JPH11510655A

JPH11510655A - アンテナ・アレイを使用する基地局における偏波ダイバーシティの方法及び装置

Info

Publication number: JPH11510655A
Application number: JP8534159A
Authority: JP
Inventors: ウィルキンソンデント，ポール
Original assignee: Ericsson Inc
Current assignee: Ericsson Inc
Priority date: 1995-05-11
Filing date: 1996-05-06
Publication date: 1999-09-14
Also published as: CN1190508A; KR19990014703A; AU5728796A; US5724666A; DE69623009T2; CN1097891C; KR100340948B1; DE69623009D1; EP0824801B1; WO1996036136A1; BR9608834A; EP0824801A1; AU701483B2

Abstract

(57)【要約】基地局は、第１及び第２の回転偏波を受信する第１及び第２のアンテナ・アレイと、該第１及び第２のアンテナ・アレイに接続されて、偏波ダイバーシティ受信に基づいて、移動局からのそれぞれの第１及び第２の受信信号を処理して品質の向上した出力受信信号を発生する偏波ダイバーシティ受信機とを備えている。送信及び受信アンテナ要素間の偏波分離はまた、第１の受信アンテナ要素を支える基板上に取り付けられた、第２の偏波に対する第１の複数の送信アンテナ要素を有することによってもたらすことができる。第２のアンテナ・アレイは、第２の受信アンテナ要素を支える基板上の第２の偏波の第２の複数のアンテナ要素を備えている。移動局で偏波ダイバーシティ利得を達成するために、基地局は、それぞれの交互する第１及び第２の回転偏波にて交互に信号を送信する交互偏波送信機を更に備えることが好ましい。この発明の方法の態様もまた開示される。

Description

【発明の詳細な説明】アンテナ・アレイを使用する基地局における偏波ダイバーシティの方法及び装置発明の分野本発明は一般に通信システムに関し、特に、セルラー無線通信システムに関する。発明の背景セルラー通信システムは一般に、複数の移動体ユニットまたは加入者に対して音声及びデータ通信をもたらすのに用いられる。例えばエー・エム・ピー・エス（ＡＭＰＳ）、イー・ティー・エー・シー・エス（ＥＴＡＣＳ）、エヌ・エム・ティー４５０（ＮＭＴ−４５０）、及びエヌ・エム・ティー９００（ＮＭＴ−９００）と称するアナログ・セルラー・システムはこれまで全世界を通して首尾よく展開されてきた。比較的最近では、北米及び汎欧州ジー・エス・エム（ＧＳＭ）におけるアイ・エス−５４ビー（ＩＳ−５４Ｂ）と称する等のデジタル・セルラー・システムが導入されてきている。これらのシステム及び他のシステムは、例えば、マサチューセッツ州ノーウッド市（Norwood、ＭＡ）に所在するアーテチ・ハウス社（Artech House）によって１９９３年に発行されたバルストン他（ Balston,et al.）によるセルラー無線システム（Cellular Radio Systems）と題する書籍に記載されている。周波数再使用は、周波数のグループがセルとして既知の制限された地理的通達範囲の領域に使用されるために割り合てられているセルラー技術において一般に用いられる。周波数の等価のグループを含むセルは地理的に分離されて、異なるセルの移動体ユニットが、相互に干渉することなく同一の周波数を同時に使用できるようになっている。このようにすることによって、数千もの加入者を、数百の周波数のみのシステムによって取り扱うことができる。米国において、例えば、連邦政府当局はセルラー通信に対して、チャンネルと呼ぶ狭い周波数帯域の対に更に細分されるＵＨＦ周波数スペクトルのブロックを割り合ててきた。チャンネルのペアリングは、各対の送信及び受信周波数が４５MHzだけオフセットされている周波数組合せ構成に起因する。現在、米国のセルラー移動通信に割り合てられた８３２の、即ち３０kHzワイドの無線チャンネルがある。このアナログ・システムの容量制限に取り組むために、これらの周波数が更に３つのタイム・スロットに細分される、ＩＳ−５４Ｂと称するデジタル伝送標準が提供されてきた。図１に図示するように、従来技術としてのセルラー通信システム２０は、１つ以上の移動局またはユニット２１、１つ以上の基地局２３及び移動電話交換局( ＭＴＳＯ：mobile telephone switching office)２５を備えている。３つのセル３６のみが図１に示されているが、代表的なセルラー・ネットワークは、数百の基地局、数千の移動局及び１つ以上のＭＴＳＯを備え得る。各セルには、１つ以上の専用の制御チャンネル及び１つ以上の音声チャンネルが割り合てられることとなる。代表的セルは、例えば、１つの制御チャンネル、及び２１の音声／データ、即ちトラフィックのチャンネルを有し得る。制御チャンネルは、セル識別及びページング情報を送信するのに使用される専用チャンネルである。トラフィック・チャンネルは、音声及びデータ情報を搬送する。ＭＴＳＯ２５は全セルラー・ネットワーク２０の中央調整要素である。ＭＴＳＯは一般にセルラー・プロセッサ２８、セルラー・スイッチ２９を含むと共に、公衆交換電話回線網(ＰＳＴＮ：public switched telephone network)３０に対するインターフェースをもたらしている。セルラー・ネットワーク２０を通して、二重無線通信リンク３２が２つの移動局２１間、または移動局２１及び大陸通信電話ユーザ３３の間で行われ得る。基地局２３の機能は一般に、移動局２１との無線通信を取り扱うことである。この能力において、基地局２３は主としてデータ及び音声信号に対する中継局として機能する。基地局２３はまたリンク３２の品質を管理すると共に、移動局２１から受信した信号の強度をモニタする。従来技術におけるような代表的な基地局２３を図２に概略的に図示する。この際、図２は、例えば、シー・エム・エス（ＣＭＳ）８８００セルラー移動電話システムに対して、スウェーデン国ストックホルム市(Stockholm，Sweden)に所在するエリクソン・テレコム・エービー（Ericsson Telecom ＡＢ）によって製造されたモデル番号アール・ビー・エス（ＲＢＳ）の機能的構成要素を示している。このアナログ・セルラー・ネットワークの全説明は、エリクソン・テレコム・エービーによって刊行された刊行物番号イー・エヌ／エル・ゼット・ティー１０１９０８アール２ビー（ＥＮ／ＬＺＴ１０１９０８Ｒ２Ｂ）に設けられている。ここで、多くのハイウェイに沿った共通の見地では、基地局２３は制御装置３４及びアンテナ・タワー３５を備えている。制御装置３４は基地局エレクトロニクスを備えており、タワーのベースに、またはこれに近接した耐久性のある格納装置内に通常配置されている。この格納装置内には、無線制御グループ３７、即ち、ＲＣＧ(radio control group)、交換機無線インターフェース（ＥＲＩ：exc hange radio interface）３８及び交流グリッドからの電力を変換して基地局２３内の個々の構成要素に給電する一次電源４１、それにバックアップ電源４２がある。ＥＲＩ３８はＭＴＳＯ２５及び基地局２３の間に信号をもたらす。ＥＲＩ３８はＲＣＧ３７からのデータを受信して、このデータを専用ＭＴＳＯ−ＢＳリンク４５上のＭＴＳＯ２５に転送する。逆方向において、ＥＲＩ３８はＭＴＳＯ２５からのデータを受信してこれをＲＣＧ３７に送って、続く移動局２１に対する送信に供するようにする。無線制御グループ３７は無線通信を行うのに必要な電子式装置を備えている。従来技術におけるようなＲＣＧ３７の機能ブロック図を図３に示す。図示の構成は、１つの制御チャンネル送信／受信モジュール（ＴＲＭ：transmit/receive m odule）５１、多数の音声チャンネルＴＲＭ５２、及び１つの信号強度受信機５３を示しており、この構成は１つのセルまたはセルのセクタの役に立つのに必要な代表的構成である。各ＴＲＭ５１，５２はそれぞれの送信機５４、受信機５５及び制御装置５７を含んでいる。ＴＲＭ５１，５２は一般的に周波数的に機敏ではなく、その代わりに１つの所定のチャンネルのみについて動作する。ＥＲＩ３８からの制御信号は個々の制御装置５７によって受信される。音声及びデータトラフィック信号は個別インターフェースを越えてＥＲＩ３８に達する。制御及び音声用の各個々の送信機５４は、送信結合器５８に接続されている。この送信結合器５８は全ての入力信号を結合して単一の出力と成し、この単一の出力は同軸ケーブル６２を介して送信アンテナ６３に結合されている。結合器５８の使用を通して、１６個までの送信機５４を一般に共通の送信アンテナ６３に結合することができる。結合器５８は、アンテナを支持するのに使用されるマスト及びタワーについての空間に対するプレミアムがしばしばあるので使用される。極端な場合、１００個以上の無線チャンネルを維持するのに１本のマストを要求し得る。受信側では、２つの受信アンテナ６５のおのおのがそれぞれの受信結合器６６Ａ，６６Ｂに結合され、これらの受信結合器では受信された信号が周波数に従って分離され、ＴＲＭ５１，５２のおのおのにおける個々の受信機５５に送信される。２つの受信アンテナ６５は一般にタワーについて３ないし５ｍ離れて、非相関性のフェージング・パターンを有する信号を受信することができ、これによって空間ダイバーシティ受信をもたらすようになっている。例えば、マグロウヒル (McGraw-Hill)によって１９９２年に刊行されたウィリアム・シー・ワイ・リー( William C.Y．Lee)著作の「移動通信エンジニアリング(Mobile Communications Engineering)」と題する書籍の第１０章に記述されている前検出及び後検出ダイバーシティに対する多くの従来の技術がある。代表的基地局２３の１つの目に見える特徴はアンテナ・タワー３５である。合理的な有効範囲を達成するために、アンテナ６３，６５は地上から或る距離を置いて取り付けるのが望ましい。ここで、図４Ａの従来技術の概略的平面図を付加的に参照すれば、田園領域において、タワー３５は一般にセル３６の中心に位置することによって、全方向有効範囲をもたらすようになっている。全方向セルにおいて、制御チャンネル及び活性音声チャンネルは、通常は単一のアンテナから----セルの全領域に同報通信される。基地局２３がより密集して位置している所では、セクター化されたアンテナ・システムを従来技術におけるように用いることができ、図４Ｂの概略図によって示される。セクター化は、例えば、図４Ｂに図示するように１２０度の放射パターンを有する指向性アンテナ７０を必要とする。各セクター７１はそれ自身が自身の制御チャンネル及びトラフィック・チャンネルを有するセルである。