JP2010206549A - 無線通信装置、ダイバーシティ制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】送受信に同一の周波数を用い、所定の周期で送受信を切り替えて通信を行い、複数系統のアンテナの中から通信に用いるアンテナを選択する選択ダイバーシティ機能を備え、通信相手装置と同じタイミングでのアンテナを切り替えることを防ぐことを防止した無線通信装置及びダイバーシティ制御方法を提供する。
【解決手段】無線通信装置１００は、送受信に同一の周波数を用い、所定の周期で送受信を切り替える通信方式であり、複数系統のアンテナ１０１、１０２の中から、通信に用いるアンテナを選択するダイバーシティ制御部１０７と、ダイバーシティ制御部１０７によって選択されたアンテナを用いて通信を行う通信部１０３と、自装置の選択ダイバーシティ機能の仕様を表すダイバーシティ情報を格納したダイバーシティ情報格納部１０６と、ダイバーシティ情報を通信相手装置へ送信するダイバーシティ情報送信部１０５とを有する。
【選択図】図１

Description

複数系統のアンテナで受信した信号の中から、通信処理に用いる信号を選択する選択ダイバーシティ機能を備えた無線通信装置に関する。

複数のアンテナで受信した同一の無線信号について電波状況の優れたアンテナの信号を優先的に用いる選択ダイバーシティ機能は、安価で制御も容易であるため、無線通信機器（基地局、移動局）に取り入れられている。

ＰＨＳ（Personal Handyphone System）通信では、送受信周波数が同一で、かつそのタイミング（２．５ｍｓ）が短いという特徴があるため、受信時にダイバーシティ機能で選択されたアンテナが送信時にも有効であると考えられており、受信アンテナと同時に送信アンテナも切り替えている。

しかしながら、基地局と移動局とが同性能の選択ダイバーシティ機能を実装している場合、図１０に示すようにアンテナの切り替えが同じタイミングで行われ、通信品質が改善されないことがあった。

通信品質の改善に繋がらないアンテナの切り替えは、処理に負荷を与えるだけでなく、消費電力が増大する原因ともなる。

基地局及び移動局が同タイミングでのアンテナを切り替えることを防ぐために、基地局及び移動局の一方でダイバーシティ機能を停止させる、又は切り替えタイミングを変更するという手法が考えられるが、基地局や各移動局が同一メーカの製品で統一されていないと切り替えタイミングの変更は困難である。すなわち、基地局、移動局におけるダイバーシティ機能はメーカごとに異なっていて統一されていないため、複数のメーカの製品（基地局・移動局）が混在する通信システムにおいては、基地局及び移動局が同タイミングでのアンテナを切り替えることを防ぐことは困難であった。

選択ダイバーシティに関連する技術として、特許文献１に開示される「無線通信端末及び無線通信方法」がある。

特開２００８−１６７０７９号公報

しかし、特許文献１に開示される発明は、受信に関しては二つのアンテナを選択的に用いているものの、送信に関してはアンテナの選択は行わない。よって、送受信にアンテナを共用するＰＨＳのような通信方式には適用できない。

本発明は係る問題に鑑みてなされたものであり、送受信に同一の周波数を用い、所定の周期で送受信を切り替えて通信を行い、複数系統のアンテナの中から通信に用いるアンテナを選択する選択ダイバーシティ機能を備え、通信相手装置と同じタイミングでのアンテナを切り替えることを防ぐことを防止した無線通信装置及びダイバーシティ制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、第１の態様として、送受信に同一の周波数を用い、所定の周期で送受信を切り替える通信方式の無線通信装置であって、複数系統のアンテナの中から、通信に用いるアンテナを選択し、該選択したアンテナを用いて通信する選択ダイバーシティ機能を備え、自装置の選択ダイバーシティ機能の仕様を表すダイバーシティ情報を通信相手装置へ送信する手段を有することを特徴とする無線通信装置を提供するものである。

