位相差をもとに、位相補償装置６は、送信時に送信用振幅位相調整回路７での位相調整を、前記選択した信号について、受信用振幅位相調整回路３が同相合成する位相を調整することで行い、前記送信周波数での前記選択した信号の到来方向への正確な送信を行う。
【００２３】
以上のように、この実施の形態２によれば、受信時は分離した信号をすべて利用して処理を行うが、送信においては受信電力の最も大きい信号のみを考慮するため、受信用振幅位相調整回路３の中の前記選択した信号を同相合成する振幅、位相だけを調整するように送信用振幅位相調整回路７を使用すればよいことから処理が簡易になり、一方向、つまり前記選択した信号の到来方向のみに強く放射することになることから不要な方向への放射を減少させることができ、また、移動局の移動にも影響を受けにくく、追従性に優れている基地局アンテナ装置が得られる効果がある。
【００２４】
実施の形態３．
前記実施の形態１では、遅延時間差に基づいて送信周波数における位相差を推定していたが、この実施の形態３では、より高精度の推定を行うために遅延時間差と同時に位相差も測定し、これら情報を用いて送信で用いる送信用振幅位相調整回路７の位相を調整する。
【００２５】
図８は、この実施の形態３における基地局アンテナ装置の構成を示すブロック図である。図８において図１と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。図８において９は遅延時間測定装置５の遅延時間の測定による位相推定と同時に、アンテナ１間および信号間の受信位相差を測定し、該測定結果をもとに送信周波数との位相誤差を推定する位相測定装置（調整手段）である。１６は遅延時間測定装置５により推定した送信周波数での位相差と、位相測定装置９で推定した前記位相誤差をもとに、送信時に、前記送信周波数での信号分離回路２で分離した前記信号について送信用振幅位相調整回路７での位相調整を行う位相補償装置（調整手段）である。
【００２６】
次に、動作について説明する。
この実施の形態３では、受信時における合成方法は前記実施の形態１と同様であるが、送信周波数との位相差を推定するために遅延時間測定による位相推定と同時に、アンテナ１間および信号間の受信位相差を位相測定装置９により直接測定し、それから送信周波数との位相誤差を次式から計算する。
【００２７】
Δφ1 ＝２π／λ1 ・Ｘ ・・・・・・（３）
【００２８】
Δφ2 ＝２π／λ2 ・Ｘ＝λ1 ／λ2 ・Δφ1 ・・・・・・（４）
【００２９】
ここで、Δφ１はアンテナ間の測定受信位相差、λ１は受信周波数の波長、Ｘは経路長差、Δφ２は推定された送信周波数での位相差、λ２は送信周波数の波長である。
そして、両方の推定結果を用いて最終的に送信用振幅位相調整回路７を調整することで、より精度の高い位相補償を行い正確に所望移動局への送信を可能とする。
【００３０】
以上のように、この実施の形態３では、送信時における位相補償を、遅延時間測定装置５の遅延時間の測定による位相推定と、位相測定装置９によるアンテナ１間および信号間の受信位相差の測定による送信周波数との位相誤差推定の二種類の手段により決定することで、より精度の高い送信周波数との位相誤差推定を行い、正確に所望移動局へ送信を行える移動体通信システムが実現できる基地局アンテナ装置が得られる効果がある。
【００３１】
実施の形態４．
前記実施の形態３においては、分離した所望信号群すべてを利用して送信するために各信号それぞれに対応する位相を調整する必要があった。そこで、この実施の形態４では、前記実施の形態３のように受信電力が最大の信号のみを考慮することで処理の簡易化を図る。
【００３２】
図９は、この実施の形態４における基地局アンテナ装置の構成を示すブロック図である。図９において図５および図８と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
この実施の形態４の基地局アンテナ装置は、前記実施の形態２の信号選択装置８を前記実施の形態３の構成に追加した構成である。
【００３３】
次に、動作について説明する。
図９において、受信については前記実施の形態１から前記実施の形態３までと同様にすべてのパスを考慮して合成を行う。さらに、信号選択装置８により受信電力が最大の信号を選択し、その信号についてアンテナ１間の遅延時間測定による位相推定と同時に、アンテナ１間の受信位相差を直接測定し、それから送信周波数との位相誤差を計算する。そして、これら両方の推定結果を用いて位相調整量を決定し、送信には受信用振幅位相調整回路３の中で前記選択した信号を同相合成する振幅および位相のみを調整し送信用振幅位相調整回路７に使用する。この結果、所望移動局への正確な送信が可能になる。
【００３４】
以上のように、この実施の形態４では受信時は分離した信号をすべて利用して処理を行うが、送信においては受信電力の最も大きい信号のみを考慮するため、受信用振幅位相調整回路３の中の前記選択した信号を同相合成する振幅および位相だけを調整して使用すればよいので処理が簡易になり、不要な方向への放射も減少でき、また、一方向に強く放射するために移動局の移動にも影響を受けにくく、追従性に優れた移動体通信システムを実現できる基地局アンテナ装置が得られる効果がある。
【００３５】
さらに、信号選択装置８により選択した信号についてのアンテナ１間の遅延時間測定による位相推定と、アンテナ１間の受信位相差の直接測定による送信周波数との位相誤差の推定との二種類の位相誤差推定方法を用いることで精度の高い位相補償を行うことができるので、より正確に所望移動局への送信が可能となる基地局アンテナ装置が得られる効果がある。
【００３６】
実施の形態５．
次に、この実施の形態５の基地局アンテナ装置について説明する。この実施の形態５の基地局アンテナ装置は、アンテナ間隔を大きく取り、ダイバーシチ効果が十分に得られるようにした場合の各アンテナ出力レベルを比較し、最大受信レベルのアンテナを用いて送信を行うものである。
【００３７】
図１０は、この実施の形態５の基地局アンテナ装置の構成を示すブロック図である。図１０において図１と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。図１０において、１０はアンテナ選択装置（アンテナ選択手段）、１１はアンテナ切替スイッチ（アンテナ選択手段）である。
