JPH08251090A - 送信ダイバーシティ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 広範囲のドップラ周波数（両伝送装置間の相
対的な広範囲の移動速度）においても、送信ダイバーシ
ティを有効に機能させる 【構成】 送信ダイバーシティ装置において、アンテナ
決定手段２４が、下りのタイミングにおける各ブランチ
の伝搬特性を、上りのタイミングにおける複数の受信電
界強度情報から予測して、その予測値が最も良好なブラ
ンチを、下りのタイミングで使用するブランチ（送受共
用アンテナ）に決定することにより、広範囲のドップラ
周波数においても送信ダイバーシティを有効に機能させ
る。ここで、受信電界強度情報記憶手段２３Ａ、２３Ｂ
に格納されている、下りのタイミングの前の２以上の上
りのタイミングにおける各ブランチの受信電界強度情報
を予測に使用することとした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、双方向伝送方式として
ＴＤＤ方式（時分割双方向伝送方式）を採用している通
信システムにおける送信ダイバーシティ装置に関し、例
えば、パーソナルハンディフォンシステム（ＰＨＳシス
テム）に適用し得るものである。

【０００２】

【従来の技術】パーソナル通信の手段として、日本にお
いてＰＨＳシステムのサービスが開始されようとしてい
る。このＰＨＳシステムにおいては、サービスエリアが
数ｋｍ半径のマクロセル方式を採用している既存の自動
車、携帯電話システムとは異なり、サービスエリア半径
が１００〜２００ｍ程度のマイクロセル方式を採用して
いる。そのため、同一エリアに係る自動車、携帯電話シ
ステムの基地局数を１とすると、ＰＨＳシステムの基地
局数は２００〜６００と言われている。

【０００３】マイクロセル方式の利点として、伝搬距離
が短く送信電力を小さくできるので、無線機（携帯機及
び基地局）の低消費電力化、及び、携帯機の小型化が可
能になることが挙げられる。また、基地局のカバーエリ
アが小さいので、基地局及び携帯機間の伝搬路が見通し
内の直線である確率が高く、周波数として準マイクロ波
及びマイクロ波の使用も可能となり、収容容量の飛躍的
な増大が可能なことが挙げられる。このような利点を有
するＰＨＳシステムを実現するためには、自動車、携帯
電話システムより数多く設置される基地局の構成が重要
にもなる。すなわち、マイクロセル方式の基地局には、
大幅なコストアップなしでサービスエリアを広げて設置
数を減少できるようにするというテーマがある。この場
合にも当然に、対向する携帯機は通常の性能のものであ
ることが条件となる。

【０００４】サービスエリアの拡大は、基地局又は携帯
機における受信電界強度を向上させることである。かか
る方法として、ＴＤＭＡ（時分割多元接続）／ＴＤＤ伝
送方式を採用している移動体通信システム（例えばＰＨ
Ｓシステム）について、基地局に送信ダイバーシティ方
法を適用することが既に提案されている（文献１〜文献
３参照）。なお、携帯機に受信ダイバーシティ方法を適
用することは、小形化、低消費電力化、低コスト化の要
求が非常に高いＰＨＳシステムの携帯機においては実際
的ではない。

【０００５】文献１『近藤、諏訪、「ＴＤＭＡ／ＴＤＤ
伝送方式における送信ダイバーシチの実験的検討」、１
９９１年電子情報通信学会春季全国大会 Ｂ−３９６』 文献２『山元、近藤、高梨、「ＴＤＭＡ／ＴＤＤ通信方
式における送信ダイバーシチ特性の実験的検討」、１９
９３年電子情報通信学会秋季大会 Ｂ−３０５』 文献３『近藤、諏訪、「ＴＤＭＡ／ＴＤＤ伝送方式にお
ける予測型送信ダイバーシチ適用効果」、１９９３年電
子情報通信学会春季大会 Ｂ−４１３』 文献４『松本、久保田、加藤、「送信ダイバーシチを適
用したπ／４シフトＱＰＳＫ同期検波方式の特性」、１
９９３年電子情報通信学会秋季大会 Ｂ−３０３』 ＴＤＭＡ／ＴＤＤ伝送方式においては、図２に示すよう
に、上り（携帯機から基地局）、下り（基地局から携帯
機）の通信を同一無線周波数を用いて交互に繰り返して
双方向通信を行なうと共に、基地局及びある携帯機間の
通信は、上りフレーム及び下りフレーム上の同一の固定
スロット（例えば図２のチャネル＃１）を用いて呼が終
了するまで繰返し実行するものである。

【０００６】基地局における送信ダイバーシティ方法
は、基地局に複数の送受共用アンテナを設けており、直
前の上りスロットにおける受信電界強度が最も大きい送
受共用アンテナから、下りスロットの送信を行ない、携
帯機での受信電界強度を向上させるう方法である。この
方式が採用できる理由は、伝搬路に可逆性があること、
上り及び下りの通信の時間差（ＰＨＳシステムでは２．
５［ｍｓｅｃ］）が短く両方向の伝搬特性（受信電界強
度で把握できる）に相関があることによる。上記文献１
及び２は、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ伝送方式における送信ダイ
バーシティ方法の有用性を確認している。

【０００７】ところで、ＰＨＳシステムの携帯機は、ユ
ーザが立ち止まって、又は、歩行程度の速度で移動しな
がら使用することを前提としている。しかしながら、移
動車両中でその携帯機が使用されることも実際上多くな
ると考えられる。このような高速移動状態ではドップラ
周波数が高くなり、同一チャネルのスロットにおける上
り及び下りの伝搬特性（受信電界強度）の相関は小さく
なり、送信ダイバーシティが有効に機能し得ない。

【０００８】文献２によれば、最大ドップラ周波数が８
５［Ｈｚ］となると送信のダイバーシティゲインが０と
なることが記されている。移動速度を速くすることとド
ップラ周波数を上げることとは同じであり、歩行速度か
ら移動速度を上げると（ドップラ周波数を高くする
と）、文献４の図３にあるように所要Ｅｂ／Ｎｏが大き
くなり、同じＢＥＲを得るためには、より大きな受信電
界強度が必要になる。

