JP3150981B2 - Ｃｄｍａ通信システムのための線形包囲エリアアンテナシステム - Google Patents

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【発明の詳細な説明】 本出願は共に係属中の米国出願第08/112392号（1993
年８月27日出願、発明の名称：二重分散アンテナシステ
ム）の一部継続出願である。また、この米国出願第08/1
12392号は米国出願第07/849651号（1992年３月９日、発
明の名称:CDMAマイクロセルラ電話システム及びそのた
めの分散アンテナシステム）の一部継続出願である。ま
た、米国出願第07/849651号は1994年１月18日に米国特
許第5280472号として発行されており、かつ、米国出願
第07/624118号（1990年12月７日出願、発明の名称は同
一）の継続出願である。

発明の背景 I.発明の分野 本発明は通信システムに関し、特に、セルラ電話、パ
ーソナル通信サービス（PCS）、ワイヤレス構内交換機
（PBX）、及びワイヤレスローカルループ電話システム
を含む屋内通信システムに関する。より詳細には、本発
明はスペクトル拡散信号を用いて屋内通信を行なうため
に、マイクロセルラ通信システムのための新規なかつ改
善された分布同軸アンテナに関する。

II.関連技術の記載 多数のシステムユーザが存在する場合の通信を行なう
ための複数の技術の一つとして符号分割多重接続（CDM
A）変調技術が用いられている。他の多重接続通信シス
テム技術として、周波数ホッピングスペクトル拡散、時
分割多重接続（TDMA）、周波数分割多重接続（FDMA）、
振幅圧伸単一側波帯（ACSSB）等の振幅変調方法などが
知られている。しかしながら、CDMAのスペクトル拡散変
調方法は多重接続通信システム用として他の変調技術と
比較して大きな利点を有している。多重接続通信システ
ムにおいてCDMA技術を用いることは米国特許第4901307
号（1990年２月13日発行、発明の名称：衛星又は地上リ
ピータを用いたスペクトル拡散多重接続通信システム）
に開示されている。この特許は本発明の譲り請け人に譲
渡されており、ここに先行技術として引用されている。

上記した特許では、各々がトランシーバを有する多数
の移動電話システムがCDMAスペクトル拡散通信信号を用
いて衛星リピータ又は地上基地局（セルサイト局、セル
サイト、または単にセルとも呼ばれる）を介して通信を
行なう多重接続技術が開示されている。CDMA通信を用い
るにあたって、周波数スペクトルが多数回再使用され
る。CDMAを用いることにより、他の多重接続方法を用い
る場合よりもはるかに高いスペクトル効率を得ることが
でき、システムユーザ容量の増大につなげることができ
る。

地上チャンネルはレーリフェージングを典型とする信
号フェージングの影響を受ける。地上チャンネル信号に
特有のレーリーフェージングは、物理的環境の多くの異
なる特徴から反射される信号によって発生する。その結
果、信号は異なる伝送遅延をもって多くの方向から移動
ユニットレシーバに到来する。概してセルラ移動電話シ
ステムを含む移動無線通信に用いられるUHF周波数帯で
は、異なるパスを移動する信号の大きな位相の相違が発
生する。信号の破壊的加算に対する可能性はときどきの
深いフェージングへと発展する。

地上チャンネルフェージングは移動ユニットの物理的
環境の非常に強い関数である。移動ユニット又は環境の
小さいな変化でも全ての信号の伝播パスの物理的遅延を
変化させ、各パスごとに異なる位相となってしまう。す
なわち、例えば環境を介しての移動ユニットの運動は極
度に早いフェージングプロセスにつながる。例えば、85
0MHzのセルラ無線周波数帯においては、フェージングは
概して移動体の時速でマイル及び秒あたり１フェード
（fade）の速さである。これほどひどいフェージングは
地上チャンネルにおける信号に対して破壊的であり、品
質の低い通信になってしまう。フェージングの問題を克
服するために付加的なトランスミッタパワーが用いられ
る。しかしながら、パワーのこのような増加は余剰のパ
ワー消費の点ではユーザに、かつ、増大する干渉の点で
はシステムに悪影響を与えてしまう。

CDMA通信システムにおいて、全ての基地局による通信
のために同一の広帯域周波数チャンネルが使用される。
FDMAにおいては概して、例えば基地局から１つの移動ユ
ニットへのただ１つの通信リンクに対して１つの周波数
帯域が割り当てられる。しかしながらCDMAシステムにお
いては、同じ周波数帯域を占有する信号間で識別を行な
うのに、処理利得を提供するCDMA波形特性が用いられ
る。さらに、高速擬似ランダムノイズ（PN）変調は、パ
ス遅延の相違がPNチップ周期、すなわち、1/帯域を越え
る場合には、共通な信号の多くの異なる伝播パスを受信
ユニットで別個に復調することを可能にする。約1MHzの
PNチップレートがCDMAシステムで使用されるとき、シス
テムデータレートに対する拡散帯域の比に等しい、全ス
ペクトル拡散処理利得が互いに１マイクロ秒以上のパス
遅延だけ異なるパス間での識別を行なうのに用いられ
る。１マイクロ秒のパス遅延の相違は約1000フィードの
パス距離の相違に対応する。都市環境は概して１マイク
ロ秒を越える異なるパス遅延を提供し、あるエリアでは
10−20マイクロ秒までの相違が報告されている。

従来の電話システムに用いられるアナログFM変調等の
狭帯域変調システムにおいて、多重のパスの存在はひど
いマルチパスフェージングにつながる。FMシステムにお
けるフェージングに対するただ１つの解決策は、送信パ
ワーを増加することである。しかしながら、広帯域CDMA
変調の場合には、異なるパスが復調プロセスにおいて識
別される。この識別はマルチパスフェージングの程度を
大きく低減するのに用いられる。

このような通信システムにおいては、ある種のダイバ
ーシチを提供することが望ましく、これによってシステ
ムがさらにフェージングの影響を減らすことを可能にす
る。ダイバーシチはフェージングの悪影響を相殺するた
めの１つの方法である。ダイバーシチには主として３つ
の種類がある。時間ダイバーシチ、周波数ダイバーシ
チ、空間タイバーシチである。

時間ダイバーシチは反復、時間インタリーブ、反復の
形態であるエラー検出及び訂正符号によって得られる。
本発明は時間ダイバーシチの形態としてこれらの方法の
各々を使用する。CDMAは本質的に広帯域であり、信号エ
ネルギが広帯域に渡って拡散するのでCDMAは周波数ダイ
バーシチの形態を提供する。従って、周波数選択フェー
ジングはCDMA信号帯域のごく一部のみに影響する。

空間又はパスダイバーシチは、移動ユニット及び２つ
以上の基地局間の同時リンクを介して多重信号パスを提
供することによって得られる。パスダイバーシチの例
は、米国特許第5101501号（1992年３月31日発行、発明
の名称:CDMAセルラ電話システムにおけるソフトハンド
オフ）と、米国特許第5109390号（1992年４月28日発
行、発明の名称:CDMAセルラ電話システムにおけるダイ
バーシチレシーバ）とに開示されている。これらの特許
は本発明の譲り受け人に譲渡されている。

フェージングの悪影響はさらに送信パワーを制御する
ことによって幾分制御可能である。移動ユニットから基
地局によって受信されるパワーを減少させるフェードは
移動ユニットによって送信されるパワーを増大すること
で補償される。パワー制御機能は時定数に従って動作す
る。パワー制御ループの時定数及びフェードの周期に応
じて、システムは移動ユニットの送信パワーを増大する
ことでフェードを補償することができる。基地局及び移
動ユニットパワー制御のためのシステムは米国特許第50
56109号（1991年10月８日発行、発明の名称:CDMAセルラ
移動電話システムにおける送信パワーを制御するための
方法及び装置）に開示されている。この特許は本発明の
譲り請け人に譲渡されている。

