JP2918873B1 - スペクトル拡散通信用アレーアンテナ装置 - Google Patents
スペクトル拡散通信用アレーアンテナ装置Info
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- H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
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Abstract
【要約】
【課題】 より少ないアンテナ素子数でマルチパス波を
効率よく分離してマルチパスフェージングによる信号品
質の劣化を補償し、高品質な情報伝送を提供することが
できるスペクトル拡散通信用アレーアンテナ装置を提供
する。 【解決手段】 一直線上に配置された複数の受信アンテ
ナ素子５−１〜５−Ｍを備え、送信局１００から送信さ
れた、所定の搬送波周波数の波長を有するスペクトル拡
散変調無線信号を２次元ＲＡＫＥ受信方法により受信し
て符号分割多元接続によりスペクトル拡散通信を行う受
信局２００のためのアレーアンテナ５００ａを備える。
ここで、互いに隣接するアンテナ素子５−１〜５−Ｍの
間隔Ｄを、上記波長の０．５倍を越え、１６倍以下の値
に設定して複数のアンテナ素子５−１〜５−Ｋを配置
し、好ましくは、上記波長の０．５の複数倍に設定す
る。
効率よく分離してマルチパスフェージングによる信号品
質の劣化を補償し、高品質な情報伝送を提供することが
できるスペクトル拡散通信用アレーアンテナ装置を提供
する。 【解決手段】 一直線上に配置された複数の受信アンテ
ナ素子５−１〜５−Ｍを備え、送信局１００から送信さ
れた、所定の搬送波周波数の波長を有するスペクトル拡
散変調無線信号を２次元ＲＡＫＥ受信方法により受信し
て符号分割多元接続によりスペクトル拡散通信を行う受
信局２００のためのアレーアンテナ５００ａを備える。
ここで、互いに隣接するアンテナ素子５−１〜５−Ｍの
間隔Ｄを、上記波長の０．５倍を越え、１６倍以下の値
に設定して複数のアンテナ素子５−１〜５−Ｋを配置
し、好ましくは、上記波長の０．５の複数倍に設定す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一直線上に配置さ
れた複数のアンテナ素子を備え、送信局から送信され
た、所定の搬送波周波数の波長を有するスペクトル拡散
変調無線信号を２次元ＲＡＫＥ受信方法により受信して
符号分割多元接続によりスペクトル拡散通信を行う受信
局のためのスペクトル拡散通信用アレーアンテナ装置に
関する。
れた複数のアンテナ素子を備え、送信局から送信され
た、所定の搬送波周波数の波長を有するスペクトル拡散
変調無線信号を２次元ＲＡＫＥ受信方法により受信して
符号分割多元接続によりスペクトル拡散通信を行う受信
局のためのスペクトル拡散通信用アレーアンテナ装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】スペクトル拡散通信方法では、拡散変調
の拡散率を高くし拡散変調信号の周波数帯域幅（拡散帯
域幅）を充分広くし、すなわち、拡散信号のチップ周期
をマルチパス波の遅延時間のばらつき（遅延広がり）に
対して充分短くすることにより、受信信号と拡散符号と
の相互相関によるスペクトラム逆拡散で遅延波の信号を
遅延時間軸上で遅延パルスとして個別に分離し、合成す
る手法（いわゆる、ＲＡＫＥ受信方法（レイク受信方
法））がある。拡散帯域幅が十分広くとれず、遅延時間
差のみでマルチパス波を分離できない場合には、また、
アンテナ素子を半波長間隔に配置したアレーアンテナで
受信し、マルチパス波を遅延時間差と到来角の違いの両
方で分離する２次元ＲＡＫＥ受信方法が有効である（例
えば、井上隆ほか，“ＤＳ／ＣＤＭＡ２次元ＲＡＫＥ受
信方法による上り回線のチャネル容量の改善効果”，電
子情報通信学会技術報告，Ａ・Ｐ９７−１０３，ＲＣＳ
９７−１１８，１９９７年１０月参照。）。
の拡散率を高くし拡散変調信号の周波数帯域幅（拡散帯
域幅）を充分広くし、すなわち、拡散信号のチップ周期
をマルチパス波の遅延時間のばらつき（遅延広がり）に
対して充分短くすることにより、受信信号と拡散符号と
の相互相関によるスペクトラム逆拡散で遅延波の信号を
遅延時間軸上で遅延パルスとして個別に分離し、合成す
る手法（いわゆる、ＲＡＫＥ受信方法（レイク受信方
法））がある。拡散帯域幅が十分広くとれず、遅延時間
差のみでマルチパス波を分離できない場合には、また、
アンテナ素子を半波長間隔に配置したアレーアンテナで
受信し、マルチパス波を遅延時間差と到来角の違いの両
方で分離する２次元ＲＡＫＥ受信方法が有効である（例
えば、井上隆ほか，“ＤＳ／ＣＤＭＡ２次元ＲＡＫＥ受
信方法による上り回線のチャネル容量の改善効果”，電
子情報通信学会技術報告，Ａ・Ｐ９７−１０３，ＲＣＳ
９７−１１８，１９９７年１０月参照。）。
【０００３】図２は、従来例のスペクトル拡散通信シス
テムの構成を示すブロック図であり、図３は、従来例の
２次元ＲＡＫＥ受信方法の概念を示す斜視図である。図
２において、各送信局１００−１〜１００−Ｋは、デー
タ変調部１−１〜１−Ｋ、拡散変調部２−１〜２−Ｋ、
ＲＦ送信部（高周波送信部）３−１〜３−Ｋ及び送信ア
ンテナ４−１〜４−Ｋを備えて構成される。複数Ｋ個の
送信局１００−１〜１００−Ｋからそれぞれ送信された
スペクトル拡散信号Ｓ１−１〜Ｓ１−Ｋはマルチパス伝
送路３００を介して、受信局２００に到達する。
テムの構成を示すブロック図であり、図３は、従来例の
２次元ＲＡＫＥ受信方法の概念を示す斜視図である。図
２において、各送信局１００−１〜１００−Ｋは、デー
タ変調部１−１〜１−Ｋ、拡散変調部２−１〜２−Ｋ、
ＲＦ送信部（高周波送信部）３−１〜３−Ｋ及び送信ア
ンテナ４−１〜４−Ｋを備えて構成される。複数Ｋ個の
送信局１００−１〜１００−Ｋからそれぞれ送信された
スペクトル拡散信号Ｓ１−１〜Ｓ１−Ｋはマルチパス伝
送路３００を介して、受信局２００に到達する。
【０００４】受信局２００では、例えば半波長（λ／
