JP3325895B2 - 二重分布アンテナシステム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 ［技術発明の分野］ 本発明は通信システム、特にセル電話機、パーソナル
通信サービス（PCS）システム、無線私設分岐交換機（P
BX）および無線局部ループ電話システムを含む屋内通信
システムに関する。特に、本発明は、拡散スペクトル信
号を使用して屋内通信を容易にする新しい改良された分
布アンテナシステムを備えたマイクロセル通信システム
に関する。

［従来の技術］ コード分割多重アクセス（CDMA）変調技術の使用は、
非常に多数のシステム利用者が存在する通信を容易にす
るいくつかの技術のうちの１つである。周波数ホッピン
グ拡散スペクトル、時分割多重アクセス（TDMA）、周波
数分割多重アクセス（FDMA）等の別の多重アクセス通信
システム技術、並びに振幅圧伸単一サイドバンド（ACSS
B）等の振幅変調方式が技術的に知られている。しかし
ながら、CDMAの拡散スペクトル変調技術は、多重アクセ
ス通信システムに対するこれらの変調技術にまさる大き
い利点を有している。多重アクセス通信システムにおけ
るCDMA技術の使用は、本発明の出願人に譲渡された米国
特許第4,901,307号明細書（1990年２月13日出願）に記
載されている。

上記の特許明細書には、それぞれトランシーバを有す
る非常に多数のモービル電話機システム利用者が、コー
ド分割多重アクセス（CDMA）拡散スペクトル通信信号を
使用する衛星中継器または地球ベースステーション（セ
ルステーション、セル位置または略してセルとも呼ぶ）
を通じて通信する多重アクセス技術が記載されている。
CDMA通信を使用する時、周波数スペクトルは何回も再使
用されることが可能であり、したがってシステム利用者
容量の増加を可能にする。CDMAの使用は、結果的に別の
多重アクセス技術を使用して達成可能なものより非常に
高いスペクトル効率を実現する。地球チャンネルは、レ
イリーフェーディングによって特徴付けられる信号フェ
ーディングを受ける。地球チャンネル信号におけるレイ
リーフェーディング特性は、物理的な環境の多数の異な
る特徴物体から反射された信号によって発生させられ
る。結果として、信号は異なる伝送遅延で多数の方向か
ら移動体装置の受信機に到達する。セルモービル電話機
システムのものを含むモービル無線通信に対して通常使
用されるUHF周波数帯域において、異なる通路を伝播す
る信号の著しい位相差が生じる可能性がある。その結果
として信号が破壊的に加算される可能性が生じ、時には
深いフェードが発生する。

地球チャンネルフェーディングは、移動体装置の物理
的な位置の非常に強い関数である。移動体装置の位置に
おける小さい変化は、全ての信号伝播路の物理的な遅延
要素を変化し、結果的に各通路に対して異なる位相を生
じさせる。したがって、環境中での移動体装置の移動
が、結果的に非常に速いフェーディングプロセスを生じ
る可能性がある。例えば、850MHzのセル無線周波数帯域
において、このフェーディングは典型的に移動体の速度
の毎時マイル当り１フェード／秒の速さであることがで
きる。この厳しいフェーディングは地球チャンネルの信
号に対して非常に破壊的であり、結果的に通信品質を劣
化させる可能性が高い。フェーディングの問題を克服す
るために付加的な送信機電力が使用できる。しかしなが
ら、このような電力増加は電力消費の面で利用者に過度
の負担を与え、また干渉の増加においてシステムに悪影
響を与える。

米国特許第4,901,307号明細書に記載された直接シー
ケンス拡散スペクトルCDMA変調技術は、衛星または地球
中継器を利用した通信システムで使用される狭帯域変調
技術にまさる多数の利点を提供する。地球チャンネル
は、特に多通路信号に関して全ての通信システムに対し
て特別な問題を発生させる。CDMA技術の使用は、例えば
フェーディング等の多通路の悪影響を軽減することによ
って地球チャンネルの特別な問題が克服されることを可
能にし、一方においてその利点を利用する。

CDMA通信システムにおいて、同じ広帯域周波数チャン
ネルが全てのベースステーションによって通信のために
使用されることができる。典型的に、ある周波数がベー
スステーションから遠隔地またはモービルステーション
への通信（順方向リンク）のために使用され、別のもの
が遠隔地またはモービルステーションからベースステー
ションへの通信（逆方向リンク）のために使用されるFD
MA方式が使用される。処理利得を生じるCDMA波形特性も
また同じ周波数帯域を占有する信号間を区別するために
使用される。さらに、高速疑似雑音（PN）変調は、通路
遅延の差がPNチップ期間すなわち1/帯域幅を越えた場
合、多数の異なる伝播路が分離されることを可能にす
る。ほぼ1MHzのPNチップ速度がCDMAシステムにおいて使
用された場合、システムデータ速度に対する拡散帯域幅
の比に等しい全拡散スペクトル処理利得が、通路遅延が
互いに１マイクロ秒以上異なっている通路を区別するた
めに使用されることができる。１マイクロ秒の通路遅延
微分は、ほぼ1,000フィートの微分通路距離に対応す
る。都市環境では典型的に１マイクロ秒を越える微分通
路遅延が生成され、10乃至20マイクロ秒までのものがい
くつかのエリアにおいて報告される。

通常の電話機システムによって使用されるアナログFM
変調等の狭帯域変調システムにおいて、多通路の存在は
結果的に深刻な多通路フェーディングを生じさせる。し
かしながら、広帯域CDMA変調により、異なる通路は復調
プロセスで区別されることができる。この区別は、多通
路フェーディングの深刻さを大幅に減少する。多通路フ
ェーディングは、特定のシステムに対してPNチップ期間
より小さい遅延微分を有する通路が時々存在するため、
CDMA弁別技術を使用しても完全には回避されない。この
オーダーの通路遅延を有する信号は復調器において弁別
されることができず、ある程度のフェーディングを生じ
させる。

したがって、このように通信システムにおいて、シス
テムがフェーディングを減少することを可能にするある
形態のダイバーシティが提供されることが望ましい。ダ
イバーシティは、フェーディングの悪影響を軽減する１
つの方法である。３つの主要なダイバーシティ、すなわ
ち時間ダイバーシティ、周波数ダイバーシティおよび空
間ダイバーシティが存在する。時間ダイバーシティは、
反復、時間インターリービング、並びに反復の１形態で
あるエラー検出および補正コード化の使用によって最も
良好に得られることができる。本発明は、時間ダイバー
シティの１形態としてこれらの技術をそれぞれ使用す
る。

広帯域信号であるというその固有の性質によりCDMA
は、広い帯域幅にわたって信号エネルギを拡散すること
によって周波数ダイバーシティの１形態を提供する。し
たがって、周波数選択的なフェーディングはCDMA信号帯
域幅の小さい部分にしか影響を及ぼさない。

空間または通路ダイバーシティは、モービル電話利用
者から２以上のベースステーションを通って同時のリン
クを通る多信号通路を設けることによって可能になる。
さらに、通路ダイバーシティは、異なる伝播遅延で到達
した信号が別々に受信され処理されることを可能にする
ことによって、拡散スペクトル処理中に多通路環境を使
用することによって得られることができる。通路ダイバ
ーシティの１例は、本発明の出願人に共に譲渡された米
国特許第5,101,501号明細書（1992年３月31日）および
同第5,109,390号明細書（1992年４月28日）に記載され
ている。

さらに、フェーディングの悪影響は、送信機電力を制
御することによってCDMAシステムにおいてある程度制御
されることが可能である。移動体装置からベースステー
ションによって受取られた電力を減少するフェードは、
モービルステーションによって送信された電力を増加す
ることによって補償されることが可能である。電力制御
機能は、時定数にしたがって動作する。電力制御ループ
の時定数およびフェードの時間長に応じて、システムは
移動体装置の送信電力を増加することによってフェード
を補償する。ベースステーションおよび移動体装置の電
力制御用システムは、やはり本発明の出願人に譲渡され
た別出願の米国特許第5,056,109号明細書（1991年10月
８日）に記載されている。

多通路の存在は、広帯域PN CDMAシステムに通路ダイ
バーシティを適用させることができる。２以上の通路に
よる遅延量の差が１チップ期間より大きい場合に、単一
のベースステーションまたは移動体装置においてこれら
の信号を別々に受信するために２以上のPN受信機が使用
されることができる。これらの信号は典型的に多通路フ
ェーディングにおける独立性を示す、すなわちそれらは
通常一緒にフェードしないため、２つの受信機の出力は
組合せられたダイバーシティであることができる。した
がって、両受信機が同時にフェードを受けたときにの
み、特性の損失が発生する。したがって、本発明の１つ
の観点は、ダイバーシティ結合器と組合せられた２以上
のPN受信機を提供することである。多通路信号の存在を
使用して、フェーディングを克服するために、通路ダイ
バーシティ結合動作が実行されることを可能にする波形
を使用することが必要である。

相互干渉が減少されるように利用者の間に直交性を生
じさせるPNシーケンスを構成する方法およびシステム
は、本発明の出願人に譲渡された米国特許第5,103,459
号明細書（1992年４月７日）に記載されている。相互干
渉を減少する時にこれらの技術を使用することにより、
高いシステム利用者容量および良好なリンク性能を実現
する。直交するPNコードにより、相互相関は予め定めら
れた時間間隔にわたってゼロであり、結果的にコード時
間フレームが互いに時間整列された場合にのみ、直交し
たコード間に干渉を発生させない。

