JPH10190539A - ダイバーシチ受信装置 - Google Patents
ダイバーシチ受信装置Info
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- JPH10190539A JPH10190539A JP8340990A JP34099096A JPH10190539A JP H10190539 A JPH10190539 A JP H10190539A JP 8340990 A JP8340990 A JP 8340990A JP 34099096 A JP34099096 A JP 34099096A JP H10190539 A JPH10190539 A JP H10190539A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、各ダイバーシチブランチにマルチビ
ームアンテナを用いた、ダイバーシチ受信装置に関し、
マルチビーム間の利得の低下をダイバーシチブランチ間
で補い合い、ダイバーシチ合成後の特性を向上させ、常
に良好な通信を可能にすることを目的とする。 【解決手段】アンテナが複数のブランチからなるダイバ
ーシチ受信装置において、各ブランチを構成するアンテ
ナが２以上のアンテナ素子を用いることで成形できるマ
ルチビームアンテナで構成され、各ブランチで成形され
るマルチビームのビーム方向が、他のブランチのビーム
パターンの利得の低下する部分に重なる方向となるよう
に各ブランチのビームパターンを成形するビームフォー
マーを備える。
ームアンテナを用いた、ダイバーシチ受信装置に関し、
マルチビーム間の利得の低下をダイバーシチブランチ間
で補い合い、ダイバーシチ合成後の特性を向上させ、常
に良好な通信を可能にすることを目的とする。 【解決手段】アンテナが複数のブランチからなるダイバ
ーシチ受信装置において、各ブランチを構成するアンテ
ナが２以上のアンテナ素子を用いることで成形できるマ
ルチビームアンテナで構成され、各ブランチで成形され
るマルチビームのビーム方向が、他のブランチのビーム
パターンの利得の低下する部分に重なる方向となるよう
に各ブランチのビームパターンを成形するビームフォー
マーを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、各ダイバーシチブ
ランチにマルチビームアンテナを用いた、ダイバーシチ
受信装置に関する。
ランチにマルチビームアンテナを用いた、ダイバーシチ
受信装置に関する。
【０００２】近年、移動通信システムヘの加入者は、爆
発的に増加しており、早急なシステム容量の増大が望ま
れている。これに対応すべく種々の高度な技術が検討さ
れ、システムに導入されている。アンテナも例外ではな
く、現在のセクタ化からさらにセクタ内のマルチビーム
化へと進むものと考えられる。本発明は、マルチビーム
アンテナを用いる際の問題を回避するものである。
発的に増加しており、早急なシステム容量の増大が望ま
れている。これに対応すべく種々の高度な技術が検討さ
れ、システムに導入されている。アンテナも例外ではな
く、現在のセクタ化からさらにセクタ内のマルチビーム
化へと進むものと考えられる。本発明は、マルチビーム
アンテナを用いる際の問題を回避するものである。
【０００３】
【従来の技術】図１３にアンテナのセクタ化の概念が示
される。この例では３セクタの場合を示す。無線基地局
の周りに形成される円形の一つの無線ゾーンを図中に実
線で示される３つのセクタに分割して、それぞれのセク
タのゾーンにアンテナＡＴ１、ＡＴ２、ＡＴ３を配置し
て互いに他のセクタの電波と干渉しないようにするもの
である。
される。この例では３セクタの場合を示す。無線基地局
の周りに形成される円形の一つの無線ゾーンを図中に実
線で示される３つのセクタに分割して、それぞれのセク
タのゾーンにアンテナＡＴ１、ＡＴ２、ＡＴ３を配置し
て互いに他のセクタの電波と干渉しないようにするもの
である。
【０００４】さらに、これらセタク化されたシステムに
ダイバーシチ受信方式をとり入れるには、各セクタのア
ンテナＡＴ１、ＡＴ２、ＡＴ３をそれぞれダイバーシチ
アンテナにする。すなわち、各セクタのアンテナＡＴ
１、ＡＴ２、ＡＴ３をそれぞれ複数のブランチにする。
ダイバーシチ受信方式をとり入れるには、各セクタのア
ンテナＡＴ１、ＡＴ２、ＡＴ３をそれぞれダイバーシチ
アンテナにする。すなわち、各セクタのアンテナＡＴ
１、ＡＴ２、ＡＴ３をそれぞれ複数のブランチにする。
【０００５】この従来のダイバーシチ受信方式において
は、各ダイバーシチブランチのアンテナには無指向性ア
ンテナあるいはセクタアンテナなどの固定ビームアンテ
ナが用いられてきた。ところが、今後の特に基地局アン
テナにおいては、チャネル容量向上の観点から、マルチ