「チャンネル」はアナログ・システムにおける特定のキャリア周波数を言うか、またはＩＳ−５４及びＧＳＭ等の、ハイブリッド時分割多元接続（ＴＤＭＡ）／周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）における特定のキャリア／スロット組合せを言い得ることに留意されたい。図５Ａは従来技術におけると共に前述したような代表的なアンテナ・システムを図示している。図５Ｂはこれまで論議してきた２つの型式の従来技術のアンテナ----ダイポール６６等の全方向性アンテナ、及び例えば反射体６４を更に備えた指向性セクター・アンテナ７０を図示している。送信及び受信アンテナは一般に所定の基地局に対して同一の型式である。セルラー通信システムにおける走査フェーズド・アレイ・アンテナの使用が提案されてきた。例えば、スタプレトン他(Stapleton，et al)による、セルラー・ベース・フェーズド・アレイ・アンテナシステム（A Cellular Base Phased Arr ay Antenna System）、第９３回アイトリプルイー・ブイ・ティー・シーの会報( Proceedings of the ９３rd ＩＥＥＥＶＴＣ)、第９３頁〜９６頁は、３６０度走査ケーパビリティをもたらすのに単一ポール放射構成要素の円形アレイを述べている。空間ダイバーシティをもたらすために、スタプレトンのアンテナは、各放射要素がセルに割り合てられたあらゆるチャンネルについて送信するポテンシャルを有するように設計されている。受動マイクロストリップ・アレイはまた、セルラー基地局において使用するのに現在有効であることに留意すべきである。例えば、スイス国ヘリサウ市（Heri sau，Switzerland）に所在するフーバー＋シューナー・エー・ジー(Huber＋Suhn er ＡＧ)によって製造された型式番号１３０９．４１．０００９は、セルラー基地局に使用する整形されたエレベーション・ビームを有する７要素線型偏波式平パネル受動アンテナである。このアレイは代表的なダイポール・アンテナと置換できると共に、ビルディングの側面または他の平坦な表面の場所により好適である。フーバー＋シューナーによって刊行されたアプリケーション・ノート２０．３において、広範囲の有効範囲は、信号の部分が幾つかの個々のパネルに向けられるパワー・スプリッタの使用を通して得ることができることが示されている。セルラー・システム基地局受信用アンテナにおける空間ダイバーシティの理論的利点にも拘らず、十分な分離を常に得ることができるとは限らない。換言すれば、アンテナ・タワーは、受信アンテナの十分な物理的分離が、受信信号に対する非相関的フェージングを達成するのを可能にし得ない。また、線型偏波式移動体アンテナの向きは、基地局の一般に垂直偏波式受信アンテナとは必ずしも位置合わせされ得ない。また、移動局での受信はフェージングにも晒され得る。発明の概要前述の背景に鑑みて、本発明の目的は、特に、フェージング及び／又は移動体アンテナを誤った方向に向けることを考慮して、移動局との高められた通信をもたらすことができるセルラー通信システム基地局を提供することにある。本発明のこの目的及び他の諸目的、それに利点及び特徴は、第１及び第２の偏波を受信する第１及び第２のアンテナ・アレイと、該第１及び第２のアンテナ・アレイに接続されて、偏波ダイバーシティ受信に基づき移動局からのそれぞれの第１及び第２の受信信号を処理して、品質が向上した出力受信信号を発生する偏波ダイバーシティ受信機とを備える基地局によってもたらされる。詳述すると、第１のアンテナ・アレイは、第１の偏波を有する信号を受信すると共に、所定のパターンに配置されて第１の受信有効範囲領域を形成することが好ましい第１の複数の受信アンテナ要素を備えている。同様に、第２のアンテナ・アレイは、第１の偏波とは異なる第２の偏波を有する信号を受信すると共に、所定のパターンに配置されて第２の受信有効範囲領域を形成する第２の複数の受信アンテナ要素を備えることが好ましい。アンテナ取付け手段は、第１及び第２のアンテナ・アレイを取り付けて、第１及び第２の受信有効範囲領域がオーバーラップし合うようにするために設けられることが好ましい。取付け手段はアンテナ・マストを備えることが好ましい。また、取付け手段は、例えばビルディングの壁等の別の支持構造体を備え得る。偏波は回転偏波であり得る。例えば、第１の偏波は右側円形偏波であり得、第２の偏波は左側円形偏波であり得る。移動局アンテナは一般に線型偏波を有するが、水平及び垂直方向間で角度をなして向くことができる。従って、偏波ダイバーシティは、フェージングに晒されることがより少ない向上した受信信号をもたらす。偏波ダイバーシティ受信機は、第１及び第２の受信信号の信号対ノイズ比を決定する信号品質決定手段と、それぞれの信号対ノイズ比に基づいて第１及び第２の受信信号を重み付けして、品質が向上した出力受信信号を発生する重み付け手段とを備えることが好ましい。偏波ダイバーシティ受信機は、周波数またはタイム・スロットに基づいて第１及び第２の受信信号を複数のそれぞれの個々のチャンネルに分離すると共に、偏波ダイバーシティ受信に基づいて個々のチャンネルのおのおのを処理してそれぞれの品質の高められた出力受信信号を処理する手段を更に備えることが好ましい。送信及び受信アンテナ要素間の偏波絶縁分離もまたこの発明に従ってもたらされる。従って、第１のアンテナ・アレイは、所定のパターンに配置されて、第２の回転偏波を送信することによって第１の複数の受信アンテナ要素からの偏波絶縁分離をもたらす第１の複数の送信アンテナ要素を更に備えることが好ましい。同様に、第２のアンテナ・アレイは、所定のパターンに配置されて、第１の回転偏波を送信することによって第２の受信アンテナ要素からの偏波絶縁分離をもたらす第２の複数の送信アンテナ要素を備えることが好ましい。また、第１のアンテナ・アレイの受信アンテナ要素のそれぞれのもの、及び第１のアンテナ・アレイの送信アンテナ要素のそれぞれのものを共通のパッチ・アンテナに設けることができる。この共通のパッチ・アンテナは、別の偏波を有する信号を送信しながら、一方の偏波を有する信号を受信することができる。本発明の別の態様は、偏波ダイバーシティを基地局からの送信と同時に達成することができて、偏波ダイバーシティ利得が移動局で達成されることである。送信についての偏波ダイバーシティは、受信についての偏波ダイバーシティと独立して、またはこれとの組合せで使用することができる。移動局で偏波ダイバーシティ利得を達成するために、基地局は、第１及び第２の複数の送信機アンテナ要素に接続されて、それぞれの交互する第１及び第２の回転偏波にて信号を交互に送信する交互偏波送信機手段を更に備えることが好ましい。基地局はまた、交互偏波送信機手段に接続されて、第１及び第２のアンテナ・アレイから移動局に送信されるコード化されインターリーブされる時分割多元接続信号を生成する送信機コード化手段を備えることが好ましい。従って、インターリーブされコード化された信号をそれぞれの交互する第１及び第２の回転偏波にて送信するセルラー基地局と通信するための移動局は、セルラー基地局から送信される信号を受信するアンテナと、該アンテナに接続されて、セルラー基地局からの信号をデインターリーブすると共に復号化することによって偏波ダイバーシティ利得を達成する受信機手段とを備えることが好ましい。セルラー基地局から送信されたインターリーブされコード化された信号は時分割多元接続(ＴＤＭＡ：time division mul tiple access)信号であって、この際、受信機手段がＴＤＭＡ信号を受信する手段を備えることが好ましい。第１のアンテナ・アレイは、垂直方向に伸長して第１の複数の受信アンテナ要素及び第１の複数の送信アンテナ要素を支える細長い基板を備えることが好ましい。第２のアンテナ・アレイは同様であり、第１のアンテナ・アレイに隣接して取り付けられる。第１及び第２のアンテナ・アレイのおのおのは、細長い基板上にあると共にそれぞれの送信アンテナ要素に接続されて、能動フェーズド・アレイ・アンテナを形成する複数の送信増幅器を更に備えることが好ましい。環境保護に対して、第１及び第２のアンテナ・アレイのおのおのは、細長い基板を取り囲む無線透過性ハウジングを更に備えることが好ましい。本発明の方法態様は、少なくとも１つの移動局と通信するセルラー基地局を動作させることである。この方法は、第１の偏波にて移動局から第１の信号を受信する段階と、前記第１の偏波とは異なる偏波にて前記移動局からの第２の信号を受信する段階と、偏波ダイバーシティ受信に基づき前記第１及び第２の受信信号を処理して品質が向上した出力受信信号を発生する段階とを備えることが好ましい。本発明の別の方法態様は、移動局でダイバーシティ利得を得ながら、偏波分離を得ることである。この方法は、隣接する前記第１の複数の受信アンテナ要素から前記第２の偏波を送信して偏波分離をもたらす段階と、隣接する前記第２の複数の受信アンテナ要素から前記第１の偏波を送信して偏波分離をもたらす段階とを備えることが好ましい。この方法はまた、それぞれの交互する第１及び第２の偏波にて信号を交互に送信して、移動局において高められた受信信号品質をもたらす段階を含むことが好ましい。図面の簡単な説明本発明のこれら及び他の特徴及び利点は、図面と関連して読まれる以下に記述された説明から当業者にとって容易に明瞭となろう。図１は、従来技術におけるようなセルラー通信システムの基本構成要素を図示する略ブロック図である。図２は、従来技術におけるようなセルラー通信基地局の機能的構成要素を図示する略ブロック図である。図３は、従来技術におけるような基地局の無線制御グループの機能的要素を図示する略ブロック図である。図４Ａは、従来技術におけるような全方向性セルラー・パターンを図示する略平面図である。図４Ｂは、従来技術におけるようなセクター化されたセルラー・パターンを図示する略平面図である。図５Ａは、従来技術におけるような代表的セルラー・アンテナ・システムを図示する略側面図である。図５Ｂは、従来技術におけるような全方向性アンテナ及びセクター・アンテナを図示する略側面図である。図６は、本発明による複数のアンテナ要素を含む基地局の平面図である。図７は、図６による細長い基板上の複数のパッチ・アンテナ要素を含むアンテナ・アレイの切欠図である。図８は、図７によるアンテナ・アレイの略図である。図９は、図７による（固定された）細長い基板上の単一のパッチ・アンテナ要素の正面斜視図である。図１０は、図７による細長い基板上の単一のパッチ・アンテナ要素の背面斜視図である。図１１は、図６によるそれぞれの受信有効範囲領域を形成するアンテナ要素アレイの対の平面図である。図１２は、図６によるそれぞれの送信有効範囲領域を形成するアンテナ要素アレイの対の平面図である。好ましい実施例の詳細な説明ここで、本発明を、この発明の好ましい実施例が示されている添付図面を参照して以下においてより十分に説明することとする。しかしながら、この発明は多くの異なる形式で実施することができ、ここで述べる実施例に制限されるものとして解釈すべきではない。