JP3581282B2 - 基地局装置およびアンテナ制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信装置およびアンテナ制御方法に関し、特に複数のアンテナを備えた無線通信装置およびアンテナ制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
業務用無線通信システムのような、１つの基地局が複数の移動局に対してそれぞれ異なった情報を送信する１対Ｎ通信システムでは、基地局は複数のアンテナを備え、同時にそれぞれのアンテナから異なった情報を複数の移動局に対して送信する。
【０００３】
この場合、従来の基地局装置は、１つのアンテナからは一種類の情報のみを送信する。図１４は、従来の基地局装置に備えられた複数のアンテナからデータが送信される様子を示す図である。
【０００４】
図１４に示すように、基地局装置は複数のアンテナ（今ここではアンテナ数を「４」とする。）を備える。基地局装置は、アンテナＡからは搬送波周波数ｆＡで送信データＡを、アンテナＢからは搬送波周波数ｆＢで送信データＢを、アンテナＣからは搬送波周波数ｆＣで送信データＣを、アンテナＤからは搬送波周波数ｆＤで送信データＤを、それぞれ同時に送信する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の基地局装置においては、受信側である移動局のアンテナ数が１本の場合、ダイバーシチ効果が得られない、という問題がある。すなわち、受信側である移動局のアンテナ数が複数であれば、スペースダイバーシチによりダイバーシチ効果を得ることができるが、通常移動局のアンテナ数は１本であり、この場合にはダイバーシチ効果が得られない。特にフェージング速度が遅い場合には、受信レベルが低下する区間が長時間に渡るため、ダイバーシチ効果を得ることができない。
【０００６】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、受信側のアンテナ数が１本の場合であっても優れたダイバーシチ効果を得ることができる無線通信装置およびアンテナ制御方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の基地局装置は、複数の移動局装置に対して互いに異なる複数の送信データをそれぞれ送信する複数のアンテナと、前記複数のアンテナと前記複数の送信データとの対応関係を示す複数のパターンを記憶する記憶手段と、前記複数のパターンを繰り返し用いて前記複数のアンテナそれぞれから送信する送信データを切り替える切替手段と、を有し、前記切替手段は、前記複数のパターンを繰り返す周期を前記複数の送信データの時間インタリーブ長と一致させる構成を採る。
【０００９】
この構成によれば、複数種類の送信データをそれぞれ特定の搬送波周波数で周波数変換し、無線通信装置に備えられた複数のアンテナ間で時間とともに逐次切り替えて送信するため、受信側では、あるアンテナから送信されたデータの受信レベルが低下したとしても、次の時刻には他のアンテナから送信された同じ種類のデータを受信することができる。従って、受信レベルが低下する割合が減少するため、受信側のアンテナ数が１本の場合であっても優れたダイバーシチ効果を得ることができる。
また、複数種類の送信データをそれぞれ特定の搬送波周波数で周波数変換し、無線通信装置に備えられた複数のアンテナ間で時間とともに逐次切り替えて送信するとともに、スイッチングパターンの繰り返し周期をＦＥＣの時間インタリーブ長に一致させるため、インタリーブ効果による誤りのランダム化に、複数のアンテナから送信することによる誤りのランダム化が加わるので、受信側のアンテナ数が１本の場合であっても優れたダイバーシチ効果を得ることができるとともに、誤り訂正能力を向上させることができる。
【００１０】
本発明の基地局装置は、前記記憶手段は、相関の低いアンテナ間で切り替え動作が行われるような前記複数のパターンを記憶する構成を採る。
【００１１】
この構成によれば、複数種類の送信データをそれぞれ特定の搬送波周波数で周波数変換し、無線通信装置に備えられた複数のアンテナ間で時間とともに逐次切り替えて送信するとともに、スイッチングパターンを、アンテナ間の相関が低いアンテナ同士で送信データの切り替えが行われるように設定するため、ダイバーシチ効果を得ることができる確実性を高めることができ、誤り訂正能力を向上させることができる。
【００１６】
本発明の基地局装置は、前記複数の送信データを互いに異なる周波数にそれぞれ周波数変換する変換手段、をさらに有し、前記切替手段は、前記変換手段によって周波数変換された後の送信データについて切り替え動作を行う構成を採る。
【００１７】
この構成によれば、複数種類の送信データをそれぞれ特定の搬送波周波数で周波数変換し、無線通信装置に備えられた複数のアンテナ間で時間とともに逐次切り替えて送信するため、受信側では、あるアンテナから送信されたデータの受信レベルが低下したとしても、次の時刻には他のアンテナから送信された同じ種類のデータを受信することができる。従って、受信レベルが低下する割合が減少するため、受信側のアンテナ数が１本の場合であっても優れたダイバーシチ効果を得ることができる。
【００１８】
本発明の基地局装置は、前記複数の送信データを互いに異なる周波数にそれぞれ周波数変換する変換手段、をさらに有し、前記切替手段は、前記変換手段によって周波数変換される前の送信データについて切り替え動作を行う構成を採る。
【００１９】
この構成によれば、複数種類の送信データを、高周波の搬送波周波数に変換する前に、ディジタルのベースバンドの状態で各アンテナに対して逐次割り振るため、送信データを搬送波周波数に変換した後に各アンテナに割り振る場合に比べ、切り替え動作に伴なって発生する送信データの電力パワー等の損失を少なくすることができる。
【００２０】
本発明の基地局装置は、前記複数の送信データを互いに異なる周波数にそれぞれ周波数変換する変換手段、をさらに有し、前記変換手段は、各々のアンテナについて複数のシンセサイザを有し、１つのシンセサイザが送信データに対して周波数変換を行う間に、他のシンセサイザの変換周波数を切り替える構成を採る。
【００２１】
この構成によれば、１つのアンテナについて複数のシンセサイザが用意され、１つのシンセサイザが周波数変換を行っている間に他のシンセサイザが搬送波周波数を切り替えるため、現在送信データに対して周波数変換を行っていない他のシンセサイザは、十分な時間を持って搬送波周波数を切り替えることができる。よって、他のシンセサイザは、次に送信データに対して周波数変換を行う際には、安定した搬送波周波数にて周波数変化を行うことができるため、無線通信装置は、安定したデータ送信を行うことができる。
【００２４】
本発明のアンテナ制御方法は、互いに異なる複数の送信データをそれぞれ複数のアンテナから送信するアンテナ制御方法であって、前記複数のアンテナと前記複数の送信データとの対応関係を示す複数のパターンを繰り返し用いて前記複数のアンテナそれぞれから送信する送信データを切り替える切替ステップと、前記複数のアンテナそれぞれから前記複数のデータを複数の移動局装置に対して送信する送信ステップと、を有し、前記切替ステップは、前記複数のパターンを繰り返す周期を前記複数の送信データの時間インタリーブ長と一致させるようにした。
【００２５】
この方法によれば、複数種類の送信データをそれぞれ特定の搬送波周波数で周波数変換し、無線通信装置に備えられた複数のアンテナ間で時間とともに逐次切り替えて送信するため、受信側では、あるアンテナから送信されたデータの受信レベルが低下したとしても、次の時刻には他のアンテナから送信された同じ種類のデータを受信することができる。従って、受信レベルが低下する割合が減少するため、受信側のアンテナ数が１本の場合であっても優れたダイバーシチ効果を得ることができる。
また、複数種類の送信データを、高周波の搬送波周波数に変換する前に、ディジタルのベースバンドの状態で各アンテナに対して逐次割り振るため、送信データを搬送波周波数に変換した後に各アンテナに割り振る場合に比べ、切り替え動作に伴なって発生する送信データの電力パワー等の損失を少なくすることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明の骨子は、複数種類の送信データを、無線通信装置に備えられた複数のアンテナ間で時間とともに逐次切り替えて送信することである。
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００３０】
（実施の形態１）
本実施の形態に係る無線通信装置およびアンテナ制御方法は、複数種類の送信データをそれぞれ特定の搬送波周波数で周波数変換し、無線通信装置に備えられた複数のアンテナ間で時間とともに逐次切り替えて送信するものである。
【００３１】
