JPH0774685A - ダイバーシチ方式 - Google Patents
ダイバーシチ方式Info
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- JPH0774685A JPH0774685A JP24211893A JP24211893A JPH0774685A JP H0774685 A JPH0774685 A JP H0774685A JP 24211893 A JP24211893 A JP 24211893A JP 24211893 A JP24211893 A JP 24211893A JP H0774685 A JPH0774685 A JP H0774685A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- antenna
- correlator
- maximum ratio
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- antennas
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- Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 移動局の分布が偏在する場合にも、全体とし
てのチャネル容量を低下させないダイバーシチ方式を提
供することを目的とする。 【構成】 複数のアンテナ（１）をもつスペースダイバ
ーシチ方式と、相関器（２）と遅延線（３）と最大比合
成器（５）をもつスペクトル拡散変調方式を用いた符号
分割多元接続方式（ＣＤＭＡ）を組合せる。最大比合成
により複数のアンテナの合成指向性は送信局の方向を向
く。最大比合成を回線毎に行なうことにより、アンテナ
ビームを送信局毎に構成し、各々送信局の方向に向ける
ことができる。
てのチャネル容量を低下させないダイバーシチ方式を提
供することを目的とする。 【構成】 複数のアンテナ（１）をもつスペースダイバ
ーシチ方式と、相関器（２）と遅延線（３）と最大比合
成器（５）をもつスペクトル拡散変調方式を用いた符号
分割多元接続方式（ＣＤＭＡ）を組合せる。最大比合成
により複数のアンテナの合成指向性は送信局の方向を向
く。最大比合成を回線毎に行なうことにより、アンテナ
ビームを送信局毎に構成し、各々送信局の方向に向ける
ことができる。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はスペクトル拡散方式を用
いたCDMA移動通信システムにおけるダイバーシチ方式に
関する。 【０００２】 【従来の技術】スペクトル拡散通信を用いたCDMA方式は
異なったチャネルの信号が同じ周波数スペクトルを共有
している。その結果、1 つのセル内で1 つの周波数帯域
を用いて同時に通信可能な総チャネル容量は所望チャネ
ルの信号( 所望波) 強度と所望チャネル以外のチャネル
の信号( 干渉波) 強度との比(C/I) によって決定され
る。したがって、CDMA方式においてはセル内のチャネル
容量を増加させるためには所望波/ 干渉波比を改善する
必要がある。 【０００３】この対策の一つとして、セクタアンテナ方
式がある。セクタアンテナ方式は、120 °や60°のビー
ム幅を有するアンテナを基地局アンテナとして複数本用
い、1 つのセルをアンテナ指向性を用いて複数のセクタ
に分割することによって所望波/ 干渉波比を改善し、セ
ル全体としてのチャネル容量を増加する方式である。以
下従来のセクタアンテナ方式を図面に基づいて説明す
る。 【０００４】図4 は、120 °のビーム幅を有するアンテ
ナを3 基用いて基地局を構成した従来のセクタアンテナ
方式の構成の一例を示すセルの平面図である。また、図
5 は、無指向性アンテナを1 基用いて基地局を構成した
従来の単一アンテナによる方式の構成を示すセルの平面
図である。・十分に多数の移動局がセル内に均一に分布
している、・アンテナの指向性が十分に理想的である、
・セル全体の移動局数は単一アンテナ方式と同じであ
る、という条件の下では、セクタアンテナ方式のある1
つのセクタA のある1 つの移動局a からの信号( 所望信
号とする) に対するセル全体からの干渉波信号強度は3
分の1 に減少する。逆に通信可能な最低の所望波/ 干渉
波比を一定とした場合には、セクタアンテナ方式は単一
アンテナ方式の3 倍のチャネル容量をセル全体として得
ることが可能である。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】移動通信環境において
はセル内の移動局の空間的な分布は平均的には一様と考
えられるが、瞬時的にはかなりの偏在が生じる可能性が
あり、その場合には上記( たとえば120 °の指向性アン
テナを用いた場合には単一アンテナ方式に比べて3 倍)
のチャネル容量を得ることは不可能となる。極端な場
合、一つのセルに全ての移動局が集中した場合には、セ
ル全体としてのチャネル容量は単一アンテナ方式に等し
くなる。すなわち、セクタアンテナ方式は、移動局の空
間的な分布が偏在する可能性がある実際の移動通信シス
テム環境では、理想的なチャネル容量が得られないとい
う問題があった。 【０００６】本発明は上述した従来技術の問題点を解決
するためになされたもので、1 つのセクタに相当する範
囲内に移動局が集中した場合においても、セル全体とし
てのチャネル容量を低下させないダイバーシチ方式を提
供することを目的とする。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明は前記問題点を解
