JPH09505715A - 無線機のアンテナ構成 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 おのおの異なる方向性アンテナパターンを有する少なくとも第１のアンテナ（１０）および第２のアンテナ（１１）、前記アンテナで受信された信号を他のアンテナで受信された信号に関して遅延させる可変遅延部（１８）、各アンテナで受信された信号を組み合わせかつ受信信号を出力するコンバイナ（１９）、および前記受信信号の成分を組み合わせるイコライザ（２０）を具備する無線受信機（図１）が提供される。

Description

【発明の詳細な説明】 無線機のアンテナ構成 発明の分野 この発明は不規則な（ｉｒｒｅｇｕｌａｒ）カバレージ領域を提供する無線受 信機および送信機のアンテナ構成に関連する。それは特にデジタル変調を使用し かつマルチパス伝搬効果の低減のためのイコライザを導入した無線送信システム に適用可能である。そのようなシステムの例はＧＳＭデジタル移動無線電話シス テムである。本発明はまたダイバシティ受信および送信を提供する無線機に関す る。 発明の背景 アンテナダイバシティは数波長だけ物理的に間隔をあけて配置された２つの受 信アンテナが使用される技術である。該無線受信機は伝統的にはおのおののアン テナが接続される２つの別個の並列的な増幅経路を有する。受信機の処理チェイ ンの終りに向かって２つの信号がプロセッサに供給され該プロセッサは伝統的に は最善の信号または位相シフトを選択しかつ次に２つの信号をコヒーレントに加 算する。その目的は（例えば、移動無線システムに対する）フェーディング信号 に対しては、２つのアンテナ上の信号は統計的に同時にフェードを受けた状態に ある可能性が少な いことである。従って、ダイバシティ合成された信号はフェーディング効果が低 減されている。しかしながら、伝統的な２重受信機およびダイバシティ合成器は 、かなり余分の複雑さを加え、したがってより簡単な解決方法を提供することが 望ましい。 マルチパスイコライザを導入したデジタル変調無線システム（例えば、ＧＳＭ ）に対して、ヨーロッパ特許出願公報第０４３０４８１号は、統合されたイコラ イザ／ダイバシティ合成器として作用する、特別の２ポートイコライザの２つの ポートの内の１つに２つの並列的な受信機チェインのおのおのが接続されたダイ バシティ構成について述べている。しかしながらこの構成も２重の受信機チェイ ンを必要とする。 英国特許出願公報第２２３７７０６号は１つのアンテナへのまたは１つのアン テナからの信号が第２のアンテナへのまたは第２のアンテナからの信号に関して 遅延されかつ遅延されたおよび遅延されない信号を組合わせるためにビタビ（Ｖ ｉｔｅｒｂｉ）イコライザが使用される空間ダイバシティシステムについて記述 している。 従来技術の構成にともなう問題は前記遅延要素の遅延が、少なくとも時折、異 なる伝搬経路に対する実際のマルチパス間隔（ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ）に事実上 等しく、それによって受信をより良好にするよりはむしろより悪くすることであ る。 無線送信および受信局はそれらの意図するサービス領域においてそれらの信号 のカバレージを提供する。１つの例はセルラ移動無線電話システムに対するサー ビスカバレージを提供するために使用されるセルサイトである。 所望のカバレージ領域は送信システムの放射電力、受信システムの感度、アン テナ放射パターンの形状、取り付けられたアンテナの方向および高さ、並びにセ ルサイトと無線サービスへの加入者の間の介在する地勢（ｔｅｒｒａｉｎ）であ る。（例えば、セルラ移動電話システムの加入者のための移動または携帯用ステ ーション）。セルラ移動電話システムは通常干渉状態の下で動作しかつ従ってセ ル（最善のサーバ）の有効な境界は干渉するセルおよび近隣のセルのカバレージ によって複雑な方法で決定される。 セルサイトのアンテナは全方向性アンテナまたは方向性アンテナを使用するこ とができる。平坦な、一様な地勢にわたりかつ妨害のない場合に、カバレージ領 域の形状は主としてアンテナの放射パターンに従う。