JPH03283724A

JPH03283724A - 移動伝搬遅延軽減方法

Info

Publication number: JPH03283724A
Application number: JP8059790A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Ichitsubo; 信一市坪; Takayoshi Nagatsu; 長津　隆義
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1990-03-30
Filing date: 1990-03-30
Publication date: 1991-12-13
Anticipated expiration: 2013-07-23
Also published as: JP2778794B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野コ本発明は、ディジタル信号を用いた陸上移動通信の伝搬
遅延軽減方法に関するものである。

［従来の技術］陸上移動通信においては、電波がビル反射などにより複
数の伝搬路を通るため、受信局では時間的に遅れた複数
の電波が到来する。この伝搬遅延によって、ディジタル
信号を用いた移動通信では、複数の受信波の伝搬遅延差
が増加すると通信品質（信号誤り率）が悪化する　（文
献「Ｆ、＾ｄａｃｈｉ、　Ｊ、　Ｄ、　Ｐａｒｓｏｎｓ
　：Ｅｒｒｏｒ　Ｒａｔｅ　Ｐｅｒ−ｆｏｒｍａｎｃｅ
　ｏｆ　Ｄｉｇｉｔａｌ　ＦＭ　Ｍｏｂｉｌｅ　Ｒａｄ
ｉｏ　ｗｉｔｈＰｏｓｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　Ｄｉｖｅ
ｒｓｉｔｙ”、　ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ、Ｃｏｍｍｕｎ
ｌｖｏｌ、　３７．　Ｎｏ３．　ｐｐ２００−２１０．
　Ｍａｒ、　１９８９．　Ｊ参照）。

伝搬遅延による通信品質は（１）式で定義される伝搬遅
延時間の２次モーメント（以下遅延スプレッドと言う）
で評価することができ、遅延スプレッドが大きいと通信
品質が劣化する。

第１図は伝搬遅延が発生した場合の受信波の様子を表わ
しており、受信電力がり、、Ｌ、・・・・・・Ｌｗでり
、に対する相対遅延時間がＴＩ＋　・・・・・・Ｔ、と
なるＮ波の例である。このときの遅延スプレッドは次の
ように計算される。

遅延スプレッドＳ＝ここで、である。

例えば、ＴＶ放送の受信において、伝搬遅延が生じてゴ
ーストが発生する場合の対策として、遅れて到来する反
射波の発生源となるビル等に電波散乱物を設ける方法や
、受信アンテナの設置位置を変える等の方法が上げられ
る。しかし、自由に動き回る移動局を対象とする有効な
改善方法は従来なかった。

［発明が解決しようとする課題］通信品質を改善するために遅延スプレッドを減少させる
には、■受信電力の大きい波の電力をさらに大きくする
、■特定の受信波以外の波を無くすか、減少させる、■
受信電力の大きい波を付は加える、■相対遅延時間を短
くする、などが考えられる。

これらの内■の方法については、従来、例えば自動車電
話方式において、弱電界地域をカバーするためにブース
タ増幅器が使用されている。

このようなブースタ増幅器によって遅延スプレッドを減
少させることができるが、以下にその原理を説明する。

第３図は受信局でみた到来波の様子を示す図であり、（
ａ）は中継局を用いない場合で（ｂ）は線形増幅器を備
えた中継局を用いた場合を示している。例えば（ａ）に
示すように直接波Ｌ６とビル反射波り、が到来し、直接
波の受信電力はＬ０＝３、ビル反射波のそれはり、＝２
、直接波からの相対遅延時間はＴ１＝３の場合に（１）
式で、遅延スプレッドを計算するとＳ＝１．５となる。

（ｂ）では中継波Ｌ２が加わった場合を計算すると遅延
スプレッドはＳ＝１．０となり減少することがわかる。

このようにブースタ増幅器を用いれば遅延スプレッドを
低減せしめることができる。　　このとき、中継波の電
力を大きくすれば、遅延スプレッドを減少できるが高利
得の増幅器が必要となり、中継局が大型になると言う欠
点を住する。