複数の空間的に異なるパスの存在は広帯域CDMAシステ
ムに対して空間ダイバーシチを提供する。１チップ周期
よりも大きな異なるパス遅延とともに、２つ以上の空間
的に異なるパス（例えば２つの空間的に分離されたアン
テナによって供給される場合）が利用可能であるとき、
単一の基地局又は移動ユニットでの信号を別個に復調す
るために、共通のレシーバ内で２つ以上の復調素子が用
いられる。これらの信号は概して、マルチパスフェージ
ングにおいて独立性を示すので、それらは通常は共に消
失せず、フェージングの逆効果を相殺するために、２つ
の復調素子の出力がダイバーシチ組み合わされる。これ
によって、パフォーマンスの損失は両方のパスが同時に
フェードを受けたときのみに発生する。したがって、本
発明の一側面はダイバーシチ結合器（combiner）と組み
合せて２つ以上の復調素子を提供することである。

多数の復調素子を用いるために、システム内の他の信
号に直交し、かつ、同じ信号を遅延させたものとも直交
する波形を用いることが必要である。相互の干渉を低減
するために、ユーザ間に直交性を提供するPN系列を構成
するための方法及びシステムは、米国特許第5103459号
（1992年４月７日発行、発明の名称:CDMAセルラ移動電
話システムにおける信号波形を生成するためのシステム
及び方法）に開示されている。この特許は本発明の譲り
請け人に譲渡されている。相互干渉を低減するにあたっ
てこれらの方法を使用することにより高いシステムユー
ザ容量とより良いリンクパフォーマンスとを得ることが
できる。直交PN符号の場合は、符号間の相互相関は所定
の時間間隔に渡って０であり、直交符号間には干渉がな
いことになる。

セルラ電話システムにおいて、大きな地理的エリアは
多数の基地局を設置することによって移動電話サービス
とともに提供される。各基地局は対応する限定された基
地局の包囲エリアにサービスを提供するべく配置され
る。サービス要求が大きい場合は、基地局はより小さな
包囲エリアに分割あるいは区域分けされるか、あるいは
さらなる基地局が追加される。例えば、いくつかの主要
都市エリアは現在400近くの基地局を有している。

セルラ電話システムのさらなる発展において、非常に
限定された地理的エリアの包囲を提供する、マイクロセ
ルと呼ばれる多数の非常に小さな基地局を提供すること
が望ましい。通常は、そのようなエリアはオフィスビル
の一フロアに制限されているものと考えられ、移動電話
サービスは、外部の移動セルラ電話システムと両立する
あるいは両立しないコードレス電話システムとして見な
される。そのようなサービスを提供することに対する理
由はビジネスオフィスにおける構内交換機（PBX）に対
する理由と類似している。そのようなシステムは、内部
電話番号に対して簡略化されたダイアル操作を提供しな
がら、ビジネス内の電話間の多数の呼に対して低コスト
の電話サービスを提供する。PBXシステムを公衆電話シ
ステムに接続するために２、３のラインが提供され、こ
れにより、PBX内の電話と他の場所に設けられた電話と
の間で電話をかけたり受けたりすることを可能にしてい
る。マイクロセルシステムが同様のレベルのサービスを
提供し、さらにその上にPBXのサービスエリア内のどこ
かでのコードレス操作をも可能にすることが望ましい。

屋内環境及び大きな面によって囲まれた密集した他の
エリアにおいて、パス遅延は概して屋外通信システム環
境において受けるものよりもはるかに短い。通信システ
ムが使用されるビルディングや他の屋内環境において
は、マルチパス信号間の区別を可能にするダイバーシチ
の付加的形態を提供することが必要である。

屋内環境に適した通信システムは上記した米国特許第
5280472号（以下に'472特許と呼ぶ）に記載されてお
り、本発明の譲り受け人に譲渡されており、参考文献と
して引用されている。いくつかの項目の中で、'472特許
は共通ストランド上の各離散アンテナが遅延素子によっ
て隣接部から分離されている単一又は二重組の分散アン
テナを用いる分散アンテナシステムの実装を記載してい
る。

標準の基地局によって提供される標準の円形又は円錐
形状とは異なる形状の包囲エリアを持つことが望ましい
他の余り制限されていない環境が存在する。分散アンテ
ナを構成する直列に接続された１組の離散アンテナでさ
えも線形形状のエリアに渡って余り理想的でない包囲エ
リアを提供する。例えば、交通量の多いハイウェイは高
い容量を要するエリアである。離散アンテナがハイウェ
イに沿って提供された場合にはアンテナ間のエリアに到
達するために信号レベルをアンテナに近くなる大きさに
する必要がある。大きな信号レベルは、包囲エリアの周
囲で不十分な信号レベルを提供しながら、基地局の近く
で不十分な相互変調の問題を引き起こす。他のさらに問
題となる例は地下鉄あるいはハイウェイトンネルであ
る。トンネルは伝播パスが大きく制限される独自の環境
を提供する。制限されたパスは、比較的高速、平坦の広
帯域フェージングにつながる強く短周期のマルチパス伝
播パスとなる。パワー制御の時定数がフェードのレート
よりも遅い場合には、フェージングの高速レートはパワ
ー制御が効果的に補償することを妨げてしまう。また、
高速フェードの本質的な広帯域特性も広帯域CDMA波形の
周波数ダイバーシチが高速レートのフェージングの影響
を相殺することを妨げてしまう。

このような環境においては、延在した一定の信号強度
の包囲エリアを提供するアンテナシステムを有すること
が望ましい。一組の離散アンテナからなる分散アンテナ
がクリスマスツリーの照明列からの光パターンに類似す
るアンテナパターンを有するものと見なせる場合は、ネ
オン管の照明に類似した包囲エリアを持つパターンがよ
り理想的なアンテナパターンである。理想的なアンテナ
構造はトンネル環境等の最も厳しい環境さえも耐え得る
形態のダイバーシチを提供する。本発明は一様な包囲エ
リアと信頼性のある形態のダイバーシチの両方を提供す
る。

本発明の譲り受け人に譲渡され参考文献として引用さ
れている上記した共に係属中の米国出願08/112392号で
は、共通ストリング上の各アンテナが遅延素子によって
隣接部から分離されている平行な列からなる離散アンテ
ナを用いて分散されたアンテナシステムのパフォーマン
スを改善するための方法が開示されている。包囲エリア
全体に渡って空間ダイバーシチを提供するために、平行
な列からなる２つのアンテナが各ノードに配置されてい
る。すなわち移動ユニットは概して配置されたアンテナ
対に対して類似の距離、すなわちパス損失を有してい
る。離散アンテナ素子は周波数変換回路を含み、これに
よってアンテナ素子と基地局間のケーブルパス損失を低
減して遅延素子としてのSAW装置の使用を容易にしてい
る。各離散アンテナノードで利得及び二重機能を提供す
るための回路が用いられる。

残念なことに、各アンテナノードに関連した回路は比
較的高価であり、動作するためにはDCパワーを要する。
ノード間に起こるケーブルパス損失は、特に少なからぬ
長さの分散アンテナに対してさらなるDCパワーを要求し
てしまう。さらに、そのような長いシステムに沿ったSA
W装置に関連する蓄積遅延は、認可された遠隔通信業界
基準（例えばIS−95）に従うための努力を複雑なものに
してしまう。

本発明の主な目的は、高い容量、簡単な装置、優れた
包囲、そしてマルチパスフェージングの影響を受け難い
ことを特徴とする単一なアンテナシステムを提供するこ
とにある。本発明のアンテナシステムはDCパワーを要す
ることなしにこれらの特徴を提供することができ、所定
の長さのアンテナに対する遅延が蓄積されないようにし
ながら業界基準にも従うことを目的とする。