また、上記目的を達成するため、本発明は、第２の態様として、送受信に同一の周波数を用い、所定の周期で送受信を切り替える通信方式の無線通信装置であって、
複数系統のアンテナの中から、通信に用いるアンテナを選択し、該選択したアンテナを用いて通信する選択ダイバーシティ機能を備え、通信相手装置から、該通信相手装置の選択ダイバーシティ機能の仕様を表す情報を受信した際に、自装置の選択ダイバーシティ機能の仕様と一致するか否かを判断し、一致する場合には自装置の選択ダイバーシティ機能を停止させるか、又は選択ダイバーシティ機能によるアンテナの切り替えタイミングを所定のタイミングとは異なるタイミングに変更することを特徴とする無線通信装置を提供するものである。

また、上記目的を達成するため、本発明は、第３の態様として、複数系統のアンテナの中から、通信に用いるアンテナを選択し、該選択したアンテナを用いて通信する選択ダイバーシティ機能を備え、送受信に同一の周波数を用い、所定の周期で送受信を切り替える通信方式の無線通信装置におけるダイバーシティ制御方法であって、無線通信装置に、通信相手装置から該通信相手装置の選択ダイバーシティ機能の仕様を表す情報を受信した際に、自装置の選択ダイバーシティ機能の仕様と一致するか否かを判断させ、一致する場合には自装置の選択ダイバーシティ機能を停止させるか、又は選択ダイバーシティ機能によるアンテナの切り替えタイミングを所定のタイミングとは異なるタイミングに変更することを特徴とするダイバーシティ制御方法を提供するものである。

本発明によれば、送受信に同一の周波数を用い、所定の周期で送受信を切り替えて通信を行い、複数系統のアンテナの中から通信に用いるアンテナを選択する選択ダイバーシティ機能を備え、通信相手装置と同じタイミングでのアンテナを切り替えることを防ぐことを防止した無線通信装置及びダイバーシティ制御方法を提供できる。

本発明に係る無線通信装置の構成を示す図である。 本発明に係る無線通信装置の構成を示す図である。 本発明を好適に実施した第１の実施形態に係るＰＨＳ通信システムの構成を示す図である。 第１の実施形態に係る基地局の構成を示す図である。 ダイバーシティ情報を付加したＰＣＨのデータ構造例を示す図である。 第１の実施形態に係る移動局の構成を示す図である。 本発明を好適に実施した第２の実施形態に係るＰＨＳ通信システムの構成を示す図である。 第２の実施形態に係る基地局の構成を示す図である。 第２の実施形態に係る移動局の構成を示す図である。 基地局及び移動局の双方が同じタイミングで選択ダイバーシティ機能によってアンテナを切り替えたために通信品質の向上が見られなかった状態を示す図である。

図１に示すように、本発明に係る無線通信装置１００は、送受信に同一の周波数を用い、所定の周期で送受信を切り替える通信方式であり、複数系統のアンテナ１０１、１０２の中から、通信に用いるアンテナを選択するダイバーシティ制御部１０７と、ダイバーシティ制御部１０７によって選択されたアンテナを用いて通信部１０３と、自装置の選択ダイバーシティ機能の仕様を表すダイバーシティ情報を格納したダイバーシティ情報格納部１０６と、ダイバーシティ情報を通信相手装置へ送信するダイバーシティ情報送信部１０５とを有することを特徴とする。
このような構成とすることにより、通信相手装置に自装置の選択ダイバーシティ機能の仕様を通知できるため、通信相手装置は選択ダイバーシティ機能を使用すると不都合が生じるか否かを判断できる。