これは通常規則的な対称の 形状となる。 例えば特定の地勢または境界の形状に従うために、しばしば不規則なカバレー ジを達成するのが望ましいことがある。これは不規則なパターンを備えたセルサ イトのアンテナを必要とする。 しかしながら逆に、非常にしばしば、地勢形状は規則的な地勢に対して持つカ バレージと比較して、セルサイトの アンテナのカバレージを変更することがある。そのような変更されたカバレージ の結果はいくつかの領域において貧弱なサービスを生じかつ他の領域において異 なるセルを使用する加入者への妨害を生じる。従って、補償的な不規則な放射パ ターンを備えたアンテナによって変更されたカバレージの影響を補償することが 望ましい。 複雑な不規則な放射パターンを有する単一のアンテナを設計することは非常に 困難である。さらに、特定のセルサイトに対してアンテナの設計をあつらえるこ とは許容しがたいほどコストがかかる。 複雑かつ不規則な放射パターンを備えたアンテナはフェーズドアレイ（ｐｈａ ｓｅｄ ａｒｒａｙ）アンテナ技術の手段により構成することができる。しかし ながら、そのようなアンテナはコストがかかり、所望のパターンにセットアップ するのが困難であり、敏感であり、繊細であり、規則的なメンテナンスを必要と しかつ通常大型である。 所望の形状の組合わされたパターンを生成するために異なる放射パターンを備 えた複数のアンテナの単純な組合わせは首尾よく行われていない。複数のアンテ ナからの信号の単純な組合わせ（すなわち、加算）は、特に個々のアンテナのパ ターンの間の境界において、ひどい妨害ローブ（ｌｏｂｅｓ）を生じさせる。 上記問題を克服しかつ信頼性ある不規則な形状のカバレージ領域を提供する組 合わせ方法が望まれる。 発明の概要 本発明の第１の態様によれば、無線受信機が提供され、該無線受信機はダイバ シティを提供するために物理的に間隔をあけた第１および第２のアンテナ、時間 的に分離された受信シンボルの成分を組合わせるためのイコライザ、前記第１お よび第２のアンテナにおいて受信された信号を組合わせかつ組合わされた信号を 前記イコライザに結合するコンバイナ、および前記アンテナの１つの受信経路に おける、そのアンテナで受信された信号を他のアンテナで受信された信号に関し て遅延させる可変遅延手段を具備し、第１および第２のアンテナからの信号の間 の破壊的な妨害の可能性を大幅に低減する。 本発明の第２の態様によれば、前記第１の態様において規定されたものに対応 する送信機が提供される。 本発明の第３の態様によれば、無線受信機が提供され、該無線受信機はおのお の異なる方向性アンテナパターンを有する第１および第２のアンテナ、前記アン テナで受信された信号を他のアンテナで受信された信号に関して遅延させる可変 遅延手段、おのおののアンテナで受信された信号を組合わせかつ受信信号を出力 するコンバイナ、および前記受信信号の成分を組合わせるためのイコライザを具 備する。 本発明の第４の態様によれば、前記第３の態様に係わる 無線受信機に対応する送信機が提供される。 上記すべての態様における本発明はダイバシティおよび不規則なカバレージを 提供できる非常に安価なかつ単純な構成を提供する。特別の利点はダイバシティ が、例えばＲＦ段において、単にコンバイナ、遅延要素および余分のアンテナを 加えることによって提供できることである。２つのアンテナからの信号はその通 常の方法で動作するイコライザによって付加的に組合わされるため何らの余分の 処理も必要としない。 ２つのアンテナの信号は（異なる）遅延線手段によって処理することができあ るいは複数のアンテナおよび遅延線を使用することができる。フェーズドアレイ はダイバシティのために並列的な受信機チェインおよびさらなるダイバシティの ための１つまたはそれ以上の受信機チェインにおける遅延要素の組合わせを備え て提供できる。 アンテナからの信号がある遅延によってお互いから分離されれば、マルチパス ダイバシティが２つより多くのアンテナによって提供できる。 前記遅延手段はアナログでもよくあるいはデジタルでもよく、かつＩＦまたは ＲＦ段に存在してもよい。