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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Empfangsvorrichtung und auf ein
Empfangsverfahren, spezieller auf eine Diversity-System-Empfangsvorrichtung
und ein Diversity-System-Empfangsverfahren,
die unter Verwendung eines ausgewählten Antennensatzes ausgezeichnete
Empfangsbedingungen bewirken.
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Beschreibung
der verwandten Technik
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Die 1 stellt die Konfiguration
einer konventionellen Diversity-System-Empfangsvorrichtung dar. Die Empfangsvorrichtung
besteht aus acht Empfangsantennen 1 bis 8, aus
den RF-Empfangssektoren 9 bis 16, deren Anzahl
die gleiche, wie die der Empfangsantennen ist, dem Signalkombinationssektor 17 und
dem Demodulationssektor 18.
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Bei
der Empfangsvorrichtung mit der zuvor beschriebenen Konfiguration
werden die an den Empfangsantennen 1 bis 8 empfangenen
Signale in die RF-Empfangssektoren 9 bis 16 eingegeben,
um jeweils abwärts-umgewandelte
Signale mit einer Zwischenfrequenz auszugeben. Die Zwischenfrequenzsignale
werden in dem Signalkombinationssektor 17 Linearkombination
oder Proportionalkombination ausgesetzt und dann in dem Demodulationssektor 18 demoduliert.
Auf diese Art und Weise wird schließlich die demodulierte Nachricht
erhalten.
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Jedoch
besteht in der Empfangsvorrichtung, da es erforderlich ist, die
RF-Empfangssektoren 9 bis 16, deren
Anzahl die gleiche wie die der Empfangsantennen 1 bis 8 ist,
bereitzustellen, dahingehend ein Problem, dass die Schaltung für die Signalverarbeitung
groß wird.
Ferner besteht ein weiteres Problem darin, dass es relativ lange
Zeit in Anspruch nimmt, die empfangenen Signale zu verarbeiten,
weil, um so viele Diversity-Effekte wie möglich zu erzielen, jedes Signal
einer komplizierten Signalverarbeitung, wie Wichtung oder Kombinieren
des empfangenen Signals, unterzogen wird.
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Um
derartige Probleme zu lösen,
wird in der ungeprüften
japanischen Patentveröffentlichung HEI9-307492
eine Diversity-System-Empfangsvorrichtung vorgeschlagen.
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Die 2 stellt eine Konfiguration
der oben genannten Vorrichtung dar. Die Antennen 21 bis 24 haben jeweils
ein Strahlungsdiagramm und empfangen mit dem Strahlungsdiagramm
ein Funksignal. Der Auswahlsektor 25, der die Funktion
hat, eine Antenne zur Verwendung beim Empfangen zu wählen, empfängt von
dem Steuersektor 26 ein Steuersignal und sendet der Reihe
nach für
jede Antenne ein Empfangssignal an den Vergleichssektor 27.
Der Vergleichssektor 27 vergleicht einen Pegel des empfangenen
Signals und sendet das Vergleichsresultat an den Steuersektor 26.
Basierend auf dem Vergleichsresultat, sendet der Steuersektor 26 den
Steuersignalbefehl zur Wahl einer Antenne mit dem größten Empfangspegel
und einer weiteren Antenne mit dem zweitgrößten Empfangspegel.
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Der
Kombinationssektor 28 setzt die von den Antennen empfangenen
Signale, die der Auswahlsektor 25 wählt, Phasensteuerung und Amplitudensteuerung
aus und kombiniert die sich daraus ergebenden Signale anschließend. Der
Empfangssektor 29 empfängt
ein kombiniertes Empfangssignal, um ein erwünschtes Signal auszugeben.
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Als
Nächstes
wird der Betrieb in der Empfangsvorrichtung erklärt. Zuerst werden die an den
Antennen 21 bis 24 empfangenen Signale durch den
Auswahlsektor 25 der Reihe nach an den Vergleichssektor 27 gesendet.
Der Vergleichssektor 27 vergleicht einen Pegel, der von
jeder der Antennen 21 bis 24 empfangenen Signale
miteinander und sendet das Vergleichsergebnis an den Steuersektor 26.