２）のアンテナ素子間隔Ｄで配置された複数Ｍ本のアン
テナ素子５−１〜５−Ｍからなるアレーアンテナ５００
によって受信され、個々の受信信号Ｓ２−１〜Ｓ２−Ｋ
はそれぞれ、ＲＦ受信部（高周波受信部）６−１〜６−
Ｍによって中間周波数信号又はベースバンド周波数信号
に変換された後、変換後の信号は、マルチビーム形成回
路７によって、Ｍ種類のビームスペース信号Ｓ３−１〜
Ｓ３−Ｍが形成される。ここで、マルチビーム形成回路
７は、例えば、８個の入力信号に基づいて８個のビーム
スペース信号を生成するときを示す図４の公知の構成を
有し、（ａ）１８０°移相器ＰＳ１１〜ＰＳ１４，ＰＳ
２１〜ＰＳ２４，ＰＳ４１，ＰＳ４４、９０°移相器Ｐ
Ｓ３１〜ＰＳ３２、１３５°移相器ＰＳ３３，ＰＳ３
４、２１５°移相器ＰＳ３５，ＰＳ３６と、並びに、
（ｂ）同相合成器（加算器）ＡＤ１１〜ＡＤ１８，ＡＤ
２１〜ＡＤ２８，ＡＤ３１〜ＡＤ３８と、を備えて構成
される。
２）のアンテナ素子間隔Ｄで配置された複数Ｍ本のアン
テナ素子５−１〜５−Ｍからなるアレーアンテナ５００
によって受信され、個々の受信信号Ｓ２−１〜Ｓ２−Ｋ
はそれぞれ、ＲＦ受信部（高周波受信部）６−１〜６−
Ｍによって中間周波数信号又はベースバンド周波数信号
に変換された後、変換後の信号は、マルチビーム形成回
路７によって、Ｍ種類のビームスペース信号Ｓ３−１〜
Ｓ３−Ｍが形成される。ここで、マルチビーム形成回路
７は、例えば、８個の入力信号に基づいて８個のビーム
スペース信号を生成するときを示す図４の公知の構成を
有し、（ａ）１８０°移相器ＰＳ１１〜ＰＳ１４，ＰＳ
２１〜ＰＳ２４，ＰＳ４１，ＰＳ４４、９０°移相器Ｐ
Ｓ３１〜ＰＳ３２、１３５°移相器ＰＳ３３，ＰＳ３
４、２１５°移相器ＰＳ３５，ＰＳ３６と、並びに、
（ｂ）同相合成器（加算器）ＡＤ１１〜ＡＤ１８，ＡＤ
２１〜ＡＤ２８，ＡＤ３１〜ＡＤ３８と、を備えて構成
される。
【０００５】次いで、マルチビーム形成回路７から出力
される個々のビームスペース信号Ｓ３−１〜Ｓ３−Ｍは
それぞれ複数Ｋ分配された後、Ｋ個の２次元ＲＡＫＥ受
信部８−１〜８−Ｋに入力される。例えば、第１のユー
ザチャンネルの２次元ＲＡＫＥ受信部８−１は、図２及
び図５に示すように、複数Ｍ個の逆拡散回路８１１−１
〜８１１−Ｍと、複数Ｍ個のＲＡＫＥ受信回路８１２−
１〜８１２−Ｍと、合成回路８１３と、データ復調部８
１４を備えて構成される。第１のユーザチャンネルの２
次元ＲＡＫＥ受信部８−１において、分配された第１の
ユーザチャネルにおける第ｍ番目（ｍ＝１，２，…，
Ｍ）のビームスペース信号Ｓ３−ｍは逆拡散回路８１１
−ｍによって逆拡散され、ＲＡＫＥ受信回路８１２−ｍ
によって第１のユーザチャネルにおける第ｍビームのＲ
ＡＫＥ合成信号Ｓ４１−ｍが生成される。第１のユーザ
チャネルにおける第１〜第ＭのビームのＲＡＫＥ合成信
号Ｓ４１−１〜Ｓ４１−Ｍは合成回路８１３によって最
大比合成されて、第１のユーザチャネルの２次元ＲＡＫ
Ｅ合成信号Ｓ５−１が生成された後、生成された第１の
ユーザチャネルの２次元ＲＡＫＥ合成信号Ｓ５−１は、
データ復調部８１４によって第１のユーザチャネルの復
調信号Ｓ６−１が出力される。他の第２〜第Ｋのユーザ
チャンネルの２次元ＲＡＫＥ受信部８−２〜８−Ｋも同
様に動作して、それぞれ第２〜第Ｋのユーザチャネルの
復調信号Ｓ６−２〜Ｓ６−Ｋを出力する。
される個々のビームスペース信号Ｓ３−１〜Ｓ３−Ｍは
それぞれ複数Ｋ分配された後、Ｋ個の２次元ＲＡＫＥ受
信部８−１〜８−Ｋに入力される。例えば、第１のユー
ザチャンネルの２次元ＲＡＫＥ受信部８−１は、図２及
び図５に示すように、複数Ｍ個の逆拡散回路８１１−１
〜８１１−Ｍと、複数Ｍ個のＲＡＫＥ受信回路８１２−
１〜８１２−Ｍと、合成回路８１３と、データ復調部８
１４を備えて構成される。第１のユーザチャンネルの２
次元ＲＡＫＥ受信部８−１において、分配された第１の
ユーザチャネルにおける第ｍ番目（ｍ＝１，２，…，
Ｍ）のビームスペース信号Ｓ３−ｍは逆拡散回路８１１
−ｍによって逆拡散され、ＲＡＫＥ受信回路８１２−ｍ
によって第１のユーザチャネルにおける第ｍビームのＲ
ＡＫＥ合成信号Ｓ４１−ｍが生成される。第１のユーザ
チャネルにおける第１〜第ＭのビームのＲＡＫＥ合成信
号Ｓ４１−１〜Ｓ４１−Ｍは合成回路８１３によって最
大比合成されて、第１のユーザチャネルの２次元ＲＡＫ
Ｅ合成信号Ｓ５−１が生成された後、生成された第１の
ユーザチャネルの２次元ＲＡＫＥ合成信号Ｓ５−１は、
データ復調部８１４によって第１のユーザチャネルの復
調信号Ｓ６−１が出力される。他の第２〜第Ｋのユーザ
チャンネルの２次元ＲＡＫＥ受信部８−２〜８−Ｋも同
様に動作して、それぞれ第２〜第Ｋのユーザチャネルの
復調信号Ｓ６−２〜Ｓ６−Ｋを出力する。
【０００６】すなわち、２次元ＲＡＫＥ受信部８−１〜
８−Ｋでは、時間と空間の２次元領域で最大比合成して
出力を得ているので、マルチパス波を遅延時間差と到来
角の違いの両方で分離することができ、マルチパス波を
効率的に分離して、より高品質なデータ伝送を実現する
ことができるという利点がある。
８−Ｋでは、時間と空間の２次元領域で最大比合成して
出力を得ているので、マルチパス波を遅延時間差と到来
角の違いの両方で分離することができ、マルチパス波を
効率的に分離して、より高品質なデータ伝送を実現する
ことができるという利点がある。
【０００７】図６は、図１及び図２のスペクトル拡散通
信システムのマルチパス伝送路を示す平面図である。図
６は、１つの送信局１００と１つの受信局２００のみを
示しており、送信局１００から送信されたスペクトル拡
散無線信号は、例えば７つのパスＰ０〜Ｐ６を介して受
信局２００によって受信されている。このとき、受信局
２００は、図７に示すように、遅延広がりを有して、ス
ペクトル拡散無線信号を受信する。
信システムのマルチパス伝送路を示す平面図である。図
６は、１つの送信局１００と１つの受信局２００のみを
示しており、送信局１００から送信されたスペクトル拡
散無線信号は、例えば７つのパスＰ０〜Ｐ６を介して受
信局２００によって受信されている。このとき、受信局