むしろ、この開示が徹底的でかつ完全であり、当業者に対してこの発明の範囲を十分に伝えるようにして、これらの実施例がもたらされる。同様の番号は全体を通して同様の構成要素を指している。先ず、図６を参照して、複数のアンテナ・アレイを含んだ基地局２００を説明する。このアンテナ・アレイは円筒状パターンに配置されて、任意の方向の送信及び受信を可能にしている。交互する第１２１０ａ〜２１０ｄ及び第２２１２ａ〜２１２ｄのアンテナ・アレイは、第１及び第２の偏波を有する信号を受信するためのものである。偏波ダイバーシティ受信機２１４は第１２１０及び第２２１２のアンテナ・アレイのおのおのに接続されて、移動局から受信したそれぞれの第１及び第２の受信信号を処理して、偏波ダイバーシティ受信に基づき品質が向上した出力受信信号を発生するようになっている。更に、アンテナ・アレイ２１０ａ〜２１０ｄ及び２１２ａ〜２１２ｄのおのおのからの信号は、それぞれの偏波ダイバーシティ受信機２１４に加えられる前にそれぞれの増幅器２１６によって増幅することができる。図示のように、各偏波ダイバーシティ受信機は２つの隣接するアンテナ・アレイから信号を受信する。当業者によって理解されるように、より高い程度の偏波ダイバーシティ受信は、２つ以上の隣接するアンテナ・アレイからの信号を各偏波ダイバーシティ受信機に対してもたらすことによって達成することができる。詳述すると、第１のアンテナ・アレイ２１０ａ〜２１０ｄのおのおのは、第１の回転偏波を有する信号を受信すると共に、所定のパターンに配置されて第１の受信有効範囲領域を形成する第１の複数の受信アンテナ要素を備えることが好ましい。アンテナ要素は、当業者によって容易に理解されるように、（図７及び図８に図示するように）円形パッチ・アンテナ要素またはクロス・ダイポールであって良い。また、これらのアンテナ要素は、送信アンテナ要素として同時に機能し得る。同様に、第２のアンテナ・アレイ２１２ａ−２１２ｄのおのおのは、（図７及び図８に図示するように）第１の回転偏波とは異なる第２の回転偏波を受信すると共に、所定のパターンに配置されて第２の受信有効範囲領域を形成する第２の複数の受信アンテナ要素を備えることが好ましい。再度、これらのアンテナ要素は送信アンテナ要素として同時に機能し得る。アンテナ・マスト２１８として図示されている等のアンテナ取付け手段は、第１及び第２のアンテナ・アレイを取り付けて、隣接するアンテナ要素によって形成される隣接する受信有効範囲領域がオーバーラップしているようになるために設けられることが好ましい。単一のアンテナ・アレイ２２３の切欠けを図７に図示する。好ましい実施例において、アンテナ・アレイは、パッチ・アンテナ等の複数のプリント回路基板アンテナ要素２２４を備えている。パッチ・アンテナ要素等のこのアンテナ要素２２４は、プリント回路基板等の細長い基板上に設けられ、これらのパッチ・アンテナは送信及び受信要素として同時に使用することができる。この細長い基板にはまた、図８に概略的に図示するように、例えば入力増幅器２２８、入力２３０ｂまたは送信２３０ａフィルタ、出力または受信低ノイズ増幅器（「ＬＮＡ」：「low noise amplifier」）２３１、及び出力２３２ｂまたは受信２３２ａフィルタ等の他の構成要素を設けることもできる。更に図７に図示するように、パッチ・アンテナ２２４を有する細長い基板２２６は、無線透過性管状ハウジング２３４中に封入されることが好ましい。取付けブラケット２３６はアンテナ・アレイを基地局マストに接続するのに使用することができ、ケーブル２２０はアンテナ・アレイ２２３をそれぞれの偏波ダイバーシティ受信器に接続するのに使用することができる。図８に概略的に示すように、各アンテナ要素２２４は、第１の結合ライン２３９を含む第１の結合回路２３８によって、共通の受信フィルタ２３２ａ及び低ノイズ受信増幅器２３１に接続される。結合ライン２４１を含む第２の結合回路２４０は送信信号を送信電力増幅器２２８に分配する。当業者によって容易に理解されるように、送信増幅器は、時分割多元接続(ＴＤＭＡ：Time Division Multi ple Access)信号を増幅する単一のキャリア電力増幅器（ＳＣＰＡ：Single carr ier power amplifier）か、または幾つかの異なるキャリア周波数信号の合成を増幅するマルチキャリア電力増幅器(ＭＣＰＡ：multi-carrier power amplifier )の何れかであって良い。ＳＣＰＡが使用される場合、信号は信号周波数についての単一の原理方向に向って向けられ、一方、ＭＣＰＡが使用されれば、異なる周波数についての多数の信号を各方向に向けることができる。しかしながら、受信方向において、受信低ノイズ増幅器２３１は常に、多数の周波数についての信号を受信し、増幅することができることが好ましい。結合ライン２４０の他に、第２の結合回路は、送信アレイを動的に分割して同一のタイム・スロットにおいて異なる周波数について動作する送信サブアレイをもたらす切換え手段を含むことができる。送信増幅器２２８は受信周波数帯域とオーバーラップする周波数で、かつ受信低ノイズ増幅器２３１のノイズ指数を劣化させるに十分なレベルにある広帯域ノイズ出力を生成し得る。従って、送信２３０ａ及び受信２３２ａフィルタは図示のように使用することができる。受信フィルタ２３２ａは、受信周波数帯域を通して送信周波数信号を減衰させるように同調された帯域フィルタであって良く、一方、送信フィルタ２３０ａまたは入力フィルタ２３０ｂは、受信周波数帯域における送信を減衰させて送信周波数帯域を通すノッチ・フィルタであることができる。当業者によって容易に理解されるように、指向性に有利な受信は、受信した信号の品質を向上させる１つの方法である。受信した信号の品質を向上させる別の方法は、例えば、広く離隔したアンテナ（空間ダイバーシティ）、異なる周波数（周波数ダイバーシティ）についての、または異なる時間（時間ダイバーシティまたはインターリーブ式繰返しコード化）での２つ以上の好ましくは独立したチャンネルを使用するダイバーシティ受信である。指向性利得を得るべく異なるアンテナ・アレイ要素からの信号を正に組み合わせるのとは異なる、ジョイント信号プロセッサにて非相関的フェージングをこうむるソースからの信号を組み合わせるとき、相当のダイバーシティ利得は有効である。フェーディングが非相関式レイソーであれば、７dBのオーダの利得を得ることができるが、同一の信号フェーディングをこうむる２つの異なるアンテナからの信号を一般に組み合わせることは、略３dBの利得を産むこととなる。フェーディングは、移動電話とは数インチ（２．５４cm）しか離れていない２つのアンテナについて非相関的であり得るが、あいにく、地理的拡大効果に起因して、基地局で要求される離隔はその数百倍大きい。比較的近接した間隔は移動局において可能である。何故ならば、フェージングを引き起こす多数の経路が、例えば数十または数百ヤード（０．９１４ｍ）内の対象物からの反射に起因する等、移動局の近傍の近接したフィールド・クラッタに起因して起こる傾向にあるからである。しかしながら、逆方向において、これらの反射は数マイル（１６０９．３ｍ強）伝播して基地局に達することができ、この結果、基地局で要求されるアンテナ間隔の地理的拡大が引き起こされる。従って、基地局での隣接するアンテナ間の数フィート（約３０cm）の間隔は、空間ダイバーシティを通して非相関的フェージングを得るのに十分ではあり得ない。一方、直交偏波のアンテナを比較するとき、フェージングが大幅に非相関的であることが観察される。従って、この発明による交互のアンテナ・アレイは直交して偏波されることが好ましい。例えば、第１のアンテナ・アレイ２１０のおのおのは、例えば送信用の右側の円形偏波（ＲＨＣＰ：right-hand-circuler-pola rization）等の直交回転偏波を使用することができ、一方、第２の隣接するアンテナ・アレイ２１２のおのおのは、送信及び受信用の対向する偏波を使用することができる。従って、偏波分離は、送信及び受信信号を分離するのに好ましい実施例で使用することができる。送信経路が単一キャリア・ケーパビリティのみを有するとしても、受信経路はマルチキャリア・ケーパビリティを有することが好ましい。従って、被受信信号は、非相関フェージングを示すＲＨＣＰ及びＬＨＣＰ双方で受信される。２つ以上のアンテナ・アレイからの信号を処理すると直ちに、全てのアンテナ・アレイが偏波を受信するところであれば得られたであろう指向性利得よりも大きなダイバーシティ利得が得られる。図７を参照して当業者によって理解されるように、各アンテナ・アレイは、長く薄いモジュールまたはプリント回路基板等の細長い基板２２６上に個別に形成されることが好ましい。パッチ・アンテナ等のプリント回路基板アンテナ要素は、当業者によって容易に理解されるようなモジュールの一部として容易に形成することができる。図９及び図１０に示すように、円形のパッチ・アンテナ要素２２４は２つのフィード・ポイント２７０及び２７２で送ることができ、この際、２つのフィード・ポイントはプリント式の分岐ライン直角カップラー２７４に接続されて、対向する円形または回転偏波の２つのフィード・ポイント２７０及び２７２をもたらすようになっている。アース接続部２７６は、細長い基板２２６の２つの層状体の間に挟まれて示されているアース板２７８に対してアンテナ要素２２４を接続するのに使用することができる。当業者によって理解されるように、増幅器等の能動構成要素、及びフィルタ等の受動構成要素はまた、細長い基板上に取り付けるかまたは構築することができる。図７に図示するように、各アンテナ・アレイは、細長い基板２２６を取り囲む無線透過式管状ハウジング２３４を備えることが好ましい。冷たい気候に対しては、温度センサ及びヒーターをハウジング内に含めることができる。幾つかの共線アンテナ・アレイは、単一のアンテナ・マウント上に取り付けることができる。これによって、各アンテナ・アレイは垂直面における細いビームは勿論のこと、方位面における指向性をもたらし、アレイは異なる方位セクターをカバーするように向けることができる。このことは、同一の高さであるが異なる方位セクターを向く、アンテナ・マストの周囲に異なる共線アレイを取り付けることによって、または相互に上方に、同一または異なる方位セクターを向く２つ以上のアレイを取り付けることによって行うことができる。事実、アレイの方位指向はそれがどこに取り付けられるかとは独立して設定できるが、他のアンテナ・アレイまたはマストから何らの干渉もないようにアレイを向けることが好ましい。基地局２００は、図６に示すように、円形パターンに配置された複数のアンテナ・アレイ２１０ａ〜２１０ｄ及び２１２ａ〜２１２ｄを含むことが好ましい。各アンテナ・アレイから受信された信号は、それぞれの偏波ダイバーシティ受信機２１４に加えられる前に、それぞれのケーブル２２０を介してそれぞれの増幅器２１６に送信される。好ましい実施例において、ケーブル損失は、図７のアンテナ・アセンブリにマストヘッド前置増幅器を一体化することによって低減される。マストヘッド前置増幅器はそれぞれのケーブル２２０にまさる利得をもたらす。