JPH03239019A

JPH03239019A - 一周波数交互通信方式におけるダイバーシチ回路

Info

Publication number: JPH03239019A
Application number: JP2035578A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Kondo; 靖近藤; Keisuke Suwa; 諏訪　敬祐
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1990-02-16
Filing date: 1990-02-16
Publication date: 1991-10-24

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、基地局と移動局との間で単一周波数の信号を
交互に送受信する移動通信用の一周波数交互通信方式に
おいて、基地局で受信ダイバーシチおよび送信ダイバー
シチを実現して通信品質の改善を図るダイバーシチ回路
に関する。

〔従来の技術〕

第３図は、基地局と移動局との間で単一周波数の信号を
交互に送受信する移動通信用の一周波数交互通信方式を
説明する概念図である。

図において、基地局４１は、ダイバーシチ用に複数（こ
こでは２本）の送受信兼用のアンテナ４３、．４３□と
、１台の受信機と、１台の送信機とを有する。移動局４
５は、小型化のために１本の送受信兼用のアンテナ４７
と、１台の受信機と、１台の送信機とを有する。

基地局４１のアンテナ４３１あるいはアンテナ４３、か
ら送信される搬送波周波数ｆの信号は、移動局４５のア
ンテナ４７に受信される。また、移動局４５のアンテナ
４７から送信される搬送波周波数ｆの信号は、基地局４
１のアンテナ４３゜およびアンテナ４３□に受信され、
その一方が選択される。すなわち、基地局４１では複数
のアンテナの受信レベルの中で、それが最大となるアン
テナからの受信信号を選択する選択ダイバーシチが行わ
れる構成である。

なお、基地局４１と移動局４５が単一周波数で双方向の
通信を行う一周波数交互通信方式は、第４図に示すよう
に、所定の送信時間Ｔで交互に送信するブレストーク通
信である。ここで、移動局４５から基地局４１に対する
信号を上り信号とし、基地局４１から移動局４５に対す
る信号を下り信号とする。

第５図は、基地局および移動局の要部構成を示すブロッ
ク図である。なお、（ａ）は基地局を示し、（ロ）は移
動局を示す。

図において、基地局では、符号器５１が接続される送信
機５２および復号器５３が接続される受信機５４には、
スイッチ制御回路５５により切り換え制御される高周波
スイッチ５６．５７を介してアンテナ５８Ｉ、５８□が
接続される。移動局では、符号器６１が接続される送信
機６２および復号器６３が接続される受信機６４には、
スイッチ制御回路６５により切り換え制御される高周波
スイッチ６６を介してアンテナ６８が接続される。

なお、高周波スイッチ５６．６６は送受信切り換え制御
信号に応じて切り換えられ、高周波スイッチ５７はアン
テナ切り換え制御信号により切り換えられる。

ここで、移動局が送信する上り信号の送信時間Ｔ内では
、移動局の高周波スイッチ６６は送信機６２側に、基地
局の高周波スイッチ５６は受信機５４側に切り換えられ
る。また、基地局が送信する下り信号の送信時間Ｔ内で
は、基地局の高周波スイッチ５６は送信機５２側に、移
動局の高周波スイッチ６６は受信機６４側に切り換えら
れる。

また、基地局の高周波スイッチ５７は、各アンテナ５８
．．５Ｂ□に受信される信号の受信レベルが大きい方に
切り換えられる。

以下、高周波スイッチ５７の切り換え動作について説明
する。

第６図は、一つの信号区間内で送受信される上り信号お
よび下り信号のフレーム構成を示す。

上り信号および下り信号の信号長は送信時間Ｔに対応し
、プリアンプル信号、情報信号およびポストアンブル信
号により構成される。なお、プリアンプル信号およびポ
ストアンブル信号には、送信情報は含まれない。

基地局では、上り信号のプリアンプル信号の受信時間り
内で、スイッチ制御回路５５が高周波スイッチ５７を交
互に切り換え、゛受信機５４で検出された各受信レベル
の大きい方のアンテナを選択する受信ダイバーシチが行
われる。