【０００９】下り通信の送信ダイバーシティの移動速度
の高速化に対する改善は難しく、最も簡単な対策方法と
しては、基地局側の送信電力を増大させる方法が考えら
れる。しかし、この場合、基地局の消費電力の増大や高
電力増幅器の採用によるコストアップ等が大きな問題と
なる。

【００１０】しかし、上記文献３は、上りスロットにお
ける２つの時点で受信電界強度を検出し、それを下りス
ロット期間に外挿し（線形予測し）、外挿された受信電
界強度を複数の送受共用アンテナについて比較し、下り
通信で用いるアンテナを選択することが記載されてい
る。このような送信ダイバーシティ方法を採用すると、
高速移動状態での下り通信でも送信ダイバーシティを有
効に機能させることができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、文献３
の送信ダイバーシティ方法は、逆に低速移動時（停止時
を含む）での送信ダイバーシティが有効に機能しないと
いう課題がある。すなわち、低速移動時では、１個の上
りスロット期間での受信電界強度の変化は小さく、ノイ
ズの影響を考慮すると、かえって線形予測を行なったた
めに携帯機での受信電界強度が低くなる方の送受共用ア
ンテナを基地局が誤って選択することが多くなるという
課題を有する。

【００１２】上述したように、ＰＨＳシステムの携帯機
は、ユーザが立ち止まって、又は、歩行程度の速度で移
動しながら使用することを前提としている。そのため、
文献３記載の送信ダイバーシティ方法の課題は、ＰＨＳ
システムについては大きなものである。

【００１３】一方、文献１又は文献２に記載の単純な送
信ダイバーシティ方法を適用した場合にも、ノイズ影響
によって、携帯機での受信電界強度が低くなる方の送受
共用アンテナを基地局が誤って選択する恐れが高く、ま
た、上述のようにドップラ周波数が高くなった場合に対
応できない。

【００１４】そのため、広範囲のドップラ周波数（両伝
送装置間の相対的な広範囲の移動速度）において、送信
ダイバーシティを有効に機能させることが送信ダイバー
シティ装置が求められている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、第１の本発明による送信ダイバーシティ装置は、以
下の手段を備えている。

【００１６】すなわち、(a) 複数の送受共用アンテナの
中から１個を選択して送信させる選択対象時の下りのタ
イミングの前の２以上の上りのタイミングにおける各ブ
ランチの受信電界強度情報を検出して記憶する受信電界
強度情報記憶手段と、(b) この受信電界強度情報記憶手
段に記憶された各ブランチの複数の受信電界強度情報に
基づいて、下りのタイミングにおける伝搬特性をブラン
チ毎に予測し、最も良好な予測値にかかるブランチに係
る送受共用アンテナを選択対象時の下りのタイミングに
使用するものと決定するアンテナ決定手段と、(c) 選択
対象時の下りのタイミングにおいて、アンテナ決定手段
が決定した送受共用アンテナを選択させるアンテナ切替
手段とを備えている。

【００１７】また、上記課題を解決するため、第２の本
発明による送信ダイバーシティ装置は、以下の手段を備
えている。

【００１８】すなわち、(A) 複数の送受共用アンテナの
中から１個を選択して送信させる選択対象時の下りのタ
イミングの前の２以上の上りのタイミングにおける各ブ
ランチの受信電界強度情報を検出して記憶する第１の受
信電界強度情報記憶手段と、(B) 選択対象時の下りのタ
イミングの直前の上りのタイミングにおける受信電界強
度情報を各ブランチについてそれぞれ２個以上検出して
記憶する第２の受信電界強度情報記憶手段と、(C) 少な
くとも第２の受信電界強度情報記憶手段に記憶されてい
る全て又は一部の受信電界強度情報に基づいて、第１及
び第２の受信電界強度情報記憶手段のいずれに記憶され
ている受信電界強度情報を下りのタイミングに使用する
送受共用アンテナの決定に利用するかを決定する記憶情
報選択手段と、(D) 決定された第１又は第２の受信電界
強度情報記憶手段に記憶された各ブランチの複数の受信
電界強度情報に基づいて、下りのタイミングにおける伝
搬特性をブランチ毎に予測し、最も良好な予測値にかか
るブランチに係る送受共用アンテナを選択対象時の下り
のタイミングに使用するものと決定するアンテナ決定手
段と、(E) 選択対象時の下りのタイミングにおいて、ア
ンテナ決定手段が決定した送受共用アンテナを選択させ
るアンテナ切替手段とを備えている。

【００１９】

【作用】第１及び第２の本発明による送信ダイバーシテ
ィ装置は共に、アンテナ決定手段が、下りのタイミング
における各ブランチの伝搬特性を、上りのタイミングに
おける複数の受信電界強度情報から予測して、その予測
値が最も良好なブランチを、下りのタイミングで使用す
るブランチ（送受共用アンテナ）に決定することによ
り、広範囲のドップラ周波数（両伝送装置間の相対的な
広範囲の移動速度）においても、送信ダイバーシティを
有効に機能させようとしたものである。

【００２０】ここで、第１の本発明においては、受信電
界強度情報記憶手段に格納されている、下りのタイミン
グの前の２以上の上りのタイミングにおける各ブランチ
の受信電界強度情報を予測に使用することとした。その
ため、停止速度からある程度の高速の移動速度までの範
囲で、送信ダイバーシティを有効に機能させることがで
きる。

【００２１】第２の本発明においては、相対的な移動速
度が高速な場合には、第２の受信電界強度情報記憶手段
に格納されている、下りのタイミングの直前の上りのタ
イミングにおける各ブランチの受信電界強度情報を予測
に使用することとし、相対的な移動速度が停止速度及び
低速な場合には、第１の受信電界強度情報記憶手段に格
納されている、下りのタイミングの前の２以上の上りの
タイミングにおける各ブランチの受信電界強度情報を予
測に使用することとした。ここで、予測に使用する受信
電界強度情報をどちらにするかは、少なくとも第２の受
信電界強度情報記憶手段に記憶されている全て又は一部
の受信電界強度情報に基づいて、記憶情報選択手段が決
定する。