また、図２に示すように、本発明に係る無線通信装置２００は、送受信に同一の周波数を用い、所定の周期で送受信を切り替える通信方式であり、複数系統のアンテナ２０１、２０２の中から、通信に用いるアンテナを選択するダイバーシティ制御部２０８と、ダイバーシティ制御部２０８によって選択されたアンテナを用いて通信部２０３と、自装置の選択ダイバーシティ機能の仕様を表すダイバーシティ情報を格納したダイバーシティ情報格納部２０７と、通信相手装置から受信したダイバーシティ情報に基づいて、選択ダイバーシティ機能の仕様が通信相手装置と自装置とで一致するか否かを判断し、一致する場合には自装置の選択ダイバーシティ機能を停止させるか、又は選択ダイバーシティ機能によるアンテナの切り替えタイミングを所定のタイミングとは異なるタイミングに変更するダイバーシティ情報比較部２０６とを有する。
このような構成とすることにより、通信相手装置が自装置と同じ選択ダイバーシティ機能を有する場合にはダイバーシティ機能を停止させたり、アンテナの切り替えタイミングを変更できるため、選択ダイバーシティ機能を実行する際に通信相手装置と同じタイミングでアンテナの切り替えを行ってしまい、通信品質が改善されないことがなくなる。

以下、上記本発明に係る無線通信装置の好適な実施の形態について説明する。

〔第１の実施形態〕
図３に、本発明の好適な実施の形態に係るＰＨＳ通信システムの構成を示す。このＰＨＳ通信システムは、基地局１０と移動局２０とを有し、各局は各々２系統のアンテナを選択的に使用する選択ダイバーシティ機能を備えている。なお、図中には移動局２０を一つだけ示しているが、実際には基地局１０は不特定多数の移動局２０と１対多の通信を行う。

図４に、基地局１０の構成を示す。基地局１０は、アンテナ１１、１２、通信部１３、データ処理部１４、ダイバーシティ情報付加部１５、ダイバーシティ情報格納部１６及びダイバーシティ制御部１７を有する。
アンテナ１１、１２は、移動局２０との通信に選択的に用いられる。アンテナ１１、１２のうち通信に用いるために選択されている方は、送受信に共用される。通信部１３は、アンテナ１１、１２のうち通信に用いるために選択されている方を介して移動局２０にデータを出力し、また移動局２０からのデータを取得する。また、通信部１３は、通信品質が低下した場合には、その旨をダイバーシティ制御部１７に通知する。データ処理部１４は、移動局２０から取得したデータを処理し、また移動局２０へ出力するデータを生成する。ダイバーシティ情報付加部１５は、ダイバーシティ情報格納部１６に格納されているダイバーシティ情報を一斉呼び出しチャネル（ＰＣＨ：Paging Channel）に付加する。なお、図５に、ダイバーシティ情報を付加したＰＣＨのデータ構造の一例を示す。ダイバーシティ情報格納部１６は、自局の選択ダイバーシティの仕様を示す情報が格納されている。ダイバーシティ制御部１７は、通信部１３から通信品質が低下したことを通知された場合には、通信部１３が移動局２０との通信に用いるアンテナを切り替える。

図６に、移動局２０の構成を示す。移動局２０は、アンテナ２１、２２、通信部２３、データ処理部２４、ダイバーシティ情報抽出部２５、ダイバーシティ情報比較部２６、ダイバーシティ情報格納部２７及びダイバーシティ制御部２８を有する。
アンテナ２１、２２は、基地局１０との通信に選択的に用いられる。アンテナ２１、２２のうち通信に用いるために選択されている方は、送受信に共用される。通信部２３は、アンテナ２１、２２のうち通信に用いるために選択されている方を介して基地局１０にデータを出力し、また基地局１０からのデータを取得する。また、通信部２３は、通信品質が低下した場合には、その旨をダイバーシティ制御部２８に通知する。データ処理部２４は、基地局１０から取得したデータを処理し、また基地局１０へ出力するデータを生成する。ダイバーシティ情報抽出部２５は、基地局１０から受信したＰＣＨに付加されている基地局１０のダイバーシティ情報を抽出する。ダイバーシティ情報比較部２６は、ダイバーシティ情報抽出部２５が抽出した基地局１０のダイバーシティ情報とダイバーシティ情報格納部２７に格納されている自局のダイバーシティ情報とが一致するか否かを判断する。ダイバーシティ制御部２８は、通信部２３から通信品質が低下したことを通知された場合には、通信部２３が基地局１０との通信に用いるアンテナを切り替える。ただし、ダイバーシティ情報比較部２６からダイバーシティ情報が一致することを通知された場合には、通信品質が低下したことを通信部２３から通知されてもアンテナの切り替えを行わない。