本発明は、上記のような従来の問題点に鑑み、受信電力
が一定となるように相手局の送信電力を制御する送信電
力制御を基地局あるいは移動局の少なくとも一方で行な
うディジタル信号を用いた陸上゛移動通信において、伝
搬遅延を軽減せしめ得る手段を提供することを目的とし
ている。

［ｆｌｌｉ題を解決するための手段］本発明は、前述のような従来の問題点を解決するため成
されたものである。

すなわち、本発明は受信電力に関係なく、送信電力が一
定となるように自動的に利得の調整を行なう可変利得増
幅器を備えた中継局を基地局からの伝搬遅延が発生しな
い位置に設置し、該中継局の基地局向けおよび移動局向
けの平均送信電力を一定に保ち、送信電力制御により・
基地局および移動局の送信電力を低くすることによって
、伝搬遅延による通信品質の劣化を軽減せし約る如く構
成した移動伝搬遅延軽減方法である。

［作　用］第３図（ｂ）に示すように線形増幅器を用いて遅延スプ
レッドを減少させているとき、さらに遅延スプレッドを
減少させるには、後述する第２図における中継波３を減
少させずに直接波１と反射波２を減少させればよい。直
接波１や反射波２を減少させるために送信電力制御を行
なうと従来の線形増幅器では中継波３も同じ割合で減少
してしまい、第３図（ｃ）に示すように遅延スプレッド
は変わらない。

本発明では１送信電力制御を行なっているとき・受信電
力に関わらず送信電力が一定となる可変利得増幅器を用
いることにより、第３１！Ｉ（ｄ）に示すように、中継
波Ｌ２の電力は一定で直接波Ｌ０と反射波り、の電力を
減少させ、その結果遅延スプレッドを減少させるもので
ある。

基地局〜移動局間の電波を可変利得増幅器を備えた中継
局で中継している藺は送信局（例えば基地局）の送信電
力の如何にかかわらず常に一定電力で中継局から送信さ
れるので受信局では充分高いレベルで受信することがで
きるから、送信局は常に受信局からの送信電力制御によ
って、送信電力を下げるように制御される。

第４図は可変利得増幅器の入出力特性を示す図である。

同図に示すように、入力が小さい場合に一定出力Ｖ、ま
で増幅すると雑音が発生するので、小さい入力では動作
しないようにスレッシ謬ルドＶ、を設定する。最低基準
人力Ｖ。

以上では一定出力Ｖ、となる。入力が最低基準入力ｖＩ
付近で変動する場合に送信が途切れ途切れにならないよ
うに、入出力特性の立ち上がり部分は連続にする。移動
局がエリア外にいるとき、基地局からの送信波を中継し
ないようにし、移動局からの送信波が中継可能になって
から初めて基地局からの送信波を中継する。そのために
、中継局内の移動局送信周波数の増幅器によって基地局
送信周波数の増幅器の動作を制御できるようにする。

［実施例］第２図は本発明を実施するシステム構成を説明する図で
あって、１は直接波、２はビル反射波、３は中継波、４
は移動機、５は無線基地局、６は可変利得増幅器を備え
た中継局、７は中継局の指向性アンテナ、８は中継局の
カバーエリア、９はピル、ｌＯは基地局５の無線ゾーン
、８は中継局６の無線ゾーンを表わしている。同図に示
すように中継局６の無線ゾーンは無線ゾーン１０の内部
に形成されるように構成される。

第５図は移動局送信、基地局受信の場合の送受信電力の
タイムチャートである。これを用いて移動局が中継局の
エリア外からエリア内に入り再びエリア外に移動するま
での動作を第２図を参照しながら説明する。なお、基地
局送信、移動局受信の場合も同様である口（移動局はカバｍ：リア８の外の場合）■　移動局４が
カバーエリア８の外にいる場合は、無線ゾーン５の内部
にいるから基地局と移動局間の従来と同様の送信電力制
御によって、基地局および移動局は一定の所要電・力Ｖ
。

を受信する。

（移動局はカバーエリア８に入る場合）■〜の　中継局
は移動局がカバーエリアに近づいて、動作人力Ｖａ　　
（第４図参照）以上の電力を受信すると中継を開始する
。基地局では所要受信電力Ｖ、以゛上の電力が受信され
ると、送信電力制御によって、移動局の送信電力を下げ
るよう制御する。