上記の特許および特許出願には、非常に多数の移動体
装置電話機システム使用者が、スペクトルが何回でも使
用されることを可能にするコード分割多重アクセス拡散
スペクトル変調を使用した衛星中継器またはモービルベ
ースステーションにより通信する新しい多重アクセス技
術が記載されている。結果的なシステム設計は、従来の
多重アクセス技術を使用して達成可能なものよりかなり
高いスペクトル効率を有する。セル電話機システムにお
いて、１つが１セルをカバーするようにそれぞれ位置さ
れた多数のベースステーションを設置することによって
広い地理的エリアがモービル電話機サービスを提供さ
れ、セルの組が地理的エリア全体のカバレージを提供す
るように配置されている。サービス要求が、あるエリア
のカバレージを提供する１組のベースステーションによ
って供給可能な容量を越えた場合、セルはさらに小さい
セルに細分割され、さらに多くのベースステーションが
追加される。このプロセスは、いくつかの主要都市エリ
アがほぼ400個のベースステーションを有する程度まで
実行されている。

セル電話機の考えの別の発展形態において、非常に制
限された地理的エリアのカバレージを提供するマイクロ
セルと呼ばれる多数の非常に小さいセルが設けられるこ
とが所望される。通常、このようなエリアはオフィスビ
ルの１フロアに制限され、モービル電話サービスは、モ
ービルセル電話機システムと匹敵するか、或は匹敵しな
いコードレス電話機システムとみなされることができ
る。このようなサービスを提供する論理的根拠は、ビジ
ネスオフィスにおいて私設分岐交換機（PBX）システム
を使用する理由に類似している。このようなシステム
は、ビジネスオフィス内の電話機間の非常に多数の呼び
に対して安価な電話機サービスを提供し、一方内線電話
番号のために簡単化されたダイアリングを提供する。公
共電話システムにPBXシステムを接続し、PBXシステム中
の電話機とその他の場所に配置された電話機との間で呼
びが生成され、受信されることを可能にするために少数
のラインも設けられている。マイクロセルシステムは、
類似したサービスレベルであるが、PBXのサービスエリ
ア内の何処かにおけるコードレス動作の特徴を付加され
たサービスを提供することが望ましい。

［発明の解決しようとする課題］ 屋内通信システム環境において、通路遅延は典型的に
屋外通信システム環境で認められるものより遅延時間が
かなり短い。屋内通信システムが使用されるビルディン
グまたはその他の屋内環境において、多通路信号間の区
別を可能にするある形態のダイバーシティを提供するこ
とが必要である。

本発明が解決しようとする主要な問題は、高容量で、
設置が簡単でな、良好なカバレージおよび優れた性能を
有し、しかも構造が簡単なアンテナシステムを提供する
ことである。

本発明が解決しようとする別の問題は、そのアンテナ
が上記のカバレージを提供し、一方においてモービル
（移動体装置）セルシステムと両立性を維持しながら、
モービルシステムの容量の低下は無視できる程度にする
ことである。

［課題解決のための手段］ これらの問題は、本発明において非常に限定され注意
深く制御されたエリアに放射を制限する新しい分布アン
テナを備えたデジタル通信システムによって解決され
る。

本発明は、達成１以上の遠隔地端末がデジタル的に変
調された通信信号を使用してベースステーションを通し
て別の端末と通信し、ベースステーションがアンテナシ
ステムを有しているデジタル通信システムにおいて、 アンテナシステムは、複数のアンテナと、ベースステ
ーションと複数のアンテナの間で通信信号を転送させる
信号分配手段と、複数のアンテナおよび信号分配手段に
結合されてベースステーションとアンテナの間で転送さ
れる通信信号に予め定められた遅延を与える遅延手段と
を備え、前記複数のアンテナは、間隔を隔ててそれぞれ
配置されている複数の第１の組のアンテナと、間隔を隔
ててそれぞれ配置されている複数の第２の組のアンテナ
とを含み、第２の組の各アンテナはそれぞれ第１の組の
アンテナの対応する１つのアンテナと共に配置されてノ
ードを形成しており、前記信号分配手段は、ベースステ
ーションと第１の組のアンテナの間で通信信号を転送す
る第１の信号分配手段と、ベースステーションと第２の
組のアンテナの間で通信信号を転送する第２の信号分配
手段とを備え、前記遅延手段は第１の組の各アンテナと
第１の信号分配手段とに結合されてベースステーション
と第１の組の各アンテナの間で転送される通信信号に予
め定められた遅延を与える第１の遅延手段と、第２の組
の各アンテナとベースステーションとに結合されてベー
スステーションと第２の組の各アンテナの間で転送され
る通信信号に予め定められた遅延を与える第２の遅延手
段とを具備していることを特徴とする。

屋内環境における拡散スペクトル通信技術、特にCDMA
技術の適用により、システム信頼性および容量が他の通
信システムより著しく高められる。さらに、上記のよう
なCDMA技術はフェーディングおよび干渉等の問題が容易
に克服されることを可能にする。このようにして、CDMA
技術は周波数再使用率を大幅に高め、それによりシステ
ム利用者数を実質的に増加させることができる。

屋内通信システムを行うための重要な点は、本発明の
特徴である２組の分布して配置されたアンテナを使用す
ることである。この考えにおいて、２組のアンテナには
共通の信号が供給され、信号を区別するために一方が他
方に対して時間が遅延されている。ベースステーション
の送信出力は、例えば同軸ケーブルで各組の一連のアン
テナに供給される。各アンテナは電力分割器を使用して
ケーブルに接続されている。この信号は必要に応じて増
幅され、周波数変換された結果的な信号がアンテナに供
給される。この分布アンテナ概念の顕著な特徴は、
（１）簡単で安価な２個のアンテナを備えたノード設
計、（２）隣接したアンテナで受信および送信された信
号がPN時間処理によって区別できるように、隣接してい
るアンテナが供給構造に挿入された時間遅延を有するこ
と、（３）多通路を弁別する直接シーケンスCDMAの能力
の使用、および（４）弁別基準を満足させるように考慮
された多通路の生成である。

本発明において、２組のアンテナケーブルは並列に位
置され、２つのアンテナ素子から成る一連のノードを生
成する。共通ノードにおける異なるアンテナ素子のアン
テナから送信された信号は、ベースステーションとアン
テナとの間において異なる遅延路を与えられる。アンテ
ナ素子は、下方変換回路を含んでおり、それによってア
ンテナ素子とベースステーションとの間のケーブル路損
失を減少して、容易に入手できるSAW装置を遅延素子と
して使用することを可能にする。

別の利点は、設置用の場所特定処理をほとんど必要と
しないことである。一般に、アンテナ配置は、移動電話
サービスが所望されるあらゆる位置が１つのノードの２
つのアンテナによってカバーされなければならないとい
う要求と共に物理的な制限によってのみ決定される。重
畳したカバレージは、重量エリア中の全ての端末にダイ
バーシティ動作を提供するため望ましいが、完全な重畳
は必ずしも必要ではない。

分布アンテナ概念は、セル電話機、PCS、無線PBX、無
線局部ループまたは無線ホームエクステンション電話機
等のタイプの屋内通信を支持するために必要なベースス
テーション装置の固有の簡単さを考慮した場合に有効で
あることは明らかである。

本発明の特徴、目的および利点は、以下の詳細な説明
および添付図面から明らかになるであろう。

［図面の簡単な説明］ 図１は、本発明の分布アンテナシステムのアンテナパ
ターンの１実施例の概略図である。

図２は、基本的な二重素子分布アンテナシステムおよ
びベースステーションインターフェイスの実施例のブロ
ック図である。

図３は、図２の代わりの基本的なＥ構造素子分布アン
テナシステムの実施例のブロック図である。

図４は、遠隔地または移動体装置のトランシーバ構成
の１実施例のブロック図である。

図５は、基本的な二重素子分布アンテナシステムおよ
び別のベースステーションインターフェイスの実施例の
ブロック図である。

図６はマイクロセルベースステーションの１例のブロ
ック図である。

図７は、能動素子構造を使用した二重素子分布アンテ
ナシステムのブロック図である。

図８は、能動素子構造を使用した二重素子分布アンテ
ナシステムの別のブロック図である。

図９は、３つの並列なアンテナのアレイから成る基本
的な二重素子分布アンテナシステムの１実施例のブロッ
ク図である。

図10は、複数の並列アレイを含む二重素子分布アンテ
ナシステムの配置の１実施例のブロック図である。

図11は、２つの並列なアンテナのアレイと、多数の独
立した受信機を有するベースステーションを含む二重素
子分布アンテナシステムのブロック図である。

［実施例］ １組の分布して配置されたアンテナおよび遅延素子
は、最も基本的な分布アンテナ機能を与える。このよう
な分布して配置された１組のアンテナを備えたシステム
の詳細は、上記の米国特許出願第07/849,651号明細書に
記載されている。しかしながら、１組のアンテナを使用
したシステムは、２組のアンテナ０使用するシステムよ
りもサービス品質の低下を生じる可能性が高い。高容量
を得るためにCDMAシステムは、厳密な電力制御機構を使
用する。各移動体装置は、周囲のアンテナの中でその移
動体装置に対する最低の通路損失を有するアンテナと通
信するのに十分な電力を送信する。したがって、他全て
のアンテナとの通信は、最適なものに比較して低いエネ
ルギに抑制される。

多通路フェーディングの影響は、移動体装置が第１の
アンテナに非常に近接して位置され、他のアンテナから
かなり遠くに位置されている場合、サービスを一時的に
劣化させる。この状態において、移動体装置は第１のア
ンテナと通信するために十分な電力を送信するが、遠方
のアンテナと信頼性のある通信をする程の電力は送信し
ない。この状態で移動体装置が第１のアンテナに関する
厳しい多通路フェードを受けた場合、第１のアンテナに
おける信号レベルが低下すれば、他のそれよりも遠方の
アンテナにおける信号レベルが低いためにサービスの劣
化を生じさせる。ベースステーションと移動体装置との
間の通信は、電力制御ループが移動体装置からの送信電
力を増加させるか、或は移動体装置が多通路フェーディ
ングを軽減するように移動するまで準最適状態である。

