JPH0338933A - スペースダイバーシチ方式 - Google Patents

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） 本発明は無線システム、特に小電力を用いたデジタル移
動無線システムの固定基地局に使用されるスペースダイ
バーシチ方式に関するものである。

（従来の技術） デジタル無線方式では、干渉性フェージングが生じると
受信電力の低下及び波形ひずみが引き起され、符号誤シ
率が劣化する。通常、このフェージング対策のためにス
ペースダイバーシチ方式が採用されている。ここで、ダ
イバーシチとは互いに干渉性フェーシングの相関が少い
、つ−！り品質劣化を同時には起さない２台以上の受信
機を用意して、その出力を選択又は合成することにより
、フェーシングの影響を軽減するものであり、スペース
／イバーシチとはアンテナを空間的に離すことにより干
渉性フェージングの相関の少い受信入力電界を得る方式
であう、これらの概念は桑原守二／監修「ディジタルマ
イクロ波通信」（昭５９−５−２５　）企画センター、
　９．２１９−２２１に説明されている。第２図は上記
スペースダイバーシチの概念図（上記文献ｐ、２２０　
）であって単方向通信の場合であるが、双方向通信では
当然に通信を行う場所に訃いて１つの送信機出力アンテ
ナと２つの受信アンテナが必要となる。

また、スペースダイバーシチには、２つの受信入力のう
ち品質の良いものを切替えて出力する切替スペースダイ
バーシチと、２つの受信入力を合成して出力する合成ス
ペースダイバーシチとがあるが（例えば、上記文献ｐ、
２２１−２２５　）　、実際には通信目的、信頼性等の
要素を勘案し、これらのうちから最適な方式を選定する
ことになる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、例えば携帯用のデータ伝送を目的とする
無線装置では、装置の小形化・軽量化の要請から複数の
アンテナ及び受信機を用いることは事実上不可能である
ため、上記構成によるスペスダイバーシチ方式を採用す
ることができず、干渉フェージングによる符号誤り率の
劣化を許容せざるをえないという問題点があった。

システム的には、誤シの検出による訂正又は誤ル検出に
よる再送信等によシデータの信頼度を確保する方法もあ
るが、深い干渉性フェージングが発生した場合には効果
的ではなかった。

本発明は、以上に述べた、例えば携帯用のデータ伝送を
目的とし、双方向通信を行う無線装置ではスペースダイ
バーシチ方式を採用することができないという問題点を
解決するもので、携帯用無線移動局に対応する固定無線
基地局の設備の改善によシ干渉フェージングによる符号
誤り率を改善することのできるスペースダイバーシチ方
式を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するため、スペースダイバーシ
チ用としての第１及び第２のアンテナと、前記第１及び
第２のアンテナからの受信信号の合成又は切替を行う受
信手段と、前記第１のアンテナから送信信号を送出し、
一定時間内に相手から応答がない場合及び相手からの応
答が受信した信号に誤りが発生していたことを示す場合
には直ちに前記送信信号と同一内容の送信信号を前記第
２のアンテナから送出する送信手段とを携帯用無線移動
局に対応する固定無線基地局装置に設けたものである。

（作用） 固定無線基地局装置は送信を行う場合、スペースダイバ
ーシチ用として設けた２個のアンテナのうち第１のアン
テナから送信信号を送出し、相手の携帯用無線移動局か
ら前記送信信号に対する確認応答信号が送出されてくる
のを待つ。受信した前記確認応答信号が異常を示す場合
、及び一定時間内に受信されなかった場合には、直に第
２のアンテナから前記送信信号と同一内容の送信信号を
送出する。

この時、相手の携帯用無線移動局では、前記第１及び第
２のアンテナから送出された同一内容の送信信号を一個
のアンテナで受信する。通常、移動無線システムで取扱
うデータ長は短いので、前記携帯用無線移動局における
受信時間は短い。従って、その受信時間内に訃ける干渉
フェージングに対するアンテナに釦ける相関係数の変動
は小さいので、十分なスペースダイパシチ効果が期待さ
れる。

固定無線基地局装置は受信を行う場合、携帯用無線移動
局から送出された信号を前記第１及び第２のアンテナで
同時に受信し、受信した信号について合成又は切替を行
うことによシスイースダイバーシチ効果を得ている。

（実施例） 第１図は本発明の実施例を示す固定無線基地局のブロッ
ク図である。同図において、アンテナ１及びアンテナ２
はスペースダイバーシチ送・受信用のアンテナで、各々
アンテナ切替回路３の端子３ａ及びアンテナ切替回路４
の端子４ａに接続される。アンテナ切替回路３の端子３
ｂ及びアンテナ切替回路４の端子４ｂは各々受信機５及
び受信機６の入力側に接続される。受信機５及び受信機
６の出力側は、合成スペースダイバーシチ方式又は切替
スペースダイバーシチ方式に対応して受信信号の合成又
は切替のいずれかを行う合成・切替回路７の入力側に接
続され、合成・切替回路７の出力側は受信信号出力端子
１０に接続される。