当業者によって理解されるように、増幅器２１１の分配機能は、受動スプリッタを用いることによって交互に果たすことができる。２つの隣接するアンテナから受信した信号は、図示のように、各偏波ダイバーシティ受信機に加えられる。従って、隣接するアンテナ・アレイによって受信された信号は、それぞれの偏波ダイバーシティ受信機によって高めることができ、これによって信号フェージングの影響が低減される。隣接するアンテナ・アレイ２１０及び２１２の対はおのおのが、図１１に示すように、それぞれの受信有効範囲領域２４２及び２４４を形成する。アンテナ・アレイはマスト２１８に取り付けられて、受信有効範囲領域２４２及び２４４がオーバーラップ領域２４６を形成するようになっている。従って、自動車におけるセルラー無線電話２５０等のオーバーラップ領域２４６に位置する移動局２４８は信号を送信することができ、これらの信号はアンテナ・アレイ２１０及び２１２双方によって受信される。双方がオーバーラップ領域における移動局からの直角偏波を有する信号を受信する２つのアンテナ・アレイからの受信有効範囲領域をオーバーラップ領域が含むところでは、これは二重偏波ダイバーシティとして知られている。当業者によって理解されるように、より高レベルの偏波ダイバーシティはまた、本発明という面において達成することができる。例えば、オーバーラップ領域が３つのアンテナ・アレイからの有効範囲領域を含んでいる三重偏波ダイバーシティを使用することができ、三重偏波ダイバーシティ受信機は、３つのアンテナ・アレイによって受信された信号を組み合わせるのに使用される。また、より高レベルの偏波ダイバーシティを送信に対して使用することができる。前述したように、第１のアンテナ・アレイ２１０は第１の回転偏波を有する信号を受信することが好ましく、第２のアンテナ・アレイ２１２は第２の回転偏波を有する信号を受信する。従って、第１のアンテナ・アレイ２１０は、第１の回転偏波を有するセルラー無線電話によって送信された信号の一部に応答して被受信信号を発生する。対照的に、第２のアンテナ・アレイ２１２は、第２の回転偏波を有するセルラー無線電話によって送信された信号の一部に応答して第２の被受信信号を発生する。アンテナ・アレイ２１０及び２１２の被受信信号間のこの偏波ダイバーシティによって、偏波ダイバーシティ受信機２１４の動作が可能となる。また、受信のみのアレイを構成するか、または送信フィルタ２３０ａの代わりに複式フィルタを使用することによって、双方の偏波を各アンテナ・アレイで受信することができる。この場合、送信信号に関して直角の偏波を有する第１の受信信号は、前述のように、増幅器２３１に送られる。また、第２の被受信信号は、この第２の被受信信号が被送信信号と同一の偏波を有する送信経路から分離される。増幅器２３１と同様の分離増幅器は、この余分の受信経路のために付加することができ、１つ以上のアンテナ・アレイからの被受信信号の双方の偏波は多重ダイバーシティ受信機２１４に送給することができる。偏波ダイバーシティ受信機２１４は、周波数及び／又はタイム・スロットに基づいて第１及び第２の受信信号を複数のそれぞれの個々のチャンネルに分離すると共に、偏波ダイバーシティ受信に基づいて個々のチャンネルのおのおのを処理して、それぞれの品質が向上した出力受信信号を発生する、例えばチャンネル・セパレータ２５２等の手段を備えることが好ましい。偏波ダイバーシティ受信機はまた、チャンネル・セパレータ２５２によって発生された各チャンネルに対して、関連する信号の各対を処理するチャンネル・エンハンサ（channel enhancer）２５４を含むことが好ましい。１つのチャンネルのみが複数のアンテナ・アレイによって受信されれば、チャンネル・セパレータ２５２を除外できると共に、単一のチャンネル・エンハンサ２５４を使用することができる。チャンネル・エンハンサ２５４は、第１及び第２の受信信号の信号対ノイズ比を決定する信号品質決定手段と、それぞれの信号対ノイズ比に基づいて第１及び第２の受信信号に重み付けして、品質の向上した出力受信信号を発生する重み付け手段とを備えることが好ましい。種々の受信信号の信号対ノイズ比及び重み付けされた処理の決定は、全開示が参照によって本願に組み込まれる、バックストロム他（Backstrom et al.）による米国特許第５，１９１，５９８号に開示されている。また、１９９４年５月２１日付で出願され、ボトムレイ(Bottomley)による「多重通路時間分散を有する信号用のダイバーシティ受信機(Diversity Rec eiver for Signals With Mulfipath Time Dispersion)」と題する米国特許出願第０８／２５１，２０２号は、交互のダイバーシティ受信機技術を開示している。この出願は参照によって本願に組み込まれる。各能動アンテナ・アレイ２２３は、図８に示すように、おのおのが送信フィルタ２３０ａを介して個々の放射送信アンテナ要素２２４に結合されている複数の高周波電力送信増幅器２２８を備えている。アンテナ要素２２４は、送信及び受信を同時に行うのに使用されることが好ましい。電力は、例えば結合回路２４０等の電力分割網を介して各電力増幅器２２８に分配される。この実施例では、前述の構成要素は、当業者によって容易に理解されるように、ストリップラインまたはマイクロストリップ技術を使用して、ガラス−エポキシ・プリント回路基板等の取付け基板上に形成することが好ましい。結合回路２４０等の分割手段は、複数の入力と、どの入力信号がどの増幅器２２８に分配されているかを選択する切換え手段とを備えることができる。この切換え手段を予めプログラムされた制御手段によって起動して、各タイム・スロットに対して、全アレイが１つの送信周波数で使用されるか否か、または送信サブアレイが多数の周波数を同時に送信するために形成されているか否かを決定することができる。結合回路２４０は、単一の入力から幾つかの出力に高周波電力を分配するネットワークであり、ウィルキンソン(Wilkinson)電力分割装置、ブランチ−ガイドまたはエッジ結合式分割装置、または例えばバール他(Ball et al.)によるマイクロ波固体回路設計（Microware Solid State Circuit Design）、１９８８年、ウイリー・アンド・ソンズ（Wiley & Sons）刊の第５章に記載されている他の周知の電力分割装置であり得ることが好ましい。結合回路２４０は、各電力送信増幅器２２８に対して位相コヒーレント出力をもたらすように設計されることが好ましい。入力電力は全ての電力増幅器２２８入力の間で等しく分割されると共に、同相であり得る。このことは均一照射（uniform illumination）として既知であって、対称的な放射パターンを生成する。その代わりに、基本アレイ理論に従って放射パターンを形成することが所望されれば、小電力インバランス及び／又は位相オフセットを設けることができる。位相オフセット及び電力インバランスの論議は、ブルークナー（Brookner）による、実用的フェーズド−アレイ・アンテナ・システム（Practical Phased-Array Antenna Systems）、１９９１年アーテチ・ハウス（Artech House）刊の第２編に見い出すことができる。アレイ理論に基づく別の引用文献は、スコルニク(Skolnik)による、レーダー・ハンドブック第２版(Radar Handdbook 2nd Ed.)、１９９０年マグロウヒル(McGraw Hill)刊の第７章に見い出すことができる。また、結合回路２４０のスイッチ−選択式分配構成は、能動集積回路マイクロ波スイッチ・チップを用いることができる。各フィルタ２３０ａの出力は、図示のように、受信アンテナ要素として同時に動作し得るそれぞれの放射送信アンテナ要素２２４に結合される。このアンテナ要素は、例えばジョンソン他(Johnson，et al.)による、アンテナ・エンジニアリング・ハンドブック第２版（Antenna Engineering Handbook-2nd Edition）、１９８４年マグロウヒル(McGraw-Hill)刊の第７−１頁〜７−１４頁に記載されているような、線型に偏ったマイクロストリップ・パッチ・アンテナであり得ることが好ましい。その代わりに、例えば前述の引用文献の第７−１４頁〜７−１６頁に記載されている等の円形に偏ったパッチ・アンテナを等価的に使用することができる。基地局２００の図示の実施例において、アンテナ・アレイ２１０ａ〜２１０ｄ及び２１２ａ〜２１２ｄは同一であることが好ましい。各アンテナ・アレイは、当業者によって容易に理解されるように、ストリップラインまたはマイクロストリップ技術を使用して、マイクロストリップ・パッチ要素２２４から形成されると共に、ガラス−エポキシ回路基板から構成されることが好ましい。アンテナ要素２２４はまた、前述したように、マイクロストリップ・パッチ放射体であることが好ましい。パッチ・アンテナ要素２２４は、回転式に偏ったパッチ・アンテナ要素であることが好ましい。隣接するアンテナ・アレイは対向する回転偏波-- --左側の円形偏波及び右側の円形偏波を有していることが好ましい。受信アンテナ要素２１４は、例えば結合回路２３８等の組合せネットワークを介して共通の出力に結合されている。基本的に、電力分割ネットワークとは逆に、組合せネットワークは、アレイ要素２１４から受信した信号を可干渉的に共通の出力に結合している。前述のように、組合せネットワークは、ビーム整形を行うためにまたは垂直サイドローブを低減するために、及びマストに極めて近接した移動体に対する好ましくない深いヌル(deep null)を低減するために、位相オフセットまたはテーパ付き結合（tapered coupling）を導入することができる。組合せネットワークの出力は、図示のように、受信フィルタ２３２ａ及び低ノイズ増幅器(ＬＮＡ：low-noise amplifier)２３１に結合される。伝統的に、同様のＬＮＡは従来の基地局のＲＣＧに位置して、従って、被受信信号はＩＦＬケーブル布線を通して２〜４dBの伝送損失をこうむった。本発明の別の利点に従って、ＬＮＡ２３１を受信アンテナ・アレイ２２３に位置させることにより、増幅前の損失が低減され、これによって全システムのノイズ指数のためになると共に、位置／セル(site/cell)距離の増加または移動体電力出力の低減が可能となってバッテリー寿命が増大される。ＬＮＡ２３１からの増幅された受信信号はまたろ過されて、受信フィルタ２３２ａによって必ずしも除去されない電力送信増幅器２２８によって発生される信号成分等の好ましくない信号成分を除去するようにすることが好ましい。従って、ＬＮＡ２３１の出力は、例えば出力フィルタ２３２ｂ等の帯域フィルタに結合されることが好ましい。この帯域フィルタは、例えばバール他（Bahl，et al.）による、マイクロ波回体回路設計（Microwave Solid State Circuit Design）、１９８８年ウイリー・アンド・ソンズ（Wiley & Sons）刊の第６章に記載されている等のマイクロストリップ・エッジ結合式フィルタ、高いｋのセラミック共振器フィルタ、またはソー・フィルタ（ＳＡＷ filter）であって良い。