【００２２】

【実施例】

（Ａ）第１実施例 以下、本発明の送信ダイバーシティ装置を、ＰＨＳシス
テムの基地局に適用した第１実施例を図面を参照しなが
ら詳述する。なお、この第１実施例は、ダイバーシティ
に係るブランチ数が２個のものである。

【００２３】図３は基地局の要部構成を示すブロック図
であり、図１はその送信ダイバーシティ制御回路の詳細
構成を示すブロック図である。

【００２４】図３において、基地局１は、送信ダイバー
シティ及び受信ダイバーシティが有効に機能する距離だ
け離間して設けられた２個の送受共用アンテナ２Ａ及び
２Ｂを備えている。これらアンテナ２Ａ及び２Ｂが電波
を捕捉して電気信号に変換した受信信号は、それぞれ対
応する送受切替スイッチ３Ａ、３Ｂを介して、対応する
受信信号処理系に入力される。なお、両方の送受切替ス
イッチ３Ａ及び３Ｂには、後述する音声信号処理回路８
から共通の上り／下りタイミング信号が与えられ、上り
／下りタイミング信号が上りタイミングを指示している
ときに、受信信号を受信信号処理系に入力させる。

【００２５】各受信処理系においては、受信信号を前置
増幅回路（フィルタを含む）４Ａ、４Ｂを介して増幅し
た後、ミキサ回路５Ａ、５Ｂにおいて、図示しない共通
の発振器からの発振信号と混合してＩＦ（中間周波）信
号に変換し、さらに、ＩＦ増幅回路（フィルタを含む）
６Ａ、６Ｂを介して増幅し、この増幅されたＩＦ信号を
復調器７Ａ、７Ｂがベースバンド信号に復調して音声信
号処理回路８に入力する。

【００２６】音声信号処理回路８は、ベースバンド信号
の各スロットに含まれている各チャネルの圧縮音声信号
を時間軸伸長した後有線通信網への伝送フレームを作成
して有線通信網に送出したり、有線通信網からの伝送フ
レームにおける各チャネルの音声信号を時間軸圧縮して
送信ベースバンド信号の所定のスロットに挿入したりす
る処理等を行なう。また、この明細書においては、音声
信号処理回路８には、当該基地局１の全体を制御する構
成を含んでいるとする。すなわち、音声信号処理回路８
は、上り／下りタイミング信号やスロットタイミング信
号や予測処理実行信号や送信アンテナ切替スロット信号
等の各種制御信号を適宜形成する。

【００２７】音声信号処理回路８が出力した送信ベース
バンド信号は、送信信号処理系に入力される。送信信号
処理系においては、送信ベースバンド信号を変調部９が
変調し、ミキサ回路１０が、この変調信号と、図示しな
い発振器からの発振信号とを混合して無線周波数帯にア
ップコンバートして送信信号を形成し、この送信信号を
電力増幅器（フィルタを含む）１１が電力増幅し、アン
テナ選択スイッチ１２が送信ダイバーシティ制御回路１
５からのアンテナ選択信号に応じて、いずれかの送受切
替スイッチ３Ａ又は３Ｂに電力増幅された送信信号を与
える。

【００２８】このタイミングにおいては、送信信号が与
えられる送受切替スイッチ３Ａ又は３Ｂには、音声信号
処理回路８から、下りタイミングを指示する上り／下り
タイミング信号が与えられており、送受切替スイッチ３
Ａ又は３Ｂは、与えられた送信信号を送受共用アンテナ
２Ａ又は２Ｂに与えて、そのアンテナ２Ａ又は２Ｂから
送信電波を放射させる。

【００２９】次に、送信信号を電波放射させる送受共用
アンテナ２Ａ又は２Ｂを決定する構成について説明す
る。

【００３０】上述した各ＩＦ増幅回路６Ａ、６Ｂには、
増幅したＩＦ信号の帯域制限を行なうフィルタだけでな
く、ＩＦ信号に対して積分処理して直流化するフィルタ
も設けられており、後者のフィルタで得られた直流信号
が受信電界強度信号（以下、ＲＳＳＩ信号と呼ぶ）Ｒ
Ａ、ＲＢとして送信ダイバーシティ制御回路１５に与え
られるようになされている。なお、受信信号のゲインを
一定化させるＡＧＣループでのＡＧＣ制御信号をＲＳＳ
Ｉ信号ＲＡ、ＲＢとして利用するようにしても良い。

【００３１】送信ダイバーシティ制御回路１５は、図１
に示すように、各ＩＦ増幅回路６Ａ、６ＢからのＲＳＳ
Ｉ信号ＲＡ、ＲＢに対応して、アナログ／デジタル変換
器（Ａ／Ｄ変換器）２０Ａ、２０Ｂと、平均回路２１
Ａ、２１Ｂと、格納メモリ切替部２２Ａ、２２Ｂと、Ｒ
ＳＳＩ格納メモリ２３Ａ、２３Ｂを備えている。送信ダ
イバーシティ制御回路１５は、さらに、送信アンテナレ
ジスタ２４Ａを内蔵する送信アンテナ決定回路２４を備
えている。

【００３２】各アナログ／デジタル変換器２０Ａ、２０
Ｂには、音声信号処理回路８から、上りフレームの各ス
ロット（各チャネル）の時間軸上での中間位置における
所定時間だけサンプリングクロック信号が与えられるよ
うになされている。各アナログ／デジタル変換器２０
Ａ、２０Ｂは、サンプリングクロック信号が与えられた
期間だけ入力されたＲＳＳＩ信号ＲＡ、ＲＢをサンプリ
ングする。１スロット期間は約６２２［μｓｅｃ］であ
るが、例えば、その中間における４０［μｓｅｃ］程度
だけサンプリングする。

【００３３】各平均回路２１Ａ、２１Ｂは、所定期間だ
けサンプリングされたＲＳＳＩデータの平均値を求め
る。すなわち、その所定期間でのＲＳＳＩ信号における
ノイズ成分を平均化することで緩和する。平均されたＲ
ＳＳＩデータは、対応する格納メモリ切替部２２Ａ、２
２Ｂに与えられる。