また、送信信号入力端子１２は送信機８０入力側に接続
され、送信機８の出力側は通信制御回路９の入力側９ａ
に接続される。通信制御回路９の端子９ｂ及び端子９Ｃ
は各々アンテナ切替回路３の端子３ｃ及びアンテナ切替
回路４の端子４ｃに接続される。そして、前記合成・切
替回路７の出力側は論理回路１０にも接続され、論理回
路１０の出力側は送信機８と通信制御回路９とに接続さ
れる。

次に、本実施例の動作を第１図に基づいて説明する。

アンテナ１及びアンテナ２はスペースダイバーシチ送・
受信用のアンテナであり、スペースダイバーシチ効果を
得る為に空間的に所定の距離だけ離して設置される。従
って、携帯用無線移動局から送出された電波はアンテナ
１及びアンテナ２の双方によって受信され、その受信入
力電界は上記２本のアンテナの空間的に距離により定す
る相関関係を有する。アンテナ１及びアンテナ２により
受信された受信信号は各々アンテナ切替回路３の端子３
ａ及びアンテナ切替回路４の端子４ａに入力される。ア
ンテナ切替回路３及びアンテナ切替回路４は、通信制御
回路９からの同一のタイミングで同一方向に切替わるも
のであって、受信の場合には、アンテナ１及びアンテナ
２が受信機５及び受信機６に各々接続されるように切替
わる。従って、アンテナ切替回路３の端子３ａに入力さ
れた受信信号は端子３ｂから出力されて受信機５に入力
され、アンテナ切替回路４の端子４ａに入力された受信
信号は端子４ｂから出力されて受信機６に入力される。

入力された受信信号は各々受信機５及び受信機６によっ
て混合、増幅、復調等される。ただし、合成スペースダ
イバーンチ方式の場合は、受信信号は受信機５及び受信
機６からＩＦ（中間周波数）の形で合成・切替回路７に
一旦送出され、合成・切替回路７で位相合成された後再
び受信機５及び受信機６に戻され、復調される。復調さ
れた受信信号は合成・切替回路７を介して出力される。

切替スペースダイバーシチ方式の場合は、受信信号は受
信機５及び受信機６によシ復調されて合成・切替回路７
に入力され、受信入力電界の高い方が選択され、出力さ
れる。これにより、合成・切替回路７の出力は良好な通
信品質に維持され、受信信号出力端子１１を通じて外部
に出力される。

ところで、一般に固定無線基地局装置及び携帯用無線移
動局間のデータ伝送にお・いては、データ伝送のたびご
とにデータが誤シ無く伝送されたか否かを示す確認応答
信号を受信側から送信側に返し、送信側ではこの確認応
答信号が受信データに異常があることを示すものであっ
たシ又はこの確認応答信号を受信できなかった場合、同
一送信内容を再送信することによシ伝送品質を確保して
いる。

そこで、送信する場合、外部から送信信号入力端子１２
に入力された送信信号は送信機８に入力され、内部の変
調器に印加される。前記変調器で変調された信号は送信
機８から出力され通信制御回路９に入力される。通信制
御回路９はアンテナ切替回路３及びアンテナ切替回路４
を制御して共に送信側に切替えさせると共に、送信機８
からの信号をアンテナ切替回路３の端子３ａに出力する
。

出力された信号はアンテナ切替回路３を介してアンテナ
１から携帯用無線移動局に送出される。次いで、通信制
御回路９／ｄアンテナ切替回路３及びアンテナ切替回路
４を制御して共に受信側に切替えさせ、受信待機状態と
する。

前記携帯用無線移動局は、受信した受信データが正常で
あるか否かを判定し、確認応答信号を固定無線基地局装
置に送信する。しかし、携帯用無線移動局にＤいて受信
ができなかった場合には、当然確認応答信号は送信され
ない。

固定無線基地局装置側では、第１図に示す論理回路１０
によシ、受信された際に合成・分離回路７から出力され
る前記確認応答信号を判定する。

論理回路１０は、前記確認応答信号が受信データに誤シ
が発生していたことを示すものである場合、及びデータ
送信後一定時間内に前記確認応答信号を受信できなかっ
た場合には、直に送信機８へ再送要求信号を、通信制御
回路９にアンテナ切替要求信号を各々送出する。送信機
８は前記再送要求信号に基づき、前の送信信号、と同一
の信号を内部の変調器に印加し、変調された信号を通信
制御回路９に送出する。通信制御回路９は前記アンテナ
切替要求信号に基づき、アンテナ切替回路３及びアンテ
ナ切替回路４を送信側に切替えると共に、送信機８から
の信号を今度はアンテナ切替回路４の端子４ｃに出力す
る。出力された信号はアンテナ切替回路４を介してアン
テナ２から携帯用無線移動局に送出される。