Basierend auf dem Vergleichsergebnis steuert der Steuersektor 26 den
Auswahlsektor 25, um eine Antenne mit dem größten Empfangspegel
und eine weitere Antenne mit dem zweitgrößten Empfangspegel zu wählen. Auf
diese Art und Weise werden die Empfangssignale von den gewählten Antennen
nur, nachdem sie der Phasensteuerung und der Amplitudensteuerung
ausgesetzt wurden, in dem Kombinationssektor kombiniert und werden
dann an den Empfangssektor gesendet. Auf diese Art und Weise werden
die optimalen Empfangsbedingungen erreicht.
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Wie
zuvor beschrieben, kann gemäß dieser
Empfangsvorrichtung die Größe der Schaltung
für die
Signalverarbeitung verringert werden, da nur die Empfangssignale
von zwei Antennen, die aus den Antennen 21 bis 24 gewählt werden,
signalverarbeitet werden.
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Jedoch
wird bei der in der ungeprüften
japanischen Patentveröffentlichung
HEI9-307492 offen gelegten Empfangsvorrichtung die Kombination von
Empfangsantennen, die die beste Qualität eines kombinierten Signals
bereitstellt, nicht immer erhalten, da jede Antenne basierend auf
einer Empfangsqualität,
die mit der Antenne allein erzielt wird, ausgewählt wird. Ferner wird in dem
Fall, bei dem die Antenne basierend auf der Empfangsqualität des kombinierten
Signals ausgewählt
wird, das Antennenauswahlverfahren kompliziert, da sich die Anzahl
von Antennen, deren Empfangsqualität verglichen wird, während die
Anzahl der Antennen erhöht
wird, um die Diversity-Effekte zu verbessern, exponentiell erhöht.
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Wenn
das Antennensatzauswahlverfahren auf diese Art und Weise kompliziert
wird, wird die Schaltung groß,
da ein kompliziertes Vergleichsverfahren und eine komplizierte Steuerung
erforderlich werden, wodurch das Problem verursacht wird, dass es
länger
dauert, die Antennen auszuwählen.
Daraus resultiert, dass das konventionelle Problem nicht gelöst wird.
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Das
Dokument JP (A) 102 566970 legt das Auswählen einer Richtantenne als
Kandidaten für
die Adresse des Diversity-Schaltens aus einer Vielzahl von Richtantennen
im Voraus offen.
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Das
Dokument US-A-5 666 123 legt offen, dass jede Antenne einen Strahl
generiert, um das Allrichten auf eine Zelle eines Zellensystem zu
erreichen, wobei die Antennen angeordnet werden müssen, um
sowohl ein Richt- als auch ein Allrichtdiagramm zu erzeugen. Jeder
Sektor der Zellen erhält
eine Anzahl von Strahlen, die ein Sektordiagramm erzeugen. In dem
Dokument wird eine smarte Antenne, die aus einer Anzahl von Facetten
besteht, die jede einen gegebenen Sektor abdecken, so dass eine
Gesamtabdeckung 360° ist,
vorgeschlagen.
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Empfangsvorrichtung
und ein Empfangsverfahren bereitzustellen, die in kurzer Zeit mit
einer kleinen Berechnungsschal tung, die ein einfaches Auswahlverfahren verwendet,
optimale Empfangsbedingungen erreichen.
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine Empfangsvorrichtung, die einen
Antennensatz mit im Voraus kombinierten Antennen als eine Einheit
behandelt, bereit. Insbesondere bei der Auswahl der Antennen für die Verwendung
beim Empfangen wählt
die Empfangsvorrichtung, durch das Behandeln des Antennensatzes
als eine Einheit, die Antennen kollektiv und verwendet die Qualität der Empfangssignale,
die an dem Antennensatz empfangen werden, als ein Kriterium.
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Da
die Vorrichtung den Antennensatz als eine Einheit behandelt, ist
es möglich,
die Anzahl der Berechnungszeiten für die Empfangsqualitäten, die
als das Kriterium für
die Antennenauswahl gebraucht werden, und die Anzahl der Kombinationen
von Zielantennen für
die Antennenauswahl im Vergleich zu dem Fall, bei dem jede Antenne
als eine Einheit behandelt wird, zu verringern. Infolgedessen ist
es möglich,
mit der kleinen Berechnungsschaltung in einer kurzen Zeit ausgezeichnete
Empfangsbedingungen zu erreichen.