ビーム化、セクタ内マルチビーム化が行われるものと考
えられる。
は、各ダイバーシチブランチのアンテナには無指向性ア
ンテナあるいはセクタアンテナなどの固定ビームアンテ
ナが用いられてきた。ところが、今後の特に基地局アン
テナにおいては、チャネル容量向上の観点から、マルチ
ビーム化、セクタ内マルチビーム化が行われるものと考
えられる。
【０００６】セクタ内マルチビーム化は図１３の例に示
されるように、一つのセクタ内をさらにマルチビーム化
（この例では点線で示される４ビーム化）するもので、
アンテナＡＴ１、ＡＴ２、ＡＴ３としてそれぞれマルチ
ビームアンテナを用いる。各セクタ内では、そのセクタ
でのマルチビームのうち移動局との間で最も受信感度が
高いビームを選択して通信を行う。
されるように、一つのセクタ内をさらにマルチビーム化
（この例では点線で示される４ビーム化）するもので、
アンテナＡＴ１、ＡＴ２、ＡＴ３としてそれぞれマルチ
ビームアンテナを用いる。各セクタ内では、そのセクタ
でのマルチビームのうち移動局との間で最も受信感度が
高いビームを選択して通信を行う。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】マルチビームアンテナ
では、例えば図１３に点線で示すように、隣り合うビー
ムの境界では利得の落ち込む部分が生じる。このため、
この部分に在圏する移動局との間の受信特性が劣化する
ことになる。
では、例えば図１３に点線で示すように、隣り合うビー
ムの境界では利得の落ち込む部分が生じる。このため、
この部分に在圏する移動局との間の受信特性が劣化する
ことになる。
【０００８】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであり、マルチビームアンテナを用いたダイバーシチ
受信方式において、マルチビームアンテナを用いる際に
生じる各ビームの間の利得の落ち込む方向に、他のダイ
バーシチブランチのビーム方向を向けるという着想に基
づき、ダイバーシチブランチ間で利得の低下を補い合
い、ダイバーシチ合成後の特性を向上させ、常に良好な
通信を可能にすることを目的とする。
のであり、マルチビームアンテナを用いたダイバーシチ
受信方式において、マルチビームアンテナを用いる際に
生じる各ビームの間の利得の落ち込む方向に、他のダイ
バーシチブランチのビーム方向を向けるという着想に基
づき、ダイバーシチブランチ間で利得の低下を補い合
い、ダイバーシチ合成後の特性を向上させ、常に良好な
通信を可能にすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】図１、図２は、本発明の
原理的説明図である。図１において、１はアレーアンテ
ナであり、複数のアンテナを配列している。２はビーム
フォーマーであり、ビームの方向を決めるビーム方向制
御部とビーム成形部からなる．ここで、ビーム方向制御
部は、ブランチによって異なった方向にビームが向くよ
うにしておく。３はビームセレクタであり、ビーム出力
の中から出力電力が最大のビームを選択する。以上の部
分が各ダイバーシチブランチに用意されている。図１で
はＭブランチダイバーシチとしている。４は最大比合成
部であり、上記各ブランチで選択したビームの最大比合
成を行う。
原理的説明図である。図１において、１はアレーアンテ
ナであり、複数のアンテナを配列している。２はビーム
フォーマーであり、ビームの方向を決めるビーム方向制
御部とビーム成形部からなる．ここで、ビーム方向制御
部は、ブランチによって異なった方向にビームが向くよ
うにしておく。３はビームセレクタであり、ビーム出力
の中から出力電力が最大のビームを選択する。以上の部
分が各ダイバーシチブランチに用意されている。図１で
はＭブランチダイバーシチとしている。４は最大比合成
部であり、上記各ブランチで選択したビームの最大比合
成を行う。
【００１０】
【作用】図２にＭ＝２とした場合の、本発明による相補
ビームパターン図を示す。図１で示したブランチのビ
ームフォーマー２の出力＃１２１、＃１２２、・・・、
＃１２Ｎが図２のブランチの各ビームであったとす
る。ブランチについても同様とする．本発明では、ビ
ームフォーマー２に各ビームの方向を変化させるビーム
方向制御部が設けられている。ビーム方向制御部は、ア
ンテナごとに一定量位相を変化させる。このときブラン
チごとに変化させる位相を考慮することで、同図のよう
にブランチの隣り合うビームの境界部分に、ブランチ
の各ビームの主方向が向くようなビームパターンを成
形できる。
ビームパターン図を示す。図１で示したブランチのビ
ームフォーマー２の出力＃１２１、＃１２２、・・・、
＃１２Ｎが図２のブランチの各ビームであったとす
る。ブランチについても同様とする．本発明では、ビ
