JPH1188259A - Ｃｄｍａ基地局のためのアンテナシステムおよびｃｄｍａアンテナシステムの利得を増大させるための方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＣＤＭＡシステムの複数のレイクフィンガの
それぞれへの一定のエネルギストリームの供給を補償す
ることが可能なアンテナシステムを提供する。 【解決手段】 本発明によるＣＤＭＡ基地局（６０）
は、複数のレイクフィンガ（１１０，１１２，．．）の
それぞれへの一定のエネルギ供給を補償し、利得を改善
する。この基地局の一側面は、複数対のダイバシティア
ンテナ（６２，６４，．．）を含む。各対の第１のアン
テナからのエネルギは、遅延を受け、各対の第２のアン
テナからのエネルギは遅延を受けない。この付加される
遅延は、レイクフィンガのチップ時間よりも大きい。各
アンテナ対からの信号は、合成され、デジタル形式に変
換される。全てのアンテナからのエネルギは、レイクフ
ィンガに経路選択され、各アンテナからのエネルギは、
レイクフィンガのうちの１つに経路選択される。そし
て、レイクフィンガからのエネルギは、単一のデータス
トリームに合成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、改良された通信信
号伝送に係り、特に、ＣＤＭＡ通信システムにおいてア
ップリンク局の利得を増加させるための改良されたアン
テナシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】セルラ電話とも呼ばれるワイアレス電話
の出現は、新しい方法および技術の驚異的な発展をもた
らした。多くのものは、通信の品質を向上させることお
よび同じ通信スペクトル中により多くのチャネルを収容
することに向けられている。１つのアプローチは、符号
分割多元接続即ちＣＤＭＡである。ＣＤＭＡ標準は、Ｉ
Ｓ−９５により定義されている。

【０００３】ＣＤＭＡシステムにおいて、多元接続は、
拡散スペクトル技術に基づく。固有の二値の拡散系列、
即ち符号が、各ユーザへの各呼に割り当てられる。１つ
の割り当てられた符号をかけ算することにより、ユーザ
信号は、元の信号よりもはるかに広い帯域幅に拡散され
る。この２つの信号の比は、一般に拡散係数と呼ばれ
る。全てのアクティブなユーザが、同時に同じ周波数ス
ペクトルを共有する。

【０００４】各ユーザの信号は、関連する符号信号でキ
ーイングされる相関器を使用することにより、所望の信
号を逆拡散するために、受信機において他のものと分離
される。複数のユーザが同じ周波数スペクトルを共有す
るので、他のユーザの信号は干渉の一因となる。干渉を
低減することにより、ＣＤＭＡシステムの能力は増大さ
れ得る。

【０００５】したがって、電力制御は、非常に重要であ
る。アップリンク、即ち携帯端末または移動体から基地
局への伝送の電力制御は、セルサイトの受信機がそのセ
ル内の全ての携帯端末から同じ公称電力を受信するよう
に、１つのセル内の携帯端末または移動体からの送信電
力を制御することを理想的に求めることができる。電力
が完全に制御できる場合、全体の干渉は、最も弱いユー
ザに対して最少化され得る。結果として、所与のシステ
ム帯域幅において処理され得る同時のユーザの数の検知
におけるＣＤＭＡシステム容量は、最大化され得る。ま
た、追加的なアンテナダイバシティを備えることによ
り、電力制御は、高速フェージングが減少することによ
り、改善される。

【０００６】もちろん、多様な技術が使用されてきたに
もかかわらず、電力は完全には制御され得ない。しか
し、システム容量を増大させることは非常に望ましいこ
とがよくわかっている。

【０００７】典型的なＣＤＭＡシステムにおいて、移動
体ユニットからのアップリンク信号は、４フィンガレイ
ク（ＲＡＫＥ）受信機を使用してとらえられ、かつ処理
される。レイク受信機は、複数のアンテナからのマルチ
パス時間的ダイバシティを利用する。エネルギは、複数
のフィンガにおいて、４つのパスの最大のものから集め
られ、単一の出力データストリームが生成される。最適
合成の形が、出力データストリームを形成するために使
用されるので、この装置は、かなり大きなアップリンク
利得を生じる。最高のアップリンク利得は、全ての４個
のレイクフィンガがエネルギをアクティブにとらえてい
るときに達成される。

【０００８】従来技術の欠点は、典型的には、全ての４
個のレイクフィンガが、エネルギーをとらえることはな
く、１つ以上のレイクフィンガがアクティブでない期間
を経験することである。現在のＣＤＭＡ基地局は、典型
的に、別個のＲＦ入力に接続される二分岐ダイバシティ
アンテナを使用する。この入力は、低域変換され、デジ
タル化されかつ１つ以上のレイクフィンガに割り当てら
れる。レイクフィンガは、２つのアンテナにより受信さ
れる２つの主パスおよび２つの反射パスを追跡すること
を意図されている。しかし、実際には、全て４個のフィ
ンガが同時にアクティブであることはありそうもない。

