JP2005080305A - アンテナダイバーシティ送受信機 - Google Patents

Abstract

【課題】 送信アンテナに関連したアンテナの受信特性に基づき、アンテナダイバーシティを送信に利用する。
【解決手段】 少なくとも２つの受信アンテナ１、２、１６、１７と、前記アンテナの各々について受信品質７、７´を評価可能とする手段と、前記受信アンテナとは異なる少なくとも２つの送信アンテナ３、４（各々は少なくとも１つの受信アンテナと関連する）と、使用すべき前記送信アンテナを選択する送信アンテナ選択手段９とを有する送受信機である。前記選択された送信アンテナは、最高の受信品質に対応する前記受信アンテナに関連する送信アンテナであることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、アンテナダイバーシティ送受信機に関する。本発明は、特に、複数の送信アンテナおよび複数の受信アンテナを有する送受信機の送信アンテナの選択に関する。

無線通信システムにおいて、ビル内で動作する通信システムが知られている。ハイパーLAN2およびIEEE802.11a標準は、5GHz近傍の周波数帯で動作する通信システムを規定している。これらの送信システムにおいて、ノイズとエコーに対する耐久性を向上するために、アンテナダイバーシティを利用することが知られている。アンテナダイバーシティは、複数のアンテナを用いることにより電波の送信経路を複数化し、もってアンテナがエコーによる同じ制約を受けないようにする。

様々なアンテナにより受信された信号を比較することにより、受信においてアンテナダイバーシティを利用することは周知である。送信には、受信とは異なる問題がある。送信においては、遠隔のレシーバにより受信された信号を比較することができない。

送信アンテナに関連したアンテナの受信特性に基づき、アンテナダイバーシティを送信に利用することを、本発明は提案する。

本発明による送受信機は、少なくとも２つの受信アンテナと、前記アンテナの各々について受信品質を評価可能とする手段と、各々は少なくとも１つの受信アンテナと関連する、前記受信アンテナとは異なる、少なくとも２つの送信アンテナと、使用すべき前記送信アンテナを選択する送信アンテナ選択手段とを有する。前記選択された送信アンテナは、最高の受信品質に対応する前記受信アンテナに関連する送信アンテナである。

好ましくは、各送信アンテナは少なくとも２つの受信アンテナのグループに関連する。各送信アンテナは、同様の放射ゾーンをカバーする１以上の受信アンテナに関連する。前記送信アンテナは、当該送受信機を含む装置の反対側に配置されてもよい。少なくとも１つの送信アンテナとそれに関連する受信アンテナは壁により他のアンテナから分離されている。

添付した図面を参照して以下の詳細な説明を読めば、本発明をより良く理解し、本発明の他の特徴および長所を明らかとすることができるであろう。

図１は、第１の受信アンテナ１、第２の受信アンテナ２、第１の送信アンテナ３、第２の送信アンテナ４を有する第１の実施形態を示す図である。

第１と第２の受信アンテナ１と２は、受信スイッチ６を介して復調・復号回路５に結合している。評価・選択回路７は、復調・復号回路５に結合しており、選択された受信アンテナの受信品質を評価し、最高の受信経路に対応する受信アンテナ１または２に受信スイッチ６を切り替える。例えば、国際出願第WO-A-03/049323号を参照すれば、受信経路を評価および選択するための回路の実施形態の詳細について記載されている。

符号化・変調回路８は、送信スイッチを介して第１と第２の送信アンテナ３と４に結合している。データ処理回路１０は、復調・復号回路５からデータを受け取り、符号化・変調回路８にデータを供給する。データ処理回路１０は、例えばIEEE802.11a等の通信プロトコルによりデータをつくり、データをユーザ機器（図示せず）に供給（または受け取り）するように動作する。ユーザ機器は、パーソナルコンピュータ、テレビ、DVDディスクリーダ、衛星デコーダ、その他の無線リンクを介して通信ネットワークに結合しているいかなる装置等であってもよい。

送信スイッチ９は受信スイッチ６と同じコマンドを使用する簡単なスイッチである。本実施形態において、第１の送信アンテナ３は第１の受信アンテナ１と関連しており、第２の送信アンテナ４は第２の受信アンテナ２と関連している。受信アンテナと送信アンテナを関連させて利益があるようにするためには、送信アンテナの電磁波的ふるまいが関連する受信アンテナにより近く、関連しない受信アンテナに近くないように、関連するアンテナ同士を近接して配置することが適正である。

図２は、ユーザ機器１１を含む装置に図１に示した送受信機のアンテナを実装した一例を示す図である。この例において、送信アンテナ３と４および受信アンテナ１と２は、方向性のある放射パターンを持つアンテナである。互いに関連する受信アンテナ１と送信アンテナ３（または２と４）は、放射パターンが交差するように配置されている。曲線１２は第１の受信アンテナ１の放射ゾーンの限界を示す。第１の送信アンテナ３は第１の受信アンテナ１の放射ゾーンにあり、曲線１３により限界が示されている。第１の送信アンテナ３の放射ゾーンは第１の受信アンテナ１の放射ゾーンの中にあり、もし第１の受信アンテナ１が与えられた遠隔の送受信機に対して最もよい受信アンテナに対応するとき、第１の送信アンテナ３は送信のための最もよいアンテナである。これは、曲線１４と１５で限界を示した第２の受信アンテナ２と第２の送信アンテナ４の放射ゾーンは第１のアンテナ１と３の放射ゾーンと重なり合わないので、ますます真実である。送信アンテナ３（または４）とそれに関連する受信アンテナ１（または２）の分離は、送信アンテナ３（または４）の方向性により確保されている（送信アンテナ３（または４）は受信アンテナ１（または２）の方向には放射しない）。