本発明の要約 本発明の好ましい実施形態において、基地局に結合さ
れた２つの線形包囲エリアのアンテナ構造は、線形包囲
エリアアンテナシステムを生成するために、平行に配置
される。基地局内において、トランスミッタは移動ユニ
ット向けの（フォワードリンク）スペクトル拡散信号を
生成する。フォワードリンク信号はアンテナインタフェ
ースを介して両方の線形包囲エリアのアンテナ構造に供
給される。アンテナインタフェースは、各線形包囲エリ
アのアンテナ構造に関して送信される信号間に時間遅延
を導入するための時間遅延素子を含む。また本発明の実
施形態において、基地局はさらに線形包囲エリアのアン
テナ構造の第１のものによって受信される複数の基地局
向けの（リバースリンク）スペクトル拡散信号を復調す
るための第１のレシーバと、前記線形包囲エリアのアン
テナ構造の第２のものによって受信される複数のリバー
スリンクスペクトル拡散信号を復調するための第２のレ
シーバとを含む。

本発明によって提供される利点は、設置のためにサイ
ト特定のエンジニアリングがほとんど不要であるという
ことである。アンテナ設置はサービスを要する環境の物
理的拘束によって決定される。２つの線形包囲エリアの
アンテナ構造の包囲エリアを正確に重複させることは考
慮しない。重複する包囲は利点があるが必ずしも必要な
ものではない。

セルラ電話、PCS、ワイヤレスBPX、ワイヤレスローカ
ルループ、又はワイヤレス家庭延長電話等の通信を支持
するのに要する基地局装置の本質的な簡単さを考慮する
ときに、線形包囲エリアアンテナ構造の利点が明瞭にな
る。

図面の簡単な記載 本発明の特徴、目的、利点は、図面を考慮して以下の
詳細な説明からより明らかになる。

図1A、1Bは本発明の単一の線形包囲エリアのアンテナ
構造のブロック図であり、 図２はリバースリンク信号に関する空間ダイバーシチ
を提供するべく配置された２つの線形包囲エリアアンテ
ナ構造からなる線形包囲エリアアンテナシステムのブロ
ック図であり、 図３はフォワード及びリバースリンクの両方に関する
空間ダイバーシチを提供可能な線形包囲エリアアンテナ
構造のブロック図であり、 図４は遠隔又は移動ユニットトランシーバの例示的実
装のブロック図であり、 図５は例示的基地局のブロック図であり、 図６は探索、受信、結合、及び復号機能を実行するた
めのセルサイトモデム（CSM）特定用途向け集積回路（A
SIC）チップを組み込んだ基地局のアーキテクチャを示
している。

好ましい実施形態の詳細な説明 単一組のアンテナ及び遅延素子は分散アンテナ機能の
最も基本的な実装を提供する。単一組のアンテナの詳細
は上記した'472特許に開示されている。一組の離散アン
テナの使用について説明するよりも、本発明は線形包囲
エリアのアンテナ構造の使用について詳細に述べる。

図1A及び1Bは本発明の単一線形包囲エリアアンテナ構
造の例示的構成を示している。図1A及び1Bで提供された
線形包囲エリアはトンネル、船、下流の通路において用
いられるシステムに有用である。図1Aにおいて、基地局
100は線形包囲エリアアンテナ構造110に対して信号を提
供するとともに、線形包囲エリアアンテナ構造110から
信号を受信する。線形形状の連続包囲エリアを提供する
任意のアンテナを本発明に関して使用できるが、好まし
い実施形態においては、線形包囲エリアアンテナ構造11
0は、小さなスロット112が所定の間隔で外部同軸コンダ
クタの長さに沿って配置されている同軸放射アンテナケ
ーブルを具備する。スロット112は、線形包囲エリアア
ンテナ構造110からの無線周波数（RF）エネルギの制御
部が周囲の環境内に放射するか、あるいは周囲の環境か
ら受信することを可能にする。線形包囲エリアアンテナ
構造110としての使用に適する模範的な同軸アンテナケ
ーブルはコネクチカット州、ノースヘブンのRadio Freq
uency Systems社によって製造されるFLEXWELL放射ケー
ブルである。さらに市場で入手できるものとして、英国
及び米国のANDREW社によって製造されるRADIAX放射同軸
ケーブルがある。線形包囲エリアアンテナ構造110が実
現される模範的な３軸アンテナケーブルはコネクチカッ
ト州、ウォリングフォードのTimes Microwave Systems
社によって製造されるnu−TRAC3軸アンテナケーブルで
ある。

基地局100内において、アナログトランスミッタ120は
線形包囲エリアアンテナ構造110による送信のためのフ
ォワードリンクRF信号を生成する。フォワードリンクRF
信号はデュプレクサ140によって線形包囲エリアアンテ
ナ構造110に結合されている。同様にして、（図示せ
ぬ）遠隔ユニットから線形包囲エリアアンテナ構造110
によって受信したリバースリンクRF信号は、デュプレク
サ140によってアナログレシーバ150に渡される。アナロ
グレシーバ150は到来するリバースリンクRF信号を受信
して処理する。

線形包囲エリアアンテナ構造110は同じリバースリン
クRF信号のマルチパス成分を受信する。上記の特許及び
共に係属中の特許出願は1.25MHz帯域を用いたCDMA変
調、多重形態のダイバーシチ、送信パワー制御を用いる
セルラ電話システムを開示している。ダイバーシチを利
用する１つの方法は、多数の復調素子が用意され、各々
は異なるパスを通ることで異なる遅延を有する信号を受
信可能な“rake"くま手状レシーバアーキテクチャであ
る。

本発明において、線形包囲エリアアンテナ構造110に
照射される信号間で、自然発生及び設計により発生する
マルチパスダイバーシチは、基地局100内のくま手状レ
シーバ160を組み込むことによって利用される。アナロ
グレシーバ150に結合されたくま手状レシーバ160は少な
くとも１つの復調素子（図示せず）を含む。しかしなが
ら、くま手状レシーバ160が持つ機能を最大に活用する
ためには、２つ以上、例えば３又は４個の復調素子を用
いることが望ましい。くま手状レシーバの例示的実施形
態のさらなる詳細は米国特許第5103459号と米国特許第5
109390号において提供されている。

図1Bにおいて、図1Aのブロック図は地理的側面を含め
るために図1Bにおいて拡大される。図1Bにおいて、線形
包囲エリアアンテナ構造110′は移動端末によって送信
される信号のダイバーシチ受信を確立するべく配置され
ている。そのような線形包囲エリアアンテナ構造110′
の非線形配置は路地又はビルディングの平行なホール内
における配置から得られる。図1Bにおいて、線形包囲エ
リアアンテナ構造110′は、従来の全方向アンテナを備
えた、第１の移動ユニット170によって送信されるリバ
ースリンク信号が第１及び第２のアンテナ素子110As′
及び110B′に照射される。同様にして、第２の移動ユニ
ット172によって送信されるリバースリンク信号は、線
形包囲エリアアンテナ構造110′の第３及び第４のアン
テナ素子110C′及び110D′に渡って受信される。第１及
び第２のアンテナ素子110A′、110B′から、及び第３及
び第４のアンテナ素子110C′及び110D′からそれそれ放
射されるフォワードリンク信号に関して、補償ダイバー
シチが第１及び第２の移動ユニット170及び172内で得ら
れる。

