JPH07245577A - ダイバーシチ通信装置 - Google Patents

ダイバーシチ通信装置

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JPH07245577A
JPH07245577A JP6035042A JP3504294A JPH07245577A JP H07245577 A JPH07245577 A JP H07245577A JP 6035042 A JP6035042 A JP 6035042A JP 3504294 A JP3504294 A JP 3504294A JP H07245577 A JPH07245577 A JP H07245577A
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JP
Japan
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signal
transceiver
reception
quality
antennas
Prior art date
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JP6035042A
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English (en)
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Sei Kobayashi
聖 小林
Shuzo Kato
修三 加藤
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

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  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Radio Transmission System (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低消費電力、かつ、簡易な装置によって高い
回線品質が得られるダイバーシチ通信装置を提供するこ
と。 【構成】 移動局300において、2つのアンテナ30
1,302と、これらのうち1つを選択するスイッチ3
09と、このスイッチを介して受信された受信信号の信
号強度を検出する受信信号強度検出器307と、検出さ
れた信号強度としきい値とを比較して、信号強度がしき
い値より低い場合にスイッチ309を切り替えさせる比
較器308と、スイッチ309を介して送信信号を送出
する送信機304とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ディジタル移動通信
で用いるダイバーシチ通信装置に関し、特に低速なフェ
ージング回線においてTDD(time division duplex:
時分割双方向通信)方式に適したダイバーシチ通信装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】移動体通信等では、マルチパスフェージ
ングによる信号伝送特性の劣化を改善するため、独立な
複数のアンテナを用いて受信する空間ダイバーシチ受信
方式が広く用いられている。またTDD方式を用いる通
信システムでは、通信相手局からの受信信号と通信相手
局への送信信号とが、時間的に短い間隔で隣接して伝搬
路を伝搬することを利用し、この間の伝搬路の状態変化
を無視できるものとして、受信品質の良好なアンテナを
用いて送信することにより通信相手局の受信品質を改善
する送信ダイバーシチ方式が知られている。移動体通信
システムでは、移動局装置の簡易化の観点から基地局装
置に受信および送信ダイバーシチ方式を適用し、移動局
の装置規模を増大させずに移動局から基地局への上り回
線および基地局から移動局への下り回線両方の回線品質
の改善を図る方法が一般的である。
【0003】図2は、従来のTDD方式を用いる移動通
信装置の実現例を示すブロック図である。ここでは、基
地局100においてアンテナ数「2」の空間ダイバーシ
チを行う場合の例を示している。この種の装置を用いて
TDD方式による双方向通信を行う場合の信号フォーマ
ットを図3に示す。同図に示したように基地局と移動局
とは、上り信号と下り信号を時間的に交互に送受信する
ことにより双方向通信を行う。
【0004】図2において、基地局100のアンテナ1
01、102によって受信された上り信号は、それぞれ
対応するスイッチ103、104に入力される。スイッ
チ103、104の各々は、それぞれTDD通信におい
て受信時と送信時とでアンテナの接続先を切り替えるス
イッチである。上り信号受信時において、受信信号は、
スイッチ103、104にそれぞれ対応する受信機10
5、106に入力される。受信機105、106から出
力された各受信信号は、それぞれ対応する受信信号強度
検出器109、110に入力されるとともに、復調器1
07、108にもそれぞれ入力される。そして、受信信