【０００９】典型的には、２つのフィンガのみがいずれ
かの所与の時間点においてアクティブである。この典型
的なレベルのフィンガアクティビティは、例えばレイク
受信機により追跡されるには弱すぎる反射パスからの短
い遅延マルチパスフェージングによる主信号のフェージ
ングにより全ての４個のレイクフィンガに、４個以上の
信号源からのエネルギが常に供給され得る場合、フィン
ガエネルギの最適合成は、実質的に増大したアップリン
ク利得を生じ、分岐におけるフェージングに無関係にさ
らなる利得が得られることになる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】増大した利得により、
より低い送信電力が使用でき、システム容量を増大させ
ることができる。したがって、エネルギの一定の流れを
ＣＤＭＡシステムの４個のレイクフィンガのそれぞれに
供給することを補償するシステムが、必要とされかつ非
常に有利になる。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、とりわけ上述
したニーズに対するものである。この目的のために、本
発明の１つの側面は、基地局において追加的な受信ダイ
バシティアンテナを備える。好ましい一実施形態におい
て、本発明は、標準的ＣＤＭＡ基地局に追加され得るタ
ワートップパッケージに具現化される。このアプローチ
において、追加的なアンテナ、バンドパスフィルタおよ
び線形増幅器はインテリジェントアンテナ改造装置とし
てパッケージ化され得る。また、アクティブな電子装置
は、現存するアンテナアレイに追加されるまたはこれと
置き換えられる追加的なアンテナへのケーブルと共に基
地局内に配置され得る。

【００１２】各追加アンテナには、遅延装置が設けら
れ、これは、基地局のレイクフィンガのチップ時間より
も長い時間関連するアンテナからのエネルギを遅延させ
る。元のアンテナからのエネルギおよび追加アンテナか
らの遅延されたエネルギが合成される。合成されたエネ
ルギは、参照信号と混合され、分離され、レイクフィン
ガに経路選択される。

【００１３】この遅延されたアンテナエネルギは、基地
局に強い反射パスとして現れ、別個のレイクフィンガに
割り当てられる。この手順は、典型的なＣＤＭＡシステ
ムにおいて一貫して得られるものよりもより有効な４個
のレイクフィンガの利用を補償する単一のＲＦ入力によ
る２つのアンテナの時間的な多重化の効果を有する。レ
イク受信機は、データストリームを独立に分離しかつ処
理する。

【００１４】本発明の別の側面は、複数のアンテナを有
し各アンテナからのエネルギが異なる遅延を受けるもの
を提供する。それぞれの付加された遅延は、レイクフィ
ンガのチップ時間よりも長い時間それぞれが異なってい
なければならない。アンテナからの信号が合成され、参
照信号と混合されて、分離されかつレイクフィンガによ
り経路選択される。このアプローチは、以下に詳細に説
明するように、本発明を具現化するために使用される全
体のハードウェアを減少させ、かつアンテナを基地局に
接続するための配線を少なくする利点を有する。

【００１５】本発明のより完全な理解および本発明のさ
らなる特徴および利点は、以下の詳細な説明および図面
から明らかとなる。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は、従来技術によるＣＤＭＡ
システム１０の簡略化した形を示す。ＣＤＭＡシステム
１０は、送信移動体からの信号を受信するための２個の
ダイバシティアンテナ２０および２４を含む。これらの
アンテナ２０および２４のそれぞれは、それぞれ対応す
るバンドパスフィルタ２６および２８を給伝する。バン
ドパスフィルタ２６および２８は、ダイバシティアンテ
ナ２０および２４からの入力の周波数範囲を制限し、こ
の入力をそれぞれ低雑音増幅器３０および３２へ与え
る。

【００１７】低雑音増幅器３０および３２は、増幅され
た出力をそれぞれミキサ３４および３６に提供する。ま
た、局部発振器３８は、既知の発振入力をミキサ３４お
よび３６のそれぞれに提供する。ミキサ３４および３６
は、低雑音増幅器３０および３２と局部発振器３８の和
および差からなる信号を出力としてそれぞれ生成する。
そしてミキサ３４および３６の出力は、それぞれローパ
スフィルタ４０および４２に与えられる。

【００１８】ローパスフィルタ４０および４２は、それ
ぞれのミキサ３４および３６から受信した出力から和の
信号を除去し、差の信号を残す。そして、ローパスフィ
ルタ４０および４２は、差信号をアナログデジタル（Ａ
／Ｄ）変換器４４および４６にそれぞれ与える。Ａ／Ｄ
変換器４４および４６の出力は、入力選択回路４８に提
供され、入力選択回路４８は、複数のレイクフィンガ５
０，５２，５４および５６のそれぞれをＡ／Ｄ変換器４
４および４６のうちの１つの出力に選択的に接続する。

【００１９】レイクフィンガ５０，５２，５４および５
６のそれぞれは、様々なレイクフィンガに接続された入
力信号間の時間的な遅延を除去する。ダイバシティアン
テナ２０および２４のそれぞれは、直接信号および反射
信号の両方を理論的に提供し、反射信号は、直接信号か
ら時間的に遅延させられる。レイクフィンガ５０−５６
は、信号の遅延成分を除去し、レイクフィンガ５０−５
６からの出力は、その出力において出力データストリー
ムを生成する合成器５８に与えられる。