ＲＦ処理の場合は、前記遅延手段はそれ自身の周波数 変換器、ＩＦ増幅器および遅延手段を導入できる外部ユニットの形式とすること ができる。 遅延されたおよび加算された信号は、以下に説明するよ うに、信号の何らかの検出された特性に従ってイネーブルされ、ディスエーブル されあるいは変更できる。 本発明が対処しようとする問題はまた遅延を導入する中継器またはセル増強器 （ｃｅｌｌ ｅｎｈａｎｃｅｒ）において生じ、中継器からの信号の遅延は、少 なくとも時折、中継されたおよび主セルの送信機からの信号に対する実際のマル チパス遅延間隔と事実上等しくなり、それによって受信を一層悪くする。 図面の簡単な説明 図１は、本発明に係わるマルチパス強化ダイバシティ受信記の第１の実施形態 を示す。 図２は、本発明の説明のためのフェーザダイアグラムを示す。 図３は、遅延手段がＲＦ段に与えられている、本発明に係わるダイバシティ受 信機の１実施形態を示す。 図４は、本発明の他の実施形態に係わるアドオン型ＲＦダイバシティユニット を示す。 図５は、本発明に係わるダイバシティを提供する送信機を示す。 図６は、本発明を使用した中継器を示す。 図７は、図６の中継器を示す。 図８、図９および図１０は、アンテナの放射パターンを示す。 図１１は、本発明の１実施形態に係わる受信機を示す。 図１２は、本発明の１実施形態に係わる送信機を示す。 好ましい実施形態の詳細な説明 図１を参照すると、主受信アンテナ１０およびダイバシティアンテナ１１を備 えた典型的なＧＳＭ無線受信機の一部が示されている。主アンテナ１０は周波数 変換ユニット（図示せず）を含むフロントエンドＲＦ増幅ユニット１３およびＩ Ｆ段１４を備えた主受信経路１２へ信号を提供する。数多くの周波数変換ユニッ トおよびＩＦ段が使用できる。ダイバシティアンテナはフロントエンド増幅ユニ ット１６およびＩＦ段１７を備えたダイバシティ受信経路１５へ信号を提供する 。ダイバシティ受信経路１５はまた、長い伝送ライン、表面音響波遅延線、また は１つまたはそれ以上のフィルタの形式とすることができる、遅延要素１８を具 備する。主受信経路１２のＩＦ段１４の出力およびダイバシティ受信経路の遅延 要素１８の出力は単純なコンバイナ１９によって組合わされかつマルチパスイコ ライザ２０へ渡される。マルチパスイコライザはＧＳＭ仕様に従っておりかつ、 例えば、ＥＰ−Ａ−０３１８６８５またはＥＰ−Ａ−０３４３１８９に述べられ たものとするとことができる。イコライザ２０はデジタル形式であり、すなわち 、イコライザ２０への入力にはＡ／Ｄ変換器がある。該イコライザは４倍オーバ サンプリングを使用する。イコライ ジングの後に、信号は、ＧＳＭ仕様に従って、エラーコーダ２１においてエラー コーディングに付され、かつ結果は音声情報を抽出しかつ音声を合成するために 音声デコーダに渡される。アナログイコライザも同様に使用できる。 図１の受信機の動作は次のとおりである。ＧＭＳＫ信号（または他の２進変調 信号）が移動送信機からアンテナ１０において受信される。同時に、異なる経路 を介してアンテナ１１において前記送信機から信号が受信される。信号の各シン ボルはほぼ４マイクロセカンドの持続時間を有する。前記アンテナで受信された 信号はそれぞれフロントエンドユニット１３および１６、およびＩＦ段１４およ び１７において増幅およびダウンコンバートされる。アンテナ１１からの信号は 遅延要素１８において遅延される。該遅延要素は信号を、コンバイナ１９におい て合成されたとき、経路１２および１５からの信号の間の破壊的な干渉の可能性 が大幅に低減されるビット期間の少なくとも十分な部分だけ遅延する。破壊的な 干渉の確率をさらに低減するため、遅延要素によって導入される遅延は可変にす ることができる。コンバイナ１９は前記信号を加算しかつ加算した合成信号をマ ルチパスイコライザ２０に渡す。イコライザ２０はデジタル−アナログ変換を行 いかつ信号の異なる部分に対し適切な遅延および位相シフトを加えシンボル間妨 害等化に関して技術的に知られているようにシンボルの種々の成分を時間および 位相的に再整列または再編成する。 