以下、本発明の実施の形態１に係る無線通信装置およびアンテナ制御方法について図１〜図３を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る無線通信装置の概略構成を示す要部ブロック図である。
【００３２】
図１に示す無線通信装置において、符号化部１０１は４種類の送信データＡ〜Ｄを符号化し、変調部１０２は符号化された送信データＡ〜Ｄに対し所定の変調処理を施す。無線部１０３は、変調された送信データＡ〜Ｄに、それぞれ周波数ｆＡ〜ｆＤの搬送波を掛け合わせ周波数変換した後、切り替えスイッチ１０４に出力する。切り替えスイッチ１０４は、無線部１０３の各周波数変換部ｆＡ〜ｆＤとアンテナＡ〜Ｄとの接続切り替えを行う。
【００３３】
タイミング制御部１０５は、タイマ１０６にあらかじめ設定された時間間隔で、切り替え制御部１０７に対してタイミング制御信号を出力する。切り替え制御部１０７は、スイッチングパターン記憶部１０８にあらかじめ設定された、アンテナＡ〜Ｄと各周波数変換部ｆＡ〜ｆＤとの接続対応関係を示すスイッチングパターンに従って、切り替えスイッチ１０４の切り替え制御を行う。
【００３４】
次いで、上記構成を有する無線通信装置の動作について説明する。図２は、本発明の実施の形態１に係る無線通信装置のスイッチングパターン記憶部にあらかじめ設定されたスイッチングパターンの一例を示す図であり、図３は、本発明の実施の形態１に係る無線通信装置の各アンテナからデータが送信される様子を示す図である。
【００３５】
変調部１０２によって所定の変調処理を施された送信データＡ〜Ｄは、無線部１０３に出力される。そして、送信データＡ〜Ｄは、無線部１０３のそれぞれの周波数変換部ｆＡ〜ｆＤによって、周波数ｆＡ〜ｆＤの搬送波を掛け合わされ周波数ｆＡ〜ｆＤにそれぞれ周波数変換され、切り替えスイッチ１０４へ出力される。
【００３６】
タイマ１０６には、所定の時間があらかじめ設定されており、この一定の時間間隔でタイミング制御部１０５が、切り替え制御部１０７へタイミング制御信号を出力する。具体的には、タイマ１０６には、図３に示すような時間Ｔがあらかじめ設定されているため、タイミング制御部１０５は、時刻Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４…で、タイミング制御信号を出力する。
【００３７】
このタイミング制御信号に従って、切り替え制御部１０７がスイッチングパターン記憶部１０８を参照して、切り替えスイッチ１０４の切り替え制御を行う。具体的には、スイッチングパターン記憶部１０８には、あらかじめ図２に示すようなスイッチングパターンが設定されており、切り替え制御部１０７は、タイミング制御信号が出力される度に、パターン１〜４を逐次参照していく。すなわち、切り替え制御部１０７は、時刻Ｔ１ではパターン１を参照し、このパターンに従って切り替えスイッチ１０４を切り替える。同様に、切り替え制御部１０７は、時刻Ｔ２ではパターン２、時刻Ｔ３ではパターン３、時刻Ｔ４ではパターン４を参照し、それぞれのパターンに従って切り替えスイッチ１０４を切り替える。なお、時刻Ｔ５では、切り替え制御部１０７は再びパターン１を参照し、以下同様の動作を繰り返す。
【００３８】
切り替えスイッチ１０４のこのような切り替え動作により、アンテナＡ〜Ｄの間で、搬送波周波数ｆＡ〜ｆＤの送信データＡ〜Ｄが逐次切り替わって送信される。具体的には、図３に示すように、時刻Ｔ１では、アンテナＡからは搬送波周波数ｆＡの送信データＡが、アンテナＢからは搬送波周波数ｆＢの送信データＢが、アンテナＣからは搬送波周波数ｆＣの送信データＣが、アンテナＤからは搬送波周波数ｆＤの送信データＤが、それぞれ同時に送信される。次いで、時刻Ｔ２では、アンテナＡからは搬送波周波数ｆＤの送信データＤが、アンテナＢからは搬送波周波数ｆＡの送信データＡが、アンテナＣからは搬送波周波数ｆＢの送信データＢが、アンテナＤからは搬送波周波数ｆＣの送信データＣが、それぞれ同時に送信される。以降同様にして、図３に示すように、各時刻Ｔｎにおいて、アンテナＡ〜Ｄの間で、搬送波周波数ｆＡ〜ｆＤの送信データＡ〜Ｄが、逐次切り替わって送信される。
【００３９】
このように、本実施の形態に係る無線通信装置およびアンテナ制御方法によれば、複数種類の送信データをそれぞれ特定の搬送波周波数で周波数変換し、無線通信装置に備えられた複数のアンテナ間で時間とともに逐次切り替えて送信するため、受信側では、あるアンテナから送信されたデータの受信レベルが低下したとしても、次の時刻には他のアンテナから送信された同じ種類のデータを受信することができる。従って、受信レベルが低下する割合が減少するため、受信側のアンテナ数が１本の場合であっても優れたダイバーシチ効果を得ることができる。また、フェージング速度が遅い場合であっても、次の時刻には他のアンテナから送信された同じ種類のデータを受信することができるため、ダイバーシチ効果を得ることができる。
【００４０】
（実施の形態２）
本実施の形態に係る無線通信装置は、実施の形態１と同様の構成を有し、スイッチングパターンの繰り返し周期をＦＥＣ（Ｆｏｒｗａｒｄ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）の時間インタリーブ長に一致させる点において異なる。
【００４１】
以下、本発明の実施の形態２に係る無線通信装置およびアンテナ制御方法について図４を用いて説明する。図４は、本発明の実施の形態２に係る無線通信装置の各アンテナからデータが送信される様子を示す図である。
【００４２】
ここで、「ＦＥＣの時間インタリーブ長」とは、畳み込み符号化されたデータを分割して送信する際の分割の周期のことである。
【００４３】
スイッチングパターン記憶部１０８には、畳み込み符号化されたデータの分割数とスイッチングパターンの数とが一致するように、スイッチングパターンが設定されている。具体的には、例えば、分割数が「４」であるとすると、スイッチングパターンは、図２に示すようにパターン１〜４の４つのパターンが設定される。
【００４４】
また、タイマ１０６には、スイッチングパターンの繰り返し周期がＦＥＣの時間インタリーブ長ＴＩになるように、あらかじめ時間Ｔが設定されている。すなわち、例えば送信データの種類がＡ〜Ｄの４つの場合には、時刻Ｔは、時間インタリーブ長ＴＩの４分の１に設定される。
【００４５】
従って、図４に示すように、時刻Ｔ１でのスイッチングパターンと、時刻Ｔ５、すなわち時刻Ｔ１から時間インタリーブ長ＴＩが経過したときのスイッチングパターンとが同一となる。以下、時間インタリーブ長ＴＩをスイッチングパターンの繰り返し周期として、逐次切り替えスイッチ１０４の切り替え制御が行われる。
【００４６】
このように、本実施の形態に係る無線通信装置およびアンテナ制御方法によれば、複数種類の送信データをそれぞれ特定の搬送波周波数で周波数変換し、無線通信装置に備えられた複数のアンテナ間で時間とともに逐次切り替えて送信するとともに、スイッチングパターンの繰り返し周期をＦＥＣの時間インタリーブ長に一致させるため、インタリーブ効果による誤りのランダム化に、複数のアンテナから送信することによる誤りのランダム化が加わるので、受信側のアンテナ数が１本の場合であっても優れたダイバーシチ効果を得ることができるとともに、実施の形態１に比べ誤り訂正能力を向上させることができる。
【００４７】
（実施の形態３）
本実施の形態に係る無線通信装置は、実施の形態１と同様の構成を有し、スイッチングパターンを、アンテナ間の相関が低いアンテナ同士で送信データの切り替えが行われるように設定する点において異なる。
【００４８】
以下、本発明の実施の形態２に係る無線通信装置およびアンテナ制御方法について図５および図６を用いて説明する。図５は、本発明の実施の形態３に係る無線通信装置のスイッチングパターン記憶部にあらかじめ設定されたスイッチングパターンの一例を示す図であり、図６は、本発明の実施の形態３に係る無線通信装置の各アンテナからデータが送信される様子を示す図である。
【００４９】
ここで、「アンテナ間の相関」とはアンテナ間の相互相関のことである。上記実施の形態１では、アンテナ間の相関の度合いを考慮せずに切り替えを行っていたため、アンテナを切り替えて送信データを送信しても、切り替え前と同様のフェージングが発生することも考えられる。
【００５０】
アンテナ間の相関が低いと、それぞれのアンテナから送信されたデータは受信側では別々の伝搬経路を辿ってきたように見える。従って、あるアンテナから送信されたデータの受信レベルが低下していたとしても、アンテナ間の相関が低い他のアンテナから送信された同じ種類のデータの受信レベルは低下していないことが考えられる。
【００５１】
そこで、本実施の形態では、スイッチングパターンをアンテナ間の相関が低いアンテナ間で送信データの切り替えが行われるようなパターンとして、スイッチングパターン記憶部１０８に設定する。具体的には、図６において、例えば、アンテナＡとアンテナＤとが、また、アンテナＢとアンテナＣとが、それぞれアンテナ間の相関が低いアンテナの組み合わせであるとすると、スイッチングパターンは図５に示すようになる。すなわち、スイッチングパターンは、アンテナ間の相関が低いアンテナＡとアンテナＤとの間で送信データＡとＤとの切り替えが行われ、また、アンテナ間の相関が低いアンテナＢとアンテナＣとの間で送信データＢとＣとの切り替えが行われるように設定される。