２００は、図７に示すように、遅延広がりを有して、ス
ペクトル拡散無線信号を受信する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】受信局２００に到達す
るマルチパス波の到来角の広がりがあまりない場合にお
いて、個々のマルチパス波を到来角の違いにより分離す
るためには、非常に多くのアンテナ素子数を有するアレ
ーアンテナを用いる必要があった。
るマルチパス波の到来角の広がりがあまりない場合にお
いて、個々のマルチパス波を到来角の違いにより分離す
るためには、非常に多くのアンテナ素子数を有するアレ
ーアンテナを用いる必要があった。
【０００９】本発明の目的は以上の問題点を解決し、一
直線上に配置された複数のアンテナ素子を備え、送信局
から送信された、所定の搬送波周波数の波長を有するス
ペクトル拡散変調無線信号を２次元ＲＡＫＥ受信方法に
より受信して符号分割多元接続によりスペクトル拡散通
信を行う受信局のためのアレーアンテナ装置において、
マルチパス波を効率よく分離してマルチパスフェージン
グによる信号品質の劣化を補償し、高品質な情報伝送を
提供することができるスペクトル拡散通信用アレーアン
テナ装置を提供することにある。
直線上に配置された複数のアンテナ素子を備え、送信局
から送信された、所定の搬送波周波数の波長を有するス
ペクトル拡散変調無線信号を２次元ＲＡＫＥ受信方法に
より受信して符号分割多元接続によりスペクトル拡散通
信を行う受信局のためのアレーアンテナ装置において、
マルチパス波を効率よく分離してマルチパスフェージン
グによる信号品質の劣化を補償し、高品質な情報伝送を
提供することができるスペクトル拡散通信用アレーアン
テナ装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明に係る請求項１記
載のスペクトル拡散通信用アレーアンテナ装置は、一直
線上に配置された複数のアンテナ素子を備え、送信局か
ら送信された、所定の搬送波周波数の波長を有するスペ
クトル拡散変調無線信号を２次元ＲＡＫＥ受信方法によ
り受信して符号分割多元接続によりスペクトル拡散通信
を行う受信局のためのアレーアンテナ装置において、グ
レーティングローブを発生するように、上記複数のアン
テナ素子の互いに隣接するアンテナ素子の間隔を、上記
波長の０．５倍を越え、１６倍以下の値に設定して上記
複数のアンテナ素子を配置したことを特徴とする。
載のスペクトル拡散通信用アレーアンテナ装置は、一直
線上に配置された複数のアンテナ素子を備え、送信局か
ら送信された、所定の搬送波周波数の波長を有するスペ
クトル拡散変調無線信号を２次元ＲＡＫＥ受信方法によ
り受信して符号分割多元接続によりスペクトル拡散通信
を行う受信局のためのアレーアンテナ装置において、グ
レーティングローブを発生するように、上記複数のアン
テナ素子の互いに隣接するアンテナ素子の間隔を、上記
波長の０．５倍を越え、１６倍以下の値に設定して上記
複数のアンテナ素子を配置したことを特徴とする。
【００１１】また、請求項２記載のスペクトル拡散通信
用アレーアンテナ装置は、請求項１記載のスペクトル拡
散通信用アレーアンテナ装置において、上記複数のアン
テナ素子の互いに隣接するアンテナ素子の間隔を、上記
波長の０．５の複数倍の値に設定して上記複数のアンテ
ナ素子を配置したことを特徴とする。
用アレーアンテナ装置は、請求項１記載のスペクトル拡
散通信用アレーアンテナ装置において、上記複数のアン
テナ素子の互いに隣接するアンテナ素子の間隔を、上記
波長の０．５の複数倍の値に設定して上記複数のアンテ
ナ素子を配置したことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明に係
る実施形態について説明する。
る実施形態について説明する。
【００１３】図１は、本発明に係る一実施形態であるス
ペクトル拡散通信システムの構成を示すブロック図であ
る。この実施形態のスペクトル拡散通信システムは、一
直線上に配置（リニアアレー配置）された複数の受信ア
ンテナ素子５−１〜５−Ｍを備え、送信局１００から送
信された、所定の搬送波周波数の波長を有するスペクト
ル拡散変調無線信号を２次元ＲＡＫＥ受信方法により受
信して符号分割多元接続によりスペクトル拡散通信を行
う受信局２００のためのアレーアンテナ５００ａを備
え、ここで、図２の従来例のスペクトル拡散通信システ
ムと異なるのは、複数の受信アンテナ素子５−１〜５−
Ｍの互いに隣接するアンテナ素子の間隔Ｄを、上記波長
の０．５倍を越え、１６倍以下の値に設定して上記複数
のアンテナ素子を配置したことを特徴としている。ここ
で、上記間隔Ｄは、好ましくは、上記波長の０．５の複
数倍に設定する。
ペクトル拡散通信システムの構成を示すブロック図であ
る。この実施形態のスペクトル拡散通信システムは、一
直線上に配置（リニアアレー配置）された複数の受信ア
ンテナ素子５−１〜５−Ｍを備え、送信局１００から送
信された、所定の搬送波周波数の波長を有するスペクト
ル拡散変調無線信号を２次元ＲＡＫＥ受信方法により受
信して符号分割多元接続によりスペクトル拡散通信を行
う受信局２００のためのアレーアンテナ５００ａを備
え、ここで、図２の従来例のスペクトル拡散通信システ
ムと異なるのは、複数の受信アンテナ素子５−１〜５−
Ｍの互いに隣接するアンテナ素子の間隔Ｄを、上記波長
の０．５倍を越え、１６倍以下の値に設定して上記複数
のアンテナ素子を配置したことを特徴としている。ここ
で、上記間隔Ｄは、好ましくは、上記波長の０．５の複
数倍に設定する。
【００１４】図１において、複数Ｋ個の送信局１００−
１〜１００−Ｋから異なる拡散符号によってスペクトル
拡散変調された無線信号がマルチパス伝送路３００を介
して受信局２００に到達する。受信された無線信号は、
ＲＦ受信部６−１〜６−Ｍにおいて中間周波信号又はベ
ースバンド信号に周波数変換された後、周波数変換され
た信号は、マルチビーム形成回路７によってマルチビー
ム信号Ｓ３−１〜Ｓ３−Ｍに変換されて出力される。
１〜１００−Ｋから異なる拡散符号によってスペクトル
