JP2011044759A - Diversity reception system - Google Patents

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Gozo Kage
豪藏 鹿毛
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a diversity reception system, as a mobile communication system having a plurality of base stations 1, 2 adjacent to a railway, which has high reception quality by reducing the influence of high-speed fading or interference due to beat. <P>SOLUTION: The base stations 1, 2 synchronize frequencies of carriers by a reference frequency signal received from a reference frequency signal-generating means 14 to match the carrier frequencies, and emit a radiowave. Two mobile station antennas 11, 12 for diversity reception in the mobile station 10 are disposed on the mobile station 10 in accordance with disposition conditions in which when the phases of two radiowaves received with one mobile station antenna cancel each other, the phases of two radiowaves received with the other mobile station antenna are added to each other in accordance with relation between the phases of radiowave propagation path length from each of the base stations 1, 2. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は,線路を移動する移動局とその線路に沿って配置された基地局が複数存在する移動通信システムに関し,特に,簡易な装置構成により移動局側において良好な受信品質を得るためのダイバーシチ受信システムに関する。   The present invention relates to a mobile communication system in which a mobile station moving on a line and a plurality of base stations arranged along the line exist, and in particular, diversity for obtaining good reception quality on the mobile station side with a simple device configuration. Regarding the receiving system.

複数の基地局を有する移動通信システムにおいて,多くの移動局に同一の情報を同時に伝達する場合,それぞれの基地局から同じ情報を,同じ値のキャリア周波数で送信する同一周波数複局同時送信方式が用いられる。列車無線システム等のような業務用移動通信システムでは,周波数利用効率の面からも,同一周波数複局同時送信方式は有効とされている。   In a mobile communication system having a plurality of base stations, when transmitting the same information to many mobile stations at the same time, there is a simultaneous transmission system with the same frequency that transmits the same information from each base station at the same carrier frequency. Used. In commercial mobile communication systems such as train radio systems, the same frequency multi-station simultaneous transmission method is effective from the aspect of frequency utilization efficiency.

しかしながら,この場合のキャリアは,「設計値として同一周波数」のキャリアであって,実際には,各々の基地局のキャリアの発振源は独立している。そのため,複数の基地局から設計値が同じ周波数のキャリアを使って電波を発射する場合,基地局毎のキャリアの発振源が異なると,それぞれの実際のキャリア周波数は,厳密には同一周波数ではなく,キャリア周波数の差によってビート干渉が発生する問題がある。   However, the carrier in this case is a carrier of “the same frequency as the design value”, and actually, the oscillation source of each base station carrier is independent. Therefore, when radio waves are emitted from a plurality of base stations using carriers with the same design value, if the oscillation source of the carrier for each base station is different, each actual carrier frequency is not strictly the same frequency. Therefore, there is a problem that beat interference occurs due to a difference in carrier frequency.

また,移動局は,複雑に反射や回折を行うマルチパス伝搬路の環境下で電波を受信しながら移動することによって,高速フェージング等の影響を受けるため,受信信号の品質は大きく劣化する。   In addition, since the mobile station is affected by high-speed fading and the like by moving while receiving radio waves in the environment of a multipath propagation path that performs complicated reflection and diffraction, the quality of the received signal is greatly degraded.

以上の背景技術について,図1の例に従ってさらに詳しく説明する。図1は,列車無線システムの一例の概要を示す図である。   The above background art will be described in more detail with reference to the example of FIG. FIG. 1 is a diagram showing an outline of an example of a train radio system.

図1に示す列車無線システムは,複数の基地局1,2,3と,移動局10と,中央装置5を備えている。移動局10は,線路4上を移動する。基地局1〜3は,線路4に沿って配置されており,各々の基地局1〜3では,中央装置5から伝送路6を介して情報信号を受信する。   The train radio system shown in FIG. 1 includes a plurality of base stations 1, 2, 3, a mobile station 10, and a central device 5. The mobile station 10 moves on the line 4. The base stations 1 to 3 are arranged along the line 4, and each base station 1 to 3 receives an information signal from the central apparatus 5 via the transmission path 6.

基地局1〜3は,中央装置5から受信した情報信号を,「設計値として同一周波数」のキャリア周波数の電波で,各々のアンテナ7〜9を用いて送信する。移動局10では,少なくとも2本の移動局アンテナ11および12を用いて,その情報信号を受信する。   The base stations 1 to 3 transmit the information signals received from the central apparatus 5 by using the respective antennas 7 to 9 with the carrier frequency of “the same frequency as the design value”. The mobile station 10 receives the information signal using at least two mobile station antennas 11 and 12.

基地局1からの電波と基地局2からの電波は,同一周波数複局同時送信方式により発射されるが,キャリアの発振源が異なると,ビート干渉の原因になる。すなわち,移動局10が基地局1と基地局2との間にある場合,基地局1のキャリア周波数f1 と基地局2のキャリア周波数f2 とが,「設計値として同一周波数」で設計されていても,それぞれの周波数の発振源が異なれば,キャリア周波数f1 とf2 とが完全に一致するということはなく,多少の周波数差Δfが発生する。そのため,この周波数差Δfによって,受信側の移動局10においてビート干渉が発生する。このビート干渉は,移動局10が基地局1と基地局2の中央付近にあって,それぞれの基地局1および2から到達する電波が同程度の強さで受信される場合に最も大きく変動する。 The radio wave from the base station 1 and the radio wave from the base station 2 are emitted by the same frequency multi-station simultaneous transmission method, but if the carrier oscillation source is different, it causes beat interference. That is, when the mobile station 10 is between the base station 1 and the base station 2, the carrier frequency f 1 of the base station 1 and the carrier frequency f 2 of the base station 2 are designed with “the same frequency as the design value”. However, if the oscillation sources at the respective frequencies are different, the carrier frequencies f 1 and f 2 do not completely coincide with each other, and a slight frequency difference Δf is generated. Therefore, beat interference occurs in the mobile station 10 on the receiving side due to this frequency difference Δf. This beat interference fluctuates most when the mobile station 10 is near the center of the base station 1 and the base station 2 and the radio waves arriving from the base stations 1 and 2 are received with the same intensity. .

例えば,周波数150MHz帯のキャリアでは,各々の基地局において発振源として1×10-6の安定度のクリスタルを使用すれば,Δf=f1 −f2 =150Hzの周波数差によるビートが発生する。 For example, in a carrier having a frequency of 150 MHz, if a crystal having a stability of 1 × 10 −6 is used as an oscillation source in each base station, a beat due to a frequency difference of Δf = f 1 −f 2 = 150 Hz is generated.

また,周辺の建物,立地環境等による電波の反射や散乱によりマルチパス伝搬となるため,このような電波伝搬環境下を移動局10が移動することによって高速フェージングの影響を受ける。   In addition, since multipath propagation occurs due to reflection and scattering of radio waves from surrounding buildings, location environments, etc., the mobile station 10 is affected by high-speed fading in such a radio wave propagation environment.

従来の高速フェージングやビート干渉の対策としては,非特許文献1に示されているように,同じ情報を複数の基地局から送信するにあたって,それぞれの基地局側で送信タイミングを遅延させるか,または送信する信号の波形を異なる波形となるように波形ひずみを挿入するなどの処理を施して送信する方法がとられていた。   As a countermeasure against conventional fast fading and beat interference, as shown in Non-Patent Document 1, when transmitting the same information from a plurality of base stations, the transmission timing is delayed on each base station side, or There has been employed a method of performing transmission such as inserting waveform distortion so that the waveform of a signal to be transmitted becomes a different waveform.

久保,岡崎,棚田,村上:「送信ダイバーシチと適応等化器によるビート干渉抑圧方式に関する一検討」,電子情報通信学会論文誌 B,Vol.J86−B,No.3,pp.468−476,2003年3月。Kubo, Okazaki, Tanada, Murakami: “A Study on Beat Interference Suppression Using Transmit Diversity and Adaptive Equalizer”, IEICE Transactions B, Vol. J86-B, no. 3, pp. 468-476, March 2003.

高速フェージングやビート干渉による受信品質の劣化を回避するために,前述の非特許文献1に示されている方法では,各基地局が送信タイミングをずらしたり,波形を制御するというような信号の加工が必要となるだけでなく,それぞれの移動局では,各基地局から加工されて送られてきた信号を受信するために,適応等化器による補償が必要となり,複雑な処理が必要であった。その結果として,基地局と移動局の両方で,回路構成が複雑になるだけでなく,そのための検査および保守項目が増えるなど,初期コストだけでなく,維持コストにおいても経済的に負担となる側面があった。   In order to avoid degradation of reception quality due to high-speed fading and beat interference, the method described in Non-Patent Document 1 described above processes signals such that each base station shifts the transmission timing or controls the waveform. In addition, each mobile station needs to be compensated by an adaptive equalizer and receive complicated processing in order to receive the signal sent from each base station. . As a result, both the base station and the mobile station not only make the circuit configuration complicated, but also increase the number of inspection and maintenance items, and not only the initial cost but also the maintenance cost is an economical burden. was there.

本発明は,列車無線システムのように線路を移動する移動局とその線路に沿って配置された基地局が複数存在する移動通信システムにおいて,複数の基地局からの電波干渉で発生するビート干渉や,高速フェージング等の影響を低減し,簡易かつ安価な装置構成により移動局において良好な受信品質を実現するダイバーシチ受信システムを提供することを目的とする。   In a mobile communication system in which a mobile station moving along a track and a plurality of base stations arranged along the track exist like a train radio system, beat interference generated by radio wave interference from a plurality of base stations An object of the present invention is to provide a diversity reception system that reduces the influence of high-speed fading and the like and realizes good reception quality in a mobile station with a simple and inexpensive device configuration.

本発明は,上記課題を解決するため,移動局側に,第1の移動局アンテナと第2の移動局アンテナの2本の移動局アンテナを設けて,ダイバーシチ受信を行うものであり,移動局アンテナの位置関係を次のように定める。   In order to solve the above problems, the present invention provides diversity reception by providing two mobile station antennas, a first mobile station antenna and a second mobile station antenna, on the mobile station side. The positional relationship of the antenna is determined as follows.