【００２０】理論上は、全てのレイクフィンガ５０−５
６は、常にアクティブであり、アンテナ２０および２４
から直接信号または反射信号のいずれかのストリームを
受信する。しかし、実際には、主信号も反射信号も常に
信頼性よく全てのレイクフィンガに伝送されるとは限ら
ない。この信頼性の欠如の原因は、おそらく短時間遅延
マルチパスフェージングによるまたは反射パスからの入
力選択回路４８により認識され、かつレイクフィンガ５
２および５６に経路選択されるには弱すぎる主信号のフ
ェージングである。この典型的な動作は、理論的に得る
ことが可能な最大値を相当に下回る値に実際のアップリ
ンク利得を低減させる結果となる。

【００２１】図２は、本発明の一側面による単一ユニッ
ト遅延ＣＤＭＡ基地局６０を示す。基地局６０は、移動
体により送信される信号を受信するための４個のダイバ
シティアンテナ６２，６４，６６および６８と、４入力
２出力（“４：２”）４：２時間マルチプレクサ６５と
を含む。アンテナ６２および６６のそれぞれは、バンド
パスフィルタ７０および７２のうちの一つに入力を提供
する。

【００２２】バンドパスフィルタ７０および７２のそれ
ぞれは、アンテナ６２および６６からの信号をそれぞれ
制限し、即ちフィルタ除去し、この制限され、即ちフィ
ルタ除去された信号を低雑音増幅器７４および７６のう
ちの１つに入力として提供する。アンテナ６４および６
８のそれぞれは、バンドパスフィルタ７８および８０の
うちの１つに入力を提供する。

【００２３】バンドパスフィルタ７８および８０のそれ
ぞれは、アンテナ６４および６８からの信号をそれぞれ
制限し、この制限された信号を低雑音増幅器８２および
８４のうちの１つに入力として提供する。低雑音増幅器
８２および８４のそれぞれは、１ユニット遅延デバイス
８６または８８に入力を提供する。アンテナ６４および
６８からの信号は、１単位遅延を受け、アンテナ６２お
よび６６からの信号は遅延を受けない。

【００２４】低雑音増幅器７４の出力および一単位遅延
デバイス８６の出力は、共に第１の２：１合成器９０に
与えられる。低雑音増幅器７６の出力および一単位遅延
デバイス８８の出力は、共に第２の２：１合成器９２に
与えられる。この第１および第２の２：１合成器９０お
よび９２のそれぞれは、その入力の和を取るように動作
する。したがって、第１の２：１合成器９０の出力は、
アンテナ６４および６８の処理された出力の和である。
第２の２：１合成器９２の出力は、アンテナ６４および
６８の処理された出力の和である。第１および第２の
２：１合成器９０および９２の出力のそれぞれは、ミキ
サ９４および９６のうちの１つに与えられる。

【００２５】また、局部発振器９８は、ミキサ９４およ
び９６のそれぞれに入力を提供する。第１および第２の
合成器９０および９２のそれぞれの出力は、ミキサ９４
および９６のそれぞれにより、局部発振器９８の出力と
加算されかつ差を取られる。ミキサ９４および９６のそ
れぞれの出力は、２つのローパスフィルタ１００および
１０２のうちの１つに与えられる。各ローパスフィルタ
１００および１０２は、それぞれ和信号を除去し、２つ
のＡ／Ｄ変換器１０４および１０６に入力を提供するた
めに、差信号を通過させる。

【００２６】そして、Ａ／Ｄ変換器１０４および１０６
のそれぞれの出力は、入力選択回路１０８に入力として
提供される。入力選択回路１０８は、４個のレイクフィ
ンガ１１０，１１２，１１４および１１６のそれぞれを
選択的に、Ａ／Ｄ変換器１０４および１０６のうちの１
つの出力に選択的に接続する。レイクフィンガ１１０，
１１２，１１４および１１６のそれぞれは、様々なレイ
クフィンガに接続されている入力間の時間遅れを除去す
るように動作する。

【００２７】上記から、ダイバシティアンテナ６２およ
び６６は、イミデート信号を提供し、アンテナ６４およ
び６８は一単位遅延デバイス８６および８８の結果とし
ての遅延された信号を提供することが分かるであろう。
したがって、レイクフィンガ１１０−１１６のそれぞれ
には、エネルギの一定のストリームがはるかに一貫して
供給される。

【００２８】そして、レイクフィンガ１１０−１１６
は、信号の遅延成分を除去することができ、これらの信
号は、出力データストリームを生成する合成器１１８に
与えられる。レイクフィンガ１１０−１１６が遅延され
た信号および遅延されない信号を分離することを可能に
するために、遅延量は、レイクフィンガ１１０−１１６
のチップ時間よりも大きくなければならない。レイク時
間のチップ時間は、レイクフィンガがデジタル符号の変
化を分解することができるレートである。