システム帯域幅及び送信／受信二重間隔に応じて、当業者によって容易に理解されるように、低域、または高域フィルタも受容可能である。送信信号及び受信信号の双方は、インターフェーシリティ・リンク（ＩＦＬ： interfacility link）等のケーブル２２０を介してアンテナ・アレイ２２３に対して結合されている。図示の実施例において、ＩＦＬは同軸ケーブル及び電力ケーブルの束を備えて、電力送信増幅器２２８及びＬＮＡ２３１に電力をもたらすようにすることが好ましい。この発明はまた、図１１に示すように少なくとも１つの移動局と通信するセルラー基地局を動作させる方法を含んでいる。基地局は、第１の偏波にて移動局２５０から第１の信号を受信すると共に、第１の偏波とは異なる偏波にて移動局２５０から第２の信号を受信する。好ましくは、基地局は、双方がオーバーラップ領域２４６から信号を受信するように位置決めされた２つのアンテナ・アレイ２１０及び２１２を備えている。従って、一方のアンテナ・アレイが第１の偏波を有する信号を受信すると共に、他方のアンテナ・アレイが第２の偏波を有する信号を受信する。このとき、基地局は偏波ダイバーシティ受信に基づいて第１及び第２の受信信号を処理して、品質の高められた出力受信信号を発生する。従来の１２０度セクター・パターンと同様のアンテナ方位放射パターンを使用して、隣接するアンテナ・アレイの隣接する有効範囲領域のかなりのオーバーラップを意識的に配置することができるようになっている。偏波ダイバーシティ受信機処理は交互に適応アレイ処理として見ることができると共に、ボトムレイ(B ottomley)による「干渉拒絶組合せ(Interference Rejection Combining)」と題する米国特許出願第０８／２８４，７７５号に記載されているように、所望する信号受信を増大させ、干渉を低減させ、または信号対干渉比を増大させるように設計することができる。この米国特許出願は１９９４年８月２日付で出願されたもので、参照によって本願に組み込まれる。第１及び第２の受信信号は、ダイバーシティ受信機２１４によって処理されることが好ましい。この処理段階は、第１及び第２の受信信号の信号対ノイズ比を決定する段階と、それぞれの信号対ノイズ比に基づいて第１及び第２の受信信号に重み付けして、品質の向上した出力受信信号を発生する段階とを備えることが好ましい。また、第１及び第２の受信信号は、周波数に基づいて複数のそれぞれの個々のチャンネルに分離することができると共に、偏波ダイバーシティ受信に基づいて個々のチャンネルのおのおのを処理して、それぞれの品質の向上した出力受信信号を発生することができる。第１の信号を受信する段階は、アンテナ・アレイ２１０を形成すると共に、所定のパターンに配置された第１の複数の受信アンテナ要素を通して同第１の信号を受信する段階を備え得る。第２の信号を受信する段階は、アンテナ・アレイ２１２を形成すると共に、所定のパターンに配置された第２の複数の受信アンテナ要素を通して同第２の信号を受信する段階を備え得る。この方法はまた、隣接する第１の受信アンテナ２１０アレイから第２の偏波を送信すると共に、隣接する第２の受信アンテナ・アレイ２１２から第１の偏波を送信して、偏波分離をもたらす段階を備えることができる。実際、第１のアンテナ・アレイ２１０は、第２の偏波を送信しながら、第１の偏波を有する信号を受信することができ、第２のアンテナ・アレイ２１２は、第１の偏波を有する信号を送信しながら、第２の回転偏波を有する信号を受信することができる。従って、図１１のダイバーシティ受信機２１４及び図１２の送信信号コーダ２８２は単一の基地局において実施することができる。各信号はそれぞれ交互する第１及び第２の偏波にて基地局から交互に送信されて、移動局にて向上した被受信信号をもたらすことができる。基地局から移動局に送信された各信号は、コード化され、インターリーブされた時分割多元接続信号であることができる。また、第１の回転偏波を受信する段階は、右側円形偏波を受信する段階を含むことができ、第２の回転偏波を受信する段階は、左側円形偏波を受信する段階を含むことができる。２つのアンテナ・アレイ２１０及び２１２が同一の領域をカバーするかまたは十分なオーバーラップを与えるように向けられているところでは、各アンテナ・アレイ２１０及び２１２は、オーバーラップ領域２４６において、セルラー無線電話等の移動局２８０を同時にカバーする。異なる偏波を有する一方次いで他方のアンテナ・アレイを交互に使用して、連続した信号セグメント（例えば、ＴＤＭＡフレーム）を送信することにより、移動局で受信された信号のフェージングは、連続したセグメントにおいて実質的に非相関的にすることができる。従って、基地局から移動局に送信するときに、偏波ダイバーシティ利得を達成することができる。移動局への送信は連続したセグメントに渡ってコード化されたデータのインターリービングを用いることができて、復号化された信号が、比較的高く低い品質で受信され得る連続したセグメントから交互に取り出したビットを備えるようになっている。このようにして、デコーダに対する平均のビット品質は、全て高品質または低品質ではないが、エラーの無い復号化に関する高い可能性を保証するのに十分である。この技術は、ゆっくりとした信号フェージングをこうむり得る静止したまたは歩行速度のハンド・ヘルド式電話との通信に対して特に有益である。偏波が交互することは、ゆっくりとしたフェージングを、コード化及びインターリービングによってより効果的に平均化されるより速いフェージングにと効果的に変換する。図１２に示すように、基地局は、それぞれの隣接する有効範囲領域２４２及び２４４全体に渡って送信する２つの隣接するアンテナ・アレイ２１０及び２１２を備えている。これらのアンテナ・アレイは、それぞれの有効範囲領域がオーバーラップ領域を形成するように配置される。従って、オーバー領域２４６にある、例えばハンド・ヘルド式セルラー無線電話等の移動局２８０は、双方のアンテナ・アレイ２１０及び２１２によって送信された各信号を受信することができる。基地局はまた、オーバーラップ領域２４６にある移動局２８０に送信すべき信号を処理する送信信号コーダ２８２を備えている。この送信信号コーダは、それぞれの交互する第１及び第２の回転偏波にてインターリーブされコード化される送信信号を生成する。好ましくは、第１の回転偏波を有する信号の部分がアンテナ・アレイの一方に堅実に加えられ、第２の回転偏波を有する信号の部分が他方のアンテナ・アレイに加えられる。無線制御グループ３７及び交換機無線インターフェース３８を含む図２に示す基地局制御装置は、各移動−基地通信に対して、一方または他方のアンテナ・アレイ、または双方のアンテナ・アレイが交互して移動局への送信に使用されるかを決定することができる。この決定は、ダイバーシティ受信機２１４にて測定されるような２つの偏波について受信された信号の相対的寄与、または一方のアンテナ・アレイかまたは別のアンテナ・アレイが好ましかったかについての移動局からのフィードバックに基づき得るものである。この目的のために、フラグ・ビットを送信にコード化して、各送信の偏波を指示するようにできる。移動局２８０は、セルラー基地局から送信された信号を受信するアンテナ２８４と、このアンテナに接続されて、セルラー基地局からの信号をデインターリーブし復号化して偏波ダイバーシティ利得を達成する受信機２８６とを備えている。また、セルラー基地局から送信されたインターリーブされコード化された信号は時分割多元接続(ＴＤＭＡ：time division multiple access)信号であり得、かつ受信機はＴＤＭＡ信号を受信する手段を含むことができる。ＴＤＭＡバースト−バイ−バースト・ベーシス(ＴＤＭＡ burst-by-burst basis)について含まれるのであれば、上述した偏波フラグを復号化して、受信された各バーストの偏波を指示することができる。図１２はまた、以下の段階を含んでセルラー基地局及び少なくとも１つの移動局の間で通信する方法を図示している。信号は、それぞれの交互する第１及び第２の偏波にて基地局から交互に送信される。送信信号コーダ２８２は、単一の送信信号を交互する偏波を有する信号に分離すると共に、交互する偏波を有するこれらの信号をそれぞれのアンテナ・アレイ２１０及び２１２に加えるのに使用することができる。移動局２８０は交互する第１及び第２の偏波を受信すると共に、偏波ダイバーシティ利得をもたらす。送信信号コーダ２８２及びアンテナ・アレイ２１０及び２１２を含む基地局は、交互する第１及び第２の偏波での送信に対してコード化されインターリーブされた時分割多元接続信号を発生するのが好ましい。また、第１の偏波は右側円形偏波であることが好ましく、第２の偏波は左側円形偏波であることが好ましい。この発明の多くの変形及び他の実施例は、前述の説明及び関連する図面にて提供された教示の利益を有する当業者によって了知されよう。従って、この発明は開示した特定の実施例に制限されるべきものではなく、また変形及び実施例は添付した請求の範囲の範囲内に含めるべく意図されていることは言うまでもない。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９７年４月２４日【補正内容】請求の範囲１．複数のセルラー通信チャンネルのうちの１つを通してセルラー通信システムにて少なくとも１つの移動局と通信するセルラー基地局において、セルラー通信チャンネルを通した移動局からの、第１の偏波を有する信号を受信すると共に、第１の受信有効範囲領域を形成すべく向けられた第１の複数の受信アンテナ要素を備えた第１のアンテナ・アレイと、セルラー通信チャンネルを通した移動局からの、前記第１の偏波とは異なる第２の偏波を有する信号を受信すると共に、第２の受信有効範囲領域を形成すべく向けられた第２の複数の受信アンテナ要素を備えた第２のアンテナ・アレイと、前記第１及び第２の受信有効範囲領域がオーバーラップし合うように前記第１及び第２のアンテナ・アレイを取り付けるアンテナ取付け手段と、前記第１及び第２の複数の受信アンテナ要素に接続されて、偏波ダイバーシティ受信に基づいて前記オーバーラップ領域にある移動局からの前記第１及び第２の偏波を有するそれぞれの第１及び第２の受信信号を処理して、品質の向上した出力受信信号を発生する偏波ダイバーシティ受信機手段と、を具備したことを特徴とする前記セルラー基地局。２．請求項１記載の装置において、前記偏波ダイバーシティ受信機手段が、前記第１及び第２の受信信号の信号対ノイズ比を決定する信号品質決定手段と、前記それぞれの信号対ノイズ比に基づいて前記第１及び第２の受信信号を重み付けして、品質の向上した出力受信信号を発生する重み付け手段とを備えたことを特徴とする前記装置。３．請求項１記載の基地局において、前記偏波ダイバーシティ受信機手段が、周波数に基づいて前記第１及び第２の受信信号を複数のそれぞれの個々のチャンネルに分離すると共に、前記個々のチャンネルのおのおのを処理して、それぞれの品質の向上した出力受信信号を発生する手段を更に備えたことを特徴とする前記基地局。