図７に、本実施形態に係る通信システムの動作を示す。
基地局は、自局のダイバーシティ情報を含んだＰＣＨ（一斉呼び出しチャネル）を送信する。圏内の移動局は、基地局のダイバーシティ情報が含まれたＰＣＨを受信した場合、自局のダイバーシティ機能と比較し、同性能であるか否かを判断する。同性能である場合は、移動局はダイバーシティ機能を停止する。

ダイバーシティ機能を停止させた移動局が他の基地局のセルに移動するなどして、自局とは異なる仕様のダイバーシティを含むＰＣＨ又はダイバーシティ情報を含まないＰＣＨを受信した場合、ダイバーシティ機能を起動する。

なお、ここではダイバーシティ機能が同性能である場合にダイバーシティ機能を停止させているが、アンテナ切り替えのタイミングを変更するようにしても良い。この場合には、自局とは異なる仕様のダイバーシティを含むＰＣＨ又はダイバーシティ情報を含まないＰＣＨを受信した際に、アンテナ切り替えのタイミングを所定のタイミングに戻せば良い。

このように、本実施形態に係るＰＨＳ通信システムでは、基地局と移動局とが同じタイミングでアンテナの切り替えを行うことがなくなるため、基地局が選択ダイバーシティを行ってアンテナを切り替えた際に、通信品質が改善しない可能性を低減できる。

〔第２の実施形態〕
本発明を好適に実施した第２の実施形態について説明する。
本実施形態に係るＰＨＳ通信システムは、第１の実施形態と同様に基地局３０と移動局４０とを有し、各局は各々２系統のアンテナを選択的に使用する選択ダイバーシティ機能を備えている。

図８に、基地局３０の構成を示す。基地局３０は、アンテナ３１、３２、通信部３３、データ処理部３４、ダイバーシティ情報抽出部３５、ダイバーシティ情報比較部３６、ダイバーシティ情報格納部３７及びダイバーシティ制御部３８を有する。
アンテナ３１、３２は、移動局４０との通信に選択的に用いられる。アンテナ３１、３２のうち通信に用いるために選択されている方は、送受信に共用される。通信部３３は、アンテナ３１、３２のうち通信に用いるために選択されている方を介して移動局４０にデータを出力し、また移動局４０からのデータを取得する。また、通信部３３は、通信品質が低下した場合には、その旨をダイバーシティ制御部３８に通知する。データ処理部３４は、移動局４０から取得したデータを処理し、また移動局４０へ出力するデータを生成する。ダイバーシティ情報抽出部３５は、移動局４０から受信した個別チャネル（ＤＣＨ：Dedicated Channel）に付加されている移動局４０のダイバーシティ情報を抽出する。ダイバーシティ情報比較部３６は、ダイバーシティ情報抽出部３５が抽出した移動局４０のダイバーシティ情報とダイバーシティ情報格納部３７に格納されている自局のダイバーシティ情報とが一致するか否かを判断する。ダイバーシティ制御部３８は、通信部３３から通信品質が低下したことを通知された場合には、通信部３３が移動局４０との通信に用いるアンテナを切り替える。ただし、ダイバーシティ情報比較部３６からダイバーシティ情報が一致することを通知された場合には、通信品質が低下したことを通信部３３から通知されてもアンテナの切り替えを行わない。