ームフォーマー２に各ビームの方向を変化させるビーム
方向制御部が設けられている。ビーム方向制御部は、ア
ンテナごとに一定量位相を変化させる。このときブラン
チごとに変化させる位相を考慮することで、同図のよう
にブランチの隣り合うビームの境界部分に、ブランチ
の各ビームの主方向が向くようなビームパターンを成
形できる。
【００１１】このため到来方向１からの到来波は、ブラ
ンチの＃１２２のビームで良好に受信できるが、到来
方向２からの到来波は、＃１２３または＃１２４を選ん
だとすると、利得の小さなものになってしまう。いっぽ
う、ブランチのビームがずらしてあるため、ブランチ
の＃２２３のビームでは高利得で受信ができる。
ンチの＃１２２のビームで良好に受信できるが、到来
方向２からの到来波は、＃１２３または＃１２４を選ん
だとすると、利得の小さなものになってしまう。いっぽ
う、ブランチのビームがずらしてあるため、ブランチ
の＃２２３のビームでは高利得で受信ができる。
【００１２】さらに各ブランチで選択したビームを、最
大比合成部４で最大比合成することにより、ブランチ合
成後のビームパ夕ーンはすべての方向にわたってほぼ一
定で、高利得なものとなる。
大比合成部４で最大比合成することにより、ブランチ合
成後のビームパ夕ーンはすべての方向にわたってほぼ一
定で、高利得なものとなる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。図３は本発明の一実施例構成図であ
り、べ一スバンド帯でディジタルビームフォーミングに
よりビーム成形を行う相補ビームパターンダイバーシチ
受信装置を示している。この実施例はダイバーシチブラ
ンチ数を２、各ブランチ、のアンテナ素子数を４、
ビームフォーマーの出力数を４とした場合である。図３
中、図１で示したものは同一の記号で示してある。
施形態を説明する。図３は本発明の一実施例構成図であ
り、べ一スバンド帯でディジタルビームフォーミングに
よりビーム成形を行う相補ビームパターンダイバーシチ
受信装置を示している。この実施例はダイバーシチブラ
ンチ数を２、各ブランチ、のアンテナ素子数を４、
ビームフォーマーの出力数を４とした場合である。図３
中、図１で示したものは同一の記号で示してある。
【００１４】１はアレーアンテナであり、複数の無指向
性アンテナあるいは同一ビームの複数のセクタアンテナ
を配列し、到来する信号を受信する。ブランチのアン
テナは＃１１１〜＃１１４、ブランチのアンテナは＃
２１１〜＃２１４のそれぞれ４本ずつである。ブランチ
とブランチはそれぞれダイバーシチ受信を行う関係
にある。
性アンテナあるいは同一ビームの複数のセクタアンテナ
を配列し、到来する信号を受信する。ブランチのアン
テナは＃１１１〜＃１１４、ブランチのアンテナは＃
２１１〜＃２１４のそれぞれ４本ずつである。ブランチ
とブランチはそれぞれダイバーシチ受信を行う関係
にある。
【００１５】５は変換回路であり、増幅、周波数変換、
フィルタリング、アナログ／ディジタル変換を行う。こ
の回路の一般的な構成が図４に示される。図示するよう
に、この変換回路５は、アンテナからに入力ＲＦ信号を
増幅するローノイズアンプ、ＲＦ信号を第１局部発振器
１０の発振出力ｆLO1 を用いてＩＦ信号に変換する第１
ミクサ、ＩＦ信号を増幅するＩＦアンプ１２、ＩＦ信号
を第２局部発振器１４の発振出力ｆLO2 を用いてベース
バンド信号に変換する第２ミクサ１３、ベースバンド信
号をフィルタリングするローパスフィルタ１５、ベース
バンド信号をアナログ／ディジタル変換するＡ／Ｄ変換
器１６を含み構成される。従って、後段のビーム方向制
御部６にはディジタル信号が入力され、それ以後はディ
ジタル信号処理で処理される。
フィルタリング、アナログ／ディジタル変換を行う。こ
の回路の一般的な構成が図４に示される。図示するよう
に、この変換回路５は、アンテナからに入力ＲＦ信号を
増幅するローノイズアンプ、ＲＦ信号を第１局部発振器
１０の発振出力ｆLO1 を用いてＩＦ信号に変換する第１
ミクサ、ＩＦ信号を増幅するＩＦアンプ１２、ＩＦ信号
を第２局部発振器１４の発振出力ｆLO2 を用いてベース
バンド信号に変換する第２ミクサ１３、ベースバンド信
号をフィルタリングするローパスフィルタ１５、ベース
バンド信号をアナログ／ディジタル変換するＡ／Ｄ変換
器１６を含み構成される。従って、後段のビーム方向制
御部６にはディジタル信号が入力され、それ以後はディ
ジタル信号処理で処理される。
【００１６】ビーム方向制御部６とビーム成形部７はビ
ームフォーマー２を構成するものである。ビーム方向制
御部６はビームの方向を決めるもので、ブランチ、
でそれぞれ異なった方向にビームが向くようにする。ブ
ランチは各アンテナ＃１１１〜＃１１４ごとに２２．
５°ずつ位相を遅らせ、ブランチは各アンテナ＃２１