【００３４】各ＲＳＳＩ格納メモリ２３Ａ、２３Ｂはそ
れぞれ、各スロット（各チャネル）に対応したエリア
（例えばシフトレジスタでなる）２３Ａ＃１、２３Ａ＃
２、２３Ａ＃３及び２３Ａ＃４、若しくは、２３Ｂ＃
１、２３Ｂ＃２、２３Ｂ＃３、２３Ｂ＃４に分かれてお
り、各エリア２３Ａ＃ｉ、２３Ｂ＃ｉ（ｉは１〜４）
は、さらに、現在の受信スロットのＲＳＳＩデータの格
納エリア２３Ａ＃ｉＮ、２３Ｂ＃ｉＮと、その前の受信
スロットのＲＳＳＩデータの格納エリア２３Ａ＃ｉＰ、
２３Ｂ＃ｉＰとに分かれている。

【００３５】各格納メモリ切替部２２Ａ、２２Ｂには、
音声信号処理回路８から、現在の受信スロットを特定す
るスロットタイミング信号が与えられており、そのスロ
ットタイミング信号が指示するスロット（＃ｉとする）
に対応する各ＲＳＳＩ格納メモリ２３Ａ、２３Ｂのスロ
ットエリア２３Ａ＃ｉ、２３Ｂ＃ｉに、対応する平均回
路２２Ａ、２２ＢからのＲＳＳＩデータを与える。この
とき、各ＲＳＳＩ格納メモリ２３Ａ、２３Ｂにおいて
は、入力されたＲＳＳＩデータを、現在の受信スロット
のＲＳＳＩデータの格納エリア２３Ａ＃ｉＮ、２３Ｂ＃
ｉＮに格納し、今までエリア２３Ａ＃ｉＮ、２３Ｂ＃ｉ
Ｎに格納されていたＲＳＳＩデータを、前受信スロット
のＲＳＳＩデータの格納エリア２３Ａ＃ｉＰ、２３Ｂ＃
ｉＰに格納する。

【００３６】送信アンテナ決定回路２４は、例えばソフ
トウェア処理構成でなり、音声信号処理回路８から、予
測処理実行信号や送信アンテナ切替スロット信号が与え
られる。

【００３７】送信アンテナ決定回路２４は、予測処理実
行信号が与えられたときには、その信号が指示するスロ
ット（＃ｉとする）に係る各ＲＳＳＩ格納メモリ２３
Ａ、２３Ｂのエリア２３Ａ＃ｉＮ、２３Ａ＃ｉＰ、２３
Ｂ＃ｉＮ、２３Ｂ＃ｉＰからＲＳＳＩデータを取出し、
これら４個のＲＳＳＩデータから、次の下りフレームに
おけるそのスロットで使用する送受共用アンテナ２Ａ又
は２Ｂを決定し、決定した送信アンテナを規定するフラ
グ（アンテナ選択信号）を送信アンテナレジスタ２４Ａ
のそのスロット＃ｉに係るエリア２４Ａ＃ｉに格納す
る。

【００３８】また、送信アンテナ決定回路２４は、送信
アンテナ切替スロット信号が与えられたときには、その
信号が指示するスロット（＃ｉとする）に係る送信アン
テナレジスタ２４Ａのエリア２４Ａ＃ｉからアンテナ選
択信号を取出して、送信アンテナ選択スイッチ１２に送
出する。

【００３９】すなわち、送信アンテナ決定回路２４は、
図４にスロット＃１について示すように、下りフレーム
におけるスロットで使用する送受共用アンテナ２Ａ又は
２Ｂを規定するアンテナ選択信号を、その直前の上りフ
レームのスロットでのＲＳＳＩ信号（ＲＡ及びＲＢ）及
びさらにその前の上りフレームのスロットでのＲＳＳＩ
信号（ＲＡ及びＲＢ）から決定している。

【００４０】次に、送信アンテナ決定回路２４の処理例
を、図５のフローチャートを参照しながら詳述する。

【００４１】送信アンテナ決定回路２４は、音声信号処
理回路８からの制御信号の到来を待機しており（ステッ
プ１００）、制御信号を受信すると、予測処理実行信号
か送信アンテナ切替スロット信号かを判別する（ステッ
プ１０１）。

【００４２】予測処理実行信号であると、その信号が規
定しているスロット番号＃ｉを認識し（ステップ１０
２）、そのスロット番号＃ｉに係る各ＲＳＳＩ格納メモ
リ２３Ａ、２３Ｂのエリア２３Ａ＃ｉＮ、２３Ａ＃ｉ
Ｐ、２３Ｂ＃ｉＮ、２３Ｂ＃ｉＰからＲＳＳＩデータを
取出す（ステップ１０３）。

【００４３】次に、Ａブランチのエリア２３Ａ＃ｉＮ及
び２３Ａ＃ｉＰから取出した２個のＲＳＳＩデータか
ら、次の下りフレームの送信スロットの送出時における
対向移動機の受信電界強度（伝搬特性）を線形予測して
保持し（ステップ１０４）、また、Ｂブランチのエリア
２３Ｂ＃ｉＮ及び２３Ｂ＃ｉＰから取出した２個のＲＳ
ＳＩデータから、次の下りフレームの送信スロットの送
出時における対向移動機の受信電界強度を線形予測して
保持し（ステップ１０５）、これら両ブランチの線形予
測された受信電界強度を比較して大きい値のブランチを
選択することに決定する（ステップ１０６）。そして、
そのブランチを指示するアンテナ選択信号を送信アンテ
ナレジスタ２４Ａのエリア２４Ａ＃ｉに格納し（ステッ
プ１０７）、制御信号の受信待ち状態に戻る。なお、予
測時点としては、図４に示すように、スロット期間の中
間時点が好ましい。

