JPH10178367A - 信号送受信装置及び方法 - Google Patents

信号送受信装置及び方法

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JPH10178367A
JPH10178367A JP8340154A JP34015496A JPH10178367A JP H10178367 A JPH10178367 A JP H10178367A JP 8340154 A JP8340154 A JP 8340154A JP 34015496 A JP34015496 A JP 34015496A JP H10178367 A JPH10178367 A JP H10178367A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＦＤＭ，ＴＤＭ，ＣＤＭという従来の情報多
重化方法では、情報を多重化すると、元の情報の帯域幅
よりも広い帯域を必要としてしまっていたので、帯域幅
があまり無いと納められるチャネル数が少なくなってし
まう。 【解決手段】 信号送信装置１０は、３つの異なる送信
情報ＴA，送信情報ＴB，送信情報ＴCを３つの送信機１
１A，送信機１１B，送信機１１Cから送信アンテナ部１
２を使って３つの異なる経路ＰA，経路ＰB，経路ＰCを
通して多重化送信する。信号受信装置２０は、３つの異
なる経路ＰA，経路ＰB，経路ＰCを通って多重化送信さ
れてきた３つの異なる送信情報ＴA，送信情報ＴB，送信
情報ＴCを受信アンテナ部２１を使って受信機２２A，受
信機２２B，受信機２２Cで受信し、３つの異なる受信情
報ＲA，受信情報ＲB，受信情報ＲCを得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、携帯用電話システ
ム、コードレス電話システム、屋内無線通信システムに
適用して好適な信号送受信装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】無線通信の帯域幅は有限であるので、周
波数利用効率の高い無線システムを開発することが従来
より行われている。このため、複数の異なる情報を合成
して伝送する多重化技術が広く知られるようになった。
多重化技術としては、周波数分割多重化（Frequency- D
ivision Multiplex：ＦＤＭ）、時分割多重化（Time-Di
vision Mutiplex：ＴＤＭ）、符号分割多重化（Code-Di
vision Multiplex:ＣＤＭ）がある。
【０００３】ＦＤＭは、各変調波が別個の副搬送波を変
調し、そして副搬送波はその周波数がある幅だけ離れて
いるような通信方法である。すなわち、このＦＤＭで
は、それぞれ重複しない周波数領域を占有する信号が加
え合わされる。このように、異なった周波数帯域を用い
ることによって、同一の伝送路で二つまたはそれ以上の
別個の信号を伝送できる。希望の信号は、フィルタによ
り取り出される。この方式による多重化では、同期を必
要としない。
【０００４】ＴＤＭは、送信装置が、その端末装置を間
欠的に共通のチャネルに接続し、そして自動的な分配機
能によって特定の受信装置にチャネルを確立するような
通信方法である。具体的には、高速のバーストに圧縮し
た信号を、時間的に重複しないようにそれぞれ特定のタ
イムスロットに配置する。希望の信号は、そのタイムス
ロットを抜き出して再生される。これは、タイミングの
基準が必要であるため、システムを同期している。
【０００５】ＣＤＭは、周波数−時間領域で重畳される
以前に与えられる、それぞれの信号の固有の標識（識別
可能な性質あるいは符号）を用いた多重通信方法であ
る。多重分離は、既知の基準信号との相号相関特性を利
用して行われる。扱われる信号は通常ディジタルであ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな、ＦＤＭ，ＴＤＭ，ＣＤＭでは、情報が多重化され
ると、元の情報の帯域幅よりも広い帯域を必要としてし
まう。例えば、ＴＤＭにおいて、３２Ｋｂｐｓで４チャ
ネル分の信号を伝送しようとすると、３２Ｋｂｐｓ×４
という帯域を必要とし、伝送レートが非常に高くなって
しまう。
【０００７】このように、従来、同一地点から別の同一
地点に向けて、同一帯域内で同時に情報を伝送しようと
すると、元の情報の帯域幅と比べて帯域を広げずに伝送
することができなかった。このため、帯域幅があまりな
いと納められるチャネル数が少なくなってしまう。
【０００８】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であり、情報の帯域幅を広げることなく同一周波数で多