【００３８】
次に、動作について説明する。
図１０に示すように、受信については前記実施の形態１から前記実施の形態４までと同様にすべてのパスを考慮して合成を行う。このとき、アンテナ１の間隔が大きいため各アンテナ１でのフェージングは独立であり、その受信レベルにはかなりばらつきがある。そこで、受信時にアンテナ出力レベルをアンテナ選択装置１０により比較し、最もレベルの大きいアンテナを送信用として選択する。
【００３９】
次に、遅延時間測定装置５により前記選択したアンテナの各信号の遅延時間差を測定し、送信周波数での位相差を推定し、位相補償装置６により送信用振幅位相調整回路７の位相を調整する。
そして、アンテナ切替スイッチ１１により送信に用いるアンテナを切り替えながら送信を行う。
【００４０】
以上のように、この実施の形態５によれば、アンテナ１の間隔を大きく取りダイバーシチ効果が十分に得られる場合には出力レベルの最も大きいアンテナのみを用いて送信を行うことで移動局におけるＣＮＲの改善を実現できる基地局アンテナ装置が得られる効果がある。
【００４１】
実施の形態６．
前記実施の形態５では、信号間の遅延時間差に基づいて送信周波数における位相差を推定していたが、この実施の形態６では、より高精度の推定を行うために前記実施の形態３で説明したように遅延時間差と同時に位相差も測定して双方の情報を用いて送信で用いる送信用振幅位相調整回路７の位相を調整する。
【００４２】
図１１は、この実施の形態６の基地局アンテナ装置の構成を示すブロック図である。なお、図１１において図８および図１０と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
【００４３】
次に、動作について説明する。
受信時における合成方法は前記実施の形態１から前記実施の形態５と同様である。このとき、アンテナ１の間隔が大きいため各アンテナ１でのフェージングは独立であり、その受信レベルにはかなりばらつきがある。そこで、受信時にアンテナ出力レベルをアンテナ選択装置１０により比較し、最も受信レベルの大きいアンテナを送信用として選択する。
【００４４】
そして、送信周波数との位相差を推定するために遅延時間測定装置５の遅延時間測定による位相推定と同時に、信号間の受信位相差を位相測定装置９により直接測定し、該測定結果から送信周波数との位相誤差を計算する。さらに、両方の推定結果を用いて最終的に送信用振幅位相調整回路７を調整することで、より精度の高い位相補償を行い、移動局でのＣＮＲの改善を図る。
【００４５】
以上のように、この実施の形態６によれば、アンテナ１の間隔を大きく取り、ダイバーシチ効果が十分に得られる場合には出力レベルの最も大きいアンテナのみを用いて送信を行うことで移動局におけるＣＮＲの改善を実現できる基地局アンテナ装置が得られる効果がある。
【００４６】
また、送信時における位相補償を、遅延時間測定装置５の遅延時間の測定による位相推定と、位相測定装置９による信号間の受信位相差の測定との二種類の手段により決定することで、より精度の高い位相誤差推定を行うことが可能な基地局アンテナ装置が得られる効果がある。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように、信号分離回路で分離した信号の中で最も受信電力が大きい信号を選択する信号選択装置を備え、前記信号選択装置が選択した前記信号のアンテナ間での到来遅延時間を測定し、前記アンテナ間の経路長差を計算し、該経路長差に基づいて送信周波数での前記アンテナ間の位相差を推定する遅延時間測定装置と、該遅延時間測定装置により推定した前記位相差をもとに、送信時に、送信用振幅位相調整回路での位相調整を、前記選択した信号について受信用振幅位相調整回路が同相合成する位相を調整することで行い、前記送信周波数での前記選択した信号の到来方向への送信を可能にする位相補償装置とを調整手段として備えるように構成したので、送受信で周波数が異なる場合において、受信時の受信電力の最も大きい信号のみを考慮して、受信用振幅位相調整回路の中の前記選択した信号を同相合成する振幅、位相だけを調整するように送信用振幅位相調整回路を使用すればよく、処理が簡易になり、一方向のみに強く放射することになることから不要な方向への放射を減少させることができ、また、移動局の移動にも影響を受けにくく、追従性を向上できる効果がある。
【００４８】
この発明によれば、遅延時間測定装置による遅延時間の測定による位相推定と同時に、アンテナ間および信号間の受信位相を測定し、該測定結果をもとに送信周波数との位相誤差を推定する位相測定装置と、前記遅延時間測定装置により推定した前記送信周波数での前記位相差と、前記位相測定装置で推定した前記位相誤差をもとに、送信時に、前記送信周波数での前記信号の全てについて送信用振幅位相調整回路での位相調整を行う位相補償装置とを調整手段として備えるように構成したので、送受信で周波数が異なる場合でも精度の高い送信周波数との位相誤差推定を行うことが可能となり、正確に所望移動局へ送信を行える移動体通信システムが実現できる効果がある。
【００４９】
この発明によれば、信号選択装置が選択した最も受信電力が大きい信号のアンテナ間での到来遅延時間を測定し、前記アンテナ間の経路長差を計算し、該経路長差に基づいて送信周波数での前記アンテナ間の位相差を推定する遅延時間測定装置と、該遅延時間測定装置による到来遅延時間の測定による位相推定と同時に、前記信号選択装置が選択した前記信号の前記アンテナ間および信号間の受信位相を測定し、該測定結果をもとに送信周波数との位相誤差を推定する位相測定装置と、前記遅延時間測定装置により推定した前記送信周波数での前記位相差と、前記位相測定装置で推定した前記位相誤差をもとに、送信時に送信周波数での前記選択した信号について送信用振幅位相調整回路での位相調整を行う位相補償装置とを調整手段として備えるように構成したので、送信においては受信電力の最も大きい信号のみを考慮することになり、受信用振幅位相調整回路の中の前記選択した信号を同相合成する振幅および位相だけを調整して使用すればよく、処理が簡易になり、不要な方向への放射も減少でき、また、一方向に強く放射するために移動局の移動にも影響を受けにくく、追従性に優れた移動体通信システムを実現でき、さらに、前記選択した信号についての前記アンテナ間の遅延時間測定による位相推定と、前記アンテナ間の受信位相差の直接測定による送信周波数との位相誤差の推定との二種類の位相誤差推定方法を用いるため、送受信で周波数が異なる場合でも精度の高い位相補償を行うことができ、より正確な所望移動局への送信が実現できる効果がある。
