CN1581726A - 便携终端的接收性能改善装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在便携终端的分集天线中选择接收信号质量最好的天线的装置及方法，其特征是由如下几个部分构成：选择输出部，它根据相应控制信号，在由多个分集天线接收的多重路径信号中，选择由特定天线接收的路径的信号并输出；高频部，它通过上述选择输出部，全部输入由多个分集天线接收的多重路径信号，分别对其进行下变频，输出为基带信号；数字部，它把从上述高频部接入的各路径的信号分别转换成数字信号并输出；分析部，它分析从上述数字部接入的各路径的信号，输出用于选择无错误信号和高电平信号的控制信号。本发明具有提高移动通信系统信号质量的效果。

Description

便携终端的接收性能改善装置及方法

技术领域

本发明涉及一种在便携终端的分集天线中选择接收最佳信号的天线的装置及方法，目的在于提供一种便携终端的接收性能改善装置及方法，用以选择接收信号质量最好的分集天线。

背景技术

便携终端(MS：MOBILE STATION)是一种便利的通信装备，具有移动自由、便于个人携带的优点，可在入网的移动通信系统的服务区内自由移动，随时随地与对方无线连接后进行通信。

上述便携终端是在移动的同时，接收从固定的基站(BS：BASE STATION)发送的无线信号，由于移动的速度和场所随时变化，所以接收的信号路径，即无线环境也变化不定。

如果相互处于上述基站(BS)与便携终端(MS)之间的没有任何障碍物的可视距离(LINE OF SIGHT)上，这是最理想的无线环境，但实际上，上述基站与便携终端之间存在无数的障碍物。

上述基站与便携终端利用通过多次反射和衍射及折射而形成的无数路径，即，利用通过多重路径传输的无线信号相互进行无线通信。

有一种分集(DIVERSITY)天线，用于在如上多重路径无线环境下，接收通过最佳路径传输的无线信号，上述分集天线系统采取的方式是多个天线接收通过各个路径传输的无线信号，然后选择接收信号电平(LEVEL)最高者。

但是，仅凭接收电平，无法成为最佳的信号，需要开发一种判断接收信号质量的选择方式。

下面对以往技术下的便携终端分集天线使用方式进行说明。

图1是分集天线动作说明图，图2是以往技术下的便携终端的分集天线使用方法流程图，两者均用于说明以往技术。

如上述图1所示，图1由如下两个部分构成：便携终端(MS)(10)，它带有由多个天线(12，14)构成的分集(DIVERSITY)天线系统，在移动的同时，随时随地与对方无线连接进行通信；基站(BS)，它与上述便携终端(10)无线连接，无线接收发送通信信号进行通信，同时，形成移动通信服务区。

可视距离(LINE OF SIGHT)是在上述便携终端(10)与基站(20)之间的传输无线信号的路径(PATH)上没有任何障碍物，形成直接路径，这是最理想的无线环境，但在实际中，由于山或建筑等，多次发生反射与衍射，出现多重路径(MULTI PATH)，形成了恶劣的无线环境。

在如上的无线环境中，上述便携终端(10)在移动的同时进行通信，所以，为了以最佳状态接收基站(20)的信号，带有以一定间隔构成的多个天线(12，14)的分集天线系统(DIVERSITY ANTENNA SYSTEM)。

例如，从上述基站(20)发送的无线信号有三种情况：一种是未受到障碍物的影响，通过直接路径传输上述便携终端(10)的信号；另一种是被山或建筑等反射，通过反射路径传输到上述便携终端(10)的信号；还有一种是被山或建筑衍射，通过衍射路径传输到上述便携终端(10)的信号。

这样通过多重路径传输的各个无线信号虽然是同一个信号，但在传输过程中产生了时间、空间的差异，构成上述分集天线(12，14)的各个天线(12，14)分别接收上述具有时间、空间差异的各个信号。

便携终端(10)利用分集天线(12，14)接收通过各个路径传输的信号，选择电平最高的接收信号，或者赋予加权(WEIGHTING)，用作输入信号。

下面参照上述图2，说明以往技术下的便携终端(10)的分集天线使用方法。该方法由如下几个步骤构成：

第1步骤(S10)，移动通信便携终端(MS)(10)判断是否分集接收到基站(BS)(20)发送的无线信号；第2步骤(S20)，在上述步骤进行判断，当分集接收到基站(20)发送的信号时，选择接收电平最高的天线信号赋予加权(WEIGHTING)，然后返回上述第1步骤(S10)。