CDMAシステムにおいて、干渉する時間間隔が所定の信
号を変調するのに用いられる擬似ランダムノイズ（PN）
符号の単一“チップ”の周期を越える場合には、所定の
信号の遅延部分間における時間ダイバーシチが用いられ
る。すなわち、時間タイバーシチが第１の移動ユニット
170及び、第１及び第２のアンテナ素子110A′、110B′
との通信に関して維持されていることを確実にするため
には、第１及び第２のアンテナ素子110A′、110B′間に
１つ以上のPN符号チップの信号伝播遅延が存在するよう
に線形包囲エリアアンテナ構造110′が配置される。同
様にして、第２の移動ユニット172との通信に関する時
間ダイバーシチを得るためには、第３及び第４のアンテ
ナ素子110C′、110D′間の信号伝播遅延は１つのPN符号
チップの周期を越えるべきである。線形包囲エリアアン
テナ構造110′が、非線形配置の第１及び第２のアンテ
ナ素子110A′及び110B′間に少なくとも1PN符号チップ
の遅延を獲得しない場合には、必要不可欠なダイバーシ
チ遅延を得るために、遅延素子が線形包囲エリアアンテ
ナ構造110′内に配置される。図1Bの実施形態はリバー
スリンク及びフォワードリンク信号のパワーを増幅する
ために１つ以上の増幅モジュール176を選択的に含む。
各増幅器モジュール176は、フォワードリンク増幅器182
及び第１の遅延素子184さらにはリバースリンク増幅器1
86及び第２の遅延素子188に接続された一対のデュプレ
クサ178及び180を含む。デュプレクサ178及び180はリバ
ースリンク周波数帯域内において、リバースリンク増幅
器186からの、及びリバースリンク増幅器186へのリバー
スリンク信号を結合するとともに、フォワードリンク周
波数帯域内において、ファワードリンク増幅器182から
の、及びリバースリンク増幅器182へのリバースリンク
信号を結合する。線形包囲エリアアンテナ構造110′が
比較的長い場合に、フォワード及びリバースリンク増幅
器182及び186は十分な信号パワーレベルを維持する役目
を有する。CDMAシステムにおいて、第１及び第２の遅延
素子184及び188は各々、増幅器モジュール176の両側に
おける線形包囲エリアアンテナ構造110′の部分による
信号のダイバーシチ送信及び受信を確実にするのに十分
な遅延（例えば、1PN符号チップに相当する遅延）を提
供する。他の実施形態においては、付加的応用及び増幅
器モジュール176の二重機能なしに、パッシブ遅延素子
が線形包囲エリアアンテナ構造110′内に付加される。

本発明の他の好ましい実施形態においては、二重組の
線形包囲エリアアンテナ構造が単一の線形包囲エリアア
ンテナ構造によってときに被るサービス品質の低下を緩
和するのに用いられる。上記した'472特許のシステムに
おいては、マルチパスフェージングの影響は、移動ユニ
ットが第１の離散アンテナに対して接近した位置に配置
され、かつ、他の遠距離の離散アンテナからはるかに遠
くの位置に配置されているときには、サービスの一時的
な低下を引き起こす。この条件下で移動ユニットは第１
の離散アンテナと通信するのに十分だが、遠くの離散ア
ンテナと信頼性をもって通信するには不十分なパワーを
送信する。このような条件下で、移動ユニットは第１の
離散アンテナに関して急激にひどいマルチパスフェード
を受け、第１の離散アンテナでの低減した信号レベル及
び遠隔の離散アンテナでの低信号レベルはサービスの低
下を引き起こす。基地局及び移動ユニット間の通信は、
パワー制御ループが移動ユニットからの送信パワーを増
加させるまで、あるいは、移動ユニット環境がマルチパ
スフェージングを和らげるように変化するまで、やや最
適なものとなる。上記したように、そのようなやや最適
なパフォーマンスは、共に係属中の特許出願第08/11239
2号に記載された方法で２つの離散アンテナを各ノード
に配置することで相殺することが可能である。２つの配
置された離散アンテナは、それらがマルチパスフェージ
ングにおいて独立性を示すとともに、信号レベルが移動
ユニットに関して類似するほどに十分近い位置に配置さ
れている。すなわち、移動ユニットが１つのアンテナに
関してフェードを受ける場合には、他の配置されたアン
テナが同様のパワー要件の信頼性あるパスを提供する。

二重組の離散アンテナを用いるよりも、好ましい実施
形態において、本発明は、線形包囲エリアアンテナシス
テムを形成するべく、実質的に重複する包囲エリアとと
もに配置された一対の線形包囲エリアを提供することに
よって、マルチパスフェージングの存在下で強固なパフ
ォーマンスを達成する。一対の線形包囲エリアアンテナ
構造は、各線形包囲エリアアンテナ構造が包囲エリア内
の移動ユニットから同様のパワー要件を有するが、各々
が同じ移動ユニットに関して独立したフェージングを提
供するように配置されている。線形包囲エリアアンテナ
構造は概して１及び10波長だけ離して配置され、好まし
い実施形態ではパスダイバーシチを得るとともに、フェ
ージングの独立性を得るために、約５波長（すなわち、
提案されている約1800MHzのパーソナル通信システム（P
CS）の周波数において約30インチ）だけ離して配置され
る。

図２は、リバースリンク信号の受信において空間ダイ
バーシチを提供するように配置された線形包囲エリアア
ンテナシステムを示している。図２において、基地局20
0は第１の線形包囲エリアアンテナ構造210に対して信号
を供給するとともに、第１の線形包囲エリアアンテナ構
造210からの信号を受信する。さらに、基地局200は第２
の線形包囲エリアアンテナ構造212からも信号を受信す
る。第１及び第２の線形包囲エリアアンテナ構造210、2
12は上記した利点を提供するべく配置されている。好ま
しい実施形態では２つの線形包囲エリアアンテナ構造を
使用するが、本発明の範囲内で３つ、あるいはそれ以上
のものが使用される。さらに、図1Bの地理的側面は第１
又は第２の線形包囲エリアアンテナ構造210、212dの両
方、あるいはいずれかに組む込むことができる。同様に
して増幅器モジュール176は第１又は第２の線形包囲エ
リアアンテナ構造210又は212の両方、あるいはいずれか
に組み込むことができる。

基地局200内で、アナログトランスミッタ220は線形包
囲エリアアンテナ構造210による送信のためのフォワー
ドリンクRF信号を生成する。フォワードリンクRF信号は
デュプレクサ240によって第１の線形包囲エリアアンテ
ナ構造210に結合されている。同様にして、移動ユニッ
ト（図示せず）から線形包囲エリアアンテナ構造210に
よって受信されたリバースリンクRF信号は、デュプレク
サ240によって第１のアナログレシーバ250に渡される。
くま手状レシーバ270は（図示せぬ）少なくとも１つの
復調素子を含み、好ましくは２つ以上の復調素子を含
む。

同様にして、第２の線形包囲エリアアンテナ構造212
によって受信されたリバースリンクRF信号は第２のアナ
ログレシーバ260によって処理される。第２のくま手状
レシーバ280は第２の分散アンテナ構造212から第２のア
ナログレシーバ260によって受信された信号を処理す
る。くま手状レシーバ280は（図示せぬ）少なくとも１
つの復調素子を含み、好ましくは２つ以上の復調素子を
含む。

ダイバーシチ結合器284及び復号回路284に対して、第
１及び第２のくま手状レシーバ270及び280の出力が提供
される。ダイバーシチ結合器及び復号回路284は第１及
び第２のくま手状レシーバ270及び280の出力を結合して
復号する。復号されたデータはデジタルベースバンド回
路（図示せず）内でさらに処理される。図２の実施形態
により得られるデジタルビットの組み合せはいくつかの
利点を有する。これらは例えば、コヒーレントな結合及
び移動ユニットからのパワーレベルの変動の低減により
エラーレートが減少することを含む。これらの要因の両
方はより高い容量及び改善されたシステムパフォーマン
スにつながる。

図３において、フォワードリンク信号に関してダイバ
ーシチを提供する線形包囲エリアアンテナシステムのブ
ロック図が示されている。リバースリンクに関するダイ
バーシチが２つの線形包囲エリアアンテナ構造の物理的
分離によって提供される。好ましい実施形態において、
各線形包囲エリアアンテナ構造からの信号がRFにおいて
結合されないように、各線形包囲エリアアンテナ構造は
異なるレシーバに結合されている。すなわち、各線形包
囲エリアアンテナ構造からの信号は解決すべく1PNチッ
プ時間以上遅延される。各線形包囲エリアアンテナ構造
に対する移動ユニットからの遅延が同じならば、各線形
包囲エリアアンテナ構造からの信号は解決される。しか
しながら、フォワードリンクについては同様のことが言
えない。移動ユニットは概して経済的、人間工学上、実
装の観点から、２つのアンテナ及び２つの分離したRF/
アナログレシーバを備えていない。すなわち、同じフォ
ワードリンク信号が各線形包囲エリアアンテナ構造から
送信されたならば、各線形包囲エリアアンテナ構造から
の信号を受信する移動ユニットは、最小の1PNチップ時
間だけ分離されるなら、２つの信号のみを解決する。
（移動ユニットアーキテクチャのさらなる詳細は以下に
示される）。したがって、移動ユニットで二重レシーバ
パスを提供することなしに、上記したダイバーシチ特性
を有するフォワードリンクを提供することが望ましい。