複数の基地局のうち,例えば最も電波伝搬条件の悪い区間に隣接する2つの基地局を選び,第N番目の基地局と第N+1番目の基地局とし,前記第N番目の基地局から第N番目の基地局アンテナを使って送信し,前記第N+1番目の基地局から第N+1番目の基地局アンテナを使って送信するものとし,
前記第N番目の基地局アンテナから送信された電波が前記第1の移動局アンテナに達するまでの電波伝搬路長をX1
前記第N+1番目の基地局アンテナから送信された電波が前記第1の移動局アンテナに達するまでの電波伝搬路長をX2
前記第N番目の基地局アンテナから送信された電波が前記第2の移動局アンテナに達するまでの電波伝搬路長をY1
前記第N+1番目の基地局アンテナから送信された電波が前記第2の移動局アンテナに達するまでの電波伝搬路長をY2
電波の波長をλとした場合,
前記2つの移動局アンテナが,前記第N番目の基地局アンテナと前記第N+1番目の基地局アンテナの中央付近に存在し,かつ一方の移動局アンテナが,X1 =X2 ,またはY1 =Y2 のいずれかになるように存在するときに,
[1]受信品質を劣化させないようにする方法として,
|(Y1 −Y2 )−(X1 −X2 )−M×λ|≧λ/10 …(1)
を,任意の整数Mの値に対して満足するように前記2つの移動局アンテナの配置を定める。
[2]また,上記式(1) を満足する条件のうち,比較的有効な方法として,
|(Y1 −Y2 )−(X1 −X2 )−(kλ+λ/2)|≦λ/4 …(2)
を,任意の整数kに対して満足するように2つの移動局アンテナを配置する。
[3]さらに,上記式(2) を満足する条件のうち,最も有効な方法として,
|(Y1 −Y2 )−(X1 −X2 )−(kλ+λ/2) |≦λ/10 …(3)
を,任意の整数kに対して満足するように2つの移動局アンテナを配置する。
Among the plurality of base stations, for example, two base stations that are adjacent to a section having the worst radio wave propagation condition are selected to be the Nth base station and the (N + 1) th base station, and the Nth base station to the Nth base station are selected. Transmitting from the (N + 1) th base station using the (N + 1) th base station antenna, and
A radio wave propagation path length until a radio wave transmitted from the Nth base station antenna reaches the first mobile station antenna is represented by X 1 ,
A radio wave propagation path length until a radio wave transmitted from the (N + 1) th base station antenna reaches the first mobile station antenna is represented by X 2 ,
The radio wave propagation path length until the radio wave transmitted from the Nth base station antenna reaches the second mobile station antenna is defined as Y 1 ,
A radio wave propagation path length until a radio wave transmitted from the (N + 1) th base station antenna reaches the second mobile station antenna is represented by Y 2 ,
If the wavelength of the radio wave is λ,
The two mobile station antennas exist in the vicinity of the center of the Nth base station antenna and the (N + 1) th base station antenna, and one mobile station antenna has X 1 = X 2 or Y 1 = When it exists to be any of Y 2 ,
[1] As a method to prevent the reception quality from deteriorating,
| (Y 1 −Y 2 ) − (X 1 −X 2 ) −M × λ | ≧ λ / 10 (1)
Is determined for the value of an arbitrary integer M, so that the arrangement of the two mobile station antennas is determined.
[2] Of the conditions that satisfy the above equation (1), a relatively effective method is as follows:
| (Y 1 −Y 2 ) − (X 1 −X 2 ) − (kλ + λ / 2) | ≦ λ / 4 (2)
Are arranged such that two mobile station antennas are satisfied for an arbitrary integer k.
[3] Furthermore, among the conditions that satisfy the above equation (2), the most effective method is:
| (Y 1 −Y 2 ) − (X 1 −X 2 ) − (kλ + λ / 2) | ≦ λ / 10 (3)
Are arranged such that two mobile station antennas are satisfied for an arbitrary integer k.

複数の基地からの送信は,それぞれの基地局に基地局アンテナを設けて,基地局アンテナから送信する代わりに,それぞれの基地局にLCX(漏洩同軸ケーブル:以下同様)を設けて,LCXから送信する場合があり,この場合も本発明に含まれる。   For transmission from multiple bases, each base station is provided with a base station antenna, and instead of transmitting from the base station antenna, each base station is provided with an LCX (leakage coaxial cable: the same applies hereinafter) and transmitted from the LCX. This case is also included in the present invention.

また,複数の基地局のキャリア周波数を全て同期させて,全く同じ周波数にすると,時間的にビート干渉による振幅変動が生じないために,それぞれの基地局のキャリア周波数が非同期な場合と比べて大幅な効果が期待される。そのため,本発明では,基準周波数信号を発生する手段を設けて,各基地局へ伝送手段により伝送し,各基地局のキャリア周波数を基準周波数信号に対して同期させる手段を設ける。   In addition, if all the carrier frequencies of multiple base stations are synchronized and set to exactly the same frequency, amplitude fluctuation due to beat interference does not occur in time, so that the carrier frequency of each base station is significantly higher than when the carrier frequencies are asynchronous. Expected. Therefore, in the present invention, a means for generating a reference frequency signal is provided, and a means for transmitting to each base station by the transmission means and synchronizing the carrier frequency of each base station with the reference frequency signal is provided.

以上のように,本発明を構成することにより,基地局のキャリア周波数を同期させない場合に比べて,ビート干渉に対する受信品質の劣化を,より効果的に減少させることができる。   As described above, by configuring the present invention, it is possible to more effectively reduce the degradation of reception quality with respect to beat interference as compared with the case where the carrier frequencies of the base stations are not synchronized.

本発明の方法に従って移動局アンテナを配置すれば,両方の移動局アンテナの受信レベルが同時に低い値にならないようになるだけでなく,片方の移動局アンテナの受信レベルが低いときには,他方の移動局アンテナの受信レベルが高くなるような位置関係に,2つの移動局アンテナが配置されることになる。   If the mobile station antennas are arranged according to the method of the present invention, not only the reception level of both mobile station antennas does not become low at the same time, but also when the reception level of one mobile station antenna is low, the other mobile station Two mobile station antennas are arranged in such a positional relationship that the reception level of the antenna becomes high.

したがって,本発明によれば,2本の移動局アンテナの位置を最適な関係に定めることによって良好なダイバーシチ受信が可能になり,従来のような複雑で高価な方法を用いずに,ビート干渉対策やフェージング対策を実現することができる。   Therefore, according to the present invention, it is possible to perform good diversity reception by determining the positions of the two mobile station antennas in an optimal relationship, and it is possible to prevent beat interference without using a complicated and expensive method as in the prior art. And fading countermeasures can be realized.

本発明では,基地局側が基地局アンテナではなく,LCXを使って送信する場合には,それぞれの基地局の中間はLCXとLCXの間に位置する。この場合は,いずれの基地局間でも電波伝搬環境が比較的単純であり同じ条件になる傾向があるため,より高いダイバーシチ受信効果が得られる。   In the present invention, when the base station side transmits using LCX instead of the base station antenna, the middle of each base station is located between LCX and LCX. In this case, the radio wave propagation environment is relatively simple between all base stations and tends to be in the same condition, so a higher diversity reception effect can be obtained.

さらに,本発明では,基地局の全てのキャリア周波数を全く同じ周波数になるように周波数同期させることにより,上記移動局アンテナの位置関係において時間的なビート干渉が生じなくなり,さらに優れたダイバーシチ受信を実現することができるようになる。   Furthermore, in the present invention, all carrier frequencies of the base station are frequency-synchronized so as to be exactly the same frequency, so that no beat interference occurs in time in the positional relationship of the mobile station antenna, and further excellent diversity reception is achieved. Can be realized.

列車無線システムの一例の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of an example of a train radio system. 本発明の実施形態を説明するための第1の例を示す図である。It is a figure which shows the 1st example for describing embodiment of this invention. 本発明の実施形態を説明するための第2の例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd example for describing embodiment of this invention. 本発明の実施形態を説明するための第3の例を示す図である。It is a figure which shows the 3rd example for describing embodiment of this invention. 基地局の第1の構成例を示す図である。It is a figure which shows the 1st structural example of a base station. 基地局の第2の構成例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd structural example of a base station. ダイバーシチ受信装置の第1の構成例を示す図である。It is a figure which shows the 1st structural example of a diversity receiver. ダイバーシチ受信装置の第2の構成例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd structural example of a diversity receiver. 2つの基地局間の中心付近の電波の振幅と電力の大きさを示す図である。It is a figure which shows the amplitude of the electromagnetic wave near the center between two base stations, and the magnitude | size of electric power. 特定の移動局アンテナ間隔における2つの基地局間の中心付近の電波の振幅と電力の大きさを示す図である。It is a figure which shows the amplitude of the electromagnetic wave near the center between two base stations in the specific mobile station antenna space | interval, and the magnitude | size of electric power.

以下,本発明の実施形態を図面を用いながら詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

〔第1の例〕
図2は,本発明の実施形態を説明するための第1の例を示す図である。ダイバーシチ受信システムの構成の一例として,隣接する基地局1および基地局2,線路4,中央装置5,伝送路6,移動局10からなるシステムを示す。この第1の例では,後に詳しく説明する本発明の効果を,より理解しやすくするために,仮に各基地局におけるキャリア周波数の同期をとらなかった場合の例について説明する。なお,基地局1と基地局2との間の中央付近は,他の基地局間の中央付近と比べて,最も電波伝搬条件が悪いものとする。例えば,線路4の沿線の地形や建物等の電波伝搬環境に大きな違いがない場合,2つの基地局間(基地局1,2の間)が,他の基地局間と比べて最も離れているときに,その最も離れている2つの基地局間の中央付近は,最も電波伝搬条件が悪いと考えられる。
[First example]
FIG. 2 is a diagram showing a first example for explaining the embodiment of the present invention. As an example of the configuration of the diversity receiving system, a system including an adjacent base station 1 and base station 2, a line 4, a central device 5, a transmission path 6, and a mobile station 10 is shown. In this first example, in order to make it easier to understand the effects of the present invention, which will be described in detail later, an example will be described in which the carrier frequencies in each base station are not synchronized. Note that the vicinity of the center between the base station 1 and the base station 2 is assumed to have the worst radio wave propagation conditions as compared to the vicinity of the center between the other base stations. For example, when there is no significant difference in the radio wave propagation environment such as the landform along the track 4 or buildings, the distance between the two base stations (between the base stations 1 and 2) is farthest from that between the other base stations. Sometimes, the radio wave propagation condition is considered to be the worst in the vicinity of the center between the two most distant base stations.

中央装置5から送られる情報信号は,伝送路6を介して基地局1,2の各々へ送信される。基地局1,2は,受信した情報信号を同一の周波数で設計されたキャリア周波数による変調信号に変換し,基地局アンテナ7,8を介して電波信号として送信する。   An information signal sent from the central apparatus 5 is transmitted to each of the base stations 1 and 2 via the transmission path 6. The base stations 1 and 2 convert the received information signal into a modulated signal with a carrier frequency designed at the same frequency, and transmit it as a radio signal via the base station antennas 7 and 8.

図2の構成の場合において,基地局1と基地局2の各々のキャリア周波数は,一般には発振源が異なるため,周波数同期を行わない限り,完全に一致することはなく,多少異なる。基地局1のキャリア周波数をf1 (角周波数をω1 =2πf1 ),基地局2のキャリア周波数をf2 (角周波数をω2 =2πf2 )で表すとすると,それぞれのキャリアの周波数差Δf=f1 −f2 により,移動局10の受信側においてビート干渉が発生する。 In the case of the configuration of FIG. 2, the carrier frequencies of the base station 1 and the base station 2 are generally different from each other because the oscillation sources are different, so that they do not completely coincide with each other unless frequency synchronization is performed. If the carrier frequency of the base station 1 is represented by f 1 (angular frequency is ω 1 = 2πf 1 ) and the carrier frequency of the base station 2 is represented by f 2 (angular frequency is ω 2 = 2πf 2 ), the frequency difference between the respective carriers Due to Δf = f 1 −f 2 , beat interference occurs on the receiving side of the mobile station 10.