【００５０】
この発明によれば、遅延時間測定装置が、受信時に到来遅延時間差を測定して送信周波数との位相差を推定するのと同時に、各信号の受信位相を測定し、該測定結果をもとに前記送信周波数との位相誤差を推定する位相測定装置を備え、前記遅延時間測定装置による前記位相差の推定結果および前記位相測定装置による位相誤差の推定結果をもとに、アンテナ選択手段で選択したアンテナを使用する前記送信周波数での信号について位相補償装置が送信用振幅位相調整回路の位相調整を行うように構成したので、ダイバーシチ効果が十分に得られる場合の出力レベルの最も大きいアンテナのみを用いて送信を行うことによる移動局におけるＣＮＲの改善と、より精度の高い位相誤差推定を行うことが可能になり、送受信で周波数が異なる場合でも効率の良い移動体通信システムを実現できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１の基地局アンテナ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】 この発明の実施の形態１の基地局アンテナ装置における受信の状態を示した概念図である。
【図３】 この発明の実施の形態１の基地局アンテナ装置における送信の状態を示した概念図である。
【図４】 この発明の実施の形態１の基地局アンテナ装置におけるアンテナ間の経路長差を示す説明図である。
【図５】 この発明の実施の形態２の基地局アンテナ装置の構成を示すブロック図である。
【図６】 この発明の実施の形態２の基地局アンテナ装置における受信の状態を示した概念図である。
【図７】 この発明の実施の形態２の基地局アンテナ装置における送信の状態を示した概念図である。
【図８】 この発明の実施の形態３の基地局アンテナ装置の構成を示すブロック図である。
【図９】 この発明の実施の形態４の基地局アンテナ装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】 この発明の実施の形態５の基地局アンテナ装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】 この発明の実施の形態６の基地局アンテナ装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】 従来の基地局アンテナ装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ アンテナ、２ 信号分離回路、３ 受信用振幅位相調整回路、４ 送受信回路、５ 遅延時間測定装置（調整手段）、６ 位相補償装置（調整手段）、７ 送信用振幅位相調整回路、８ 信号選択装置（調整手段）、９ 位相測定装置（調整手段）、１０ アンテナ選択装置（アンテナ選択手段）、１１ アンテナ切替スイッチ（アンテナ選択手段）、１４ 所望移動局、１６ 位相補償装置（調整手段）。
【発明の属する技術分野】
この発明は，携帯電話や携帯情報端末と基地局との通信において基地局アンテナの放射パターンを送受信共に制御して通信品質の向上を実現する基地局アンテナ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１２は，ＩＥＩＣＥ Ｔｒａｎｓ．Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｖｏｌ.Ｅ８１−Ｂ，Ｎｏ．７，Ｊｕｌｙ，１９９８に開示された従来の基地局アンテナ装置を示すブロック図である。図１２において、１０１はアンテナ、１１６は整合フィルタ，１１７は遅延タップ線路、１１８は振幅位相調整器である。
【０００３】
次に、動作について説明する。
受信においてはアンテナ入力を整合フィルタ１１６と遅延タップ線路１１７に通すことでマルチパス信号をそれぞれ分離し、振幅位相調整器１１８によりそれらすべてを所定の重み付けにより同相合成することでＣＮＲの改善を図っている。
また、送信時には受信時に設定した重み付けをそのまま用いることで所望移動局へ正確に送信することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の基地局アンテナ装置は以上のように構成されていたので、送受信で周波数が同じであるシステムにのみ適用可能であり、送受信で周波数が異なるシステムにおいては受信に用いた重み付けを送信にそのまま用いると周波数の差による位相誤差が発生するため、送信時に所望移動局へ正確に電力を放射できず、移動局でのＣＮＲを改善する十分な効果が得られない課題があった。
【０００５】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、送受信で周波数が異なるシステムにおいて正確に所望移動局への放射電力を増大させ、送信時のＣＮＲの改善を図ることで効率の良い移動体通信システムを実現できる基地局アンテナ装置を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る基地局アンテナ装置は、複数のアンテナと、前記アンテナを介し所望移動局と送受信で周波数の異なる信号の送受を行い、前記所望移動局と通信を行う送受信回路と、前記各アンテナでそれぞれ受信した、複数の伝播経路により前記所望移動局から到来した前記信号をそれぞれ分離する信号分離回路と、該信号分離回路により分離された前記信号の中の所望の信号群に対し同位相化処理を行なって、所定の重み付け処理と合成処理を行うように調整された受信用振幅位相調整回路と、前記信号分離回路で分離した信号の中で最も受信電力が大きい信号を選択する信号選択装置と、該信号選択装置が選択した前記信号のアンテナ間での到来遅延時間を測定し、前記アンテナ間の経路長差を計算し、該経路長差に基づいて送信周波数での前記アンテナ間の位相差を推定する遅延時間測定装置と、該遅延時間測定装置により推定した前記位相差をもとに、送信時に、送信用振幅位相調整回路での位相調整を、前記選択した信号について前記受信用振幅位相調整回路が同相合成する位相を調整することで行い、前記送信周波数での前記選択した信号の到来方向への送信を可能にする位相補償装置とを備えるようにしたものである。