拡散変調された無線信号がマルチパス伝送路３００を介
して受信局２００に到達する。受信された無線信号は、
ＲＦ受信部６−１〜６−Ｍにおいて中間周波信号又はベ
ースバンド信号に周波数変換された後、周波数変換され
た信号は、マルチビーム形成回路７によってマルチビー
ム信号Ｓ３−１〜Ｓ３−Ｍに変換されて出力される。
【００１５】受信アンテナ素子間隔Ｄが半波長のアレー
アンテナを用いる従来方法では、マルチビーム形成回路
７の出力の放射特性は図８となるため、図中のＭＰ１，
ＭＰ２，ＭＰ３のマルチパス波は太線で描いた同一のビ
ームで受信されるため、空間領域でこれらのマルチパス
波を分離できない。一方、本実施形態において、例えば
受信ンテナ素子間隔Ｄが例えば２波長のアレーアンテナ
の場合、マルチビーム形成回路７の出力の放射特性は図
１０となるため、図中のＭＰ１，ＭＰ２，ＭＰ３のマル
チパス波はそれぞれ異なるビームで受信され空間領域で
これらのマルチパス波を分離できる。到来角の違いで分
離されたマルチビーム信号はそれぞれＫ分配され、ユー
ザチャネル毎に処理される。
アンテナを用いる従来方法では、マルチビーム形成回路
７の出力の放射特性は図８となるため、図中のＭＰ１，
ＭＰ２，ＭＰ３のマルチパス波は太線で描いた同一のビ
ームで受信されるため、空間領域でこれらのマルチパス
波を分離できない。一方、本実施形態において、例えば
受信ンテナ素子間隔Ｄが例えば２波長のアレーアンテナ
の場合、マルチビーム形成回路７の出力の放射特性は図
１０となるため、図中のＭＰ１，ＭＰ２，ＭＰ３のマル
チパス波はそれぞれ異なるビームで受信され空間領域で
これらのマルチパス波を分離できる。到来角の違いで分
離されたマルチビーム信号はそれぞれＫ分配され、ユー
ザチャネル毎に処理される。
【００１６】例えば、第１のユーザチャネルの２次元Ｒ
ＡＫＥ受信部８−１においては、Ｍ種類のビームスペー
ス信号出力を並列に処理するために配置した逆拡散回路
８１１−１〜８１１−Ｍで逆拡散する。これらの逆拡散
回路８１１−１〜８１１−Ｍは、第１の送信局１００−
１で用いられた拡散符号により逆拡散処理を行なうた
め、他の第２〜第Ｋの送信局１００−２〜１００−Ｋか
らの信号成分が除去される。個々のビームスペース信号
の逆拡散信号は並列に配置されたＭ台のＲＡＫＥ受信回
路８１２−１〜８１２−ＫによってＲＡＫＥ合成され、
Ｍ個のビームのＲＡＫＥ合成信号が生成される。Ｍ個の
ビームのＲＡＫＥ合成信号は合成回路８１３によって合
成され、２次元ＲＡＫＥ受信信号が生成される。２次元
ＲＡＫＥ受信信号はデータ復調部８１４によって復調さ
れ、第１の送信局１００−１からのデータが取り出され
て出力される。また、第２乃至第Ｋのユーザチャネルの
２次元ＲＡＫＥ受信部８−２〜８−Ｋにおいても同様に
動作し、それぞれ第２〜第Ｋの送信局１００−２〜１０
０−Ｋからのデータが取り出されて出力される。
ＡＫＥ受信部８−１においては、Ｍ種類のビームスペー
ス信号出力を並列に処理するために配置した逆拡散回路
８１１−１〜８１１−Ｍで逆拡散する。これらの逆拡散
回路８１１−１〜８１１−Ｍは、第１の送信局１００−
１で用いられた拡散符号により逆拡散処理を行なうた
め、他の第２〜第Ｋの送信局１００−２〜１００−Ｋか
らの信号成分が除去される。個々のビームスペース信号
の逆拡散信号は並列に配置されたＭ台のＲＡＫＥ受信回
路８１２−１〜８１２−ＫによってＲＡＫＥ合成され、
Ｍ個のビームのＲＡＫＥ合成信号が生成される。Ｍ個の
ビームのＲＡＫＥ合成信号は合成回路８１３によって合
成され、２次元ＲＡＫＥ受信信号が生成される。２次元
ＲＡＫＥ受信信号はデータ復調部８１４によって復調さ
れ、第１の送信局１００−１からのデータが取り出され
て出力される。また、第２乃至第Ｋのユーザチャネルの
２次元ＲＡＫＥ受信部８−２〜８−Ｋにおいても同様に
動作し、それぞれ第２〜第Ｋの送信局１００−２〜１０
０−Ｋからのデータが取り出されて出力される。
【００１７】本発明に係る実施形態において、アンテナ
素子間隔を半波長よりも広げると図１０の太線に示すよ
うに、ビーム出力の放射特性は複数の方向に対してビー
ムが向くことになり、グレーティングローブが発生す
る。１つのビーム出力中のグレーティングローブの数は
アンテナ素子間隔を広げる程増えその間隔は狭くなる。
一方、同一のユーザ局から到来するマルチパス波は概ね
ユーザ局方向に集中していると考えられる。従って、ア
ンテナ素子間隔Ｄを適当に設定することで、同一送信局
からの異なる方向から到来するマルチパス波を同一ビー
ムで受信するのを回避できる。また、従来例の２次元Ｒ
ＡＫＥ方法では、送信局１００の方向が異なっていれば
それぞれの信号は異なるビームで受信されていたが、本
発明に係る実施形態による方法の場合は、送信局１００
の方向がグレーティングローブの方向と一致していると
同一のビームで受信されることになる。しかしながら、
それぞれの送信局１００では、異なる拡散符号で拡散変
調されているので、逆拡散回路８１１でこれらを分離す
ることができる。
素子間隔を半波長よりも広げると図１０の太線に示すよ
うに、ビーム出力の放射特性は複数の方向に対してビー
ムが向くことになり、グレーティングローブが発生す
る。１つのビーム出力中のグレーティングローブの数は
アンテナ素子間隔を広げる程増えその間隔は狭くなる。
一方、同一のユーザ局から到来するマルチパス波は概ね
ユーザ局方向に集中していると考えられる。従って、ア
ンテナ素子間隔Ｄを適当に設定することで、同一送信局
からの異なる方向から到来するマルチパス波を同一ビー
ムで受信するのを回避できる。また、従来例の２次元Ｒ
ＡＫＥ方法では、送信局１００の方向が異なっていれば
それぞれの信号は異なるビームで受信されていたが、本
発明に係る実施形態による方法の場合は、送信局１００
の方向がグレーティングローブの方向と一致していると
同一のビームで受信されることになる。しかしながら、
それぞれの送信局１００では、異なる拡散符号で拡散変
調されているので、逆拡散回路８１１でこれらを分離す
ることができる。
【００１８】