移動局10は,線路4上を移動しながら,ダイバーシチ受信用の移動局アンテナ11,12で基地局1と基地局2から送信される電波を受信し,受信した信号をダイバーシチ受信装置13へ送る。   The mobile station 10 receives radio waves transmitted from the base station 1 and the base station 2 by the mobile station antennas 11 and 12 for diversity reception while moving on the line 4, and sends the received signal to the diversity receiver 13. .

図2において,基地局アンテナ7と基地局アンテナ8とから送信された電波が,それぞれ移動局アンテナ11に達するまでの電波伝搬路長をX1 ,X2 とし,さらに,基地局アンテナ7と基地局アンテナ8から送信された電波が,それぞれ移動局アンテナ12に達するまでの電波伝搬路長をY1 とY2 とする。 In FIG. 2, the radio wave propagation path lengths until the radio waves transmitted from the base station antenna 7 and the base station antenna 8 reach the mobile station antenna 11 are X 1 and X 2 , respectively. The radio wave propagation path lengths until the radio waves transmitted from the station antenna 8 reach the mobile station antenna 12 are Y 1 and Y 2 .

基地局1の基地局アンテナ7から送信された電波E1 を,
1 =A1 cos(ω1 t+θ1 ) …(4)
基地局2の基地局アンテナ8から送信された電波E2 を,
2 =A2 cos(ω2 t+θ2 ) …(5)
とする。ここで,振幅A1 と振幅A2 は,各々,電波E1 と電波E2 における振幅値であり,位相θ1 と位相θ2 は,各々,基地局1と基地局2の発振源の位相である。したがって,式(4) および式(5) は,任意の時間tにおける電波を示す。
The radio wave E 1 transmitted from the base station antenna 7 of the base station 1 is
E 1 = A 1 cos (ω 1 t + θ 1 ) (4)
The radio wave E 2 transmitted from the base station antenna 8 of the base station 2 is
E 2 = A 2 cos (ω 2 t + θ 2 ) (5)
And Here, the amplitude A 1 and the amplitude A 2 are the amplitude values in the radio wave E 1 and the radio wave E 2 , respectively, and the phase θ 1 and the phase θ 2 are the phases of the oscillation sources of the base station 1 and the base station 2, respectively. It is. Therefore, Equation (4) and Equation (5) indicate the radio wave at an arbitrary time t.

移動局アンテナ11の受信入力R1 は,2つの基地局から送信された電波E1 および電波E2 が合成されたものであり,その受信入力(受信電波)R1 は,電波伝搬速度をcとすると,以下の式(6) のように表される。 The reception input R 1 of the mobile station antenna 11 is a combination of the radio wave E 1 and the radio wave E 2 transmitted from the two base stations, and the reception input (reception radio wave) R 1 indicates the radio wave propagation speed c. Then, it is expressed as the following formula (6).

1 =(A1 /X1 )cos{ω1 (t−X1 /c)+θ1
+(A2 /X2 )cos{ω2 (t−X2 /c)+θ2 } …(6)
移動局アンテナ12の受信入力R2 も,同様に以下の式(7) のように表される。
R 1 = (A 1 / X 1 ) cos {ω 1 (t−X 1 / c) + θ 1 }
+ (A 2 / X 2 ) cos {ω 2 (t−X 2 / c) + θ 2 } (6)
Similarly, the reception input R 2 of the mobile station antenna 12 is expressed by the following equation (7).

2 =(A1 /Y1 )cos{ω1 (t−Y1 /c)+θ1
+(A2 /Y2 )cos{ω2 (t−Y2 /c)+θ2 } …(7)
また,式(6) および式(7) は,それぞれ,次のように変形することができる。
R 2 = (A 1 / Y 1 ) cos {ω 1 (t−Y 1 / c) + θ 1 }
+ (A 2 / Y 2 ) cos {ω 2 (t−Y 2 / c) + θ 2 } (7)
Equations (6) and (7) can be modified as follows.

1 =B1 cos{ω1 (t−X1 /c)+θ1 +φ1 } …(8)
2 =B2 cos{ω1 (t−Y1 /c)+θ1 +φ2 } …(9)
ここで,受信入力R1 の振幅B1 と受信入力R2 の振幅B2 は,次式で表される。
R 1 = B 1 cos {ω 1 (t−X 1 / c) + θ 1 + φ 1 } (8)
R 2 = B 2 cos {ω 1 (t−Y 1 / c) + θ 1 + φ 2 } (9)
Here, the amplitude B 2 of amplitude B 1 and the receiver input R 2 of the receiving input R 1 is expressed by the following equation.

1 =sqrt〔(A1 /X1 2 +(A2 /X2 2 +2A1 2 /(X1 2 )cos{(ω2 −ω1 )t +2π(X1 /λ1 −X2 /λ2 )+θ2 −θ1 }〕 …(10)
2 =sqrt〔(A1 /Y1 2 +(A2 /Y2 2 +2A1 2 /(Y1 2 )cos{(ω2 −ω1 )t +2π(Y1 /λ1 −Y2 /λ2 )+θ2 −θ1 }〕 …(11)
ここで,sqrt〔…〕は,〔…〕の平方根を表す。また,波長λ1 ,波長λ2 は,それぞれキャリア周波数f1 ,f2 の電波の波長であり,次式のように表される。
B 1 = sqrt [(A 1 / X 1 ) 2 + (A 2 / X 2 ) 2 + 2A 1 A 2 / (X 1 X 2 ) cos {(ω 2 −ω 1 ) t + 2π (X 1 / λ 1 −X 2 / λ 2 ) + θ 2 −θ 1 }] (10)
B 2 = sqrt [(A 1 / Y 1 ) 2 + (A 2 / Y 2 ) 2 + 2A 1 A 2 / (Y 1 Y 2 ) cos {(ω 2 −ω 1 ) t + 2π (Y 1 / λ 1 −Y 2 / λ 2 ) + θ 2 −θ 1 }] (11)
Here, sqrt [...] represents the square root of [...]. The wavelengths λ 1 and λ 2 are the wavelengths of the radio waves having the carrier frequencies f 1 and f 2 , respectively, and are expressed by the following equations.

λ1 =c/f1 …(12)
λ2 =c/f2 …(13)
さらに,位相φ1 ,φ2 は次式で表される。
λ 1 = c / f 1 (12)
λ 2 = c / f 2 (13)
Further, the phases φ 1 and φ 2 are expressed by the following equations.

φ1 =tan-1〔(A2 /X2 )sin{(ω2 −ω1 )t +2π(X1 /λ1 −X2 /λ2 )+θ2 −θ1 }/[(A1 /X1 )+(A2 /X2 )cos{(ω2 −ω1 )t +2π(X1 /λ1 −X2 /λ2 )+θ2 −θ1 }]〕 …(14)
φ2 =tan-1〔(A2 /Y2 )sin{(ω2 −ω1 )t +2π(Y1 /λ1 −Y2 /λ2 )+θ2 −θ1 }/[(A1 /Y1 )+(A2 /Y2 )cos{(ω2 −ω1 )t +2π(Y1 /λ1 −Y2 /λ2 )+θ2 −θ1 }]〕 …(15)
本発明では,ダイバーシチ受信用の2つの移動局アンテナ(11または12)のいずれか一方の受信電波の振幅B1 またはB2 が最も小さい条件の下でも,他方の移動局アンテナ(12または11)の受信電波の振幅B2 またはB1 が所定の範囲になるように移動局アンテナ11,12のアンテナ間隔を保つことを特徴としている。そこで,振幅B1 が最小になる条件を求めてみる。
φ 1 = tan −1 [(A 2 / X 2 ) sin {(ω 2 −ω 1 ) t + 2π (X 1 / λ 1 −X 2 / λ 2 ) + θ 2 −θ 1 } / [(A 1 / X 1) + (A 2 / X 2) cos {(ω 2 -ω 1) t + 2π (X 1 / λ 1 -X 2 / λ 2) + θ 2 -θ 1}] ] ... (14)
φ 2 = tan −1 [(A 2 / Y 2 ) sin {(ω 2 −ω 1 ) t + 2π (Y 1 / λ 1 −Y 2 / λ 2 ) + θ 2 −θ 1 } / [(A 1 / Y 1 ) + (A 2 / Y 2 ) cos {(ω 2 −ω 1 ) t + 2π (Y 1 / λ 1 −Y 2 / λ 2 ) + θ 2 −θ 1 }]] (15)
In the present invention, even if the amplitude B 1 or B 2 of the received radio wave of one of the two mobile station antennas (11 or 12) for diversity reception is the smallest, the other mobile station antenna (12 or 11) The antenna interval between the mobile station antennas 11 and 12 is maintained so that the amplitude B 2 or B 1 of the received radio wave falls within a predetermined range. Therefore, a condition for minimizing the amplitude B 1 is obtained.

cos{(ω2 −ω1 )t +2π(X1 /λ1 −X2 /λ2 )+θ2 −θ1 }=−1
…(16)
この式(16)が満たされるとき,受信電波の振幅B1 が最小になる可能性があり,そのためには,
(ω2 −ω1 )t +2π(X1 /λ1 −X2 /λ2 )+θ2 −θ1 =±奇数×π
…(17)
である。実際,このときに,
1 =sqrt{(A1 /X1 −A2 /X2 2 } …(18)
となり,例えば,2つの基地局1,2の中間付近で,電波伝搬路長X1 =X2 であれば,同じ振幅(A1 =A2 )の電波については,移動局アンテナ11の受信電波の振幅B1 =0になってしまう。
cos {(ω 2 −ω 1 ) t + 2π (X 1 / λ 1 −X 2 / λ 2 ) + θ 2 −θ 1 } = − 1
… (16)
When this equation (16) is satisfied, the amplitude B 1 of the received radio wave may be minimized.
2 −ω 1 ) t + 2π (X 1 / λ 1 −X 2 / λ 2 ) + θ 2 −θ 1 = ± odd number × π
… (17)
It is. In fact, at this time,
B 1 = sqrt {(A 1 / X 1 -A 2 / X 2) 2} ... (18)
For example, if the radio wave propagation path length X 1 = X 2 near the middle of the two base stations 1 and 2, the radio wave having the same amplitude (A 1 = A 2 ) is received by the mobile station antenna 11. Amplitude B 1 = 0.

このようなときに,他方の移動局アンテナ12の受信電波の振幅B2 が所定の範囲に収まる条件を求めると,式(17)から以下に示す通りとなる。 In such a case, when the condition that the amplitude B 2 of the received radio wave of the other mobile station antenna 12 falls within a predetermined range is obtained from the equation (17) as follows.

(ω2 −ω1 )t +θ2 −θ1 =±奇数×π−2π(X1 /λ1 −X2 /λ2
…(19)
この式(19)を式(11)に代入すると,振幅B1 が下がったときの振幅B2 の値として,以下の値が求まる。
2 −ω 1 ) t + θ 2 −θ 1 = ± odd number × π−2π (X 1 / λ 1 −X 2 / λ 2 )
… (19)
When this equation (19) is substituted into equation (11), the following value is obtained as the value of the amplitude B 2 when the amplitude B 1 decreases.