【０００７】
この発明に係る基地局アンテナ装置は、複数のアンテナと、前記アンテナを介し所望移動局と送受信で周波数の異なる信号の送受を行い、前記所望移動局と通信を行う送受信回路と、前記各アンテナでそれぞれ受信した、複数の伝播経路により前記所望移動局から到来した前記信号をそれぞれ分離する信号分離回路と、該信号分離回路により分離された前記信号の中の所望の信号群に対し同位相化処理を行なって、所定の重み付け処理と合成処理を行うように調整された受信用振幅位相調整回路と、前記信号分離回路で分離した各信号についてアンテナ間での到来遅延時間を測定して各信号のアンテナ間の経路長差を計算し、さらに、前記各アンテナにおける信号間の遅延時間差を測定し、前記経路長差に基づいて送信周波数での前記各信号の前記アンテナ間の位相差を推定するとともに、前記測定した信号間の遅延時間差から前記送信周波数での信号間の位相差を推定する遅延時間測定装置と、該遅延時間測定装置による遅延時間の測定による位相推定と同時に、アンテナ間および信号間の受信位相を測定し、該測定結果をもとに送信周波数との位相誤差を推定する位相測定装置と、前記遅延時間測定装置により推定した前記送信周波数での前記位相差と、前記位相測定装置で推定した前記位相誤差をもとに、送信時に、前記送信周波数での前記信号の全てについて送信用振幅位相調整回路での位相調整を行う位相補償装置とを備えるようにしたものである。
【０００８】
この発明に係る基地局アンテナ装置は、複数のアンテナと、前記アンテナを介し所望移動局と送受信で周波数の異なる信号の送受を行い、前記所望移動局と通信を行う送受信回路と、前記各アンテナでそれぞれ受信した、複数の伝播経路により前記所望移動局から到来した前記信号をそれぞれ分離する信号分離回路と、該信号分離回路により分離された前記信号の中の所望の信号群に対し同位相化処理を行なって、所定の重み付け処理と合成処理を行うように調整された受信用振幅位相調整回路と、前記信号分離回路で分離した信号の中で最も受信電力が大きい信号を選択する信号選択装置と、該信号選択装置が選択した前記信号のアンテナ間での到来遅延時間を測定し、前記アンテナ間の経路長差を計算し、該経路長差に基づいて送信周波数での前記アンテナ間の位相差を推定する遅延時間測定装置と、該遅延時間測定装置による到来遅延時間の測定による位相推定と同時に、前記信号選択装置が選択した前記信号の前記アンテナ間および信号間の受信位相を測定し、該測定結果をもとに送信周波数との位相誤差を推定する位相測定装置と、前記遅延時間測定装置により推定した前記送信周波数での前記位相差と、前記位相測定装置で推定した前記位相誤差をもとに、送信時に送信周波数での前記選択した信号について送信用振幅位相調整回路での位相調整を行う位相補償装置とを備えるようにしたものである。
【０００９】
この発明に係る基地局アンテナ装置は、ダイバーシチ効果を十分得られるような間隔で配置された複数のアンテナと、前記アンテナを介して所望移動局と送受信で周波数の異なる信号の送受を行い、前記所望移動局と通信を行う送受信回路と、前記各アンテナでそれぞれ受信した複数の伝播経路により前記所望移動局から到来した前記信号をそれぞれ分離する信号分離回路と、該信号分離回路により分離された前記信号の中の所望の信号群に対し同位相化処理を行なって、所定の重み付け処理と合成処理を行うように調整された受信用振幅位相調整回路と、受信時のアンテナ出力レベルの最も大きいアンテナを前記複数のアンテナから送信用として選択するアンテナ選択手段と、該アンテナ選択手段により選択した前記アンテナのアンテナ入力に含まれる各信号の到来遅延時間差を測定し、前記測定した到来遅延時間差に基づいて送信周波数との位相差を推定する遅延時間測定装置と、
該遅延時間測定装置が、受信時に到来遅延時間差を測定して送信周波数との位相差を推定するのと同時に、各信号の受信位相を測定し、該測定結果をもとに前記送信周波数との位相誤差を推定する位相測定装置と、前記遅延時間測定装置による前記位相差の推定結果および前記位相測定装置による位相誤差の推定結果をもとに、前記アンテナ選択手段で選択したアンテナを使用する前記送信周波数での信号について送信用振幅位相調整回路の位相調整を行う位相補償装置とを備えるようにしたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態について説明する。
実施の形態１．
図１は、この実施の形態１の基地局アンテナ装置の構成を示すブロック図である。図１において、１はアンテナ、２は信号分離回路、３は受信用振幅位相調整回路、４は送受信回路、５は遅延時間測定装置（調整手段）、６は位相補償装置（調整手段）、７は送信用振幅位相調整回路である。
【００１１】
また、図２は、この実施の形態１の基地局アンテナ装置における受信の状態を示した概念図、図３は同様に送信の状態を示した概念図である。これらの図において、１２は基地局アンテナ装置、１３は基地局アンテナの放射特性の空間分布、１４は所望移動局、１５は反射物を表わしている。
また、図４は、アンテナ１間の経路長差を示す説明図である。
【００１２】
次に、動作について説明する。
図１に示すように、各アンテナ入力から信号分離回路２で各信号の成分を分離し、所望信号群のみを同相合成するように受信用振幅位相調整回路３を調整する。このとき、受信用振幅位相調整回路３の振幅成分をすべて一様とした場合には等利得合成ダイバーシチとなり、各アンテナ１での受信レベルに比例させ、所望信号電力対干渉電力を最大とした場合は最大比合成ダイバーシチとなる。
一方、信号分離回路２で分離した各信号のアンテナ１間での到来遅延時間差および各アンテナ１における信号間の遅延時間差を遅延時間測定装置５により測定し、さらに送信周波数における位相差を推定しておく。
【００１３】