上記のように生成される準最適特性は、２つのアンテ
ナを各ノードに配置することによって緩和されることが
できる。したがって、単一のアンテナを均一に分布して
配置することと対照的に、移動体装置は一般に同じ場所
に配置されたアンテナとの間の距離は同じであり、した
がって同じ通路損失を有する。移動体装置が１対の同じ
場所に配置されたアンテナに近接した位置にあり、他の
アンテナからはそれよりもかなり遠くに位置されている
状態において、移動体装置が同じ場所に配置された２つ
のアンテナの一方にだけに厳しい多通路フェードを急に
受けた場合、同じ場所に配置された他方のアンテナは劣
化を生ぜずに移動体装置との通信を維持するのに十分な
信号レベルを有している。

本発明から得られる利点を最大にするために、同じ場
所に共に配置されたアンテナは厳しいフェードが同じ移
動体装置位置にある２つのアンテナに対して発生する可
能性が小さいことを意味するフェーディングにおける独
立性を有していなければならない。独立したフェーディ
ングを達成するために、一緒に配列されたアンテナ間に
おいてある程度のダイバーシィティが要求される。

同じ場所に配置されたアンテナでダイバーシィティを
行う１つの方法は、２つのアンテナをある距離だけ離し
て配置することである。その距離は、２つのアンテナが
実質的に同じカバレージエリアを有することを可能にす
るような近接した距離であるが、独立したフェーディン
グを行うのに十分な距離離れていなければならない。ダ
イバーシティのために１つのベースステーションに２つ
のアンテナを配置することは、マイクロセルシステムに
おいて特に有効である。マイクロセルシステムにおい
て、一般に数マイル程度の比較的大きいカバレージエリ
アを有する２つのアンテナが１つのベースステーション
に配置される。典型的に、アンテナは通路ダイバーシテ
ィ、したがってフェーディングにおける独立性を達成す
るために約10乃至20波長（セル通信のために使用される
最も一般的な周波数において約６乃至12フィート）離さ
れて配置される。

一緒に配置されたアンテナにおいてダイバーシィティ
を行うための第２の方法は、１組の共に配列されたアン
テナの各アンテナに垂直および水平偏波のような異なる
偏波を与えることである。標準的な屋内環境は３次元に
おいて境界を定められている。３次元構造内の移動体装
置は、構造の表面からの多数の反射を含む固定したアン
テナとの間に種々の信号路を有する。関係する角度に応
じて、信号の各反射は、反射された信号の偏波面を回転
する。したがって、同じ組の表面から反射した異なる偏
波を有する２つの信号は、異なる位相特性を有する２つ
の信号路を形成している。信号が異なる位相特性を有し
ているから、それらもまた異なるフェーディング特性を
有している。このプロセスのために、２つの異なる偏波
を有する２つの共に配列されたアンテナは、アンテナが
互いに非常に近接して配置されても、フェーディングに
おける高度の独立性を有する。

図１は、本発明にしたがって構成された２組のアンテ
ナよりなるアンテナシステムのアンテナパターン、すな
わち各アンテナのカバレージの１例を示す。図１に示さ
れたアンテナパターンは、２つの一連の無指向性アンテ
ナによって生成される。各組のアンテナ（30および35）
はアンテナパターン40A乃至40Jを限定しており、それら
のアンテナパターンはその周辺部分において隣接したア
ンテナのパターンとオーバーラップしていることが好ま
しい。例えば、アンテナ30Aおよび35Aは同じアンテナパ
ターン40Aを限定している。上記の隣接したアンテナと
は、アンテナ30Aと35Aのように同じノードに一緒に配置
された他の組のアンテナではなく、隣接したアンテナパ
ターンを有する隣接するノードのアンテナを言うもので
ある。パターンの周辺部分のオーバーラップによって、
そのベースステーションとして所望されるエリアに対す
る連続したアンテナカバレージを提供する。２組のアン
テナは、例示する実施例では各組それぞれに直列に結合
されている。第１の組のアンテナは、ライン10で示され
ているような信号分配手段であるケーブルよってに結合
されている。第２の組のアンテナは、ライン20で示され
ているような信号分配手段であるケーブルよって結合さ
れている。第２の組のアンテナは、第１の組の各アンテ
ナが第２の組のアンテナと一緒に配列されるように第１
の組のアンテナとほぼ平行に配置されている。

前に述べられたように、信号電力の制御は、高い利用
者容量を実現するためのCDMA電話機システムの重要な特
性である。通常の無指向性アンテナは、全ての方向にほ
ぼ等しく信号を放射する。信号強度は、物理的な環境の
伝播特性にしたがってアンテナからの半径距離と共に減
少する。伝播特性は、移動体装置と固定したアンテナと
の間において半径距離の逆２乗法則から逆5.5乗法則に
変化する。

ある半径にサービスするように設計されたベースステ
ーションは、ベースステーションによってカバーされた
セルのエッジにおける移動体装置が適切な信号パワーレ
ベルを受信するように、十分なパワーレベルで送信しな
ければならない。セルのエッジよりアンテナに近い位置
にある移動体装置は適切なもの以上の信号パワーレベル
を受信する。指向性アンテナビームも使用可能であり、
これは技術的に知られている種々の技術を使用して形成
されることができる。しかし、指向性ビームを形成して
も伝播法則が変わるものではないから、所望のエリアの
信号によるカバレージは、上記のような無指向性或いは
指向性のようなアンテナのパターン、アンテナ配置およ
び送信機電力の組合せによって実現可能である。

分布アンテナシステムの使用は、ビルディングの通路
のカバレージ等の所望のアンテナパターンを提供し、そ
の場合各アンテナ素子が制限されたカバレージを提供す
る。制限されたアンテナカバレージを提供する時、小さ
いカバレージエリア内においては伝播損失が減少するた
め、移動体装置に到達するのに必要な電力はエリアの小
さくなるのに対応して減少する。

このように全て同じ信号を放射する多数のアンテナよ
りなる分布アンテナシステムに関しては問題がある。２
つのアンテナから等距離の地点に近い場所には２つのア
ンテナからの信号が受信されてそれが互いに相殺するエ
リアが存在する。信号が相殺される地点は、２つのアン
テナからの距離がほぼ1/2波長離れている地点である。8
50MHzにおいてこれは17.6cmすなわち約７インチに等し
い。２つの信号は、等しい強度であるが逆の位相で受信
アンテナに到達した場合に相殺する。本質的に、これは
人工的な多通路フェーディングである。自然の多通路フ
ェーディングのように、ダイバーシティがフェーディン
グを軽減する最良の方法である。CDMAシステム設計は、
多通路フェーディングを軽減するためのダイバーシティ
のいくつかの方法を提供する。

上記の特許明細書および別出願の特許出願明細書に
は、1.25MHzの帯域幅、多数の形態のダイバーシティお
よび非常に注意深い送信機の電力制御と共にCDMA変調を
使用するセル電話機システムが記載されている。ダイバ
ーシティを使用する１つの方法は、異なる通路を伝播
し、したがって異なる遅延を示す信号をそれぞれ受信す
ることができる多数の受信機が設けられた“レイク（ra
ke）”受信機アーキテクチャを設けることである。時間
ドメインを連続的に走査して、最良の通路を探索し、そ
れに応じて多数のデータ受信装置を割当てる分離した探
索受信装置が含まれている。

別のダイバーシティ方法は、通路ダイバーシティであ
る。通路ダイバーシティにおいて、信号は多数のアンテ
ナから放射され、１以上の伝播路を提供する。２以上の
装置が移動体装置受信機に許容可能な通信路を与えるこ
とができる場合、通路ダイバーシティによるフェーディ
ング緩和を行なうことができる。

マイクロセルシステムにおいて、所望のカバレージエ
リアの中にカバレージを提供するために多数のアンテナ
を設けることが所望されるが、システムに対する容量要
求については、通常のセルシステムのように、各アンテ
ナが分離した組の信号を供給される必要がない。その代
りに、システムの費用および複雑さを最小にするため
に、マイクロセルシステム中のいくつかまたは全てのア
ンテナに同じRF信号を供給することが所望される。この
ように、２以上のアンテナへの良好な通路が可能なマイ
クロセルシステムのエリアにおいて、通路ダイバーシテ
ィが達成されることができる。

所望されるのは、システムをあまり複雑にせずに異な
るアンテナに供給する信号を区別する簡単で安価な方法
である。本発明におけるその方法は、ベースステーショ
ントランシーバとアンテナのアレイ内のアンテナ素子と
の間の供給ラインにおける遅延素子の付加である。

図２は、遅延素子と共に二重の組のアンテナを使用し
た１実施例を示す。ベースステーション100は、ノード2
00A乃至200Nを含むアンテナアレイに信号を供給し、お
よびそれから信号を受信する。アナログ送信機120は、
分布アンテナアレイによる送信のためのRF信号を生成す
る。信号は分割器160によって分割されて、並列路によ
って送信されるべき２つの信号を形成する。第１の送信
路の信号は遅延素子150によって遅延され、その後デュ
プレクサにより置換されてもよい結合装置140を介して
第１の受信路に結合される。第２の送信路の信号はやは
りデュプレクサにより置換されてもよい結合装置170を
介して第２の受信路に直接結合される。結合装置180
は、一方が遅延素子155によって遅延されている２つの
受信路を結合し、アナログ受信機110が処理のために結
合された入力したRF信号を受取る。