2 =sqrt〔(A1 /Y1 2 +(A2 /Y22 +2A1 2 /(Y1 2 )cos〔2π{(Y1 /λ1 −Y2 /λ2 )−(X1 /λ1 −X2 /λ2 )}±奇数×π〕〕 …(20)
同一周波数複局同時送信方式の場合には,キャリア周波数f1 ≒f2 であるので,波長λ1 ≒λ2 である。したがって,波長λ1 ,λ2 をλとして表すと,式(20)は次のようになる。
B 2 = sqrt [(A 1 / Y 1 ) 2 + (A 2 / Y 2 ) 2 + 2A 1 A 2 / (Y 1 Y 2 ) cos [2π {(Y 1 / λ 1 −Y 2 / λ 2 ) − (X 1 / λ 1 −X 2 / λ 2 )} ± odd number × π]] (20)
In the case of the same frequency multi-station simultaneous transmission system, the carrier frequency f 1 ≈f 2 , so the wavelength λ 1 ≈λ 2 . Therefore, when the wavelengths λ 1 and λ 2 are expressed as λ, the equation (20) is as follows.

2 =sqrt〔(A1 /Y1 2 +(A2 /Y22 +2A1 2 /(Y1 2 )cos〔2π{(Y1 −Y2 )−(X1 −X2 )}/λ±奇数×π〕〕 …(21)
式(21)について,数値計算をしてみる。計算を簡略化するために,図2の図面上の奥行きの距離を無視して2次元で考える。また,振幅A1 =A2 の条件で計算することにする。
B 2 = sqrt [(A 1 / Y 1 ) 2 + (A 2 / Y 2 ) 2 + 2A 1 A 2 / (Y 1 Y 2 ) cos [2π {(Y 1 −Y 2 ) − (X 1 −X 2 )} / λ ± odd × π]] (21)
Let's do numerical calculations for equation (21). In order to simplify the calculation, the depth distance on the drawing of FIG. The calculation is performed under the condition of amplitude A 1 = A 2 .

図2において,基地局1の基地局アンテナ7と基地局2の基地局アンテナ8との距離をL,基地局アンテナ7のアンテナ軸の延長線と移動局アンテナ11との距離をX,移動局アンテナ11,12間のアンテナ間隔をDとすると,移動局アンテナ12と基地局アンテナ8のアンテナ軸の延長線の距離は,L−X−Dである。また,図2に示す電波伝搬路長X1 ,X2 ,Y1 ,Y2 は,次のようになる。 In FIG. 2, the distance between the base station antenna 7 of the base station 1 and the base station antenna 8 of the base station 2 is L, the distance between the extension of the antenna axis of the base station antenna 7 and the mobile station antenna 11 is X, and the mobile station If the antenna interval between the antennas 11 and 12 is D, the distance between the extension lines of the antenna axes of the mobile station antenna 12 and the base station antenna 8 is L−X−D. Further, the radio wave propagation path lengths X 1 , X 2 , Y 1 , Y 2 shown in FIG. 2 are as follows.

1 =sqrt〔X2 +H2 〕 …(22)
2 =sqrt〔(L−) 2 +H2 〕 …(23)
1 =sqrt〔(X+D)2 +H2 〕 …(24)
2 =sqrt〔(L−X−D) 2 +H2 〕 …(25)
図9は,2つの基地局間の中心付近における受信電波の振幅と電力の大きさを示す図である。なお,図9(B)は,図9(A)の一部を拡大した図である。図9では,式(21)について,{(Y1 −Y2 )−(X1 −X2 )}/λを横軸,振幅と電力を縦軸にして数値計算した結果を示している。振幅のピークについては,中心付近で1になるように振幅A1 とA2 の値を選んでいる。
X 1 = sqrt [X 2 + H 2 ] (22)
X 2 = sqrt [(L−) 2 + H 2 ] (23)
Y 1 = sqrt [(X + D) 2 + H 2 ] (24)
Y 2 = sqrt [(L−X−D) 2 + H 2 ] (25)
FIG. 9 is a diagram showing the amplitude of received radio waves and the magnitude of power near the center between two base stations. Note that FIG. 9B is an enlarged view of part of FIG. FIG. 9 shows the result of numerical calculation of Equation (21) with {(Y 1 −Y 2 ) − (X 1 −X 2 )} / λ on the horizontal axis and amplitude and power on the vertical axis. For the amplitude peak, the values of the amplitudes A 1 and A 2 are selected so as to be 1 near the center.

図9(A)および図9(B)の実線で示す“B2(振幅)”は,2つの基地局1と基地局2との間の中心付近において,一方の移動局アンテナ11の受信電波の振幅B1 が最小になるときの他方の移動局アンテナ12の受信電波の振幅B2 である。また,破線で示す“B2(電力)”は,このときの移動局アンテナ12の受信電力に比例する値であり,式(21)を自乗して求めた値である。 “B2 (amplitude)” indicated by a solid line in FIG. 9A and FIG. 9B represents the received radio wave of one mobile station antenna 11 in the vicinity of the center between the two base stations 1 and 2. This is the amplitude B 2 of the received radio wave of the other mobile station antenna 12 when the amplitude B 1 is minimized. Further, “B2 (power)” indicated by a broken line is a value proportional to the received power of the mobile station antenna 12 at this time, and is a value obtained by squaring Equation (21).

以上の計算結果から,任意の整数Mの値に対して,
|(Y1 −Y2 )−(X1 −X2 )−M×λ|≧λ/10 …(26)
の関係であれば(図9(B)の区間Aに相当),移動局アンテナ11の受信電波の振幅B1 が最小になるときに,他方の移動局アンテナ12の受信電波の振幅B2 が最小になることはなく,受信電力で見たときに,少なくとも,ピークの10%程度以上の受信が可能になる。
From the above calculation results, for any integer M value,
| (Y 1 −Y 2 ) − (X 1 −X 2 ) −M × λ | ≧ λ / 10 (26)
(Corresponding to section A in FIG. 9B), when the amplitude B 1 of the received radio wave of the mobile station antenna 11 is minimized, the amplitude B 2 of the received radio wave of the other mobile station antenna 12 is There is no minimum, and when viewed in terms of received power, at least about 10% of the peak can be received.

次に,任意の整数kに対して,
|(Y1 −Y2 )−(X1 −X2 )−(kλ+λ/2)|≦λ/4 …(27)
の関係であれば(図9(B)の区間Bに相当) ,移動局アンテナ11の受信電波の振幅B1 が最小になるときの他方の移動局アンテナ12の受信電波の振幅B2 はピークの70%以上であり,また,受信電力で見たときに,少なくとも,ピークの50%以上の受信が可能になる。
Next, for any integer k,
| (Y 1 −Y 2 ) − (X 1 −X 2 ) − (kλ + λ / 2) | ≦ λ / 4 (27)
(Corresponding to the section B in FIG. 9B), the amplitude B 2 of the received radio wave of the other mobile station antenna 12 when the amplitude B 1 of the received radio wave of the mobile station antenna 11 is minimum is a peak. In addition, when viewed in terms of received power, at least 50% of the peak can be received.

さらに,任意の整数kに対して,
|(Y1 −Y2 )−(X1 −X2 )−(kλ+λ/2)|≦λ/10 …(28)
の関係であれば(図9(B)の区間Cに相当),移動局アンテナ11の受信電波の振幅B1 が最小になるときの他方の移動局アンテナ12の受信電波の振幅B2 はピークの95%以上であり,受信電力で見たときに,少なくとも,ピークの90%以上の受信が可能になる。
Furthermore, for any integer k,
| (Y 1 −Y 2 ) − (X 1 −X 2 ) − (kλ + λ / 2) | ≦ λ / 10 (28)
(Corresponding to the section C in FIG. 9B), the amplitude B 2 of the received radio wave of the other mobile station antenna 12 when the amplitude B 1 of the received radio wave of the mobile station antenna 11 is minimized is a peak. When viewed in terms of received power, at least 90% of the peak can be received.

図10は,2つの移動局アンテナ11,12が移動局10の進行方向にD=λ/4の間隔だけ離れて配置されている場合の移動局アンテナ11,12のそれぞれの受信電波の振幅と電力の大きさを示している。図10(A)は,基地局の電波発射部が基地局アンテナで構成される場合を示しており,図10(B)は,電波発射部がLCXで構成される場合を示している。なお,図10(B)については,後述する。   FIG. 10 shows the amplitudes of the received radio waves of the mobile station antennas 11 and 12 when the two mobile station antennas 11 and 12 are arranged in the traveling direction of the mobile station 10 by a distance of D = λ / 4. It shows the magnitude of power. FIG. 10A shows a case where the radio wave emitting unit of the base station is configured with a base station antenna, and FIG. 10B shows a case where the radio wave emitting unit is configured with LCX. Note that FIG. 10B will be described later.

図10(A)において,“B1(振幅)”,“B2(振幅)”とあるのは,それぞれ移動局アンテナ11,12の受信電波の振幅に比例する値であり,“B1(電力)”,“B2(電力)”とあるのは,それぞれ移動局アンテナ11,12の受信電波の電力に比例する値である。縦軸には,これらの振幅と電力が示され,横軸には,中心からの距離(X−L/2)を波長λで割った値(X−L/2)/λが示されている。なお,具体的な数値としては,距離L=1km,高さH=10mの場合について計算した。   In FIG. 10A, “B1 (amplitude)” and “B2 (amplitude)” are values proportional to the amplitudes of the received radio waves of the mobile station antennas 11 and 12, respectively, and “B1 (power)”. , “B2 (power)” is a value proportional to the power of the radio waves received by the mobile station antennas 11 and 12, respectively. The vertical axis shows these amplitudes and power, and the horizontal axis shows the value (XL / 2) / λ obtained by dividing the distance from the center (XL / 2) by the wavelength λ. Yes. In addition, as a specific numerical value, it calculated about the case where distance L = 1km and height H = 10m.

図10(A)に示される結果から明らかなように,2つの移動局アンテナ11,12の間がD=λ/4だけ離れていると,一方の受信電波の電力が最も下がったときに,他方の受信電波の電力は最も高い値となり,最も優れた受信ダイバーシチ効果が得られることがわかる。   As is clear from the result shown in FIG. 10A, when the two mobile station antennas 11 and 12 are separated by D = λ / 4, when the power of one received radio wave is the lowest, It can be seen that the power of the other received radio wave has the highest value, and the most excellent reception diversity effect can be obtained.

この第1の例によれば,移動局側に所定の配置条件を満足する移動局アンテナ2本を設けて,ダイバーシチ受信を行う。本発明に従って,移動局アンテナを所定の配置条件を満足するように配置すれば,両方の移動局アンテナの受信レベルが同時に低い値にならないようにするだけでなく,片方の移動局アンテナの受信レベルが低いときには,他方の移動局アンテナの受信レベルが高くなるようにすることができる。したがって,2本の移動局アンテナの位置を最適な関係に定めることによって,移動局において良好な受信品質を得ることができるダイバーシチ受信を実現できる。また,後述するように複雑で高価な回路,装置等を用いずに,簡易な装置によりビート干渉対策やフェージング対策を実現することができる。   According to the first example, two mobile station antennas that satisfy a predetermined arrangement condition are provided on the mobile station side, and diversity reception is performed. According to the present invention, if the mobile station antennas are arranged so as to satisfy a predetermined arrangement condition, not only the reception levels of both mobile station antennas do not become low simultaneously, but also the reception level of one mobile station antenna. When is low, the reception level of the other mobile station antenna can be increased. Therefore, by setting the positions of the two mobile station antennas in an optimum relationship, diversity reception that can obtain good reception quality in the mobile station can be realized. Further, as will be described later, beat interference countermeasures and fading countermeasures can be realized with a simple device without using complicated and expensive circuits and devices.