【００２９】付加された遅れが、レイクフィンガのチッ
プ時間よりも小さい場合、レイクフィンガは、遅延され
た信号を遅延されない信号から区別することができなく
なる。しかし、遅れがチップ時間より大きい場合、レイ
クフィンガ１１０−１１６は、様々なアンテナからの信
号を区別することができ、遅れを除去して、その信号を
合成器１１８に与えることができる。結果として、ＣＤ
ＭＡ基地局の利得が実質的に増大する。

【００３０】一単位遅延ＣＤＭＡ基地局６０は、図１の
従来技術による基地局１０に対して大きな改善を示し、
典型的には、レイクフィンガ１１０−１１６のそれぞれ
へのエネルギの確実な供給による実質的に増大された利
得を提供することになる。アンテナ６４および６８のそ
れぞれは、遅延回路のために、アンテナ６２および６６
から受信された反射エネルギと同じ位相でミキサ９４お
よび９６に現れる頑丈なエネルギ源を提供する。アンテ
ナ６４および６８からのエネルギのより大きな頑丈さの
ために、各アンテナの出力は、適切なレイクフィンガに
適切に経路選択される。これは、４個のレイクフィンガ
が、ほとんどの動作条件下で実質的に全ての時点でアク
ティブであり、実質的に改良された利得を提供すること
を補償する。

【００３１】図３は、本発明の別の側面による複数単位
遅延システム１２０を示す。複数単位遅延システム１２
０は、各アンテナからの入力が全ての他のアンテナと異
なる量を遅延されている点で、一単位遅延システム６０
とは異なる。図３に示されているように、複数単位遅延
システム１２０は、４個のアンテナ１２２，１２４，１
２６および１２８、並びに４入力１出力（“４：１”）
時間マルチプレクサ１２５を含む。

【００３２】アンテナ１２２−１２８のそれぞれは、４
個のバンドパスフィルタ１３０，１３２，１３４および
１３６のうちの１つにそれぞれ接続されている。バンド
パスフィルタ１３０，１３２，１３４および１３６のそ
れぞれは、それぞれのアンテナ１２２−１２８から受信
した信号を制限し、制限された信号を低雑音増幅器１３
８，１４０，１４２または１４４のうちの１つにそれぞ
れ与える。

【００３３】低雑音増幅器１３８は、４：１合成器１５
２に直接的に接続されている。低雑音増幅器１４０は、
一単位遅延デバイス１４６に接続されている。低雑音増
幅器１４２は、二単位遅延デバイス１４８に接続されて
おり、低雑音増幅器１４４は、三単位遅延デバイス１５
０に接続されている。低雑音増幅器１３８および遅延ユ
ニット１４０，１４２および１４４は、４：１合成器１
５２に入力を提供するために接続されている。

【００３４】したがって、４：１合成器１５２は、それ
ぞれゼロ、一単位、二単位および三単位遅延されたアン
テナ１２２−１２８からのフィルタ除去された信号を受
信する。４：１合成器１５２は、受信した４個の無線周
波数（ＲＦ）信号を加算し、この和信号をミキサ１５３
に与える。ミキサ１５３は、局部発振器１５５からの入
力を受信するように接続されており、局部発振器１５５
は、一定の参照信号をミキサ１５３に供給する。

【００３５】ミキサ１５３は、局部発振器１５５からの
信号と合成された４：１合成器１５２の出力の和および
差を含む信号から成る出力信号を生成する。ミキサ１５
３は、その出力信号をローパスフィルタ１５４に入力と
して提供し、ローパスフィルタ１５４は、信号の上部分
を除去し、差信号を通過させる。ローパスフィルタ１５
４は、差信号をＡ／Ｄ変換器１５６に与える。

【００３６】Ａ／Ｄ変換器１５６は、その出力を入力選
択回路１５８に供給する。入力選択回路１５８は、合成
デジタル信号を受信し、その信号を分析し、４個のレイ
クフィンガ１６０，１６２，１６４および１６６のうち
のそれぞれ１つに、信号成分を個別に経路選択する。各
レイクフィンガ１６０−１６６は、その受信信号から遅
れを取り除く。

【００３７】そして、各レイクフィンガ１６０−１６６
からの信号は、合成器１６８に与えられ、合成器１６８
は、その信号を単一の出力データストリームに合成す
る。図２の一単位遅延システムの場合のように、各アン
テナ１２２−１２８に加えられる遅延は、レイクフィン
ガが信号を適切に多重化および分離するために、レイク
フィンガのチップ時間よりも大きい量異ならなければな
らない。

【００３８】図３の複数単位遅延システムは、異なる時
間的遅延を受けた４個の信号を受信しかつ合成すること
ができ、その信号を４個の異なるレイクフィンガに通
し、各レイクフィンガをほとんどの動作条件下で実質的
に全ての時間アクティブに保つことができる。これによ
り、大きな信号利得が達成される。図３の複数単位遅延
システムは、図２に示されたものよりもハードウェアお
よび配線の要求を減少させる。