イコライザ２０は経路１２および１５において受信された信号の別個の成分（お よびアンテナ１０および１１に到達する前に実際のマルチパス反射によって導入 される任意の成分）に対して作用しかつそれらの間の時間的誤差および何らかの 位相誤差を訂正する。結果として得られる等化された信号は復調されてシンボル を抽出しかつエラーコーダ２１においてエラーコーディングに付される。 コンバイナ１９における破壊的な妨害の確率を低減するため、少なくとも１／ ４ビット期間の遅延が好ましい（もちろんより小さな遅延でも十分であるが）。 １／２ビット期間は有用な遅延であると考えられる。制限要因はコンバイナの後 の信号経路におけるフィルタの帯域幅である。ＧＳＭシステムにおいては、これ らのフィルタは約１ビット期間より小さな期間だけ離された２つの信号の間の差 異を除去する。従って、特に好ましい遅延は１〜２ビット期間の範囲にある。Ｇ ＳＭイコライザは典型的には１６マイクロセカンドまでの遅延を等化するよう設 計されておりかつ理論的には１０〜１６マイクロセカンドの遅延が使用できるが （すわわち、５ビット期間まで）、信号それら自体がマルチパス遅延にさらされ ればいくらかの利点が失われることになる。イコライザにおけるより大きなオー バサンプリングを使用することはより短い遅延を可能にする。 イコライザ２０の動作の原理をさらに図２を参照して説明する。この図は時間 軸を示しており該時間軸は該時間軸 の回りに位相が回転する図示された複数の信号を表すフェーザ（ｐｈａｓｏｒｓ ）を備えている。時間軸は時間遅延および異なるフェーザの位相の双方が見える ように立体的に見える図で示されている。２つのシンボルＱ１およびＱ２は位相 が分離して示されている。これらのシンボルが加算されるべきであれば、それら は図示された結果Ｑ１＋Ｑ２を提供する。これらのシンボルは等しい可能性を持 って互いに加算されるかあるいは互いに打ち消すことができることが分かる。こ れに対し、シンボルＱ３およびＱ４は時間的に遅延ｄによって分離されて示され ている。これらを加算器１９で加算する場合、広帯域信号であれば、それらは互 いに打ち消しあうことができない。イコライザはシンボルＱ４に対し位相シフト を行い、それをシンボルＱ３と同相にしかつシンボルＱ４を遅延させそれがシン ボルＱ３と一致するようにする。従って、２つのシンボルは加算されかつ常にＱ ３およびＱ４で示されたより大きな結果信号を提供する。 原理的には、マルチパスイコライザは受信アンテナに到達する任意の位相の２ つまたはそれ以上の信号を、それらが異なる時間遅延を示しておれば、コヒーレ ントに組合わせる。これはマルチパス伝搬を受ける信号を向上させる上でのイコ ライザの通常の意図された機能である。この出願では、タイバシティ信号は加え られた遅延線によってマルチパス遅延信号のように見えるようにされかつ、従っ て、 伝統的なマルチパスイコライザによってコヒーレントに組合わされる。意図的に 導入された遅延は等しいが２つのアンテナの間の信号の自然の伝搬遅延と反対に なる可能性を除去するために可変とされる。余分の位相修正は必要とされずかつ イコライザが最適化されれば、ダイバシティの改善はフェーディング信号に対し 最小で３ｄＢかつ典型的には６ｄＢとすることができる。前記遅延線手段はアナ ログ遅延線、デジタル遅延線およびＩＦ遅延線またはＲＦ遅延線（以下の説明を 参照）とすることができる。伝送ライン、ランプ回路（ｌｕｍｐｅｄ ｃｉｒｃ ｕｉｔ）、表面音響波またはデジタル回路を（必ずしも排他的ではなく）遅延線 に使用できる。 ＧＳＭ移動電話システムに使用されるもののような、リニア受信機においては 、遅延線および単純なまたはシンプル（ｓｉｍｐｌｅ）コンバイナは受信機のＲ Ｆセクションのフロントエンドにおいて実施できる。これは図３に示されている 。この図においては、図３の要素は図１と同じ参照数字を有している。ＲＦ遅延 線２５はダイバシティアンテナ１１に接続されかつ該遅延線の他端は主アンテナ １０からのＲＦコネクタとともにシンプルＲＦコンバイナ２６に接続されている 。コンバイナ２６の出力はフロントエンドユニット１３および図示のごとく他の 要素に渡される。