１つの優れた解決は、信号が移動ユニットによって受
信されたとき、その信号に、各線形包囲エリアアンテナ
構造からの信号を解決する能力が備えられるように、フ
ォワードリンクの送信パスにダイバーシチを提供するこ
とである。送信ダイバーシチは、他の線形包囲エリアア
ンテナ構造から送信された信号と異なり、線形包囲エリ
アアンテナ構造の１つから送信される信号を遅延させる
ことによって得られる。２つの信号間に遅延を導入する
ことによって、同じ自然な遅延を有する各線形包囲エリ
アアンテナ構造からの信号を受信する移動ユニットは、
導入された遅延により２つの信号を解決することができ
る。フォワードリンクに関して導入されたそのようなタ
イバーシチを有する実施形態が図３に示されている。図
２及び３の実施形態間の類似性が与えられたとき、図２
に示されるものに対応する構造を識別するためにプライ
ム符号付きの参照番号が図３において用いられる。

図３の基地局200′はアナログトランスミッタ220′か
らの信号を分割するためのパワー分割器290を含む。パ
ワー分割器290によって出力される信号成分の１つは第
１の高パワー増幅器（HPA）によって増加され、増幅さ
れた出力は線形包囲エリアアンテナ構造210′による送
信のためにデュプレクサ240′に供給される。第１及び
第２の線形包囲エリアアンテナ構造210′及び212′によ
って放射される信号間に時間ダイバーシチが存在するこ
とを確実にするのに十分な遅延（例えば1PNチップ）を
導入するための遅延素子292に対して他の信号成分が提
供される。1.25MHzの一般的なPNチップレートに対し
て、遅延素子292によって提供される遅延は0.5から３マ
イクロ秒の範囲である。遅延素子292からの遅延信号は
第２のHPA293によって増幅され、増幅された出力はデュ
プレクサ294によって第２の線形包囲エリアアンテナ構
造212′に結合される。上記したアンテナシステムによ
って提供されるパス及び時間ダイバーシチの結果、移動
ユニットの多重復調素子アーキテクチャは各線形包囲エ
リアアンテナ構造からの信号を別個に復調できる。

移動ユニットは１つ又はそれ以上のデータ復調素子と
サーチャ素子（searcher element）とを含む。サーチャ
素子は時間ドメインを走査して存在するパスの種類とパ
スの大きさを決定する。次に、最も最適な利用可能パス
を進む信号を復調するべく、利用可能な復調素子が割り
当てられる。

図４は一般的なCDMA移動ユニットをブロック図の形態
で示している。移動ユニットはデュプレクサ302を介し
てアナログレシーバ304及び送信パワー増幅器306に結合
されたアンテナ300を含む。アナログレシーバ304は増幅
及び周波数ダウンコンバージョンのためにデュプレクサ
302からのRF周波数信号を受信する。くま手状レシーバ3
12のサーチャ素子314とともに、信号がろ過され、デジ
タル化され、復調素子310A〜310Nに供給される。アナロ
グレシーバ304及びくま手状レシーバ312のさらなる具体
的実施形態の詳細は米国特許第5103459号及び米国特許
第5109390号に示されている。

アナログレシーバ304はまた、移動ユニットの送信パ
ワーを調整するのに用いられるパワー制御機能を実行す
る。アナログレシーバ304は送信パワー制御回路308に供
給されるアナログパワー制御信号を生成する。

アナログレシーバ304の出力で、復調素子310A−310N
及びサーチャ素子314に供給されるデジタル化信号は、
基地局パイロット信号とともに、他の移動ユニットに用
いるべく多くの進行中の呼信号を含む。各復調素子310A
−310Nは同じフォワードリンク信号の異なるダイバーシ
チ信号を復調するべく割り当てられる。信号内のダイバ
ーシチは自然に発生するマルチパスか又は図３に示すよ
うな線形包囲エリアアンテナ構造から得られるダイバー
シチである。復調素子310A−310Nの機能は、適当なPN系
列とサンプルとの相関をとることである。この相関プロ
セスは当技術分野で“処理利得（process gain）”とし
て知られた特性を提供し、適当なPN系列に一致する信号
の信号対干渉比を増大させるものである。相関された出
力はキャリア位相基準としての送信基地局からのパイロ
ット信号を用いて同時に検出される。この復調プロセス
の結果は符号化されたデータ符号の系列である。パイロ
ット系列を用いる復号に関連するさらなる情報は、共に
係属中の米国特許出願第08/343800号（1994年11月21日
出願、発明の名称：パイロットキャリアドットプロダク
ト回路）に開示されている。この米国出願は本発明の譲
り受け人に譲渡されている。

サーチャ素子314は制御プロセッサ316の制御の下で、
複数の周囲の基地局からのマルチパスパイロット信号を
探索するべく時間ドメインを連続的に走査する。サーチ
ャ素子314は検出された任意のパイロット信号の強度を
測定する。サーチャ素子314は一組の信号強度と、制御
プロセッサ316に対する検出された信号の時間オフセッ
トとを提供する。制御プロセッサ316は、各々が最も利
点のある信号のうち異なる１つを処理するように、復調
素子310A−310Nに制御信号を供給する。サーチャ素子の
出力に基づいて異なる信号を処理するべく復調素子を割
り当てる方法は米国特許出願第08/144902号（1993年10
月28日出願、発明の名称：多重信号を受信可能なシステ
ムにおける復調素子の割り当て）に開示されている。こ
の特許出願は本発明の譲り受け人に譲渡されている。

復調素子310A−310Nの出力はダイバーシチ結合器及び
復号回路318に供給される。ダイバーシチ結合器及び復
号回路318は復調素子319A−310Nの出力を結合して、さ
らなる処理のために総計信号（aggregate signal）を生
成する。この結合プロセスによって、システムは復調素
子310A−310Nの各々からのエネルギを加算することによ
ってダイバーシチの利点を得ることができる。結果的に
得られる総計信号ストリームはダイバーシチ結合器及び
復号回路318内に含まれるフォワードエラー補正（FEC）
復号器を用いて復号される。

ユーザデジタルベースバンド回路320は概して可変レ
ートタイプの（図示せぬ）デジタルボコーダを含む。ユ
ーザデジタルベースバンド回路320はさらにハンドセッ
ト又は他の任意のタイプの（図示せぬ）周辺装置とのイ
ンタフェースとして機能する。ユーザデジタルベースバ
ンド回路320はダイバーシチ結合器及び復号回路318から
そこに供給される情報に従って出力情報をユーザに対し
て提供する。

リバースリンクについて、ユーザアナログ音声信号は
概してユーザデジタルベースバンド回路320に対して入
力としてハンドセットを介して供給される。ユーザデジ
タルベースバンド回路320はアナログ信号をデジタルの
形態に変換する（図示せぬ）アナログ／デジタル（A/
D）コンバータを含む。デジタル信号は符号化されたと
きデジタルボコーダに供給される。ボコーダ出力は（図
示せぬ）フォワードエラー訂正（FEC）符号化回路に供
給される。エラー補正符号化の具体例としては畳み込み
符号化方法である。デジタル化された符号化信号はユー
ザデジタルベースバンド回路320から変調器322に出力さ
れる。

送信変調器322は、本実施形態ではウォルシュ符号に
基づいた64−aryの直交シグナリング方法を用いて送信
データを符号化し、PNキャリア信号に関して符号化され
た信号を変調する。制御プロセッサ316はPN系列アライ
メント情報を送信復調器322に供給する。データ変調に
関するさらなる詳細は上記した米国特許第5103459号に
開示されている。