【００５２】
従って、図６に示すように、切り替え制御部１０７は、時刻Ｔ１では図５に示すパターン１に従って切り替えスイッチ１０４の切り替え制御を行い、時刻Ｔ２では図５に示すパターン２に従って切り替えスイッチ１０４の切り替え制御を行う。そして、時刻Ｔ３では、切り替え制御部１０７は、再び図５に示すパターン１に従って切り替えスイッチ１０４の切り替え制御を行う。以降、同様の動作が繰り返される。
【００５３】
このようにして切り替え制御が行われる結果、図６に示すように、時刻Ｔ１では、アンテナＡからは搬送波周波数ｆＡの送信データＡが、アンテナＢからは搬送波周波数ｆＢの送信データＢが、アンテナＣからは搬送波周波数ｆＣの送信データＣが、アンテナＤからは搬送波周波数ｆＤの送信データＤが、それぞれ同時に送信される。次いで、時刻Ｔ２では、アンテナＡからは搬送波周波数ｆＤの送信データＤが、アンテナＢからは搬送波周波数ｆＣの送信データＣが、アンテナＣからは搬送波周波数ｆＢの送信データＢが、アンテナＤからは搬送波周波数ｆＡの送信データＡが、それぞれ同時に送信される。以降同様にして、図６に示すように、各時刻Ｔｎにおいて、相関が低いアンテナ間、すなわちアンテナＡとアンテナＤとの間で送信データＡとＤの切り替えが行われ、アンテナＢとアンテナＣとの間で送信データＢとＣの切り替えが行われる。
【００５４】
このように、本実施の形態に係る無線通信装置およびアンテナ制御方法によれば、複数種類の送信データをそれぞれ特定の搬送波周波数で周波数変換し、無線通信装置に備えられた複数のアンテナ間で時間とともに逐次切り替えて送信するとともに、スイッチングパターンを、アンテナ間の相関が低いアンテナ同士で送信データの切り替えが行われるように設定するため、実施の形態１に比べダイバーシチ効果を得ることができる確実性を高めることができ、誤り訂正能力を向上させることができる。
【００５５】
（実施の形態４）
本実施の形態に係る無線通信装置は、実施の形態１と同様の構成を有し、複数種類の送信データを、高周波の搬送波周波数に変換する前に、ディジタルのベースバンドの状態で各アンテナに対して逐次割り振る点において異なる。
【００５６】
以下、本発明の実施の形態４に係る無線通信装置およびアンテナ制御方法について図７〜図１０を用いて説明する。図７は、本発明の実施の形態４に係る無線通信装置の概略構成を示す要部ブロック図である。なお、実施の形態１と同様の構成には同一の符号を付し、詳しい説明を省略する。
【００５７】
図７に示す無線通信装置において、切り替えスイッチ７０１は、変調部１０２と無線部７０２の各シンセサイザＳ１〜Ｓ４との接続切り替えを行う。
【００５８】
切り替え制御部７０３は、スイッチングパターン記憶部７０４にあらかじめ設定された、送信データＡ〜Ｄと各シンセサイザＳ１〜Ｓ４との対応関係を示すスイッチングパターンに従って、切り替えスイッチ７０１の切り替え制御を行う。
【００５９】
次いで、上記構成を有する無線通信装置の動作について説明する。図８は、本発明の実施の形態４に係る無線通信装置のスイッチングパターン記憶部にあらかじめ設定されたスイッチングパターンの一例を示す図であり、図９は、本発明の実施の形態４に係る無線通信装置の各シンセサイザが搬送周波数を切り替えるタイミングを示す図である。また、図１０は、本発明の実施の形態４に係る無線通信装置の各アンテナからデータが送信される様子を示す図である。
【００６０】
変調部１０２によって所定の変調処理を施された送信データＡ〜Ｄは、ベースバンドの状態で切り替えスイッチ７０１に出力される。従って、送信データＡ〜Ｄは、搬送波周波数に変換される前のベースバンドの状態で、各アンテナＡ〜Ｄに割り振られることとなる。
【００６１】
タイミング制御部１０５から出力されるタイミング制御信号に従って、切り替え制御部７０３が、スイッチングパターン記憶部７０４を参照して、切り替えスイッチ７０１の切り替え制御を行う。具体的には、スイッチングパターン記憶部７０４には、あらかじめ図８に示すようなスイッチングパターンが設定されており、切り替え制御部７０３は、タイミング制御信号が出力される度に、パターン１〜４を逐次参照していく。すなわち、切り替え制御部７０３は、時刻Ｔ１ではパターン１を参照し、このパターンに従って切り替えスイッチ７０１を切り替える。同様に、切り替え制御部７０３は、時刻Ｔ２ではパターン２、時刻Ｔ３ではパターン３、時刻Ｔ４ではパターン４を参照し、それぞれのパターンに従って切り替えスイッチ７０１を切り替える。なお、時刻Ｔ５では、切り替え制御部７０３は再びパターン１を参照し、以下同様の動作を繰り返す。
【００６２】
このような動作により、時刻Ｔ１では、送信データＡがシンセサイザＳ１に、送信データＢがシンセサイザＳ２に、送信データＣがシンセサイザＳ３に、送信データＤがシンセサイザＳ４に、それぞれ入力される。また、時刻Ｔ２では、送信データＤがシンセサイザＳ１に、送信データＡがシンセサイザＳ２に、送信データＢがシンセサイザＳ３に、送信データＣがシンセサイザＳ４に、それぞれ入力される。以下同様に、各シンセサイザに入力される送信データが逐次切り替わる。
【００６３】
また、タイミング制御部１０５から出力されるタイミング制御信号に従って、切り替え制御部７０３が、シンセサイザＳ１〜Ｓ４の搬送波周波数の切り替え制御を行う。具体的には、図９に示すようなタイミングで、搬送波周波数の切り替え制御が行われる。すなわち、時刻Ｔ１では、シンセサイザＳ１は搬送波周波数ｆＡで、シンセサイザＳ２は搬送波周波数ｆＢで、シンセサイザＳ３は搬送波周波数ｆＣで、シンセサイザＳ４は搬送波周波数ｆＤで、入力された送信データをそれぞれ周波数変換する。また、時刻Ｔ２では、シンセサイザＳ１は搬送波周波数ｆＤで、シンセサイザＳ２は搬送波周波数ｆＡで、シンセサイザＳ３は搬送波周波数ｆＢで、シンセサイザＳ４は搬送波周波数ｆＣで、入力された送信データをそれぞれ周波数変換する。時刻Ｔ３以降は同様の動作が繰り返される。
【００６４】
このような動作により、実施の形態１と同様に、アンテナＡ〜Ｄの間で、搬送波周波数ｆＡ〜ｆＤの送信データＡ〜Ｄが逐次切り替わって送信される。具体的には、図１０に示すように、実施の形態１と同様に、各時刻Ｔｎにおいて、アンテナＡ〜Ｄの間で、搬送波周波数ｆＡ〜ｆＤの送信データＡ〜Ｄが、逐次切り替わって送信される。
【００６５】
このように、本実施の形態に係る無線通信装置およびアンテナ制御方法によれば、複数種類の送信データを、高周波の搬送波周波数に変換する前に、ディジタルのベースバンドの状態で各アンテナに対して逐次割り振るため、送信データを搬送波周波数に変換した後に各アンテナに割り振る場合に比べ、切り替え動作に伴なって発生する送信データの電力パワー等の損失を少なくすることができる。
【００６６】
（実施の形態５）
本実施の形態に係る無線通信装置は、実施の形態４と同様の構成を有し、１つのアンテナについて複数のシンセサイザを備え、１つのシンセサイザが周波数変換を行っている間に他のシンセサイザの搬送波周波数を切り替える点において異なる。
【００６７】
実施の形態４に係る無線通信装置では、各アンテナＡ〜Ｄにつき、それぞれ１つのシンセサイザＳ１〜Ｓ４が備えられ、各アンテナについての１つのシンセサイザが、搬送波周波数を逐次ｆＡ〜ｆＤと切り替えていく。しかし、シンセサイザはアナログ機器であるため、シンセサイザが搬送波周波数を切り替えるのにはある程度の時間を要する。すなわち、シンセサイザがｆＡからｆＢに搬送波周波数を切り替える場合には、搬送波周波数が、切り替え後の目標とする搬送波周波数ｆＢに収束し安定するまでには、ある程度の時間を要する。搬送波周波数が安定しなければ、無線通信装置は安定したデータ送信を行うことができない。そこで、本実施の形態では、各アンテナついて複数のシンセサイザを用意し、１つのシンセサイザが送信データに対して周波数変換を行っている間に、他のシンセサイザが搬送波周波数を切り替えるようにした。これにより、現在送信データに対して周波数変換を行っていない他のシンセサイザは、十分な時間を持って搬送波周波数を切り替えられるようになる。よって、他のシンセサイザは、次に送信データに対して周波数変換を行う際には、安定した搬送波周波数にて周波数変化を行うことができる。
【００６８】
以下、本発明の実施の形態５に係る無線通信装置およびアンテナ制御方法について図１１〜図１３を用いて説明する。図１１は、本発明の実施の形態５に係る無線通信装置の概略構成を示す要部ブロック図である。なお、実施の形態４と同様の構成には同一の符号を付し、詳しい説明を省略する。
【００６９】