【００４４】一方、送信アンテナ決定回路２４は、送信
アンテナ切替スロット信号を受信したことを判別すると
（ステップ１０１で否定結果）、その信号が指示するス
ロット番号＃ｉを認識し（ステップ１０８）、そのスロ
ット番号＃ｉに係る送信アンテナレジスタ２４Ａのエリ
ア２４Ａ＃ｉからアンテナ選択信号を取出して、送信ア
ンテナ選択スイッチ１２に送出し（ステップ１０９）、
制御信号の受信待ち状態に戻る。

【００４５】図６は、両ブランチのＲＳＳＩ信号ＲＡ及
びＲＢの変化と選択される送受信アンテナとの関係例を
あるスロット番号＃ｉについて示したものである。

【００４６】図６（Ａ）及び（Ｂ）は共に、Ａブランチ
での２個の上りスロットのＲＳＳＩデータＲＡ１及びＲ
Ａ２がそれぞれ、Ｂブランチでの２個の上りスロットの
ＲＳＳＩデータＲＢ１及びＲＢ２より大きい場合を示し
ている。しかし、図６（Ａ）の場合は、Ａブランチでの
２個の上りスロットのＲＳＳＩデータＲＡ１及びＲＡ２
から求めた下りスロットの予測値ＰＲＥ−Ａの方が、Ｂ
ブランチでの２個の上りスロットのＲＳＳＩデータＲＢ
１及びＲＢ２から求めた下りスロットの予測値ＰＲＥ−
Ｂより大きいのでＡブランチが選択され、図６（Ｂ）の
場合は、Ａブランチでの２個の上りスロットのＲＳＳＩ
データＲＡ１及びＲＡ２から求めた下りスロットの予測
値ＰＲＥ−Ａの方が、Ｂブランチでの２個の上りスロッ
トのＲＳＳＩデータＲＢ１及びＲＢ２から求めた下りス
ロットの予測値ＰＲＥ−Ｂより小さいのでＢブランチが
選択される。

【００４７】すなわち、直前上りスロットの１個のＲＳ
ＳＩ情報から下りスロットでのアンテナを決定する、文
献１又は文献２に記載の従来方法では、これらの場合に
共にＡブランチを選択するが、この第１実施例の場合に
は、上述のように予測値に基づいて選択ブランチが変化
し、より妥当な選択を行なうことができる。

【００４８】時速３０ｋｍ以下での移動に対応するドッ
プラ周波数においては、１個の上りスロット内でのＲＳ
ＳＩの変化は小さく、しかもその平坦な変化曲線上にノ
イズが重畳されている。そのため、直前１個の上りスロ
ット内での２個のＲＳＳＩ情報から下りスロットのＲＳ
ＳＩを予測する、文献３に記載の従来方法においては予
測誤差が大きくなる。しかし、この第１実施例では２個
の上りスロットのＲＳＳＩ情報を利用して予測している
ので、下りスロットのＲＳＳＩの予測精度は高くなる。
すなわち、安定した予測を行なうことができる。

【００４９】以上のように、第１実施例によれば、直前
の２個の上りスロットのＲＳＳＩ情報から下りスロット
でのＲＳＳＩを線形予測して送信に使用する送受共用ア
ンテナを決定するようにしたので、移動機の広い移動速
度範囲において、送信ダイバーシティ機能を有効に発揮
させることができる。シミュレーション等による評価を
待たなければならないが、同一番号のスロット周期及び
移動速度対応のドップラ周波数の正弦波波形の関係か
ら、都内を走行する車両の移動速度（時速５０〜６０
［ｋｍ］程度）で、送信ダイバーシティ機能を有効に発
揮させることができると推測できる。

【００５０】そのため、速い移動速度（高いドップラ周
波数）を考慮したとしても、基地局の送信電力をほとん
ど増大させることなく、基地局のカバーエリアの増大を
期待できる。すなわち、ドップラ周波数が低い周波数ｆ
L から高い周波数ｆH に変化すると、ＲＳＳＩ−ＢＥＲ
（ビットエラーレート）特性曲線は、図７の曲線Ａから
曲線Ｂに変化する。このようにドップラ周波数が高くな
ると、同じ所要ＢＥＲを得るためには、その差分（Ｘ１
［ｄＢ］）だけ高い受信電界強度が必要になる。受信電
界強度を上げるためには、基地局側でその差分（Ｘ１
［ｄＢ］）だけ高い送信電力で送出する必要があるが、
第１実施例の送信ダイバーシティ装置によって、携帯機
での受信性能を図７の曲線Ｃのように改善すると、基地
局の送信電力はごく僅か（Ｘ２［ｄＢ］）だけ増大させ
るだけで対応できる。

【００５１】また、ＰＨＳシステムが前提とする移動機
の移動速度範囲では従来より格段的に良好に送信アンテ
ナを選択させることができる。

【００５２】（Ｂ）第２実施例 以下、本発明の送信ダイバーシティ装置を、ＰＨＳシス
テムの基地局に適用した第２実施例を図面を参照しなが
ら詳述する。なお、この第２実施例も、ダイバーシティ
に係るブランチ数が２個のものである。

【００５３】この実施例においても、基地局の要部構成
は図３で表すことができる。しかし、送信ダイバーシテ
ィ制御回路１５の内部構成が第１実施例のものと若干異
なっており、送信アンテナ決定回路２４の処理も第１実
施例とは異なっている。

【００５４】第２実施例に係る図８〜図１０はそれぞ
れ、上述した第１実施例に係る図１、図４、図５に対応
する図面であり、同一、対応部分には同一符号を付して
示している。

【００５５】この第２実施例の送信ダイバーシティ制御
回路１５は、図８に示すように、各ブランチのＲＳＳＩ
格納メモリ２３Ａ、２３Ｂが、各スロット（各チャネ
ル）に対応したエリア２３Ａ＃１、２３Ａ＃２、２３Ａ
＃３及び２３Ａ＃４、若しくは、２３Ｂ＃１、２３Ｂ＃
２、２３Ｂ＃３、２３Ｂ＃４が分かれている点は第１実
施例と同様であるが、各エリア２３Ａ＃ｉ、２３Ｂ＃ｉ
（ｉは１〜４）が、さらに、現在の受信スロットの２個
のＲＳＳＩデータの格納エリア２３Ａ＃ｉＮ１及び２３
Ａ＃ｉＮ２、若しくは、２３Ｂ＃ｉＮ１及び２３Ｂ＃ｉ
Ｎ２と、その前の受信スロットのＲＳＳＩデータの格納
エリア２３Ａ＃ｉＰ１及び２３Ａ＃ｉＰ２、若しくは、
２３Ｂ＃ｉＰ１及び２３Ｂ＃ｉＰ２の計４個のエリアに
分かれている点が第１実施例とは異なっている。