図４に示すＸはアンテナ間の経路長の差であり、この距離に応じて周波数の差による位相誤差が発生する。この誤差を各信号について補償するために、受信時にアンテナ１間での到来時間の差を信号毎に検出する。このようにすることで、アンテナ１間の経路長差が以下の式（１）から計算できる。
【００１４】
Ｘ＝ｄｓｉｎθ＝Ｃ・τ ・・・・・・（１）
【００１５】
ここで、Ｃは光速、τはアンテナ間の遅延時間差、ｄはアンテナ間隔、θは到来角である。
経路長差が判明すれば、送信周波数での各アンテナ１間の位相差を次式（２）のように推定することが可能となる。
【００１６】
Δφ＝ｋＸ＝（２π／λ）Ｘ ・・・・・・（２）
【００１７】
ここで、Δφは位相差、ｋは波数、λは送信周波数の波長である。送受信で周波数が異なるとλに起因して位相差Δφが変化する。この位相誤差を補償するために、送信時には受信時に前記推定した位相差に基づき送信用振幅位相調整回路７の位相を調整することで正確に所望移動局１４へ放射でき、ＣＮＲを改善することができることから効率の良い通信を行うことが可能となる。
すなわち、図２および図３に示すように、受信時にすべてのパスからの信号を利用するのと同様に、送信時においても周波数差による位相誤差を補償してすべてのパスを利用することで、効率良く通信を行うことができる。
【００１８】
以上のように、この実施の形態１によれば、受信時において所望信号群を分離しそれぞれを同相合成するように受信用振幅位相調整回路３を調整することと並行して、受信時に分離した前記各信号のすべてにおいて前記送信周波数との位相差を推定し、送信時に前記送信周波数に応じて送信用振幅位相調整回路７の位相を調整することで、正確に所望移動局への放射を行うことができる。このように同じ情報を有する信号をすべて利用して送信を行うことで、効率の良い移動体通信システムを実現できる基地局アンテナ装置が得られる効果がある。
【００１９】
実施の形態２．
前記実施の形態１では、受信時に分離した各信号のすべての位相差を推定し、送信用振幅位相調整回路７を調整して送信を行うようにしたものであるが、この実施の形態２では受信電力が最大の信号のみを考慮する。
【００２０】
図５は、この実施の形態２における基地局アンテナ装置の構成を示すブロック図である。図５において図１と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。図５において、８は信号分離回路２で分離した信号の中で最も受信電力の大きい信号を選択する信号選択装置（調整手段）である。
また、図６はこの実施の形態２における基地局アンテナ装置の受信の状態を示す概念図、図７は送信の状態を示す概念図である。これらの図において図２および図３と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
【００２１】
次に、動作について説明する。
図５に示すように、受信においては前記実施の形態１と同様に、すべてのパスの所望信号を考慮して合成を行うが、送信においては信号分離回路２で分離した信号の中で最も受信電力の大きい信号を信号選択装置８により選択し、該選択した信号についてのみアンテナ１間の到来時間差を遅延時間測定装置５で測定する。この測定結果から前記選択した信号についての経路長差が判明するので、送信周波数において正確に前記選択した信号の到来方向に送信できるように送信用振幅位相調整回路７の位相を調整して送信を行う。
【００２２】
すなわち、この実施の形態２の基地局アンテナ装置は、信号分離回路２で分離した信号の中で最も受信電力が大きい信号を信号選択装置８で選択し、前記信号選択装置８で選択した前記信号のアンテナ１間での到来遅延時間を測定し、前記アンテナ１間の経路長差を計算し、該経路長差に基づいて送信周波数での前記アンテナ１間の位相差を遅延時間測定装置５で推定する。そして、該遅延時間測定装置５により推定した前記位相差をもとに、位相補償装置６は、送信時に送信用振幅位相調整回路７での位相調整を、前記選択した信号について、受信用振幅位相調整回路３が同相合成する位相を調整することで行い、前記送信周波数での前記選択した信号の到来方向への正確な送信を行う。
【００２３】
以上のように、この実施の形態２によれば、受信時は分離した信号をすべて利用して処理を行うが、送信においては受信電力の最も大きい信号のみを考慮するため、受信用振幅位相調整回路３の中の前記選択した信号を同相合成する振幅、位相だけを調整するように送信用振幅位相調整回路７を使用すればよいことから処理が簡易になり、一方向、つまり前記選択した信号の到来方向のみに強く放射することになることから不要な方向への放射を減少させることができ、また、移動局の移動にも影響を受けにくく、追従性に優れている基地局アンテナ装置が得られる効果がある。
【００２４】
実施の形態３．
前記実施の形態１では、遅延時間差に基づいて送信周波数における位相差を推定していたが、この実施の形態３では、より高精度の推定を行うために遅延時間差と同時に位相差も測定し、これら情報を用いて送信で用いる送信用振幅位相調整回路７の位相を調整する。
【００２５】
図８は、この実施の形態３における基地局アンテナ装置の構成を示すブロック図である。図８において図１と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。図８において９は遅延時間測定装置５の遅延時間の測定による位相推定と同時に、アンテナ１間および信号間の受信位相差を測定し、該測定結果をもとに送信周波数との位相誤差を推定する位相測定装置（調整手段）である。１６は遅延時間測定装置５により推定した送信周波数での位相差と、位相測定装置９で推定した前記位相誤差をもとに、送信時に、前記送信周波数での信号分離回路２で分離した前記信号について送信用振幅位相調整回路７での位相調整を行う位相補償装置（調整手段）である。
【００２６】
次に、動作について説明する。
この実施の形態３では、受信時における合成方法は前記実施の形態１と同様であるが、送信周波数との位相差を推定するために遅延時間測定による位相推定と同時に、アンテナ１間および信号間の受信位相差を位相測定装置９により直接測定し、それから送信周波数との位相誤差を次式から計算する。
【００２７】
Δφ1 ＝２π／λ1 ・Ｘ ・・・・・・（３）
【００２８】
Δφ2 ＝２π／λ2 ・Ｘ＝λ1 ／λ2 ・Δφ1 ・・・・・・（４）
【００２９】