図１１に示す無線通信装置において、無線部１１０１内では、アンテナＡについてＳ１１とＳ１２が、アンテナＢについてＳ２１とＳ２２が、アンテナＣについてＳ３１とＳ３２が、アンテナＤについてＳ４１とＳ４２が、それぞれ用意される。すなわち、１つのアンテナにつき複数のシンセサイザが用意される。なお、本実施の形態では、１つのアンテナに対して用意されるシンセサイザを２つとしたが、これに限られるものではなく、１つのアンテナに対して用意されるシンセサイザは複数であればよい。
【００７０】
次いで、上記構成を有する無線通信装置の動作について説明する。図１２は、本発明の実施の形態５に係る無線通信装置の各シンセサイザが搬送周波数を切り替えるタイミングを示す図である。また、図１３は、本発明の実施の形態５に係る無線通信装置の各アンテナからデータが送信される様子を示す図である。
【００７１】
タイミング制御部１０５から出力されるタイミング制御信号に従って、切り替え制御部７０３が、シンセサイザＳ１１〜Ｓ４２の搬送波周波数の切り替え制御を行う。具体的には、図１２に示すようなタイミングで、搬送波周波数の切り替え制御が行われる。なお、アンテナＡについてのシンセサイザＳ１１およびＳ１２の周波数切り替え動作は、他のアンテナＢ〜ＤについてのシンセサイザＳ２１〜Ｓ４２の周波数切り替え動作と同様の動作となるため、以下の説明では、アンテナＡについてのシンセサイザＳ１１およびＳ１２の周波数切り替え動作についてのみ説明するものとする。
【００７２】
時刻Ｔ１では、シンセサイザＳ１１が、送信データＡを搬送波周波数ｆＡで周波数変換する。シンセサイザＳ１１が送信データＡに対して周波数変換を行っている間に、シンセサイザＳ１２が、搬送波周波数をｆＢからｆＤへ切り替える。
【００７３】
次いで、時刻Ｔ２では、シンセサイザＳ１２が、送信データＤを搬送波周波数ｆＤで周波数変換する。シンセサイザＳ１２は、時刻Ｔ１で十分な時間をもって搬送波周波数をｆＢからｆＤへ切り替えることができたため、時刻Ｔ２では、シンセサイザＳ１２の搬送波周波数はｆＤに収束し、安定している。シンセサイザＳ１２が周波数変換を行っている間に、シンセサイザＳ１１は、搬送波周波数をｆＡからｆＣへ切り替える。時刻Ｔ３以降は同様の動作が繰り返される。
【００７４】
このような動作により、実施の形態１および４と同様に、アンテナＡ〜Ｄの間で、搬送波周波数ｆＡ〜ｆＤの送信データＡ〜Ｄが逐次切り替わって送信される。具体的には、図１３に示すように、実施の形態１および４と同様に、各時刻Ｔｎにおいて、アンテナＡ〜Ｄの間で、搬送波周波数ｆＡ〜ｆＤの送信データＡ〜Ｄが、逐次切り替わって送信される。
【００７５】
このように、本実施の形態に係る無線通信装置およびアンテナ制御方法によれば、１つのアンテナについて複数のシンセサイザが用意され、１つのシンセサイザが周波数変換を行っている間に他のシンセサイザが搬送波周波数を切り替えるため、現在送信データに対して周波数変換を行っていない他のシンセサイザは、十分な時間を持って搬送波周波数を切り替えることができる。よって、他のシンセサイザは、次に送信データに対して周波数変換を行う際には、安定した搬送波周波数にて周波数変化を行うことができるため、無線通信装置は、安定したデータ送信を行うことができる。
【００７６】
なお、上記実施の形態１〜５においては、説明の便宜上、送信データの種類の数およびアンテナ数を４つとしたが、送信データの種類の数およびアンテナ数はこれに限定されない。
【００７７】
また、上記実施の形態１〜５においては、説明の便宜上、アンテナ数（アンテナＡ〜Ｄ：４つ）と送信データの種類の数（送信データＡ〜Ｄ：４つ）とを一致させているが、アンテナ数と送信データの種類数は同一でなくてもよい。但し、アンテナ数は、送信データの種類数の倍数または約数であるものとする。
【００７８】
アンテナ数が送信データの種類数の倍数の場合には、ある１つの送信データ（例えば、送信データＡ）が複数のアンテナ（例えば、アンテナＡとアンテナＢ）から同時刻に送信されるものとする。このようにすることによって、送信データのパワーが増加するため、誤り訂正能力を向上させることができる。
この場合、それぞれの送信データに対し均等にアンテナ数を割り当てるのではなく、送信データの優先度（または重要度）の高さに応じて割り当てるアンテナ数を適宜変えること、すなわち優先度の高い送信データほど割り当てるアンテナ数を多くすることも可能である。具体的には、例えばアンテナ数が８本で、送信データの種類数が４つであるとした場合、優先度の高い送信データに対しては５本のアンテナを割り当て、それ以外の送信データにはそれぞれ１本のアンテナを割り当てるようにする。これにより、優先度の高い送信データのパワーがより増加するため、優先度の高い送信データに対する誤り訂正能力をさらに向上させることができる。
【００７９】
また、アンテナ数が送信データの種類数の約数の場合には、複数種類の送信データ（例えば、送信データＡと送信データＢ）が多重されて、１つのアンテナ（例えば、アンテナＡ）から同時刻に送信されるものとする。このようにすることにより、送信アンテナの数を削減することができるため、装置規模を縮小することができる。
【００８０】
また、上記スイッチングパターは一例であり、これに限られるものではなく、適宜変更することが可能である。さらに、上記説明においては、スイッチングの間隔を一定の時間Ｔとして説明したが、これに限られるものではなく、スイッチングの間隔は等間隔でなくてもよい。
【００８１】
また、本発明は上記実施の形態１〜５に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、本発明においては、実施の形態１〜５を適宜組み合わせて実施してもよい。
【００８２】
また、上記実施の形態１〜５の無線通信装置は、移動体通信システムにおける移動体通信端末装置や移動体通信基地局装置に適用することが可能である。
【００８３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、受信側のアンテナ数が１本の場合であっても優れたダイバーシチ効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る無線通信装置の概略構成を示す要部ブロック図
【図２】本発明の実施の形態１に係る無線通信装置のスイッチングパターン記憶部にあらかじめ設定されたスイッチングパターンの一例を示す図
【図３】本発明の実施の形態１に係る無線通信装置の各アンテナからデータが送信される様子を示す図
【図４】本発明の実施の形態２に係る無線通信装置の各アンテナからデータが送信される様子を示す図
【図５】本発明の実施の形態３に係る無線通信装置のスイッチングパターン記憶部にあらかじめ設定されたスイッチングパターンの一例を示す図
【図６】本発明の実施の形態３に係る無線通信装置の各アンテナからデータが送信される様子を示す図
【図７】本発明の実施の形態４に係る無線通信装置の概略構成を示す要部ブロック図
【図８】本発明の実施の形態４に係る無線通信装置のスイッチングパターン記憶部にあらかじめ設定されたスイッチングパターンの一例を示す図
【図９】本発明の実施の形態４に係る無線通信装置の各シンセサイザが搬送周波数を切り替えるタイミングを示す図
【図１０】本発明の実施の形態４に係る無線通信装置の各アンテナからデータが送信される様子を示す図
【図１１】本発明の実施の形態５に係る無線通信装置の概略構成を示す要部ブロック図
【図１２】本発明の実施の形態５に係る無線通信装置の各シンセサイザが搬送周波数を切り替えるタイミングを示す図
【図１３】本発明の実施の形態５に係る無線通信装置の各アンテナからデータが送信される様子を示す図
【図１４】従来の基地局装置に備えられた複数のアンテナからデータが送信される様子を示す図
【符号の説明】
１０３、７０２、１１０１ 無線部
１０４、７０１ 切り替えスイッチ
１０５ タイミング制御部
１０６ タイマ
１０７、７０３ 切り替え制御部
１０８、７０４ スイッチングパターン記憶部
Ｓ シンセサイザ
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信装置およびアンテナ制御方法に関し、特に複数のアンテナを備えた無線通信装置およびアンテナ制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
業務用無線通信システムのような、１つの基地局が複数の移動局に対してそれぞれ異なった情報を送信する１対Ｎ通信システムでは、基地局は複数のアンテナを備え、同時にそれぞれのアンテナから異なった情報を複数の移動局に対して送信する。
【０００３】
この場合、従来の基地局装置は、１つのアンテナからは一種類の情報のみを送信する。図１４は、従来の基地局装置に備えられた複数のアンテナからデータが送信される様子を示す図である。
【０００４】