【００３９】４：１合成器へのハードウェア供給は、図
２の一単位遅延基地局により使用されるものよりも１個
の追加的遅延ユニットが増加するのみであり、一方図３
の基地局１２０は、図２の第２のミキサ９６、ローパス
フィルタ１０２およびＡ／Ｄ変換器１０６を除去する。
また、ミキサ１５３の左側の部品が単一のインテリジェ
ントアンテナユニットにパッケージ化される場合、１つ
の配線のみがこのユニットから基地局への接続のために
必要とされることになる。

【００４０】図４は本発明によりアンテナ対の各セット
のうちの１つからの信号を遅延させることにより、基地
局の利得を向上させるための方法４００により好ましく
実行されるステップを示す。ステップ４０２において、
エネルギは、図２のアンテナ６２および６４または６６
および６８のようなアンテナ対の各セットから受け取ら
れる。

【００４１】ステップ４０４において、各アンテナから
の信号は、好ましくは、バンドパスフィルタ、例えばバ
ンドパスフィルタ７０または７８のうちのいずれかにそ
の信号を通すことにより所定の範囲に制限される。ステ
ップ４０６において、各アンテナからのエネルギは、好
ましくは、低雑音増幅器７４または８２のいずれかのよ
うな低雑音増幅器により増幅される。ステップ４０８に
おいて、各対の第２のアンテナからのエネルギは、例え
ば一単位遅延デバイス８６により遅延される。

【００４２】この遅延量は、アップリンク基地局のレイ
クフィンガのチップ時間よりも大きくなければならな
い。ステップ４１０において、各対の各アンテナからの
エネルギは、例えば２：１合成器９０または９２のうち
の１つを使用して合成され、各対に対する単一の信号を
生じる。ステップ４１２において、各アンテナ対からの
合成信号は、ミキサ９４または９６のうちの１つのよう
なミキサにより、局部発振器９８からの信号のような参
照信号と混合される。

【００４３】ステップ４１４において、各混合信号は、
好ましくはローパスフィルタ１００または１０２のうち
の１つのようなローパスフィルタに混合信号を通すこと
により、合成されたアンテナ信号と参照信号との差を示
す信号を得るために処理される。ステップ４１６におい
て、各アンテナ対からの信号は、例えばアナログデジタ
ル変換器１０４または１０６のうちの１つのようなアナ
ログデジタル変換器により、デジタル形式に変換され
る。

【００４４】ステップ４１８において、各アンテナ対か
らの信号は、例えば入力選択回路１０８により分離さ
れ、２つの信号が得られる。ここで、１つの信号は、各
アンテナ対から得られる。ステップ４２０において、各
アンテナからの信号は、レイクフィンガ１１０−１１６
のうちの１つのような別個のレイクフィンガに経路選択
される。ステップ４２２において、レイクフィンガから
の信号は、合成器１１８のような合成器により合成さ
れ、単一の出力ストリームが得られる。

【００４５】図５は、図３のアンテナ１２２−１２８の
ような各セットのアンテナからの信号に異なる遅延を受
けさせることにより、基地局の利得を向上させるための
本発明による方法５００により好ましく実行されるステ
ップを示す。ステップ５０２において、エネルギは、各
アンテナから受け取られる。ステップ５０４において、
各アンテナからの信号は、好ましくはバンドパスフィル
タ１３０−１３６のうちの１つのようなバンドパスフィ
ルタに信号を通すことにより、所定の範囲に制限され
る。ステップ５０６において、各アンテナからの信号
は、好ましくは低雑音増幅器１３０−１４４のうちの１
つのような低雑音増幅器により増幅される。

【００４６】ステップ５０８において、各アンテナから
のエネルギは、遅延デバイスなし、一単位遅延デバイス
１４６、二単位遅延デバイス１４８または三単位遅延デ
バイス１５０を使用して、異なる遅延を受ける。遅延量
は、基地局のレイク受信機のレイクフィンガのチップ時
間よりも大きくなければならない。図３に示されている
ように、１つのアンテナからの信号に全く遅延を受けさ
せないことが許容される。

【００４７】例えば、一組の４個のアンテナに対して、
第１のアンテナは、ゼロの遅延を受け、第２のアンテナ
は、レイクフィンガのチップ時間を超える一単位遅延を
受け、第３のアンテナは、レイクフィンガのチップ時間
の２倍を超える二単位遅延を受け、第４のアンテナは、
レイクフィンガのチップ時間の３倍を超える三単位遅延
を受ける。

【００４８】ステップ５１０において、これらのアンテ
ナからのエネルギは、例えば４：１合成器１５２により
合成され、単一の信号を生じる。ステップ５１２におい
て、合成された信号は、例えばミキサ１５３により、局
部発振器１５５からの参照信号と混合される。ステップ
５１４において、各混合信号は、好ましくは混合信号を
ローパスフィルタ１５４のようなローパスフィルタを通
過させることにより、合成アンテナ信号と参照信号との
差を表す信号を得るために処理される。

