CN1080526C - 数字移动无线通信装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种移动无线通信装置，能够稳定地实现同无线基地局的连接，同时，在其后能够稳定地进行无线通信。
在第一接收方式下，以接收灵敏度超出第一阈值为条件进行同步确立动作，在第二接收方式下，以接收灵敏度超出小于第一阈值的第二阈值为条件进行同步维持动作。

Description

数字移动无线通信装置
本发明涉及移动无线通信装置，特别是涉及适用于在时分多址(TDMA)方式的数字移动无线通信系统中进行通信的移动无线通信装置。
在TDMA(时分多址)方式的无线通信系统中，在同一频率上时分传输多个无线终端的信号。例如，在4信道多重TDMA方式中，通过把1帧分割成4个时隙，在1个时隙上运载1个无线移动终端的信号，而以同一频率传输最多4台的无线终端的信号。
因而，在接收侧，通过与发射侧的时隙同步来进行帧周期的接收，而仅接收通信对方的无线终端的信号。即，在这种数字通信系统中，基地局或容纳基地局的网规定上述帧和时隙等的TDMA定时，移动局与该定时同步工作。
但是，在电源接通之后或从无线服务区域圈外移动到圈内之后的移动局中，由于接收时钟不与基地局的发射时钟同步，所以TDMA定时不能确定。由此，移动局首先要连续接收(非同步接收)相应的频率而等待来自基地局的信号。
在来自基地局的信号中包含重复进行特性曲线的引导程序位，移动局接收该信号而再生基地局的发射时钟，进行把自己的接收时钟与之同步的接收时钟的导入工作。
在来自基地局的信号中包含同步位，移动局以与基地局同步后的接收时钟来接收该同步位。从预先规定的帧构成和接收的同步位的位置，移动局完成掌握基地局的TDMA定时的同步建立工作，在此之后，转换到仅同步接收该基地局发射的时隙。
在同步接收时，进行维持接收时钟的微调和同步位接收所产生的TDMA定时的同步维持工作。
因此，在上述的非同步接收中，如果移动局把噪声误识别为来自基地局的信号而予以接收，则移动局就转换到由错误的TDMA定时所产生的同步接收中。其结果，重复进行没有接收理由的同步接收，通过一定次数的接收失败后同步开始检测到偏移，而返回到非同步接收。
由此，在确立与基地局的同步并能够进行通信之前就已经过了相当的时间。特别是，由于噪声是随机的特性曲线，因而发生这种误动作的概率相当高。
为了防止这种情况，在现有的无线通信系统中，设有这种装置：在非同步接收时，监视从移动局的无线接受机输出的RSSI(Received Signal Strength Indicater：接受信号强度表示)信号的电平，仅在其超出阈值而判定为具有接收灵敏度期间进行接收时钟的引入动作和同步确立。
在同步接收中，为了避免出现移动局接受噪声代替来自基地局的信号而发生误动作，在移动局中设有这种装置：一直监视RSSI信号的电平，仅在其超出阈值期间进行同步维持。
即，在现有的无线通信系统中，把从移动局的无线接受机输出的RSSI信号输入模拟信号比较器，输出与决定接收灵敏度有无的阈值的比较结果，由该输出信号控制同步确立和同步维持的ON/OFF。
图4表示这种无线通信系统的移动局的一般结构。图4所示的移动局是第二代无绳电话系统的移动局，在接收部采用双超外差振荡器方式。
即，在图4中，由天线100接收的接收信号通过天线开关(天线SW)、接收放大器102而加给接收第一中频混频器(接收第一混频器)103，在此，与未图示的第一本机振荡器的输出进行混频而变换成第一中频信号，然后，该第一中频信号被加给接受第二中频混频器(接收第二混频器)104，在此，与未图示的第二本机振荡器的输出进行混频而变换成第二中频信号，该第二中频信号由第二中频放大器(第二IF放大器)105进行放大，加给π/4移位QPSK解调器106，在此进行解调后，通过信道译码器107、声音编码译码器(声音CODEC)108而加给扬声器116，作为声音输出。