【実施例】図９乃至図１２はそれぞれ、本実施形態のマ
ルチビーム形成回路７の出力の放射特性（アンテナ間隔
Ｄ＝１．０λ，２．０λ，４，０λ，０．７５λ）を示
すグラフであり、図１３乃至図１５はそれぞれ、本実施
形態の遅延広がり／チップ時間に対する所要ＳＮＲ特性
（到来角広がりが２度、４度及び６度のとき）を示すグ
ラフである。ここで、λはスペクトル拡散無線信号の搬
送波信号の波長である。
ルチビーム形成回路７の出力の放射特性（アンテナ間隔
Ｄ＝１．０λ，２．０λ，４，０λ，０．７５λ）を示
すグラフであり、図１３乃至図１５はそれぞれ、本実施
形態の遅延広がり／チップ時間に対する所要ＳＮＲ特性
（到来角広がりが２度、４度及び６度のとき）を示すグ
ラフである。ここで、λはスペクトル拡散無線信号の搬
送波信号の波長である。
【００１９】図８乃至図１２は、マルチビーム形成回路
７によって形成された放射特性を示しており、図中の太
線は正面方向のビーム信号の出力の放射特性である。図
８乃至図１２から明らかなように、アンテナ素子間隔Ｄ
の値が増えるにつれて、ビーム幅がせまくなることがわ
かる。すなわち、アンテナ素子間隔Ｄの値を大きくする
ことによって、マルチパス波の到来角がユーザ局方向に
集中している場合でも、各マルチパス波を分離してとり
だすことができる。そして、アンテナ素子間隔Ｄの値が
０．５よりも大きくなると、複数方向に等利得の主ロー
ブが形成される（これをグレーティングローブとい
う）。そして、アンテナ素子間隔Ｄの値が大きくなるに
つれてグレーティングローブの数は増え、グレーティン
グローブ同士の間隔は狭くなる。グレーティングローブ
の間隔がマルチパス波の到来角広がりと同程度になる
と、異なる到来角のマルチパス波が同じビーム出力とし
てとりだされるため、これ以上間隔Ｄの値を広げてビー
ム幅を狭くしてもマルチパス波の到来角の分解能はあが
らなくなる。間隔Ｄ＝０．７５λの場合、太線で示した
ビームの数は１であるが、太点線の場合は２であり、ビ
ーム出力によって、グレーティングローブの数が異な
る。一般に、間隔Ｄの値が０．５λの整数倍（０．５
λ，１．０λ，１．５λ，…）の場合、各ビーム出力の
グレーティングローブの数は等しくなる（ただし、±９
０度方向のビームはそれぞれ０．５本と数える。）が、
これ以外の間隔Ｄの値の場合は、ビームによってグレー
ティングローブの数が異なる。ビームの数が異なるとグ
レーティングローブにより受ける干渉電力が異なり、ビ
ーム出力により特性のばらつきが生じるため、間隔Ｄの
値は０．５λの整数倍（０．５λ，１．０λ，１．５
λ，…）であることが望ましい。
７によって形成された放射特性を示しており、図中の太
線は正面方向のビーム信号の出力の放射特性である。図
８乃至図１２から明らかなように、アンテナ素子間隔Ｄ
の値が増えるにつれて、ビーム幅がせまくなることがわ
かる。すなわち、アンテナ素子間隔Ｄの値を大きくする
ことによって、マルチパス波の到来角がユーザ局方向に
集中している場合でも、各マルチパス波を分離してとり
だすことができる。そして、アンテナ素子間隔Ｄの値が
０．５よりも大きくなると、複数方向に等利得の主ロー
ブが形成される（これをグレーティングローブとい
う）。そして、アンテナ素子間隔Ｄの値が大きくなるに
つれてグレーティングローブの数は増え、グレーティン
グローブ同士の間隔は狭くなる。グレーティングローブ
の間隔がマルチパス波の到来角広がりと同程度になる
と、異なる到来角のマルチパス波が同じビーム出力とし
てとりだされるため、これ以上間隔Ｄの値を広げてビー
ム幅を狭くしてもマルチパス波の到来角の分解能はあが
らなくなる。間隔Ｄ＝０．７５λの場合、太線で示した
ビームの数は１であるが、太点線の場合は２であり、ビ
ーム出力によって、グレーティングローブの数が異な
る。一般に、間隔Ｄの値が０．５λの整数倍（０．５
λ，１．０λ，１．５λ，…）の場合、各ビーム出力の
グレーティングローブの数は等しくなる（ただし、±９
０度方向のビームはそれぞれ０．５本と数える。）が、
これ以外の間隔Ｄの値の場合は、ビームによってグレー
ティングローブの数が異なる。ビームの数が異なるとグ
レーティングローブにより受ける干渉電力が異なり、ビ
ーム出力により特性のばらつきが生じるため、間隔Ｄの
値は０．５λの整数倍（０．５λ，１．０λ，１．５
λ，…）であることが望ましい。
【００２０】また、図１３乃至図１５において、横軸は
マルチパス波の遅延広がりとチップ時間（拡散信号の周
波数帯域幅の逆数）の比の値である。図１３乃至図１５
から明らかなように、間隔Ｄの値が大きくなるにつれ
て、所要ＳＮＲ特性が改善されている。そして、間隔Ｄ
＝１６λで特性改善はほぼ飽和する。これは、グレーテ
ィングローブの間隔はマルチパス波の到来角広がりと同
程度になったためである。
マルチパス波の遅延広がりとチップ時間（拡散信号の周
波数帯域幅の逆数）の比の値である。図１３乃至図１５
から明らかなように、間隔Ｄの値が大きくなるにつれ
て、所要ＳＮＲ特性が改善されている。そして、間隔Ｄ
＝１６λで特性改善はほぼ飽和する。これは、グレーテ
ィングローブの間隔はマルチパス波の到来角広がりと同
程度になったためである。
【００２１】以上説明したように、本実施形態では、複
数の受信アンテナ素子５−１〜５−Ｍの互いに隣接する
アンテナ素子の間隔Ｄを、上記波長の０．５倍を越え、
１６倍以下の値に設定して上記複数のアンテナ素子を配
置し、より好ましくは、間隔Ｄは、上記波長の０．５の
複数倍に設定する。従って、同一の送信局から到来する
複数の遅延波の到来方向が送信局方向の周りに集中して
いる場合に狭いビームにより効率よく分離し、フェージ
ング変動による信号品質の劣化を効率よく補償すること
ができる。それ故、伝送路でマルチパスフェージングの
発生する陸上移動通信などの分野において、フェージン
グによる信号品質劣化を補償して１基地局に収容できる
通信容量を増大させることができる。
数の受信アンテナ素子５−１〜５−Ｍの互いに隣接する
アンテナ素子の間隔Ｄを、上記波長の０．５倍を越え、
１６倍以下の値に設定して上記複数のアンテナ素子を配