１〜＃２１４ごとに２２．５°ずつ位相を進めている。
このため、各ブランチではアンテナ＃１１２〜＃１１
４、＃２１２〜＃２１４に対してそれぞれ移相器６１、
６２，６３を挿入している。ビーム成形部７はビームを
成形する部分であり、この実施例では４入出力ＦＦＴ
（Fast Fourier Transform) を用いている。
ームフォーマー２を構成するものである。ビーム方向制
御部６はビームの方向を決めるもので、ブランチ、
でそれぞれ異なった方向にビームが向くようにする。ブ
ランチは各アンテナ＃１１１〜＃１１４ごとに２２．
５°ずつ位相を遅らせ、ブランチは各アンテナ＃２１
１〜＃２１４ごとに２２．５°ずつ位相を進めている。
このため、各ブランチではアンテナ＃１１２〜＃１１
４、＃２１２〜＃２１４に対してそれぞれ移相器６１、
６２，６３を挿入している。ビーム成形部７はビームを
成形する部分であり、この実施例では４入出力ＦＦＴ
（Fast Fourier Transform) を用いている。
【００１７】図７はＦＦＴを用いた上述のディジタルビ
ームフォーマー２の詳細な構成図である。ビームフォー
マー２は、ビーム方向制御部６とビーム成形部７である
４入出力ＦＦＴからなる。ビーム方向制御部６は、３つ
のアンテナに移相器６１〜６３を挿入することによりア
ンテナごとにαπ／２ラジアンずつ位相を遅らせるよう
にしてある。なおＦＦＴの入出力数がＮの場合はα２π
／Ｎラジアンずつとなる。ここで、α（−０．５≦α≦
０．５）をオフセツト係数と呼ぶ。ビーム成形部７は加
算器７１〜７４、減算器７５〜７８、移相器７９を含み
構成される。このビーム方向制御部６とビーム成形部７
を組み合わせたビームフォーマー２では、オフセット係
数αの値を変化させることでビームの方向を任意に変化
させることができる。この実施例では、ブランチ１のオ
フセット係数αを０．２５、ブランチ２のオフセット係
数αを−０．２５としている。相補な関係のビームは、
２ブランチダイバーシチにおいては、オフセット係数α
を０．５異なったものとすることで実現できる。
ームフォーマー２の詳細な構成図である。ビームフォー
マー２は、ビーム方向制御部６とビーム成形部７である
４入出力ＦＦＴからなる。ビーム方向制御部６は、３つ
のアンテナに移相器６１〜６３を挿入することによりア
ンテナごとにαπ／２ラジアンずつ位相を遅らせるよう
にしてある。なおＦＦＴの入出力数がＮの場合はα２π
／Ｎラジアンずつとなる。ここで、α（−０．５≦α≦
０．５）をオフセツト係数と呼ぶ。ビーム成形部７は加
算器７１〜７４、減算器７５〜７８、移相器７９を含み
構成される。このビーム方向制御部６とビーム成形部７
を組み合わせたビームフォーマー２では、オフセット係
数αの値を変化させることでビームの方向を任意に変化
させることができる。この実施例では、ブランチ１のオ
フセット係数αを０．２５、ブランチ２のオフセット係
数αを−０．２５としている。相補な関係のビームは、
２ブランチダイバーシチにおいては、オフセット係数α
を０．５異なったものとすることで実現できる。
【００１８】図５にはこのビームフォーマー２で形成さ
れる各ブランチのビームパターンが示される。ただし、
アンテナ素子は無指向性アンテナで、間隔を１波長と
し、等間隔に配列している。この図５から分かるよう
に、ブランチでは各アンテナ＃１２１〜＃１２４の主
ビームの境界部分はそれぞれ利得が落ち込んでおり、ブ
ランチでも同様である。そして、ブランチの各主ビ
ームの方向はブランチの隣り合う主ビームの境界部分
（すなわち利得の谷間部分）に成形されている。
れる各ブランチのビームパターンが示される。ただし、
アンテナ素子は無指向性アンテナで、間隔を１波長と
し、等間隔に配列している。この図５から分かるよう
に、ブランチでは各アンテナ＃１２１〜＃１２４の主
ビームの境界部分はそれぞれ利得が落ち込んでおり、ブ
ランチでも同様である。そして、ブランチの各主ビ
ームの方向はブランチの隣り合う主ビームの境界部分
（すなわち利得の谷間部分）に成形されている。
【００１９】３はビームセレクタであり、各ブランチ
、毎に設けられ、各ブランチのビームセレタク３は
そのブランチの各ビームの受信信号の電力を測定し、最
大電力である一つのビームの受信信号を選択し、最大比
合成部４に出力する。最大比合成部４は、２つのブラン
チ、でビームセレクタ３によりそれぞれ選択された
ビームの受信信号が入力され、それらの合成を行う。
、毎に設けられ、各ブランチのビームセレタク３は
そのブランチの各ビームの受信信号の電力を測定し、最
大電力である一つのビームの受信信号を選択し、最大比
合成部４に出力する。最大比合成部４は、２つのブラン
チ、でビームセレクタ３によりそれぞれ選択された
ビームの受信信号が入力され、それらの合成を行う。
【００２０】図６には、図３に示したこの実施例の構成