受信および送信信号は、２つの分配素子190を含む第
１のノード200Aに分配ケーブル130および132を介して結
合される。各分配素子190はアンテナ196と各分配ケーブ
ル130および132との間に信号の一部分を結合する結合器
192を含む。各素子190はまた信号を遅延して、分配ケー
ブル130および132において別のアンテナ素子からダイバ
ーシティを行う遅延素子194を含んでいる。遅延素子150
は、共通ノードに一緒に配列されたアンテナの信号のダ
イバーシティを行う。遅延素子194は、隣接したアンテ
ナからの信号の時間ダイバーシティを行う。各隣接した
アンテナの完全な時間ダイバーシティを保持するため
に、遅延素子194の遅延時間は、遅延素子150の遅延時間
と異なっていなければならない。遅延素子150および194
の遅延期間の関係の一例として、ベースステーションと
システム中の全アンテナとの間の遅延が１チップ期間以
上異なっている。遅延の差は、信号路の遅延の和より大
きい（例えば、遅延素子150の遅延は素子194の遅延のＮ
倍である）ように素子150の遅延時間を選択することに
よって達成される。それはまた素子194の遅延の適切な
約数である（例えば、遅延素子150の遅延が１チップ期
間に等しく、素子194の遅延が２チップ期間である）よ
うに素子150の遅延時間を選択することによって達成可
能である。同じ素子を含む第２のノード200Bは、第１の
ノード200Aと直列に縦列接続されている。アンテナ組
は、このようにして二重の組の長さに対して連続する。

図３には、図２の別の実施例が示されている。図３は
Ｅ構造を有しているが、図２の並列構造と同じ機能を行
う。ベースステーション102内において、アナログ送信
機240およびアナログ受信機250が結合装置260によって
分配ケーブル230に結合されている。Ｅ構造中の各ノー
ド201A〜210Nは、分配ケーブル230とアンテナ218との間
において信号を結合する結合器212を含む。第２の結合
器214は、分配ケーブル230とアンテナ222との間におい
て遅延素子220を介して信号を結合する。遅延素子220
は、アンテナ218と222との間においてノード210Aで時間
ダイバーシティを行うために使用される。第２の遅延素
子216は、ケーブル230と直列に位置され、ノード間にお
いて、例えばノード201Aと210Bとの間でダイバーシティ
を実行する。素子212乃至222は、同じ基本機能を実行す
るために種々の方法で各ノード内において別の構成にさ
れることができる。

上記の多アンテナシステムが、各アンテナからの信号
がその隣接したものから１チップ期間以上遅延されるよ
うに供給装置内に遅延ラインを備えている場合、移動体
装置の多受信機アーキテクチャは、各アンテナからの信
号が別々に受信され、相殺が生じないようにコヒーレン
トに結合されることを可能にする。実際、環境における
他の反射によるフェーディングは、ある形態の通路ダイ
バーシティが実行されるため、記載された技術によって
大幅に緩和されることができる。

移動体装置は、１以上のデータ受信装置および１個の
探索受信装置を具備している。探索受信装置は時間ドメ
インを走査して、どの通路が存在し、またどれが最も強
い通路かを決定する。その後、利用可能なデータ受信装
置は、最も強い有効な通路を伝播した信号を復調するた
めに割当てられる。ベースステーション受信機は同じ能
力を備えている。

図４は、移動体装置CDMA電話機セットの１実施例をブ
ロック図の形態で示している。移動体装置は、デュプレ
クサ302を通してアナログ受信機304および送信電力増幅
器306に結合されたアンテナ300を含んでいる。

受信機304はデュプレクサ302からRF周波数信号を受信
して増幅および周波数下方変換を行う。信号はまた探索
受信装置314およびデジタルデータ受信装置310A乃至310
Nに供給するためにフィルタ処理され、デジタル化され
る。上記の米国特許第5,103,459号明細書および第5,10
9,390号明細書において、受信機304および受信装置310A
乃至310Nおよび314の１実施例がさらに詳細に示されて
いる。

受信機304はまた移動体装置の送信電力を調節するた
めに電力制御機能を備えている。受信機304は、送信電
力制御回路308に供給されるアナログ電力制御信号を発
生する。

アナログ受信機304の出力におけるデジタル化された
信号は、現在受信中のベースステーションおよび全ての
隣接したベースステーションによって送信されたパイロ
ット搬送波と共に多数の進行中の呼びの信号を含んでい
る。デジタルデータ受信装置310A乃至310Nの機能は、適
切なPNシーケンスとサンプルを相関することである。こ
の相関プロセスは、適切なPNシーケンスと整合した信号
の信号対干渉比を高めるが、その他の信号の信号対干渉
比は高めない“処理利得”として技術的に良く知られて
いる特性を提供する。その後、相関出力は、最も近いベ
ースステーションからのパイロット搬送波を搬送波位相
基準として使用して同期的に検出される。この検出プロ
セスの結果がコード化されたデータシンボルのシーケン
スである。

本発明において使用されるPNシーケンスの特性は、弁
別が多通路信号に対して行われることである。１以上の
通路、すなわち本発明では１以上のアンテナを通過した
後に、信号が移動体装置の受信機に到達したとき、信号
の受信時間に時間差が生じる。この時間差が１チップ期
間を越えた場合、相関プロセスが信号を区別する。デー
タ受信装置は、早いほうまたは遅いほうの到着信号のい
ずれかを追跡して、復調することができる。２以上のデ
ータ受信装置、典型的に３個の装置が設けられた場合、
多数の独立した通路が並列に追跡され、処理されること
ができる。

制御プロセッサ316の制御下の探索受信装置314は、別
の多通路パイロット信号に対してベースステーションの
受信されたパイロット信号の公称時間の近くの時間ドメ
インを連続的に走査する。受信装置314は公称時間以外
の時間における所望の波形の任意の受信の強度を測定す
る。受信装置314は、受信された信号の信号強度を比較
する。受信装置314は、最も強い信号を示す信号強度信
号を制御プロセッサ316に供給する。プロセッサ316は、
データ受信装置310A乃至310Nに制御信号を供給し、各受
信機が最も強い信号の異なったものを処理する。

受信装置310A乃至310Nの出力は、ダイバーシティ結合
装置およびデコーダ回路318に供給される。回路318に含
まれているダイバーシティ結合装置は、受信されたシン
ボルの２つの流れのタイミングを調節して整列させ、そ
れらを一緒に加算する。この加算プロセスは、２つの流
れの相対的な信号強度に対応した数により２つの流れを
乗算することによって進められてもよい。この動作は、
最大率のダイバーシティ結合装置と考えられることがで
きる。結果的な結合された信号流は、やはり回路318に
含まれている前進型誤信号訂正（FEC）デコーダを使用
してデコードされる。通常のデジタルベースバンド装置
は、デジタルボコーダシステムである。CDMAシステム
は、種々の異なるボコーダ設計に適合するように設計さ
れている。

典型的にベースバンド回路320は、可変速度タイプで
あってもよいデジタルボコーダ（示されていない）を含
む。さらにベースバンド回路320は、送受話器または任
意のタイプの周辺装置とのインターフェイスとして機能
する。ベースバンド回路320は、回路318からそれに与え
られた情報にしたがって出力情報信号を利用者に供給す
る。

移動体装置からベースステーションへのリンク（逆方
向リンク）において、典型的に利用者アナログ音声信号
が、ベースバンド回路320への入力として送受話器を通
って供給される。ベースバンド回路320は、アナログ信
号をデジタル形態に変換するアナログデジタル（A/D）
変換器（示されていない）を含む。デジタル信号は、そ
れがコード化されるデジタルボコーダに供給される。ボ
コーダ出力は、前進型誤信号訂正（FEC）コード化回路
（示されていない）に供給される。実施例において、実
行されたエラー訂正コード化はコンボリューション（co
volutional）コード化方式のものである。デジタル化さ
れたコード化された信号は、ベースバンド回路320から
送信変調器322に出力される。

送信変調器322は、実施例では、ウォルシュ（Walsh）
コードに基づいた64の（64−ary）直交信号技術であ
る、送信データのコード化を行い、その後PNシーケンス
が全ての移動体装置にわたって共通しているが、呼びの
ために可動式ステーションに割当てられた異なるコード
位相オフセットのものである、PN搬送波信号でコード化
された信号を変調する。別の実施例において、PNシーケ
ンスは呼びのために割当てられたアドレス機能にしたが
って選択されてもよい。PNシーケンスは、ベースステー
ションによって送信され、また受信装置310A乃至310Nお
よび制御プロセッサ316によってデコードされる呼び設
定情報から制御プロセッサ316によって決定される。制
御プロセッサ316はPNシーケンス情報を送信変調器322に
供給し、また呼びのデコード化のために受信装置310A乃
至310Nに供給する。データ変調のさらに詳細な説明は、
米国特許第5,103,459号明細書に開示されている。

さらに、送信変調器322は、IF搬送波で変調するため
に変調された信号をアナログ形態に変換する。送信変調
器322から出力されたIF信号は、送信電力制御回路308に
供給される。回路308において、送信信号電力は、受信
機304から供給されたアナログ電力制御信号によって制
御される。電力調節命令の形態でマイクロセルベースス
テーションによって送信された制御ビットは、データ受
信装置310A乃至310Nによって処理され、制御プロセッサ
316に供給される。これらの電力調節命令は、移動体装
置送信の電力レベルの設定時に制御プロセッサ316によ
って使用される。制御プロセッサ316はこれらの命令に
応答して、回路308に供給されるデジタル電力制御信号
を発生する。電力制御に関する受信装置310A乃至310Nお
よび314、制御プロセッサ316並びに送信電力制御回路30
8の関係についての別の情報は、上記の米国特許第5,05
6,109号明細書に記載されている。

送信電力制御回路308は、送信電力増幅回路306に電力
制御された変調信号を出力する。回路306はIF信号を増
幅して、RF周波数に変換する。送信電力増幅回路306
は、最終的な出力レベルに電力を増幅する増幅器を含ん
でいる。意図された送信信号は、送信電力増幅回路306
からデュプレクサ302に出力される。デュプレクサ302
は、マイクロセルベースステーションに送信するために
アンテナ300に信号を結合する。