重化を実現して周波数利用効率を上げられ、かつ大容量
の無線通信システムを実現させる信号送信装置及び信号
送信方法の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明に係る信号送受信
装置は、上記課題を解決するために、Ｎ個の指向性を有
する送信用アンテナと、上記送信用アンテナの各指向性
に対応するＮ個の送信手段と、上記送信用アンテナの各
指向性に対応するＮ個の指向性を有する受信用アンテナ
と、上記受信用アンテナの各指向性に対応するＮ個の受
信手段とを備え、上記Ｎ個の送信手段から上記送信用ア
ンテナのＮ個の指向性に基づいたＮ個の独立な異なる経
路を介して送信されたＮ個の異なる情報を上記Ｎ個の指
向性を有する受信用アンテナを介して上記Ｎ個の受信手
段に多重化信号として受信させる。
【００１０】また、本発明に係る信号送受信方法は、上
記課題を解決するために、送信用アンテナのＮ個の指向
性に基づいたＮ個の独立な異なる経路を介してＮ個の異
なる情報を送信し、上記送信用アンテナのＮ個の指向性
に対応したＮ個の指向性を備える受信用アンテナで多重
化信号として受信する。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る信号送受信装
置及び方法のいくつかの実施例について図面を参照しな
がら説明する。
【００１２】先ず、第１の実施例について説明する。こ
の第１の実施例は、同一地点から別の同一地点に向けて
同一周波数、同一時刻、同一帯域内で異なる３つの送信
情報を伝送する信号送受信システムである。
【００１３】図１に示すように、この信号送受信システ
ム１は、３つの異なる送信情報ＴA，送信情報ＴB，送信
情報ＴCを３つの送信機１１A，送信機１１B，送信機１
１Cから送信アンテナ部１２を使って３つの異なる経路
ＰA，経路ＰB，経路ＰCを通して多重化送信する信号送
信装置１０と、３つの異なる経路ＰA，経路ＰB，経路Ｐ
Cを通って多重化送信されてきた３つの異なる送信情報
ＴA，送信情報ＴB，送信情報ＴCを受信アンテナ部２１
を使って受信機２２A，受信機２２B，受信機２２Cで受
信し、３つの異なる受信情報ＲA，受信情報ＲB，受信情
報ＲCを得る信号受信装置２０とを備えて成る。
【００１４】ここで、送信情報ＴA，送信情報ＴB，送信
情報ＴCは、同一周波数の電波により伝送される。送信
経路が同一であれば、これらの電波は互いに干渉を引き
起こしてしまうので、高品質での伝送は困難である。ま
た、上述したＦＤＭ、ＴＤＭ、ＣＤＭによる多重化伝送
では、元の情報帯域幅よりも広い帯域幅を必要とする。
【００１５】そこで、この信号受信システムでは、経路
を独立に異ならせ、異なる経路を通る電波に異なる情報
をそれぞれ乗せるような経路分割多重化方法と呼べる多
重化方法をとる。
【００１６】信号送信装置１０側の送信アンテナ部１２
は、３個の指向性アンテナ１２A，指向性アンテナ１
２B，指向性アンテナ１２Cを備えて成り３個の異なる指
向性を持つ。また、信号受信装置２０側の受信アンテナ
部２１も、３個の指向性アンテナ２１A，指向性アンテ
ナ２１B，指向性アンテナ２１Cを備えて成り、３個の異
なる指向性を持つ。
【００１７】送信側の指向性アンテナ１２A，指向性ア
ンテナ１２B，指向性アンテナ１２Cは、対応する受信用
の指向性アンテナ２１A，指向性アンテナ２１B，指向性
アンテナ２１Cの指向性の経路に合わせて指向性を設定
してある。また、受信用の指向性アンテナ２１A，指向
性アンテナ２１B，指向性アンテナ２１Cは、異なる経路
を通った信号の強度を十分小さなレベルに抑圧する。
【００１８】ここで、上記経路分割多重化方法の原理に
ついて説明する。携帯電話や、コードレス電話システム
において、受信アンテナに到来する電波はただ一通りの
みの経路を通って到来しているのではなく、複数の経路
を通って到来している。
【００１９】例えば、図２に示すように、部屋３０の中
に、独立な３つの経路ＰA，経路ＰB，経路ＰCが存在し
ているとする。受信側の無指向性アンテナ３２は、送信
側の無指向性アンテナ３１から独立な３つの経路ＰA，
経路ＰB，経路ＰCを通って送信されてきた３つの信号の
重ね合わさった信号を受信している。
【００２０】そこで、図３に示すように、独立な３つの
経路ＰA，経路ＰB，経路ＰCのそれぞれに対して、送信
点３３及び受信点３４で１組ずつの指向性アンテナを割
り当てるようにする。すなわち、経路ＰAには１組の指
向性アンテナを、経路ＰBには１組の指向性アンテナ
を、経路ＰCには１組の指向性アンテナを割り当て、そ
れぞれ独立な情報を伝送させる。これによって、同一周