从话筒117输入的声音通过声音编码译码器108、信道编码器109输入π/4移位QPSK调制器110，在此进行调制后，由数字/模拟转换器(D/A)111和112转换成模拟信号，在此之后，由直交调制器113进行调制，通过发射混频器114、发射功率放大器115、天线SW101而从天线100进行发射。
在RSSI生成部200，从第二IF放大器105的基带输出生成模拟RSSI信号。该RSSI信号加给RSSI判定部201，由该RSSI判定部201把该RSSI信号的电平同预定的阈值进行比较，判定接收灵敏度的有无，把其判定结果通知控制部202。
由控制部202根据该判定结果来控制解调部(π/4移位QPSK解调器106)和TDMA接收部(信道译码器107)的工作，在此，如果在非同步接收时就控制接收时钟的引入和同步确立的ON/OFF，而在同步接收时控制同步维持的ON/OFF。
图5表示图4所示的移动局中的RSSI判定部201的现有例。在图5中，从RSSI生成部200输出的RSSI信号被输入RSSI判定部201的模拟信号比较器CO。把由固定电阻R1和R2对电源电压进行分压而生成的阈值输入该RSSI判定部201的模拟信号比较器CO。
模拟信号比较器CO比较这两个输入信号的电平高低，把高电平的输入信号作为判定信号输出。
图6是说明上述模拟信号比较器CO中的判定工作。从RSSI生成部200输出的RSSI信号电平，在移动局的无线接收部(接收系统)的电源为OFF期间是0，而当接通电源时上升到图6所示的噪声电平。该RSSI信号电平，在移动局的无线接收部接收来自无线基地局的信号期间上升到图6所示的接收电平。当接收结束时，该RSSI信号电平再次下降到噪声电平，当关闭移动局的无线接收部的电源时，下降到0。
与此相对应，从模拟信号比较器CO输出的判定信号仅在RSSI信号电平超出图6所示的阈值的接收区间具有接收灵敏度。
即，在该无线通信系统的现有的移动局中，一直监视从RSSI生成部200输出的RSSI信号电平，仅在其超出由固定电阻R1和R2生成的单一的阈值期间进行接收时钟的引入、同步确立、同步接收工作。
因此，在移动局以非同步接收搜索基地局时，当找到接收电平低的基地局并进行连接后，在其后的同步接收下的同步维持变得困难，而具有在过程中变成不能通信的可能性。所以，为了防止这种情况，就需要把决定非同步接收的接收时钟引入和同步确立的ON/OFF的RSSI信号电平的阈值设定在高值上。
另一方面，为了延长转换到同步接收后的可通信距离，即使来自基地局的信号电平某种程度上变弱也必须维持同步，就需要把决定同步接收中的同步维持的ON/OFF的RSSI信号电平的阈值最大限度地抑制在低值上。
这样，在非同步接收与同步接收中，对RSSI信号电平的阈值的要求是完全相反的，如图5所示那样，在仅使用1个模拟信号比较器的现有的无线通信系统中，就要对其要求作出牺牲。
即，在现有技术中，通常优先维持通话而把阈值设定在低值上，在此情况下，就提高了同接收状态不佳的无线基地局连接的可能性。
因此，本发明的目的是提供一种移动无线通信装置，能够稳定地实现同无线基地局的连接，同时能够稳定地进行无线通信。
为了实现上述目的，根据本发明的第1方面，一种数字移动无线装置，用于与基地局之间进行通信，其特征在于，它具备有：
判定对上述基地局的接收灵敏度超过第一阈值的第一判定电路；
判定对上述基地局的接收灵敏度超过小于第一阈值的第二阈值的第二判定电路；
在上述第一判定电路判定已超过第一阈值时，进行和上述基地局同步确立动作的实行装置；和