ここで、Δφ１はアンテナ間の測定受信位相差、λ１は受信周波数の波長、Ｘは経路長差、Δφ２は推定された送信周波数での位相差、λ２は送信周波数の波長である。
そして、両方の推定結果を用いて最終的に送信用振幅位相調整回路７を調整することで、より精度の高い位相補償を行い正確に所望移動局への送信を可能とする。
【００３０】
以上のように、この実施の形態３では、送信時における位相補償を、遅延時間測定装置５の遅延時間の測定による位相推定と、位相測定装置９によるアンテナ１間および信号間の受信位相差の測定による送信周波数との位相誤差推定の二種類の手段により決定することで、より精度の高い送信周波数との位相誤差推定を行い、正確に所望移動局へ送信を行える移動体通信システムが実現できる基地局アンテナ装置が得られる効果がある。
【００３１】
実施の形態４．
前記実施の形態３においては、分離した所望信号群すべてを利用して送信するために各信号それぞれに対応する位相を調整する必要があった。そこで、この実施の形態４では、前記実施の形態３のように受信電力が最大の信号のみを考慮することで処理の簡易化を図る。
【００３２】
図９は、この実施の形態４における基地局アンテナ装置の構成を示すブロック図である。図９において図５および図８と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
この実施の形態４の基地局アンテナ装置は、前記実施の形態２の信号選択装置８を前記実施の形態３の構成に追加した構成である。
【００３３】
次に、動作について説明する。
図９において、受信については前記実施の形態１から前記実施の形態３までと同様にすべてのパスを考慮して合成を行う。さらに、信号選択装置８により受信電力が最大の信号を選択し、その信号についてアンテナ１間の遅延時間測定による位相推定と同時に、アンテナ１間の受信位相差を直接測定し、それから送信周波数との位相誤差を計算する。そして、これら両方の推定結果を用いて位相調整量を決定し、送信には受信用振幅位相調整回路３の中で前記選択した信号を同相合成する振幅および位相のみを調整し送信用振幅位相調整回路７に使用する。この結果、所望移動局への正確な送信が可能になる。
【００３４】
以上のように、この実施の形態４では受信時は分離した信号をすべて利用して処理を行うが、送信においては受信電力の最も大きい信号のみを考慮するため、受信用振幅位相調整回路３の中の前記選択した信号を同相合成する振幅および位相だけを調整して使用すればよいので処理が簡易になり、不要な方向への放射も減少でき、また、一方向に強く放射するために移動局の移動にも影響を受けにくく、追従性に優れた移動体通信システムを実現できる基地局アンテナ装置が得られる効果がある。
【００３５】
さらに、信号選択装置８により選択した信号についてのアンテナ１間の遅延時間測定による位相推定と、アンテナ１間の受信位相差の直接測定による送信周波数との位相誤差の推定との二種類の位相誤差推定方法を用いることで精度の高い位相補償を行うことができるので、より正確に所望移動局への送信が可能となる基地局アンテナ装置が得られる効果がある。
【００３６】
実施の形態５．
次に、この実施の形態５の基地局アンテナ装置について説明する。この実施の形態５の基地局アンテナ装置は、アンテナ間隔を大きく取り、ダイバーシチ効果が十分に得られるようにした場合の各アンテナ出力レベルを比較し、最大受信レベルのアンテナを用いて送信を行うものである。
【００３７】
図１０は、この実施の形態５の基地局アンテナ装置の構成を示すブロック図である。図１０において図１と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。図１０において、１０はアンテナ選択装置（アンテナ選択手段）、１１はアンテナ切替スイッチ（アンテナ選択手段）である。
【００３８】
次に、動作について説明する。
図１０に示すように、受信については前記実施の形態１から前記実施の形態４までと同様にすべてのパスを考慮して合成を行う。このとき、アンテナ１の間隔が大きいため各アンテナ１でのフェージングは独立であり、その受信レベルにはかなりばらつきがある。そこで、受信時にアンテナ出力レベルをアンテナ選択装置１０により比較し、最もレベルの大きいアンテナを送信用として選択する。
【００３９】
次に、遅延時間測定装置５により前記選択したアンテナの各信号の遅延時間差を測定し、送信周波数での位相差を推定し、位相補償装置６により送信用振幅位相調整回路７の位相を調整する。
そして、アンテナ切替スイッチ１１により送信に用いるアンテナを切り替えながら送信を行う。
【００４０】
以上のように、この実施の形態５によれば、アンテナ１の間隔を大きく取りダイバーシチ効果が十分に得られる場合には出力レベルの最も大きいアンテナのみを用いて送信を行うことで移動局におけるＣＮＲの改善を実現できる基地局アンテナ装置が得られる効果がある。
【００４１】
実施の形態６．
前記実施の形態５では、信号間の遅延時間差に基づいて送信周波数における位相差を推定していたが、この実施の形態６では、より高精度の推定を行うために前記実施の形態３で説明したように遅延時間差と同時に位相差も測定して双方の情報を用いて送信で用いる送信用振幅位相調整回路７の位相を調整する。
【００４２】
図１１は、この実施の形態６の基地局アンテナ装置の構成を示すブロック図である。なお、図１１において図８および図１０と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
【００４３】
次に、動作について説明する。
受信時における合成方法は前記実施の形態１から前記実施の形態５と同様である。このとき、アンテナ１の間隔が大きいため各アンテナ１でのフェージングは独立であり、その受信レベルにはかなりばらつきがある。そこで、受信時にアンテナ出力レベルをアンテナ選択装置１０により比較し、最も受信レベルの大きいアンテナを送信用として選択する。
【００４４】
そして、送信周波数との位相差を推定するために遅延時間測定装置５の遅延時間測定による位相推定と同時に、信号間の受信位相差を位相測定装置９により直接測定し、該測定結果から送信周波数との位相誤差を計算する。さらに、両方の推定結果を用いて最終的に送信用振幅位相調整回路７を調整することで、より精度の高い位相補償を行い、移動局でのＣＮＲの改善を図る。