波数を用いて、同一位置のアンテナに対して互いに独立
な通信路を確保する。
【００２１】上記第１の実施例となる信号送受信システ
ム１でも、独立な３つの経路ＰA，経路ＰB，経路ＰCに
対して、信号送信装置１０と信号受信装置２０で１組ず
つの指向性アンテナを割り当てている。すなわち、経路
ＰAには指向性アンテナ１２Aと指向性アンテナ２１
Aを、経路ＰBには指向性アンテナ１２Bと指向性アンテ
ナ２１Bを、経路ＰCには指向性アンテナ１２Cと指向性
アンテナ２１Cとを割り当てて、異なる３つの経路を通
る電波に異なる情報をそれぞれ乗せ、これによって同一
周波数を用いて、異なる３つの情報を多重送信する。
【００２２】したがって、この第１の実施例となる信号
送受信システム１では、周波数帯域を広げることなく、
かつ干渉を防止しながら通信容量を増大させることがで
きる。このため、経路の数に比例して周波数利用効率を
増加できる。
【００２３】なお、上記信号送受信システム１では、送
信用の指向性アンテナ１２A，指向性アンテナ１２B，指
向性アンテナ１２Cの送信指向性と受信用の指向性アン
テナ２１A，指向性アンテナ２１B，指向性アンテナ２１
Cの受信指向性を各経路ＰA，経路ＰB，経路ＰCの方向に
それぞれ適切に設定しなければならない。通信の開始時
に指向性を設定する手順が必要で、あてずっぽうな指向
性を設定しても通信が成立しない。
【００２４】八木アンテナなどの固定指向性のアンテナ
を使用する場合は、受信側を無指向性として、送信側で
素子を回転して受信側が適切に受信できる方向を探すこ
とができる。したがって、この方法では送信アンテナの
指向性の向きを先に設定することもできる。なお、どち
らを先に設定してもよい。
【００２５】また、経路ＰA，経路ＰB，経路ＰCの変化
又は到来方向の変化に対して、受信側の指向性アンテナ
２１A，指向性アンテナ２１B，指向性アンテナ２１Cの
指向性を追従させるために、該受信側の指向性アンテナ
２１A，指向性アンテナ２１B，指向性アンテナ２１Cを
サーボモータで機械的に回転させるようにしてもよい。
【００２６】図４に、一つの指向性アンテナ３５を一つ
のサーボモータ３６で機械的に回転させるための制御装
置を示す。この制御装置にて、上記アンテナ３５からの
受信信号Ｙ（ｔ）は、受信電力検出回路３７に供給さ
れ、受信電力検出出力ｙ（ｔ）＝｜Ｙ（ｔ）｜2が計算
される。モータ制御パルス発生回路３８は、受信電力検
出出力ｙ（ｔ）に基づいてモータ制御パルスＣ（ｔ）を
発生して、サーボモータ３６に供給する。そして、サー
ボモータ３６は、上記モータ制御パルスＣ（ｔ）に応じ
て上記アンテナ３５を右又は左に所定のピッチで回転す
る。
【００２７】モータ制御パルス発生回路３８はコントロ
ール回路をなし、図５のフローチャートにしたがって、
上記制御装置の動作を制御する。先ず、ステップＳ１で
はモータ制御パルスの初期値をＣ＝１として設定し、ス
テップＳ２でサーボモータ３６に上記モータ制御パルス
を伝える。
【００２８】すると、サーボモータ３６は上記アンテナ
３５を例えば右回りに１ピッチ分回転する。ここで、右
回りへの回転はモータ制御パルスＣ（ｔ）が＋１のとき
に行われ、左回りへの回転はモータ制御パルスＣ（ｔ）
が−１のときに行われる。
【００２９】そして、上記アンテナ３５が回転されたと
き、モータ制御パルス発生回路３８は受信電力検出回路
３７で検出した受信電力検出出力ｙ（ｔ）が増加したか
否かを判定する。ここで、受信電力検出出力ｙ（ｔ）の
増加を判定したとき、モータ制御パルス発生回路３８
は、ステップＳ４でモータ制御パルスＣを更新する。一
方、受信電力検出出力ｙ（ｔ）の増加を判定できないと
き、モータ制御パルス発生回路３８は、ステップＳ５で
モータ制御パルスＣを例えば＋１してサーボモータ３６
の回転を制御し、上記アンテナ３５を１ピッチ分だけ回
転させる。そして、ステップＳ２からステップＳ５まで
を繰り返す。
【００３０】また、指向性アンテナが複数、例えば２本
ある場合には、図６に示すように、アンテナ３５A又は
アンテナ３５B、サーボモータ３６A又はサーボモータ３
６Bの組毎に、受信電力検出回路３７A又は受信電力検出
回路３７B、モータ制御パルス発生回路３８A又はモータ
制御パルス発生回路３８Bを持たせればよい。
【００３１】なお、送信アンテナ部１２の指向性は、受
信アンテナ部２１の指向性を設定してから、送信アンテ
ナ部１２の各指向性アンテナを図４，図６のような制御
装置により、回転制御し各受信機のＣ／Ｎが最大となる
ように設定すればよい。
【００３２】また、３個の受信機２２A，受信機２２B，
受信機２２Cは、それぞれＣ／Ｎ測定回路を備える。こ