この構成は、２つまたはそれ以上の独立の信号が相互の干渉な しにリニアな受信機において処理できるから可能とな る。これは２重の受信機チェインが不要にできることを意味する。伝統的な（イ コライザを備えた）非ダイバシティ受信機を外部の付加装置またはアドオンユニ ット（ａｄｄ−ｏｎ ｕｎｉｔ）内に含まれるダイバシティ要素（遅延線手段お よびシンプルコンバイナ）とともに使用できる。 前記コンバイナは単純な信号加算器またはハイブリッドとすることができる。 前記遅延線はＲＦ周波数で動作するものとすることができ、あるいは前記ＲＦダ イバシティユニットはそれ自身の周波数コンバータを導入しそれによって前記遅 延線が、図４に示されるように、中間周波数で動作できるようにすることもでき る。 図４を参照すると、図３の要素は同じ参照数字で示されている。ダイバシティ アンテナ１１およびコンバイナ２６の間に第１のＲＦフィルタ３０、ミキサ３１ 、ＩＦフィルタ３２、遅延要素３３、第２のミキサ３４および第２のＲＦフィル タ３５が設けられている。ミキサ３１および３４には局部発振器３６が結合され ている。ミキサ３１および発振器３６は信号を１００〜２００ＭＨｚのようなＩ Ｆ周波数にダウンコンバートするよう動作する。このような周波数においては、 例えば表面音響波フィルタの形式の、安価なかつ小型の遅延要素３３を使用でき る。ＩＦ周波数はミキサ３４においてアップコンバートされかつこの発明の動作 は図３の実施形態に対するものと同じである。 項目１１，２５および２６は付加装置またはアドオンユ ニットとして供給される。 ある条件の下では、１つまたはそれ以上のダイバシティ信号が実際のマルチパ ス伝搬を受ける場合、デジタル的に変調された信号の各フレームに対する遅延線 の時間遅延を変えることが好都合であろう。これは、例えば図４において点線で 示されるような、切替え可能な遅延要素を使用することによって達成され、この 場合遅延要素４０は遅延要素３３よりも長い遅延を有しかつ要素３３の代わりに ＩＦ経路に切替え接続できる。あるいは、図３の実施形態においては、遅延要素 ２５は、ダイバシティ受信経路から主受信経路へ、すなわち、ポイントＡ−Ａ′ およびＢ−Ｂ′の間で、切り替えることができる。これらの構成の組合わせを使 用することもできる。 遅延要素の切替えはイコライザ２０から得られるずれまたは分散（ｄｉｓｐｅ ｒｓｉｏｎ）情報に応じて行われる。あるいは、この切替えはは反復的または擬 似ランダムなものとすることもできる。 本発明のさらに別の実施形態では、約３〜５ｋＨｚの小さな周波数シフトがダ イバシティ信号に加えられおよび／または０〜３６０度の位相シフトが加えられ る。この構成は信号がドップラシフトされている場合に改善を与える。図１およ び図４の実施形態においては、周波数シフトは、例えば、発振器３６からの注入 周波数を調整することによりＩＦ段に加えられる。該周波数シフトは当業者によ って 容易に実施できる方法でＲＦレベルで行うこともできる。位相シフトはＲＦ信号 経路における可変容量／ダイオードネットワークによって、あるいは一連の伝送 ライン位相シフト要素によって行われる。遅延要素を切り替えるこの技術はＧＳ Ｍ技術における周波数ホッピングの原理と同様の方法でエラーコーダ２１と組み 合わせて動作する。 遅延要素の切替えについては、周波数シフトおよび／または位相シフトはフレ ームごとのベースで変えられる。 遅延、周波数シフトおよび／または位相シフトは信号強度、妨害または遅延の 広がりのような受信信号の特性に従ってイネーブルされ、ディスエーブルされま たは変更できる。このようにして、適応マルチパス強化ダイバシティ構成が提供 される。 原理的には、マルチパス向上ダイバシティは受信機において２方向無線リンク の両方の端部で使用できる。移動／携帯用無線電話システムについては、移動ま たは携帯用ユニットに第２のアンテナシステム（すなわち、ダウンリンク経路、 ベース−移動経路のためのダイバシティ）を持つことはほとんど魅力がない。 