更详细地说，上述便携终端(10)在接收基站(20)发送的信号时，通过分集天线接收通过直线路径、反射路径、衍射路径等连续反复到达的信号。

判断是否利用分集(DIVERSITY)天线系统接收如上通过多重路径分别传输的无线信号(S10)。在上述判断(S10)过程中，当利用分集天线接收通过多重路径传输的无线信号时，分析构成上述分集天线的各个天线所接收的各个路径的信号，选择电平最高的信号赋予加权(WEIGHTING)(S20)，然后返回(FEEDBACK)上述第1步骤(S10)，如此反复。

即，由多个天线构成的分集天线(12，14)所使用的方式是，其各个天线均可接收各个路径传输的信号，在这样接收的信号中，选择接收信号电平最高的信号并赋予加权。

因此，上述以往技术的优点是，可在经多重路径接收的信号中，选择信号电平最高的信号。

但问题是，无线接收信号即使接收电平较高，如果发生传输错误，信号质量就会下降，在上述以往技术的接收方式中，在发生了错误的状态，如果仅凭接收电平高低进行选择，将会无法准确恢复原来信号。

发明内容

本发明的目的在于提供一种便携终端的接收性能改善装置及方法，即，便携终端中带有由多个天线构成的分集天线系统，基站发送事先知道的内容的数据信号，在接收上述信号的便携终端，选择同时满足信号质量和接收电平的信号。

为实现上述目的，本发明的特征是由如下几个部分构成：选择输出部，它根据相应控制信号，在由多个分集天线接收的多重路径信号中，选择由特定天线接收的路径的信号并输出；高频部，它通过上述选择输出部，全部输入由多个分集天线接收的多重路径信号，分别对其进行下变频，输出为基带信号；数字部，它把从上述高频部接入的各路径的信号分别转换成数字信号并输出；分析部，它分析从上述数字部接入的各路径的信号，输出用于选择无错误信号和高电平信号的控制信号。

本发明的另一特征是由如下几个过程构成：甄别过程，当便携终端通过分集天线接收无线信号时，区分是否存在接收已知基站发送信号的天线；质量过程，在上述甄别过程中进行判断，当存在接收已知基站信号的天线时，在相应天线中选择接收电平最高的天线；输出过程，对在上述过程中选择的天线的信号赋予加权并输出。

附图说明

图1是分集天线动作说明图，

图2是以往便携终端分集天线使用方法流程图，

图3是本发明一个实施例的分集天线构成状态图，

图4是本发明的便携终端的接收性能改善装置功能构成图，

图5是本发明的便携终端的接收性能改善方法流程图，

图6作为本发明的一个实施例，是基站传输便携终端已知信号，便携终端的分集天线分别进行接收的状态图。

具体实施方式

下面参照附图，说明本发明的便携终端的接收性能改善装置及方法。

图3是本发明一个实施例的分集天线构成状态图，图4是本发明的便携终端的接收性能改善装置功能构成图，图5是本发明的便携终端的接收性能改善方法流程图，图6作为本发明的一个实施例，是基站传输便携终端已知信号，便携终端的分集天线分别进行接收的状态图。上述附图均用于说明本发明。

如上述图3和图4所示，本发明便携终端(100)的接收性能改善装置由如下几个部分构成：选择输出部(140)，其功能是根据相应控制信号，在由多个天线构成的分集(DIVERSITY)天线接收的多重路径(MULTIPATH)信号中，选择由特定天线接收的路径信号并输出。它把分集天线的多个天线分别接收的各路径的信号输出到上述高频部，把根据分析部(170)的控制信号选择的路径的天线接收信号输出到调制解调器部(180)；

高频部(150)，它通过上述选择输出部(140)，全部输入由分集天线接收的多重路径信号，分别对其进行下变频，输出为基带信号；

数字部(160)，它把从上述高频部(150)接入的各路径的信号分别转换成数字信号并输出；

分析部(170)，其功能是分析从上述数字部(160)接入的各路径的信号，输出用于选择无错误信号和高电平信号的控制信号。它分析以数字信号形态接入的各天线的接收信号，输出控制信号，以便能够在检测出已知基站信号的天线中，选择接收信号电平最高的天线，使相应接收信号输出到调制解调器部(180)。分析构成上述分集天线的各天线的接收信号，当未检测到已知基站信号时，向选择输出部(140)输出控制信号，使其选择接收信号错误率最低、接收电平最高的天线，使相应接收信号输出到调制解调器部(180)；

调制解调器部(180)，它接收上述选择输出部(140)根据相应控制信号选择输出的天线的信号，对其进行分析、输出。

另外，分集天线连接到上述选择输出部(140)，它包括两种，一种是与便携终端(100)一体的分集天线(110)，另一种分集天线(130)是与由辅助上述便携终端(100)功能的无线耳机麦克风或免提装置构成的附加装备(120)一体。