すなわち、それ迄は直接波１だけであったのが中−電波
３も受けるので受信電力が上昇し、送信電力制御によっ
て送信電力が下げられる。

■　移動局の送信電力が下げられ、中継局の入力が最低
基準人力Ｖ＋（第４図参照）以下になると基地局の受信
電力が所要受信電力ｖ３以下になるので、基地局は送信
電力制御によって移動局の送信電力を上げるよう制御す
る。

このように移動局がエリア周辺にいる場合は、送信電力
制御のフィードバックによって中継局の入力が最低基準
人力ｖｌを中心に変動し基地局の受信電力も変動する。

（移動局はカバーエリア内の場合） ■　送信電力制御によって移動局の送信電力が、その設
定された最低電力ｖ４まで下がっても、中継局の入力が
最低基準人力７１以上であれば、中継局から充分な送信
電力Ｖ、で送信されるから基地局の受信電力も一定であ
る。基地局側でみると、移動局は最低設定電力ｖ４で送
信するので、直接波やビル反射波は減少し、また中継波
は一定なので遅延スプレッドは減少する（すなわち、第
３図（ｄ）に示す状態が実現できる。）。

中継局は基地局からの伝搬遅延による遅延スプレッドの
大きいエリアをカバーするのに用いるものであるため、
エリア内で遅延スプレッドがもともと小さい位置に設置
し、さらに指向性アンテナを用いて遅延スプレッドを小
さくしている。

（移動局がカバーエリアから出る場合、）■〜■　移動
機がエリア外に移動してゆくにつれ、中継局の入力が減
少し、最低基準人力ｖ１以下になると中継局からの送信
電力も減少し、受信電力が下がるので、基地局からの送
信電力制御命令で移動局の送信電力が増加する。

カバーエリアに入る場合と同様に送信電力制御のフィー
ドバックによって基地局の受信電力が変動する。

■〜■　移動局からの直接波が中継波より大きくなると
直接波によって送信電力制御が行なわれるので、移動局
がエリア外に移動することで中継波が減少しても送信電
力制御のフィードバックは行なわれない。中継局の入力
が動作人力ｖ０以下になると中継は行なわれなくなる。

［発明の効果コ以上説明したように、本発明によれば、受信電力が一定
となるように相手局の送信電力を制御する送信電力制御
を基地局および移動局で行なうディジタル信号を用いた
陸上移動通償において、受信電力に関係なく送信電力が
一定となるような特性を有する可変利得増幅器を備えた
中継局を設けることによって、伝搬遅延を容易に軽減せ
しめることができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は伝搬遅延が発生した場合の受信波の様子を示す
図、第２図は本発明を実施するシステム構成を示す図、
第３図は受信局でみた到来波の様子を示す図、第４図は
可変利得増幅器の入出力特性を示す図、第５図は本発明
の場合の送受信電力の様子を示すタイムチャートである
。１・・・・・・直接波、２・・・・・・ビル反射波、３
・・・・・・中継波、４・・・・・・移動機、５・・・
・・・無線基地局、６・・・・・・中継局、７・・・・
・・中継局の指向性アンテナ、８・・・・・・中継局の
カバーエリア、９・・・・・・ビル、ｌＯ・・・・・・
無線ゾーン

Claims

【特許請求の範囲】自局の受信電力が一定となるように相手局の送信電力を
制御する送信電力制御を、基地局と移動局の少なくとも
一方で行なうディジタル信号を用いた陸上移動通信にお
いて、受信電力に関係なく送信電力が一定となるように自動的
に利得の調整を行なう可変利得増幅器を備えた中継局を
基地局からの伝搬遅延が発生しない位置に設置し、該中
継局の基地局向けおよび移動局向けの平均送信電力を一
定に保ち、送信電力制御によって基地局および移動局の
送信電力を低くすることによって、伝搬遅延による通信
品質の劣化を軽減することを特徴とする移動伝搬遅延軽
減方法。