【００４５】
以上のように、この実施の形態６によれば、アンテナ１の間隔を大きく取り、ダイバーシチ効果が十分に得られる場合には出力レベルの最も大きいアンテナのみを用いて送信を行うことで移動局におけるＣＮＲの改善を実現できる基地局アンテナ装置が得られる効果がある。
【００４６】
また、送信時における位相補償を、遅延時間測定装置５の遅延時間の測定による位相推定と、位相測定装置９による信号間の受信位相差の測定との二種類の手段により決定することで、より精度の高い位相誤差推定を行うことが可能な基地局アンテナ装置が得られる効果がある。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように、信号分離回路で分離した信号の中で最も受信電力が大きい信号を選択する信号選択装置を備え、前記信号選択装置が選択した前記信号のアンテナ間での到来遅延時間を測定し、前記アンテナ間の経路長差を計算し、該経路長差に基づいて送信周波数での前記アンテナ間の位相差を推定する遅延時間測定装置と、該遅延時間測定装置により推定した前記位相差をもとに、送信時に、送信用振幅位相調整回路での位相調整を、前記選択した信号について受信用振幅位相調整回路が同相合成する位相を調整することで行い、前記送信周波数での前記選択した信号の到来方向への送信を可能にする位相補償装置とを調整手段として備えるように構成したので、送受信で周波数が異なる場合において、受信時の受信電力の最も大きい信号のみを考慮して、受信用振幅位相調整回路の中の前記選択した信号を同相合成する振幅、位相だけを調整するように送信用振幅位相調整回路を使用すればよく、処理が簡易になり、一方向のみに強く放射することになることから不要な方向への放射を減少させることができ、また、移動局の移動にも影響を受けにくく、追従性を向上できる効果がある。
【００４８】
この発明によれば、遅延時間測定装置による遅延時間の測定による位相推定と同時に、アンテナ間および信号間の受信位相を測定し、該測定結果をもとに送信周波数との位相誤差を推定する位相測定装置と、前記遅延時間測定装置により推定した前記送信周波数での前記位相差と、前記位相測定装置で推定した前記位相誤差をもとに、送信時に、前記送信周波数での前記信号の全てについて送信用振幅位相調整回路での位相調整を行う位相補償装置とを調整手段として備えるように構成したので、送受信で周波数が異なる場合でも精度の高い送信周波数との位相誤差推定を行うことが可能となり、正確に所望移動局へ送信を行える移動体通信システムが実現できる効果がある。
【００４９】
この発明によれば、信号選択装置が選択した最も受信電力が大きい信号のアンテナ間での到来遅延時間を測定し、前記アンテナ間の経路長差を計算し、該経路長差に基づいて送信周波数での前記アンテナ間の位相差を推定する遅延時間測定装置と、該遅延時間測定装置による到来遅延時間の測定による位相推定と同時に、前記信号選択装置が選択した前記信号の前記アンテナ間および信号間の受信位相を測定し、該測定結果をもとに送信周波数との位相誤差を推定する位相測定装置と、前記遅延時間測定装置により推定した前記送信周波数での前記位相差と、前記位相測定装置で推定した前記位相誤差をもとに、送信時に送信周波数での前記選択した信号について送信用振幅位相調整回路での位相調整を行う位相補償装置とを調整手段として備えるように構成したので、送信においては受信電力の最も大きい信号のみを考慮することになり、受信用振幅位相調整回路の中の前記選択した信号を同相合成する振幅および位相だけを調整して使用すればよく、処理が簡易になり、不要な方向への放射も減少でき、また、一方向に強く放射するために移動局の移動にも影響を受けにくく、追従性に優れた移動体通信システムを実現でき、さらに、前記選択した信号についての前記アンテナ間の遅延時間測定による位相推定と、前記アンテナ間の受信位相差の直接測定による送信周波数との位相誤差の推定との二種類の位相誤差推定方法を用いるため、送受信で周波数が異なる場合でも精度の高い位相補償を行うことができ、より正確な所望移動局への送信が実現できる効果がある。
【００５０】
この発明によれば、遅延時間測定装置が、受信時に到来遅延時間差を測定して送信周波数との位相差を推定するのと同時に、各信号の受信位相を測定し、該測定結果をもとに前記送信周波数との位相誤差を推定する位相測定装置を備え、前記遅延時間測定装置による前記位相差の推定結果および前記位相測定装置による位相誤差の推定結果をもとに、アンテナ選択手段で選択したアンテナを使用する前記送信周波数での信号について位相補償装置が送信用振幅位相調整回路の位相調整を行うように構成したので、ダイバーシチ効果が十分に得られる場合の出力レベルの最も大きいアンテナのみを用いて送信を行うことによる移動局におけるＣＮＲの改善と、より精度の高い位相誤差推定を行うことが可能になり、送受信で周波数が異なる場合でも効率の良い移動体通信システムを実現できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１の基地局アンテナ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】 この発明の実施の形態１の基地局アンテナ装置における受信の状態を示した概念図である。
【図３】 この発明の実施の形態１の基地局アンテナ装置における送信の状態を示した概念図である。
【図４】 この発明の実施の形態１の基地局アンテナ装置におけるアンテナ間の経路長差を示す説明図である。
【図５】 この発明の実施の形態２の基地局アンテナ装置の構成を示すブロック図である。
【図６】 この発明の実施の形態２の基地局アンテナ装置における受信の状態を示した概念図である。
【図７】 この発明の実施の形態２の基地局アンテナ装置における送信の状態を示した概念図である。
【図８】 この発明の実施の形態３の基地局アンテナ装置の構成を示すブロック図である。