れらの比較結果は、Ｃ／Ｎ比較回路２３により比較さ
れ、各経路ＰA，経路ＰB，経路ＰCのＣ／Ｎの大きい順
に、送信装置１０は優先順位の高い情報を送信機１
１A，送信機１１B，送信機１１Cに割り当てる。
【００３３】次に、第２の実施例について説明する。こ
の第２の実施例は、同一地点から別の同一地点に向け
て、同一周波数、同一時刻、同一帯域内で、パラレル変
換された異なる３つの情報を伝送する信号送受信システ
ムである。
【００３４】図７に示すように、この信号送受信システ
ム４０は、一つのシリアル送信情報Ｔ0をシリアル−パ
ラレル変換器４６で３つのパラレル信号に変換し、３つ
の送信機４７A，送信機４７B，送信機４７Cから送信ア
ンテナ部４８の指向性アンテナ４８A，指向性アンテナ
４８B，指向性アンテナ４８Cを使って３つの異なる経路
ＰA，経路ＰB，経路ＰCを通して経路分割多重化送信す
る信号送信装置４５と、３つの異なる経路ＰA，経路
ＰB，経路ＰCを通って経路分割多重化送信されてきた３
つのパラレル送信情報を受信アンテナ部５１の指向性ア
ンテナ５１A，指向性アンテナ５１B，指向性アンテナ５
１Cを使って受信機５２A，受信機５２B，受信機５２Cで
受信し、パラレル−シリアル変換器５３でシリアルの一
つの受信情報Ｒ0に変換する信号受信装置５０とを備え
て成る。
【００３５】ここで、信号送信装置４５側の送信用の指
向性アンテナ４８A，指向性アンテナ４８B，指向性アン
テナ４８Cも上記第１の実施例と同様に、対応する信号
受信装置５０側の受信用の指向性アンテナ５１A，指向
性アンテナ５１B，指向性アンテナ５１Cの指向性の経路
に合わせて指向性を設定してある。また、受信用の指向
性アンテナ５１A，指向性アンテナ５１B，指向性アンテ
ナ５１Cは、異なる経路を通った信号の強度を十分小さ
なレベルに抑圧する。
【００３６】したがって、この信号送受信システム４０
によれば、一つの送信情報Ｔ0を３つのパラレル情報に
変換してから、独立な３つの経路ＰA，経路ＰB，経路Ｐ
Cを通して経路分割多重化送信し、受信側では３つのパ
ラレル情報を一つのシリアルな受信情報に変換している
ので、同じ情報レートならば１／３の帯域で情報を伝送
できる。また、帯域幅を同じにするなら３倍の情報を伝
送できる。すなわち、この信号送受信システム４０は、
経路の数に比例して周波数利用効率を高めることができ
る。
【００３７】ここで、この信号送受信システム４０で
も、送信用の指向性アンテナの送信指向性と受信用の指
向性アンテナの受信指向性を各経路の方向にそれぞれ適
切に向けて置かなければならない。通信の開始時に指向
性を設定する手順が必要であり、その手順は上記第１の
実施例の信号送受信システム１と同様である。
【００３８】また、経路ＰA，経路ＰB，経路ＰCの変化
又は到来方向の変化に対して、受信側の指向性アンテナ
５１A，指向性アンテナ５１B，指向性アンテナ５１Cの
指向性を追従させるために、該受信側の指向性アンテナ
５１A，指向性アンテナ５１B，指向性アンテナ５１Cを
図４〜図６を用いて説明したようにサーボモータで機械
的に回転させるようにしてもよい。
【００３９】なお、送信アンテナ部４８の指向性は、受
信アンテナ部５１の指向性を設定してから、送信アンテ
ナ部４８の各指向性アンテナを図４，図６のような制御
装置により、回転制御し各受信機のＣ／Ｎが最大となる
ように設定すればよい。
【００４０】次に、第３の実施例について説明する。こ
の第３の実施例は、同一地点から別の同一地点に向け
て、同一周波数、同一時刻、同一帯域で異なる二つの情
報を伝送する信号送受信システムであるが、送信側及び
受信側でアレーアンテナを用いている。
【００４１】図８に示すように、この信号送受信システ
ム６０は、二つの異なる送信情報ＴA，送信情報ＴBを二
つの送信機６３A，送信機６３Bから送信用アレーアンテ
ナ６４を使って二つの異なる経路ＰA，経路ＰBを通して
経路分割多重送信する信号送信装置６２と、二つの異な
る経路ＰA，経路ＰBを通して経路分割多重送信されてき
た二つの異なる送信情報ＴA，送信情報ＴBを受信用アレ
ーアンテナ７１を使って受信機７６A，受信機７６Bで受
信し、二つの異なる受信情報ＲA，受信情報ＲBを得る信
号受信装置７０とを備えて成る。
【００４２】アレーアンテナとは、複数のセンサアレイ
素子を配列し、各センサアレイ素子に与えるゲイン係数
を調整することによって、置かれた電波環境に対応させ
て指向性をアダプティブに変化させる機能を持つアンテ
ナのことである。
【００４３】送信用アレーアンテナ６４は、送信機６３
Aを介した送信情報ＴAに係数ＧA1，係数ＧA2，・・・係
数ＧAnを乗算する係数乗算器６６1，係数乗算器６６2，