〔第2の例〕
図3は,本発明の実施形態を説明するための第2の例を示す図である。
[Second example]
FIG. 3 is a diagram showing a second example for explaining the embodiment of the present invention.

この第2の例では,前述した第1の例の構成に加えて,基準周波数信号発生装置14が設けられている。信号線15を介して,基準周波数信号発生装置14から基準周波数信号を各基地局1,2へ送り,各基地局1,2が基準周波数信号に基づいてキャリア周波数の同期をとることによって,基地局1,2の各々のキャリア周波数を一致させる。   In the second example, a reference frequency signal generator 14 is provided in addition to the configuration of the first example described above. A reference frequency signal is sent from the reference frequency signal generator 14 to each of the base stations 1 and 2 via the signal line 15, and the base stations 1 and 2 synchronize the carrier frequency based on the reference frequency signal. The carrier frequencies of the stations 1 and 2 are matched.

前述した式(10),式(11),式(14)および式(15)から明らかなように,基地局1と基地局2とでキャリアの周波数差Δfがある場合,(ω1 −ω2 )=2π(f1 −f2 )≠0であるため,その周波数差Δf=f1 −f2 に応じて,振幅や位相が時間的に変動する。この振幅や位相の時間的な変化は,移動局10の受信信号の品質に大きな影響を与える。例えば,受信信号がアナログ信号の場合は,受信信号がビート干渉し,ビート音が発生して耳障りになるし,デジタル信号の場合には,受信信号の誤り率が悪化する。 As is clear from the above-described equations (10), (11), (14), and (15), when there is a carrier frequency difference Δf between the base station 1 and the base station 2, (ω 1 −ω 2 ) = 2π (f 1 −f 2 ) ≠ 0, the amplitude and phase fluctuate in time according to the frequency difference Δf = f 1 −f 2 . This temporal change in amplitude and phase greatly affects the quality of the received signal of the mobile station 10. For example, when the received signal is an analog signal, the received signal interferes with the beat and a beat sound is generated, which is annoying. When the received signal is a digital signal, the error rate of the received signal is deteriorated.

この周波数差Δfが小さければ小さいほど,時間的な振幅変動や位相変動が遅くなるため,受信信号の品質はよくなる。そこで,本発明では,基地局1,2のそれぞれのキャリア周波数f1 ,f2 を周波数同期により一致させ,(ω1 −ω2 )=2π(f1 −f2 )=0を実現する。このように,それぞれの基地局1,2のキャリア周波数を一致させた場合,時間的にはビート干渉の影響はなくなる。 The smaller the frequency difference Δf, the slower the temporal amplitude fluctuation and phase fluctuation, so that the quality of the received signal is improved. Therefore, in the present invention, the carrier frequencies f 1 and f 2 of the base stations 1 and 2 are matched by frequency synchronization to realize (ω 1 −ω 2 ) = 2π (f 1 −f 2 ) = 0. Thus, when the carrier frequencies of the respective base stations 1 and 2 are matched, the influence of beat interference is eliminated in terms of time.

この場合の振幅は,次式によって表現される。λ1 =λ2 =λとすると,
1 =sqrt〔(A1 /X1 2 +(A2 /X2 2 +2A1 2 /(X1 2 )cos{2π(X1 −X2 )/λ+θ2 −θ1 }〕 …(29)
2 =sqrt〔(A1 /Y1 2 +(A2 /Y2 2 +2A1 2 /(Y1 2 )cos{2π(Y1 −Y2 )/λ+θ2 −θ1 }〕 …(30)
場所的にはそれぞれの基地局からの電波がお互いの信号を打ち消すような位相関係で発射された場合に,受信信号の振幅がなくなる現象がある。例えば,式(29)で,
{2π(X1 −X2 )/λ+θ2 −θ1 }=±奇数×π …(31)
のときに,
1 =sqrt{(A1 /X1 −A2 /X2 2
=|A1 /X1 −A2 /X2 | …(32)
になるが,ここで,
1 /X1 =A2 /X2 …(33)
という条件が成立すると,お互いが打ち消しあうために,一方の移動局アンテナでは,受信できなくなる。特に,移動局10が線路4上のこのような条件のところで停止している場合には,その移動局アンテナでは,いつまで経っても電波を受信できない。
The amplitude in this case is expressed by the following equation. If λ 1 = λ 2 = λ, then
B 1 = sqrt [(A 1 / X 1 ) 2 + (A 2 / X 2 ) 2 + 2A 1 A 2 / (X 1 X 2 ) cos {2π (X 1 −X 2 ) / λ + θ 2 −θ 1 } ] (29)
B 2 = sqrt [(A 1 / Y 1 ) 2 + (A 2 / Y 2 ) 2 + 2A 1 A 2 / (Y 1 Y 2 ) cos {2π (Y 1 −Y 2 ) / λ + θ 2 −θ 1 } ] (30)
There is a phenomenon that the amplitude of the received signal disappears when the radio waves from the respective base stations are emitted in a phase relationship that cancels each other's signal. For example, in equation (29)
{2π (X 1 −X 2 ) / λ + θ 2 −θ 1 } = ± odd number × π (31)
When
B 1 = sqrt {(A 1 / X 1 -A 2 / X 2) 2}
= | A 1 / X 1 -A 2 / X 2 | ... (32)
Where
A 1 / X 1 = A 2 / X 2 ... (33)
When the above condition is satisfied, the two mobile station antennas cannot cancel each other because they cancel each other. In particular, when the mobile station 10 is stopped under such conditions on the line 4, the mobile station antenna cannot receive radio waves indefinitely.

これに対し,本発明は,基準周波数信号発生装置14を設けることにより,基地局1,2のキャリア周波数を一致させた場合に,すなわち,ビート干渉が起きないようにした状態で,移動局10が停止していても,他方の移動局アンテナでは十分なレベルで受信できるように工夫されており,しかも最も優れた受信品質が得られる構成になっている。   On the other hand, in the present invention, the reference frequency signal generator 14 is provided so that the mobile stations 10 and 10 have the same base station 1, 2 carrier frequency, that is, in a state in which beat interference does not occur. Even if is stopped, the other mobile station antenna is devised so that it can receive at a sufficient level, and the best reception quality can be obtained.

この場合においても,図10(A)に示すものと同様な数値計算が可能である。図10(A)に示されるように,2つの移動局アンテナの間隔DをD=λ/4として配置すれば,移動局アンテナ11の受信電波の振幅と電力が最も小さくなるときに,他方の移動局アンテナ12の受信電波の振幅と電力は,ピークになっている。したがって,本発明の場合,移動局10が線路4上で停止した場合に,たとえ一方の移動局アンテナの受信電波の電力が最小であっても,他方の移動局アンテナの受信電波の電力は十分な値となるため,十分な受信品質を確保することができる。   Even in this case, the same numerical calculation as that shown in FIG. As shown in FIG. 10A, when the distance D between the two mobile station antennas is set to D = λ / 4, when the amplitude and power of the received radio wave of the mobile station antenna 11 are the smallest, the other The amplitude and power of the received radio wave at the mobile station antenna 12 have a peak. Therefore, in the case of the present invention, when the mobile station 10 stops on the line 4, even if the power of the radio wave received by one mobile station antenna is minimum, the power of the radio wave received by the other mobile station antenna is sufficient. Therefore, sufficient reception quality can be ensured.

以上のように,第2の例によれば,基地局の全てのキャリア周波数を同一の周波数となるように周波数同期させることにより,前述した第1の例の効果に加えて,移動局において時間的なビート干渉が生じないようにし,より良好な受信品質を得ることができるダイバーシチ受信が可能になる。   As described above, according to the second example, all the carrier frequencies of the base station are frequency-synchronized so as to have the same frequency. Diversity reception that can obtain better reception quality can be achieved without generating a typical beat interference.

〔第3の例〕
第2の例では,基地局の電波発射部が基地局アンテナの場合の例を説明したが,以下に説明する第3の例のように,電波発射部が漏洩同軸ケーブルLCX(Leaky CoaXial cable )で構成され,隣接する基地局の中間が漏洩同軸ケーブルLCXと漏洩同軸ケーブルLCXの間に位置する場合においても,本発明を用いることによって,移動局10において良好な受信品質を得ることができるダイバーシチ受信を実現することができる。
[Third example]
In the second example, an example in which the radio wave emitting unit of the base station is a base station antenna has been described. However, as in the third example described below, the radio wave emitting unit is a leaky coaxial cable LCX (Leaky CoaXial cable). Even in the case where the middle of adjacent base stations is located between the leaky coaxial cable LCX and the leaky coaxial cable LCX, diversity that can obtain good reception quality in the mobile station 10 by using the present invention is provided. Reception can be realized.

図4は,本発明の実施形態を説明するための第3の例を示す図である。この第3の例は,前述した第2の例における基地局アンテナ7,8を,それぞれLCX16,17で置き換えた例である。   FIG. 4 is a diagram showing a third example for explaining the embodiment of the present invention. The third example is an example in which the base station antennas 7 and 8 in the second example described above are replaced with LCXs 16 and 17, respectively.

全ての基地局からの送信が同じ間隔で設計されたLCXを使って行われる場合には,いずれの隣接する基地局1,2を選んでも,LCX16とLCX17の間の電波伝搬条件は同程度と考えられる。このような場合には,任意に選んだ隣接する基地局1のLCX16と基地局2のLCX17の中央付近で,移動局アンテナ11,12の配置を決める。このように,それぞれの基地局間の電波伝搬条件が,いずれの隣接する基地局を選んでも同程度と考えられる場合には,任意の隣接する基地局の中央付近で移動局アンテナ11,12の配置を,本発明の配置条件に従って定めるものとし,これも本発明の技術的範囲に含まれる。   When transmission from all base stations is performed using LCX designed at the same interval, the radio wave propagation conditions between LCX 16 and LCX 17 are the same regardless of which adjacent base stations 1 and 2 are selected. Conceivable. In such a case, the arrangement of the mobile station antennas 11 and 12 is determined near the center of the LCX 16 of the adjacent base station 1 and the LCX 17 of the base station 2 that are arbitrarily selected. Thus, when the radio wave propagation conditions between the respective base stations are considered to be the same regardless of which adjacent base station is selected, the mobile station antennas 11 and 12 are located near the center of any adjacent base station. The arrangement is determined according to the arrangement conditions of the present invention, and this is also included in the technical scope of the present invention.