【図９】 この発明の実施の形態４の基地局アンテナ装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】 この発明の実施の形態５の基地局アンテナ装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】 この発明の実施の形態６の基地局アンテナ装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】 従来の基地局アンテナ装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ アンテナ、２ 信号分離回路、３ 受信用振幅位相調整回路、４ 送受信回路、５ 遅延時間測定装置（調整手段）、６ 位相補償装置（調整手段）、７ 送信用振幅位相調整回路、８ 信号選択装置（調整手段）、９ 位相測定装置（調整手段）、１０ アンテナ選択装置（アンテナ選択手段）、１１ アンテナ切替スイッチ（アンテナ選択手段）、１４ 所望移動局、１６ 位相補償装置（調整手段）。
Claims (4)
- 複数のアンテナと、
前記アンテナを介し所望移動局と送受信で周波数の異なる信号の送受を行い、前記所望移動局と通信を行う送受信回路と、
前記各アンテナでそれぞれ受信した、複数の伝播経路により前記所望移動局から到来した前記信号をそれぞれ分離する信号分離回路と、
該信号分離回路により分離された前記信号の中の所望の信号群に対し同位相化処理を行なって、所定の重み付け処理と合成処理を行うように調整された受信用振幅位相調整回路と、
前記信号分離回路で分離した信号の中で最も受信電力が大きい信号を選択する信号選択装置と、
該信号選択装置が選択した前記信号のアンテナ間での到来遅延時間を測定し、前記アンテナ間の経路長差を計算し、該経路長差に基づいて送信周波数での前記アンテナ間の位相差を推定する遅延時間測定装置と、
該遅延時間測定装置により推定した前記位相差をもとに、送信時に、送信用振幅位相調整回路での位相調整を、前記選択した信号について前記受信用振幅位相調整回路が同相合成する位相を調整することで行い、前記送信周波数での前記選択した信号の到来方向への送信を可能にする位相補償装置と、
を備えた基地局アンテナ装置。 - 複数のアンテナと、
前記アンテナを介し所望移動局と送受信で周波数の異なる信号の送受を行い、前記所望移動局と通信を行う送受信回路と、
前記各アンテナでそれぞれ受信した、複数の伝播経路により前記所望移動局から到来した前記信号をそれぞれ分離する信号分離回路と、
該信号分離回路により分離された前記信号の中の所望の信号群に対し同位相化処理を行なって、所定の重み付け処理と合成処理を行うように調整された受信用振幅位相調整回路と、
前記信号分離回路で分離した各信号についてアンテナ間での到来遅延時間を測定して各信号のアンテナ間の経路長差を計算し、さらに、前記各アンテナにおける信号間の遅延時間差を測定し、前記経路長差に基づいて送信周波数での前記各信号の前記アンテナ間の位相差を推定するとともに、前記測定した信号間の遅延時間差から前記送信周波数での信号間の位相差を推定する遅延時間測定装置と、
該遅延時間測定装置による遅延時間の測定による位相推定と同時に、アンテナ間および信号間の受信位相を測定し、該測定結果をもとに送信周波数との位相誤差を推定する位相測定装置と、
前記遅延時間測定装置により推定した前記送信周波数での前記位相差と、前記位相測定装置で推定した前記位相誤差をもとに、送信時に、前記送信周波数での前記信号の全てについて送信用振幅位相調整回路での位相調整を行う位相補償装置と、
を備えた基地局アンテナ装置。 - 複数のアンテナと、
前記アンテナを介し所望移動局と送受信で周波数の異なる信号の送受を行い、前記所望移動局と通信を行う送受信回路と、
前記各アンテナでそれぞれ受信した、複数の伝播経路により前記所望移動局から到来した前記信号をそれぞれ分離する信号分離回路と、
該信号分離回路により分離された前記信号の中の所望の信号群に対し同位相化処理を行なって、所定の重み付け処理と合成処理を行うように調整された受信用振幅位相調整回路と、
前記信号分離回路で分離した信号の中で最も受信電力が大きい信号を選択する信号選択 装置と、
該信号選択装置が選択した前記信号のアンテナ間での到来遅延時間を測定し、前記アンテナ間の経路長差を計算し、該経路長差に基づいて送信周波数での前記アンテナ間の位相差を推定する遅延時間測定装置と、
該遅延時間測定装置による到来遅延時間の測定による位相推定と同時に、前記信号選択装置が選択した前記信号の前記アンテナ間および信号間の受信位相を測定し、該測定結果をもとに送信周波数との位相誤差を推定する位相測定装置と、
前記遅延時間測定装置により推定した前記送信周波数での前記位相差と、前記位相測定装置で推定した前記位相誤差をもとに、送信時に送信周波数での前記選択した信号について送信用振幅位相調整回路での位相調整を行う位相補償装置と、
を備えた基地局アンテナ装置。 - ダイバーシチ効果を十分得られるような間隔で配置された複数のアンテナと、
前記アンテナを介して所望移動局と送受信で周波数の異なる信号の送受を行い、前記所望移動局と通信を行う送受信回路と、
前記各アンテナでそれぞれ受信した複数の伝播経路により前記所望移動局から到来した前記信号をそれぞれ分離する信号分離回路と、
該信号分離回路により分離された前記信号の中の所望の信号群に対し同位相化処理を行なって、所定の重み付け処理と合成処理を行うように調整された受信用振幅位相調整回路と、
受信時のアンテナ出力レベルの最も大きいアンテナを前記複数のアンテナから送信用として選択するアンテナ選択手段と、
該アンテナ選択手段により選択した前記アンテナのアンテナ入力に含まれる各信号の到来遅延時間差を測定し、前記測定した到来遅延時間差に基づいて送信周波数との位相差を推定する遅延時間測定装置と、
該遅延時間測定装置が、受信時に到来遅延時間差を測定して送信周波数との位相差を推定するのと同時に、各信号の受信位相を測定し、該測定結果をもとに前記送信周波数との位相誤差を推定する位相測定装置と、
前記遅延時間測定装置による前記位相差の推定結果および前記位相測定装置による位相誤差の推定結果をもとに、前記アンテナ選択手段で選択したアンテナを使用する前記送信周波数での信号について送信用振幅位相調整回路の位相調整を行う位相補償装置と、
を備えた基地局アンテナ装置。
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