決するために、受信信号強度の変動がそれぞれに無相関
となる程度にアンテナ位置が異なる複数の水平面内無指
向性のアンテナと、該アンテナ毎の相関器と、拡散信号
の1 シンボル長に等しい時間長だけシフトする多タップ
の相関器と同数の遅延線と、該遅延線の出力を最大比合
成する合成器を備え、前記相関器と遅延線と合成器は回
線毎にもうけられる。 【０００８】 【作用】以上のような構成を有する本発明によれば、ア
ンテナ位置が異なる複数のアンテナで受信する信号強度
の変動が無相関になるような状況において、強度の大き
い複数の、または全ての相関器出力を最大比合成するこ
とによって、アンテナの指向性を回線毎に送信局の方向
に向け、従来のセクタアンテナ方式では不可能であった
移動局の空間的な分布が偏在する場合にもチャネル容量
の低下を起こさないダイバーシチ方式を実現する。 【０００９】 【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。 【００１０】図1 は本発明の一実施例を示すブロック図
である。水平面内に無指向性の各アンテナ1 で受信され
た信号は相関器2 の相関処理によって逆拡散される。そ
の出力が遅延線3 によってTc( 拡散符号の1 シンボル周
期) の時間分解能で分解され、遅延線の各タップ( タッ
プ数K)に出力される。各タップ出力は合成器5 によって
最大比合成される。 【００１１】最大比合成することにより、アンテナの全
体としての指向性は送信局の方向を向く。 【００１２】図１の相関器、遅延線及び合成器を回線毎
にもうけることにより（相関器及び遅延線はアンテナ数
×回線数、合成器は回線数）、アンテナビームを複数個
構成し、各ビームを送信局の方向に向けることができ
る。 【００１３】本発明はアンテナの配置面からはN 本のア
ンテナで構成されるスペースダイバーシチ方式である。
また、1 本のアンテナの受信信号に注目すると、相関処
理によってTc( 拡散符号の1 シンボル周期) を分解能と
して到来散乱波を時間的に分離し最大比合成するパスダ
イバーシチ方式である。本発明は各アンテナの信号を相
関処理することによって得られるN ×K 個の出力( また
は適当な数に限定したタップ数) を最大比合成するもの
である。本発明の原理はスペースダイバーシチとパスダ
イバーシチの組み合わせであるがその相乗効果によって
両方式のメリットを最大限に引き出し得ることをその特
長としている。 【００１４】図2 はマルチパスフェージングの計算機シ
ミュレーションによって求めたアンテナ数 【数１】 ｄ＝２λ（λ：波長）の場合の相対所望波/ 干渉波比(
単一アンテナの平均所望波/ 干渉波比を0dB とした) の
累積時間( 場所) 率分布を示している。N=1 の2つの曲
線は、従来のパスダイバーシチ方式に相当するものであ
る。本発明では、N=2 で3dB およびN=4 で6dB と、アン
テナの利得効果によって平均所望波/ 干渉波比( たとえ
ば50% 値) が増加している。これによって、単一アンテ
ナ方式と比べてN=2 で2 倍、N=4 で4 倍と、同じアンテ
ナの本数を用いたセクタアンテナ方式と同様にセル全体
としてのチャネル容量が増加する。また、同図からも明
らかなように、本発明にはスペースダイバーシチとパス
ダイバーシチによるマルチパスフェージングの軽減効果
があり、この効果も本発明の大きな利点である。 【００１５】さらに、本発明では強度の大きい複数の、
または全ての遅延線のタップ出力を常に最大比合成する
ように制御することによって、たとえば図3 のようにア
ンテナパターンを所望移動局の存在位置に応じて適応的
に変化させることが可能である。セクタアンテナ方式の
1 つのセクタに相当する範囲内に全ての移動局が集中し
た場合にも、セル内に均一に移動局が分布する場合とほ
ぼ同等のチャネル容量を提供することが可能である。 【００１６】なお、図3 においては、セクタアンテナ方
式と比較するため3 本のアンテナを正三角形配置してい
るが、任意の到来方向に対して互いに十分無相関な強度
変動をする信号を受信できる程度にアンテナ間の距離を
とれば、本発明の動作は配置の形状には依存しない。 【００１７】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
セクタアンテナ方式の1 セクタの範囲内に移動局が集中
した場合にも、セル内に均一に移動局が分布する場合と
ほぼ同等のチャネル容量を提供することが可能である。 【００１８】従って、本発明はスペクトル拡散変調方式
を用いる陸上移動通信システム、ディジタルコードレス
システム、構内無線通信システム等の無線通信システム
に適用可能であり、その効果が極めて大である。
いたCDMA移動通信システムにおけるダイバーシチ方式に
関する。 【０００２】 【従来の技術】スペクトル拡散通信を用いたCDMA方式は
異なったチャネルの信号が同じ周波数スペクトルを共有
している。その結果、1 つのセル内で1 つの周波数帯域
を用いて同時に通信可能な総チャネル容量は所望チャネ
ルの信号( 所望波) 強度と所望チャネル以外のチャネル
の信号( 干渉波) 強度との比(C/I) によって決定され
る。したがって、CDMA方式においてはセル内のチャネル
容量を増加させるためには所望波/ 干渉波比を改善する
必要がある。 【０００３】この対策の一つとして、セクタアンテナ方
式がある。セクタアンテナ方式は、120 °や60°のビー
ム幅を有するアンテナを基地局アンテナとして複数本用
い、1 つのセルをアンテナ指向性を用いて複数のセクタ