・・・係数乗算器６６nと、送信機６３Bを介した送信情
報ＴBに係数ＧB1，係数ＧB2，・・・係数ＧBnを乗算す
る係数乗算器６７1，係数乗算器６７2，・・・係数乗算
器６７nと、上記係数乗算器６６1及び係数乗算器６
７1，係数乗算器６６2及び係数乗算器６７2，及び係数
乗算器６６n及び係数乗算器６７nで係数が乗算された乗
算結果をそれぞれ加算する加算器６８1，加算器６８2，
・・・加算器６８nと、これらの加算器６８1，加算器６
８2，・・・加算器６８nからの加算出力の内、上記係数
ＧA1，係数ＧA2，・・・係数ＧAnが乗算されることによ
って一方の出力を経路ＰAを介し、また上記係数ＧB1，
係数ＧB2，・・・係数ＧBnが乗算されることによって他
方の出力を経路ＰBを介して受信用アレーアンテナ７１
に電波として送信するセンサアレイ素子６９1，センサ
アレイ素子６９2，・・・センサアレイ素子６９nとを備
えて成る。
【００４４】また、受信用アレーアンテナ７１は、経路
ＰA及び経路ＰBを介して送信されてきた送信情報ＴA及
び送信情報ＴBに関する上記電波を情報信号に変換する
センサアレイ素子７２1，センサアレイ素子７２2，・・
・センサアレイ素子７２nと、センサアレイ素子７２1，
センサアレイ素子７２2，・・・センサアレイ素子７２n
からのｎ個のパラレル出力に係数ＧA1，係数ＧA2，・・
・係数ＧAnを乗算する係数乗算器７３1，係数乗算器７
３2，・・・係数乗算器７３nと、上記ｎ個のパラレル出
力に係数ＧB1，係数ＧB2，・・・係数ＧBnを乗算する係
数乗算器７４1，係数乗算器７４2，・・・係数乗算器７
４nと、上記係数乗算器７３1，係数乗算器７３2，・・
・係数乗算器７３nの出力を合成する加算器７５Aと、上
記係数乗算器７４1，係数乗算器７４2，・・・係数乗算
器７４nの出力を合成する加算器７５Bとを備えて成る。
【００４５】ここで、受信用アレーアンテナ７１は、図
９に示すような指向特性を持つように、上記係数ＧA1，
係数ＧA2，・・・係数ＧAn、上記係数ＧB1，係数ＧB2，
・・・係数ＧBnを調整する。
【００４６】すなわち、受信用アレーアンテナ７１は、
経路ＰAに対して実線で示すような指向性を持つように
上記係数ＧA1，係数ＧA2，・・・係数ＧAnを調整する。
また、受信用アレーアンテナ７１は、経路ＰBに対して
破線で示すような指向性を持つように上記係数ＧB1，係
数ＧB2，・・・係数ＧBnを調整する。ここで、経路ＰA
に対する実線で示す指向性は、経路ＰBに対してはヌル
点を持つ。また、経路ＰBに対する破線で示す指向性
は、経路ＰAに対してはヌル点を持つ。このように、互
いの経路に対する場合、必ずしもローブは鋭い必要はな
く、異なる経路の信号を十分な振幅まで減衰させるよう
な指向性を持っていれば良い。
【００４７】そして、受信用アレーアンテナ７１におい
て、加算器７５Aが出力する出力電圧ｙA（ｔ）は、セン
サアレイ素子７２1，センサアレイ素子７２2，・・・セ
ンサアレイ素子７２nからの入力電圧をｘAi（ｔ）とす
れば、 ｙA（ｔ）＝ΣＧAiｘAi（ｔ） （ただし、ｉは１か
らｎまでである。）となる。
【００４８】また、加算器７５Bが出力する出力電圧ｙB
（ｔ）は、上記センサアレイ素子７２1，センサアレイ
素子７２2，・・・センサアレイ素子７２nから入力電圧
をｘB i（ｔ）とすれば、 ｙB（ｔ）＝ΣＧBiｘBi（ｔ） （ただし、ｉは１か
らｎまでである。）となる。
【００４９】そして、受信機７６Aは、上記出力電圧ｙA
（ｔ）から受信情報ＲAを得る。また、受信機７６Bは、
上記出力電圧ｙB（ｔ）から受信情報ＲBを得る。
【００５０】ここで、上記各係数は、必要な経路の信号
のＣ／Ｎが最大となるように、またＢＥＲが最小となる
ように決められる。このとき、指向性は、希望波の到来
方向には利得が大きく、別の経路を通った到来波方向の
利得は上述したスル点のように小さくなるように設定さ
れる。
【００５１】また、このアレーアンテナで送信指向性と
受信指向性を各経路の方向に適切に向ける設定手順は、
アレーアンテナでは指向性パターンの自由度が大きすぎ
るので、受信アンテナの指向性から設定していく。これ
は、送信パターンではどの方向に強く送出し、どの方向
には送出しないというパターンの設定がはじめのうちは
不明であるからである。
【００５２】アレーアンテナの場合、一つのセンサアレ
イ素子のみを使用すると無指向性パターンを作れる。無
指向性で送信して受信側で適切な指向性をいくつか選び
出すことができる。その後、送信アンテナの指向性を適
切に設定して各経路の方向に向けて別々の情報を送出す
ればよい。
【００５３】このようなアレーアンテナにおける送受各
組のアンテナの指向性の設定方法の具体例について図１