一方、移動局のアンテナは一つであるので、基地局側で
適するアンテナを選択する送信ダイノクーシチが行われ
る。すなわち、基地局では、上り信号のポストアンブル
信号の受信時間ｉ内で、スイッチ制御回路５５が高周波
スイッチ５７を交互に切り換え、各受信レベルを検出し
てその大きむ１方のアンテナを選択する。なお、この送
信ダイノく一シチは、上り信号に続く下り信号について
、フェージングの変動が緩慢である条件のもとで伝搬路
の相関が十分に高い伝搬路の可逆性を利用し、基地局に
受信される上り信号のポストアンブル信号の受信レベル
が大きいアンテナから送信される下り信号が、移動局で
の受信レベルも大きいと見なすものである。

このように、基地局では、上り信号のプリアンプル信号
を用いて受信ダイバーシチを行い、同様に上り信号のポ
ストアンブル信号を用いて下り信号に対する送信ダイバ
ーシチを行う。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述したダイバーシチ回路は、プリアンプル
信号あるいはポストアンブル信号の受信中に、複数の受
信アンテナのうち最も受信状態のよいものを選択し、上
り信号の受信および下り信号の送信に用いる構成である
。しかし、このような受信ダイバーシチおよび送信ダイ
バーシチは、少なくとも情報信号の受信時間ｔ２の間は
アンテナがそれぞれ固定になるので、その間にフェージ
ングなどにより受信レベルが逆転する状況においては、
ダイバーシチ効果が減少することが避けられなかった。

また、受信ダイバーシチにおいて、逐次アンテナを切り
換える構成をとったとしても、アンテナ切り換え時の受
信品質の劣化が大きく、また切り換え雑音の発生も避け
られなかった。

本発明は、上り信号あるいは下り信号の送信時間に対応
するｌフレーム信号を受信している間の受信品質の劣化
を最小限に抑え、ダイバーシチ効果を有効に引き出すこ
とができる一周波数交互通信方式におけるダイバーシチ
回路を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は、本発明ダイバーシチ回路の原理構成を示すブ
ロック図である。

本発明は、送受信兼用の複数のアンテナを有する基地局
と、送受信兼用の１本のアンテナを有する移動局との間
で、単一周波数の信号を所定の周期で交互に送受信し、
基地局で受信ダイバーシチおよび送信ダイバーシチを行
う一周波数交互通信方式において、基地局には、複数の
アンテナで受信した各受信信号の位相およびレベルを検
出し、各受信信号を同位相に合わせ、所定の重み付けを
して合成する受信ダイバーシチ手段と、移動局に対する
送信時に、前の受信期間の最後で用いた各アンテナ対応
の移相角および重み付け量を保持させ、複数のアンテナ
から信号を同時送信する送信ダイバーシチ制御手段とを
備えて構成する。

〔作　用〕

本発明は、基地局の受信ダイバーシチでは、複数のアン
テナで受信した各受信信号の位相を合わせ、所定の重み
付けをして合成することにより、最高の瞬時受信電力対
雑音電力比（ＣＮＲ）を確保することができ、フェージ
ングによる受信品質の劣化を減少させることができる。

また、基地局の送信ダイバーシチでは、送信に切り換わ
る直前に設定された移相角および重み付け量に基づいて
、複数のアンテナから信号を同時送信することにより、
基地局の送信期間中は移動局における最高のＣＮＲを確
保させることが可能となる。

〔実施例〕

以下、図面に基づいて本発明の実施例について詳細に説
明する。

第２図は、本発明方式による基地局の一実施例構成を示
すブロック図である。

図において、複数（ここでは２本）の送受信兼用のアン
テナ１１１，１１２と、各受信信号の合成および送信信
号の分配を行う合成・分配器１３との間には、各アンテ
ナの送受信信号に所定の重み付けを行う増幅器１５１．
１５□が挿入され、さらに少なくともその一方の経路に
各アンテナの送受信信号の位相を調整する移相器１７が
挿入される。