ベースステーションの構造は、図４の移動体装置の構
造に類似している。以下において説明するベースステー
ションの好ましい実施例は、図２の構造とは別のベース
ステーション構造例である図５に対応した構成素子を含
んでいる。図５において、各並列路に対してベーススス
テーションによって受信された移動体装置の信号はRFで
結合されず、その代わりに別々の受信機110及び115によ
って受信され、ベースステーションで復調され、デジタ
ルビットとしてコヒーレントに結合される。２つの復帰
路の個別の復調は、コヒーレントな結合による信号対干
渉比を増加させ、電力制御の変化を減少させる利点を有
し、その結果、移動体装置からベースステーションへの
リンク容量を大きくすることができる。

図５において、ノードおよび素子は図２中の対応した
素子と同じである。ベースステーション100'は、図５に
示されたような修正されたRF構造を有する。追加された
アナログ受信機115はアナログ受信機110とは無関係に機
能し、それぞれ図６にさらに示されているような異なる
復調器が結合されている。図２の結合装置180および遅
延素子155は、この特定の実施例において不要なので取
除かれている。

図６はマイクロセルベースステーションの実施例のブ
ロック図を示している。図６において、受信システム
は、図２および５の同じ素子に対応したアナログ受信機
110およびオプション的なアナログ受信機115から構成さ
れている。さらに受信システムはアナログ受信機110と
関連した独立した探索受信装置500およびデジタルデー
タ受信装置510A乃至510Nと、アナログ受信機115と関連
した独立した探索受信装置515、およびデジタルデータ
受信装置520A乃至520Nと、並びにダイバーシティ結合＆
デコーダ回路530とから構成されている。図２のアンテ
ナ構造に対して、ベースステーションは探索受信装置51
5と、デジタルデータ受信装置520A乃至520Nと，および
アナログ受信機115を含む必要がないことに注意すべき
である。受信システムはまた各アナログ受信機110およ
び115と関連した任意の数のデジタルデータ受信装置と
を含んでいてもよい。各アナログ受信機110および115と
関連した１個のデジタルデータ受信装置（例えばデータ
受信装置510A）が使用されてもよいことが理解されるべ
きである。しかしながら、レイク受信機の機能を十分に
利用するためには、２以上の、例えば典型的に３または
４個のデータ受信装置が各アンテナシステムに対して使
用されることが好ましい。さらに詳細な実施例が米国特
許第5,103,459号明細書および第5,109,390号明細書に示
されている。

図５に示されているように、アナログ受信機110およ
び115は１以上の移動体装置の送信信号から形成された
複合信号のデジタル化された形態をそれぞれ出力する。
探索受信装置500および515は、個々の移動体装置の送信
の多通路伝播をそれぞれ追跡する。データ受信装置510A
乃至510Nおよび520A乃至520Nは、変調されたデータ信号
の特定の多通路伝播を復調して、コード化されたメッセ
ージデータを抽出するようにそれぞれ割当てられる。ア
ナログ受信機110および115から出力された複合信号はま
た、別の移動体装置によって送信された信号を追跡して
復調するために探索受信装置500および515並びにデータ
受信装置510A乃至510Nおよび520A乃至520Nと構成的に同
じである、探索受信装置および対応したデータ受信装置
の別の組（示されていない）に供給される。

図６のマイクロセルベースステーションは、探索受信
装置500および515と共にデータ受信装置510A乃至510Nお
よび520A乃至520Nに結合されたCDMA制御装置540を含ん
でいる。CDMA制御装置540はウォルシュシーケンスおよ
びコード割当て、信号処理、タイミング信号発生、電力
制御およびその他種々の関連した機能を行う。

２組のアンテナのうちの１つの組に属するアンテナに
おいて受信された信号はアナログ受信機110に供給さ
れ、その後探索受信装置500に供給される。探索受信装
置500は受信された信号に関する時間ドメインを走査
し、デジタルデータ受信装置510A乃至510Nが、特定の移
動体装置と関連した最も強い利用可能な時間ドメイン信
号を追跡して、処理確実に処理するために使用される。
探索受信装置500はCDMA制御装置540に対応した信号を供
給し、制御装置540は処理に対して適切な受信信号を選
択するために、それに応答して制御信号を発生し、デジ
タルデータ受信装置510A乃至510Nにそれを供給する。

分布アンテナの第２の組のアンテナで受信された信号
が使用された場合、それらはアナログ受信機115に供給
され、その後探索受信装置に供給される。探索受信装置
515はまた受信された信号に関する時間ドメインを走査
し、デジタルデータ受信装置520A乃至520Nが、特定の移
動体装置と関連した最も強い利用可能な時間ドメイン信
号を追跡して、処理することを確実にするために使用さ
れる。探索受信装置515はCDMA制御装置540に対応した信
号を供給し、制御装置540は処理に対して適切な受信信
号を選択するために、それに応答して制御信号を発生
し、デジタルデータ受信装置520A乃至520Nにそれを供給
する。その後、受信装置510A乃至510Nおよび520A乃至52
0Nからの出力信号はダイバーシティ結合＆デコーダ回路
530によって最適な動作のために処理される。

ベースステーションデータ受信装置および探索受信装
置における信号処理は、移動体装置中の類似した素子に
よる信号処理とはいくつかの点で異なっている。ベース
ステーションから移動体装置へのリンク（順方向リン
ク）と異なり移動体装置からベースステーションへのリ
ンク（逆方向リンク）においては、移動体装置は、ベー
スステーションにおける信号処理のコヒーレント基準の
ために使用されることができるパイロット信号を送信し
ない。移動体装置からベースステーションへのリンク
は、64の直交信号を使用するコヒーレントでない変調お
よび復調方式によって特徴付けられる。

再度図６を参照すると、探索受信装置500およびデジ
タルデータ受信装置510A乃至510Nは、アナログ受信機11
0から出力された複合信号を受信する。単一の移動体装
置が通信する特定のベースステーション受信機に送信さ
れた拡散スペクトル信号をデコードするために、適切な
PNシーケンスが発生されなければならない。移動体装置
の信号の発生のさらに詳細な説明は、米国特許第5,103,
459号明細書に記載されている。

各データ受信装置は、それが受信している受信信号の
タイミングを追跡する。これは、少し早い局部基準PNと
受信信号を相関し、また少し遅い局部基準PNと受信信号
を相関する良く知られた技術によって達成される。タイ
ミングエラーがない場合、これら２つの相関の間の差が
平均化してゼロになる。反対に、タイミングエラーがあ
る場合には、この差は、エラーの大きさおよび符号を示
し、それにしたがって受信装置のタイミングが調節され
る。

私設分岐交換機（PBX）等の外部または内部ネットワ
ークからの信号は、CDMA制御装置540の制御の下に適切
な送信変調器ボコーダ555に結合される。送信変調器535
は、CDMA制御装置540の制御の下で、意図する受信移動
体装置への送信のためにデータを拡散スペクトル変調す
る。送信変調器535は、データ受信装置510A乃至510Nお
よび520A乃至520Nと共に探索受信装置500および515が割
当てられる特定の移動体装置への送信を意図されたデー
タをコード化し、変調するために割当てられる。送信変
調器535は、１組の直交コードから選択された直交コー
ドによりボコーダデータを変調し、その後信号がPN拡散
コードで変調される。PN拡散信号はアナログ形態に変換
され、電力制御回路550に送信するように供給される。

CDMA制御装置540の制御下の送信電力制御回路550は、
信号のための送信電力を制御する。回路550の出力は、
それが別のチャンネル装置の送信変調器／送信電力制御
回路の出力と合計される合計装置560に供給される。合
計装置560の出力は、アナログ送信機120に供給される。
アナログ送信機120は分布アンテナを介して出力するた
めに信号を増幅し、ベースステーションエリア内の移動
体装置に向けて放射する。図６の送信回路の実施例のさ
らに詳細な説明は、米国特許第5,103,459号明細書に記
載されている。

さらに、図６はパイロット／制御チャンネル発生器お
よび送信電力制御回路545を示している。CDMA制御装置5
40の制御下の回路545は、アナログ送信機120に結合する
ためにパイロット信号、同期チャンネルおよびページン
グチャンネルの電力を発生し、制御する。

前述の分布アンテナの実施例では、周波数変換、増幅
およびフィルタリングを含む大部分のRF信号処理は、ベ
ースステーション内のアナログ受信機およびアナログ送
信回路によって行われることが説明されている。しかし
ながら、能動アンテナ素子を形成することにより各ノー
ドのアンテナ素子にこれらの機能を移すことは有効であ
る。

図７は能動素子の１実施例を示す。ベースステーショ
ン600はアナログ受信機605および635を含み、それらの
受信機はそれぞれ１対の能動素子705から構成された分
布アンテナのノード720A乃至720Nのアレイから中間周波
数（IF）の信号を受信する。図示の構成において、アナ
ログ受信機605は第１の組の能動素子705から分配ケーブ
ル720を介して信号を受信し、他方のアナログ受信機635
は第２の組の能動素子705から分配ケーブル725を介して
信号を受信する。アナログ送信機625は、並列路による
送信のために分割器630によって２つの信号に分割され
るIF周波数の信号を生成する。遅延素子620は、ノード7
20A乃至720N内に含まれる第１の組の能動素子705に対す
る分配ケーブル722に供給される送信IF信号を遅延す
る。分割器630からの対応した遅延されない送信IF信号
は、ノード720A乃至720N内に含まれる第２の組の能動素
子705に分配ケーブル727で供給される。