【００５６】このように相前後する２個の上りスロット
のそれぞれについて２個のＲＳＳＩデータを格納すべ
く、この第２実施例におけるアナログ／デジタル変換器
２０Ａ、２０Ｂには、音声信号処理回路８から、上りフ
レームの各スロット（各チャネル）の時間軸上での対称
位置の２個の所定期間だけサンプリングクロック信号が
与えられるようになされている。１スロット期間は約６
２２［μｓｅｃ］であるが、例えば、スロット開始時点
から１００［μｓｅｃ］だけ経過した時点から４０［μ
ｓｅｃ］程度だけサンプリングクロック信号が与えられ
ると共に、スロット開始時点から４８３［μｓｅｃ］だ
け経過した時点から４０［μｓｅｃ］程度だけサンプリ
ングクロック信号が与えられる。

【００５７】従って、第２実施例の送信アンテナ決定回
路２４は、予測処理実行信号が与えられたときには、そ
の信号が指示するスロット（＃ｉとする）に係る各ＲＳ
ＳＩ格納メモリ２３Ａ、２３ＢからＡブランチ及びＢブ
ランチのそれぞれについて４個のＲＳＳＩデータを取出
して、次の下りフレームにおけるそのスロットで使用す
る送受共用アンテナ２Ａ又は２Ｂを決定し、決定した送
信アンテナを規定するフラグ（アンテナ選択信号）を送
信アンテナレジスタ２４Ａのそのスロット＃ｉに係るエ
リア２４Ａ＃ｉに格納する。

【００５８】なお、送信アンテナ切替スロット信号が与
えられたときの送信アンテナ決定回路２４の処理は、第
１実施例と同様である。

【００５９】すなわち、送信アンテナ決定回路２４は、
図９にスロット＃１について示すように、下りフレーム
におけるスロットで使用する送受共用アンテナ２Ａ又は
２Ｂを規定するアンテナ選択信号を、その直前の上りフ
レームのスロットでの各ブランチについて２個のＲＳＳ
Ｉ信号（ＲＡ及びＲＢ）及びさらにその前の上りフレー
ムのスロットでの各ブランチについて２個のＲＳＳＩ信
号（ＲＡ及びＲＢ）から決定している。

【００６０】次に、第２実施例の送信アンテナ決定回路
２４の処理例を、図１０に示すフローチャートを参照し
ながら、第１実施例と異なる部分について詳述する。な
お、図１０は、第１実施例とは異なる処理部分を取出し
て示したものである。

【００６１】送信アンテナ決定回路２４が、音声信号処
理回路８からの制御信号の到来を待機し（ステップ１０
０）、制御信号を受信したときに、予測処理実行信号か
送信アンテナ切替スロット信号かを判別し（ステップ１
０１）、予測処理実行信号であると、その信号が規定し
ているスロット番号＃ｉを認識する（ステップ１０２）
までの処理の流れは、第１実施例と同様である。

【００６２】第２実施例においては、次に、そのスロッ
ト番号＃ｉに係る各ＲＳＳＩ格納メモリ２３Ａ、２３Ｂ
のエリア２３Ａ＃ｉＮ１、２３Ａ＃ｉＮ２、２３Ａ＃ｉ
Ｐ１、２３Ａ＃ｉＰ２、２３Ｂ＃ｉＮ１、２３Ｂ＃ｉＮ
２、２３Ｂ＃ｉＰ１及び２３Ｂ＃ｉＰ２からＲＳＳＩデ
ータを取出す（ステップ１１０）。

【００６３】そして、送信アンテナ決定回路２４は、直
前上りスロットに係るＡブランチの２個のエリア２３Ａ
＃ｉＮ１及び２３Ａ＃ｉＮ２から取出した２個のＲＳＳ
Ｉデータの偏差を求め（ステップ１１１）、また、直前
上りスロットに係るＢブランチの２個のエリア２３Ｂ＃
ｉＮ１及び２３Ｂ＃ｉＮ２から取出した２個のＲＳＳＩ
データの偏差を求める。そして、偏差の絶対値が後述す
るような値に選定された閾値ＴＨより小さいか否かを判
別する（ステップ１１３）。

【００６４】なお、閾値ＴＨと比較される偏差の絶対値
は、Ａブランチ及びＢブランチの偏差の大きい方であっ
ても良く、また、偏差の小さい方であっても良く、それ
らの平均偏差であっても良い。

【００６５】偏差の絶対値が閾値ＴＨ以上であると、送
信アンテナ決定回路２４は、直前上りスロットに係るＡ
ブランチの２個のエリア２３Ａ＃ｉＮ１及び２３Ａ＃ｉ
Ｎ２から取出した２個のＲＳＳＩデータに基づいて、次
の下りフレームの送信スロットの送出時における対向移
動機の受信電界強度を線形予測し（ステップ１１４）、
また、直前上りスロットに係るＢブランチの２個のエリ
ア２３Ｂ＃ｉＮ１及び２３Ｂ＃ｉＮ２から取出した２個
のＲＳＳＩデータに基づいて、次の下りフレームの送信
スロットの送出時における対向移動機の受信電界強度を
線形予測する（ステップ１１５）。そして、これら両ブ
ランチの線形予測された受信電界強度を比較して大きい
値のブランチを選択することに決定し（ステップ１０
６）、そのブランチを指示するアンテナ選択信号を送信
アンテナレジスタ２４Ａのエリア２４Ａ＃ｉに格納し
（ステップ１０７）、制御信号の受信待ち状態に戻る。

