JPH04291830A - ダイバーシチ受信方式 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＴＤＭＡその他の通信
方式を用いた高速伝送速度のディジタル移動通信システ
ムにおいて、フェージングに伴う伝送品質の劣化を抑圧
するダイバーシチ受信方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＴＤＭＡ（時分割多元接続）は、従来、
衛星通信の分野で多く用いられる通信方式であったが、
デマンドアサイン方式によるダイナミックな回線割り当
てが可能であるために限られた無線周波数を有効利用で
きる特性と、近年のディジタル信号処理技術の進展とに
応じて移動通信システムへの適用が研究されつつある。

【０００３】このような移動通信システムでは、マルチ
パス伝搬によるフェージングが発生して伝送品質が劣化
するが、その伝送品質の劣化を抑圧する方法としてダイ
バーシチ受信方式が用いられる。特に、上述の移動通信
システムでは、複数の移動局装置によって無線回線を時
間軸上で切替えて共用するために、周波数の異なる予備
の無線回線を用いずに実現でき、かつ物理的に隔てて配
置された個別のアンテナを介して受信された同じ周波数
の受信波を合成し、あるいは適宜切替えて用いるスペー
スダイバーシチ受信方式が採用される。

【０００４】図７は、従来のダイバーシチ受信方式の構
成例を示す図である。図において、一方のブランチ７１
１　から送出される検波出力信号はブランチ選択回路７
２の一方の入力に接続され、その出力は上述の検波出力
信号に含まれるクロックを再生するクロック再生回路７
３と、そのクロックに同期して検波出力信号のレベルを
判定して２値のデータを送出する識別判定回路７４とに
接続される。ブランチ７１１　から出力される受信波レ
ベルの測定値はブランチ選択制御回路７５の一方の入力
に与えられ、その出力はブランチ選択回路７２に選択制
御信号を与える。

【０００５】ブランチ７１１　では、アンテナ７６１　
が受信器７７１　の受信入力に接続され、その一方の出
力は受信波を検波して検波出力信号を送出する検波器７
８１　に接続される。受信器７７１　の他方の出力は、
受信波レベルを測定してその測定結果を出力するレベル
測定回路７９１　に接続される。また、他方のブランチ
７１２　は、アンテナ７６１　に対して物理的に隔てて
配置されたアンテナ７６２　およびこれに対応して設け
られた受信器７７２　、検波器７８２　、レベル測定回
路７９２　から構成され、これらの接続関係はブランチ
７１１　と同様であるが、検波器７８２　から出力され
る検波出力信号はブランチ選択回路７２の他方の入力に
与えられ、レベル測定回路７９２　から出力される測定
結果はブランチ選択制御回路７５の他方の入力に接続さ
れる。

【０００６】このような構成のダイバーシチ受信方式は
、選択合成法と呼ばれ、レベル測定回路７９１　、７９
２　が２つのアンテナ７６１　、７６２　を介してそれ
ぞれ受信された受信波レベルを測定し、ブランチ選択制
御回路７８がその測定結果を比較して受信波レベルの大
きな方のブランチの検波出力信号を選択し、クロック再
生回路７３および識別判定回路７４に与える。

【０００７】また、各ブランチの受信器から出力される
中間周波信号の位相を同相に揃えて並行に検波し、それ
らの検波出力を合成する同相合成法も、選択合成法と共
に、上述の移動通信システムへの適用効果に関する検討
が行われつつある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来のダイバーシチ受信方式では、受信波レベルのみに
着目してブランチの出力を択一的に選択し、受信帯域内
のレベル変動特性が考慮されていなかった。したがって
、ＴＤＭＡを用いて数１０ｋｂｐｓ以上の高速伝送を行
う移動通信システムのように、マルチパス伝搬により受
信されるデータの遅延時間差がそのデータの繰り返し周
期に対して無視できない値となる場合には、本来的に受
信されるべき受信波の周波数スペクトラム（図８（ａ）
）の一部に減衰を伴ったり（図８（ｂ））、両側帯波成
分に大きな減衰を伴ったり（図８（ｃ））する周波数選
択性フェージングが発生し、ダイバーシチ受信方式によ
る充分な改善効果が得られなかった。

【０００９】また、受信波の側帯波成分を抽出してその
レベルを測定し、その測定結果に基づいて受信波の周波
数スペクトラムの乱れ（図８（ｂ），（ｃ））の程度を
比較し、周波数選択性フェージングが最も小さいブラン
チを選択することもできるが、上述の移動通信システム
では、その伝送速度に応じて高速な位相変化に対応しな
ければならないために、並行して受信波の側帯波成分を
抽出し、かつそれらの成分を広いダイナミックレンジに
わたって処理しなければならなかった。