０を参照しながら説明する。この方法は、送受アンテナ
の対が指向性を対向させる方法である。
【００５４】先ず、受信アンテナの指向性から設定する
が、始めに図１０の（Ａ）に示すように、送信アンテナ
を無指向性とするように係数乗算器６６1，係数乗算器
６６2，・・・係数乗算器６６n、及び係数乗算器６
７1，係数乗算器６７2，・・・係数乗算器６７nで適切
な係数ＧA1，係数ＧA2，・・・係数ＧAn、及び係数
ＧB1，係数ＧB2，・・・係数ＧBnを用い、一つのセンサ
アレイ素子６９のみを使用する。
【００５５】そして、センサアレイ素子７２nが、経路
ＰA，経路ＰBのうち、最適な経路ＰAに指向性を合わせ
るように、係数乗算器７３1，係数乗算器７３2，・・・
係数乗算器７３nで適切な係数ＧA1，係数ＧA2，・・・
係数ＧAnを与える。
【００５６】また、センサアレイ素子７２nが、経路
ＰA，経路ＰBのうち、最適な経路ＰBに指向性を合わせ
るように、係数乗算器７４1，係数乗算器７４2，・・・
係数乗算器７４nで適切な係数ＧB1，係数ＧB2，・・・
係数ＧBnを与える。これで受信アンテナの指向性の設定
が終了する。
【００５７】次に、図１０の（Ｂ）のようにして、送信
アンテナの指向性を設定する。受信アンテナの指向性は
上記手順で既に設定した指向性とする。
【００５８】あらかじめ決められた係数を送信アンテナ
の係数に与え、トレーニング列を送信し、そのときの受
信出力のＣ／Ｎを求める。
【００５９】そして、別の係数を送信アンテナの係数に
与え、同様に受信出力のＣ／Ｎを求める。この操作を複
数回繰り返し、最良のＣ／Ｎを与える係数を二つ選び、
センサアレイ素子６９nにそれぞれ設定する。
【００６０】ここで、送信用アレイアンテナ６４の指向
性を、受信側で各経路について十分なＣ／Ｎを確保でき
るような指向性とするためには、受信側のＣ／Ｎの情報
又はＢＥＲなどの誤差情報を送信側にフィードバックす
る必要がある。
【００６１】なお、上記アレーアンテナの指向性を制御
するには、最小平均２乗誤差（Least Mean Square Erro
r：ＬＭＳ）法、拘束付き電力最小化（Constrained Pow
er Minimization：ＣＰＭ）法、定モジュラスアルゴリ
ズム（Constant Modulus Algorithm：ＣＭＡ）法等があ
る。
【００６２】このうち、ここではＬＭＳ法を用いて、上
述したようにトレーニング列を送信し、そのときの受信
出力のＣ／Ｎを求めている。トレーニング列は、時間波
形として刻刻の電圧値として与えられる。このトレーニ
ング列をｒ（ｔ）とすると、受信側では、誤差ε
（ｔ）、すなわち、このｒ（ｔ）と実際の出力ｙ（ｔ）
との差ε（ｔ）＝ｙ（ｔ）−ｒ（ｔ）の２乗平均値を最
小にするように係数を制御する。
【００６３】また、上記送受各組のアンテナ指向性の設
定方法としては、以下に、図１１を用いて説明するよう
な具体例もある。ここでは、送受信周波数が同一で、交
互に送受している場合を示す。
【００６４】先ず、図１１の（Ａ）に示すように、送信
側ＴＸを無指向性にし、受信側ＲＸで係数を制御して指
向性を決定する。次に、図１１の（Ｂ）に示すように、
送受信を入れ替える。この際、送信側ＴＸの係数とし
て、受信時に用いた係数を使用する。これまで、送信側
であったアンテナは受信側に切り替わるので、その係数
を求める。そして、図１１の（Ｃ）に示すように、再び
送受信を入れ替えて、送信側として係数を使用する。
【００６５】なお、この第３の実施例となる信号送受シ
ステムにおいて、送信機６３A，送信機６３Bに入力する
送信情報ＴA，送信情報ＴBを前段でパラレルに変換され
た情報としてもよい。すなわち、元々送信情報ＴA，送
信情報ＴBは、同一のシリアルの情報であり、前段のシ
ルアル−パラレル変換器にて、二つのパラレルの送信情
報ＴA，送信情報ＴBに変換され、送信用アレーアンテナ
６４によって経路ＰA，経路ＰBを通すように信号受信装
置７０に送信される。そして、信号受信装置７０では、
受信機７６A，受信機７６Bで得られた受信情報ＲA，受
信情報ＲBを後ろ段のパラレル−シリアル変換器によっ
て合成し、一つの受信情報を得る。
【００６６】この場合にも、上記信号送受システム４０
と同じように、経路の数に比例して周波数利用効率を高
めることができる。
【００６７】また、２個の受信機７６A，受信機７６
Bは、それぞれＣ／Ｎ測定回路を備える。これらの比較
結果は、Ｃ／Ｎ比較回路７７により比較され、各経路Ｐ
A，経路ＰのＣ／Ｎの大きい順に、信号送信装置６２は
送信順位の高い情報を送信機６３A，送信機６３Bに割り
当てる。
【００６８】
【発明の効果】本発明に係る信号送受信装置は、Ｎ個の