【００４９】ステップ５１６において、合成信号は、例
えばアナログデジタル変換器１５６により、デジタル形
式に変換される。ステップ５１８において、この信号
は、１つの信号が各アンテナから得られるように、入力
選択回路１５８のような入力選択回路により、複数の信
号を得るために分離される。ステップ５２０において、
各アンテナからの信号は、レイクフィンガ１６０−１６
６のうちの１つのような別個のレイクフィンガに経路選
択される。ステップ５２２において、レイクフィンガか
らの信号は、例えば合成器１６８により、単一の出力ス
トリームを得るために合成される。

【００５０】図６は、図１の従来技術によるアプローチ
と共に典型的に使用され得るアンテナ構成を示す。図６
は、二分岐水平ダイバシティアンテナアレイ６００を示
し、これは、カバー構造６０４に取り付けられ、ＲＦケ
ーブル６０６および６０７により図示しない基地局に接
続された２つの垂直偏波アンテナ６０１および６０２を
含む。アンテナ６０１および６０２は、典型的には、波
長λの１０〜２０倍の距離水平に離されており、約９０
０ＭＨｚの周波数におけるセルラ通信に対して約１０〜
２０フィートとなり、または約１．９６ＧＨｚの周波数
におけるＰＣＳ通信に対して約５〜１０フィートであ
る。

【００５１】図７〜１０は、本発明との組み合わせで公
的に使用され得る多数のアンテナ配置を示す。図７は、
第１の四分岐偏波／空間ダイバシティアンテナアレイ７
００を示し、これは、タワー構造７０４に取り付けられ
た二対の０゜／９０゜二重偏波アンテナ７０１および７
０２を含む。従来技術のアンテナ６０１および６０２と
同様に、アンテナ対７０１および７０２は、新しいアレ
イが観察者に対して主にトランスペアレントに見えるよ
うに、従来技術によるものと匹敵するサイズのハウジン
グ内において、１０〜２０λ水平方向に離されて配置さ
れ得る。

【００５２】ＲＦケーブル７０３および７０５は、アン
テナ７０１を４：２時間マルチプレクサ７０８に接続す
る。この４：２時間マルチプレクサ７０８は、図２の時
間マルチプレクサ６５として示されているような方法で
構成され得る。ＲＦケーブル７０９および７１１は、ア
ンテナ７０２をマルチプレクサ７０８に接続する。最終
的に、ＲＦケーブル７０６および７０７は、マルチプレ
クサ７０８の出力を図示しない基地局に接続する。アン
テナ対７０１および７０２は、図２のアンテナ対６２お
よび６４、６６および６８として、図２の時間マルチプ
レクサ１２５のような４：１時間マルチプレクサが使用
される場合、図３のアンテナ対１２２および１２４，１
２６および１２８として適切に使用され得る。

【００５３】図８は、第２の四分岐偏波／空間ダイバシ
ティアンテナアレイ８００を示し、これは、タワー構造
８０４に取り付けられた二対の±４５゜二重偏波アンテ
ナ８０１および８０２を含む。この取り付け構造は、主
としてシステムの観察者に対してトランスペアレントで
ある。ＲＦケーブル８０３および８０５は、アンテナ８
０１を４：２時間マルチプレクサ８０８に接続する。

【００５４】同様に、ＲＦケーブル８０９および８１１
は、アンテナ８０２をマルチプレクサ８０８に接続す
る。ＲＦケーブル８０６および８０７は、マルチプレク
サ８０８の出力を図示しない基地局に接続する。アンテ
ナ８０１および８０２は、図２のアンテナ対６２および
６４、６６および６８として、または４：１時間マルチ
プレクサが使用される場合、図３のアンテナ対１２２お
よび１２４、１２６および１２８として適切に使用され
得る。

【００５５】図９は、第３の四分岐偏波／空間ダイバシ
ティアンテナアレイ９００を示し、これは、タワー構造
９０４に取り付けられた二対の二重円形偏波アンテナ９
０１および９０２を含む。同じ１０〜２０λの水平方向
間隔が使用される。ＲＦケーブル９０３および９０５
は、アンテナ９０１を４：２時間マルチプレクサ９０８
に接続する。同様に、ＲＦケーブル９０９および９１１
は、アンテナ９０２をマルチプレクサ９０８に接続す
る。

【００５６】ケーブル９０６および９０７は、マルチプ
レクサ９０８の出力を図示しない基地局に接続する。ア
ンテナ対９０１および９０２は、図２のアンテナ対６２
および６４、６６および６８として、または４：１置換
マルチプレクサが使用される場合、アンテナ対１２２お
よび１２４、１２６および１２８として適切に使用され
得る。

【００５７】最終的に、図１０は、代替的な垂直に間隔
を置いて分離されたアンテナアレイ１０００を示し、こ
れは、タワー構造１００４に取り付けられた二対の二重
偏波アンテナ１００１および１００２を含む。アンテナ
１００１および１００２は、０゜／９０゜，±４５゜ま
たは円形偏波アンテナであり、それらの中心が約１０〜
２０λの間隔を置かれるように垂直に間隔を置かれる。