このように、本実施例はアンテナ１から信号を送出した
が無線回線に障害が生じ信号が誤って受信された場合又
は信号が受信されなかった場合、アンテナ１からアンテ
ナ２に自動的にアンテナを切替えて同一の信号内容を再
送信するようにしたものである。このことは、携帯用無
線移動局に送出される電波は、無線回線に障害が生じた
場合、２本のアンテナの空間的に距離によシ定渣る相関
係数をもつ受信入力電界を携帯用無線移動局の受信機に
受信させることを示す。

以上、説明した本実施例は同一周波数を送・受信用に共
用した半二重通信の場合であるが、異なる三周波数を送
・受信用に使用する全二重通信の場合にあっても三周波
数に対応するアンテナ共用器等をアンテナ切替回路にか
えて使用することにより、同様の効果を得ることができ
る。

次に、本実施例の効果について説明する。

携帯用無線移動局で取扱うデータ長は一般に短く、従っ
て変調時間は短い。例えば、このデータ長を２０パイ）
（１６０ビツト）、伝送速度を９６００ビット／秒とす
ると、変調時間は高々約１７ミリ秒である。従って、固
定無線基地局装置側からの最初の送信から携帯用無線移
動局における再送信の受信渣でに要する全時間は、最初
の変調時間の約１７ミリ秒と、携帯用無線移動局で受信
データを受信してから確認応答信号を送出する１での時
間２５ミリ秒と、固定無線基地局装置側での確認応答信
号の判定に要する時間２５ミリ秒と、通信制御回路の切
替動作時間約１ミリ秒と、次の変調時間の約１７ミリ秒
とを合計した約８５ミリ秒となる。

これに対して、携帯用無線移動局を使用する人間の動き
は作業しながらのためせいぜい１ｍ７秒にすぎないから
、前記全変調時間約８５ミリ秒に対して高々８５關の移
動距離にしかならず、周波数帯にもよるが、−船釣には
携帯用無線移動局のアンテナにおける最初の送信電波と
、それと同一変調内容の再送の電波との受信入力電界の
相関係数の変動は小さいといえる。このことは、短時間
のデータ伝送に於ては、その時間内の干渉フェージング
に対して十分なスペースダイバーシチ効果を期待するこ
とができることを示している。

本実施例によれば、小形・軽量を要求される携帯用無線
移動局に、２台のスペースダイバーシチ用アンテナ及び
受信機を使用することなく固定無線基地局装置設備のみ
によって、十分なスペースダイバーシチ効果を期待する
ことができ、良好な通信品質を確保することができる。

（発明の効果） 以上、詳細に説明したように本発明によれば、固定無線
基地局装置にスペースダイバーシチ用としてのアンテナ
を２面設け、送信する場合、第１のアンテナから送信し
た後携帯用無線移動局からの応答がない場合、及び応答
が固定無線基地局装置の送信した信号内容が正しく伝送
されなかったことを示す場合に、直ちに同一の信号内容
を第２のアンテナから送信するようにしたため、通常の
移動データ伝送のような短時間のデータ伝送に於いては
、その時間内の干渉性フェージングに対する携帯用無線
移動局の受信アンテナにおける相関係数の変動は小さく
、十分なスイースダイバーシチ効果を期待することがで
きる。

すなわち、本発明によれば携帯用無線移動局に２台のス
ペースダイパシチ用アンテナ及び受信機を設けることな
く固定無線基地局装置設備にょシ十分なスペースダイバ
ーシチ効果を期待することができ、小形・軽量を重視す
る携帯用無線移動局にスペースダイバーシチ方式を適用
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のブロック図、第２図はスペー
スダイバーシチ概念図である。 １．２・・・アンテナ、３，４・・・アンテナ切替回路
、５，６・・・受信機、７・・・合成・切替回路、８・
・・送信機、９・・・通信制御回路、１０・・・論理回
路、１１・・・受信信号出力端子、１２・・・送信信号
入力端子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 スペースダイバーシチ用としての第１及び第２のアンテ
   ナと、 前記第１及び第２のアンテナからの受信信号の合成又は
   切替を行う受信手段と、 前記第１のアンテナから送信信号を送出し、一定時間内
   に相手から応答がない場合及び相手からの応答が受信し
   た信号に誤りが発生していたことを示す場合には直ちに
   前記送信信号と同一内容の送信信号を前記第２のアンテ
   ナから送出する送信手段とを携帯用無線移動局に対応す
   る固定無線基地局装置に設けたことを特徴とするスペー
   スダイバーシチ方式。