図３は本発明の第２の実施形態による送受信機を示す図である。本実施形態において、図１で先に説明したのと同じ構成要素には同じ参照番号を使用した。

この第２の実施形態は、主に、第１の送信アンテナ３に関連した第３の受信アンテナ１６を追加したことと、第２の送信アンテナ４に関連した第４の受信アンテナ１７を追加したことで第１の実施形態と異なる。第１から第４までの受信アンテナ１、２、１６、１７は、４つの入力から１つを選択する受信スイッチ６´を介して、復調・復号回路５に結合している。評価・選択回路７´は、４つの可能な受信経路を評価し、最もよいものを選択する。評価・選択回路７´は、受信アンテナ１、２、１６、１７に関連した送信アンテナ３または４を選択するために、送信スイッチ９に結合されたコマンド出力を有する。

アンテナを同じ条件の下に設置できないとき、送信アンテナの数よりも受信アンテナの数を増やすことは特に有利である。受信におけるアンテナダイバーシティの利益は、送信される信号の波長のオーダーの距離だけ全方向性受信アンテナを離間することであり、または様々なセクターをカバーする方向性受信アンテナを使用可能とすることである。上記のダイバーシティは、アンテナの物理的な位置によりすべての方向をカバーできないときは、十分ではないかもしれない。そこでアンテナを複数にする手段に訴える。メッセージを送る相手先であるレシーバが受信においてアンテナダイバーシティを利用していれば、送信においては全方向性アンテナで十分である。しかし、送信アンテナの位置によっては、物理的障害物により送信が真の全方向ではなくなることがある。

図４はユーザ機器２１を示す。ユーザ機器２１は、例えば衛星デコーダであり、図３の送受信機を含む。第１のグループのアンテナ１８は、第１と第３の受信アンテナ１と１６および第１の送信アンテナ３を有し、ユーザ機器のハウジングの一側面に位置している。第２のグループのアンテナ１９は、第２と第４の受信アンテナ２と１７および第２の送信アンテナ４を有し、ユーザ機器のハウジングの他の一側面に位置している。ハウジングはシールドされていれば、アンテナの全方向性が妨げられる。受信におけるダイバーシティのオーダーを４とし、送信におけるダイバーシティのオーダーを２とすると、送受信機の性能がかなり向上する。各送信アンテナはそれに関連する受信アンテナと同じ妨害条件の下に置かれている。

図５は、図３の機器の他の使用例を示す。第１のグループのアンテナ１８はユーザ機器３１の近傍に位置し、第２のグループのアンテナ１９はユーザ機器３１から離して、例えば壁３２の他の側に位置している。受信アンテナは、放射曲線３３により示したように、ゲインを高めるために、方向性を有していてもよい。上記の機器は、ネットワークが多くの壁を有する広いエリアに広がっているとき特に利益がある。

本発明は上に説明した例に限定されるものではない。送信アンテナおよび受信アンテナの数は上に説明した例より多くてもよい。上に説明した例では送信はすべて全方向性であると仮定したが、それに関連する受信アンテナの放射ゾーンの結合に対応する何らかの方向性を有する放射ゾーンを有していてもよい。

本発明の第１の実施形態によるアンテナダイバーシティ送受信機を示す。 図１の送受信機におけるアンテナの位置決めの一例を示す。 本発明の第２の実施形態によるアンテナダイバーシティ送受信機を示す。 図３の送受信機を含む装置を示す。 図３の送受信機を含む装置を示す。

符号の説明

１ 第１の受信アンテナ
２ 第２の受信アンテナ
３ 第１の送信アンテナ
４ 第２の送信アンテナ
５ 復調・復号回路
６、６´ 受信スイッチ
７、７´ 評価・選択回路
８ 符号化・変調回路
９ 送信スイッチ
１０ データ処理回路
１１ ユーザ機器
１２、１３ 放射ゾーン限界曲線
１４、１５ 放射ゾーン限界曲線
１６、１７ 受信アンテナ
１８、１９ アンテナ
２１、３１ ユーザ機器
３２ 壁
３３ 放射曲線

Claims (5)

1. 少なくとも２つの受信アンテナ（１、２、１６、１７）と、前記アンテナの各々について受信品質（７、７´）を評価可能とする手段を有する送受信機であって、
   各々は少なくとも１つの受信アンテナと関連する、前記受信アンテナとは異なる、少なくとも２つの送信アンテナ（３、４）と、
   使用すべき前記送信アンテナを選択する送信アンテナ選択手段（９）とを有し、
   前記選択された送信アンテナは、最高の受信品質に対応する前記受信アンテナに関連する送信アンテナであることを特徴とする送受信機。
2. 請求項１に記載の送受信機であって、各送信アンテナ（３、４）は少なくとも２つの受信アンテナ（１、１６、２、１７）のグループに関連することを特徴とする送受信機。
3. 請求項１または２に記載の送受信機であって、各送信アンテナ（３、４）は、同様の放射ゾーンをカバーする１以上の受信アンテナ（１、１６、２、１７）に関連することを特徴とする送受信機。
4. 請求項３に記載の送受信機であって、前記送信アンテナ（３、４）は、当該送受信機を含む装置（２１）の反対側に配置されたことを特徴とする送受信機。
5. 請求項３に記載の送受信機であって、少なくとも１つの送信アンテナ（３）とそれに関連する受信アンテナ（１、１６）は壁（３２）により他のアンテナ（２、４、１７）から分離されていることを特徴とする送受信機。

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