に分割することによって所望波/ 干渉波比を改善し、セ
ル全体としてのチャネル容量を増加する方式である。以
下従来のセクタアンテナ方式を図面に基づいて説明す
る。 【０００４】図4 は、120 °のビーム幅を有するアンテ
ナを3 基用いて基地局を構成した従来のセクタアンテナ
方式の構成の一例を示すセルの平面図である。また、図
5 は、無指向性アンテナを1 基用いて基地局を構成した
従来の単一アンテナによる方式の構成を示すセルの平面
図である。・十分に多数の移動局がセル内に均一に分布
している、・アンテナの指向性が十分に理想的である、
・セル全体の移動局数は単一アンテナ方式と同じであ
る、という条件の下では、セクタアンテナ方式のある1
つのセクタA のある1 つの移動局a からの信号( 所望信
号とする) に対するセル全体からの干渉波信号強度は3
分の1 に減少する。逆に通信可能な最低の所望波/ 干渉
波比を一定とした場合には、セクタアンテナ方式は単一
アンテナ方式の3 倍のチャネル容量をセル全体として得
ることが可能である。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】移動通信環境において
はセル内の移動局の空間的な分布は平均的には一様と考
えられるが、瞬時的にはかなりの偏在が生じる可能性が
あり、その場合には上記( たとえば120 °の指向性アン
テナを用いた場合には単一アンテナ方式に比べて3 倍)
のチャネル容量を得ることは不可能となる。極端な場
合、一つのセルに全ての移動局が集中した場合には、セ
ル全体としてのチャネル容量は単一アンテナ方式に等し
くなる。すなわち、セクタアンテナ方式は、移動局の空
間的な分布が偏在する可能性がある実際の移動通信シス
テム環境では、理想的なチャネル容量が得られないとい
う問題があった。 【０００６】本発明は上述した従来技術の問題点を解決
するためになされたもので、1 つのセクタに相当する範
囲内に移動局が集中した場合においても、セル全体とし
てのチャネル容量を低下させないダイバーシチ方式を提
供することを目的とする。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明は前記問題点を解
決するために、受信信号強度の変動がそれぞれに無相関
となる程度にアンテナ位置が異なる複数の水平面内無指
向性のアンテナと、該アンテナ毎の相関器と、拡散信号
の1 シンボル長に等しい時間長だけシフトする多タップ
の相関器と同数の遅延線と、該遅延線の出力を最大比合
成する合成器を備え、前記相関器と遅延線と合成器は回
線毎にもうけられる。 【０００８】 【作用】以上のような構成を有する本発明によれば、ア
ンテナ位置が異なる複数のアンテナで受信する信号強度
の変動が無相関になるような状況において、強度の大き
い複数の、または全ての相関器出力を最大比合成するこ
とによって、アンテナの指向性を回線毎に送信局の方向
に向け、従来のセクタアンテナ方式では不可能であった
移動局の空間的な分布が偏在する場合にもチャネル容量
の低下を起こさないダイバーシチ方式を実現する。 【０００９】 【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。 【００１０】図1 は本発明の一実施例を示すブロック図
である。水平面内に無指向性の各アンテナ1 で受信され
た信号は相関器2 の相関処理によって逆拡散される。そ
の出力が遅延線3 によってTc( 拡散符号の1 シンボル周
期) の時間分解能で分解され、遅延線の各タップ( タッ
プ数K)に出力される。各タップ出力は合成器5 によって
最大比合成される。 【００１１】最大比合成することにより、アンテナの全
体としての指向性は送信局の方向を向く。 【００１２】図１の相関器、遅延線及び合成器を回線毎
にもうけることにより（相関器及び遅延線はアンテナ数
×回線数、合成器は回線数）、アンテナビームを複数個
構成し、各ビームを送信局の方向に向けることができ
る。 【００１３】本発明はアンテナの配置面からはN 本のア
ンテナで構成されるスペースダイバーシチ方式である。
また、1 本のアンテナの受信信号に注目すると、相関処
理によってTc( 拡散符号の1 シンボル周期) を分解能と
して到来散乱波を時間的に分離し最大比合成するパスダ
イバーシチ方式である。本発明は各アンテナの信号を相
関処理することによって得られるN ×K 個の出力( また
は適当な数に限定したタップ数) を最大比合成するもの
である。本発明の原理はスペースダイバーシチとパスダ
イバーシチの組み合わせであるがその相乗効果によって
両方式のメリットを最大限に引き出し得ることをその特
長としている。 【００１４】図2 はマルチパスフェージングの計算機シ
ミュレーションによって求めたアンテナ数 【数１】 ｄ＝２λ（λ：波長）の場合の相対所望波/ 干渉波比(
単一アンテナの平均所望波/ 干渉波比を0dB とした) の
累積時間( 場所) 率分布を示している。N=1 の2つの曲
線は、従来のパスダイバーシチ方式に相当するものであ
る。本発明では、N=2 で3dB およびN=4 で6dB と、アン
テナの利得効果によって平均所望波/ 干渉波比( たとえ
ば50% 値) が増加している。これによって、単一アンテ
ナ方式と比べてN=2 で2 倍、N=4 で4 倍と、同じアンテ
ナの本数を用いたセクタアンテナ方式と同様にセル全体
としてのチャネル容量が増加する。また、同図からも明
らかなように、本発明にはスペースダイバーシチとパス
ダイバーシチによるマルチパスフェージングの軽減効果