【００１０】本発明は、受信波を時間軸上で処理して周
波数選択性フェージングによる伝送品質の劣化を抑圧で
きるダイバーシチ受信方式を提供することを目的とする
。

【００１１】

【課題を解決するための手段】図１は、本発明の原理ブ
ロック図である。本発明は、スペースダイバーシチを構
成する複数の受信系１１１　〜１１Ｎ　と、受信系１１
１　〜１１Ｎ　が同時に受信する各受信波の復調信号の
直流分を求め、前記受信波のアイアパーチャを個別に測
定する測定手段１３１　〜１３Ｎ　と、その測定結果を
比較し、受信系１１１　〜１１Ｎ　の内、アイアパーチ
ャが最大に開いた受信波に対応する受信系の出力を選択
する選択切替手段１５とを備えたことを特徴とする。

【００１２】

【作用】本発明では、測定手段１３１　〜１３Ｎ　が受
信系１１１　〜１１Ｎ　によって同時に受信された各受
信波の復調信号の直流分を求めてアイアパーチャを個別
に測定する。このようにして測定されるアイアパーチャ
に対応した受信波のアイパターンは、一般に、無線回線
のマルチパス伝搬に伴う周波数選択性フェージングが大
きいほど、受信波の復調信号が大きく変動するので、狭
くなる。選択切替手段１５は、上述の測定結果を比較し
て、受信系１１１　〜１１Ｎ　の内で、アイアパーチャ
が最大に開いた受信波が得られる受信系の出力を選択す
る。

【００１３】したがって、選択切替手段１５によって選
択される受信系の出力には、常に、受信系１１１　〜１
１Ｎ　の内で、選択性フェージングの影響が最も少ない
受信波を受信する受信系の出力が与えられる。

【００１４】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例につい
て詳細に説明する。図２は、本発明の一実施例を示す図
である。図において、図７に示すものとその機能および
構成が同じものについては、同じ参照番号を付与して表
し、ここではその説明を省略する。

【００１５】本実施例と図７に示す従来例構成との相違
点は、ブランチ７１１　に代わる受信系（ブランチ）１
１１　には検波器７８１　が出力する検波出力信号をデ
ィジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ（Ａ／Ｄ）２
１１　を備え、レベル測定回路７９１　に代えて上述の
検波出力信号とディジタル信号とからアイアパーチャを
測定し、再生クロックをＡ／Ｄコンバータ２１１　に供
給する測定手段１３１　を備え、ブランチ選択回路７２
を含み、各受信系が出力するディジタル信号をアイパー
チャの比較結果に応じて選択する選択切替手段１５を備
え、識別判定回路７４に代わってブランチ選択回路７２
を介して与えられるディジタル信号を２値のデータに変
換する閾値判定回路２２を備えた点にある。さらに、ブ
ランチ７１２　に代わる受信系１１２　およびこれに対
応した測定手段１３２　を備えるが、これらの構成はそ
れぞれ受信系１１１　と測定手段１３１　とに同じであ
るから、ここではその説明を省略する。

【００１６】測定手段１３１　は、受信系１１１　から
出力される検波出力信号からクロック信号を再生するク
ロック再生回路２３１　と、その再生クロックに同期し
て上述のディジタル信号からアイアパーチャを測定する
アイアパーチャ測定回路２４１　とから構成される。選
択切替手段１５には、測定手段１３１　、１３２　によ
ってそれぞれ測定されたアイアパーチャを比較するアイ
アパーチャ比較回路２５と、その比較結果に応じた選択
制御信号をブランチ選択回路７２に与えるブランチ選択
制御回路２６を備える。

【００１７】なお、本実施例と図１に示すブロック図と
の対応関係については、アンテナ７６１　、７６２　、
受信器７７１　、７７２　、検波器７８１　、７８２　
およびＡ／Ｄコンバータ２１１　、２１２　は受信系１
１１〜１１Ｎに対応し、クロック再生回路２３１　、２
３２　およびアイアパーチャ測定回路２４１　、２４２
　は測定手段１３１〜１３Ｎに対応し、アイアパーチャ
比較回路２５、ブランチ選択制御回路２６およびブラン
チ選択回路７２は選択切替手段１５に対応する。

【００１８】図３は、本実施例におけるＴＤＭＡのフレ
ーム構成を示す図である。図４は、検波出力信号のアイ
パターンを示す図である。図５は、検波出力信号と再生
クロックとのタイミング関係を示す図である。図６は、
測定手段と選択切替手段との動作を示すフローチャート
である。以下、図２〜図６を参照して、本実施例の動作
を説明する。なお、本実施例では、図３に示すフレーム
構成のＴＤＭＡを採用した移動通信システムにおいて、
受信系１１１　、１１２　を含む移動局装置にタイムス
ロットＡが割り当てられ、タイムスロットＢ、Ｃが他の
移動局装置に割り当てられているものとする。

【００１９】検波器７８１（７８２）から与えられる検
波出力信号は、図４（ａ）と図４（ｂ）　とに対比して
示すように、一般に、受信波に伴う周波数選択性フェー
ジングが大きいほどその値が激しく変動し、アイアパー
チャが小さくなってアイパターンが狭くなる。クロック
再生回路２３１（２３２）は、図５に示すように、検波
出力信号からその波形の先頭値のタイミングで立ち上が
るクロックを再生する。