図５は本発明の他の態様に係わる構成を示し、この場合遅延要素は送信機チェ イン内に導入され、移動または携帯用ユニットにおける２つの受信アンテナの代 わりに、ダウンリンクダイバシティを提供するためベースステーションにおける ２つの送信アンテナの使用を可能にしている。 この構成は送信機５０、単純なスプリッタ５１、主送信アンテナ５２、ダイバ シティ送信アンテナ５３およびスプリッタ５１とダイバシティアンテナ５３の間 に接続された遅延要素５４を備えている。送信機５０はマルチパスイコライザを 導入した移動ユニット５５と通信する。上に述べた遅延切替え、周波数シフトお よび／または位相シフトの付加的な特徴もまた加えることができる。実際には、 遅延要素５４は信号の電力増幅の前の送信経路に含めることが好ましくかつ２つ の電力増幅器が主信号および遅延信号を増幅するために設けられる。 送信機５０は送信機のみとしかつ移動ユニット５５は、主およびダイバシティ アンテナ５２および５３からの信号を等化するタスクのために特に加えられたマ ルチパスイコライザを備えた、受信機のみとすることができる。 本発明の原理は（主セルおよびエンハンサからの）自然の複数の経路から生じ るセルエンハンサの境界における問題を克服するためにセルエンハンサに適用す ることができる。これは図６に示されており、同図においては主セル送信機６０ が送信半径６１を有するものとして示されておりかつ、該主セル送信半径内に、 送信半径６３を有するセルエンハンサ６２がある。該セルエンハンサは典型的に はセル内の問題のある領域または「ホール」をカバーするために使用される。そ れは主セルのものより小さな送信半径を有する。セルエンハンサは単にそれが主 セルの送信機から 受信する信号６５を送信し、それがそれ自身の信号を再送信するのを防止するた めシールドが設けられている。セルエンハンサの送信領域の境界上のポイント６ ４において、セルエンハンサ６６からの信号は主セルの送信機からの信号６７と ほとんど同時に到達する。本発明のこの態様によれば、セルエンハンサは信号６ ６に遅延を導入する。この遅延はセルエンハンサの送信境界上の異なるポイント における有り得るフェーディングに対処するために周期的に切り替えられる。 図７に示されるように、セルエンハンサ６２は受信アンテナ７０、送信アンテ ナ７５およびプリアンプ７２および電力増幅器７４を含む受信／送信経路を具備 する。遅延要素が受信側のポジション７１にあるいは電力増幅器の前のポジショ ン７３に導入される。この遅延はタイミング回路７６によってフレームごとに切 り替えられる。受信ダイバシティおよび送信ダイバシティに関して上に述べた変 形を行うことができることも理解されるであろう。例えば、１つより多くの受信 アンテナあるいは１つより多くの送信アンテナを用いることもできる。いずれの 場合も１つのアンテナを通る信号が他のアンテナ（単数または複数）を通る信号 に関して遅延される。 本発明のさらに別の態様は２つまたはそれ以上のアンテナが組み合わされて個 々のアンテナのより単純な放射パターンの重ね合わせである複雑な放射パターン を生成する手 段を提供する。従って、特定の地勢または境界の特徴形状に従うために不規則な カバレージを達成できる。これは本発明によれば単純な加算的組合わせから生じ る妨害ローブを生じることなしに行われる。それはデジタル変調を使用しかつマ ルチパス伝搬効果の影響を低減するためにイコライザを導入する無線システムに 適用可能である。 実際に、地勢の特徴的形状がセルサイトのアンテナのカバレージを、該アンテ ナが規則的な地勢に対して有するカバレージに比較して、変えている場合に、本 発明は補償的な不規則な放射パターンを備えたアンテナによりこの影響を補償す ることができる。この状況は図８および図９に示されている。図８において、ラ イン８３は全方向性アンテナ８１のパターンおよびそれが平坦な、一様な地勢に わたり提供するカバレージを表している。しかしながら、方向ｘにおいて、前記 カバレージはその方向の丘陵性の地勢のため低減されている。方向ｙにおいては 、カバレージは谷に沿った導管作用（ｄｕｃｔｉｎｇ）により延長されている。 方向ｚにおいては、カバレージは、規則的な地勢にわたり、予期されるものとな っている。