送信変調器322はさらに、中間周波数（IF）キャリア
に関する変調のために変調された信号をアナログの形態
に変換する。送信変調器322からのIF信号出力は送信パ
ワー制御回路308に供給される。送信パワー制御回路308
はアナログレシーバ304から供給されたアナログパワー
制御信号に基づいて送信信号パワーを制御する。さら
に、パワー調整コマンドの形態で基地局によって送信さ
れた制御ビットは復調素子310A−310Nによって処理さ
れ、制御プロセッサ316に供給される。これらのコマン
ドに応答して、制御プロセッサ316は送信パワー制御回
路308に供給される第２のパワー制御信号を生成する。
レシーバ312、制御プロセッサ316、パワー制御に関する
送信パワー制御回路308の関係に関するさらなる情報は
上記した米国特許第5056109号に記載されている。

送信パワー制御回路308はパワー制御された変調信号
を送信パワー増幅器回路306に出力する。送信パワー増
幅器回路306はIF信号をRF周波数に変換する。送信パワ
ー増幅器回路306は信号を最終的出力レベルに増幅する
増幅器を含む。送信信号は送信パワー増幅器回路306か
らデュプレクサ302に出力される。デュプレクサ302は当
該信号を基地局への送信のためにアンテナ300に結合す
る。

図５は図２の模範的基地局200をより完全なブロック
図の形態で示したものである。図５において、同様の参
照番号は図２に示されたものに対応する基地局要素を識
別するのに用いられる。基地局200のレシーバシステム
はアナログレシーバ250及び260と、くま手状レシーバ27
0及び280からなる。くま手状レシーバ270は独立したサ
ーチャ素子500と復調素子510A−510Nとを含む。同様に
して、くま手状レシーバ280は独立したサーチャ素子515
及び復調素子520A−520Nを含む。図５に示すように、復
調素子510A−510N及び520A−520Nはダイバーシチ結合器
＆復号回路284に結合される。

図５において、アナログレシーバ250及び260は各々、
１つ以上の移動ユニットの送信から形成された複合信号
をデジタル化したものを出力する。サーチャ素子500及
び515は各々、個々の移動ユニットの送信のマルチパス
伝播を追跡する。各復調素子510A−510N及び520A−520N
は共通の移動ユニットからの同じ符号化されたメッセー
ジデータの特定のマルチパス伝播を復調する。アナログ
レシーバ250及び260の出力はまた、他の移動ユニットに
よって送信される信号を追跡及び復調するために他のく
ま手状レシーバに供給される。さらなる詳細について
は、例えば、上記した米国特許出願08/144902号を参照
することができる。

図５の基地局はサーチャ素子500及び515とともに、復
調素子510A−510N及び520A−520Nに結合されているCDMA
コントローラ540を含む。CDMAコントローラ540はウォル
シュ系列及び符号割り当て、信号処理、タイミング信号
発生、パワー制御及び種々の他の関連機能を提供する。

第１の線形包囲エリアアンテナ構造によって受信され
た信号はアナログレシーバ250に供給され、その後、サ
ーチャ素子500に供給される。サーチャ素子500は特定の
移動ユニットに関連した最も優れた利用可能な信号を検
出するために時間ドメインを走査する。サーチャ素子50
0は検出された信号についての情報をCDMAコントローラ5
40に供給すると、このCDMAコントローラ540はこれに応
答して処理のための適当な受信信号を選択するべく、制
御信号を発生して復調素子510A−510Nに供給する。

第２の線形包囲エリアアンテナ構造によって受信され
た信号212はアナログレシーバ260に供給され、その後、
復調素子520A−520Nに供給される。サーチャ素子515は
また、復調素子520A−520Nがくま手状レシーバ270と同
様の方法で特定の移動ユニットに関連する最も優れた利
用可能な信号を追跡して処理することを確実にするため
に、受信信号についての時間ドメインを走査する。復調
素子510A−510N及び520A−520Nは次にダイバーシチ結合
器及び復号回路284による最適なパフォーマンスのため
に処理される。

図５において、サーチャ素子500及び復調素子510A−5
10Nはアナログレシーバ250から出力される複合信号を受
信する。単一の移動ユニットによって送信されるスペク
トル拡散信号を復号するために、適当なPN系列を生成す
る必要がある。移動ユニット信号の生成についてのさら
なる詳細は米国特許第5103459号に記載されている。

構内交換網（PBX）などの外部又は内部ネットワーク
からの信号はCDMAコントローラ540の制御の下に、適当
なボコーダ555に結合される。送信変調器535はCDMAコン
トローラ540の制御の下に、意図する受信移動ユニット
への送信のためにデータをスペクトル拡散変調する。送
信変調器535は、くま手状レシーバ270及び280が割り当
てられる特定の移動ユニットへの送信のためにデータを
符号化して変調するべく割り当てられる。送信変調器53
5は一組の直交符号から選択された直交符号でボコーダ
データを変調し、その後、PN拡散符号によって変調され
る。PN拡散信号は次にアナログ形態に変換されて、送信
パワー制御回路550に供給される。

CDMAコントローラ540の制御下の送信パワー制御回路5
50は信号の送信パワーを制御する。回路550の出力は加
算器560に供給され、そこで、他の移動ユニットに対応
する送信変調器／トランスミッタパワー制御回路の出力
と加算される。加算器560の出力はアナログトランスミ
ッタ220に供給される。アナログトランスミッタ220は基
地局包囲エリア内の移動ユニットに対する放射のために
線形包囲エリアアンテナシステムを介して出力のための
信号を増幅する。図５の例示的な送信回路についての詳
細は米国特許第5103459号に記載されている。

図５はさらにパイロット／制御チャンネル発生器及び
送信パワー制御回路545を示している。CDMAコントロー
ラ540の制御下の回路545はパイロット信号のパワー、同
期チャンネル、アナログトランスミッタ220に結合する
ためのページングチャンネルを生成して制御する。

図６は、探索、復調、結合、復号機能のための、セル
サイトモデム（CSM）特定用途向け集積回路（ASIC）チ
ップ580を組み込む基地局のアーキテクチャを示してい
る。図６において、同様の参照番号は図５に示すものに
対応する機能素子を識別するのに用いられる。CSM ASI
Cチップ580は、共に係属中の米国特許出願第08/316177
号（1994年９月30日出願、発明の名称：スペクトル拡散
多重接続通信システムのためのマルチパスサーチプロセ
ッサ）に記載されている。この特許出願は本発明の譲り
受け人に譲渡されている。簡単に述べると、サーチャエ
ンジン584は、アナログレシーバ250及び260の出力を監
視することによって特定の移動ユニットに関連する最も
優れた利用可能な時間ドメインを識別する。この情報は
CDMAコントローラ540に供給される。CDMAコントローラ5
40は、復調素子510A−510Nを、どちらが最も優れた利用
可能信号を生成しているかに応じて、アナログレシーバ
250又は260に結合するべくインタフェーススイッチ226
に指令する。したがって、図６のアーキテクチャは各復
調素子510A−510Nを最も優れた信号を提供するアナログ
レシーバに結合可能にするべく効率を増大する。

図６をより詳細に述べると、アナログレシーバ250及
び260はRF信号を処理してその信号をデジタルビットに
変換する。アナログレシーバ250及び260は各々、最終的
に得られるろ過されたビットストリームをインタフェー
ススイッチ226に供給する。インタフェーススイッチ226
は、CDMAコントローラ540の制御の下に、一方または両
方のアナログレシーバ250及び260からのろ過されたビッ
トストリームを復調素子510A−510N及びサーチャエンジ
ン585に結合する。