移動局10が列車の車両であり,車両の屋根にダイバーシチ受信用の移動局アンテナ11と移動局アンテナ12が配置され,基地局1のLCX16と基地局2のLCX17から発射された電波を受信する場合に,図4に示すように,
LCX16の端から移動局アンテナ11までの距離をX1
LCX17の端から移動局アンテナ11までの距離をX2
LCX16の端から移動局アンテナ12までの距離をY1
LCX17の端から移動局アンテナ12までの距離をY2
とし,図10(A)と同様な方法で計算すると,受信電波の振幅と電力は,図10(B)に示すような結果となる。図10(B)は,移動局10が2つの基地局1と基地局2の中心付近において,2つの移動局アンテナ11,12が移動局10の線路4の進行方向にアンテナ間隔D=λ/4だけ離れて配置された場合の移動局アンテナ11,12のそれぞれの受信電波の振幅と電力の大きさを示している。なお,条件としては,距離L=40m,高さH=5mの場合の例について計算している。
The mobile station 10 is a train vehicle, and a diversity receiving mobile station antenna 11 and a mobile station antenna 12 are arranged on the roof of the vehicle, and receive radio waves emitted from the LCX 16 of the base station 1 and the LCX 17 of the base station 2. In this case, as shown in FIG.
The distance from the end of the LCX 16 to the mobile station antenna 11 is X 1 ,
The distance from the end of the LCX 17 to the mobile station antenna 11 is X 2 ,
The distance from the end of the LCX 16 to the mobile station antenna 12 is Y 1 ,
The distance from the end of the LCX 17 to the mobile station antenna 12 is Y 2 ,
When the calculation is performed in the same manner as in FIG. 10A, the amplitude and power of the received radio wave are as shown in FIG. 10B. FIG. 10B shows that when the mobile station 10 is in the vicinity of the centers of the two base stations 1 and 2, the two mobile station antennas 11 and 12 have an antenna interval D = λ / in the traveling direction of the line 4 of the mobile station 10. 4 shows the amplitudes of received radio waves and the power levels of the mobile station antennas 11 and 12 when they are separated by four. As a condition, calculation is made for an example in the case of distance L = 40 m and height H = 5 m.

図10(B)に示されるように,例えば,LCX16の端部とLCX17の端部との間隔Lが40m程度であっても,アンテナ間隔D=λ/4離していれば,一方の移動局アンテナ11(または12)の受信電波の電力が最小のときに,他方の移動局アンテナ12(または11)の受信電波の電力はほぼピークの値になり,良好な受信品質を得ることができる。   As shown in FIG. 10 (B), for example, even if the distance L between the end of LCX 16 and the end of LCX 17 is about 40 m, one mobile station can be used as long as the antenna distance is D = λ / 4. When the power of the received radio wave of the antenna 11 (or 12) is minimum, the power of the received radio wave of the other mobile station antenna 12 (or 11) has a substantially peak value, and good reception quality can be obtained.

〔近似式による説明〕
隣接する基地局アンテナ7,8(またはLCX16,17の送信端,以下同様)の間の距離Lと比べて,基地局アンテナ7,8と移動局アンテナ11,12の高低差Hが非常に小さい場合について,一方の移動局アンテナで受信した電波の振幅が非常に小さくなったときの他方の移動局アンテナで受信した電波の振幅を,近似式を用いて説明する。図2の場合,2つの基地局アンテナ7,8の間の中央付近では,X≫H,L≫H,L−X≫H,L−X−D≫Hと考えられるので,
{(Y1 −Y2 )−(X1 −X2 )}/λ≒2D/λ …(34)
となる。したがって,式(21)は,
2 =sqrt〔(A1 /Y1 2 +(A2 /Y22 +2A1 2 /(Y1 2 )cos(4πD/λ±奇数×π)〕 …(35)
となる。式(35)から,kを任意の整数として,
D=λ/4+kλ/2 …(36)
であれば,
2 =A1 /Y1 +A2 /Y2 …(37)
となり,2つの基地局1,2から送信される電波は,移動局10において互いに加算しあって十分な振幅となることが分かる。以上は,第1の例における近似を説明したが,第2,第3の例についても同様である。
[Explanation by approximate expression]
The height difference H between the base station antennas 7 and 8 and the mobile station antennas 11 and 12 is very small compared to the distance L between the adjacent base station antennas 7 and 8 (or the transmitting ends of the LCXs 16 and 17; the same applies hereinafter). In the case, the amplitude of the radio wave received by the other mobile station antenna when the amplitude of the radio wave received by one mobile station antenna becomes very small will be described using an approximate expression. In the case of FIG. 2, since it is considered that X >> H, L >> H, LX >> H, and LXD >> H in the vicinity of the center between the two base station antennas 7 and 8,
{(Y 1 −Y 2 ) − (X 1 −X 2 )} / λ≈2D / λ (34)
It becomes. Therefore, equation (21) becomes
B 2 = sqrt [(A 1 / Y 1 ) 2 + (A 2 / Y 2 ) 2 + 2A 1 A 2 / (Y 1 Y 2 ) cos (4πD / λ ± odd number × π)] (35)
It becomes. From Equation (35), let k be an arbitrary integer.
D = λ / 4 + kλ / 2 (36)
If,
B 2 = A 1 / Y 1 + A 2 / Y 2 (37)
Thus, it can be seen that the radio waves transmitted from the two base stations 1 and 2 add to each other in the mobile station 10 and have sufficient amplitude. Although the approximation in the first example has been described above, the same applies to the second and third examples.

〔高速フェージングに対する効果の説明〕
以上,第1〜第3の例で説明したように,本発明によれば,線路に沿って置かれた2つの基地局からのビート干渉に対して,移動局が所定の配置条件で設置された2つの移動局アンテナでダイバーシチ受信する場合に,一方の移動局アンテナの受信電波が非常に小さくなるときに,他方の移動局アンテナの受信電波は最も高い値になるため,良好な受信品質のダイバーシチ受信が可能になる。
[Explanation of effects on fast fading]
As described above in the first to third examples, according to the present invention, a mobile station is installed under a predetermined arrangement condition against beat interference from two base stations placed along a line. In the case of diversity reception with two mobile station antennas, when the received radio wave of one mobile station antenna is very small, the received radio wave of the other mobile station antenna is the highest value, so that Diversity reception is possible.

本発明のようなダイバーシチ受信システムは,線路に沿って基地局が存在する場合,ビート干渉だけでなく,基地局からの電波が反射や回折を行って,マルチパス伝搬で移動局へ到来する場合にも効果がある。その理由としては,列車無線システムのように線路に沿って配置された基地局アンテナや漏洩同軸ケーブル(LCX)から送信される電波は,線路方向については障害物の少ない立地環境であるため,線路に沿って伝搬し易く,反射や回折で生じるマルチパス伝搬は,線路に沿ったものが主になると考えられるからである。実際上,同程度の振幅の波が同時に2波干渉することはあっても,同時に3波以上干渉する確率は低いと考えられる。そこで,線路方向に伝搬する波が2波干渉したものとすると,前述したように,kを任意の整数として線路方向にアンテナ間隔DがD=λ/4+kλ/2となるように2つの移動局アンテナを離して配置することにより,一方の移動局アンテナの受信振幅が最も小さくなるときにおいても,他方の移動局アンテナの受信振幅は最も高い値になることは,容易に推測される。   In a diversity receiving system such as the present invention, when a base station exists along a line, not only beat interference but also radio waves from the base station are reflected and diffracted and arrive at the mobile station by multipath propagation. Is also effective. The reason for this is that radio waves transmitted from base station antennas and leaky coaxial cables (LCX) placed along the track as in a train radio system are in a location environment with few obstacles in the track direction. This is because multi-path propagation caused by reflection and diffraction is likely to propagate along the line. Actually, even if two waves with similar amplitudes interfere with each other at the same time, it is considered that the probability of interference with three or more waves at the same time is low. Therefore, assuming that two waves propagating in the line direction interfere with each other, as described above, two mobile stations are set such that k is an arbitrary integer and the antenna interval D is D = λ / 4 + kλ / 2 in the line direction. By arranging the antennas apart from each other, it is easily estimated that the reception amplitude of the other mobile station antenna becomes the highest value even when the reception amplitude of one mobile station antenna is the smallest.

〔基地局の第1の構成例〕
図5は,基地局1,2の第1の構成例を示す図である。この第1の構成例は,例えば図2で説明した第1の例で用いられる。
[First configuration example of base station]
FIG. 5 is a diagram illustrating a first configuration example of the base stations 1 and 2. This first configuration example is used, for example, in the first example described with reference to FIG.

基地局1,2では,それぞれ中央装置5(図2参照)から送られてきた情報信号を,直交変調器18で変調する。直交変調器18では,入力された情報信号をもとに波形生成回路21で同相成分と直交成分の波形を生成する。波形生成回路21で生成された同相成分の信号はミキサー22に入力され,直交成分の信号はミキサー23に入力される。   In the base stations 1 and 2, the information signals sent from the central device 5 (see FIG. 2) are modulated by the quadrature modulator 18, respectively. In the quadrature modulator 18, the waveform generation circuit 21 generates waveforms of the in-phase component and the quadrature component based on the input information signal. The in-phase component signal generated by the waveform generation circuit 21 is input to the mixer 22, and the quadrature component signal is input to the mixer 23.

波形生成回路21から出力された同相成分の信号は,ミキサー22においてキャリア発振器19の出力と掛け算される。波形生成回路21から出力された直交成分の信号は,ミキサー23においてキャリア発振器19の出力をπ/2移相器20で90度位相シフトされたキャリアと掛け算される。   The in-phase component signal output from the waveform generation circuit 21 is multiplied by the output of the carrier oscillator 19 in the mixer 22. The signal of the quadrature component output from the waveform generation circuit 21 is multiplied in the mixer 23 by the carrier whose phase is shifted 90 degrees by the π / 2 phase shifter 20 in the output of the carrier oscillator 19.

このようにミキサー22と23により掛け算された結果の2つの信号が,加算器24で加算されることにより直交変調される。直交変調器18により直交変調された信号は,送信アンプ25により増幅され,基地局アンテナ7,8から移動局10へ送信される。   Thus, the two signals resulting from the multiplication by the mixers 22 and 23 are added by the adder 24 to be orthogonally modulated. The signal subjected to quadrature modulation by the quadrature modulator 18 is amplified by the transmission amplifier 25 and transmitted from the base station antennas 7 and 8 to the mobile station 10.

図5に示す構成において,キャリア発振器19の安定度が高いほど,図2に示す基地局1,2のキャリア周波数の差Δfを小さくすることができる。すなわち,基地局1および2のキャリア周波数f1 およびf2 において,Δf=(f1 −f2 )≒0により,移動局10における受信信号のビート周波数は低く抑えることができるため,受信信号の品質は良好となる。例えば,キャリア発振器19として,発振源にルビジウム発振器,TCXO(Temperature Compensated Crystal Oscillator)等を設けると高安定なキャリア周波数を実現することができる。 In the configuration shown in FIG. 5, the higher the stability of the carrier oscillator 19, the smaller the carrier frequency difference Δf between the base stations 1 and 2 shown in FIG. That is, at the carrier frequencies f 1 and f 2 of the base stations 1 and 2, the beat frequency of the received signal at the mobile station 10 can be kept low by Δf = (f 1 −f 2 ) ≈0. Quality is good. For example, if a carrier oscillator 19 is provided with a rubidium oscillator, a TCXO (Temperature Compensated Crystal Oscillator) or the like as an oscillation source, a highly stable carrier frequency can be realized.