があり、この効果も本発明の大きな利点である。 【００１５】さらに、本発明では強度の大きい複数の、
または全ての遅延線のタップ出力を常に最大比合成する
ように制御することによって、たとえば図3 のようにア
ンテナパターンを所望移動局の存在位置に応じて適応的
に変化させることが可能である。セクタアンテナ方式の
1 つのセクタに相当する範囲内に全ての移動局が集中し
た場合にも、セル内に均一に移動局が分布する場合とほ
ぼ同等のチャネル容量を提供することが可能である。 【００１６】なお、図3 においては、セクタアンテナ方
式と比較するため3 本のアンテナを正三角形配置してい
るが、任意の到来方向に対して互いに十分無相関な強度
変動をする信号を受信できる程度にアンテナ間の距離を
とれば、本発明の動作は配置の形状には依存しない。 【００１７】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
セクタアンテナ方式の1 セクタの範囲内に移動局が集中
した場合にも、セル内に均一に移動局が分布する場合と
ほぼ同等のチャネル容量を提供することが可能である。 【００１８】従って、本発明はスペクトル拡散変調方式
を用いる陸上移動通信システム、ディジタルコードレス
システム、構内無線通信システム等の無線通信システム
に適用可能であり、その効果が極めて大である。
【図面の簡単な説明】
【図1 】本発明の一実施例によるダイバーシチ方式の構
成を示すブロック図である。 【図2 】本発明の平均所望波/ 干渉波比改善効果を示す
特性図である。 【図3 】本発明がアンテナパターンを適応的に変化可能
である様子を示す概念図である。 【図4 】従来のセクタアンテナ方式の構成の概念を示す
セル平面図である。 【図5 】従来の単一アンテナシステムの構成の概念を示
すセル平面図である。 【符号の説明】 1 無線基地局アンテナ 2 相関器 3 遅延線 4 拡散信号発生器 5 最大比合成器 6 セルラ移動通信システムの1 つのセル 7 移動局 8 セクタアンテナ方式用120 °ビーム指向性アンテナ 9 単一アンテナ方式用無指向性アンテナ
成を示すブロック図である。 【図2 】本発明の平均所望波/ 干渉波比改善効果を示す
特性図である。 【図3 】本発明がアンテナパターンを適応的に変化可能
である様子を示す概念図である。 【図4 】従来のセクタアンテナ方式の構成の概念を示す
セル平面図である。 【図5 】従来の単一アンテナシステムの構成の概念を示
すセル平面図である。 【符号の説明】 1 無線基地局アンテナ 2 相関器 3 遅延線 4 拡散信号発生器 5 最大比合成器 6 セルラ移動通信システムの1 つのセル 7 移動局 8 セクタアンテナ方式用120 °ビーム指向性アンテナ 9 単一アンテナ方式用無指向性アンテナ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1 】 スペクトル拡散変調方式を用いた符号分
割多元接続(CDMA)方式の移動通信システム等の無線通信
システムの基地局受信において、 受信信号強度の変動が無相関となる程度にアンテナ位置
が異なる複数のアンテナと、 送信局で用いられた拡散信号と同じ系列の信号を用いて
該アンテナ出力の受信信号に対して逆拡散処理を行なう
アンテナ対応の相関器と、 拡散信号の1 シンボル長に等しい時間長だけ時間的にシ
フトする多タップの相関器と同数の遅延線と、 該遅延線の複数の、タップ出力を最大比合成する合成器
を備える構成をとることによって、アンテナの指向性を
送信局の方向に向け、サービスゾーン内の収容移動局数
を増加させ、 前記相関器と遅延線と合成器が、回線毎にもうけられ、 各アンテナが水平面内で無指向性であることを特徴とす
るダイバーシチ方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24211893A JP3047703B2 (ja) | 1993-09-03 | 1993-09-03 | ダイバーシチ方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24211893A JP3047703B2 (ja) | 1993-09-03 | 1993-09-03 | ダイバーシチ方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0774685A true JPH0774685A (ja) | 1995-03-17 |
| JP3047703B2 JP3047703B2 (ja) | 2000-06-05 |
Family
ID=17084569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24211893A Expired - Fee Related JP3047703B2 (ja) | 1993-09-03 | 1993-09-03 | ダイバーシチ方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3047703B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997009793A1 (fr) * | 1995-09-04 | 1997-03-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Dispositif de communication mobile a radiotransmission numerique a etalement de spectre |