図１４に示すように、基地局装置は複数のアンテナ（今ここではアンテナ数を「４」とする。）を備える。基地局装置は、アンテナＡからは搬送波周波数ｆＡで送信データＡを、アンテナＢからは搬送波周波数ｆＢで送信データＢを、アンテナＣからは搬送波周波数ｆＣで送信データＣを、アンテナＤからは搬送波周波数ｆＤで送信データＤを、それぞれ同時に送信する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の基地局装置においては、受信側である移動局のアンテナ数が１本の場合、ダイバーシチ効果が得られない、という問題がある。すなわち、受信側である移動局のアンテナ数が複数であれば、スペースダイバーシチによりダイバーシチ効果を得ることができるが、通常移動局のアンテナ数は１本であり、この場合にはダイバーシチ効果が得られない。特にフェージング速度が遅い場合には、受信レベルが低下する区間が長時間に渡るため、ダイバーシチ効果を得ることができない。
【０００６】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、受信側のアンテナ数が１本の場合であっても優れたダイバーシチ効果を得ることができる無線通信装置およびアンテナ制御方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の基地局装置は、複数の移動局装置に対して互いに異なる複数の送信データをそれぞれ送信する複数のアンテナと、前記複数のアンテナと前記複数の送信データとの対応関係を示す複数のパターンを記憶する記憶手段と、前記複数のパターンを繰り返し用いて前記複数のアンテナそれぞれから送信する送信データを切り替える切替手段と、を有し、前記切替手段は、前記複数のパターンを繰り返す周期を前記複数の送信データの時間インタリーブ長と一致させる構成を採る。
【０００９】
この構成によれば、複数種類の送信データをそれぞれ特定の搬送波周波数で周波数変換し、無線通信装置に備えられた複数のアンテナ間で時間とともに逐次切り替えて送信するため、受信側では、あるアンテナから送信されたデータの受信レベルが低下したとしても、次の時刻には他のアンテナから送信された同じ種類のデータを受信することができる。従って、受信レベルが低下する割合が減少するため、受信側のアンテナ数が１本の場合であっても優れたダイバーシチ効果を得ることができる。
また、複数種類の送信データをそれぞれ特定の搬送波周波数で周波数変換し、無線通信装置に備えられた複数のアンテナ間で時間とともに逐次切り替えて送信するとともに、スイッチングパターンの繰り返し周期をＦＥＣの時間インタリーブ長に一致させるため、インタリーブ効果による誤りのランダム化に、複数のアンテナから送信することによる誤りのランダム化が加わるので、受信側のアンテナ数が１本の場合であっても優れたダイバーシチ効果を得ることができるとともに、誤り訂正能力を向上させることができる。
【００１０】
本発明の基地局装置は、前記記憶手段は、相関の低いアンテナ間で切り替え動作が行われるような前記複数のパターンを記憶する構成を採る。
【００１１】
この構成によれば、複数種類の送信データをそれぞれ特定の搬送波周波数で周波数変換し、無線通信装置に備えられた複数のアンテナ間で時間とともに逐次切り替えて送信するとともに、スイッチングパターンを、アンテナ間の相関が低いアンテナ同士で送信データの切り替えが行われるように設定するため、ダイバーシチ効果を得ることができる確実性を高めることができ、誤り訂正能力を向上させることができる。
【００１６】
本発明の基地局装置は、前記複数の送信データを互いに異なる周波数にそれぞれ周波数変換する変換手段、をさらに有し、前記切替手段は、前記変換手段によって周波数変換された後の送信データについて切り替え動作を行う構成を採る。
【００１７】
この構成によれば、複数種類の送信データをそれぞれ特定の搬送波周波数で周波数変換し、無線通信装置に備えられた複数のアンテナ間で時間とともに逐次切り替えて送信するため、受信側では、あるアンテナから送信されたデータの受信レベルが低下したとしても、次の時刻には他のアンテナから送信された同じ種類のデータを受信することができる。従って、受信レベルが低下する割合が減少するため、受信側のアンテナ数が１本の場合であっても優れたダイバーシチ効果を得ることができる。
【００１８】
本発明の基地局装置は、前記複数の送信データを互いに異なる周波数にそれぞれ周波数変換する変換手段、をさらに有し、前記切替手段は、前記変換手段によって周波数変換される前の送信データについて切り替え動作を行う構成を採る。
【００１９】
この構成によれば、複数種類の送信データを、高周波の搬送波周波数に変換する前に、ディジタルのベースバンドの状態で各アンテナに対して逐次割り振るため、送信データを搬送波周波数に変換した後に各アンテナに割り振る場合に比べ、切り替え動作に伴なって発生する送信データの電力パワー等の損失を少なくすることができる。
【００２０】
本発明の基地局装置は、前記複数の送信データを互いに異なる周波数にそれぞれ周波数変換する変換手段、をさらに有し、前記変換手段は、各々のアンテナについて複数のシンセサイザを有し、１つのシンセサイザが送信データに対して周波数変換を行う間に、他のシンセサイザの変換周波数を切り替える構成を採る。
【００２１】
この構成によれば、１つのアンテナについて複数のシンセサイザが用意され、１つのシンセサイザが周波数変換を行っている間に他のシンセサイザが搬送波周波数を切り替えるため、現在送信データに対して周波数変換を行っていない他のシンセサイザは、十分な時間を持って搬送波周波数を切り替えることができる。よって、他のシンセサイザは、次に送信データに対して周波数変換を行う際には、安定した搬送波周波数にて周波数変化を行うことができるため、無線通信装置は、安定したデータ送信を行うことができる。
【００２４】
本発明のアンテナ制御方法は、互いに異なる複数の送信データをそれぞれ複数のアンテナから送信するアンテナ制御方法であって、前記複数のアンテナと前記複数の送信データとの対応関係を示す複数のパターンを繰り返し用いて前記複数のアンテナそれぞれから送信する送信データを切り替える切替ステップと、前記複数のアンテナそれぞれから前記複数のデータを複数の移動局装置に対して送信する送信ステップと、を有し、前記切替ステップは、前記複数のパターンを繰り返す周期を前記複数の送信データの時間インタリーブ長と一致させるようにした。
【００２５】
この方法によれば、複数種類の送信データをそれぞれ特定の搬送波周波数で周波数変換し、無線通信装置に備えられた複数のアンテナ間で時間とともに逐次切り替えて送信するため、受信側では、あるアンテナから送信されたデータの受信レベルが低下したとしても、次の時刻には他のアンテナから送信された同じ種類のデータを受信することができる。従って、受信レベルが低下する割合が減少するため、受信側のアンテナ数が１本の場合であっても優れたダイバーシチ効果を得ることができる。
また、複数種類の送信データを、高周波の搬送波周波数に変換する前に、ディジタルのベースバンドの状態で各アンテナに対して逐次割り振るため、送信データを搬送波周波数に変換した後に各アンテナに割り振る場合に比べ、切り替え動作に伴なって発生する送信データの電力パワー等の損失を少なくすることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明の骨子は、複数種類の送信データを、無線通信装置に備えられた複数のアンテナ間で時間とともに逐次切り替えて送信することである。
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００３０】
（実施の形態１）
本実施の形態に係る無線通信装置およびアンテナ制御方法は、複数種類の送信データをそれぞれ特定の搬送波周波数で周波数変換し、無線通信装置に備えられた複数のアンテナ間で時間とともに逐次切り替えて送信するものである。
【００３１】
以下、本発明の実施の形態１に係る無線通信装置およびアンテナ制御方法について図１〜図３を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る無線通信装置の概略構成を示す要部ブロック図である。
【００３２】
図１に示す無線通信装置において、符号化部１０１は４種類の送信データＡ〜Ｄを符号化し、変調部１０２は符号化された送信データＡ〜Ｄに対し所定の変調処理を施す。無線部１０３は、変調された送信データＡ〜Ｄに、それぞれ周波数ｆＡ〜ｆＤの搬送波を掛け合わせ周波数変換した後、切り替えスイッチ１０４に出力する。切り替えスイッチ１０４は、無線部１０３の各周波数変換部ｆＡ〜ｆＤとアンテナＡ〜Ｄとの接続切り替えを行う。
【００３３】
タイミング制御部１０５は、タイマ１０６にあらかじめ設定された時間間隔で、切り替え制御部１０７に対してタイミング制御信号を出力する。切り替え制御部１０７は、スイッチングパターン記憶部１０８にあらかじめ設定された、アンテナＡ〜Ｄと各周波数変換部ｆＡ〜ｆＤとの接続対応関係を示すスイッチングパターンに従って、切り替えスイッチ１０４の切り替え制御を行う。
【００３４】