この基地局の第1の構成例を,図3,図4で説明した第2の例,第3の例で用いる場合には,基準周波数信号発生装置14として,キャリア周波数の波を発生させて,その波を図5のキャリア発振器19の出力と置き換えることによって,同様に情報信号を直交変調することができる。   When the first configuration example of the base station is used in the second example and the third example described with reference to FIGS. 3 and 4, a carrier frequency wave is generated as the reference frequency signal generator 14. By replacing the wave with the output of the carrier oscillator 19 of FIG. 5, the information signal can be similarly quadrature modulated.

〔基地局の第2の構成例〕
図6は,基地局1,2の第2の構成例を示す図である。この第2の構成例は,例えば図3または図4で説明した第2または第3の例で用いられる。
[Second configuration example of base station]
FIG. 6 is a diagram illustrating a second configuration example of the base stations 1 and 2. This second configuration example is used in, for example, the second or third example described with reference to FIG. 3 or FIG.

直交変調器18には,図3(または図4)に示す中央装置5から送られてきた情報信号が入力され,キャリア周波数信号発生部26には,図3(または図4)に示す基準周波数信号発生装置14から伝送路15を介して送られてきた基準周波数信号が入力される。   The information signal sent from the central device 5 shown in FIG. 3 (or FIG. 4) is input to the quadrature modulator 18, and the reference frequency shown in FIG. 3 (or FIG. 4) is input to the carrier frequency signal generator 26. A reference frequency signal sent from the signal generator 14 via the transmission line 15 is input.

図6に示す直交変調器18,π/2移相器20および送信アンプ25は,図5に示すものと同様な機能であるため,ここではその説明は省略し,図6のその他の構成の機能について説明する。   Since the quadrature modulator 18, the π / 2 phase shifter 20 and the transmission amplifier 25 shown in FIG. 6 have the same functions as those shown in FIG. 5, the description thereof is omitted here, and other configurations shown in FIG. The function will be described.

キャリア周波数信号発生部26は,基準周波数信号を入力し,入力した基準周波数信号に対して周波数同期したキャリア周波数信号を生成する。このために,キャリア周波数信号発生部26は,位相比較部27,フィルタ28,発振器29,分周器30を備える。   The carrier frequency signal generator 26 receives a reference frequency signal and generates a carrier frequency signal that is frequency-synchronized with the input reference frequency signal. For this purpose, the carrier frequency signal generator 26 includes a phase comparator 27, a filter 28, an oscillator 29, and a frequency divider 30.

位相比較部27は,基準周波数信号と,分周器30により発振器29の出力信号が分周された信号とを位相比較し,その位相比較に応じた出力信号をフィルタ28に出力する。フィルタ28は,位相比較部27から出力された位相比較に応じた出力信号をフィルタ処理し,そのフィルタ処理の結果に応じて,発振器29の出力を安定化させるように制御する。なお,発振器29には,例えば,周波数可変範囲内にキャリア周波数が入る水晶発振器等の安価な電圧制御発振器を用いることができる。   The phase comparison unit 27 performs phase comparison between the reference frequency signal and the signal obtained by dividing the output signal of the oscillator 29 by the frequency divider 30, and outputs an output signal corresponding to the phase comparison to the filter 28. The filter 28 performs a filter process on the output signal corresponding to the phase comparison output from the phase comparison unit 27, and controls so as to stabilize the output of the oscillator 29 according to the result of the filter process. For the oscillator 29, for example, an inexpensive voltage controlled oscillator such as a crystal oscillator having a carrier frequency within a frequency variable range can be used.

以上の制御により,キャリア周波数信号発生部26から基準周波数信号を周波数同期の基準としたキャリア周波数の信号がπ/2移相器20に出力される。   Through the above control, a carrier frequency signal using the reference frequency signal as a reference for frequency synchronization is output from the carrier frequency signal generator 26 to the π / 2 phase shifter 20.

π/2移相器20では,キャリア周波数信号発生部26から出力されたキャリア周波数の信号の位相をπ/2位相シフトし,位相シフトした信号を直交変調器18のミキサー23に出力する。前述の図5で説明したように直交変調器18では直交変調が行なわれ,直交変調された信号がアンプ25を介して送信信号として出力される。   The π / 2 phase shifter 20 shifts the phase of the carrier frequency signal output from the carrier frequency signal generator 26 by π / 2, and outputs the phase-shifted signal to the mixer 23 of the quadrature modulator 18. As described above with reference to FIG. 5, the quadrature modulator 18 performs quadrature modulation, and the quadrature-modulated signal is output as a transmission signal via the amplifier 25.

前述した第2の例および第3の例で使用する基準周波数信号発生装置14から出力される基準周波数信号の周波数は,キャリア周波数とは限らず,伝送路15の有線伝送に都合の良い周波数(キャリヤ周波数よりも低い周波数)を選ぶことができる。したがって,この場合には,簡易な構成で,かつ,安価な装置のキャリア周波数信号発生部26により,各々の基地局でキャリア周波数を同一の周波数とすることができる。   The frequency of the reference frequency signal output from the reference frequency signal generator 14 used in the second and third examples described above is not limited to the carrier frequency, but is a frequency convenient for wired transmission of the transmission line 15 ( A frequency lower than the carrier frequency) can be selected. Therefore, in this case, the carrier frequency can be set to the same frequency in each base station by the carrier frequency signal generation unit 26 of an inexpensive apparatus with a simple configuration.

〔ダイバーシチ受信装置の第1の構成例〕
図7は,ダイバーシチ受信装置13の第1の構成例を示す図である。なお,図7は,選択ダイバーシチ方式による構成例であり,図2〜図4で説明した第1〜第3の例のいずれにおいても用いることができる。
[First Configuration Example of Diversity Receiver]
FIG. 7 is a diagram illustrating a first configuration example of the diversity receiver 13. FIG. 7 shows a configuration example based on the selection diversity method, and can be used in any of the first to third examples described with reference to FIGS.

移動局10は,移動局アンテナ11と12で受信した電波を受信信号として入力し,受信信号から復調出力を生成するためのダイバーシチ受信装置13を備える。図7に示すダイバーシチ受信装置13は,受信機31と32,包絡線レベル検出部33と34,包絡線レベル比較部35,復調器36と37,電子スイッチ38を備える。   The mobile station 10 includes a diversity receiver 13 for inputting radio waves received by the mobile station antennas 11 and 12 as a received signal and generating a demodulated output from the received signal. The diversity receiver 13 shown in FIG. 7 includes receivers 31 and 32, envelope level detectors 33 and 34, envelope level comparator 35, demodulators 36 and 37, and an electronic switch 38.

移動局アンテナ11と12で受信された電波は,各々,受信信号として受信機31と32に入力される。受信機31と32の出力には,各々,受信信号の包絡線レベルを検出する包絡線レベル検出部33と34が接続される。包絡線レベル検出部33と34は,それぞれ受信機31と32の出力から受信信号の包絡線レベルを検出し,検出した受信信号の包絡線レベルを包絡線レベル比較部35に出力する。   Radio waves received by the mobile station antennas 11 and 12 are input to the receivers 31 and 32 as received signals, respectively. Envelope level detectors 33 and 34 for detecting the envelope level of the received signal are connected to the outputs of the receivers 31 and 32, respectively. The envelope level detection units 33 and 34 detect the envelope level of the received signal from the outputs of the receivers 31 and 32, respectively, and output the detected envelope level of the received signal to the envelope level comparison unit 35.

また,受信機31と32は,送信側の基地局1,2により所定の変調が施された受信信号を復調器36と37に出力する。復調器36と37は,それぞれ入力された受信信号に所定の復調処理を実施した後,復調信号として電子スイッチ38へ出力する。   In addition, the receivers 31 and 32 output the received signals, which have been subjected to predetermined modulation by the transmission-side base stations 1 and 2, to the demodulators 36 and 37. Demodulators 36 and 37 perform predetermined demodulation processing on the input received signals, respectively, and then output them to the electronic switch 38 as demodulated signals.

包絡線レベル比較部35は,受信機31と32の包絡線レベルに基づいて,いずれの受信電波のレベルが大きいかを判断し,受信電波のレベルの大きい方を選択する。すなわち,包絡線レベル比較部35は,包絡線レベル検出部33と34が検出した受信信号の包絡線レベルに基づいて,復調器36と37の復調信号のうち,包絡線レベルが大きい側を選択し,選択した復調信号を出力するように電子スイッチ38の選択を切り替える。   The envelope level comparison unit 35 determines which received radio wave level is higher based on the envelope levels of the receivers 31 and 32, and selects the higher received radio wave level. That is, the envelope level comparison unit 35 selects the side having the higher envelope level from the demodulated signals of the demodulators 36 and 37 based on the envelope level of the received signal detected by the envelope level detection units 33 and 34. The selection of the electronic switch 38 is switched so as to output the selected demodulated signal.

以上の結果,ダイバーシチ受信装置13の第1の構成例では,移動局アンテナ11と12で受信した受信電波の中のレベルの大きい方を復調した信号が選択され,出力される。したがって,復調出力は,信号品質の良い情報信号となる。   As a result, in the first configuration example of the diversity receiver 13, a signal obtained by demodulating the higher level of the received radio waves received by the mobile station antennas 11 and 12 is selected and output. Therefore, the demodulated output is an information signal with good signal quality.

〔ダイバーシチ受信装置の第2の構成例〕
図8は,ダイバーシチ受信装置13の第2の構成例を示す図である。なお,図8は,最大比合成ダイバーシチ方式による構成例であり,図2〜図4で説明した第1〜第3の例のいずれにおいても用いることができる。
[Second Configuration Example of Diversity Receiver]
FIG. 8 is a diagram illustrating a second configuration example of the diversity receiving device 13. FIG. 8 shows a configuration example based on the maximum ratio combining diversity method, and can be used in any of the first to third examples described with reference to FIGS.

図8に示すダイバーシチ受信装置13は,受信機31と32,包絡線レベル検出部33と34,振幅制御増幅器39と40,位相差検波部41,可変移相器42,加算器43,復調器44を備える。   The diversity receiver 13 shown in FIG. 8 includes receivers 31 and 32, envelope level detectors 33 and 34, amplitude control amplifiers 39 and 40, a phase difference detector 41, a variable phase shifter 42, an adder 43, and a demodulator. 44.

移動局アンテナ11と12で受信された電波は,各々,受信信号として受信機31と32に入力される。受信機31と32の出力には,各々,受信信号の包絡線レベルを検出する包絡線レベル検出部33と34が接続される。   Radio waves received by the mobile station antennas 11 and 12 are input to the receivers 31 and 32 as received signals, respectively. Envelope level detectors 33 and 34 for detecting the envelope level of the received signal are connected to the outputs of the receivers 31 and 32, respectively.