能動素子705は直流電力および周波数基準信号の両方
を必要とする。これらの信号は、ノード中の個々の能動
素子または能動素子対に対して発生される。これらの信
号を供給する好ましい方法は、分配ケーブル720、722、
725および727でIF信号にそれらを付加することである。
基準周波数ソース610および612は、対応した素子内の位
相ロックループにおいて使用される基準周波数信号をそ
れぞれ生成する。基準周波数信号は、ベースステーショ
ンおよび素子におけるフィルタ処理を容易にするように
受信IF信号とは異なる周波数帯域内にあることが好まし
い。実施例において、加算器640および642は、ケーブル
720および725による送信に対して基準周波数信号を加算
する。同様の電力供給源615および617は、加算器645お
よび647並びにケーブル722および727によって能動素子
に直流電力を供給する。基準周波数信号および直流電力
は、素子705における素子の接続に応じて送信または受
信分配ケーブルのいずれかで、或はその他の種々の構造
で供給されてもよいことを理解すべきである。

分布アンテナの各ノードは、２つの能動素子705から
構成されている。全ての能動素子705は、それらが接続
されたケーブルを除いて同じであるため、１対の分配ケ
ーブルに接続された単一の能動素子705の機能だけ説明
されればよい。能動素子705はケーブル722でIF送信信号
を受信し、隣接したアンテナ間に時間ダイバーシティを
与える遅延素子650を通してそれを結合する。IF送信信
号の一部分は、結合器655によって主通路から結合され
る。結合された信号は、適切なRF周波数で送信するため
にミキサ690によって上方変換される。信号はデュプレ
クサ695を介してアンテナ700に結合される。

アンテナ700はまた移動体装置によって送信された信
号を受信し、デュプレクサ695を介して能動素子の受信
部分に信号を結合する。受信された信号は、ミキサ675
によってIF信号に下方変換され、結合器660によってケ
ーブル720に結合される。ケーブル720上の結合器660に
より結合された信号は、遅延素子665によって遅延され
た別のノードの素子により受信された信号と結合され
る。能動素子の実際の構造はまた雑音指数を考慮して、
例えばデュプレクサ695とミキサ675との間に位置された
受信路に利得段を含んでもよい。同様に、送信路はまた
アンテナにおける信号のレベルを高めるために利得段を
含んでもよい。また、信号処理を容易にするためにフィ
ルタ素子が付加されてもよい。

能動素子705内においてミキサ675および690は、適切
な周波数で局部発振器（LO）によって駆動されなければ
ならない。この実施例において、LOは素子内に形成され
ている。LO680は、ミキサ675に対する駆動LOを提供する
位相ロックループ（PLL）であり、LO685はミキサ690に
対する駆動LOを提供するPLLである。基準周波数は共通
の位相にPLL回路をロックするために使用され、基準周
波数信号を抽出するためにケーブル720の信号をローパ
スフィルタ処理するローパスフィルタ（LPF）670によっ
て受信路から結合される。また直流電力は、素子内で行
われる全ての能動素子の機能のためにケーブル722から
結合される（示されていない）。別の周波数プランとし
て、単一のLOを使用することもできる。

能動素子の利点は多く、簡単なハードウェアの費用は
最小である。能動素子は、容易に利用可能な移動体装置
技術で構成されることができる。IF信号が受ける１フィ
ート当りのケーブル伝送による損失はRF信号の場合より
も小さく、したがって増幅の必要性を少なくする。遅延
素子は、RF周波数用のものに比較してIF周波数用のもの
のほうが廉価である。IF用の遅延素子は、信号帯域幅に
わたって位相エラーをほとんど生ぜずに遅延を与え、望
ましくない信号をフィルタで除去するSAWフィルタであ
ってもよい。SAWフィルタは直列の縦続接続が容易であ
り、一方高い周波数素子は正しく動作するために高度な
分離を必要とする可能性が高い。

能動素子はまた周波数変換回路を使用しないで構成さ
れることができる。図８は、能動素子分布アンテナの別
の実施例を示す。図８において、能動増幅素子がアンテ
ナ素子内の送信および受信路に付加されている。

図８において、ベースステーション800は、能動素子9
05からそれぞれ構成されている分布アンテナまたはノー
ド920A乃至920Nのアレイから信号を受信するアナログ受
信機805および835を含んでいる。この特定の構造におい
て、アナログ受信機805は、第１の組の能動素子905から
分配ケーブル920に沿って信号を受信し、一方アナログ
受信機835は第２の組の能動素子905から分配ケーブル92
5に沿って信号を受信する。アナログ送信機825は、並列
路による送信のために分割器830によって２つの信号に
分割される信号を生成する。遅延素子820はノード920A
乃至920N内に含まれている第１の組の能動素子905に分
配ケーブル922によって供給される送信信号を遅延す
る。分割器830からの対応した遅延されない送信信号
は、ノード920A乃至920N内に含まれた第２の組の能動素
子905に分配ケーブル927によって供給される。

再び、能動素子905は動作するために直流電力を必要
とする。図８を参照して説明したように、信号を供給す
る１つの方法は分配ケーブル上の信号にそれを付加する
ことである。電力供給源815は、加算器845によってケー
ブル922に印加されて能動素子に直流電力を供給する。
同様に、電力供給源817は、加算器847によってケーブル
927に印加されて能動素子に直流電力を供給する。

分布アンテナの各ノードは、２つの能動素子905から
構成されている。素子905はケーブル922で送信信号を受
信し、隣接したノード間に時間ダイバーシティを与える
遅延素子750を通してそれを結合する。送信信号の一部
分は結合器755によって主通路から結合される。結合さ
れた信号は適切なレベルで送信するために増幅器790で
増幅される。信号はデュプレクサ795を介してアンテナ8
00に結合される。

アンテナ800はまた移動体装置によって送信された信
号を受信し、デュプレクサ795を介して素子の受信部分
に信号を結合する。受信された信号は、低雑音増幅器77
5によって増幅され、遅延素子765により遅延されている
別の能動素子によって受信された信号に結合器760によ
って結合される。素子の実際の構造はまた信号処理を容
易にするためのフィルタ素子を含んでいてもよい。DC電
力は素子内で行われる全ての能動機能のためにケーブル
922から結合されている（示されていない）。

図８の能動素子は、分布アンテナを含む屋外環境にお
いて使用されてもよい。例えば、高層ビルが近接してい
るビジネス街区域において、単一のアンテナベースステ
ーションでは所望のカバレージエリアにわたって一貫し
た信号レベルを供給するのに不十分である。アンテナの
アレイは、問題のエリアをカバーするために使用される
ことができる。このようなシナリオにおいて、分布アン
テナのノードは互いに近接して位置され、自然な伝播路
が多通路信号の個別の復調に必要とされる遅延時間を与
えない。本発明の分布アンテナは、このようなシナリオ
において理想的な解決手段である。屋外環境におけるノ
ード間の距離の増加、送信に対する連続的な高電力要
求、並びに受信に対するケーブル損失の増加は能動素子
の使用を必要とする。特に、図８の構造はシステムの現
実的な構成である。

本発明は、直列に結合されてアレイを形成するノード
を備えた実施例について、説明された。ある１つのノー
ドまたは接続ケーブル中で故障が生じた場合、その故障
した部分より先の直列接続されているノードはアンテナ
システムにおいて使用不可能になる可能性が高い。この
潜在的な欠点を克服するために、ノードまたは接続ケー
ブルの故障の場合に、ノードが連続的なカバレージを提
供するようにするために並列接続、または直列／並列の
組合せ接続等が使用されることができる。ノードの直列
／並列の組合せ接続の１例は図９に示されており、それ
は図２の実施例の修正された実施例を表す。図２の素子
に対応しない新しい素子930、932、934および936は、ベ
ースステーション101を示す枠の外部に示されている
が、これらの素子はベースステーション内に含まれても
同様に機能することができる。新しい素子930および934
は、２つのアンテナアレイをベースステーション101に
結合する分割器である。ノード200A'乃至200N'から成る
第１のアンテナアレイは、分配ケーブル130'および132'
における信号を受信および供給する。ノード200A"乃至2
00N"から成る第２の並列アンテナアレイは、付加された
遅延素子932および936をそれぞれ通って分配ケーブル13
0"、132"において信号を受信および供給する。遅延素子
932および936の遅延値は、理想的にはシステム中の各ア
ンテナがベースステーションに関して異なる遅延を示す
ように選択される。

図９に示された位相幾何学形状は、種々の別の形態を
取ることができる。図９のノードおよび素子は、図３、
５、７または８のノードおよび素子と置換されることが
できる。分割器930および934は、ベースステーションに
２以上のアレイを結合する。事実、例示的な並列の幾何
学形状において、システムの各ノードは、ベースステー
ションに独立に接続されることができる。ベースステー
ションの幾何学形状も種々の別の実施例を提供すること
ができる。ベースステーション101はアナログ受信機115
を含むように変形され、この幾何学形状を図５のものに
類似させることができる。