下面参照上述附图，说明本发明的便携终端(100)的接收性能改善装置。

上述便携终端(100)自身带有一体的分集天线系统(110)，当与无线耳机麦克风(WIRELESS EAR-MIC)功能或免提(HAND FREE SET)功能的附加装备(120)连接使用时，也可以使用与上述附加装备(120)一体的分集天线系统(130)。

上述分集天线系统(110，130)使多个天线以一定间隔分布，比如以波长(λ)倍数的间隔分布，上述各个天线分别接收通过无线环境的直接路径、经反射的反射路径和衍射路径所形成的多重路径(MULTIPATH)传输的各路径的信号。

由上述分集天线系统(110，130)接收的各路径的无线信号被选择输出部(140)接入到高频部(150)，上述高频部(150)对接收的无线信号进行下变频，转换成基带信号输出到数字部(160)。

由于输入的基带信号是模拟(ANALOG)信号，上述数字部(160)将其转换为数字(DIGITAL)信号并输出，上述数字信号被接入分析部(170)。

上述分析部(170)对由构成分集天线系统的各个天线接收并被转换成数字信号输入的信号进行分析，判断是否存在无误地接收基站(BS)发送的已知信号的天线并进行分类，在上述分类中，由多个天线接收的信号当是从基站(BS)发送并且无误地接收的已知的信号时，则向上述选择输出部(140)输出控制信号，使其选择接收信号电平最高的天线的信号。

另外，在上述分类中，当没有无误地接收从基站(BS)发送的已知信号的天线时，分析部(170)向上述选择输出部(140)输出控制信号，使其选择接收信号错误最少、接收电平最高的天线的信号。

选择输出部(140)接到分析部(170)的控制信号后，把在分集天线系统中选择的天线的信号输出到调制解调器部(180)，上述调制解调器部(180)通过相应处理，将其作为接收信号输出。

如上所述，对构成分集天线系统的多个天线的信号分别进行分析，优先选择无误接收的天线的信号，当上述选择的天线是多个时，在其中选择接收电平最高的天线的信号，作为接收信号输出。

此时，判断便携终端(100)是否无误地接收了上述基站(BS)信号的基准使用的是基站(BS)向相应服务区的多个便携终端(100)广播(BROADCASTING)的信号，上述广播信号使用向便携终端(100)无线通报基站信息或系统信息(SYSTEM INFORMATION)的信号。

上述基站信息或系统信息含有各种使用参数，其中就有保持同步(SYNCHRONOUS)所需的一定的信号，上述一定的信号是一定时间内传输的与0值相应的信号，因此可以事先知道上述传输的值。

利用上述已知的信号，在构成分集天线系统的各天线中，判断是否无误地接收了基站的信号，或是接收信号有无错误，这时的情形如上述附图6所示。

即，基站发送信号在一定时间内反复出现“0”信号，构成分集天线系统的各天线接收通过各个传输路径传输的信号，通过上述各传输路径接收的信号被无误接收，或是带错接收。

判断是否无误地接收基站的发送信号时，先判断接收信号的质量，然后判断接收电平。

下面参照上述附图5，说明本发明的便携终端的接收性能改善方法。该方法由如下几个过程构成：

甄别过程，这是在移动通信便携终端(100)通过分集天线接收无线信号时，区分是否存在无误地接收了已知基站发送信号的天线。该过程又包括如下几个过程：第1过程(S100)，判断是否从与便携终端(100)和相应附加装备(120)一体的分集天线无线接收多重路径的信号；第2过程(S110)，在上述第1过程(S100)中进行判断，当分集天线接收多重路径的信号时，分析构成上述分集天线的各天线的接收信号，判断是否存在无误地接收已知基站(BS)发送信号的天线并进行分类；

质量过程(S120)，在上述甄别过程进行判断，当存在接收基站(BS)的已知信号的天线时，在相应天线中选择接收电平最高的天线；

输出过程(S140)，对在上述过程选择的天线的信号赋予加权(WEIGHTING)并输出；

衡量过程(S130)，在上述甄别过程(S110)中进行判断，当没有接收基站的已知信号的天线时，选择接收信号错误最少、接收电平最高的天线，进入上述输出过程(S140)。

下面参照附图，详细说明如上构成的本发明的便携终端的接收性能改善方法。

上述便携终端(100)为了以最高的电平接收通过多重路径分别接收的信号，采用了分集天线系统，判断是否通过上述分集天线接收基站的信号(S100)。

在上述判断(S100)中，当通过分集天线接收基站(BS)的信号时，则分析是否存在无误地接收已经事先知道发送信号内容的基站信号的天线，并进行判断、分类(S110)。

即，比如上述基站(BS)固定地发送“0”信号，构成便携终端(100)分集天线系统的各个天线接收通过多重路径的各路径传输的信号，上述分析部(170)判断上述各个天线接收的信号是否无误地接收为“0”值。