次いで、上記構成を有する無線通信装置の動作について説明する。図２は、本発明の実施の形態１に係る無線通信装置のスイッチングパターン記憶部にあらかじめ設定されたスイッチングパターンの一例を示す図であり、図３は、本発明の実施の形態１に係る無線通信装置の各アンテナからデータが送信される様子を示す図である。
【００３５】
変調部１０２によって所定の変調処理を施された送信データＡ〜Ｄは、無線部１０３に出力される。そして、送信データＡ〜Ｄは、無線部１０３のそれぞれの周波数変換部ｆＡ〜ｆＤによって、周波数ｆＡ〜ｆＤの搬送波を掛け合わされ周波数ｆＡ〜ｆＤにそれぞれ周波数変換され、切り替えスイッチ１０４へ出力される。
【００３６】
タイマ１０６には、所定の時間があらかじめ設定されており、この一定の時間間隔でタイミング制御部１０５が、切り替え制御部１０７へタイミング制御信号を出力する。具体的には、タイマ１０６には、図３に示すような時間Ｔがあらかじめ設定されているため、タイミング制御部１０５は、時刻Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４…で、タイミング制御信号を出力する。
【００３７】
このタイミング制御信号に従って、切り替え制御部１０７がスイッチングパターン記憶部１０８を参照して、切り替えスイッチ１０４の切り替え制御を行う。具体的には、スイッチングパターン記憶部１０８には、あらかじめ図２に示すようなスイッチングパターンが設定されており、切り替え制御部１０７は、タイミング制御信号が出力される度に、パターン１〜４を逐次参照していく。すなわち、切り替え制御部１０７は、時刻Ｔ１ではパターン１を参照し、このパターンに従って切り替えスイッチ１０４を切り替える。同様に、切り替え制御部１０７は、時刻Ｔ２ではパターン２、時刻Ｔ３ではパターン３、時刻Ｔ４ではパターン４を参照し、それぞれのパターンに従って切り替えスイッチ１０４を切り替える。なお、時刻Ｔ５では、切り替え制御部１０７は再びパターン１を参照し、以下同様の動作を繰り返す。
【００３８】
切り替えスイッチ１０４のこのような切り替え動作により、アンテナＡ〜Ｄの間で、搬送波周波数ｆＡ〜ｆＤの送信データＡ〜Ｄが逐次切り替わって送信される。具体的には、図３に示すように、時刻Ｔ１では、アンテナＡからは搬送波周波数ｆＡの送信データＡが、アンテナＢからは搬送波周波数ｆＢの送信データＢが、アンテナＣからは搬送波周波数ｆＣの送信データＣが、アンテナＤからは搬送波周波数ｆＤの送信データＤが、それぞれ同時に送信される。次いで、時刻Ｔ２では、アンテナＡからは搬送波周波数ｆＤの送信データＤが、アンテナＢからは搬送波周波数ｆＡの送信データＡが、アンテナＣからは搬送波周波数ｆＢの送信データＢが、アンテナＤからは搬送波周波数ｆＣの送信データＣが、それぞれ同時に送信される。以降同様にして、図３に示すように、各時刻Ｔｎにおいて、アンテナＡ〜Ｄの間で、搬送波周波数ｆＡ〜ｆＤの送信データＡ〜Ｄが、逐次切り替わって送信される。
【００３９】
このように、本実施の形態に係る無線通信装置およびアンテナ制御方法によれば、複数種類の送信データをそれぞれ特定の搬送波周波数で周波数変換し、無線通信装置に備えられた複数のアンテナ間で時間とともに逐次切り替えて送信するため、受信側では、あるアンテナから送信されたデータの受信レベルが低下したとしても、次の時刻には他のアンテナから送信された同じ種類のデータを受信することができる。従って、受信レベルが低下する割合が減少するため、受信側のアンテナ数が１本の場合であっても優れたダイバーシチ効果を得ることができる。また、フェージング速度が遅い場合であっても、次の時刻には他のアンテナから送信された同じ種類のデータを受信することができるため、ダイバーシチ効果を得ることができる。
【００４０】
（実施の形態２）
本実施の形態に係る無線通信装置は、実施の形態１と同様の構成を有し、スイッチングパターンの繰り返し周期をＦＥＣ（Ｆｏｒｗａｒｄ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）の時間インタリーブ長に一致させる点において異なる。
【００４１】
以下、本発明の実施の形態２に係る無線通信装置およびアンテナ制御方法について図４を用いて説明する。図４は、本発明の実施の形態２に係る無線通信装置の各アンテナからデータが送信される様子を示す図である。
【００４２】
ここで、「ＦＥＣの時間インタリーブ長」とは、畳み込み符号化されたデータを分割して送信する際の分割の周期のことである。
【００４３】
スイッチングパターン記憶部１０８には、畳み込み符号化されたデータの分割数とスイッチングパターンの数とが一致するように、スイッチングパターンが設定されている。具体的には、例えば、分割数が「４」であるとすると、スイッチングパターンは、図２に示すようにパターン１〜４の４つのパターンが設定される。
【００４４】
また、タイマ１０６には、スイッチングパターンの繰り返し周期がＦＥＣの時間インタリーブ長ＴＩになるように、あらかじめ時間Ｔが設定されている。すなわち、例えば送信データの種類がＡ〜Ｄの４つの場合には、時刻Ｔは、時間インタリーブ長ＴＩの４分の１に設定される。
【００４５】
従って、図４に示すように、時刻Ｔ１でのスイッチングパターンと、時刻Ｔ５、すなわち時刻Ｔ１から時間インタリーブ長ＴＩが経過したときのスイッチングパターンとが同一となる。以下、時間インタリーブ長ＴＩをスイッチングパターンの繰り返し周期として、逐次切り替えスイッチ１０４の切り替え制御が行われる。
【００４６】
このように、本実施の形態に係る無線通信装置およびアンテナ制御方法によれば、複数種類の送信データをそれぞれ特定の搬送波周波数で周波数変換し、無線通信装置に備えられた複数のアンテナ間で時間とともに逐次切り替えて送信するとともに、スイッチングパターンの繰り返し周期をＦＥＣの時間インタリーブ長に一致させるため、インタリーブ効果による誤りのランダム化に、複数のアンテナから送信することによる誤りのランダム化が加わるので、受信側のアンテナ数が１本の場合であっても優れたダイバーシチ効果を得ることができるとともに、実施の形態１に比べ誤り訂正能力を向上させることができる。
【００４７】
（実施の形態３）
本実施の形態に係る無線通信装置は、実施の形態１と同様の構成を有し、スイッチングパターンを、アンテナ間の相関が低いアンテナ同士で送信データの切り替えが行われるように設定する点において異なる。
【００４８】
以下、本発明の実施の形態２に係る無線通信装置およびアンテナ制御方法について図５および図６を用いて説明する。図５は、本発明の実施の形態３に係る無線通信装置のスイッチングパターン記憶部にあらかじめ設定されたスイッチングパターンの一例を示す図であり、図６は、本発明の実施の形態３に係る無線通信装置の各アンテナからデータが送信される様子を示す図である。
【００４９】
ここで、「アンテナ間の相関」とはアンテナ間の相互相関のことである。上記実施の形態１では、アンテナ間の相関の度合いを考慮せずに切り替えを行っていたため、アンテナを切り替えて送信データを送信しても、切り替え前と同様のフェージングが発生することも考えられる。
【００５０】
アンテナ間の相関が低いと、それぞれのアンテナから送信されたデータは受信側では別々の伝搬経路を辿ってきたように見える。従って、あるアンテナから送信されたデータの受信レベルが低下していたとしても、アンテナ間の相関が低い他のアンテナから送信された同じ種類のデータの受信レベルは低下していないことが考えられる。
【００５１】
そこで、本実施の形態では、スイッチングパターンをアンテナ間の相関が低いアンテナ間で送信データの切り替えが行われるようなパターンとして、スイッチングパターン記憶部１０８に設定する。具体的には、図６において、例えば、アンテナＡとアンテナＤとが、また、アンテナＢとアンテナＣとが、それぞれアンテナ間の相関が低いアンテナの組み合わせであるとすると、スイッチングパターンは図５に示すようになる。すなわち、スイッチングパターンは、アンテナ間の相関が低いアンテナＡとアンテナＤとの間で送信データＡとＤとの切り替えが行われ、また、アンテナ間の相関が低いアンテナＢとアンテナＣとの間で送信データＢとＣとの切り替えが行われるように設定される。
【００５２】
従って、図６に示すように、切り替え制御部１０７は、時刻Ｔ１では図５に示すパターン１に従って切り替えスイッチ１０４の切り替え制御を行い、時刻Ｔ２では図５に示すパターン２に従って切り替えスイッチ１０４の切り替え制御を行う。そして、時刻Ｔ３では、切り替え制御部１０７は、再び図５に示すパターン１に従って切り替えスイッチ１０４の切り替え制御を行う。以降、同様の動作が繰り返される。
【００５３】