の相補ビームパターンダイバーシチ受信方式を、ＣＤＭ
Ａ(Code Division Multiple Access) に適用した場合の
ビット誤り率特性の計算機シミュレーション結果が示さ
れる。ユーザ数は１５である。同図には、相補ビームと
しない場合についても示している。すなわち、図中の実
線の特性はブランチのオフセット係数α＝０. ２５、
ブランチのオフセット係数α＝−０. ２５とした本発
明の相補ビームパターンダイバーシチ受信方式のもの、
点線の特性はブランチ、ともオフセット係数α＝
０．５とした相補ビームとしない場合のものである。こ
の二つの特性からも、相補ビームすることにより、誤り
率１０-3を得るためのＥｂ／Ｎｏは約２ｄＢ改善されて
いることがわかる。
の相補ビームパターンダイバーシチ受信方式を、ＣＤＭ
Ａ(Code Division Multiple Access) に適用した場合の
ビット誤り率特性の計算機シミュレーション結果が示さ
れる。ユーザ数は１５である。同図には、相補ビームと
しない場合についても示している。すなわち、図中の実
線の特性はブランチのオフセット係数α＝０. ２５、
ブランチのオフセット係数α＝−０. ２５とした本発
明の相補ビームパターンダイバーシチ受信方式のもの、
点線の特性はブランチ、ともオフセット係数α＝
０．５とした相補ビームとしない場合のものである。こ
の二つの特性からも、相補ビームすることにより、誤り
率１０-3を得るためのＥｂ／Ｎｏは約２ｄＢ改善されて
いることがわかる。
【００２１】上記実施例では、ビーム成形にＦＦＴを用
いたが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば
図８に示すようなＤＦＴ(Discrete Fourier Transform)
を用いてもよい。ＦＦＴを用いるビーム成形は入力また
は出力数が２の巾乗数の時に可能であるのに対して、Ｄ
ＦＴを用いたビーム成形は図８に示すように入出力数が
それぞれ３の場合のようなものにも適用可能である。こ
の例では、入力として３つのアンテナを設け、３つのア
ンテナのうちの２つにそれぞれの位相をα×２π／３ず
つずらす移相器を設けている。またビーム成形部１７
を、移相器１７１〜１７４、加算器１７５〜１７７で構
成されるＤＦＴとし、出力数を３としている。
いたが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば
図８に示すようなＤＦＴ(Discrete Fourier Transform)
を用いてもよい。ＦＦＴを用いるビーム成形は入力また
は出力数が２の巾乗数の時に可能であるのに対して、Ｄ
ＦＴを用いたビーム成形は図８に示すように入出力数が
それぞれ３の場合のようなものにも適用可能である。こ
の例では、入力として３つのアンテナを設け、３つのア
ンテナのうちの２つにそれぞれの位相をα×２π／３ず
つずらす移相器を設けている。またビーム成形部１７
を、移相器１７１〜１７４、加算器１７５〜１７７で構
成されるＤＦＴとし、出力数を３としている。
【００２２】また、ビーム成形にＦＦＴまたはＤＦＴを
用いる際、入力を出力数未満として構成してもよい。図
７にはＦＦＴ回路で構成された２入力４出力の場合が示
されている。図示のように、ビーム方向制御部６は２つ
のアンテナ入力のうちの一方にαπ／２ラジアンの移相
器を挿入し、ビーム成形部１８は加算器１８１、８１
２、減算器１８３、１９４、移相器１８５で構成される
ＦＦＴとしている。
用いる際、入力を出力数未満として構成してもよい。図
７にはＦＦＴ回路で構成された２入力４出力の場合が示
されている。図示のように、ビーム方向制御部６は２つ
のアンテナ入力のうちの一方にαπ／２ラジアンの移相
器を挿入し、ビーム成形部１８は加算器１８１、８１
２、減算器１８３、１９４、移相器１８５で構成される
ＦＦＴとしている。
【００２３】図１０には本発明の他の実施例が示され
る。前述の実施例では、アンテナ１の直ぐ後段に設けら
れた変換回路５で、アンテナ１で受信したＲＦ（高周
波）帯のアナログ信号をべ一スバンド帯のディジタル信
号にし、以後はディジタル信号処理を行うビームフォー
マーであったが、ビーム成形をＲＦ帯のアナログ信号で
行うことも可能である。
る。前述の実施例では、アンテナ１の直ぐ後段に設けら
れた変換回路５で、アンテナ１で受信したＲＦ（高周
波）帯のアナログ信号をべ一スバンド帯のディジタル信
号にし、以後はディジタル信号処理を行うビームフォー
マーであったが、ビーム成形をＲＦ帯のアナログ信号で
行うことも可能である。
【００２４】図１０はかかる実施例を示すもので、ＲＦ
帯での処理のためにビーム成形部１９としてバトラーマ
トリクスを用いたものを示す。この実施例では、アンテ
ナ１の直ぐ後段にビーム方向制御部６を配置する。ビー