在上述判断过程中，当无误地接收基站信号的天线是一个时，则选择相应天线，但当上述无误接收的天线是多个时，在上述多个天线中选择接收电平最高的天线(S120)。

选择输出部(140)接到来自分析部(170)的进行如上选择的控制信号，对相应天线的输出信号赋予加权并做出最终选择，然后输出到调制解调器部(180)(S140)，从而完成了最终的接收处理。

另外，在上述甄别过程的第2过程(S110)中进行判断，当构成分集天线系统的所有天线都不能无误地接收基站的信号时，则向上述选择输出部(140)接入相应控制信号，以便选择当前状态下错误最少、接收电平最高的天线，然后进入上述输出过程(S140)。

即，分析由上述分集天线系统(110，130)的多个天线接收的信号，优先选择无误地接收的天线的信号，当多个天线均无误接收时，选择接收信号电平最高的天线的信号，当所有天线均发生接收错误时，选择错误发生最少、接收电平最高的天线的信号。

这样一来，不是以接收的信号的电平为优先，而是以信号的质量为优先，并同时重视接收的信号的电平，所以，传输到移动通信系统的信号的质量得到了提高。

如上构成的本发明在工业上具有如下使用效果：使用分集天线系统的便携终端优先考虑接收的信号的质量，然后选择接收电平，从而提高了移动通信系统的信号质量。

另外还具有如下使用上的便利效果：即使在无线环境恶劣的状态下，由于是选择错误发生最少、接收电平最高的天线的信号，所以，便携终端接收发送的信号质量得到了提高。

Claims (10)

1.一种便携终端的接收性能改善装置，其特征是由如下几个部分构成：选择输出部，它根据相应控制信号，在由分集天线接收的多重路径信号中选择由特定天线接收的路径的信号并输出；

高频部，它通过上述选择输出部，全部输入由多个分集天线接收的多重路径信号，分别对其进行下变频，输出为基带信号；

数字部，它把从上述高频部接入的各路径的信号分别转换成数字信号并输出；

分析部，它分析从上述数字部接入的各路径的信号，输出用于选择无错误信号和高电平信号的控制信号。

2.根据权利要求1所述的便携终端的接收性能改善装置，其特征是还包括一个调制解调器部，它接收上述选择输出部根据相应控制信号选择输出的天线的信号，对其进行分析、输出。

3.根据权利要求1所述的便携终端的接收性能改善装置，其特征是：

上述选择输出部把分集天线的多个天线分别接收的各路径的信号输出到上述高频部，把根据上述分析部的控制信号选择的路径的天线接收信号输出到上述调制解调器部。

4.根据权利要求1所述的便携终端的接收性能改善装置，其特征是：

上述分析部分析以数字信号形态接入的各天线的接收信号，输出控制信号，以便能够在检测出已知基站信号的天线中，选择接收信号电平最高的天线，使相应接收信号输出到调制解调器部；

上述分析部分析构成上述分集天线的各天线的接收信号，当未检测到已知基站信号时，输出控制信号，以便选择接收信号错误率最低、接收电平最高的天线，使相应接收信号输出到调制解调器部。

5.根据权利要求1所述的便携终端的接收性能改善装置，其特征是连接到上述选择输出部的分集天线由如下两种构成：

一种是由多个与便携终端一体的天线构成的分集天线；

另一种是由多个与上述便携终端的附加装备一体的天线构成的分集天线。

6.根据权利要求5所述的便携终端的接收性能改善装置，其特征是：

上述附加装备由辅助便携终端功能的无线耳机麦克风或免提装置构成。

7.一种便携终端的接收性能改善方法，其特征是由如下几个过程构成：

甄别过程，当便携终端通过分集天线接收无线信号时，区分是否存在接收已知基站发送信号的天线；

质量过程，在上述甄别过程中进行判断，当存在接收已知基站信号的天线时，在相应天线中选择接收电平最高的天线；

输出过程，对在上述过程中选择的天线的信号赋予加权并输出。

8.根据权利要求7所述的便携终端的接收性能改善方法，其特征是还包括一个衡量过程：

在上述甄别过程中进行判断，当没有接收已知基站信号的天线时，选择接收信号错误最少、接收电平最高的天线，然后进入上述输出过程。

9.根据权利要求7所述的便携终端的接收性能改善方法，其特征是上述甄别过程包括如下两个过程：

第1过程，判断是否从与便携终端带有的分集天线无线接收多重路径的信号；

第2过程，在上述第1过程中进行判断，当分集天线接收多重路径的信号时，分析构成上述分集天线的各天线的接收信号，判断是否存在无误地接收已知基站发送信号的天线并进行分类。

10.根据权利要求9所述的便携终端的接收性能改善方法，其特征是：

上述分集天线包括机身带有的分集天线和附加装备带有的分集天线。

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