在上述第二判定电路正在判定超过第二阈值的期间中，维持上述已确立的同步的维持装置。
根据本发明的第2方面，一种用于在和基地局之间以时分多址方式进行数字通信的数字移动无线装置，其特征在于，具备有：
判定对上述基地局的接收灵敏度超过较高设定的第一阈值的第一判定电路；
判定对上述基地局的接收灵敏度超过较上述第一阈值设定得低的第二阈值的第二判定电路；
在上述第一判定电路判定已超过第一阈值时，进行和上述基地局同步确立动作的实行装置；和
在上述第二判定电路正在判定超过第二阈值的期间中，维持上述已确立的同步的维持装置。
根据本发明的第3方面，一种数字移动无线通信装置，用于以一边非同步接收基地局的信号一边进行与该基地局的同步确立的第一接收模式和在该同步确立后进行该同步维持动作的第二接收模式与基地局进行通信，其特征在于，它具有：
在上述第一接收模式时，以上述基地局信号的接收灵敏度超过第一阈值为条件进行和上述基地局的同步确立动作的实行装置；和
在上述第二接收模式时，以上述基地局信号的接收灵敏度超过小于第一阈值的第二阈值为条件维持上述已确立的同步的同步维持装置。
根据本发明的第4方面，一种数字移动无线通信装置，用于以时分多址方式通过和该基地局的同步确立动作的第一接收模式，和在该同步确立后，进行该同步的维持动作的第二接收模式与基地局进行通信，其特征在于，它具有：
在上述第一接收模式时，以上述基地局的信号的接收灵敏度超过第一阈值为条件进行上述与基地局的同步确立动作的实行装置；和
在上述和第二接收模式时，以上述基地局信号的接收灵敏度超过小于第一阈值的第二阈值为条件维持上述已确立的同步的同步维持装置。
根据本发明的第5方面，一种数字移动无线通信装置，其特征在于，具有：在通信开始时，连续接收基地局的信号，进行与上述基地局的同步确立动作的装置，和在通过上述装置确立同步后间断地接收上述基地局的信号来维持同步的同步维持装置，其中，所述数字移动无线装置通过所述进行同步确立动作的装置较高地设定接收电平(RSSI信号电平)的阈值，以判定上述基地局信号的接收的有无，来实行同步确立动作；和
在上述同步确立后的通信中，以较低地设定的接收电平(RSSI信号电平)的阈值，通过上述同步维持装置维持上述已确立的同步。
根据本发明的第6方面，一种数字移动无线通信系统，含有上述本发明的第1、2、3、4、5的任一方面所述的数字移动无线装置，在通信开始时移动局连续接收基地局的信号进行与上述基地局的同步确立动作，在上述同步确立动作后通过上述移动局间断接收上述基地局的信号来维持同步而进行通信，
其特征在于，上述移动局包括：判定上述基地局的信号的接收有无的接收电平(RSSI信号电平)的阈值比较高的第一判定电路；和上述RSSI信号电平的阈值比较低的第二判定电路：
在上述第一判定电路判定已超过第一阈值时，进行和上述基地局同步确立动作的实行装置；和
在上述第二判定电路正在判定超过第二阈值的期间中，维持上述已确立的同步的维持装置，
其中，在上述同步确立动作时使用上述第一判定电路来判定来自上述基地局的接收信号的有无，在上述同步确立后的通信时使用上述第二判定电路来判定来自上述基地局的接收信号的有无。
根据这种结构，在同步确立动作时，在来自基地局的信号的接收电平很低的状态下会强行连接，要等待接收电平变为较高的稳定状态之后才进行连接，此后，就提高了可稳定通信的可能性。在同步维持动作时，就能把同一次连接了基地局的通信距离延长到最大限度。
附图说明
图1是表示本发明所涉及的移动无线通信装置的RSSI判定部的一个实施例的方框图；
图2是表示本发明的移动无线通信装置中的非同步接收时的接收灵敏度有无的判定动作的图；
图3是表示本发明的移动无线通信装置中的同步接收时的接收灵敏度有无的判定动作的图；