ム方向制御部６において、ブランチはアンテナ＃１１
１〜＃１１４ごとに２２．５°ずつ位相を進め、ブラン
チはアンテナ＃２１１〜＃２１４ごとに２２．５°ず
つ位相を遅らせている。なお入出力数がＮの場合は位相
はα２π／Ｎラジアンずつとなる。ビーム成形部１９は
バトラーマトリクスで構成される。図１１はバトラーマ
トリクスを用いたビームフォーマーの詳細を示す。ここ
で、ハイブリッドＨＹＢは９０°３ｄＢハイブリッドで
あり、移相器はπ／４ラジアン位相をずらす固定移相器
である。このバトラーマトリクスの外部に任意の移相器
を設けることにより、ビームの方向を制御する。
帯での処理のためにビーム成形部１９としてバトラーマ
トリクスを用いたものを示す。この実施例では、アンテ
ナ１の直ぐ後段にビーム方向制御部６を配置する。ビー
ム方向制御部６において、ブランチはアンテナ＃１１
１〜＃１１４ごとに２２．５°ずつ位相を進め、ブラン
チはアンテナ＃２１１〜＃２１４ごとに２２．５°ず
つ位相を遅らせている。なお入出力数がＮの場合は位相
はα２π／Ｎラジアンずつとなる。ビーム成形部１９は
バトラーマトリクスで構成される。図１１はバトラーマ
トリクスを用いたビームフォーマーの詳細を示す。ここ
で、ハイブリッドＨＹＢは９０°３ｄＢハイブリッドで
あり、移相器はπ／４ラジアン位相をずらす固定移相器
である。このバトラーマトリクスの外部に任意の移相器
を設けることにより、ビームの方向を制御する。
【００２５】同図において、バトラーマトリクスのみで
成形されるビームパターン（オフセット係数αを０とし
たときに相当）は、前述の図７のＦＦＴを用いたビーム
フォーマーにおいて、ビーム方向制御部のオフセット係
数αを０．５としたときと同様なビームパターンが成形
される。すなわち、ビーム方向制御部６の各移相器の移
相量を図８に示したようにし、ビーム成形部１９にバト
ラーマトリクスを用いることで、図５に示したビームパ
ターンが、各ブランチ、で得られる。
成形されるビームパターン（オフセット係数αを０とし
たときに相当）は、前述の図７のＦＦＴを用いたビーム
フォーマーにおいて、ビーム方向制御部のオフセット係
数αを０．５としたときと同様なビームパターンが成形
される。すなわち、ビーム方向制御部６の各移相器の移
相量を図８に示したようにし、ビーム成形部１９にバト
ラーマトリクスを用いることで、図５に示したビームパ
ターンが、各ブランチ、で得られる。
【００２６】変換回路５はビーム成形部１９の後段に配
置する。すなわち変換回路５はＲＦ帯でのビーム成形後
に、受信したＲＦ帯のアナログ信号をべ一スバンド帯の
ディジタル信号に変換し、ビームセレタク３でビーム選
択をし、さらに最大比合成部４で最大比合成を行ってい
る。
置する。すなわち変換回路５はＲＦ帯でのビーム成形後
に、受信したＲＦ帯のアナログ信号をべ一スバンド帯の
ディジタル信号に変換し、ビームセレタク３でビーム選
択をし、さらに最大比合成部４で最大比合成を行ってい
る。
【００２７】この図１０に示した実施例では、ビーム成
形後の各ＲＦ信号をべ一スバンド帯のディジタル宿号に
変換したが、本発明はこれに限られるものではなく、さ
らに図１２に示すように、ビームセレクタ３によるビー
ム選択までをＲＦ帯で行い、ビーム選択後のＲＦ信号
を、変換回路５によってべ一スバンド帯のディジタル信
号に変換して、最大比合成を行ってもよい。
形後の各ＲＦ信号をべ一スバンド帯のディジタル宿号に
変換したが、本発明はこれに限られるものではなく、さ
らに図１２に示すように、ビームセレクタ３によるビー
ム選択までをＲＦ帯で行い、ビーム選択後のＲＦ信号
を、変換回路５によってべ一スバンド帯のディジタル信
号に変換して、最大比合成を行ってもよい。
【００２８】なお、以上の説明からも明らかなように、
本発明はセクタ内マルチビーム方式のダイバーシチ受信
装置だけでなく、一般のマルチビーム方式のダイバーシ
チ受信装置にも適用できるものである。
本発明はセクタ内マルチビーム方式のダイバーシチ受信
装置だけでなく、一般のマルチビーム方式のダイバーシ
チ受信装置にも適用できるものである。
【００２９】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、マ
ルチビームアンテナを用いたダイバーシチ受信装置にお
いて、マルチビームアンテナを用いる際のビーム間の利
得の低下を、ブランチ間で補うことができ、いずれの方
向からの到来波に対しても、高利得での受信を可能と
し、受信特性の改善に寄与するところが大きい。
ルチビームアンテナを用いたダイバーシチ受信装置にお
いて、マルチビームアンテナを用いる際のビーム間の利
得の低下を、ブランチ間で補うことができ、いずれの方
向からの到来波に対しても、高利得での受信を可能と
し、受信特性の改善に寄与するところが大きい。