このようにして切り替え制御が行われる結果、図６に示すように、時刻Ｔ１では、アンテナＡからは搬送波周波数ｆＡの送信データＡが、アンテナＢからは搬送波周波数ｆＢの送信データＢが、アンテナＣからは搬送波周波数ｆＣの送信データＣが、アンテナＤからは搬送波周波数ｆＤの送信データＤが、それぞれ同時に送信される。次いで、時刻Ｔ２では、アンテナＡからは搬送波周波数ｆＤの送信データＤが、アンテナＢからは搬送波周波数ｆＣの送信データＣが、アンテナＣからは搬送波周波数ｆＢの送信データＢが、アンテナＤからは搬送波周波数ｆＡの送信データＡが、それぞれ同時に送信される。以降同様にして、図６に示すように、各時刻Ｔｎにおいて、相関が低いアンテナ間、すなわちアンテナＡとアンテナＤとの間で送信データＡとＤの切り替えが行われ、アンテナＢとアンテナＣとの間で送信データＢとＣの切り替えが行われる。
【００５４】
このように、本実施の形態に係る無線通信装置およびアンテナ制御方法によれば、複数種類の送信データをそれぞれ特定の搬送波周波数で周波数変換し、無線通信装置に備えられた複数のアンテナ間で時間とともに逐次切り替えて送信するとともに、スイッチングパターンを、アンテナ間の相関が低いアンテナ同士で送信データの切り替えが行われるように設定するため、実施の形態１に比べダイバーシチ効果を得ることができる確実性を高めることができ、誤り訂正能力を向上させることができる。
【００５５】
（実施の形態４）
本実施の形態に係る無線通信装置は、実施の形態１と同様の構成を有し、複数種類の送信データを、高周波の搬送波周波数に変換する前に、ディジタルのベースバンドの状態で各アンテナに対して逐次割り振る点において異なる。
【００５６】
以下、本発明の実施の形態４に係る無線通信装置およびアンテナ制御方法について図７〜図１０を用いて説明する。図７は、本発明の実施の形態４に係る無線通信装置の概略構成を示す要部ブロック図である。なお、実施の形態１と同様の構成には同一の符号を付し、詳しい説明を省略する。
【００５７】
図７に示す無線通信装置において、切り替えスイッチ７０１は、変調部１０２と無線部７０２の各シンセサイザＳ１〜Ｓ４との接続切り替えを行う。
【００５８】
切り替え制御部７０３は、スイッチングパターン記憶部７０４にあらかじめ設定された、送信データＡ〜Ｄと各シンセサイザＳ１〜Ｓ４との対応関係を示すスイッチングパターンに従って、切り替えスイッチ７０１の切り替え制御を行う。
【００５９】
次いで、上記構成を有する無線通信装置の動作について説明する。図８は、本発明の実施の形態４に係る無線通信装置のスイッチングパターン記憶部にあらかじめ設定されたスイッチングパターンの一例を示す図であり、図９は、本発明の実施の形態４に係る無線通信装置の各シンセサイザが搬送周波数を切り替えるタイミングを示す図である。また、図１０は、本発明の実施の形態４に係る無線通信装置の各アンテナからデータが送信される様子を示す図である。
【００６０】
変調部１０２によって所定の変調処理を施された送信データＡ〜Ｄは、ベースバンドの状態で切り替えスイッチ７０１に出力される。従って、送信データＡ〜Ｄは、搬送波周波数に変換される前のベースバンドの状態で、各アンテナＡ〜Ｄに割り振られることとなる。
【００６１】
タイミング制御部１０５から出力されるタイミング制御信号に従って、切り替え制御部７０３が、スイッチングパターン記憶部７０４を参照して、切り替えスイッチ７０１の切り替え制御を行う。具体的には、スイッチングパターン記憶部７０４には、あらかじめ図８に示すようなスイッチングパターンが設定されており、切り替え制御部７０３は、タイミング制御信号が出力される度に、パターン１〜４を逐次参照していく。すなわち、切り替え制御部７０３は、時刻Ｔ１ではパターン１を参照し、このパターンに従って切り替えスイッチ７０１を切り替える。同様に、切り替え制御部７０３は、時刻Ｔ２ではパターン２、時刻Ｔ３ではパターン３、時刻Ｔ４ではパターン４を参照し、それぞれのパターンに従って切り替えスイッチ７０１を切り替える。なお、時刻Ｔ５では、切り替え制御部７０３は再びパターン１を参照し、以下同様の動作を繰り返す。
【００６２】
このような動作により、時刻Ｔ１では、送信データＡがシンセサイザＳ１に、送信データＢがシンセサイザＳ２に、送信データＣがシンセサイザＳ３に、送信データＤがシンセサイザＳ４に、それぞれ入力される。また、時刻Ｔ２では、送信データＤがシンセサイザＳ１に、送信データＡがシンセサイザＳ２に、送信データＢがシンセサイザＳ３に、送信データＣがシンセサイザＳ４に、それぞれ入力される。以下同様に、各シンセサイザに入力される送信データが逐次切り替わる。
【００６３】
また、タイミング制御部１０５から出力されるタイミング制御信号に従って、切り替え制御部７０３が、シンセサイザＳ１〜Ｓ４の搬送波周波数の切り替え制御を行う。具体的には、図９に示すようなタイミングで、搬送波周波数の切り替え制御が行われる。すなわち、時刻Ｔ１では、シンセサイザＳ１は搬送波周波数ｆＡで、シンセサイザＳ２は搬送波周波数ｆＢで、シンセサイザＳ３は搬送波周波数ｆＣで、シンセサイザＳ４は搬送波周波数ｆＤで、入力された送信データをそれぞれ周波数変換する。また、時刻Ｔ２では、シンセサイザＳ１は搬送波周波数ｆＤで、シンセサイザＳ２は搬送波周波数ｆＡで、シンセサイザＳ３は搬送波周波数ｆＢで、シンセサイザＳ４は搬送波周波数ｆＣで、入力された送信データをそれぞれ周波数変換する。時刻Ｔ３以降は同様の動作が繰り返される。
【００６４】
このような動作により、実施の形態１と同様に、アンテナＡ〜Ｄの間で、搬送波周波数ｆＡ〜ｆＤの送信データＡ〜Ｄが逐次切り替わって送信される。具体的には、図１０に示すように、実施の形態１と同様に、各時刻Ｔｎにおいて、アンテナＡ〜Ｄの間で、搬送波周波数ｆＡ〜ｆＤの送信データＡ〜Ｄが、逐次切り替わって送信される。
【００６５】
このように、本実施の形態に係る無線通信装置およびアンテナ制御方法によれば、複数種類の送信データを、高周波の搬送波周波数に変換する前に、ディジタルのベースバンドの状態で各アンテナに対して逐次割り振るため、送信データを搬送波周波数に変換した後に各アンテナに割り振る場合に比べ、切り替え動作に伴なって発生する送信データの電力パワー等の損失を少なくすることができる。
【００６６】
（実施の形態５）
本実施の形態に係る無線通信装置は、実施の形態４と同様の構成を有し、１つのアンテナについて複数のシンセサイザを備え、１つのシンセサイザが周波数変換を行っている間に他のシンセサイザの搬送波周波数を切り替える点において異なる。
【００６７】
実施の形態４に係る無線通信装置では、各アンテナＡ〜Ｄにつき、それぞれ１つのシンセサイザＳ１〜Ｓ４が備えられ、各アンテナについての１つのシンセサイザが、搬送波周波数を逐次ｆＡ〜ｆＤと切り替えていく。しかし、シンセサイザはアナログ機器であるため、シンセサイザが搬送波周波数を切り替えるのにはある程度の時間を要する。すなわち、シンセサイザがｆＡからｆＢに搬送波周波数を切り替える場合には、搬送波周波数が、切り替え後の目標とする搬送波周波数ｆＢに収束し安定するまでには、ある程度の時間を要する。搬送波周波数が安定しなければ、無線通信装置は安定したデータ送信を行うことができない。そこで、本実施の形態では、各アンテナついて複数のシンセサイザを用意し、１つのシンセサイザが送信データに対して周波数変換を行っている間に、他のシンセサイザが搬送波周波数を切り替えるようにした。これにより、現在送信データに対して周波数変換を行っていない他のシンセサイザは、十分な時間を持って搬送波周波数を切り替えられるようになる。よって、他のシンセサイザは、次に送信データに対して周波数変換を行う際には、安定した搬送波周波数にて周波数変化を行うことができる。
【００６８】
以下、本発明の実施の形態５に係る無線通信装置およびアンテナ制御方法について図１１〜図１３を用いて説明する。図１１は、本発明の実施の形態５に係る無線通信装置の概略構成を示す要部ブロック図である。なお、実施の形態４と同様の構成には同一の符号を付し、詳しい説明を省略する。
【００６９】
図１１に示す無線通信装置において、無線部１１０１内では、アンテナＡについてＳ１１とＳ１２が、アンテナＢについてＳ２１とＳ２２が、アンテナＣについてＳ３１とＳ３２が、アンテナＤについてＳ４１とＳ４２が、それぞれ用意される。すなわち、１つのアンテナにつき複数のシンセサイザが用意される。なお、本実施の形態では、１つのアンテナに対して用意されるシンセサイザを２つとしたが、これに限られるものではなく、１つのアンテナに対して用意されるシンセサイザは複数であればよい。
【００７０】
次いで、上記構成を有する無線通信装置の動作について説明する。図１２は、本発明の実施の形態５に係る無線通信装置の各シンセサイザが搬送周波数を切り替えるタイミングを示す図である。また、図１３は、本発明の実施の形態５に係る無線通信装置の各アンテナからデータが送信される様子を示す図である。
【００７１】
タイミング制御部１０５から出力されるタイミング制御信号に従って、切り替え制御部７０３が、シンセサイザＳ１１〜Ｓ４２の搬送波周波数の切り替え制御を行う。具体的には、図１２に示すようなタイミングで、搬送波周波数の切り替え制御が行われる。なお、アンテナＡについてのシンセサイザＳ１１およびＳ１２の周波数切り替え動作は、他のアンテナＢ〜ＤについてのシンセサイザＳ２１〜Ｓ４２の周波数切り替え動作と同様の動作となるため、以下の説明では、アンテナＡについてのシンセサイザＳ１１およびＳ１２の周波数切り替え動作についてのみ説明するものとする。
