(57)【要約】【課題】屋内におけるＷ−ＣＤＭＡ方式を採用した携帯電話通信において、運用システムを変更することなく所定のダイバーシチを時間ダイバーシチへ変換する受信装置を提供する。【解決手段】受信装置に、複数のアンテナから受信された相関の小さい複数のブランチに対し、相対的な遅延時間を与える遅延手段と、遅延時間が与えられた遅延信号を電力合成する電力合成手段とを備えることにより達成される。【選択図】図２
2006229777.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナから受信された相関の小さい複数のブランチに対し、相対的な遅延時間を与える遅延処理手段；
前記遅延時間が与えられた遅延信号を電力合成する電力合成手段；
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の受信装置において：
前記遅延処理手段は、前記複数のブランチに対し、ＲＡＫＥ受信におけるフィンガの時間分解能に応じて、相対的な時間遅延を与えることを特徴とする受信装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の受信装置において：
前記遅延処理手段は、異なる偏波アンテナから受信された複数のブランチに対し、相対的な遅延時間を与えることを特徴とする受信装置。
【請求項４】
請求項３に記載の受信装置において：
前記遅延処理手段は、電波の電界成分を受信する電界アンテナおよび電波の磁界成分を受信する磁界アンテナから受信された複数のブランチに対し、相対的な遅延時間を与えることを特徴とする受信装置。
【請求項５】
請求項１または２に記載の受信装置において、
前記遅延処理手段は、空間的に離れた位置に配置された複数のアンテナから受信された複数のブランチに対し、相対的な遅延時間を与えることを特徴とする受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話などの屋内基地局のＲＦ受信装置に使用される受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機などから送信された電波が基地局に受信される場合、直接波の他に反射・透過・回折などによる複数の到達波が存在するマルチパス環境となる。マルチパスは、直接波より若干遅れて届く「遅延波」である。
【０００３】
Ｗ−ＣＤＭＡ方式では、図１に示すように、１シンボル内のマルチパスフェージングによって散乱して到着した受信信号（ｒ１、ｒ２、ｒ３）を複数の相関受信器を用いて分離し、散乱した信号を合成して信号電力を高めて受信する方式であるＲＡＫＥ受信が採用されている。
【０００４】
一方、屋内マルチパス環境は、屋外と比較して、電波の到来方向が偏っておらず、広く分布する。さらに、電波が反射・回折することにより偏波も変わり、様々な偏波が存在する電磁界分布となる。このような状況において偏波ダイバーシチは有効な手法である。 
尚、偏波ダイバーシチをＲＡＫＥ受信に変換する技術として、本発明に関連する先行技術文献を、出願人は発見することができなかった。よって、先行技術文献情報を開示していない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した背景技術には以下の問題がある。
【０００６】
様々な偏波が存在する屋内マルチパス環境において、偏波ダイバーシチは有効な手法であるが、運用システムを変更せずに偏波ダイバーシチを導入する必要があり、偏波ダイバーシチをＲＡＫＥ受信に変換する装置の実現が困難である問題がある。
【０００７】
そこで、本発明においては、屋内におけるＷ−ＣＤＭＡ方式を採用した携帯電話通信において、運用システムを変更することなく所定のダイバーシチを時間ダイバーシチへ変換する受信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の受信装置は、複数のアンテナから受信された相関の小さい複数のブランチに対し、相対的な遅延時間を与える遅延手段と、前記遅延時間が与えられた遅延信号を電力合成する電力合成手段とを備える。
【０００９】