４．請求項１記載の基地局において、前記偏波ダイバーシティ受信機手段が、タイム・スロットに基づいて前記第１及び第２の受信信号を複数のそれぞれの個個のチャンネルに分離すると共に、前記個々のチャンネルのおのおのを処理して、それぞれの品質が向上した出力受信信号を発生する手段を更に備えたことを特徴とする前記基地局。５．請求項１記載の基地局において、前記第１のアンテナ・アレイが、所定のパターンに配置されて、前記第２の偏波を有する信号を送信することによって前記第１の複数の受信アンテナ要素からの偏波分離をもたらす第１の複数の送信アンテナ要素を備えたことと、前記第２のアンテナ・アレイが、所定のパターンに配置されて、前記第１の偏波を有する信号を送信することによって前記第２の複数の受信アンテナ要素からの偏波分離をもたらす第２の複数の送信アンテナ要素を備えたこと、とを特徴とする前記基地局。６．請求項１記載の基地局において、前記第１のアンテナ・アレイの前記受信アンテナ要素のそれぞれのもの、及び前記第１のアンテナ・アレイの前記送信アンテナ要素のそれぞれのものが、前記第１の偏波を有する信号を受信すると共に、前記第２の偏波を有する信号を送信する共通のパッチ・アンテナ上に設けられたことを特徴とする前記基地局。７．請求項１記載の基地局において、前記第１及び第２の複数の送信機アンテナ要素に接続されて、それぞれの交互する第１及び第２の回転偏波にて信号を交互に送信して、移動局にて向上した被受信信号品質をもたらす交互偏波送信機手段を更に具備したことを特徴とする前記基地局。８．請求項７記載の基地局において、前記交互偏波送信機手段に接続されて、前記第１及び第２のアンテナ・アレイから移動局に送信されるコード化されインターリーブされた時分割多元接続信号を発生する送信機コード化手段を更に具備したことを特徴とする前記基地局。９．請求項１記載の基地局において、前記第１のアンテナ・アレイが、垂直方向に伸長する前記第１の複数の受信アンテナ要素及び前記第１の複数の送信アンテナ要素を支える細長い基板を備えたことと、前記第２のアンテナ・アレイが、前記第１の細長い基板に隣接すると共に、垂直方向に伸長して前記第２の複数の受信アンテナ要素及び前記第２の複数の送信アンテナ要素を支える第２の細長い基板を備えたこと、とを特徴とする前記基地局。 10．請求項９記載の基地局において、前記第１及び第２のアンテナ・アレイのおのおのが、前記細長い基板上にあると共に、それぞれの送信アンテナ要素に接続されることによって能動フェーズド・アレイ・アンテナを形成する複数の送信増幅器を備えたことを特徴とする前記基地局。 11．請求項９記載の基地局において、各受信アンテナ要素が、それぞれの細長い基板上にある電気的導電性部分を備えたことと、各送信アンテナ部分が、それぞれの細長い基板上にある電気的導電性部分を備えたこと、とを特徴とする前記基地局。 12．請求項９記載の基地局において、前記第１及び第２のアレイ・アンテナのおのおのが、前記細長い基板上にあると共に、それぞれの受信アンテナ要素に作動的に接続されて、相互に同相の信号を組み合わせる受信同相結合手段を更に備えたことと、前記第１及び第２のアレイ・アンテナのおのおのが、前記細長い基板上にあると共に、それぞれの送信アンテナ要素に作動的に接続されて、相互に同相の転送された信号を分配する送信同相結合手段を更に備えたこと、とを特徴とする前記基地局。 13．請求項９記載の基地局において、前記第１及び第２のアンテナ・アレイのおのおのが、前記細長い基板を取り囲む無線透過性ハウジングを更に備えたことを特徴とする前記基地局。 14．請求項１記載の基地局において、前記第１の複数の受信アンテナ要素が右側円形偏波を受信する手段を備えたことと、前記第２の複数の受信アンテナ要素が左側円形偏波を受信する手段を備えたこと、とを特徴とする前記基地局。 15．複数のセルラー通信チャンネルのうちの１つを通してセルラー通信システムにて少なくとも１つの移動局と通信するセルラー基地局において、セルラー通信チャンネルを通して第１の偏波を有する信号を移動局に送信すると共に、所定のパターンに配置されて第１の送信有効範囲領域を形成する第１の複数の送信アンテナ要素を備えた第１のアンテナ・アレイと、セルラー通信チャンネルを通して前記第１の偏波とは異なる第２の偏波を有する信号を移動局に送信すると共に、所定のパターンに配置されて前記第１の送信有効範囲領域とオーバーラップする第２の送信有効範囲領域を有する第２の複数の送信アンテナ要素を備えた第２のアンテナ・アレイと、前記第１及び第２のアンテナ・アレイに作動的に接続されて、前記第１及び第２のアンテナ・アレイから移動局に信号セグメントを交互に送信して、移動局にて向上した被受信信号品質をもたらす交互偏波送信機手段と、を具備したことを特徴とする前記セルラー基地局。 16．請求項１５記載の基地局において、前記交互偏波送信機手段に接続されて、前記第１及び第２のアンテナ・アレイから移動局に送信されるコード化されインターリーブされた時間分割多元接続信号を発生する送信機コード化手段を更に具備したことを特徴とする前記基地局。 17．請求項１５記載の基地局において、前記第１のアンテナ・アレイが、垂直方向に伸長する前記第１の複数の送信アンテナ要素を支える細長い基板を備えたことと、前記第２のアンテナ・アレイが、前記第１の細長い基板に隣接すると共に、垂直方向に伸長して前記第２の複数の送信アンテナ要素を支える第２の細長い基板を備えたこと、とを特徴とする前記基地局。 18．請求項１７記載の基地局において、前記第１及び第２のアンテナ・アレイのおのおのが、前記細長い基板上にあると共に、それぞれの送信アンテナ要素に接続されることによって能動フェーズド・アレイ・アンテナを形成する複数の送信増幅器を更に備えたことを特徴とする前記基地局。 19．請求項１７記載の基地局において、前記第１及び第２のアレイ・アンテナのおのおのが、前記細長い基板上にあると共に、それぞれの送信アンテナ要素に作動的に接続されて、相互に同相にある転送された信号を組み合わせる送信同相結合手段を更に備えたことを特徴とする前記基地局。 20．請求項１７記載の基地局において、前記第１及び第２のアンテナ・アレイのおのおのが、前記細長い基板を取り囲む無線透過性ハウジングを更に備えたことを特徴とする前記基地局。 21．請求項１５記載の基地局において、前記第１の複数の送信アンテナ要素が左側円形偏波を送信する手段を備えたことと、前記第２の複数の送信アンテナ要素が右側円形偏波を送信する手段を備えたことと、を特徴とする前記基地局。 22．複数のセルラー通信チャンネルのうちの１つを通して少なくとも１つの移動局と通信するセルラー基地局を動作させる方法において、セルラー通信チャンネルを通して第１の偏波にてセルラー移動局からの第１の信号を受信する段階と、セルラー通信チャンネルを通して前記第１の偏波とは異なる偏波にて前記セルラー移動局からの第２の信号を受信する段階と、偏波ダイバーシティ受信に基づいて、移動局からの前記第１及び第２の受信信号を処理して、品質の向上した出力受信信号を発生する段階と、を具備したことを特徴とする前記方法。 23．請求項２２記載の方法において、前記処理する段階が、前記第１及び第２の受信信号の信号対ノイズ比を決定することと、前記それぞれの信号対ノイズ比に基づいて前記第１及び第２の受信信号に重み付けして品質の向上した出力受信信号を発生すること、とを含むことを特徴とする前記方法。 24．請求項２２記載の方法において、周波数に基づいて前記第１及び第２の受信信号を複数のそれぞれの個々のチャンネルに分離すると共に、前記個々のチャンネルのおのおのを処理してそれぞれの品質の向上した出力受信信号を発生する段階を更に具備したことを特徴とする前記方法。 25．請求項２２記載の方法において、タイム・スロットに基づいて前記第１及び第２の受信信号を複数のそれぞれの個々のチャンネルに分離すると共に、前記個々のチャンネルのおのおのを処理してそれぞれの品質の向上した出力受信信号を発生する段階を更に具備したことを特徴とする前記方法。 26．請求項２２記載の方法において、前記第１の信号を受信する前記段階が、第１の受信有効範囲領域を形成する第１の複数のアンテナ要素を通して前記第１の信号を受信することを含むことと、前記第２の信号を受信する前記段階が、第２の受信有効範囲領域を形成する第２の複数のアンテナ要素を通して前記第２の信号を受信することと、前記第１及び第２の受信有効範囲領域がオーバーラップすること、とを特徴とする前記方法。 27．請求項２６記載の方法において、前記第１の複数のアンテナ要素から前記第２の偏波を有する信号を送信することによって、偏波分離をもたらす段階と、前記第２の複数のアンテナ要素から前記第１の偏波を有する信号を送信することによって、偏波分離をもたらす段階と、を更に具備したことを特徴とする前記方法。 28．請求項２７記載の方法において、それぞれの交互する第１及び第２の偏波にて信号を交互に送信して、移動局にて向上した被受信信号品質をもたらす段階を更に具備したことを特徴とする前記方法。 29．請求項２８記載の方法において、前記移動局に送信されるコード化されインターリーブされた時分割多元接続信号を発生する段階を更に具備したことを特徴とする前記方法。 30．請求項２２記載の方法において、前記第１の偏波を受信する前記段階が右側円形偏波を受信することを含むことと、前記第２の偏波を受信する前記段階が左側円形偏波を受信することを含むこと、とを特徴とする前記方法。 31．複数のセルラー通信チャンネルのうちの１つを通してセルラー基地局及び少なくとも１つの移動局の間で通信する方法において、セルラー通信チャンネルを通してそれぞれの交互する第１及び第２の偏波にて前記基地局から信号を交互に送信する段階と、セルラー通信チャンネルを通して前記移動局にて前記交互する第１及び第２の偏波を受信して、前記移動局にて偏波ダイバーシティ利得をもたらす段階と、を具備したことを特徴とする前記方法。 32．請求項３１記載の方法において、コード化されインターリーブされた時分割多元接続信号を発生して、前記交互する第１及び第２の偏波にて送信するようにした段階を更に具備したことを特徴とする前記方法。 33．請求項３１記載の方法において、前記第１の偏波が右側円形偏波であることと、前第２の偏波が左側円形偏波であること、とを特徴とする前記方法。 34．請求項１５記載のセルラー基地局において、前記第１のアンテナ・アレイが、前記第２の偏波を有する信号を受信することによって、前記第１の複数の送信アンテナ要素からの偏波分離をもたらす第１の複数の受信アンテナ要素を更に備えたことと、前記第２のアンテナ・アレイが、前記第１の偏波を有する信号を受信することによって、第２の複数の受信アンテナ要素からの偏波分離をもたらす前記第２の複数の受信アンテナ要素を備えたこと、とを特徴とする前記セルラー基地局。