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Des
Weiteren besteht der Antennensatz gemäß der vorliegenden Erfindung
aus Antennen, die im Voraus aus einigen Antennengruppen gewählt werden,
so dass die Antennen, die dem Antennensatz zugehören, ein vorgegebenes Strahlungsdiagramm
bilden. Da die Antennen, die dem Antennensatz zugehören, auf
diese Art und Weise ein vorgegebenes Strahlungsdiagramm bilden,
ist es möglich,
ausgezeichnete Empfangsbedingungen zu erreichen, selbst wenn ein
einfaches Antennenauswahlverfahren, das den Antennensatz als eine Einheit
behandelt, verwendet wird.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Das
obige und weitere Ziele und Merkmale der Erfindung werden im Folgenden
nach Berücksichtigung
der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den begleitenden
Zeichnungen, bei denen eine Ausführung
durch ein Beispiel dargestellt wird, vollständiger verstanden.
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1 ist ein Blockdiagramm,
das eine Gesamtkonfiguration einer konventionellen Diversity-System-Empfangsvorrichtung
darstellt.
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2 ist ein Blockdiagramm,
das eine Gesamtkonfiguration einer konventionellen Diversity-System-Empfangsvorrichtung
darstellt.
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3 ist ein Blockdiagramm,
das die Gesamtkonfiguration einer Empfangsvorrichtung gemäß einer Ausführung der
vorliegenden Erfindung darstellt.
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4 ist ein Diagramm, das
eine Richtung des Strahlungsdiagramms gemäß der ersten Ausführung darstellt.
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5 ist ein Diagramm, das
eine Antennenanordnung gemäß der ersten
Ausführung
darstellt.
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6 ist ein Diagramm, das
ein Verfahren zum Zusammensetzen eines Antennensatzes gemäß der ersten
Ausführung
darstellt.
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7 ist ein Zeitablaufdiagramm,
das das zum Auswählen
des Antennensatzes gemäß der ersten Ausführung verwendete
Timing darstellt.
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8 ist ein Zeitablaufdiagramm,
das das zum Auswählen
des Antennensatzes gemäß der ersten Ausführung verwendete
Timing darstellt.
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9 ist ein Diagramm, das
ein Verfahren zum Zusammensetzen eines Antennensatzes in einer Empfangsvorrichtung
gemäß der ersten
Ausführung
darstellt und
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10 ist ein Blockdiagramm,
das eine Gesamtkonfiguration einer Empfangsvorrichtung gemäß einer vierten
Ausführung
darstellt.
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Ausführliche
Beschreibung der bevorzugten Ausführungen
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Die
Empfangsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung hat eine Vielzahl von Antennensätzen, von denen jeder aus Richtantennen
besteht, die im Voraus aus einer Vielzahl von Richtantennen ausgewählt werden,
um ein vorgegebenes Strahlungsdiagramm zu bilden, einen Qualitätsdetektor,
der die Qualität
eines an jeder der Richtantennen empfangenen Signals erfasst und
einen Antennensatzselektor, der einen Antennensatz zur Verwendung
beim Empfangen, basierend auf der durch den Qualitätsdetektor
ermittelten Qualität, wählt und
durch das Behandeln des Antennensatzes als eine Einheit die Auswahl
der Antennen für
die Verwendung beim Empfangen ausführt. Deshalb ist es, durch
Erfassen einer Empfangsqualität,
die als ein Kriterium für
die Antennenauswahl verwendet wird, möglich, die nutzlose Verarbeitung,
dass die Erfassung für die Anzahl
von Malen gleich der Anzahl von beliebigen Kombinationen von Antennen
wiederholt wird, auszulassen.
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Da
die Antennen, die dem Antennensatz zugehören, ein vorgegebenes Strahlungsdiagramm
bilden, ist es zusätzlich
möglich,
ausgezeichnete Empfangsbedingungen sicher zu erreichen, selbst wenn
ein derartig einfaches Antennenauswahlverfahren, wie das der Behandlung
des Antennensatzes als die Einheit, benutzt wird. Da der Antennensatz
die Kombination von im Voraus ausgewählten Antennen ist und die
Anzahl der Antennensätze
klein ist, ist es des Weiteren möglich,
den Antennensatz schnell zu wählen
und es ist außerdem möglich, durch
sofortiges Reagieren auf Änderungen
in der Empfangsumgebung ausgezeichnete Empfangsbedingungen zu erreichen.
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Zusätzlich kann
es möglich
sein, dass die gleiche Antenne zu verschiedenen Antennensätzen gehört und dass
der Antennensatz nur aus einer einzelnen Antenne besteht. Darüber hinaus
kann es möglich
sein, dass die Anzahl der Antennen, die zu dem Antennensatz gehören, variiert.