このように構成することにより、相関の小さい複数のブランチを時間ダイバーシチに変換することができ、基地局装置において、ＲＡＫＥ合成することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の実施例によれば、屋内におけるＷ−ＣＤＭＡ方式を採用した携帯電話通信において、運用システムを変更することなく所定のダイバーシチを時間ダイバーシチへ変換する受信装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。
【００１２】
本発明の実施例にかかる受信装置は、複数のアンテナから受信された相関の小さい複数のブランチに対し、相対的な遅延時間を与えることにより遅延信号を生成し、これらの遅延信号をＲＦ段で電力合成する。
【００１３】
一例として、電波の電界成分を受信する電界アンテナおよび電波の磁界成分を受信する磁界アンテナによる偏波ダイバーシチを用いた場合について、図２を参照して説明する。
【００１４】
受信装置としての遅延合成器１００は、屋内基地局の受信アンテナを対象とし、電界アンテナ１２０１、１２０２および１２０３と、磁界アンテナ１２０４、１２０５および１２０６と、電界アンテナ１２０２および１２０３とそれぞれ接続された遅延フィルタ１０６２および１０６３と、磁界アンテナ１２０４、１２０５および１２０６とそれぞれ接続された遅延フィルタ１０６４、１０６５および１０６６と、電界アンテナ１２０１、および遅延フィルタ１０６２、１０６３、１０６４、１０６５および１０６６と接続された電力合成部１０４とを備える。また、遅延フィルタ１０６２、１０６３、１０６４、１０６５および１０６６は遅延処理部１０２を構成する。
【００１５】
電界アンテナ１２０１、１２０２および１２０３は、電波の電界成分により作動し、それぞれ電界のＸ成分（ｒ１）、Ｙ成分（ｒ２）およびＺ成分（ｒ３）を受信する。また、電界アンテナ１２０１、１２０２および１２０３は、ブランチを、それぞれ電力合成部１０４、遅延フィルタ１０６２および遅延フィルタ１０６３に入力する。
【００１６】
磁界アンテナ１２０４、１２０５および１２０６は、電波の磁界成分により作動し、それぞれ磁界のＸ成分（ｒ４）、Ｙ成分（ｒ５）およびＺ成分（ｒ６）を受信する。また、電界アンテナ１２０４、１２０５および１２０６は、ブランチを、それぞれ遅延フィルタ１０６４、遅延フィルタ１０６５および遅延フィルタ１０６６に入力する。
【００１７】
遅延フィルタ１０６２は、電界アンテナ１２０２により受信された電界信号のＹ成分を所定の時間、例えばΔｔ遅延させ、電力合成部１０４に入力する。遅延フィルタ１０６３は、電界アンテナ１２０３により受信された電界信号のＺ成分を所定の時間、例えば２Δｔ遅延させ、電力合成部１０４に入力する。
【００１８】
遅延フィルタ１０６４は、磁界アンテナ１２０４により受信された磁界信号のＸ成分を所定の時間、例えば３Δｔ遅延させ、電力合成部１０４に入力する。遅延フィルタ１０６５は、磁界アンテナ１２０５により受信された磁界信号のＹ成分を所定の時間、例えば４Δｔ遅延させ、電力合成部１０４に入力する。遅延フィルタ１０６６は、磁界アンテナ１２０６により受信された磁界信号のＺ成分を所定の時間、例えば５Δｔ遅延させ、電力合成部１０４に入力する。すなわち、遅延処理部１０２は、入力された電界アンテナ１２０２および１２０３からのブランチおよび磁界アンテナ１２０４、１２０５および１２０６からのブランチに対し、相対的な遅延時間を与える。
【００１９】
電力合成部１０４は、入力された遅延信号の遅延プロファイルに基づいて、電力合成する。例えば、電力合成部１０４には、各アンテナから受信されたブランチがΔｔ遅延して入力される。これらの遅延信号を電力合成する。
【００２０】
電力合成された信号は、ＭＯＦ（Multi-drop Optical Feeder）より上のレイヤにある基地局装置にてＲＡＫＥ受信される。例えば、基地局装置では、電力合成された信号の該当の信号位置にフィンガが割り当てられ、その割り当てられたフィンガで得られる受信信号が最大比合成される。
【００２１】