図６の好ましい実施形態は、アナログレシーバ250及
び260がデジタル信号を生成し、かつ、インタフェース
スイッチ226がデジタル信号ルーティング装置であるCSM
ASIC実装を示している。しかしながら、この信号ルー
ティング機能はアナログ的な方法によっても実現するこ
とができる。そのようなアナログ実装においては、アナ
ログレシーバ250及び260はインタフェーススイッチ226
に対するデジタル信号ではなく、アナログ信号を渡すべ
く構成される。同様にして、インタフェーススイッチ22
6はアナログ信号を適当な復調素子に供給するのに適し
たアナログ回路を組み込む。この構成においては、アナ
ログ／デジタル変換はさらなる処理に先立って各復調素
子内で起こる。

図６に示すように、復調素子510A−510NはCDMAコント
ローラ540によって制御される。CDMAコントローラ540は
各復調素子510A−510Nを、アナログレシーバ250又は260
に動作可能に結合された線形包囲エリアアンテナ構造の
いずれかによって受信された単一の移動ユニットからの
複数の情報信号の１つに割り当てる。復調素子510A−51
0Nは各々、単一の移動ユニットからのデータの推定を表
すデータビットのストリームを生成する。効率的なデジ
タルデータレシーバアーキテクチャは共に係属中の米国
特許出願第08/372632号（1995年１月13日出願、発明の
名称：スペクトル拡散多重接続通信システムのためのセ
ルサイト復調アーキテクチャ）に記載されている。

ダイバーシチ結合器及び復号回路284は、移動ユニッ
トから受信したデータの単一の推定を生成するべく、各
復調素子510A−510Nからのビットストリームを結合す
る。この結合は、例えば、共に係属中の米国特許出願第
08/083110号（1993年６月24日出願、発明の名称：二重
最大メトリック発生プロセスを用いたノンコヒーレント
なレシーバ）に記載されている。この出願は特に、ソフ
トデシジャンデータの総計を生成するべく設計されたノ
ンコヒーレントなレシーバを記載している。そのような
ノンコヒーレントなレシーバが用いられる場合には、ダ
イバーシチ結合器及び復調回路284は概してソフトデシ
ジャンデータの総計を復号するためのビダビ復号器を含
む。復号された符号は連続的に結合されてさらなる処理
のためにボコーダ555に渡される。

好ましい実施形態の前記の記載は当業者が本発明を製
造又は使用することを可能にするために提供される。こ
れらの実施形態に対する種々の変更は当業者に明らかで
あり、ここに定義された一般的な原理は新規の能力を用
いることなしに他の実施形態に提供される。すなわち、
本発明はここに示された実施形態に限定されるものでは
なく、ここに開示された原理と新規な特徴に従って最大
の範囲が与えられるべきである。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｑ 7/36 Ｈ０４Ｂ 7/26 Ｄ (56)参考文献 特開 昭58−15341（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−286027（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−102815（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−114043（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−62416（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−27540（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−113544（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04J 13/02 H01Q 13/22 H04B 7/26