【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９７年４月２９日【補正内容】ここで、図４Ａの従来技術の概略的平面図を付加的に参照すれば、田園領域において、タワー３５は一般にセル３６の中心に位置することによって、全方向有効範囲をもたらすようになっている。全方向セルにおいて、制御チャンネル及び活性音声チャンネルは、通常は単一のアンテナから----セルの全領域に同報通信される。基地局２３がより密集して位置している所では、セクター化されたアンテナ・システムを従来技術におけるように用いることができ、図４Ｂの概略図によって示される。セクター化は、例えば、図４Ｂに図示するように１２０度の放射パターンを有する指向性アンテナ７０を必要とする。各セクター７１はそれ自身が自身の制御チャンネル及びトラフィック・チャンネルを有するセルである。「チャンネル」はアナログ・システムにおける特定のキャリア周波数を言うか、またはＩＳ−５４及びＧＳＭ等の、ハイブリッド時分割多元接続（ＴＤＭＡ）／周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）における特定のキャリア／スロット組合せを言い得ることに留意されたい。図５Ａは従来技術におけると共に前述したような代表的アンテナ・システムを図示している。図５Ｂはこれまで論議してきた２つの型式の従来技術のアンテナ ----ダイポール６６等の全方向性アンテナ、及び例えば反射体６４を更に備えた指向性セクター・アンテナ７０を図示している。送信及び受信アンテナは一般に所定の基地局に対して同一の型式である。セルラー通信システムにおける走査フェーズド・アレイ・アンテナの使用が提案されてきた。例えば、スタプレトン他(stapleton，et al.)による、セルラー・ベース・フェーズド・アレイ・アンテナシステム（A Cellular Base Phased A rray Antenna System）、１９９３年アイトリプルイー・ブイ・ティー・シーの会報(Proceedings of １９９３年ＩＥＥＥＶＴＣ）、第９３頁〜９６頁は、３６０度走査ケーパビリティをもたらすために、スタプレトンのアンテナは、各放射要素がセルに割り合てられたあらゆるチャンネルについて送信するポテンシャルを有するように設計されている。受動マイクロストリップ・アレイはまた、セルラー基地局において使用するのに現在有効であることに留意すべきである。例えば、スイス国ヘリサウ市（Heri sau，Switzerland）に所在するフーバー＋シューナー・エー・ジー (Huber＋Suhner ＡＧ)によって製造された型式番号１３０９．４１．０００９は、セルラー基地局に使用する整形されたエレベーション・ビームを有する７要素線型偏波式平パネル受動アンテナである。このアレイは代表的なダイポール・アンテナと置換できると共に、ビルディングの側面または他の平坦な表面の場所により好適である。フーバー＋シューナーによって刊行されたアプリケーション・ノート２０．３において、広範囲の有効範囲は、信号の部分が幾つかの個々のパネルに向けられるパワー・スプリッタの使用を通して得ることができることが示されている。リー他（Lee et al.）による、「移動無線用の偏波ダイバーシティ・システム（Polarization Diversity System for Mobile Radio）」（通信に関するアイトリプルイー会報ＩＥＥＥ Transactions on Communications）、１９９２年１０月、於米国、第ＣＯＭ-２０巻、第５号、国際標準逐次刊行物番号（ＩＳＳＮ）００９０−６７７８、第９１２頁〜９２３頁）と題する引用文献は、基地局アンテナをできる限り近接して離すことができるという利点を有する二分岐受信機ダイバーシティ・システムを論議している。ボーン他（Vaughan et al.）による、「移動通信用のアンテナ・ダイバーシティ（Antenna Diversity For Mobile C ommunications）（デジタル式大陸移動無線通信に関する北欧セミナーの会報（P roceedings of the Nordic Seminar on Digital Land Mobile Radio Communicat ions）、於フィンランド国エスポー市、１９８５年２月５日〜７日、第８７頁〜９６頁）と題する引用文献は、結合器（combiner）を有するダイバーシティ・アンテナを論議している。英国特許出願公開明細書第２，２２１，８２０号は、偏波ダイバーシティ無線通信システムを論議している。セルラー・システム基地局受信用アンテナにおける空間ダイバーシティの理論的利点にも拘らず、十分な分離を常に得ることができるとは限らない。換言すれば、アンテナ・タワーは、受信アンテナの十分な物理的分離が、受信信号に対する非相関的フェージングを達成するのを可能にし得ない。また、線型偏波式移動体アンテナの向きは、基地局の一般に垂直偏波式受信アンテナとは必ずしも位置合わせされ得ない。また、移動局での受信はフェージングにも晒され得る。発明の概要前述の背景に鑑みて、本発明の目的は、特に、フェージング及び／又は移動体アンテナを誤った方向に向けることを考慮して、移動局との高められた通信をもたらすことができるセルラー通信システム基地局を提供することにある。本発明のこの目的及び他の諸目的、それに利点及び特徴は、第１及び第２の偏波を受信する第１及び第２のアンテナ・アレイと、該第１及び第２のアンテナ・アレイに接続されて、移動局からのそれぞれの第１及び第２の受信信号を処理して、偏波ダイバーシティ受信に基づき品質が向上した出力受信信号を発生する偏波ダイバーシティ受信機とを備えるセルラー基地局によってもたらされる。詳述すると、第１のアンテナ・アレイは、セルラー通信チャンネルを通した移動局からの、第１の偏波を有する信号を受信すると共に、所定のパターンに配置されて第１の受信有効範囲領域を形成することが好ましい第１の複数の受信アンテナ要素を備えている。同様に、第２のアンテナ・アレイは、セルラー通信チャンネルを通した移動局からの、第１の偏波とは異なる第２の偏波を有する信号を受信すると共に、所定のパターンに配置されて第２の受信有効範囲領域を形成する第２の複数の受信アンテナ要素を備えることが好ましい。アンテナ取付け手段は、第１及び第２のアンテナ・アレイを取り付けて、第１及び第２の受信有効範囲領域がオーバーラップし合うようにするために設けられることが好ましい。取付け手段はアンテナ・マストを備えることが好ましい。また、取付け手段は、例えばビルディングの壁等の別の支持構造体を備え得る。偏波は回転偏波であり得る。例えば、第１の偏波は右側円形偏波であり得、第２の偏波は左側円形偏波であり得る。移動局アンテナは一般に線型偏波を有するが、水平及び垂直方向間で角度をなして向くことができる。従って、偏波ダイバーシティは、フェージングに晒されることがより少ない向上した受信信号をもたらす。偏波ダイバーシティ受信機は、第１及び第２の受信信号の信号対ノイズ比を決定する信号品質決定手段と、それぞれの信号対ノイズ比に基づいて第１及び第２の受信信号を重み付けして、品質が向上した出力受信信号を発生する重み付け手段とを備えることが好ましい。１つのチャンネルのみが複数のアンテナ・アレイによって受信されれば、チャンネル・セパレータ２５２を除外できると共に、単一のチャンネル・エンハンサ２５４を使用することができる。チャンネル・エンハンサ２５４は、第１及び第２の受信信号の信号対ノイズ比を決定する信号品質決定手段と、それぞれの信号対ノイズ比に基づいて第１及び第２の受信信号に重み付けして、品質の向上した出力受信信号を発生する重み付け手段とを備えることが好ましい。種々の受信信号の信号対ノイズ比及び重み付けされた処理の決定は、バックストロム他（Backstrom et al.）による米国特許第５，１９１，５９８号に開示されている。また、ボトムレイ(Bottomley)による「多重通路時間分散を有する信号用のダイバーシティ受信機(Diversity Recei ver for Signals With Multipath Time Dispersion)」と題する米国特許第５，４９９，２７２号は、交互のダイバーシティ受信機技術を開示している。各能動アンテナ・アレイ２２３は、図８に示すように、おのおのが送信フィルタ２３０ａを介して個々の放射送信シアンテナ要素２２４に結合されている複数の高周波電力送信増幅器２２８を備えている。アンテナ要素２２４は、送信及び受信を同時に行うのに使用されることが好ましい。電力は、例えば結合回路２４０等の電力分割網を介して各電力増幅器２２８に分配される。この実施例では、前述の構成要素は、当業者によって容易に理解されるように、ストリップラインまたはマイクロストリップ技術を使用して、ガラス−エポキシ・プリント回路基板等の取付け基板上に形成することが好ましい。結合回路２４０等の分割手段は、複数の入力と、どの入力信号がどの増幅器２２８に分配されているかを選択する切換え手段とを備えることができる。このとき、基地局は偏波ダイバーシティ受信に基づいて第１及び第２の受信信号を処理して、品質の高められた出力受信信号を発生する。従来の１２０度セクター・パターンと同様のアンテナ方位放射パターンを使用して、隣接するアンテナ・アレイの隣接する有効範囲領域のかなりのオーバーラップを意識的に配置することができるようになっている。偏波ダイバーシティ受信機処理は交互に適応アレイ処理として見ることができると共に、ボトムレイ(B ottomley)による「干渉拒絶組合せ（Interference Rejection Combining）」と題するＰＣＴ出願第ＷＯ９６０４７３Ａ号に記載されているように、所望する信号受信を増大させ、干渉を低減させ、または信号対干渉比を増大させるように設計することができる。第１及び第２の受信信号は、ダイバーシティ受信機２１４によって処理されることが好ましい。この処理段階は、第１及び第２の受信信号の信号対ノイズ比を決定する段階と、それぞれの信号対ノイズ比に基づいて第１及び第２の受信信号に重み付けして、品質の向上した出力受信信号を発生する段階とを備えることが好ましい。また、第１及び第２の受信信号は、周波数に基づいて複数のそれぞれの個々のチャンネルに分離することができると共に、偏波ダイバーシティ受信に基づいて個々のチャンネルのおのおのを処理して、それぞれの品質の向上した出力受信信号を発生することができる。第１の信号を受信する段階は、アンテナ・アレイ２１０を形成すると共に、所定のパターンに配置された第１の複数の受信アンテナ要素を通して同第１の信号を受信する段階を備え得る。第２の信号を受信する段階は、アンテナ・アレイ２１２を形成すると共に、所定のパターンに配置された第２の複数の受信アンテナ要素を通して同第２の信号を受信する段階を備え得る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims

【特許請求の範囲】１．セルラー通信システムにて少なくとも１つの移動局と通信する基地局において、第１の偏波を有する信号を受信すると共に、第１の受信有効範囲領域を形成すべく向けられた第１の複数の受信アンテナ要素を備えた第１のアンテナ・アレイと、第２の偏波を有する信号を受信すると共に、第２の受信有効範囲領域を形成すべく向けられた第２の複数の受信アンテナ要素を備えた第２のアンテナ・アレイと、前記第１及び第２の受信有効範囲領域がオーバーラップするように前記第１及び第２のアンテナ・アレイを取り付けるアンテナ取付け手段と、前記第１及び第２の複数の受信アンテナ要素に接続されて、前記オーバーラップする領域にある移動局からの前記第１及び第２の偏波を有するそれぞれの第１及び第２の受信信号を処理する偏波ダイバーシティ受信機手段と、を具備したことを特徴とする前記基地局。２．請求項１記載の装置において、前記偏波ダイバーシティ受信機手段は、前記第１及び第２の受信機信号の信号対ノイズ比を決定する信号品質決定手段と、前記それぞれの信号対ノイズ比に基づいて前記第１及び第２の信号の重み付けをして、品質が向上した出力受信信号を発生する重み付け手段と、を備えたことを特徴とする前記装置。３．請求項１記載の基地局において、前記偏波ダイバーシティ受信機手段は、周波数に基づいて前記第１及び第２の受信信号を複数のそれぞれの個々のチャンネルに分離すると共に、前記個々のチャンネルのおのおのを処理してそれぞれの品質が向上した出力受信信号を発生する手段を更に備えたことを特徴とする前記基地局。４．請求項１記載の基地局において、前記偏波ダイバーシティ受信機手段は、タイム・スロットに基づいて前記第１及び第２の受信信号を複数のそれぞれの個個のチャンネルに分離すると共に、前記個々のチャンネルのおのおのを処理してそれぞれの品質が高められた出力受信信号を発生する手段を更に備えたことを特徴とする前記基地局。５．請求項１記載の基地局において、前記第１のアンテナ・アレイが、所定のパターンに配置されて前記第２の偏波を有する信号を送信して、前記第１の複数の受信アンテナ要素からの偏波分離をもたらす第１の複数の送信アンテナ要素を更に備えたことと、前記第２のアンテナ・アレイが、所定のパターンに配置されて前記第１の偏波を有する信号を送信して、前記第２の複数の受信アンテナ要素からの偏波分離をもたらす第２の複数の送信アンテナ要素を備えたこと、とを特徴とする前記基地局。６．請求項５記載の基地局において、前記第１のアンテナ・アレイの前記受信アンテナ要素のそれぞれのもの、及び前記第１のアンテナ・アレイの前記送信アンテナ要素のそれぞれのものが共通のパッチ・アンテナ上に設けられて、前記第１の偏波を有する信号を受信すると共に、前記第２の偏波を有する信号を送信することを特徴とする前記基地局。７．請求項５記載の基地局において、前記第１及び第２の複数の送信機アンテナ要素に接続されて、それぞれの交互する第１及び第２の回転偏波にて信号を交互に送信して、移動局にて高められた被受信信号品質をもたらす交互偏波送信機手段を更に具備したことを特徴とする前記基地局。８．請求項７記載の基地局において、前記交互偏波送信機手段に接続されて、前記第１及び第２のアンテナ・アレイから移動局に送信されるコード化されインターリーブされた時分割多元接続信号を発生する送信機コード化手段を更に具備したことを特徴とする前記基地局。９．請求項５記載の基地局において、前記第１のアンテナ・アレイが、垂直方向に伸長する前記第１の複数の受信アンテナ要素及び前記第１の複数の送信アンテナ要素を支える細長い基板を備えたことと、前記第２のアンテナ・アレイが、前記第１の細長い基板に隣接すると共に、垂直方向に伸長する前記第２の複数の受信アンテナ要素及び前記第２の複数の送信アンテナ要素を支える第２の細長い基板を備えたこと、とを特徴とする前記基地局。 10．請求項９記載の基地局において、前記第１及び第２のアンテナ・アレイのおのおのが、前記細長い基板上にあると共に、それぞれの送信アンテナ要素に接続されて能動フェーズド・アレイ・アンテナを形成する複数の送信増幅器を更に備えたことを特徴とする前記基地局。 11．請求項９記載の基地局において、各受信アンテナ要素が、それぞれの細長い基板上の電気的導電性部分を備えたことと、各送信アンテナ要素が、それぞれの細長い基板上の電気的導電性部分を備えたこと、とを特徴とする前記基地局。 12．請求項９記載の基地局において、前記第１及び第２のアレイ・アンテナのおのおのが、前記細長い基板上にあってそれぞれの受信アンテナ要素に作動的に接続されて、相互に同相の信号を組み合わせる受信同相結合手段を更に備えたことと、前記第１及び第２のアレイ・アンテナのおのおのが、前記細長い基板上にあってそれぞれの送信アンテナ要素に作動的に接続されて、引き渡された相互に同相の信号を分配する送信同相結合手段を更に備えたこと、とを特徴とする前記基地局。 13．請求項９記載の基地局において、前記第１及び第２のアンテナ・アレイのおのおのが、前記細長い基板をとり囲む無線透過式ハウジングを更に備えたことを特徴とする前記基地局。 14．請求項１記載の基地局において、前記第１の複数の受信アンテナ要素が右側円形偏波を受信する手段を備えたことと、前記第２の複数の受信アンテナ要素が左側円形偏波を受信する手段を備えたこと、とを特徴とする前記基地局。 15．セルラー通信システムにて少なくとも１つの移動局と通信をする基地局において、第１の偏波を有する信号を送信すると共に、所定のパターンに配置されて第１の送信有効範囲領域を形成する第１の複数の送信アンテナ要素を備えた第１のアンテナ・アレイと、前記第１の偏波とは異なる第２の偏波を有する信号を送信すると共に、所定のパターンに配置されて前記第１の送信有効範囲領域とオーバーラップする第２の送信有効範囲領域を有する第２の複数の送信アンテナ要素を備えた第２のアンテナ・アレイと、前記第１及び第２のアンテナ・アレイに作動的に接続されて前記第１及び第２のアンテナ・アレイから信号セグメントを交互に送信して、移動局にて向上した被受信信号品質をもたらす交互偏波送信機手段と、を具備したことを特徴とする前記基地局。 16．請求項１５記載の基地局において、前記交互偏波送信機手段に接続されて、前記第１及び第２のアンテナ・アレイから移動局に送信されるコード化されインターリーブされた時分割多元接続アクセス信号を発生する送信機コード化手段を更に具備したことを特徴とする前記基地局。 17．請求項１５記載の基地局において、前記第１のアンテナ・アレイが、垂直方向に伸長する前記第１の複数の送信アンテナ要素を支える細長い基板を備えたことと、前記第２のアンテナ・アレイが、前記第１の細長い基板に隣接すると共に、垂直方向に伸長する前記第２の複数の送信アンテナ要素を支える第２の細長い基板を備えたこと、とを特徴とする前記基地局。 18．請求項１７記載の基地局において、前記第１及び第２のアンテナ・アレイのおのおのが、前記細長い基板上にあって、それぞれの送信アンテナ要素に接続されて、能動フェーズド・アレイ・アンテナを形成する複数の送信増幅器を更に備えたことを特徴とする前記基地局。 19．請求項１７記載の基地局において、前記第１及び第２のアレイ・アンテナのおのおのが、前記細長い基板上にあってそれぞれの送信アンテナ要素に作動的に接続されて、引き渡された相互に同相の信号を組み合わせる送信同相結合手段を更に備えたことを特徴とする前記基地局。 20．請求項１７記載の基地局において、前記第１及び第２のアンテナ・アレイのおのおのが、前記細長い基板をとり囲む無線透過性ハウジングを更に備えたことを特徴とする前記基地局。 21．請求項１５記載の基地局において、前記第１の複数の送信アンテナ要素が左側円形偏波を送信する手段を備えたことと、前記第２の複数の送信アンテナが右側円形偏波を送信する手段を備えたこと、とを特徴とする前記基地局。 22．少なくとも１つの移動局と通信するセルラー基地局を動作させる方法において、第１の偏波にて移動局から第１の信号を受信する段階と、前記第１の偏波とは異なる偏波にて前記移動局から第２の信号を受信する段階と、偏波ダイバーシティ受信に基づいて、前記第１及び第２の受信信号を処理して品質の高められた出力受信信号を発生する段階と、を具備したことを特徴とする前記方法。 23．請求項２２記載の方法において、前記処理する段階は、前記第１及び第２の受信信号の信号対ノイズ比を決定することと、前記それぞれの信号対ノイズ比に基づいて前記第１及び第２の受信信号に重み付けして、品質の高められた出力受信信号を発生することとを備えたことを特徴とする前記方法。 24．請求項２２記載の方法において、周波数に基づいて前記第１及び第２の受信信号を複数のそれぞれの個々のチャンネルに分離すると共に、前記個々のチャンネルのおのおのを処理してそれぞれの品質が高められた出力受信信号を発生する段階を更に具備したことを特徴とする前記方法。 25．請求項２２記載の方法において、タイム・スロットに基づいて前記第１及び第２の受信信号を複数のそれぞれの個々のチャンネルに分離すると共に、前記個々のチャンネルのおのおのを処理してそれぞれの品質が向上した出力受信信号を発生する段階を更に具備したことを特徴とする前記方法。 26．請求項２２記載の方法において、前記第１の信号を受信する前記段階は、所定のパターンに配置された第１の複数の受信アンテナ要素を通して前記第１の信号を受信することを含むことと、前記第２の信号を受信する前記段階は、所定のパターンに配置された第２の複数の受信アンテナ要素を通して前記第２の信号を受信することを含むこと、とを特徴とする前記方法。 27．請求項２６記載の方法において、隣接する前記第１の複数の受信アンテナ要素から前記第２の偏波を有する信号を送信して、偏波分離をもたらす段階と、隣接する前記第２の複数の受信アンテナ要素から前記第１の偏波を有する信号を送信して、偏波分離をもたらす段階と、を更に具備したことを特徴とする前記方法。 28．請求項２７記載の方法において、それぞれの交互する第１及び第２の偏波にて交互に信号を送信して、移動局にて向上した被受信信号品質をもたらす段階を更に具備したことを特徴とする前記方法。 29．請求項２８記載の方法において、前記移動局に送信されるコード化されインターリーブされた時分割多元接続信号を発生する段階を更に具備したことを特徴とする前記方法。 30．請求項２２記載の方法において、前記第１の偏波を受信する前記段階は右側円形偏波を受信することを含むことと、前記第２の偏波を受信する前記段階は左側円形偏波を受信することを含むこと、とを特徴とする前記方法。 31．セルラー基地局及び少なくとも１つの移動局の間で通信する方法において、それぞれの交互する第１及び第２の偏波にて前記基地局から交互に信号を送信する段階と、前記移動局にて前記交互する第１及び第２の偏波を受信して、前記移動局にて偏波ダイバーシティ利得をもたらす段階と、を具備したことを特徴とする前記方法。 32．請求項３１記載の方法において、コード化されインターリーブされた時分割多元アクセス信号を発生して、前記交互する第１及び第２の偏波にて送信する段階を更に具備したことを特徴とする前記方法。 33．請求項３１記載の方法において、前記第１の偏波が右側円形偏波であることと、前第２の偏波が左側円形偏波であること、とを特徴とする前記方法。