号強度検出器109、110によって検出された各受信
信号強度、すなわち各受信品質の検出結果は、比較器1
11にそれぞれ入力される。比較器111は、各受信信
号強度検出器により検出される信号強度を比較し、信号
強度が高いアンテナに対応する復調器から得られる復調
信号が出力されるようにスイッチ112を設定する。比
較器111は、同様な設定をスイッチ115に対しても
行い、上り信号終了直前にこの設定を固定する。このよ
うに設定を固定することにより、下り信号送信時には、
スイッチ115が受信信号強度の高いアンテナ側に接続
されることになる。
【0005】次に、基地局100からの下り信号送信時
には、外部から入力された信号が変調器113により変
調され、さらに送信器114により送信信号となる。送
信機114の出力は、上述したようにスイッチ115に
より固定されたスイッチ103あるいは104側に接続
され、対応するアンテナ101あるいは102から送信
される。
【0006】一方、移動局200では下り信号がアンテ
ナ201で受信され、スイッチ202に出力される。ス
イッチ202は、基地局におけるスイッチ103、10
4と同様に送受信時で接続先を切り替える。下り信号受
信時において受信信号は、受信機203に入力される。
受信機203から出力された受信信号は、復調器205
により復調されて出力される。移動局からの上り信号送
信時おいて外部から入力された信号は、変調器206に
より変調され、さらに送信器204により送信信号とな
り、スイッチ202を介してアンテナ201から送信さ
れる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら図2に示
した装置では、十分な回線品質が得られない場合があ
る。すなわち、基地局と移動局との距離が遠く離れるな
どして、受信電界強度が低下した場合には回線品質が劣
化する。図2に示した装置で通信可能な距離を拡大する
ためには、基地局のアンテナ数を増してダイバーシチ利
得を増加する、あるいは両局の送信電力を増加するなど
の必要があった。前者の方法は、基地局の装置規模が大
きくなる問題があり、また後者の方法では消費電力が増
加し、特に移動局では問題となる。
【0008】この発明は、上述した問題に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、低消費電力、か
つ、簡易な装置によって高い回線品質が得られるダイバ
ーシチ通信装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、請求項1に記載の発明にあっては、複数のアンテナ
を備える第1の送受信機と、これと送受信を行う第2の
送受信機とから構成されるダイバーシチ通信装置であっ
て、前記第1の送受信機には、前記各アンテナ毎に受信
される受信品質を個別に検出する第1の受信品質検出手
段と、前記各アンテナからの受信信号を個別に復調する
第1の受信手段と、前記受信手段の出力信号を前記受信
品質の検出結果に応じて選択あるいは重み付け合成する
復調信号合成手段と、前記受信品質の検出結果が最良の
アンテナから送信信号を送出する第1の送信手段とを備
えるダイバーシチ通信装置において、前記第2の送受信
機には、2本のアンテナと、前記2本のアンテナのうち
1つを選択するアンテナ切替手段と、前記アンテナ切替
手段を介して受信される信号を復調する第2の受信手段
と、前記アンテナ切替手段を介して受信される信号の品
質を検出する第2の受信品質検出手段と、前記第2の受
信品質検出手段に検出された品質をあらかじめ設定され
たしきい値と比較し、検出された品質が前記しきい値よ
り低い場合に前記アンテナ切替手段の選択を切り替える
切替手段と、前記アンテナ切替手段を介して送信信号を
送出する第2の送信手段とを備えたことを特徴としてい
る。
【0010】また、請求項2に記載の発明にあっては、
請求項1に記載の発明において、前記第1および第2の
送受信機は、時分割双方向通信を行なうものであり、前
記切替手段は、第1の送受信機から第2の送受信機への
送信終了タイミングで切り替えを行なうことを特徴とし
ている。
【0011】請求項3に記載に発明にあっては、請求項
1に記載の発明において、前記しきい値を可変に設定す
る設定手段を備えることを特徴としている。請求項4に
記載に発明にあっては、請求項1に記載の発明におい
て、前記第2の送受信機を、第1の送受信機に対して少
なくとも2以上備えることを特徴としている。
【0012】
【作用】請求項1に記載の発明によれば、移動局側にも
2本のアンテナとその切り替え手段を設け、かつそのい
ずれからも送受信可能としたことにより、基地局と移動
局とは(基地局のアンテナ数×2)の独立な伝搬経路を
経由しての通信が可能となる。すなわち、この構成によ
れば、従来の装置構成において基地局のアンテナ数を2
倍にした場合とほぼ同じダイバーシチ利得が得られる。
また移動局における装置規模の増加は、切替スイッチ等
の簡易なものであり、かつ消費電力も小さい。請求項2
に記載の発明によれば、受信途中でアンテナの切り替え
が行なわれないので、スイッチングによる雑音発生を防