Claims (28)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】デジタル的に変調されたスペクトル拡散通
   信信号を用いて少なくとも１つの遠隔端末が基地局と通
   信を行なうスペクトル拡散多重接続通信システムにおい
   て、前記基地局はアンテナシステムを有し、このアンテ
   ナシステムは、 第１の線形カバーエリアアンテナ構造と、 第２の線形カバーエリアアンテナ構造と、 前記基地局と前記第１及び第２の線形カバーエリアアン
   テナ構造との間で前記スペクトル拡散通信信号を結合す
   るアンテナインターフェイス手段とを具備し、 前記アンテナインターフェイス手段は、前記第１及び第
   ２の各線形カバーエリアアンテナ構造による送信のため
   に、前記スペクトル拡散通信信号の１つを第１及び第２
   の時間オフセット信号成分に分割するための手段を具備
   するアンテナシステム。
2. 【請求項２】前記アンテナインタフェイス手段は、第１
   及び第２のデュプレクサを含み、この第１及び第２のデ
   ュプレクサは各々、前記基地局のアナログ送信機と前記
   第１及び第２の線形カバーエリアアンテナ構造との間に
   介在されている請求の範囲第１項記載のアンテナシステ
   ム。
3. 【請求項３】前記アンテナインタフェイス手段は、スプ
   リッタ及び遅延ネットワークを含み、前記通信信号は所
   定の擬似ランダムノイズ（PN）拡散符号に従ったスペク
   トル拡散変調情報信号によって生成され、各擬似ランダ
   ムノイズ（PN）拡散符号は、それぞれ所定のチップ期間
   を有する２進チップの所定のシーケンスからなり、前記
   スプリッタ及び遅延ネットワークは前記第１及び第２の
   時間オフセット信号成分間に少なくとも１チップ期間の
   遅延を与えることを特徴とする請求の範囲第２項記載の
   アンテナシステム。
4. 【請求項４】前記第１及び第２の線形カバーエリアアン
   テナ構造は各々第１及び第２の漏洩同軸アンテナを具備
   する請求の範囲第１項記載のシステム。
5. 【請求項５】システムユーザが基地局を介して遠隔シス
   テムユーザと通信を行なうデジタル通信システムにおい
   て、前記遠隔システムユーザは無線リンクを介して前記
   基地局と通信を行ない、前記基地局は、 第１の線形カバーエリアアンテナ構造と、 第２の線形カバーエリアアンテナ構造と、 スペクトル拡散変調システムユーザ情報信号によって遠
   隔ユーザ向けのスペクトル拡散信号を生成する送信手段
   と、 前記遠隔ユーザ向けのスペクトル拡散信号を前記第１及
   び第２の線形カバーエリアアンテナ構造に供給するアン
   テナインターフェイス手段とし、 前記アンテナインターフェイス手段は、前記第１及び第
   ２の線形カバーエリアアンテナ構造によって各々送信さ
   れた前記遠隔ユーザ向けのスペクトル拡散信号の成分間
   に所定の時間遅延を導入するための手段を含む基地局。
6. 【請求項６】前記第１のアンテナ構造から結合された第
   １の総計スペクトル拡散信号を復調するための第１の手
   段をさらに具備し、前記第１の総計スペクトル拡散信号
   は前記第１の線形カバーエリアアンテナ構造によって受
   信される複数のシステムユーザ向けのスペクトル拡散信
   号から構成されている請求の範囲第５項記載の基地局。
7. 【請求項７】前記第２のアンテナ構造から結合された第
   ２の総計スペクトル拡散信号を復調するための第２の手
   段をさらに具備し、前記第２の総計スペクトル拡散信号
   は前記第２の線形カバーエリアアンテナ構造によって受
   信される複数のシステムユーザ向けのスペクトル拡散信
   号から構成されている請求の範囲第６項記載の基地局。
8. 【請求項８】前記システムユーザ情報信号は所定の擬似
   ランダムノイズ（PN）拡散符号に従ってスペクトル拡散
   変調され、各疑似ランダムノイズ（PN）拡散符号は各々
   が所定のチップ期間を有する２進チップの所定シーケン
   スからなり、前記所定の時間遅延は少なくとも１チップ
   期間である請求の範囲第５項記載の基地局。
9. 【請求項９】前記第１及び第２の線形カバーエリアアン
   テナ構造はそれぞれ、第１及び第２の漏洩同軸アンテナ
   を具備している請求の範囲第５項記載の基地局。
10. 【請求項１０】前記第１及び第２の線形カバーエリアア
    ンテナ構造はその長手方向の寸法に沿って実質的に連続
    的に電磁エネルギを放射するように配置されている請求
    の範囲第５項記載の基地局。
11. 【請求項１１】順方向リンクスペクトル拡散変調情報信
    号を送信し、逆方向リンクスペクトル拡散変調情報信号
    を受信するためのシステムであって、前記順方向及び逆
    方向リンクスペクトル拡散変調情報信号は擬似ランダム
    ノイズ符号を有するスペクトル拡散変調情報信号によっ
    て生成され、各所定の擬似ランダムノイズ符号はそれぞ
    れ予め定められたチップ期間を有する符号チップの所定
    のシーケンスからなり、前記システムは、 線形カバーエリアを有する第１のアンテナ構造と、 線形カバーエリアを有する第２のアンテナ構造と、 前記順方向リンクスペクトル拡散変調情報信号を前記第
    １及び第２の線形カバーエリアアンテナ構造に供給する
    アンテナインターフェイス手段とを具備し、 前記アンテナインターフェイス手段は、前記第１及び第
    ２のアンテナ構造によってそれぞれ送信される前記順方
    向リンクスペクトル拡散変調情報信号の成分間の前記所
    定のチップ期間の少なくとも１つに等しい遅延を導入
    し、前記第１のアンテナ構造の前記線形カバーエリアと
    前記第２のアンテナ構造の前記線形カバーエリアとは実
    質的に重複しているシステム。
12. 【請求項１２】複数の復調素子をさらに具備し、前記複
    数の復調素子の第１の素子は前記第１のアンテナ構造か
    らの前記逆方向リンクスペクトル拡散信号の第１の成分
    を受信し、前記複数の復調素子の第２の素子は前記第２
    のアンテナ構造からの前記逆方向リンクスペクトル拡散
    信号の１成分を受信する請求の範囲11項記載のシステ
    ム。
13. 【請求項１３】前記復調素子の前記第１及び第２の素子
    はそれぞれ共通の遠隔ユーザからの信号を復調し、前記
    復調素子の前記第１の素子の出力と前記復調素子の前記
    第２の素子の出力とを結合するためのタイバーシチ結合
    器をさらに具備している請求の範囲第12項記載のシステ
    ム。
14. 【請求項１４】前記共通遠隔ユニットからの多重受信信
    号を識別するためのサーチャエンジンをさらに具備して
    いる請求の範囲第13項記載のシステム。
15. 【請求項１５】前記複数の復調素子の第３の素子を前記
    第１のアンテナ構造からの前記逆方向リンクスペクトル
    拡散信号の前記成分に結合するか、又は、前記第２のア
    ンテナ構造からの前記逆方向リンクスペクトル拡散信号
    の前記成分に結合するためのインタフェーススイッチを
    さらに具備している請求の範囲第12項記載のシステム。
16. 【請求項１６】前記第１のアンテナ構造は漏洩同軸ケー
    ブルである請求の範囲第11項記載のシステム。
17. 【請求項１７】前記第１のアンテナ構造は３軸の同軸ケ
    ーブルである請求の範囲第11項記載のシステム。
18. 【請求項１８】前記実質的な重複区域内に配置された遠
    隔ユニットをさらに具備し、前記遠隔ユニットは、前記
    第１のアンテナ構造によって送信された前記順方向リン
    クスペクトル拡散変調情報信号の前記成分内で選択され
    た順方向リンク信号を復調するとともに、前記第２のア
    ンテナ構造によって送信された前記順方向リンクスペク
    トル拡散変調情報信号の前記成分内で前記選択された順
    方向リンク信号を復調するための複数の復調素子を具備
    している請求の範囲第11項記載のシステム。
19. 【請求項１９】デジタル的に変調されたスペクトル拡散
    通信信号を用いて少なくとも１つの遠隔端末が基地局と
    通信を行なうスペクトル拡散多重接続通信システムにお
    いて、前記デジタル的に変調されたスペクトル拡散通信
    信号の分散された送信を行なう方法において、 第１の線形カバーエリアアンテナ構造を提供し、 第２の線形カバーエリアアンテナ構造を提供し、 前記基地局からの前記スペクトル拡散通信信号を異なる
    時間遅延の第１及び第２の信号成分に分割し、前記スペ
    クトル拡散通信信号の前記第１及び第２の信号成分を前
    記第１及び第２の線形カバーエリアアンテナ構造に結合
    するステップを有する方法。
20. 【請求項２０】前記通信信号は所定の擬似ランダムノイ
    ズ（PN）拡散符号に従ったスペクトル拡散変調情報信号
    によって生成され、各擬似ランダムノイズ（PN）拡散符
    号はそれぞれ所定のチップ期間に有する２進チップの所
    定のシーケンスからなり、少なくとも１チップ期間程度
    の異なる時間遅延の前記第１及び第２の信号成分間に遅
    延を提供するステップをさらに含む請求の範囲第19項記
    載の方法。
21. 【請求項２１】システムユーザが基地局を介して遠隔シ
    ステムユーザと通信を行ない、前記遠隔システムユーザ
    は無線リンクを介して前記基地局と通信を行なうデジタ
    ル通信システムにおいて、前記基地局でスペクトル拡散
    通信信号の分散された送信及び受信を行なう方法であっ
    て、 第１の線形カバーエリアアンテナ構造を提供し、 第２の線形カバーエリアアンテナ構造を提供し、 スペクトル拡散変調ユーザ情報信号によって前記スペク
    トル拡散信号の遠隔ユーザ向けの信号を生成し、 前記スペクトル拡散信号の前記遠隔ユーザ向けの信号を
    前記第１及び第２の線形カバーエリアアンテナ構造に供
    給し、前記第１及び第２の線形カバーエリアアンテナ構
    造によってそれぞれ送信される前記スペクトル拡散信号
    の前記遠隔ユーザ向けの信号の成分間に予め定められた
    時間遅延を各々導入するステップを具備する方法。
22. 【請求項２２】前記第１のアンテナ構造から結合された
    第１の総計スペクトル拡散信号を復調するステップをさ
    らに含み、前記第１の総計スペクトル拡散信号は、前記
    第１の線形カバーエリアアンテナ構造によって受信され
    た前記スペクトル拡散信号の複数のシステムユーザ向け
    の信号から構成されている請求の範囲第21項記載の方
    法。
23. 【請求項２３】前記第２のアンテナ構造から結合された
    第２の総計スペクトル拡散信号を復調するステップをさ
    らに含み、前記第２の総計スペクトル拡散信号は、前記
    第２の線形カバーエリアアンテナ構造によって受信され
    た前記スペクトル拡散信号の複数のシステムユーザ向け
    の信号から構成されている請求の範囲第22項記載の方
    法。
24. 【請求項２４】前記第１及び第２の線形カバーエリアア
    ンテナ構造は実質的に重複するカバーエリアを維持しな
    がら、前記スペクトル拡散通信信号の波長よりも大きい
    距離だけ分離されている請求の範囲第21項記載の方法。
25. 【請求項２５】デジタル的に変調されたスペクトル拡散
    通信信号を用いて少なくとも１つの遠隔端末が基地局と
    通信を行なうスペクトル拡散多重接続通信システムにお
    いて、前記基地局はアンテナシステムを有し、このアン
    テナシステムは、 デジタル的に変調されたスペクトル拡散通信信号を伝送
    し、第１のセグメントカバーエリアを有する第１のセグ
    メントと第２のセグメントカバーエリアを有する第２の
    セグメントからなる第１の線形カバーエリアアンテナ構
    造と、 前記第１のセグメントと前記第２のセグメントとの間に
    配置され、前記第１のセグメントによって伝送された前
    記デジタル的に変調されたスペクトル拡散通信信号と、
    前記第２のセグメントによって伝送された前記デジタル
    的に変調されたスペクトル拡散通信信号との間に遅延を
    与える直列素子とを具備しているアンテナシステム。
26. 【請求項２６】前記直列素子は前記デジタル的に変調さ
    れたスペクトル拡散通信信号の増幅を行う請求の範囲第
    25項記載のアンテナシステム。
27. 【請求項２７】前記第１のセグメントカバーエリアと前
    記第２のセグメントカバーエリアとは重複している請求
    の範囲第25項記載のアンテナシステム。
28. 【請求項２８】前記第１及び第２のカバーエリアの前記
    重複区域内に配置された遠隔ユニーツトをさらに具備
    し、前記遠隔ユニットは、前記第１のセグメントによっ
    て伝送された前記デジタル的に変調されたスペクトル拡
    散通信信号内の選択された順方向リンク信号を復調する
    とともに、前記第２のセグメントによって伝送された前
    記デジタル的に変調されたスペクトル拡散通信信号内で
    前記選択された順方向リンク信号を復調する複数の復調
    素子を具備している請求の範囲第27項記載のアンテナシ
    ステム。