置し、より好ましくは、間隔Ｄは、上記波長の０．５の
複数倍に設定する。従って、同一の送信局から到来する
複数の遅延波の到来方向が送信局方向の周りに集中して
いる場合に狭いビームにより効率よく分離し、フェージ
ング変動による信号品質の劣化を効率よく補償すること
ができる。それ故、伝送路でマルチパスフェージングの
発生する陸上移動通信などの分野において、フェージン
グによる信号品質劣化を補償して１基地局に収容できる
通信容量を増大させることができる。
【００２２】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、一
直線上に配置された複数のアンテナ素子を備え、送信局
から送信された、所定の搬送波周波数の波長を有するス
ペクトル拡散変調無線信号を２次元ＲＡＫＥ受信方法に
より受信して符号分割多元接続によりスペクトル拡散通
信を行う受信局のためのアレーアンテナ装置において、
グレーティングローブを発生するように、上記複数のア
ンテナ素子の互いに隣接するアンテナ素子の間隔を、上
記波長の０．５倍を越え、１６倍以下の値に設定して上
記複数のアンテナ素子を配置し、より好ましくは、上記
アンテナ素子の間隔を、上記波長の０．５の複数倍の値
に設定して上記複数のアンテナ素子を配置する。従っ
て、同一の送信局から到来する複数の遅延波の到来方向
が送信局方向の周りに集中している場合に狭いビームに
より効率よく分離し、フェージング変動による信号品質
の劣化を効率よく補償することができる。それ故、伝送
路でマルチパスフェージングの発生する陸上移動通信な
どの分野において、フェージングによる信号品質劣化を
補償して１基地局に収容できる通信容量を増大させるこ
とができる。
直線上に配置された複数のアンテナ素子を備え、送信局
から送信された、所定の搬送波周波数の波長を有するス
ペクトル拡散変調無線信号を２次元ＲＡＫＥ受信方法に
より受信して符号分割多元接続によりスペクトル拡散通
信を行う受信局のためのアレーアンテナ装置において、
グレーティングローブを発生するように、上記複数のア
ンテナ素子の互いに隣接するアンテナ素子の間隔を、上
記波長の０．５倍を越え、１６倍以下の値に設定して上
記複数のアンテナ素子を配置し、より好ましくは、上記
アンテナ素子の間隔を、上記波長の０．５の複数倍の値
に設定して上記複数のアンテナ素子を配置する。従っ
て、同一の送信局から到来する複数の遅延波の到来方向
が送信局方向の周りに集中している場合に狭いビームに
より効率よく分離し、フェージング変動による信号品質
の劣化を効率よく補償することができる。それ故、伝送
路でマルチパスフェージングの発生する陸上移動通信な
どの分野において、フェージングによる信号品質劣化を
補償して１基地局に収容できる通信容量を増大させるこ
とができる。
【図１】 本発明に係る一実施形態であるスペクトル拡
散通信システムの構成を示すブロック図である。
散通信システムの構成を示すブロック図である。
【図２】 従来例のスペクトル拡散通信システムの構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図３】 従来例の２次元ＲＡＫＥ受信方法の概念を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図４】 図１及び図２のマルチビーム形成部７の構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図５】 図１及び図２の２次元ＲＡＫＥ受信部８の構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図６】 図１及び図２のスペクトル拡散通信システム
のマルチパス伝送路を示す平面図である。
のマルチパス伝送路を示す平面図である。
【図７】 図１及び図２のスペクトル拡散通信システム
における遅延広がりを示すタイミングチャートである。
における遅延広がりを示すタイミングチャートである。
【図８】 従来例のマルチビーム形成回路７の出力の放
射特性（アンテナ間隔Ｄ＝０．５λ）を示すグラフであ
る。
射特性（アンテナ間隔Ｄ＝０．５λ）を示すグラフであ
る。
【図９】 本実施形態のマルチビーム形成回路７の出力
の放射特性（アンテナ間隔Ｄ＝１．０λ）を示すグラフ
である。
の放射特性（アンテナ間隔Ｄ＝１．０λ）を示すグラフ
である。
【図１０】 本実施形態のマルチビーム形成回路７の出
力の放射特性（アンテナ間隔Ｄ＝２．０λ）を示すグラ
フである。
力の放射特性（アンテナ間隔Ｄ＝２．０λ）を示すグラ
フである。
【図１１】 本実施形態のマルチビーム形成回路７の出
力の放射特性（アンテナ間隔Ｄ＝４．０λ）を示すグラ
フである。
力の放射特性（アンテナ間隔Ｄ＝４．０λ）を示すグラ
フである。
【図１２】 本実施形態のマルチビーム形成回路７の出
力の放射特性（アンテナ間隔Ｄ＝０．７５λ）を示すグ
ラフである。
力の放射特性（アンテナ間隔Ｄ＝０．７５λ）を示すグ
ラフである。
【図１３】 本実施形態の遅延広がり／チップ時間に対
する所要ＳＮＲ特性（到来角広がりが２度のとき）を示
すグラフである。
する所要ＳＮＲ特性（到来角広がりが２度のとき）を示
すグラフである。
【図１４】 本実施形態の遅延広がり／チップ時間に対
する所要ＳＮＲ特性（到来角広がりが４度のとき）を示
すグラフである。
する所要ＳＮＲ特性（到来角広がりが４度のとき）を示
すグラフである。
【図１５】 本実施形態の遅延広がり／チップ時間に対
する所要ＳＮＲ特性（到来角広がりが６度のとき）を示
すグラフである。
する所要ＳＮＲ特性（到来角広がりが６度のとき）を示
すグラフである。