ノードの直列／並列の組合せ接続を含む、システムに
おけるアンテナの配置は、種々の形態を取ることが可能
である。１つの配置の幾何学形状は、図10に示されてい
る。図10は、ベースステーションおよび３つの並列な組
の直列アレイを含んでいる。この実施例においてベース
ステーション940の幾何学形状は任意であり、ここに説
明された任意のベースステーションの簡単な形態である
ことができる。各アンテナノード950A乃至950N、950A'
乃至950N'および950A"乃至950N"は本発明による２個の
アンテナを備えたノードである。アンテナノード950A乃
至950Nは第１のアレイを構成する。アンテナノード950
A'乃至950N'は第２のアレイを構成する。アンテナノー
ド950A"乃至950N"は第３のアレイを構成する。理想的に
は、図10の全てのアンテナノードは、各アンテナノード
がベースステーションに関して異なる遅延を与えられて
いる。図10に示されているアンテナノードの配置は故障
に対して非常に良好な保護を与えるアンテナの分布の１
例を示したものである。第１のアレイの後に第２のアレ
イを配置し、第２のアレイの後に第３のものを配置する
アレイの直列配置の代わりに、第１のアレイのアンテナ
ノード950A乃至950Nに対して、次の第２のアレイのアン
テナノード950A'乃至950N'はそれと平行して配置されて
いるが位置がずらされて第１のアレイの各アンテナノー
ドの間の位置に第２のアレイの各アンテナノードが位置
するように配置される。すなわち、図10において各アン
テナアレイは並列に配置されているが、例えば第２のア
レイのアンテナノード950A'は第１のアレイのアンテナ
ノード950Aとアンテナノード950Bとの中間に対応する位
置に配置される。このような構造にすると、１つのアレ
イ中で故障が発生しても、別のアレイの隣接するノード
のアンテナによって距離が遠くなって信号が多少弱くな
るがサービスを受けることができるからベースステーシ
ョンのカバレージエリア内のどこかの地点でも完全にサ
ービスできなくなる事故を少なくすることができる。こ
のような構成にすれば故障状態の発生によってサービス
の提供されない場所は生成されない。そのためシステム
全体の効率を低下させるようなソフトなシステム故障に
限定することができる。

高容量エリアに対して、ノードの並列接続または直列
／並列の組合せ接続は、アレイ全体の簡単な直列接続に
まさる付加的な利点を有している。CDMAリンクは、所定
の通信チャンネルにおいて効率的に結合することができ
る最大数の分離信号について制限されている。予定され
た最大数以上の信号が存在している場合には、システム
容量を超過するため全体的なシステム品質が損なわれ
る。単一の直列ノードの場合のように、信号が合計され
てしまうと、多数の受信機に送信して個々に復調される
ことができるようにその信号を分離する方法はない。し
たがってベースステーションの回路はそのアンテナのカ
バレージ内の移動体装置に送信される信号の数を制限す
る必要がある。ベースステーションによって送信された
各信号は、信号の意図した送り先ではない移動体装置で
雑音レベルを増加させる。ノードと複数の受信機および
送信機との並列または直列／並列の組合せを使用するこ
とによって、単一のベースステーションの信号処理能力
は増加されることができる。

単一のベースステーションにおけるシステム容量を増
加させるために、２以上の独立したアレイが設けられた
システムが設計される。この場合、独立したアレイは、
各ノードがベースステーションに関して異なる遅延を有
し、システム中の各ノードが１つのアレイだけに属する
ことができる１組のノードとして規定される。この方式
において、２つのノードが異なる独立したアレイに属し
ていれば、ベースステーションに関して同じ遅延となる
欠点は生じない。独立したアレイはその１つの独立した
アレイだけによってカバーされたエリアが存在するよう
に配置されている。各独立したアレイは専用の送信機か
ら送信信号を供給され、専用の受信機に受信信号を供給
する。移動体装置が独立したアレイの１つだけのカバレ
ージエリアに位置されている場合、移動体装置が通信し
ていないアレイに対応した送信機はその移動体装置に対
して信号の送信を停止し、したがって別の移動体装置へ
の干渉を減少させる。同様に、移動体装置が独立したア
レイの１つだけのカバレージエリアに位置されている場
合、移動体装置が通信していないアレイに対応した受信
機は移動体装置からの干渉を防止されている。移動体装
置が２つの独立したアレイのカバレージエリアに位置さ
れている場合、２つの送信機は移動体装置に同じ情報信
号を供給するが、各送信機は情報信号を変調するために
異なる拡散シーケンスを使用し、それによって移動体装
置で受信される信号全体を増加させ、崩壊的な合計の機
会を減少させる。同様に、移動体装置が２つの独立した
アレイのカバレージエリアに位置されている場合、２つ
の受信機はその信号を個別に受信し、その後復調プロセ
スで各通路からエネルギを結合して全体的に高められた
信号レベルを実現する。（このプロセスは、標準方式の
CDMAセルシステムにおいて多数のセクタから成るベース
ステーションによって使用されるプロセスと非常に良く
似ている。）アナログ受信機115を含む図９の幾何学形
状は、受信機115が示された２つの並列なアレイの各ノ
ードから入力を受信するため、ベースステーション101
の容量を増加するように機能しないことに留意された
い。

この考えの１実施例は、図８の構成に基づいている図
11に示されている。ノード920A'乃至920N'から成る第１
のアンテナアレイは、ケーブル927'、加算器847および
分割器830を通ってアナログ送信機825を結合されてい
る。第１のアンテナアレイはまたケーブル922'、加算器
845、遅延装置820および分割器830を通ってアナログ送
信機825に結合されている。ノード920A"乃至920N"から
成る第２のアンテナアレイは、ケーブル927"、加算器84
7'および分割器830"を通ってアナログ送信機825"に結合
されている。第２のアンテナアレイはまたケーブル92
2"、加算器845"、遅延装置820"および分割器830"を通っ
てアナログ送信機835に結合されている。

並列アンテナの二重の組の使用は、一般的な動作中に
システムに利点を提供し、また多通路フェーディングの
最悪の場合の影響を軽減する。ベースステーション内に
おける分離した通路のコヒーレントな組合せは、移動体
装置・ベースステーションの間のリンクにおける信号対
雑音比を高める。本発明の使用は、また移動体装置の電
力制御変動を減少させる。これらの両要因は容量を高
め、システム性能を改良する。一緒に配列されたアンテ
ナの利点は、２倍の個数のアンテナを単に均一に直列に
配置することによって得られる利点よりはるかに大き
い。

各素子内における部品の簡単な再構成を含む図2,3,5,
7,8,9,10および11の実施例の変形は、明らかに多数存在
している。これらの実施例を実際に行うためには、その
他の機能と共に電力分割、利得、およびフィルタリング
を必要とする。上記に説明された好ましい実施例によ
り、当業者は本発明を実現し、或は使用することができ
る。当業者はこれらの実施例の種々の修正を容易に認識
し、ここにおいて限定された一般的な原理は、発明力を
必要とせずにその他の実施例に適用されることができ
る。したがって、本発明はここに示された実施例に限定
されず、ここに記載された原理および新しい特徴と適合
した広い技術的範囲を提供するものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ギルハウセン、クライン・エス アメリカ合衆国、モンタナ州 59715、 ボーズマン、ジャクソン・クリーク・ロ ード 6474 (72)発明者 ウィートレイ、チャールズ・イー・ザ・ サード アメリカ合衆国、カリフォルニア州 92014、デル・マー、カミニト・デル・ バルコ 2208 (56)参考文献 特開 昭62−214743（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−260244（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−268128（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−268658（ＪＰ，Ａ) 特表 平６−504660（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04B 7/02 - 7/12 H04B 7/24 - 7/26 H04L 1/02 - 1/06 H04Q 7/00 - 7/38