指向性を有する送信用アンテナと、上記送信用アンテナ
の各指向性に対応するＮ個の送信手段と、上記送信用ア
ンテナの各指向性に対応するＮ個の指向性を有する受信
用アンテナと、上記受信用アンテナの各指向性に対応す
るＮ個の受信手段とを備え、上記Ｎ個の送信手段から上
記送信用アンテナのＮ個の指向性に基づいたＮ個の独立
な異なる経路を介して送信されたＮ個の異なる情報を上
記Ｎ個の指向性を有する受信用アンテナを介して上記Ｎ
個の受信手段に多重化信号として受信させるので、情報
の帯域幅を広げることなく同一周波数で多重化を実現し
て周波数利用効率を上げられ、かつ大容量の無線通信シ
ステムを実現できる。
【００６９】また、本発明に係る信号送受信方法は、上
記課題を解決するために、送信用アンテナのＮ個の指向
性に基づいたＮ個の独立な異なる経路を介してＮ個の異
なる情報を送信し、上記送信用アンテナのＮ個の指向性
に対応したＮ個の指向性を備える受信用アンテナで多重
化信号として受信するので、情報の帯域幅を広げること
なく同一周波数で多重化を実現して周波数利用効率を上
げられ、かつ大容量の無線通信システムを実現させる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る信号送受信装置及び方法の第１の
実施例のブロック図である。
【図２】上記第１の実施例となる信号送受信システムの
原理動作を説明するための図である。
【図３】上記第１の実施例となる信号送受信システムの
原理動作を説明するための図である。
【図４】上記第１の実施例で受信側アンテナを機械的に
回転する制御装置の構成図である。
【図５】上記図４に示した制御装置の動作を説明するた
めのフローチャートである。
【図６】上記受信側アンテナが二つある場合の制御装置
の構成図である。
【図７】本発明に係る信号送受信装置及び方法の第２の
実施例のブロック図である。
【図８】本発明に係る信号送受信装置及び方法の第３の
実施例のブロック図である。という。
【図９】上記第３の実施例に用いる受信用アレーアンテ
ナの指向特性図である。
【図１０】上記第３の実施例でアレーアンテナの指向性
を設定する手順の具体例を説明するため図である。
【図１１】上記第３の実施例でアレーアンテナの指向性
を設定する手順の他の具体例を説明するため図である。
【符号の説明】
１ 信号送受信システム、１０ 信号送信装置、１１
送信機、１２ 送信用指向性アンテナ、２０ 信号受信
装置、２１ 受信用指向性アンテナ、２２ 受信機

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 Ｎ個の指向性を有する送信用アンテナ
    と、 上記送信用アンテナの各指向性に対応するＮ個の送信手
    段と、 上記送信用アンテナの各指向性に対応するＮ個の指向性
    を有する受信用アンテナと、 上記受信用アンテナの各指向性に対応するＮ個の受信手
    段とを備え、 上記Ｎ個の送信手段から上記送信用アンテナのＮ個の指
    向性に基づいたＮ個の独立な異なる経路を介して送信さ
    れたＮ個の異なる情報を上記Ｎ個の指向性を有する受信
    用アンテナを介して上記Ｎ個の受信手段に多重化信号と
    して受信させることを特徴とする信号送受信装置。
  2. 【請求項２】 少なくとも上記受信用アンテナは、経路
    の変化又は電波の到来方向の変化に対して、サーボモー
    タにより機械的に回転されて追従することを特徴とする
    請求項１記載の信号送受信装置。
  3. 【請求項３】 上記Ｎ個の送信手段は一つの情報をＮ段
    に分割するシリアル−パラレル変換手段からのＮ個のパ
    ラレル情報を上記送信用アンテナから異なるＮ個の経路
    を介して電波として送信し、上記Ｎ個の受信手段は上記
    Ｎ個の異なる経路を介した電波を上記受信用アンテナを
    介して受信してからパラレル−シリアル変換手段にて一
    つのシリアル情報に戻すことを特徴とする請求項１記載
    の信号送受信装置。
  4. 【請求項４】 少なくとも上記受信用アンテナは、経路
    の変化又は電波の到来方向の変化に対して、サーボモー
    タにより機械的に回転されて追従することを特徴とする
    請求項３記載の信号送受信装置。
  5. 【請求項５】 上記受信用アンテナの指向性を設定して
    から、上記送信用アンテナを回転させて、上記受信手段
    のＣ／Ｎが最大となるときの、送信指向性を設定するこ
    とを特徴とする請求項２記載の信号送受信装置。
  6. 【請求項６】 上記受信用アンテナの指向性を設定して
    から、上記送信用アンテナを回転させて、上記受信手段