【００５８】この配置は、アンテナアレイの水平方向寸
法を好都合に減少させる。ＲＦケーブル１００３および
１００５は、アンテナ１００１を４：２時間マルチプレ
クサ１００８に接続する。ＲＦケーブル１００９および
１０１１は、アンテナ１００２をマルチプレクサ１００
８に接続する。ケーブル１００６および１００７は、マ
ルチプレクサ１００８の出力を図示しない基地局に接続
する。

【００５９】本発明は、現存するＣＤＭＡ基地局の利得
を増大させるための好ましい実施形態との関係で開示さ
れているが、上記の説明、通常の技術の発展、および以
下の特許請求の範囲と矛盾せずに、多様な具現化が当業
者によって成され得ることが認識されるであろう。例え
ば、アプリケーション環境に依存して、異なる数のアン
テナおよび他の部品が使用されることが分かるであろ
う。また、追加的なレイクフィンガ、遅延要素およびア
ンテナが、アンテナに対するレイクフィンガの比が最適
になるように使用され得ることが理解されるであろう。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によればＣ
ＤＭＡシステムの複数のレイクフィンガのそれぞれへの
一定のエネルギストリームの供給を補償することが可能
なアンテナシステムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術によるＣＤＭＡシステムの構成を示す
図。

【図２】本発明の一側面によるＣＤＭＡ一単位遅延シス
テムを示す図。

【図３】本発明の別の側面によるＣＤＭＡ複数単位遅延
システムを示す図。

【図４】本発明によるＣＤＭＡアンテナシステムの利得
を増大させるための第１の方法を示す図。

【図５】本発明による第２のＣＤＭＡアンテナシステム
の利得を増大させるための第２の方法を示す図。

【図６】図１の従来技術によるＣＤＭＡシステムと共に
典型的に使用されるアンテナアレイを示す図。

【図７】本発明との組み合わせで適切に使用され得る様
々なアンテナアレイを示す図。

【図８】本発明との組み合わせで適切に使用され得る様
々なアンテナアレイを示す図。

【図９】本発明との組み合わせで適切に使用され得る様
々なアンテナアレイを示す図。

【図１０】本発明との組み合わせで適切に使用され得る
様々なアンテナアレイを示す図。

【符号の説明】

６０ 一単位遅延ＣＤＭＡ基地局 ６２−６８ ダイバシティアンテナ ６５ ４：２時間マルチプレクサ ７０，７２ バンドパスフィルタ ７４，７６ 低雑音増幅器 ７８，８０ バンドパスフィルタ ８２，８４ 低雑音増幅器 ８６，８８ 一単位遅延デバイス ９０，９２ ２：１合成器 ９４，９６ ミキサ １００，１０２ ローパスフィルタ １０４，１０６ Ａ／Ｄ変換器 １０８ 入力選択回路 １１０−１１６ レイクフィンガ １１８ 合成器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 596077259 600 Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ, Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊｅ ｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 クリストファー エフ．ザッパラ アメリカ合衆国，08889 ニュージャージ ー，ホワイトハウス ステイション，バウ レイ プレイス 14