総合的な不規則なカバレージ境界は図８においてライン８４で示され ている。 方向ｘにおける低減されたカバレージはその領域におけるユーザに対し低下し たサービス品質を提供し、一方方向ｙにおける延長された放射は望ましいもので はなく、それはこの放射が同じ周波数を共有する遠隔のセルを使用する 加入者に対し妨害を生じさせるからである。 補償するためには、図２に示されるように、逆の不規則な放射パターンを備え たアンテナが必要とされる。そのようなアンテナの構成は本発明により提供でき 、増大した放射が方向ｘに与えられかつ低減した放射が方向ｙに与えられる。総 合的な放射パターン（すなわち、平坦な地勢にわたりまたは試験室で測定された ）は図９におけるライン９１に近似させる必要がある。 本発明に係わる、アンテナ構成は所望の効果を生じさせ、そのような組合わせ プロセスによる効果が図１０に示されており、ライン１０４，１０５および１０ ６で示される個々のパターンを備えた３つのアンテナが組み合わされてライン１ ０７で示される総合的な放射パターンを生成する。これは図９に示される例によ って必要とされる所望の不規則パターンに近似する。 本発明の上述の態様による、アンテナ構成が図１１に示されている。無線受信 機１１１が提供され、該無線受信機１１１はおのおの異なる方向性アンテナパタ ーンを有する２つまたはそれ以上のアンテナ１１２〜１１４、受信信号の成分を 組み合わせるためのイコライザ１１６を有しており、前記アンテナのおのおので 受信された信号を組み合わせかつ組み合わされた信号をイコライザ１１６に結合 するコンバイナ１１８が設けられ、かつおのおののアンテナの受信経路に別個の 遅延手段１２１〜１２２が設けられ他の アンテナにおいて受信された信号と異なるようにそのアンテナの信号を遅延させ 、それによって異なるアンテナからの信号の間の干渉の可能性を除去する。 図１２に示されるように、本発明のさらに別の態様によれば、無線送信機２０ ０が受信機２０１と通信するために提供され、受信機２０１は時間的に分離され ている受信シンボルの成分を組み合わせるためのイコライザ２０２を有し、前記 送信機は異なる方向性アンテナを有する２つまたはそれ以上のアンテナを備えて いる。送信されるべき信号を分割しかつそれを異なるアンテナ２０３〜２０５に 結合するスプリッタ手段２０９および遅延手段２０６〜２０８が前記アンテナの おのおのの送信経路に設けられそのアンテナで送信される信号を他のアンテナの いずれかによって送信される信号に関して所定の最小遅延より多く遅延させ、そ れによって異なるアンテナからの信号の間の干渉の可能性を除去する。 本発明は相互の干渉なしに複数のアンテナセット（送信および受信）が組み合 わされて不規則なセルサイトのカバレージを提供しあるいは地勢の特徴的形状に より単一のアンテナセットに対しては生じ得る不規則なセルサイトのカバレージ を補償する安価なかつ簡単な方法を提供する。特有の利点は、このようにして構 成された、不規則なセルカバレージは、異なる周波数で動作する別個の送信機／ 受信機が各アンテナに接続されれば生じるような、別個のセル ではなく単一のセルとなることである。ここで説明した構成は別個の複数のセル を有するサイトの代替物よりも機器および制御チャネルに対する要求に関してず っと簡単である。 本発明によれば、不規則なセルサイトの組み合わされたセルサイトカバレージ のパターンを構成するのに必要な個々のアンテナパターンの形状および振幅は数 多くの要因によって制御できる。これらは次のものを含む。 １．個々のアンテナの水平方向ビーム幅 ２．個々のアンテナの利得 ３．それぞれのアンテナの指示方向 ４．各アンテナの高さ ５．各アンテナの下方向傾斜（ｄｏｗｎ ｔｉｌｔ） 個々のアンテナのカバレージパターンをそれらが放射する実際の地勢領域に対 し決定する経路損失予測プログラムが存在する（地勢の特徴的形状、自由空間の アンテナパターン、アンテナ高さおよび下方向傾斜その他を考慮して）。そのよ うなプログラムは実際の地勢に対する合成されたカバレージを決定するために使 用できる。 アンテナ組合せ機構の動作方法が上述のように図１〜図７を参照して説明され ている。