１−１〜１−Ｋ…データ変調部、 ２−１〜２−Ｋ…拡散変調部、 ３−１〜３−Ｋ…ＲＦ送信部、 ４−１〜４−Ｋ…送信アンテナ、 ５−１〜５−Ｍ…受信アンテナ素子、 ６−１〜６−Ｍ…ＲＦ受信部、 ７…マルチビーム形成回路、 ８−１〜８−Ｋ…２次元ＲＡＫＥ受信部、 ８１１−１〜８１１−Ｍ…逆拡散回路、 ８１２−１〜８１２−Ｍ…ＲＡＫＥ受信回路、 ８１３…合成回路、 ８１４…データ復調回路、 １００，１００−１乃至１００−Ｋ…送信局、 ２００…受信局、 ３００…マルチパス伝送路、 ５００ａ…アレーアンテナ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｊ 13/00 Ｈ０４Ｊ 13/00 Ａ (72)発明者 唐沢 好男 東京都新宿区西新宿２丁目３番２号 国 際電信電話株式会社内 (56)参考文献 社団法人電子通信学会編「アンテナ工 学ハンドブック」ｐｐ．200−203、昭和 59年７月10日、オーム社 井上隆、唐沢好男「ＤＳ／ＣＤＭＡ２ 次元ＲＡＫＥ受信方式による上り回線の チャンネル容量の改善効果」電子情報通 信学会技術研究報告 Ａ・Ｐ97−103、 1997年10月16日、社団法人電子情報通信 学会 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01Q 3/00,21/00 H04J 13/00
Claims (2)
- 【請求項１】 一直線上に配置された複数のアンテナ素
子を備え、送信局から送信された、所定の搬送波周波数
の波長を有するスペクトル拡散変調無線信号を２次元Ｒ
ＡＫＥ受信方法により受信して符号分割多元接続により
スペクトル拡散通信を行う受信局のためのアレーアンテ
ナ装置において、 グレーティングローブを発生するように、上記複数のア
ンテナ素子の互いに隣接するアンテナ素子の間隔を、上
記波長の０．５倍を越え、１６倍以下の値に設定して上
記複数のアンテナ素子を配置したことを特徴とするスペ
クトル拡散通信用アレーアンテナ装置。 - 【請求項２】 請求項１記載のスペクトル拡散通信用ア
レーアンテナ装置において、 上記複数のアンテナ素子の互いに隣接するアンテナ素子
の間隔を、上記波長の０．５の複数倍の値に設定して上
記複数のアンテナ素子を配置したことを特徴とするスペ
クトル拡散通信用アレーアンテナ装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3456198A JP2918873B1 (ja) | 1998-02-17 | 1998-02-17 | スペクトル拡散通信用アレーアンテナ装置 |
| EP19990102952 EP0942489A1 (en) | 1998-02-17 | 1999-02-13 | Array antenna apparatus for use in spread spectrum communications with a particular interval between antenna elements |
| US09/251,327 US6232927B1 (en) | 1998-02-17 | 1999-02-17 | Array antenna apparatus for use in spread spectrum communications with a particular interval between antenna elements |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3456198A JP2918873B1 (ja) | 1998-02-17 | 1998-02-17 | スペクトル拡散通信用アレーアンテナ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2918873B1 true JP2918873B1 (ja) | 1999-07-12 |
| JPH11234035A JPH11234035A (ja) | 1999-08-27 |
Family
ID=12417735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3456198A Expired - Fee Related JP2918873B1 (ja) | 1998-02-17 | 1998-02-17 | スペクトル拡散通信用アレーアンテナ装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6232927B1 (ja) |
| EP (1) | EP0942489A1 (ja) |
| JP (1) | JP2918873B1 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6016313A (en) * | 1996-11-07 | 2000-01-18 | Wavtrace, Inc. | System and method for broadband millimeter wave data communication |
| US6128330A (en) | 1998-11-24 | 2000-10-03 | Linex Technology, Inc. | Efficient shadow reduction antenna system for spread spectrum |
| WO2000036765A1 (en) * | 1998-12-15 | 2000-06-22 | Nokia Networks Oy | A receiver |
| US7035238B1 (en) * | 1999-06-04 | 2006-04-25 | Lucent Technologies Inc. | Code assignment in a CDMA wireless system |
| FI19992734A (fi) * | 1999-12-20 | 2001-06-21 | Nokia Networks Oy | Menetelmä hajaspektrisignaalin vastaanottamiseksi ja vastaanotin |
| GB0022634D0 (en) * | 2000-09-15 | 2000-11-01 | Koninkl Philips Electronics Nv | Secondary station and method of operating the station |