【００２０】タイムスロットＡのタイミングでは、アイ
アパーチャ測定回路２４１（２４２）は、そのクロック
の立ち上がり時に、Ａ／Ｄコンバータ２１１（２１２）
を介してディジタル信号に変換された検波出力信号の尖
頭値を取り込んでそのレベルを測定し（図６■）、その
測定レベルが前回の測定レベルより大きい場合には既に
保存されている測定レベルをそのまま保持し、反対に前
回の測定レベルより小さい場合には既に保持されている
測定レベルに代えて新たな測定レベルを保存する。アイ
アパーチャ測定回路２４１（２４２）は、このような処
理を反復して所定の測定回数毎にその測定レベルの最小
値をアイアパーチャとして算出し（図６■）、アイアパ
ーチャ比較回路２５に与える。

【００２１】タイムスロットＢもしくはＣのタイミング
では、アイアパーチャ比較回路２５は、このようにして
与えられる受信系１１１　、１１２のアイアパーチャを
逐次比較し（図６■）、その比較結果を出力する。ブラ
ンチ選択制御回路２６は、その比較結果に基づいて受信
系１１１　の方が受信系１１２　よりアイアパーチャが
大きい場合の回数をカウントし（図６■）、所定の比較
回数（＝ｎ）毎に多数決によりアイパターンがより広い
検波出力信号を選択する選択制御信号を出力する（図６
■）。すなわち、ブランチ選択制御回路２６は、得られ
たカウント値がｎ／２を超えている場合には受信系１１
１　を選択する選択制御信号を出力し、反対にそのカウ
ント値がｎ／２を以下である場合には受信系１１２　を
選択する選択制御信号を出力する。

【００２２】ブランチ選択回路７２は、上述の選択制御
信号に応じて、ディジタル信号に変換されて受信系１１
１　、１１２　から与えられる検波出力信号の何れか一
方を選択して閾値判定回路２２に与える。閾値判定回路
２２は、このようにして与えられる検波出力信号を２値
のデータに変換して出力する。このように本実施例によ
れば、マルチパス伝搬に伴う受信帯域内のレベル変動分
を時間軸上の処理により除去して検波出力信号のアイア
パーチャを測定し、アイアパーチャの広い検波出力信号
が得られるブランチを選択することにより、周波数選択
性フェージングによる伝送品質の劣化を抑圧することが
できる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、マルチパ
ス伝搬による周波数選択性フェージングが大きいほど受
信波の復調信号が大きく変動し、アイパターンが狭くな
ることに着目して、各受信系に同時に受信される受信波
のアイアパーチャを測定手段によって個別に測定し、選
択切替手段がその測定結果を比較してアイアパーチャが
最大に開いた受信波が得られる受信系の出力を選択する
。

【００２４】したがって、このようにして選択される受
信系の出力は、常に、全ての受信系の出力の内で、選択
性フェージングの影響が最少の受信波に対応し、高速伝
送を行う移動通信システムの伝送品質を向上させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理ブロック図である。

【図２】本発明の一実施例を示す図である。

【図３】本実施例におけるＴＤＭＡのフレーム構成を示
す図である。

【図４】検波出力信号のアイパターンを示す図である。

【図５】検波出力信号と再生クロックとのタイミング関
係を示す図である。

【図６】測定手段と選択切替手段との動作を示すフロー
チャートである。

【図７】従来のダイバーシチ受信方式の構成例を示す図
である。

【図８】周波数選択性フェージングを伴う受信波の周波
数スペクトラムを示す図である。

【符号の説明】

１１１　〜１１Ｎ　　　受信系 １３１　〜１３Ｎ　　　測定手段 １５　　選択切替手段 ２１１　，２１２　　　Ａ／Ｄコンバータ（Ａ／Ｄ）２
２　　閾値判定回路 ２３１　，２３２　，７３　　クロック再生回路２４１
　，２４２　　　アイアパーチャ測定回路２５　　アイ
アパーチャ比較回路 ２６，７５　　ブランチ選択制御回路 ７１１　，７１２　　　ブランチ ７２　　ブランチ選択回路 ７４　　識別判定回路 ７６１　，７６２　　　アンテナ ７７１　，７７２　　　受信器 ７８１　，７８２　　　検波器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　スペースダイバーシチを構成する複数
   の受信系（１１１　〜１１Ｎ　）と、前記受信系（１１
   １　〜１１Ｎ　）が同時に受信する各受信波の復調信号
   の直流分を求め、前記受信波のアイアパーチャを個別に
   測定する測定手段（１３１〜１３Ｎ）と、その測定結果
   を比較し、前記受信系（１１１　〜１１Ｎ　）の内、前
   記アイアパーチャが最大に開いた受信波に対応する受信
   系の出力を選択する選択切替手段（１５）とを備えたこ
   とを特徴とするダイバーシチ受信方式。