各実施形態における相違は２つ（またはそれ以上）のアンテナを組み合 わせてダイバ シティ受信を提供する場合には、該アンテナは通常同じ放射パターンおよび放射 方向を有するが、少なくとも数波長だけ離れている点である。本発明では、各ア ンテナは異なる放射パターンおよび／または異なる放射方向を有し合成されたと き不規則な放射パターンを生成しかつ個々のアンテナはいっしょに配置してもよ くあるいはいっしょに配置しなくてもよい。 セルラ移動電話システムに対する、両方の実施形態において、通常送信機結合 および受信機結合の両方がサイトにおいて使用される。前記アンテナ構成は特に ＴＤＭＡまたはＣＤＭＡ通信システムにおいて使用できる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．無線受信機であって、 おのおの異なる方向性アンテナパターンを有する少なくとも第１のアンテナお よび第２のアンテナ、 おのおののアンテナで受信された信号を他のアンテナで受信された信号に関し て遅延させるための可変遅延手段、 おのおののアンテナで受信された信号を組み合わせかつ受信信号を出力するコ ンバイナ、そして 前記受信信号の成分を組み合わせるイコライザ、 を具備する無線受信機。 ２．前記アンテナで受信された信号は個別のフレームに分割されかつ前記遅延 手段はフレームごとに前記遅延を変化させる、請求項１に記載の無線受信機。 ３．前記遅延手段はさらに１つのアンテナで受信された信号の周波数を他のア ンテナで受信された信号の周波数に関してシフトさせるための周波数シフト手段 を具備する、請求項１または２に記載の無線受信機。 ４．前記遅延手段はさらに１つのアンテナで受信された信号の位相を他のアン テナで受信された信号の位相に関してシフトさせる位相シフト手段を具備する、 請求項１〜３のいずれか１項に記載の無線受信機。 ５．時間的に分離された受信シンボルの成分を組み合わせるためのイコライザ を備えた受信機と通信するための無 線送信機であって、 所望の合成されたアンテナパターンを提供するためにおのおの異なる方向性ア ンテナパターンを有する複数のアンテナ、 送信されるべき信号を分割しかつそれを前記アンテナのおのおのに結合するた めのスプリッタ手段、そして 前記アンテナのおのおのの送信経路に設けられそのアンテナによって送信され る信号を他のアンテナによって送信される信号に関して所定の最小遅延より多く 遅延させ、異なるアンテナからの信号の間の破壊的な干渉の可能性を低減する遅 延手段、 を具備する前記送信機。 ６．無線受信機であって、 ダイバシティを提供するために物理的に離して配置された少なくとも第１のア ンテナおよび第２のアンテナ、 前記アンテナのおのおのの受信経路に設けられそのアンテナで受信された信号 を他のアンテナで受信された信号に関して遅延させる可変遅延手段、 おのおののアンテナで受信された信号を組み合わせかつ合成された信号を出力 するコンバイナ、 前記合成された信号の時間的に分離した成分を組み合わせるイコライザ、 を具備する無線受信機。 ７．さらに、おのおののアンテナにおいて個別のフレー ムに分割された信号を受信する手段および前記遅延をフレームごとに変える手段 を具備する、請求項６に記載の無線受信機。 ８．前記イコライザは前記合成された信号の特性を指示する手段を具備しかつ 前記遅延を変化させる手段は該特性に応じて前記遅延を変化させる、請求項７に 記載の無線受信機。 ９．前記特性は合成された信号の分散である、請求項８に記載の無線受信機。 １０．時間的に分離された受信シンボルの成分を組み合わせるイコライザを有 する受信機と通信するための無線送信機であって、該送信機はダイバシティを提 供するために物理的に離して配置された少なくとも第１のアンテナおよび第２の アンテナ、送信されるべき信号を分割しかつそれを各アンテナに結合するスプリ ッタ手段、および少なくとも１つの前記アンテナの送信経路に設けられそのアン テナによって送信される信号を他のアンテナによって送信される信号に関して所 定の最小遅延より大きな量だけ遅延させる可変遅延手段を具備する無線送信機。