| JP4818568B2 (ja) | 2000-12-04 | 2011-11-16 | 三菱電機株式会社 | 合成受信方法および合成受信装置 |
| JP3558053B2 (ja) * | 2001-06-06 | 2004-08-25 | 日本電気株式会社 | 適応アンテナ受信装置 |
| US7161974B2 (en) * | 2001-09-10 | 2007-01-09 | Sasken Communication Technologies Ltd. | Method for 2D antenna rake combining in a code division multiplication access system |
| CN1910831B (zh) * | 2003-12-16 | 2011-01-05 | 三菱电机株式会社 | 无线通信装置 |
| EP1788722A1 (en) | 2005-11-21 | 2007-05-23 | Nortel Networks Limited | Transmission method and related base station |
| WO2010043750A1 (en) | 2008-10-13 | 2010-04-22 | Elektrobit Wireless Communications Oy | Antenna beam |
| US20160093957A1 (en) * | 2014-09-25 | 2016-03-31 | Lothar Benedikt Moeller | Arrayed antenna for millimeter-wave and terahertz applications |
| JP7350961B1 (ja) * | 2022-09-30 | 2023-09-26 | ソフトバンク株式会社 | 受電装置、受信装置、端末装置、無線電力伝送システム及び通信システム |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3780372A (en) * | 1972-01-17 | 1973-12-18 | Univ Kansas | Nonuniformly optimally spaced antenna array |
| US4843402A (en) * | 1986-06-27 | 1989-06-27 | Tri-Ex Tower Corporation | Azimuth array of rotory antennas with selectable lobe patterns |
| US5274389A (en) * | 1990-06-21 | 1993-12-28 | Raytheon Company | Broadband direction finding system |
| KR0164250B1 (ko) * | 1993-08-06 | 1999-02-01 | 고지 오보시 | 스펙트럼 확산 통신용 수신기 및 중계기 |
| US5659572A (en) * | 1993-11-22 | 1997-08-19 | Interdigital Technology Corporation | Phased array spread spectrum system and method |
| JP3362083B2 (ja) | 1995-01-31 | 2003-01-07 | 三菱電機株式会社 | アレイアンテナ装置 |
| CA2186793C (en) * | 1995-11-13 | 2000-12-19 | Vijitha Weerackody | Method and apparatus to implement antenna diversity for direct sequence spread spectrum receivers |
| US5815116A (en) * | 1995-11-29 | 1998-09-29 | Trw Inc. | Personal beam cellular communication system |
| US5781845A (en) * | 1996-12-03 | 1998-07-14 | The Aerospace Corporation | Adaptive transmitting antenna |
| US5721554A (en) * | 1996-12-20 | 1998-02-24 | Hughes Electronics | Near field planar wave generation for electronic range testing |
-
1998
- 1998-02-17 JP JP3456198A patent/JP2918873B1/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-02-13 EP EP19990102952 patent/EP0942489A1/en not_active Withdrawn
- 1999-02-17 US US09/251,327 patent/US6232927B1/en not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 井上隆、唐沢好男「ＤＳ／ＣＤＭＡ２次元ＲＡＫＥ受信方式による上り回線のチャンネル容量の改善効果」電子情報通信学会技術研究報告 Ａ・Ｐ９７−１０３、１９９７年１０月１６日、社団法人電子情報通信学会 |
| 社団法人電子通信学会編「アンテナ工学ハンドブック」ｐｐ．２００−２０３、昭和５９年７月１０日、オーム社 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11234035A (ja) | 1999-08-27 |
| EP0942489A1 (en) | 1999-09-15 |
| US6232927B1 (en) | 2001-05-15 |
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