Claims (24)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】１以上の遠隔地端末がデジタル的に変調さ
   れた通信信号を使用してベースステーションを通して別
   の端末と通信し、前記ベースステーションがアンテナシ
   ステムを有しているデジタル通信システムにおいて、 アンテナシステムは、 複数のアンテナと、 前記ベースステーションと前記複数のアンテナの間で前
   記通信信号を転送させる信号分配手段と、 前記複数のアンテナおよび前記信号分配手段に結合され
   て前記ベースステーションと前記アンテナの間で転送さ
   れる前記通信信号に予め定められた遅延を与える遅延手
   段とを備え、 前記複数のアンテナは、間隔を隔ててそれぞれ配置され
   ている複数の第１の組のアンテナと、間隔を隔ててそれ
   ぞれ配置されている複数の第２の組のアンテナとを含
   み、前記第２の組の各アンテナはそれぞれ第１の組のア
   ンテナの対応する１つのアンテナと共に配置されてノー
   ドを形成しており、 前記信号分配手段は、前記ベースステーションと前記第
   １の組のアンテナの間で通信信号を転送する第１の信号
   分配手段と、前記ベースステーションと前記第２の組の
   アンテナの間で通信信号を転送する第２の信号分配手段
   とを備え、 前記遅延手段は前記第１の組の各アンテナと前記第１の
   信号分配手段とに結合されて前記ベースステーションと
   前記第１の組の各アンテナの間で転送される前記通信信
   号に予め定められた遅延を与える第１の遅延手段と、前
   記第２の組の各アンテナと前記ベースステーションとに
   結合されて前記ベースステーションと前記第２の組の各
   アンテナの間で転送される前記通信信号に予め定められ
   た遅延を与える第２の遅延手段とを具備していることを
   特徴とするデジタル通信システム。
2. 【請求項２】前記第１の組の各アンテナは予め定められ
   たアンテナパターンを有しており、それら第１の組の各
   アンテナのアンテナパターンは隣接する別のノードに設
   けられたアンテナのアンテナパターンとオーバーラップ
   している請求項１記載のシステム。
3. 【請求項３】前記第１の組の各アンテナと、それと同じ
   ノードに配置された前記第２の組の対応するアンテナは
   予め定められた同様の重なったアンテナパターンを有し
   ている請求項１記載のシステム。
4. 【請求項４】前記遠隔端末は、意図している受信端末へ
   転送するために、拡散スペクトル変調されたシステム利
   用者からの情報信号を前記ベースステーションへ送信す
   ることによって前記ベースステーションを通して意図し
   ている受信端末と通信する請求項１乃至３のいずれか１
   項記載のデジタル通信システム。
5. 【請求項５】前記通信信号は、それぞれ予め定められた
   チップ期間の２進チップの予め定められたシーケンスか
   らなる予め定められた疑似ランダム雑音（PN）拡散コー
   ドにしたがって拡散スペクトル変調情報によって発生さ
   れ、前記遅延手段は前記第１の組の前記アンテナのうち
   の隣接して結合されたものの間および前記第２の組の前
   記アンテナのうちの隣接して結合されたものの間にそれ
   ぞれ配置された複数の遅延素子を含み、各遅延素子が少
   なくとも１チップ期間程度前記通信信号に遅延を与える
   請求項１乃至４のいずれか１項記載のシステム。
6. 【請求項６】前記信号分配手段は、前記第１の組の各ア
   ンテナを直列に接続し、前記ベースステーションに第１
   の組のアンテナの第１のものを接続する第１の伝送ケー
   ブルと、前記第２の組の各アンテナを直列に接続し、前
   記ベースステーションに第２の組のアンテナの第１のも
   のを接続する第２の伝送ケーブルとを具備している請求
   項１乃至５のいずれか１項記載のシステム。
7. 【請求項７】前記信号分配手段は、前記第１の組のアン
   テナを直列に接続し、前記ベースステーションに前記第
   １の組のアンテナの第１のものを接続する第１の伝送ケ
   ーブルを含み、 前記第２の組のアンテナの各アンテナが同じノードに位
   置する前記第１の組のアンテナに対する信号分配手段で
   ある第１の伝送ケーブルに結合されている請求項１乃至
   ５のいずれか１項記載のシステム。
8. 【請求項８】前記遅延手段は、 同じノードに配置された前記第２の組に属するアンテナ
   と前記第１の組に属するアンテナとの間にそれぞれ配置
   されてそれぞれ少なくとも１チップ期間程度の遅延を前
   記通信信号に遅延を与える第１の複数の遅延素子と、 前記第１の組に属するアンテナと隣接したノードに配置
   された第１の組に属するアンテナとの間にそれぞれ配置
   され、それぞれ少なくとも１チップ期間程度の遅延を前
   記通信信号に与える第２の複数の遅延素子とを含んでい
   る請求項７記載のシステム。
9. 【請求項９】さらに、間隔を隔てて配置された複数の第
   ３の組のアンテナを備え、この第３の組の各アンテナは
   前記第１の組のアンテナの対応した１つのアンテナと同
   じ位置に配置されており、 前記ベースステーションと前記第３の組のアンテナの各
   アンテナとの間で前記通信信号を転送する信号分配手段
   と、 前記第３の組のアンテナの各アンテナおよび前記信号分
   配手段に結合され、前記ベースステーションと前記第３
   の組のアンテナの各アンテナとの間で転送される前記通
   信信号に予め定められた遅延を与える遅延手段とを具備
   している請求項１乃至８のいずれか１項記載のシステ
   ム。
10. 【請求項１０】前記信号分配手段は前記複数の第３の組
    のアンテナを直列に接続し、前記ベースステーションに
    前記第３の組のアンテナのうち第１のものを接続する第
    ３の伝送ケーブルを含んでいる請求項９記載のシステ
    ム。
11. 【請求項１１】前記ベースステーションは、遠隔地のシ
    ステム利用者へ送信する情報信号を拡散スペクトル変調
    し、拡散スペクトル変調された遠隔地のシステム利用者
    へ送信する情報信号を前記信号分配手段および前記前記
    遅延手段を介して前記間隔を隔てて配置された複数のア
    ンテナのそれぞれに供給し、前記複数のアンテナの各組
    の各アンテナで受信した遠隔地のシステム利用者から送
    られた拡散スペクトル変調された情報信号を受取って別
    々に復調する通信端末手段を具備し、 前記第１および第２の組のアンテナによって相互間で予
    め定められた遅延時間を有する複数の遠隔地のシステム
    利用者から送信された複数の拡散スペクトル変調された
    情報信号を受信し、それらの複数の情報信号を前記通信
    端末手段に供給する請求項１乃至10のいずれか１項記載
    のデジタル通信システム。
12. 【請求項１２】前記複数の間隔を隔てて配置されたアン
    テナは、無指向性アンテナとして構成されている請求項
    １乃至11のいずれか１項記載のシステム。
13. 【請求項１３】前記複数の間隔を隔てて配置されたアン
    テナは、指向性アンテナを含んでいる請求項１乃至11の
    いずれか１項記載のシステム。
14. 【請求項１４】前記複数の間隔を隔てて配置されたアン
    テナのうち少なくとも１つが無指向性アンテナである請
    求項13のデジタル通信システム。
15. 【請求項１５】前記複数の間隔を隔てて配置されたアン
    テナは偏波アンテナを含んでいる請求項１乃至11のいず
    れか１項記載のデジタル通信システム。
16. 【請求項１６】前記第１の組のアンテナは垂直偏波アン
    テナを含み、第２の組のアンテナは水平偏波アンテナを
    含んでいる請求項15のデジタル通信システム。
17. 【請求項１７】前記アンテナシステムは直列に接続され
    ているノードを具備し、 各ノードは、 そのノードの第１の外部両方向ポートに結合された第１
    の通過ポートと第２の通過ポートと１個の結合ポートを
    有する第１の方向性結合器と、 前記間隔を隔てて配置されて第１の組のアンテナの１つ
    であり、前記第１の方向性結合器の前記結合ポートに結
    合されている第１のアンテナと、 前記第１の方向性結合器の第２の通過ポートに結合され
    た第１の通過ポートと第２の通過ポートと１個の結合ポ
    ートを有する第２の方向性結合器と、 前記遅延手段の素子の１つであり、前記第２の方向性結
    合器の結合ポートに結合されている第１のポートと第２
    のポートを有する第１の遅延装置と、 前記間隔を隔てて配置されて第２の組のアンテナの１つ
    であり、前記第１の遅延装置の第２のポートに結合され
    ている第２のアンテナと、 前記遅延手段の素子の１つであり、前記第２の方向性結
    合器の第２の通過ポートに結合されている第１のポート
    とノードの第２の外部両方向ポートを構成する第２のポ
    ートとを有する第２の遅延装置とを具備している請求項
    １記載のデジタル通信システム。
18. 【請求項１８】前記アンテナシステムは直列に接続され
    ているノードを具備し、各ノードはそれぞれ第１および
    第２の能動素子を具備し、それらの各能動素子は、 両方向信号ポートを有する前記第１の組または第２の組
    のアンテナ中の１つのアンテナと、 前記アンテナの前記両方向信号ポートに結合された結合
    ポートと受信信号ポートと、送信信号ポートとを有する
    デュプレクサと、 中間周波数入力ポートと、前記デュプレクサの前記送信
    信号ポートに結合された無線周波数出力ポートと、局部
    発振器ポートとを有する第１のミキサと、 前記能動素子の第１の外部接続部を構成する第１の通過
    ポートと、第２の通過ポートと、前記第１のミキサの前
    記中間周波数入力ポートに結合された１個の結合ポート
    とを有する第１の方向性結合器と、 前記遅延手段の素子の１つであり、前記第１の方向性結
    合器の第２の通過ポートに結合された第１のポートと、
    前記能動素子の第２の外部接続部を構成する第２のポー
    トとを有する第１の遅延装置と、 中間周波数出力ポートと、前記デュプレクサの前記受信
    信号ポートに結合された無線周波数入力ポートと、局部
    発振器ポートとを有する第２のミキサと、 能動素子の第３の外部接続部を構成する第１の通過ポー
    トと、第２の通過ポートと、前記第２のミキサの前記中
    間周波数出力ポートに結合された１個の結合ポートとを
    有する第２の方向性結合器と、 前記遅延手段の素子の１つであり、前記第２の方向性結
    合器の第２の通過ポートに結合された第１のポートと、
    前記能動素子の第４の外部接続部を構成する第２のポー
    トとを有する第２の遅延装置とを具備している請求項１
    記載のデジタル通信システム。
19. 【請求項１９】前記各ノードの第１および第２の各能動
    素子は、 中間周波数入力ポートと、デュプレクサの送信信号ポー
    トに結合された無線周波数出力ポートと、局部発振器ポ
    ートとを有する第１のミキサと、 中間周波数出力ポートと、デュプレクサの受信信号ポー
    トに結合された無線周波数入力ポートと、局部発振器ポ
    ートとを有する第２のミキサとを具備し、 前記第１の方向性結合器は、その結合ポートが前記第１
    のミキサの中間周波数入力ポートに結合され、 前記第２の方向性結合器は、その結合ポートが前記第２
    のミキサの中間周波数出力ポートに結合されている請求
    項18記載のデジタル通信システム。
20. 【請求項２０】前記各ノードの第１および第２の各能動
    素子はさらに、基準周波数信号入力ポートと、前記第１
    のミキサの前記局部発振器ポートに結合された局部発振
    器出力ポートとを有する第１の局部発振器と、基準周波
    数信号入力ポートと、前記第２のミキサの前記局部発振
    器ポートに結合された局部発振器出力ポートを有する第
    ２の局部発振器とを具備している請求項19記載のデジタ
    ル通信システム。
21. 【請求項２１】前記各基準周波数信号入力ポートは前記
    第１の方向性結合器の通過ポートの１つに結合されてい
    る請求項20記載のデジタル通信システム。
22. 【請求項２２】前記各基準周波数信号入力ポートは前記
    第２の方向性結合器の通過ポートの１つに結合されてい
    る請求項20記載のデジタル通信システム。
23. 【請求項２３】前記各基準周波数信号入力ポートはロー
    パスフィルタを通って前記第１の方向性結合器の前記通
    過ポートの１つに結合されている請求項20記載のデジタ
    ル通信システム。
24. 【請求項２４】間隔を隔てて配置されている第１のアン
    テナの各アンテナと、対応する同じノードの第２の組の
    アンテナのアンテナの間隔は、遠隔端末とベースステー
    ションとの間の通信に使用される無線周波数の波長の10
    乃至20波長程度の大きさである請求項１乃至23のいずれ
    か１項記載のデジタル通信システム。