止でき、第1の送受信機から第2の送受信機への送信に
続く、第2の送受信機から第1の送受信機への送信にお
いても、良好な回線品質が確保される。
【0013】また、請求項3に記載の発明によれば、第
2の送受信機におけるアンテナの切替を、操作者側で調
整できる。請求項4に記載の発明によれば、複数の操作
者が、それぞれ第2の送受信機を携帯することにより、
第1の送受信機と通信を行うことが可能となる。
【0014】
【実施例】以下、図面を参照してこの発明の一実施例に
ついて説明する。図1は、この発明の一実施例の構成を
示すブロック図である。この実施例は、図2に示した装
置と同様に、図3に示した信号フォーマットを用い、基
地局100でアンテナ数「2」の空間ダイバーシチを行
う場合の例を示しており、基地局100と移動局300
との間で双方向通信を行う。
【0015】図1において、基地局100のアンテナ1
01、102によって受信された上り信号は、それぞれ
対応するスイッチ103、104に入力される。スイッ
チ103、104の各々は、それぞれTDD通信におい
て受信時と送信時とでアンテナの接続先を切り替えるス
イッチである。上り信号受信時において、受信信号は、
スイッチ103、104にそれぞれ対応する受信機10
5、106に入力される。受信機105、106から出
力された各受信信号は、それぞれ対応する受信信号強度
検出器109、110に入力されるとともに、復調器1
07、108にもそれぞれ入力される。そして、受信信
号強度検出器109、110によって検出された各受信
信号強度は、比較器111にそれぞれ入力される。比較
器111は、各受信信号強度検出器により検出される信
号強度を比較し、信号強度が高いアンテナに対応する復
調器から得られる復調信号が出力されるようにスイッチ
112を設定する。比較器111は、同様な設定をスイ
ッチ115に対しても行い、上り信号終了直前にこの設
定を固定する。このように設定を固定することにより、
下り信号送信時には、スイッチ115が受信信号強度の
高いアンテナ側に接続されることになる。
【0016】次に、基地局100からの下り信号送信時
には、外部から入力された信号が変調器113により変
調され、さらに送信器114により送信信号となる。送
信機114の出力は、上述したようにスイッチ115に
より固定されたスイッチ103あるいは104側に接続
され、対応するアンテナ101あるいは102から送信
される。このように、基地局100の構成・動作は、図
2に示したものと同一である。
【0017】一方、移動局300では下り信号がそれぞ
れアンテナ301、302で受信され、スイッチ309
に出力される。スイッチ309は、比較器308での比
較結果により、アンテナ301、302と後続する装置
の接続を切り替える作用がある。スイッチ309の出力
は、スイッチ310へ入力される。スイッチ310は、
基地局におけるスイッチ103、104と同様に送受信
時で接続先を切り替える。下り信号受信時には、受信信
号は、受信機303および受信信号強度検出器307に
入力される。
【0018】受信信号強度検出器307で検出された信
号強度、すなわち受信信号の検出結果は、比較器308
によって、あらかじめ外部から入力されているしきい値
と比較される。なお、このしきい値は、図示しない設定
手段により、この移動局300を操作する操作者によっ
て、所望の値に設定されるようになっている。比較器3
08は、信号強度がしきい値よりも小さい場合には、接
続されるアンテナが反対側になるようにスイッチ309
の設定を切り替える。ただし、切替による雑音の発生を
防ぐため、スイッチ309は、下り信号終了直前にのみ
切り替えられ、それ以外の時間では固定される。このよ
うな切替により、信号強度がしきい値以下である回線品
質の劣化した側のアンテナを介して受信する確率が減少
するとともに、下り信号受信に続く上り信号送信時に
も、同様に良好な回線品質が得られる。また、しきい値
の設定を調整することにより、アンテナの切り替わる受
信信号強度を操作者で設定することができるようにな
り、操作者の使用勝手も向上する。なお、図2に示した
従来の装置と比較するとアンテナ、スイッチ、比較器お
よび受信信号強度検出器が必要となるが、これらはいず
れも小型かつ低消費電力である。
【0019】受信機303に入力された受信信号は、復
調器305により復調され出力される。移動局からの上
り信号送信時には、外部から入力された信号は変調器3
06により変調され、さらに送信機304により送信信
号となり、スイッチ310を介した後、アンテナ30
1、302のうち上述したように設定されたスイッチ3
09が接続する側から送信される。
【0020】この実施例によれば、基地局、移動局双方
で受信信号強度の高いアンテナを介して送信と受信とを
行うようにしているため、高い回線品質が得られ、かつ
装置規模も小さい。
【0021】ここで、図1に示した実施例における、計
算機シミュレーションによる符号誤り率特性を図4およ
び図5に示す。図4は、下り回線の符号誤り率特性であ
り、図5は、上り回線の符号誤り率特性である。なお、
本シミュレーションでは伝送速度384kbps、変復