ＲＡＫＥ受信はパス自身が遅延をもつパスダイバーシチである。本実施例においては、偏波ダイバーシチを時間ダイバーシチに変換する。つまり、異なる偏波用のアンテナで受信した６ブランチの波にブランチ毎にずれた遅延を加え、それらを電力合成する。このようにすることにより、基地局装置においてＲＡＫＥ受信（パスダイバーシチ合成）することができる。
【００２２】
屋外と屋内とでは、電波環境が異なる。そのため本実施例にかかる受信装置１００においては、磁界成分を用いる。
【００２３】
屋外基地局周りの電波環境について説明する。
【００２４】
一般的に、屋外基地局は他の建物よりも高い位置に設置されており、さらにセクタ化されている。その結果、移動局側から見た屋外基地局は、ほぼ固定された角度に存在する。移動局から発射される電波は、移動局自体の移動、建物などによる反射、車・建物などによる散乱・遮蔽による影響を受け、フェージングが発生する。しかし、屋外環境では移動局から見た基地局の位置がほぼ固定されるので、電波の到来方向は偏る。
【００２５】
電波は、電界と磁界が交互に連なりあって伝搬しており、電界強度［Ｖ／ｍ］を１２０πで割り、回転したものが磁界強度[Ａ／ｍ]である。
【００２６】
屋外基地局の周りのように電波の到来方向が偏っている場合、各素波の磁界強度も偏った到来方向で到来するため、電界強度と磁界強度との相関は高くなる。
【００２７】
一方、屋内環境では、移動機−屋内基地局間の距離が短いこと、閉空間であることから多重波環境であること、またセクタ化されていないことから、電波の到来方向は広く分布している。その結果、各素波で考えると電界と磁界との関係はガウスの法則にしたがうが、素波を足し合わせた電界強度・磁界強度については、その相関は低く、独立である。
【００２８】
以上から、屋内環境におけるダイバーシチブランチとして、電界成分の各偏波および磁界成分の各偏波を採用することが有効である。また、電界型アンテナや磁界型アンテナにより各成分を受信することにより電力[ｄＢｍ]として取り込むことができる。
【００２９】
また、磁界強度[Ａ／ｍ]は電界強度[Ｖ／ｍ]を１２０πで割ることにより算出される。しかし、（１）素波でのこと、（２）単位が異なるため比較できないこと、により不当利得とはならない。このため、ダイバーシチブランチとして採用することができる。不当利得の問題は、アンテナの利得による。
【００３０】
次に、本実施例にかかる受信装置１００における遅延処理部１０２について、図３を参照して詳細に説明する。
【００３１】
屋内環境では、伝搬する距離が短いためＲＡＫＥ合成するためのパス分離に必要な時間も遅延も生じない。また遅延が生じた場合であっても、相当低いレベルまで減衰しているため、有効なパスダイバーシチを行うことはできない。また、各アンテナで受信信号をＲＡＫＥ合成するには、各アンテナでの受信装置が必要になり、１機の受信装置で構成することはできない。
【００３２】
そこで、本実施例においては、各ブランチに遅延フィルタを挿入し、これらの遅延フィルタの遅延時間を変えることにより、例えば０ｎｓ〜１３００ｎｓまで遅延時間の異なる受信波を実現する。また、各ブランチの出力レベルを同じにするため、各ブランチには増幅器および減衰器を挿入し、レベルを調節する。
【００３３】
本実施例においては、上述したように６ブランチの波を遅延させる回路構成について説明する。各ブランチに入力される波は、上述したように偏波の異なる受信波である。ＲＡＫＥ受信におけるフィンガの時間分解能は、チップレートに依存する。例えば、チップレートが３．８４ＭＨｚである場合、時間分解能Δｔ＝１／３．８４ＭＨｚ＝２６０ｎｓとなる。したがって、本実施例においては、Δｔとして２６０ｎｓを用いた場合について説明する。
【００３４】
遅延処理部１０２は、増幅器１０８１〜１０８６と、増幅器１０８２〜１０８６とそれぞれ接続されたアイソレ−タ１１０２〜１１０６と、アイソレ−タ１１０２〜１１０６とそれぞれ接続された遅延フィルタ１０６２〜１０６６と、遅延フィルタ１０６２〜１０６６とそれぞれ接続された可変減衰器１１２２〜１１２６と、増幅器１０８１と接続された可変減衰器１１２１と、可変減衰器１１２１〜１１２６と接続された電力合成部１０４とを備える。
【００３５】