图4表示这种无线通信系统的移动局的一般结构；
图5表示图4所示的移动局中的RSSI判定部201的现有例的方框图；
图6是表示现有技术的接收灵敏度有无的判定动作的图。
图中的标号表示：
11：模拟信号比较器
12：模拟信号比较器
13：选择器
100：天线
101：天线开关(天线SW)
102：接收放大器
103：接收第一中频混频器
104：接收第二中频混频器
105：第二中频放大器
106：π/4移位QPSK解调器
107：信道译码器
108：声音编码译码器(声音CODEC)
109：信道编码器
110：π/4移位QPSK调制器
111、112：数字/模拟转换器(D/A)
113：直交调制器
114：发射混频器
115：发射功率放大器
116：扬声器
117：话筒
200：RSSI生成部
201、301：RSSI判定部
202：控制部
下面根据附图来详细说明本发明所涉及的移动无线通信装置的实施例。
本发明所涉及的移动无线通信装置的基本结构与在图4中说明的移动局相同。但是，图4所示的RSSI判定部201与图5所示的不同。
图1表示对应于图5所示的RSSI判定部201的本发明的RSSI判定部301的一实施例。
在图1中，该实施例的RSSI判定部301具有用于非同步接收的模拟信号比较器11和用于同步接收的模拟信号比较器12，来自图4所示的RSSI生成部200的RSSI信号被输入这两个比较器。
在该实施例中，由固定电阻R1、R2把电源电压进行分压而生成非同步的阈值电平1，由固定电阻R3、R4把电源电压进行分压而生成同步接收的阈值电平2。
其中，阈值电平1被设定得较高，而阈值电平2被设定得尽可能的低。
用于非同步接收的模拟信号比较器11把来自RSSI生成部200的RSSI信号同阈值电平2进行比较，输出判定信号2。
从模拟信号比较器输出的判定信号1和从模拟信号比较器12输出的判定信号2被输入选择器13，由来自控制部202的切换信号来选择判定信号1或判定信号2。
即，控制部202在非同步接收时选择判定信号1，在同步接收时选择判定信号2，从接收灵敏度的有无来控制同步确立或同步维持的ON/OFF。
图3是本发明的非同步接收时的工作例。在非工作接收时，由于移动局的无线接收部的电源一直为ON，RSSI信号电平则一直上升到噪声电平。
在移动局的位置远离基地局时，或者在来自基地局的电波状态不好的情况下，如图2的(a)所示的那样，接收来自基地局的信号时的RSSI信号电平没有上升。
在此情况下，判定为在低的阈值电平2下具有接收灵敏度，但在本发明的系统中，由于使用了高的阈值电平1，则判定为没有接收灵敏度，不与该基地局连接。
此后，在移动局靠近基地局，或来自基地局的电波状态变好时，如图2的(b)所示的那样，接收来自基地局的信号时的RSSI信号电平上升了。
此时，由于超过阈值电平1，而判定为移动局具有接收灵敏度，同该基地局进行连接并确立同步。
图3是本发明中的同步接收时的动作例。在该例中，仅在接收定时中才接通移动局的无线接收部的电源。在确立了与基地局的同步之后，如图3的(c)所示的那样，RSSI信号电平足够高，判定在阈值电平1、2中的哪个具有接收灵敏度。
此后，在移动局远离基地局，或来自基地局的电波状态恶化时，如图3的(d)、(e)所示的那样，RSSI信号电平降低。
此时，由在非同步接收时使用的高的阈值1，来判定为此时没有接收灵敏度而中断通话。
但是，在本发明的系统中，当进入同步接收后，由于切换到低阈值电平2，则继续维持具有接收灵敏度的判定，而能够维持同基地局的连接。