図９に、移動局４０の構成を示す。移動局４０は、アンテナ４１、４２、通信部４３、データ処理部４４、ダイバーシティ情報付加部４５、ダイバーシティ情報格納部４６及びダイバーシティ制御部４７を有する。
アンテナ４１、４２は、基地局３０との通信に選択的に用いられる。アンテナ４１、４２のうち通信に用いるために選択されている方は、送受信に共用される。通信部４３は、アンテナ４１、４２のうち通信に用いるために選択されている方を介して基地局３０にデータを出力し、また基地局３０からのデータを取得する。また、通信部４３は、通信品質が低下した場合には、その旨をダイバーシティ制御部４７に通知する。データ処理部４４は、基地局３０から取得したデータを処理し、また基地局３０へ出力するデータを生成する。ダイバーシティ情報付加部４５は、ダイバーシティ情報格納部４６に格納されているダイバーシティ情報を個別チャネルＤＣＨに付加する。ダイバーシティ情報格納部４６は、自局の選択ダイバーシティの仕様を示す情報が格納されている。ダイバーシティ制御部４７は、通信部４３から通信品質が低下したことを通知された場合には、通信部４３が基地局３０との通信に用いるアンテナを切り替える。

本実施形態においては、基地局３０側が移動局４０から通知されるダイバーシティ情報に応じてダイバーシティ機能を停止／起動させる。ダイバーシティ機能の停止／起動のフローは上記第１の実施形態と同様である。

なお、上記のように、基地局３０は実際には不特定多数の移動局４０と通信するため、通信相手となる移動局４０の全てが同じダイバーシティ機能を有する場合、一部のみが同じダイバーシティ機能を有する場合、一つだけが同じダイバーシティ機能を有する場合の３通りのシステム構成が考えられる。
よって、異なるダイバーシティ機能を有する移動局４０との通信品質を確保するために、通信相手となる全ての移動局４０が同じダイバーシティ機能を有する場合に基地局３０がダイバーシティ機能を停止することが好ましい。ただし、これに限定されることはなく、基地局３０は、移動局４０の少なくとも一つが同じダイバーシティ機能を有する場合や、同じダイバーシティ機能を有する移動局４０の割合が所定の割合よりも多い場合（例えば過半数）にダイバーシティ機能を停止させるようにしても良い。

また、アンテナ切り替えのタイミングを変更するようにしても良い。この場合には、自局とは異なる仕様のダイバーシティを含むＤＣＨ又はダイバーシティ情報を含まないＤＣＨを受信した際に、アンテナ切り替えのタイミングを所定のタイミングに戻せば良い。

このように、本実施形態に係るＰＨＳ通信システムでは、基地局と移動局とが同じタイミングでアンテナの切り替えを行うことがなくなるため、基地局が選択ダイバーシティを行ってアンテナを切り替えた際に、通信品質が改善しない可能性を低減できる。

なお、上記実施形態は本発明の好適な実施の一例であり、本発明はこれに限定されることはない。
例えば、上記各実施形態においてはＰＨＳ方式の無線通信システムを例としたが、送受信周波数が同一で、かつそのタイミングが短い任意の無線通信方式にも適用できる。
また、上記各実施形態においては、基地局及び移動局の双方が２系統のアンテナうちの一つを選択的に使用する選択ダイバーシティ機能を有する構成を例としたが、３以上のアンテナのうちの一つを選択的に使用して選択ダイバーシティ機能を実現しても良い。
このように、本発明は様々な変形が可能である。

１０、３０ 基地局
１１、１２、２１、２２、３１、３２、４１、４２、１０１、１０２、２０１、２０２ アンテナ
１３、２３、３３、４３、１０３、２０３ 通信部
１４、２４、３４、４４ データ処理部
１５、４５ ダイバーシティ情報付加部
１６、２７、３７、４６、１０６、２０７ ダイバーシティ情報格納部
１７、２８、３８、４７、１０７、２０８ ダイバーシティ制御部
２０、４０ 移動局
２５、３５、 ダイバーシティ情報抽出部
２６、３６、２０６ ダイバーシティ情報比較部
１００、２００ 無線通信装置
１０５ ダイバーシティ情報送信部

Claims (11)