受信レベル検出回路１９．．１９□は、各アンテナ１１
．，１１ｇの受信レベルを検出し、各受信レベルに比例
した重み付け量（増幅率）を切換スイッチ２１１．２１
．を介して各増幅器１５０．１５、に設定する。位相比
較器２３は、各受信信号の位相を比較し、それらが等位
相となる移相量を切換スイッチ２５を介して移相器１７
に設定する。

合成・分配器１３には、高周波スイッチ２７を介して受
信機２９あるいは送信機３１が接続される。受信機２９
の出力信号は復号器３３に送出され、符号器３５の出力
信号は送信１１３１に送出される。また、受信機２９の
出力信号および符号器３５の出力信号は、送受信切り換
え制御信号としてスイッチ制御回路３７に送出される。

スイッチ制御回路３７は、送受信切り換えに応じて高周
波スイッチ２７を切り換えるとともに、切換スイッチ２
１１．２１ｔ、２５を切り換える。

なお、図は上り信号受信時の基地局の状態を示す。すな
わち、切換スイッチ２１１．２１！は、受信レベル検出
回路１９Ｉ、１９ｚの出力信号を増幅器１５．．１５□
に接続し、各受信レベルに比例した重み付け量（増幅率
）を各増幅器１５１．１５□に設定する。切換スイッチ
２５は、位相比較器２３の出力信号を移相器１７に接続
し、各受信信号の位相が等位相となる移相量を移相器１
７に設定する。また、高周波スイッチ２７は合成・分配
器１３と受信機２９とを接続する。

ところで、選択ダイバーシチでは、複数の受信信号のう
ち最大の受信レベルのものを選択して受信する構成であ
ったが、最大の受信レベルをもたなくても瞬時受信電力
対雑音電力比（ＣＮＲ）が大きい信号もあるので、すべ
ての受信信号を合成すれば受信品質が劣化する確率を相
対的に減少させることができ、ダイバーシチ効果を有効
に引き出すことが可能となる。

本発明の特徴は、まず受信ダイバーシチにおいて各受信
信号の位相を合わせ、適当な重み付けをして合成する方
式をとる。

以下、基地局における上り信号受信時、送受信切り換え
時、下り信号送信時の動作について説明する。

上り信号受信時には、各受信レベル検出回路１９、．１
９□がそれぞれのアンテナｔ１．、ｌｌｚの受信レベル
を検出し、その大きさに比例して増幅器１５．．１５ｇ
の増幅率を制御する。また、位相比較器２３は、各受信
信号の位相が等位相になるように移相器１７を制御する
０合成・分配器１３は、このようなレベルおよび位相制
御を経た各受信信号を合成することにより受信ダイバー
シチを行う。

ここで、増幅器１５１．１５□の各増幅率を受信レベル
に無関係（増幅率１）に設定した場合、すなわち増幅器
と受信レベル検出回路を取り除いた場合には「等利得合
成ダイバーシチ」となり、増幅器１５．．１５．の各増
幅率を受信レベルに比例したものとする場合は「最大比
合成ダイバーシチ」となり、合成受信信号のＣＮＲを最
大にすることができる。

次に、送受信切り換え時には、スイッチ制御回路３７は
高周波スイッチ２７を送信機３１側に切り換えるととも
に、切換スイッチ２１．．２１！、２５を切り換える。

すなわち、切換スイッチ２１．．２１−２は、それぞれ
受信レベル検出回路１９８．１９、と増幅器１５＋、１
５ｚとを切り離し、切換スイッチ２５は位相比較器２３
と移相器１７とを切り離す。なお、このとき増幅器ｔｓ
＋、ｔｓｚおよび移相器１７は、上り信号受信時の最後
に設定された重み付け量（増幅率）および°移相量が保
持される。