    のＣ／Ｎが最大となるときの、送信指向性を設定するこ
    とを特徴とする請求項３記載の信号送受信装置。
  7. 【請求項７】 上記各送信手段はそれぞれＣ／Ｎ測定手
    段を備え、Ｃ／Ｎ比較手段により測定Ｃ／Ｎが比較さ
    れ、上記各経路のＣ／Ｎの大きい順に優先順位の高い情
    報を上記送信側で割り当てることを特徴とする請求項１
    記載の信号送受信装置。
  8. 【請求項８】 上記送信用アンテナ及び上記受信用アン
    テナには、上記経路の変化又は電波の到来方向の変化に
    追従する１組のアレーアンテナを用いることを特徴とす
    る請求項１記載の信号送受信装置。
  9. 【請求項９】 上記Ｎ個の送信手段は一つの情報をＮ段
    に分割するシリアル−パラレル変換手段からのＮ個のパ
    ラレル情報を上記送信用アンテナから異なるＮ個の経路
    を介して電波として送信し、上記Ｎ個の受信手段は上記
    Ｎ個の異なる経路を介した電波を上記受信用アンテナを
    介して受信してからパラレル−シリアル変換手段にて一
    つのシリアル情報に戻すことを特徴とする請求項８記載
    の信号送受信装置。
  10. 【請求項１０】 無指向性とされた上記送信用アンテナ
    側から送られるトレーニング列を受信して、上記受信用
    アンテナ側の係数を決定して受信指向性を設定すること
    を特徴とする請求項８記載の信号送受信装置。
  11. 【請求項１１】 無指向性とされた上記送信用アンテナ
    側から送られるトレーニング列を受信して、上記受信用
    アンテナ側の係数を決定して受信指向性を設定すること
    を特徴とする請求項９記載の信号送受信装置。
  12. 【請求項１２】 上記受信用アンテナの指向性を設定し
    てから、上記送信用アンテナの指向性を走査し、上記受
    信手段のＣ／Ｎが最大となるような送信指向性を与える
    ことを特徴とする請求項８記載の信号送受信装置。
  13. 【請求項１３】 上記受信用アンテナの指向性を設定し
    てから、上記送信用アンテナの指向性を走査し、上記受
    信手段のＣ／Ｎが最大となるような送信指向性を与える
    ことを特徴とする請求項９記載の信号送受信装置。
  14. 【請求項１４】 上記各受信手段はそれぞれＣ／Ｎ測定
    手段を備え、Ｃ／Ｎ比較手段により測定Ｃ／Ｎが比較さ
    れ、上記各経路のＣ／Ｎの大きい順に優先順位の高い情
    報を上記送信側で割り当てることを特徴とする請求項８
    記載の信号送受信装置。
  15. 【請求項１５】 上記受信アンテナの指向性を設定して
    から、その受信アンテナの係数を用いて、送信指向性を
    設定することを特徴とする請求項８記載の信号送受信装
    置。
  16. 【請求項１６】 上記受信アンテナの指向性を設定して
    から、その受信アンテナの係数を用いて、送信指向性を
    設定することを特徴とする請求項９記載の信号送受信装
    置。
  17. 【請求項１７】 送信用アンテナのＮ個の指向性に基づ
    いたＮ個の独立な異なる経路を介してＮ個の異なる情報
    を送信し、上記送信用アンテナのＮ個の指向性に対応し
    たＮ個の指向性を備える受信用アンテナで多重化信号と
    して受信することを特徴とする信号送受信方法。
  18. 【請求項１８】 少なくとも上記受信用アンテナは、経
    路の変化又は電波の到来方向の変化に対して、サーボモ
    ータにより機械的に回転されて追従することを特徴とす
    る請求項１７記載の信号送受信方法。
  19. 【請求項１９】 上記Ｎ個の異なる情報は一つの情報を
    Ｎ段に分割して得られたＮ個のパラレル情報であり、上
    記受信用アンテナで多重化信号として受信してから一つ
    のシリアル情報に戻すことを特徴とする請求項１７記載
    の信号送受信方法。
  20. 【請求項２０】 上記送信用アンテナ及び上記受信用ア
    ンテナには、上記経路の変化又は電波の到来方向の変化
    に追従する１組のアレーアンテナを用いることを特徴と
    する請求項１７記載の信号送受信方法。
  21. 【請求項２１】 上記Ｎ個の異なる情報は一つの情報を
    Ｎ段に分割して得られたＮ個のパラレル情報であり、上
    記受信用アンテナで多重化信号として受信してから一つ
    のシリアル情報に戻すことを特徴とする請求項２０記載
    の信号送受信方法。
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