電界アンテナ１２０１〜１２０３および磁界アンテナ１２０４〜１２０６の受信信号は、増幅器１０８１〜１０８６により増幅され、増幅器１０８１により増幅された信号は可変減衰器１１２１に入力され、増幅器１０８２〜１０８６により増幅された信号はアイソレ−タ１１０２〜１１０６を介して遅延フィルタ１０６２〜１０６６に入力される。
【００３６】
遅延フィルタ１０６２は、入力信号を所定の時間、例えば２６０ｎｓ遅延させ、可変減衰器１１２２に入力する。遅延フィルタ１０６３は、入力信号を所定の時間、例えば５２０ｎｓ遅延させ、可変減衰器１１２３に入力する。遅延フィルタ１０６４は、入力信号を所定の時間、例えば７８０ｎｓ遅延させ、可変減衰器１１２４に入力する。遅延フィルタ１０６５は、入力信号を所定の時間、例えば１０４０ｎｓ遅延させ、可変減衰器１１２５に入力する。遅延フィルタ１０６６は、入力信号を所定の時間、例えば１３００ｎｓ遅延させ、可変減衰器１１２６に入力する。このように、遅延フィルタ１０６２〜１０６６は、入力された電界アンテナ１２０２および１２０３からのブランチおよび磁界アンテナ１２０４、１２０５および１２０６からのブランチに対し、相対的な遅延時間を与える。
【００３７】
可変減衰器１１２１〜１１２５は入力信号のレベルを調節し、電力合成部１０４に入力する。
【００３８】
電力合成部１０４は、可変減衰器１１２１〜１１２５から、それぞれΔｔ遅延して入力された信号を電力合成する。
【００３９】
本実施例においては、遅延フィルタ１０６２〜１０６６において受信波が減衰するため増幅器１０８１〜１０８６を挿入する場合について説明したが、減衰量が小さいようであれば増幅器は必要ではなく、受動素子のみで構成するようにしてもよい。
【００４０】
Ｗ−ＣＤＭＡ方式におけるＲＡＫＥ受信の時間分解能は、チップレートレベルであり、現状は約２６０ｎｓであることから、１ブランチの遅延を２６０ｎｓ以上にすることにより、ＲＡＫＥ受信において、遅延波として認識することができる。
【００４１】
上述した実施例では偏波ダイバーシチを時間ダイバーシチに変換する場合について説明したが、空間ダイバーシチなど、各種ダイバーシチブランチを時間ダイバーシチに変換するように構成しても同様の効果を有する。
【００４２】
例えば、空間ダイバーシチを時間ダイバーシチに変換する場合、複数のアンテナを空間的に離れた位置に配置して、瞬時レベル変動を伴うアンテナ出力を時間ダイバーシチに変換し、電力合成する。
【００４３】
また、上述した実施例では６ブランチの波を遅延させる場合について説明したが２ブランチ以上の波であれば適用できる。
【００４４】
本発明の実施例によれば、屋内基地局装置システムを変更せずに偏波ダイバーシチを実現できる。また、消費電力を改善でき、携帯電話機の低消費電力および収容可能ユーザ数の増大にも寄与する。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明にかかる受信装置は、携帯電話などの屋内基地局のＲＦ受信部装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】ＲＡＫＥ受信を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施例にかかる受信装置を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施例にかかる受信装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４７】
１００  受信装置
１０２  遅延処理部
１０４  電力合成部
１０６２、１０６３、１０６４、１０６５、１０６６  遅延フィルタ
１０８１、１０８２、１０８３、１０８４、１０８５、１０８６  増幅器
１１０２、１１０３、１１０４、１１０５、１１０６  アイソレ−タ
１１２１、１１２２、１１２３、１１２４、１１２５、１１２６  可変減衰器
１２０１、１２０２、１２０３  電界アンテナ
１２０４、１２０５、１２０６  磁界アンテナ
【図１】
2006229777.tif 000003
【図２】
2006229777.tif 000004
【図３】
2006229777.tif 000005