したがって、下り信号送信時には、上り信号受信時の最
後に設定された重み付け量（増幅率）および移相量が、
各アンテナＩＬ’Ｎｚから送信される信号に設定される
送信ダイバーシチが行われる。

なお、この送信ダイバーシチは、従来と同様に、上り信
号に続く下り信号について、フェージングの変動が緩慢
である条件のもとで伝搬路の相関が十分に高い伝搬路の
可逆性を利用している。すなわち、基地局に受信される
上り信号のＧＮＲが最大となるように設定した重み付け
量（増幅率）および移相量を用いて下り信号を処理した
とき、複数のアンテナ１１１．１１３から同時−に送信
される下り信号が移動局に受信されたときのＣＮＲも最
大であると見なすものである。

ところで、従来の受信ダイバーシチおよび送信ダイバー
シチでは、上り信号のプリアンプル信号およびポストア
ンブル信号の受信期間に各アンテナ対応の受信信号を交
互に切り換え、送受信アンテナの一つを選択する方式で
ある。しかし、本発明方式では、グイバーシチ処理に用
いる受信レベル検出のためのプリアンプル信号およびポ
ストアンブル信号が不要となるので、送受信切り換え時
のタイムラグを吸収するための部分を除く信号長Ｔのほ
ぼすべてを情報信号とすることができ、伝送効率の改善
を図ることができる。

〔発明の効果〕

上述したように、本発明は、基地局と移動局との間で単
一周波数の信号を用いて交互に通信を行う方式において
、基地局で行う送受信ダイバーシチに等利得合成ダイバ
ーシチまたは最大比合成ダイバーシチを用いることによ
り、フェージングによる通信品質の劣化も一層改善され
、交互送受信ともにダイバーシチ効果を有効に引き出す
ことができる。

また、アンテナ切り換えが不要となり、切り換え時の受
信品質劣化あるいは切り換え雑音の発生を回避すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理構成を示すブロック図。第２図は本発明による基地局の一実施例構成を示すブロ
ック図。第３図は基地局と移動局との間で単一周波数の信号を交
互に送受信する移動通信用の一周波数交互通信方式を説
明する概念図。第４図は基地局と移動局との間の交互通信を説明する図
。第５図は基地局および移動局の要部構成を示すブロック
図。第６図は一つの信号区間内で送受信される上り信号およ
び下り信号のフレーム構成を示す図。１１・・・アンテナ、１３・・・合成・分配器、１５・
・・増幅器、１７・・・移相器、１９・・・受信レベル
検出回路、２１・・・切換スイッチ、２３・・・位相比
較器、２５・・・切換スイッチ、２７・・・高周波スイ
ッチ、２９・・・受信機、３１・・・送信機、３３・・
・復号器、３５・・・符号器、３７・・・スイッチ制御
回路、４１・・・基地局、４３・・・アンテナ、４５・
・・移動局、４７・・・アンテナ、５１．６１・・・符
号器、５２．６２・・・送信機、５３．６３・・・復号
器、５４．６４・・・受信機、５５．６５・・・スイッ
チ制御回路、５６．５７．６６・・・高周波スイッチ、
５８．６８・・・アンテナ。第１図第２図第３図第図第図（ａ）１針山月６第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）送受信兼用の複数のアンテナを有する基地局と、
送受信兼用の１本のアンテナを有する移動局との間で、
単一周波数の信号を所定の周期で交互に送受信し、基地
局で受信ダイバーシチおよび送信ダイバーシチを行う一
周波数交互通信方式において、前記基地局には、前記複数のアンテナで受信した各受信信号の位相および
レベルを検出し、各受信信号を同位相に合わせ、所定の
重み付けをして合成する受信ダイバーシチ手段と、移動局に対する送信時に、前の受信期間の最後で用いた
各アンテナ対応の移相角および重み付け量を保持させ、
前記複数のアンテナから信号を同時送信する送信ダイバ
ーシチ制御手段とを備えたことを特徴とする一周波数交互通信方式におけ
るダイバーシチ回路。