如上述那样，根据本发明，可以得到这种移动无线通信装置：在非同步接收时，在来自基地局的信号的接收电平较低的状态下，不会没道理地进行连接，只有等待接收电平成为高的稳定状态时才进行连接，此后，提高了能够进行稳定通信的可能性，同时，把同步接收时同一次连接的基地局的通信距离延长到最大限度。

Claims (6)

1.一种数字移动无线装置，用于与基地局之间进行通信，其特征在于，它具备有：
判定对上述基地局的接收灵敏度超过第一阈值的第一判定电路；
判定对上述基地局的接收灵敏度超过小于第一阈值的第二阈值的第二判定电路；
在上述第一判定电路判定已超过第一阈值时，进行和上述基地局同步确立动作的实行装置；和
在上述第二判定电路正在判定超过第二阈值的期间中，维持上述已确立的同步的维持装置。
2.一种用于在和基地局之间以时分多址方式进行数字通信的数字移动无线装置，其特征在于，具备有：
判定对上述基地局的接收灵敏度超过较高设定的第一阈值的第一判定电路；
判定对上述基地局的接收灵敏度超过较上述第一阈值设定得低的第二阈值的第二判定电路；
在上述第一判定电路判定已超过第一阈值时，进行和上述基地局同步确立动作的实行装置；和
在上述第二判定电路正在判定超过第二阈值的期间中，维持上述已确立的同步的维持装置。
3.一种数字移动无线通信装置，用于以一边非同步接收基地局的信号一边进行与该基地局的同步确立的第一接收模式和在该同步确立后进行该同步维持动作的第二接收模式与基地局进行通信，其特征在于，它具有：
在上述第一接收模式时，以上述基地局信号的接收灵敏度超过第一阈值为条件进行和上述基地局的同步确立动作的实行装置；和
在上述第二接收模式时，以上述基地局信号的接收灵敏度超过小于第一阈值的第二阈值为条件维持上述已确立的同步的同步维持装置。
4.一种数字移动无线通信装置，用于以时分多址方式通过和该基地局的同步确立动作的第一接收模式，和在该同步确立后，进行该同步的维持动作的第二接收模式与基地局进行通信，其特征在于，它具有：
在上述第一接收模式时，以上述基地局的信号的接收灵敏度超过第一阈值为条件进行上述与基地局的同步确立动作的实行装置；和
在上述第二接收模式时，以上述基地局信号的接收灵敏度超过小于第一阈值的第二阈值为条件维持上述已确立的同步的同步维持装置。
5.一种数字移动无线通信装置，其特征在于，具有：在通信开始时，连续接收基地局的信号，进行与上述基地局的同步确立动作的装置，和在通过上述装置确立同步后间断地接收上述基地局的信号来维持同步的同步维持装置，其中，所述数字移动无线装置通过所述进行同步确立动作的装置较高地设定接收电平(RSSI信号电平)的阈值，以判定上述基地局信号的接收的有无，来实行同步确立动作；和
在上述同步确立后的通信中，以较低地设定的接收电平(RSSI信号电平)的阈值，通过上述同步维持装置维持上述已确立的同步。
6.一种数字移动无线通信系统，含有如权利要求1、2、3、4、5的任一项所述的数字移动无线装置，在通信开始时移动局连续接收基地局的信号进行与上述基地局的同步确立动作，在上述同步确立动作后通过上述移动局间断接收上述基地局的信号来维持同步而进行通信，
其特征在于，上述移动局包括：判定上述基地局的信号的接收有无的接收电平(RSSI信号电平)的阈值比较高的第一判定电路；和上述RSSI信号电平的阈值比较低的第二判定电路；
在上述第一判定电路判定已超过第一阈值时，进行和上述基地局同步确立动作的实行装置；和
在上述第二判定电路正在判定超过第二阈值的期间中，维持上述已确立的同步的维持装置，
其中，在上述同步确立动作时使用上述第一判定电路来判定来自上述基地局的接收信号的有无，在上述同步确立后的通信时使用上述第二判定电路来判定来自上述基地局的接收信号的有无。
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