【図１】本発明の構成を原理的に説明する図である。
【図２】本発明の動作を原理的に説明する図である。
【図３】本発明の一実施例としてのダイバーシチ受信装
置の構成を示す図である。
置の構成を示す図である。
【図４】実施例装置における変換回路５の詳細な構成を
示す図である。
示す図である。
【図５】実施例装置における各ブランチのビームパター
ンを示す図である。
ンを示す図である。
【図６】実施例の相補ビームパターンダイバーシチ受信
装置のビッチ誤り率特性のシミュレーション結果を示す
図である。
装置のビッチ誤り率特性のシミュレーション結果を示す
図である。
【図７】実施例装置におけるＦＦＴを用いた４入力４出
力ビームフォーマーの構成例を示す図である。
力ビームフォーマーの構成例を示す図である。
【図８】ビームフォーマーの他の構成例（ＤＦＴ：３入
出力型）を示す図である。
出力型）を示す図である。
【図９】ビームフォーマーのまた他の構成例（ＦＦＴ：
２入力４出力型）を示す図である。
２入力４出力型）を示す図である。
【図１０】本発明の他の実施例装置を示す図である。
【図１１】他の実施例装置におけるビームフォーマーの
構成例を示す図である。
構成例を示す図である。
【図１２】本発明のまた他の実施例装置を示す図であ
る。
る。
【図１３】アンテナのセクタ化を説明する図である。
【符号の説明】 １ アレーアンテナ ２ ビームフォーマー ３ ビームセレクタ ４ 最大比合成部 ５ 周波数変換回路およびＡ／Ｄ変換器 ６：ビーム方向制御部 ７ ビーム成形部（ＦＦＴ：４入出力型） ８ ＲＦローノイズアンプ ９ 第１ミクサ １０ 第１局部発振器 １１ バンドパスフイルク １２ ＩＦアンプ １３ 第２ミクサ １４ 第２局部発振器 １５ ローパスフイルタ １６ Ａ／Ｄ変換器 １７ ビーム成形部（ＤＦＴ：３入出力型） １８ ビーム成形部（ＦＦＴ（２入力４出力型） １９ ビーム成形部（バトラーマトリクス型） ２０ ＲＦビームセレクタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｌ 1/02 Ｈ０４Ｂ 7/26 Ｄ (72)発明者 小早川 周磁 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 関 宏之 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 戸田 健 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内
Claims (6)
- 【請求項１】アンテナが複数のブランチからなるダイバ
ーシチ受信装置において、各ブランチを構成するアンテ
ナが２以上のアンテナ素子を用いることで成形できるマ
ルチビームアンテナで構成され、各ブランチで成形され
るマルチビームのビーム方向が、他のブランチのビーム
パターンの利得の低下する部分に重なる方向となるよう
に各ブランチのビームパターンを成形するビームフォー
マーを備えたことを特徴とするダイバーシチ受信装置。 - 【請求項２】アンテナが２つのブランチからなるダイバ
ーシチ受信装置において、各ブランチを構成するアンテ
ナが２以上のアンテナ素子を用いることで成形できるマ
ルチビームアンテナで構成され、一つのブランチで成形
されるマルチビームのビーム間の利得が低下する境界部
分に、他のブランチで成形されるマルチビームのビーム
方向が重なるように各ブランチのビームパターンを成形
するビームフォーマーを備え、互いのブランチ間でビー
ム間の利得の低下を補い合うようにしたことを特徴とす
る相補ビームパターンダイバーシチ受信装置。 - 【請求項３】マルチビームを成形するデイジタル型ビー
ムフオーマーを、高速フーリエ変換または離散フーリエ
変換を用いてビームパターンを成形するビーム成形部
と、該ビーム成形部で成形されるビームパターンのビー
ム方向を制御するビーム方向制御部とで構成することを
特徴とする請求項１または２記載のダイバーシチ受信装
置。 - 【請求項４】上記ビームフォーマーに用いるビーム方向
制御部において、各ダイバーシチブランチのオフセツト
係数を０．５離れたものとすることにより、相補ビーム
パターンを成形することを特徴とする請求項３記載のダ
イバーシチ受信装置。 - 【請求項５】ビームフォーマーのビーム成形部を、ビー
ム成形をＲＦ領域で行うバトラーマトリクスで構成し、
このピーム成分部の外部に任意の移相器を設けることに
より、ビームの方向を制御するようビームフォーマーを
構成したことを特徴とする請求項３記載のダイバーシチ
受信装置。 - 【請求項６】マルチビーム成形後の各ビームの電力を測
定し、最大電力のビームを選択するビームセレクタを備
えることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の