調方式はπ/4シフトQPSK−遅延検波方式、通信方
式はフレーム周期5msの4chTDMA−TDD、フ
ェージングはフェージング周波数15Hz、遅延時間差
500nsの2波等レベルレイリーフェージングを仮定
した。図4および図5から、この実施例によって、符号
誤り率が10-3となる点で4dBから5dBのダイバー
シチ利得の向上が得られることがわかる。
【0022】なお、上述した実施例においては、受信品
質検出手段として受信信号強度検出器を用いているが、
これに代わり符号誤り率検出器あるいはフレーム誤り率
検出器等を用いてもよい。また、図1に示した実施例で
は説明の便宜上、基地局100に対する移動局300の
個数を「1」としたが、本願は、これにとらわれない。
すなわち、移動局300の個数を「2」以上としても良
い。この場合、複数の操作者が、それぞれ移動局300
を携帯すれば、基地局100に対して通信を行うことで
きるようになる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したこの発明によれば、それぞ
れ次のような効果がある。小型、簡易かつ低消費電力な
装置で高い回線品質を得ることが可能となる(請求項
1)。第1の送受信機から第2の送受信機への送信に続
く、第2の送受信機から第1の送受信機への送信におい
ても、良好な回線品質を確保することができる(請求項
2)。第2の送受信機を使用する操作者の使用勝手を向
上させることができる(請求項3)。複数の操作者が、
それぞれ第2の送受信機を携帯することによって、第1
の送受信機と通信を行うことが可能となる(請求項
4)。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例の構成を示すブロック図で
ある。
【図2】従来の装置の構成を示すブロック図である。
【図3】TDD通信の信号フォーマットを示す説明図で
ある。
【図4】この発明の実施例の下り回線の符号誤り率を示
す特性図である。
【図5】この発明の実施例の上り回線の符号誤り率を示
す特性図である。
【符号の説明】
100 ……第1の送受信機(基地局) 101,102……アンテナ 105,106……受信機(第1の受信手段) 109,110……受信信号強度検出器(第1の受信品
質検出手段) 112 ……スイッチ(復調信号合成手段) 114 ……送信機(第1の送信手段) 300 ……第2の送受信機(移動局) 301,302……アンテナ 303 ……受信機(第2の受信手段) 304 ……送信機(第2の送信手段) 307 ……受信信号強度検出器(第2の受信品
質検出手段) 309 ……スイッチ(切替手段)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のアンテナを備える第1の送受信機
    と、これと送受信を行う第2の送受信機とから構成され
    るダイバーシチ通信装置であって、前記第1の送受信機
    には、 前記各アンテナ毎に受信される受信品質を個別に検出す
    る第1の受信品質検出手段と、 前記各アンテナからの受信信号を個別に復調する第1の
    受信手段と、 前記受信手段の出力信号を前記受信品質の検出結果に応
    じて選択あるいは重み付け合成する復調信号合成手段
    と、 前記受信品質の検出結果が最良のアンテナから送信信号
    を送出する第1の送信手段とを備えるダイバーシチ通信
    装置において、前記第2の送受信機には、 2本のアンテナと、 前記2本のアンテナのうち1つを選択するアンテナ切替
    手段と、 前記アンテナ切替手段を介して受信される信号を復調す
    る第2の受信手段と、 前記アンテナ切替手段を介して受信される信号の品質を
    検出する第2の受信品質検出手段と、 前記第2の受信品質検出手段に検出された品質をあらか
    じめ設定されたしきい値と比較し、検出された品質が前
    記しきい値より低い場合に前記アンテナ切替手段の選択
    を切り替える切替手段と、 前記アンテナ切替手段を介して送信信号を送出する第2
    の送信手段とを備えたことを特徴とするダイバーシチ通
    信装置
  2. 【請求項2】 前記第1および第2の送受信機は、時分
    割双方向通信を行なうものであり、前記切替手段は、第
    1の送受信機から第2の送受信機への送信終了タイミン
    グで切り替えを行なうことを特徴とする請求項1記載の
    ダイバーシチ通信装置。
  3. 【請求項3】 前記しきい値を可変に設定する設定手段
    を備える請求項1記載のダイバーシチ通信装置。
  4. 【請求項4】 前記第2の送受信機を、第1の送受信機
    に対して少なくとも2以上備えることを特徴とする請求
    項1記載のダイバーシチ通信装置。
JP6035042A 1994-03-04 1994-03-04 ダイバーシチ通信装置 Pending JPH07245577A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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