【００７２】
時刻Ｔ１では、シンセサイザＳ１１が、送信データＡを搬送波周波数ｆＡで周波数変換する。シンセサイザＳ１１が送信データＡに対して周波数変換を行っている間に、シンセサイザＳ１２が、搬送波周波数をｆＢからｆＤへ切り替える。
【００７３】
次いで、時刻Ｔ２では、シンセサイザＳ１２が、送信データＤを搬送波周波数ｆＤで周波数変換する。シンセサイザＳ１２は、時刻Ｔ１で十分な時間をもって搬送波周波数をｆＢからｆＤへ切り替えることができたため、時刻Ｔ２では、シンセサイザＳ１２の搬送波周波数はｆＤに収束し、安定している。シンセサイザＳ１２が周波数変換を行っている間に、シンセサイザＳ１１は、搬送波周波数をｆＡからｆＣへ切り替える。時刻Ｔ３以降は同様の動作が繰り返される。
【００７４】
このような動作により、実施の形態１および４と同様に、アンテナＡ〜Ｄの間で、搬送波周波数ｆＡ〜ｆＤの送信データＡ〜Ｄが逐次切り替わって送信される。具体的には、図１３に示すように、実施の形態１および４と同様に、各時刻Ｔｎにおいて、アンテナＡ〜Ｄの間で、搬送波周波数ｆＡ〜ｆＤの送信データＡ〜Ｄが、逐次切り替わって送信される。
【００７５】
このように、本実施の形態に係る無線通信装置およびアンテナ制御方法によれば、１つのアンテナについて複数のシンセサイザが用意され、１つのシンセサイザが周波数変換を行っている間に他のシンセサイザが搬送波周波数を切り替えるため、現在送信データに対して周波数変換を行っていない他のシンセサイザは、十分な時間を持って搬送波周波数を切り替えることができる。よって、他のシンセサイザは、次に送信データに対して周波数変換を行う際には、安定した搬送波周波数にて周波数変化を行うことができるため、無線通信装置は、安定したデータ送信を行うことができる。
【００７６】
なお、上記実施の形態１〜５においては、説明の便宜上、送信データの種類の数およびアンテナ数を４つとしたが、送信データの種類の数およびアンテナ数はこれに限定されない。
【００７７】
また、上記実施の形態１〜５においては、説明の便宜上、アンテナ数（アンテナＡ〜Ｄ：４つ）と送信データの種類の数（送信データＡ〜Ｄ：４つ）とを一致させているが、アンテナ数と送信データの種類数は同一でなくてもよい。但し、アンテナ数は、送信データの種類数の倍数または約数であるものとする。
【００７８】
アンテナ数が送信データの種類数の倍数の場合には、ある１つの送信データ（例えば、送信データＡ）が複数のアンテナ（例えば、アンテナＡとアンテナＢ）から同時刻に送信されるものとする。このようにすることによって、送信データのパワーが増加するため、誤り訂正能力を向上させることができる。
この場合、それぞれの送信データに対し均等にアンテナ数を割り当てるのではなく、送信データの優先度（または重要度）の高さに応じて割り当てるアンテナ数を適宜変えること、すなわち優先度の高い送信データほど割り当てるアンテナ数を多くすることも可能である。具体的には、例えばアンテナ数が８本で、送信データの種類数が４つであるとした場合、優先度の高い送信データに対しては５本のアンテナを割り当て、それ以外の送信データにはそれぞれ１本のアンテナを割り当てるようにする。これにより、優先度の高い送信データのパワーがより増加するため、優先度の高い送信データに対する誤り訂正能力をさらに向上させることができる。
【００７９】
また、アンテナ数が送信データの種類数の約数の場合には、複数種類の送信データ（例えば、送信データＡと送信データＢ）が多重されて、１つのアンテナ（例えば、アンテナＡ）から同時刻に送信されるものとする。このようにすることにより、送信アンテナの数を削減することができるため、装置規模を縮小することができる。
【００８０】
また、上記スイッチングパターは一例であり、これに限られるものではなく、適宜変更することが可能である。さらに、上記説明においては、スイッチングの間隔を一定の時間Ｔとして説明したが、これに限られるものではなく、スイッチングの間隔は等間隔でなくてもよい。
【００８１】
また、本発明は上記実施の形態１〜５に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、本発明においては、実施の形態１〜５を適宜組み合わせて実施してもよい。
【００８２】
また、上記実施の形態１〜５の無線通信装置は、移動体通信システムにおける移動体通信端末装置や移動体通信基地局装置に適用することが可能である。
【００８３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、受信側のアンテナ数が１本の場合であっても優れたダイバーシチ効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る無線通信装置の概略構成を示す要部ブロック図
【図２】本発明の実施の形態１に係る無線通信装置のスイッチングパターン記憶部にあらかじめ設定されたスイッチングパターンの一例を示す図
【図３】本発明の実施の形態１に係る無線通信装置の各アンテナからデータが送信される様子を示す図
【図４】本発明の実施の形態２に係る無線通信装置の各アンテナからデータが送信される様子を示す図
【図５】本発明の実施の形態３に係る無線通信装置のスイッチングパターン記憶部にあらかじめ設定されたスイッチングパターンの一例を示す図
【図６】本発明の実施の形態３に係る無線通信装置の各アンテナからデータが送信される様子を示す図
【図７】本発明の実施の形態４に係る無線通信装置の概略構成を示す要部ブロック図
【図８】本発明の実施の形態４に係る無線通信装置のスイッチングパターン記憶部にあらかじめ設定されたスイッチングパターンの一例を示す図
【図９】本発明の実施の形態４に係る無線通信装置の各シンセサイザが搬送周波数を切り替えるタイミングを示す図
【図１０】本発明の実施の形態４に係る無線通信装置の各アンテナからデータが送信される様子を示す図
【図１１】本発明の実施の形態５に係る無線通信装置の概略構成を示す要部ブロック図
【図１２】本発明の実施の形態５に係る無線通信装置の各シンセサイザが搬送周波数を切り替えるタイミングを示す図
【図１３】本発明の実施の形態５に係る無線通信装置の各アンテナからデータが送信される様子を示す図
【図１４】従来の基地局装置に備えられた複数のアンテナからデータが送信される様子を示す図
【符号の説明】
１０３、７０２、１１０１ 無線部
１０４、７０１ 切り替えスイッチ
１０５ タイミング制御部
１０６ タイマ
１０７、７０３ 切り替え制御部
１０８、７０４ スイッチングパターン記憶部
Ｓ シンセサイザ
Claims (6)
- 複数の移動局装置に対して互いに異なる複数の送信データをそれぞれ送信する複数のアンテナと、
前記複数のアンテナと前記複数の送信データとの対応関係を示す複数のパターンを記憶する記憶手段と、
前記複数のパターンを繰り返し用いて前記複数のアンテナそれぞれから送信する送信データを切り替える切替手段と、を有し、
前記切替手段は、
前記複数のパターンを繰り返す周期を前記複数の送信データの時間インタリーブ長と一致させることを特徴とする基地局装置。 - 前記記憶手段は、
相関の低いアンテナ間で切り替え動作が行われるような前記複数のパターンを記憶することを特徴とする請求項１記載の基地局装置。 - 前記複数の送信データを互いに異なる周波数にそれぞれ周波数変換する変換手段、をさらに有し、
前記切替手段は、
前記変換手段によって周波数変換された後の送信データについて切り替え動作を行うことを特徴とする請求項１記載の基地局装置。 - 前記複数の送信データを互いに異なる周波数にそれぞれ周波数変換する変換手段、をさらに有し、
前記切替手段は、
前記変換手段によって周波数変換される前の送信データについて切り替え動作を行うことを特徴とする請求項１記載の基地局装置。 - 前記複数の送信データを互いに異なる周波数にそれぞれ周波数変換する変換手段、をさらに有し、
前記変換手段は、
各々のアンテナについて複数のシンセサイザを有し、１つのシンセサイザが送信データに対して周波数変換を行う間に、他のシンセサイザの変換周波数を切り替えることを特徴とする請求項１記載の基地局装置。 - 互いに異なる複数の送信データをそれぞれ複数のアンテナから送信するアンテナ制御方法であって、
前記複数のアンテナと前記複数の送信データとの対応関係を示す複数のパターンを繰り返し用いて前記複数のアンテナそれぞれから送信する送信データを切り替える切替ステップと、
前記複数のアンテナそれぞれから前記複数のデータを複数の移動局装置に対して送信する送信ステップと、を有し、
前記切替ステップは、
前記複数のパターンを繰り返す周期を前記複数の送信データの時間インタリーブ長と一致させることを特徴とするアンテナ制御方法。
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