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２つ以上のアンテナ（６２，６
   ４，．．）と、複数の遅延ユニット（８６，８８）と、
   複数のレイクフィンガ（１１０，１１２，．．）と、入
   力セレクタ（１０８）とからなり、 前記遅延ユニットのそれぞれが、前記２つ以上のアンテ
   ナのうちの１つに接続され、前記遅延ユニットのそれぞ
   れが、それが接続される前記１つのアンテナから受信さ
   れるエネルギの伝送を遅延させるように動作し、 前記レイクフィンガのそれぞれが、前記アンテナの１つ
   のみに対応し、前記レイクフィンガのそれぞれが、前記
   対応するアンテナにより受信されるエネルギを表す信号
   を受信するように動作し、 前記入力セレクタが、複数の信号を受信し、前記信号の
   それぞれが、前記アンテナのうちの１つまたは前記アン
   テナのうちの１つに接続された遅延ユニットから、前記
   入力セレクタにより受信され、各信号は、対応するアン
   テナにより受信されたエネルギを表し、前記入力セレク
   タは、前記アンテナのうちのそれぞれ１つからの信号を
   前記レイクフィンガの対応する１つに選択的に経路選択
   するように動作することを特徴とするＣＤＭＡ基地局の
   ためのアンテナシステム。
2. 【請求項２】 複数のアナログデジタル変換器をさらに
   含み、前記アナログデジタル変換器のそれぞれが、前記
   アンテナのうちの１つに直接または前記遅延ユニットの
   うちの１つを介して接続され、前記アナログデジタル変
   換器のそれぞれが、前記接続されたアンテナにより受信
   される前記エネルギを表すデジタルデータストリームの
   出力として構成されるように動作し、前記アナログデジ
   タル変換器のそれぞれは、前記入力セレクタに接続さ
   れ、前記出力が、前記入力セレクタに入力を提供するこ
   とを特徴とする請求項１記載のアンテナシステム。
3. 【請求項３】 前記１つ以上のアンテナが、複数のアン
   テナ対からなり、前記アンテナ対のそれぞれが、第１の
   アンテナおよび第２のアンテナからなることを特徴とす
   る請求項２記載のアンテナシステム。
4. 【請求項４】 前記遅延ユニットのうちの１つが、前記
   アンテナ対のそれぞれのうちの前記第２のアンテナのそ
   れぞれに接続されていることを特徴とする請求項３記載
   のアンテナシステム。
5. 【請求項５】 前記遅延ユニットのそれぞれが、前記第
   ２のアンテナのそれぞれからの信号を、前記入力セレク
   タのチップ時間よりも大きい量遅延させることを特徴と
   する請求項４記載のアンテナシステム。
6. 【請求項６】 各アンテナに接続された、低雑音増幅器
   を含み、前記低雑音増幅器は、前記アンテナにより受信
   された前記信号を増幅するように動作することを特徴と
   する請求項５記載のアンテナシステム。
7. 【請求項７】 アンテナ対の数が２であることを特徴と
   する請求項６記載のアンテナシステム。
8. 【請求項８】 前記遅延ユニットのそれぞれが、特定の
   遅れ値でプログラムされており、前記遅延ユニットのそ
   れぞれの遅れ値が、前記他の遅延ユニットの前記値か
   ら、前記入力セレクタのチップ時間よりも大きい量だけ
   異なっていることを特徴とする請求項２記載のアンテナ
   システム。
9. 【請求項９】 エネルギを２つ以上のアンテナから伝送
   するステップと、 前記アンテナのうちの少なくとも１つからのエネルギを
   遅延させるステップと、 それぞれが前記アンテナのうちの１つからの前記エネル
   ギに基づく複数の信号を構成するステップと、 前記アンテナのそれぞれからの信号を、それぞれが前記
   アンテナのうちの１つに対応する複数のレイクフィンガ
   のうちの１つに経路選択するステップとを有することを
   特徴とするＣＤＭＡアンテナシステムの利得を増大させ
   るための方法。
10. 【請求項１０】 前記アンテナのそれぞれに対するデジ
    タル信号を構成するステップをさらに含み、前記信号の
    それぞれが前記アンテナのうちの１つのみにより受信さ
    れるエネルギに基づくことを特徴とする請求項９記載の
    方法。
11. 【請求項１１】 エネルギは、複数のアンテナ対のそれ
    ぞれから受信され、各対は、第１のアンテナおよび第２
    のアンテナを含み、前記対のそれぞれの前記第２のアン
    テナのそれぞれからの前記エネルギを遅延させるステッ
    プをさらに含むことを特徴とする請求項１０記載の方
    法。
12. 【請求項１２】 前記第２のアンテナのそれぞれからの
    前記エネルギが、前記アンテナシステムのチップ定数よ
    りも大きい量だけ遅延させられることを特徴とする請求
    項１１記載の方法。
13. 【請求項１３】 前記アンテナのそれぞれからのエネル
    ギを遅延させるステップをさらに含み、 前記アンテナのそれぞれからの前記エネルギは、前記ア
    ンテナシステムのチップ定数よりも大きい量だけ前記他
    のアンテナのそれぞれからの前記エネルギの前記遅延か
    ら異なる量遅延させられることを特徴とする請求項１０
    記載の方法。
14. 【請求項１４】 前記アンテナの前記エネルギに基づい
    て前記デジタル信号を構成するステップの前に、前記ア
    ンテナのそれぞれからの前記エネルギを増幅するステッ
    プを含むことを特徴とする請求項１３記載の方法。
15. 【請求項１５】 少なくとも２対のダイバシティアンテ
    ナと、 ダイバシティアンテナの前記対への複数の入力対を有す
    る時間マルチプレクサとを有し、前記時間マルチプレク
    サが、前記入力対のそれぞれからの少なくとも１つの入
    力に接続された少なくとも１つの遅延ユニットをさらに
    含むことを特徴とするアンテナシステム。
16. 【請求項１６】 ダイバシティアンテナの総数に対応す
    る数のレイクフィンガを有するレイクフィンガアッセン
    ブリをさらに含むことを特徴とする請求項１５記載のア
    ンテナシステム。
17. 【請求項１７】 レイクフィンガアッセンブリが、チッ
    プ時間により特徴づけられ、前記少なくとも１つの遅延
    ユニットが、チップ時間よりも大きい遅れを提供するこ
    とを特徴とする請求項１６記載のアンテナシステム。
18. 【請求項１８】 少なくとも２対のダイバシティアンテ
    ナが、２対の水平方向に間隔を置かれた二重偏波アンテ
    ナを含むことを特徴とする請求項１５記載のアンテナシ
    ステム。
19. 【請求項１９】 前記ダイバシティアンテナ対が、タワ
    ー構造に取り付けられており、ＲＦケーブルにより時間
    マルチプレクサに接続されていることを特徴とする請求
    項１５記載のアンテナシステム。
20. 【請求項２０】 時間マルチプレクサの出力を基地局に
    適切に接続するＲＦケーブルをさらに含むことを特徴と
    する請求項１５記載のアンテナシステム。