【００６６】これに対して、偏差の絶対値が閾値ＴＨよ
り小さいと、送信アンテナ決定回路２４は、直前の上り
スロットに係るＡブランチの２個のエリア２３Ａ＃ｉＮ
１及び２３Ａ＃ｉＮ２から取出した２個のＲＳＳＩデー
タの平均値を求めて、直前の上りスロットについて代表
するＲＳＳＩデータを形成し、また、さらにその前の上
りスロットに係るＡブランチの２個のエリア２３Ａ＃ｉ
Ｐ１及び２３Ａ＃ｉＰ２から取出した２個のＲＳＳＩデ
ータの平均値を求めて、その前の上りスロットについて
代表するＲＳＳＩデータを形成する（ステップ１１
６）。同様に、Ｂブランチについても直前上りスロット
及びその前の上りスロットを代表するＲＳＳＩデータを
形成する（ステップ１１７）。なお、スロットを代表す
るＲＳＳＩデータとして、同一スロットに係る２個のＲ
ＳＳＩデータの最新側を選定するようにしても良い。

【００６７】送信アンテナ決定回路２４は、この後は、
第１実施例について説明したステップ１０４以降の処理
を実行して、相前後する２個の上りスロットのＲＳＳＩ
データから線形予測した、下りスロットの受信時におけ
る移動機のＲＳＳＩ（下りスロット時での伝搬特性）を
予測して使用するアンテナのブランチを決定して送信ア
ンテナレジスタ２４Ａのエリア２４Ａ＃ｉに格納し、制
御信号の受信待ち状態に戻る。

【００６８】以上のように、この第２実施例において
は、直前スロット内の２個のＲＳＳＩデータの偏差が大
きい場合には、各ブランチについて直前スロット内の２
個のＲＳＳＩデータから線形予測したＲＳＳＩに基づい
て、下りスロットで使用する送受共用アンテナのブラン
チを決定し、直前スロット内の２個のＲＳＳＩデータの
偏差が小さい場合には、各ブランチについて相前後する
２個のスロットのＲＳＳＩデータから線形予測したＲＳ
ＳＩに基づいて、下りスロットで使用する送受共用アン
テナのブランチを決定する。

【００６９】このように、直前スロット内の２個のＲＳ
ＳＩデータの偏差に基づいて、線形予測に用いる２個の
ＲＳＳＩデータを切り替えるようにしたのは、以下の理
由による。

【００７０】図１１は、移動速度に対応したドップラ周
波数を有するドップラ成分の波形と、スロットタイミン
グとを示すものであり、図１１（Ａ）は移動速度が高速
（例えば時速１００［ｋｍ］程度）の場合を示し、図１
１（Ｂ）は移動速度が低速（例えば時速２０［ｋｍ］程
度）の場合を示している。また、図１１（Ａ）及び
（Ｂ）において、２点鎖線は、同一スロット内の２個の
ＲＳＳＩデータからの線形予測線を示し、１点鎖線は、
相前後するスロットの２個のＲＳＳＩデータからの線形
予測線を示している。

【００７１】移動機の高速移動時においては、相前後す
るスロット間での伝搬特性の変化が速いため、図１１
（Ａ）から明らかなように、同一スロット内の２個のＲ
ＳＳＩデータからの線形予測した方が、相前後するスロ
ットの２個のＲＳＳＩデータからの線形予測した場合に
比べて予測精度は高い。一方、移動機の低速移動時にお
いては、同一スロット内という短時間での伝搬特性はほ
ぼフラットであり、しかもノイズ変動が存在するため、
図１１（Ｂ）からも明らかなように、相前後するスロッ
トの２個のＲＳＳＩデータからの線形予測した方が、同
一スロット内の２個のＲＳＳＩデータからの線形予測し
た場合に比べて予測精度は高い。

【００７２】そこで、この第２実施例においては、移動
機の移動速度に応じて、線形予測に用いる２個のＲＳＳ
Ｉデータを、同一スロット内、及び、相前後するスロッ
ト間で切り替えることとした。

【００７３】しかしながら、基地局において、移動機の
移動速度を直接検出することができない。ドップラ成分
の波形がフラットか否か、従って、移動機の移動速度が
高速か低速かは、同一スロット内の２個のＲＳＳＩデー
タの偏差に表れる。そこで、第２実施例においては、予
測方法を切り替えるためのパラメータとして、同一スロ
ット内の２個のＲＳＳＩデータの偏差を用いることとし
た。シミュレーションは行なっていないが、１スロット
期間（６２２［μｓｅｃ］）とドップラ信号波形の周波
数とを考慮すると、移動速度が時速３０〜４０間のいず
れかの速度での同一スロット内の２個のＲＳＳＩデータ
の偏差を閾値ＴＨとして適用することが妥当であると推
測される。

【００７４】以上のように、第２実施例によれば、直前
スロット内の２個のＲＳＳＩデータの偏差が大きい場合
（移動機の移動速度が高速の場合）には、各ブランチに
ついて直前スロット内の２個のＲＳＳＩデータから線形
予測したＲＳＳＩに基づいて、下りスロットで使用する
送受共用アンテナのブランチを決定し、直前スロット内
の２個のＲＳＳＩデータの偏差が小さい場合（移動機の
移動速度が低速の場合）には、各ブランチについて相前
後する２個のスロットのＲＳＳＩデータから線形予測し
たＲＳＳＩに基づいて、下りスロットで使用する送受共
用アンテナのブランチを決定するようにしたので、第１
実施例以上に、移動機の広い移動速度範囲において、送
信ダイバーシティ機能を有効に発揮させることができ
る。

【００７５】そのため、速い移動速度（高いドップラ周
波数）を考慮したとしても、基地局の送信電力をほとん
ど増大させることなく、基地局のカバーエリアの増大を
期待できる。

【００７６】（Ｃ）他の実施例 上記実施例においては、ブランチ数（従ってアンテナ
数）が２個の送信ダイバーシティ装置を示したが、３以
上あっても良いことは勿論である。