ダイバーシチ受信装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8340990A JPH10190539A (ja) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | ダイバーシチ受信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8340990A JPH10190539A (ja) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | ダイバーシチ受信装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10190539A true JPH10190539A (ja) | 1998-07-21 |
Family
ID=18342188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8340990A Withdrawn JPH10190539A (ja) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | ダイバーシチ受信装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10190539A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004147154A (ja) * | 2002-10-25 | 2004-05-20 | Taiyo Yuden Co Ltd | ダイバーシティアンテナ回路 |
| JP2007300606A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-11-15 | Sony Deutsche Gmbh | 空間ダイバーシティ受信機及び空間ダイバーシティ送信機 |
| JP5073206B2 (ja) * | 2003-12-16 | 2012-11-14 | 三菱電機株式会社 | 無線通信装置 |
| JP2015080077A (ja) * | 2013-10-16 | 2015-04-23 | Kddi株式会社 | アンテナ装置、アンテナ制御方法およびコンピュータプログラム |
| KR101513889B1 (ko) * | 2008-02-14 | 2015-05-20 | 삼성전자주식회사 | 멀티 빔 결합을 이용한 스위치 빔 포밍 장치 및 방법 |
| WO2018164066A1 (ja) * | 2017-03-06 | 2018-09-13 | 株式会社Ｎｔｔドコモ | 送受信装置 |
-
1996
- 1996-12-20 JP JP8340990A patent/JPH10190539A/ja not_active Withdrawn
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2004147154A (ja) * | 2002-10-25 | 2004-05-20 | Taiyo Yuden Co Ltd | ダイバーシティアンテナ回路 |
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| US8369436B2 (en) | 2006-03-30 | 2013-02-05 | Sony Deutschland Gmbh | Multiple-input multiple-output spatial multiplexing system with dynamic antenna beam combination selection capability |
| US8611455B2 (en) | 2006-03-30 | 2013-12-17 | Sony Deutschland Gmbh | Multiple-input multiple-output spatial multiplexing system with dynamic antenna beam combination selection capability |
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| US10897297B2 (en) | 2017-03-06 | 2021-01-19 | Ntt Docomo, Inc. | Transmission and reception apparatus |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040302 |