1. 送受信に同一の周波数を用い、所定の周期で送受信を切り替える通信方式の無線通信装置であって、
   複数系統のアンテナの中から、通信に用いるアンテナを選択し、該選択したアンテナを用いて通信する選択ダイバーシティ機能を備え、
   自装置の前記選択ダイバーシティ機能の仕様を表すダイバーシティ情報を通信相手装置へ送信する手段を有することを特徴とする無線通信装置。
2. 交換局に接続されたＰＨＳ基地局であり、前記通信相手装置である不特定多数のＰＨＳ移動局と通信することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
3. 不特定多数の前記ＰＨＳ移動局に対して、前記ダイバーシティ情報を同報で送信することを特徴とする請求項２記載の無線通信装置。
4. 前記ダイバーシティ情報を、一斉呼び出しチャネルに含めて送信することを特徴とする請求項３記載の無線通信装置。
5. 交換局に接続されたＰＨＳ基地局を前記通信相手装置とするＰＨＳ移動局であることを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
6. 前記ダイバーシティ情報を、前記ＰＨＳ基地局からの一斉呼び出しチャネルに対する応答に含めて送信することを特徴とする請求項５記載の無線通信装置。
7. 送受信に同一の周波数を用い、所定の周期で送受信を切り替える通信方式の無線通信装置であって、
   複数系統のアンテナの中から、通信に用いるアンテナを選択し、該選択したアンテナを用いて通信する選択ダイバーシティ機能を備え、
   通信相手装置から、該通信相手装置の前記選択ダイバーシティ機能の仕様を表す情報を受信した際に、自装置の前記選択ダイバーシティ機能の仕様と一致するか否かを判断し、一致する場合には自装置の前記選択ダイバーシティ機能を停止させるか、又は前記選択ダイバーシティ機能による前記アンテナの切り替えタイミングを所定のタイミングとは異なるタイミングに変更することを特徴とする無線通信装置。
8. 複数の前記通信相手装置から前記ダイバーシティ情報を受信した場合に、全ての前記通信相手について前記選択ダイバーシティ機能の仕様が一致するか否かを判断し、全て一致する場合に自装置の前記選択ダイバーシティ機能を停止させるか、又は前記選択ダイバーシティ機能による前記アンテナの切り替えタイミングを所定のタイミングとは異なるタイミングに変更することを特徴とする請求項７記載の無線通信装置。
9. 複数の前記通信相手装置から前記ダイバーシティ情報を受信した場合に、全ての前記通信相手について前記選択ダイバーシティ機能の仕様が一致するか否かを判断し、少なくとも一つが一致する場合に自装置の前記選択ダイバーシティ機能を停止させるか、又は前記選択ダイバーシティ機能による前記アンテナの切り替えタイミングを所定のタイミングとは異なるタイミングに変更することを特徴とする請求項７記載の無線通信装置。
10. 複数の前記通信相手装置から前記ダイバーシティ情報を受信した場合に、全ての前記通信相手について前記選択ダイバーシティ機能の仕様が一致するか否かを判断し、一致する通信相手装置の割合が所定の割合以上である場合に自装置の前記選択ダイバーシティ機能を停止させるか、又は前記選択ダイバーシティ機能による前記アンテナの切り替えタイミングを所定のタイミングとは異なるタイミングに変更することを特徴とする請求項７記載の無線通信装置。
11. 複数系統のアンテナの中から、通信に用いるアンテナを選択し、該選択したアンテナを用いて通信する選択ダイバーシティ機能を備え、送受信に同一の周波数を用い、所定の周期で送受信を切り替える通信方式の無線通信装置におけるダイバーシティ制御方法であって、
    前記無線通信装置に、通信相手装置から該通信相手装置の前記選択ダイバーシティ機能の仕様を表す情報を受信した際に、自装置の前記選択ダイバーシティ機能の仕様と一致するか否かを判断させ、一致する場合には自装置の前記選択ダイバーシティ機能を停止させるか、又は前記選択ダイバーシティ機能による前記アンテナの切り替えタイミングを所定のタイミングとは異なるタイミングに変更することを特徴とするダイバーシティ制御方法。

Images