【００７７】また、上記実施例においては、同一スロッ
ト内であろうと同一スロット番号の異なるスロットのと
きであろうと、予測に使用するＲＳＳＩデータが２個の
場合を示したが、３個以上のＲＳＳＩデータを予測に使
用するようにしても良い。３個以上のＲＳＳＩデータを
予測に使用する場合においては、２次曲線や３次曲線へ
の回帰分析を利用するようにしても良く、また、それら
データからドップラ周波数を検出してその周波数を有す
るドップラ信号波形への回帰分析を利用するようにして
も良い。

【００７８】さらに、上記実施例においては、本発明
を、ＰＨＳシステムの基地局に適用したものを示した
が、ＴＤＤ伝送方式（ＴＤＭＡ方式を適用している必要
はない）を適用している他の通信システムの基地局に適
用しても良い。また、基地局だけでなく、移動機に本発
明の送信ダイバーシティ装置を適用しても良い。また、
移動機同士の通信システムにおける移動機に適用するこ
ともできる。なお、特許請求の範囲における「上り」の
用語は当該装置への伝送方向を意味し、「下り」の用語
は当該装置からの伝送方向を意味するものとする。

【００７９】

【発明の効果】第１の本発明によれば、受信電界強度情
報記憶手段に格納されている、下りのタイミングの前の
２以上の上りのタイミングにおける各ブランチの受信電
界強度情報を使用して、アンテナ決定手段が、下りのタ
イミングにおける各ブランチの伝搬特性を予測して、そ
の予測値が最も良好なブランチを、下りのタイミングで
使用するブランチ（送受共用アンテナ）に決定するよう
にしたので、広範囲のドップラ周波数（両伝送装置間の
相対的な広範囲の移動速度）においても、送信ダイバー
シティを有効に機能させることができる。

【００８０】また、第２の本発明によれば、相対的な移
動速度が高速な場合には、第２の受信電界強度情報記憶
手段に格納されている、下りのタイミングの直前の上り
のタイミングにおける各ブランチの受信電界強度情報を
使用し、また、相対的な移動速度が停止速度及び低速な
場合には、第１の受信電界強度情報記憶手段に格納され
ている、下りのタイミングの前の２以上の上りのタイミ
ングにおける各ブランチの受信電界強度情報を使用し
て、アンテナ決定手段が、下りのタイミングにおける各
ブランチの伝搬特性を予測して、その予測値が最も良好
なブランチを、下りのタイミングで使用するブランチ
（送受共用アンテナ）に決定するようにしたので、広範
囲のドップラ周波数（両伝送装置間の相対的な広範囲の
移動速度）においても、送信ダイバーシティを有効に機
能させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の送信ダイバーシティ制御回路を示
すブロック図である。

【図２】ＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式の上り／下りフレーム構
成を示す説明図である。

【図３】第１実施例の基地局構成を示すブロック図であ
る。

【図４】第１実施例のアンテナ決定方法のイメージ図で
ある。

【図５】第１実施例のアンテナ決定回路の処理フローチ
ャートである。

【図６】第１実施例のＲＳＳＩ変化とアンテナ決定の関
係図である。

【図７】第１実施例の効果の補足説明図である。

【図８】第２実施例の送信ダイバーシティ制御回路を示
すブロック図である。

【図９】第２実施例のアンテナ決定方法のイメージ図で
ある。

【図１０】第２実施例のアンテナ決定回路の処理フロー
チャートである。

【図１１】第２実施例での予測方法の切替えの必要性の
説明図である。

【符号の説明】

１５…送信ダイバーシティ制御回路、２３Ａ、２３Ｂ…
ＲＳＳＩ格納メモリ、２４…送信アンテナ決定回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 時分割双方向伝送方式を採用している通
   信システムにおける送信ダイバーシティ装置において、 複数の送受共用アンテナの中から１個を選択して送信さ
   せる選択対象時の下りのタイミングの前の２以上の上り
   のタイミングにおける各ブランチの受信電界強度情報を
   検出して記憶する受信電界強度情報記憶手段と、 この受信電界強度情報記憶手段に記憶された各ブランチ
   の複数の受信電界強度情報に基づいて、下りのタイミン
   グにおける伝搬特性をブランチ毎に予測し、最も良好な
   予測値にかかるブランチに係る上記送受共用アンテナを
   選択対象時の下りのタイミングに使用するものと決定す
   るアンテナ決定手段と、 選択対象時の下りのタイミングにおいて、上記アンテナ
   決定手段が決定した送受共用アンテナを選択させるアン
   テナ切替手段とを有することを特徴とする送信ダイバー
   シティ装置。
2. 【請求項２】 時分割双方向伝送方式を採用している通
   信システムにおける送信ダイバーシティ装置において、 複数の送受共用アンテナの中から１個を選択して送信さ
   せる選択対象時の下りのタイミングの前の２以上の上り
   のタイミングにおける各ブランチの受信電界強度情報を
   検出して記憶する第１の受信電界強度情報記憶手段と、 選択対象時の下りのタイミングの直前の上りのタイミン
   グにおける受信電界強度情報を各ブランチについてそれ
   ぞれ２個以上検出して記憶する第２の受信電界強度情報
   記憶手段と、 少なくとも上記第２の受信電界強度情報記憶手段に記憶
   されている全て又は一部の受信電界強度情報に基づい
   て、上記第１及び第２の受信電界強度情報記憶手段のい
   ずれに記憶されている受信電界強度情報を下りのタイミ
   ングに使用する上記送受共用アンテナの決定に利用する
   かを決定する記憶情報選択手段と、 決定された第１又は第２の受信電界強度情報記憶手段に
   記憶された各ブランチの複数の受信電界強度情報に基づ
   いて、下りのタイミングにおける伝搬特性をブランチ毎
   に予測し、最も良好な予測値にかかるブランチに係る上
   記送受共用アンテナを選択対象時の下りのタイミングに
   使用するものと決定するアンテナ決定手段と、 選択対象時の下りのタイミングにおいて、上記アンテナ
   決定手段が決定した送受共用アンテナを選択させるアン
   テナ切替手段とを有することを特徴とする送信ダイバー
   シティ装置。