包絡線レベル検出部33と34は,それぞれ受信機31と32の出力から受信信号の包絡線レベルを検出し,検出した受信信号の包絡線レベルを振幅制御増幅器39と40に出力する。   The envelope level detectors 33 and 34 detect the envelope level of the received signal from the outputs of the receivers 31 and 32, respectively, and output the detected envelope level of the received signal to the amplitude control amplifiers 39 and 40.

受信機31と32の出力は,それぞれ振幅制御増幅器39と40に入力される。振幅制御増幅器39と40は,受信機31と32から受信信号を入力するとともに,包絡線レベル検出部33と34が検出した受信電波の包絡線レベルに基づいて,入力した受信信号の振幅を可変する。この場合,振幅制御増幅器39と40は,包絡線レベルが高い(またはCN比が高い)ときには高い増幅率とし,包絡線レベルが低い(またはCN比が低い)ときには低い増幅率とする。   The outputs of the receivers 31 and 32 are input to amplitude control amplifiers 39 and 40, respectively. The amplitude control amplifiers 39 and 40 receive the received signals from the receivers 31 and 32, and change the amplitude of the received signals based on the envelope levels of the received radio waves detected by the envelope level detectors 33 and 34. To do. In this case, the amplitude control amplifiers 39 and 40 have a high amplification factor when the envelope level is high (or the CN ratio is high), and low amplification factor when the envelope level is low (or the CN ratio is low).

振幅制御増幅器39と40の出力は,それぞれ位相差検波部41に入力され,位相差検波部41により互いの出力の位相差が検出される。位相差検波部41は,この位相差に応じた出力信号を可変移相器42に出力する。   The outputs of the amplitude control amplifiers 39 and 40 are respectively input to the phase difference detection unit 41, and the phase difference detection unit 41 detects the phase difference between the outputs. The phase difference detector 41 outputs an output signal corresponding to the phase difference to the variable phase shifter 42.

可変移相器42は,この検出された位相差(位相差検波部41の出力信号)に基づいて,一方の振幅制御増幅器の出力(図8の例では振幅制御増幅器40の出力)の位相を可変する。この場合,可変移相器42は,加算器43で加算した信号の振幅が大きくなるように位相を可変する。可変移相器42により位相が可変された振幅制御増幅器40の出力は,他方の振幅制御増幅器39の出力と加算器43で加算される。   The variable phase shifter 42 calculates the phase of the output of one amplitude control amplifier (the output of the amplitude control amplifier 40 in the example of FIG. 8) based on the detected phase difference (output signal of the phase difference detection unit 41). Variable. In this case, the variable phase shifter 42 varies the phase so that the amplitude of the signal added by the adder 43 is increased. The output of the amplitude control amplifier 40 whose phase is changed by the variable phase shifter 42 is added by the adder 43 with the output of the other amplitude control amplifier 39.

以上の結果,加算器43で加算された信号は,移動局アンテナ11,12で受信した電波のレベルの大きい方に基づいて振幅が強調され,かつ,位相的にも加算された信号が得られるので,この加算器43の出力を復調器44により復調した復調出力は,信号品質の良い情報信号となる。   As a result, the signal added by the adder 43 is enhanced in amplitude based on the higher level of the radio wave received by the mobile station antennas 11 and 12, and a signal added in phase can also be obtained. Therefore, the demodulated output obtained by demodulating the output of the adder 43 by the demodulator 44 is an information signal with good signal quality.

1,2,3 基地局
4 線路
5 中央装置
6,15 伝送路
7,8,9 基地局アンテナ
10 移動局
11,12 移動局アンテナ
13 ダイバーシチ受信装置
14 基準周波数信号発生装置
16,17 LCX(漏洩同軸ケーブル)
18 直交変調器
19 キャリア発振器
20 π/2移相器
21 波形生成回路
22,23 ミキサー
24,43 加算器
25 アンプ
26 キャリア周波数信号発生部
27 位相比較部
28 フィルタ
29 発振器
30 分周器
31,32 受信機
33,34 包絡線レベル検出部
35 包絡線レベル比較部
36,37,44 復調器
38 電子スイッチ
39,40 振幅制御増幅器
41 位相差検波部
42 可変移相器
1, 2, 3 Base station 4 Line 5 Central device 6, 15 Transmission path 7, 8, 9 Base station antenna 10 Mobile station 11, 12 Mobile station antenna 13 Diversity receiver 14 Reference frequency signal generator 16, 17 LCX (Leakage) coaxial cable)
18 Quadrature Modulator 19 Carrier Oscillator 20 π / 2 Phase Shifter 21 Waveform Generation Circuit 22, 23 Mixer 24, 43 Adder 25 Amplifier 26 Carrier Frequency Signal Generator 27 Phase Comparator 28 Filter 29 Oscillator 30 Divider 31, 32 Receiver 33, 34 Envelope level detector 35 Envelope level comparator 36, 37, 44 Demodulator
38 Electronic switch 39, 40 Amplitude control amplifier 41 Phase difference detector 42 Variable phase shifter

Claims (5)

線路に沿って配置された複数の基地局の電波発射部から複局同時送信方式によって送信された電波を,前記線路上を移動する移動局が第1の移動局アンテナと第2の移動局アンテナの2つの移動局アンテナで受信するダイバーシチ受信システムであって,
前記電波のキャリア周波数を同期させるための基準周波数信号を発生する基準周波数信号発生手段と,
前記基準周波数信号発生手段から得られる基準周波数信号を前記複数の基地局へ伝送する伝送手段とを備え,
前記複数の基地局は,前記伝送手段により受信した基準周波数信号に基づいて,それぞれの前記基地局の電波発射部が送信する電波のキャリア周波数を同一にする周波数同期手段を備え,
前記移動局における前記2つの移動局アンテナの配置条件として,
前記複数の基地局の中から選ばれた隣接する2つの基地局を第1の基地局と第2の基地局とし,
前記第1の基地局の電波発射部から送信された電波が前記第1の移動局アンテナに達するまでの電波伝搬路長をX1 とし,
前記第2の基地局の電波発射部から送信された電波が前記第1の移動局アンテナに達するまでの電波伝搬路長をX2 とし,
前記第1の基地局の電波発射部から送信された電波が前記第2の移動局アンテナに達するまでの電波伝搬路長をY1 とし,
前記第2の基地局の電波発射部から送信された電波が前記第2の移動局アンテナに達するまでの電波伝搬路長をY2 とし,
前記電波の波長をλとした場合において,
前記2つの移動局アンテナが,前記第1の基地局の電波発射部と前記第2の基地局の電波発射部の中央付近に存在し,かつ,前記第1の移動局アンテナがX1 =X2 の位置または前記第2の移動局アンテナがY1 =Y2 の位置に存在するときに,
|(Y1 −Y2 )−(X1 −X2 )−M×λ|≧λ/10
の条件(Mは任意の整数)が満たされる前記移動局上の位置に,前記2つの移動局アンテナが配置された
ことを特徴とするダイバーシチ受信システム。
A mobile station moving on the line receives radio waves transmitted from radio wave emitting units of a plurality of base stations arranged along the line by a multi-station simultaneous transmission method. The first mobile station antenna and the second mobile station antenna A diversity receiving system for receiving with two mobile station antennas,
Reference frequency signal generating means for generating a reference frequency signal for synchronizing the carrier frequency of the radio wave;
Transmission means for transmitting a reference frequency signal obtained from the reference frequency signal generation means to the plurality of base stations,
The plurality of base stations are provided with frequency synchronization means for making the carrier frequencies of radio waves transmitted by the radio wave emitting sections of the base stations the same based on the reference frequency signal received by the transmission means,
As an arrangement condition of the two mobile station antennas in the mobile station,
Two adjacent base stations selected from the plurality of base stations are defined as a first base station and a second base station,
The radio wave propagation path length to the radio waves transmitted from the radio wave portion of the first base station reaches the first mobile station antenna and X 1,
The radio wave propagation path length to the radio waves transmitted from the radio wave of the second base station reaches the first mobile station antenna and X 2,
The radio wave propagation path length until the radio wave transmitted from the radio wave emitting unit of the first base station reaches the second mobile station antenna is Y 1 ,
The radio wave propagation path length until the radio wave transmitted from the radio wave emitting unit of the second base station reaches the second mobile station antenna is Y 2 ,
When the wavelength of the radio wave is λ,
The two mobile station antennas are present in the vicinity of the center of the radio wave emission unit of the first base station and the radio wave emission unit of the second base station, and the first mobile station antenna is X 1 = X 2 or when the second mobile station antenna is located at Y 1 = Y 2
| (Y 1 −Y 2 ) − (X 1 −X 2 ) −M × λ | ≧ λ / 10
The diversity receiving system, wherein the two mobile station antennas are arranged at positions on the mobile station that satisfy the following condition (M is an arbitrary integer).
請求項1に記載のダイバーシチ受信システムにおいて,
前記移動局における前記2つの移動局アンテナの配置条件として,さらに,
|(Y1 −Y2 )−(X1 −X2 )−(kλ+λ/2)|≦λ/4
の条件(kは任意の整数)が満たされる前記移動局上の位置に,前記2つの移動局アンテナが配置された
ことを特徴とするダイバーシチ受信システム。
The diversity reception system according to claim 1,
As an arrangement condition of the two mobile station antennas in the mobile station,
| (Y 1 −Y 2 ) − (X 1 −X 2 ) − (kλ + λ / 2) | ≦ λ / 4
The diversity receiving system, wherein the two mobile station antennas are arranged at positions on the mobile station that satisfy the following condition (k is an arbitrary integer).
請求項1に記載のダイバーシチ受信システムにおいて,
前記移動局における前記2つの移動局アンテナの配置条件として,さらに,
|(Y1 −Y2 )−(X1 −X2 )−(kλ+λ/2)|≦λ/10
の条件(kは任意の整数)が満たされる前記移動局上の位置に,前記2つの移動局アンテナが配置された
ことを特徴とするダイバーシチ受信システム。
The diversity reception system according to claim 1,
As an arrangement condition of the two mobile station antennas in the mobile station,
| (Y 1 −Y 2 ) − (X 1 −X 2 ) − (kλ + λ / 2) | ≦ λ / 10
The diversity receiving system, wherein the two mobile station antennas are arranged at positions on the mobile station that satisfy the following condition (k is an arbitrary integer).
請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載のダイバーシチ受信システムにおいて,
前記移動局における前記2つの移動局アンテナが,前記線路の進行方向に,ある整数nに対して(λ/4+nλ/2)だけ離して配置された
ことを特徴とするダイバーシチ受信システム。
The diversity reception system according to any one of claims 1 to 3,
The diversity reception system according to claim 1, wherein the two mobile station antennas in the mobile station are arranged apart from each other by an integer (λ / 4 + nλ / 2) in the traveling direction of the line.
請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載のダイバーシチ受信システムにおいて,
前記基準局の電波発射部がアンテナまたは漏洩同軸ケーブルである
ことを特徴とするダイバーシチ受信システム。
The diversity receiving system according to any one of claims 1 to 4, wherein:
The diversity receiving system, wherein the radio wave emitting section of the reference station is an antenna or a leaky coaxial cable.
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