| US6205166B1 (en) | 1997-08-05 | 2001-03-20 | Nec Corporation | CDMA receiver with antenna array adaptively controlled with combined errors of despread multipath components |
| EP1162755A1 (en) * | 2000-06-06 | 2001-12-12 | Lucent Technologies Inc. | Code matched filter for a CDMA diversity radio receiver |
| US6839550B2 (en) | 2001-04-17 | 2005-01-04 | Uniden Corporation | Diversity antenna switching device and method, and storage medium |
| WO2005015767A1 (en) * | 2003-08-06 | 2005-02-17 | Hong Kong Applied Science And Technology Research Institute Co., Ltd. | Location positioning in wireless networks |
| KR100708931B1 (ko) * | 2000-08-25 | 2007-04-17 | 에스케이 텔레콤주식회사 | 부호 분할 다중 접속 시스템의 수신 장치 및 그 수신장치를 이용한 수신 신호의 부호 동기 방법 |
-
1993
- 1993-09-03 JP JP24211893A patent/JP3047703B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997009793A1 (fr) * | 1995-09-04 | 1997-03-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Dispositif de communication mobile a radiotransmission numerique a etalement de spectre |
| US6128333A (en) * | 1995-09-04 | 2000-10-03 | Matsushita Electrical Industrial Co., Ltd. | Spread spectrum radio transmission digital mobile communication |
| CN1084974C (zh) * | 1995-09-04 | 2002-05-15 | 松下电器产业株式会社 | 扩展频谱无线传送数字移动通信机 |
| US6430215B1 (en) | 1995-09-04 | 2002-08-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Spread spectrum radio transmission digital mobile communication device |
| US6205166B1 (en) | 1997-08-05 | 2001-03-20 | Nec Corporation | CDMA receiver with antenna array adaptively controlled with combined errors of despread multipath components |
| EP1162755A1 (en) * | 2000-06-06 | 2001-12-12 | Lucent Technologies Inc. | Code matched filter for a CDMA diversity radio receiver |
| KR100708931B1 (ko) * | 2000-08-25 | 2007-04-17 | 에스케이 텔레콤주식회사 | 부호 분할 다중 접속 시스템의 수신 장치 및 그 수신장치를 이용한 수신 신호의 부호 동기 방법 |
| US6839550B2 (en) | 2001-04-17 | 2005-01-04 | Uniden Corporation | Diversity antenna switching device and method, and storage medium |
| WO2005015767A1 (en) * | 2003-08-06 | 2005-02-17 | Hong Kong Applied Science And Technology Research Institute Co., Ltd. | Location positioning in wireless networks |
| US7313403B2 (en) | 2003-08-06 | 2007-12-25 | Hong Kong Applied Science And Technology Research Institute Co., Ltd. | Location positioning in wireless networks |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3047703B2 (ja) | 2000-06-05 |
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