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Des
Weiteren ist bei der Empfangsvorrichtung der vorliegenden Erfindung
die Vielzahl der Richtantennen in eine Vielzahl von Antennengruppen
aufgeteilt, die jede aus einer Vielzahl von Richtantennen, jede
mit einem Strahlungsdiagramm mit einer jeweils unterschiedlichen
Richtung, bestehen, und die Richtantennen, die zu dem Antennensatz
gehören,
werden im Voraus aus den Richtantennen, die die Antennengruppe bilden, ausgewählt.
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Deshalb
wird, da die Vielzahl von Richtantennen in eine Vielzahl von Antennengruppen
aufgeteilt ist, die Installation der Antennen, durch das Installieren
der Antennen für
jede Antennengruppe gemeinsam, erleichtert. Darüber hinaus ist es, wenn die
Antennen zu dem Antennensatz gehören,
ausreichend, dass eine Anzahl von zu verwendenden Antennen aus den
Antennen, die die Antennengruppe bilden, ausgewählt wird, was die Antennenauswahl
erleichtert. Des Weiteren werden, wenn ermittelt wurde, dass Antennen
zu der gleichen Antennengruppe gehören, aus der gleichen Antennengruppe
zwei oder mehr Antennen nicht ausgewählt, so dass die Antennen,
die verwendet werden, mit einem vorgegebenen Abstand voneinander
beabstandet sind, so dass die räumlichen
Diversity-Effekte verstärkt
werden können.
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Zusätzlich ist
es bei der Auswahl von Antennen, die zu dem Antennensatz gehören, möglich, dass zwei
oder mehr Antennen aus der gleichen Gruppe ausgewählt werden
und dass von einer Antennengruppe oder von einigen Antennengruppen
keine Antenne(n) ausgewählt
wird bzw. werden.
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Des
Weiteren ist bei der Empfangsvorrichtung der vorliegenden Erfindung
die Vielzahl der Richtantennen in eine Vielzahl von Antennengruppen
aufgeteilt, die jede aus der Vielzahl von Richtantennen, von denen jede
das Strahlungsdiagramm mit einer jeweils verschiedenen Richtung
aufweist, besteht, wobei jede der Antennengruppen nahe jeder Ecke
eines substanziellen Vielecks auf einer virtuellen Ebene, auf der
die Richtantennen angeordnet sind, installiert ist und wobei als
die Richtantennen, die zu dem Antennensatz gehören, eine vorgegebene Anzahl
von Richtantennen in einer aufsteigenden Reihenfolge eines Winkels
zwischen einer Richtung eines Richtdiagramms einer Richtantenne
und einer weiteren Richtung, die zu einer Seite des substanziellen
Vielecks vertikal ist, im Voraus ausgewählt wird.
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Deshalb
wird die Installation der Antennen, da die Vielzahl der Richtantennen
in die Vielzahl der Antennengruppen aufgeteilt ist, durch das gemeinsame
Installieren der Antennen für
jede Gruppe, erleichtert.
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Da
es möglich
ist, die Richtung der Strahlungsdiagramme von Antennen, die zu dem
Antennensatz gehören,
für jede
Antenne übereinzustimmen,
ist es des Weiteren leicht möglich,
das vorgegebene Strahlungsdiagramm zu bilden.
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Des
Weiteren weist die Empfangsvorrichtung der vorliegenden Erfindung
Empfangssektoren auf, deren Anzahl kleiner als die Gesamtanzahl
der Vielzahl von Richtantennen ist und kleiner als die der Richtantennen
ist, und eine vorgegebene Anzahl von Antennen wird als die zu dem
Antennensatz gehörenden
Richtantennen ausgewählt,
wobei die vorgegebene Anzahl gleich der Anzahl oder kleiner als
die Anzahl der Empfangssektoren ist.
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Deshalb
wird die Schaltung klein, da die Anzahl der Empfangssektoren, weil
keine nicht erforderlichen Empfangssektoren vorhanden sind, kleiner
als die Gesamtanzahl der Antennen ist. Des Weiteren ist es, da die Anzahl
von Antennen, die zu jedem Antennen satz gehören, kleiner als die Anzahl
der Empfangssektoren ist, möglich,
Signale von den gleichzeitig genutzten Antennen zu empfangen.
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Ferner
erfasst bei der Empfangsvorrichtung der vorliegenden Erfindung der
Qualitätsdetektor
eine Qualität
jedes Empfangssignals, das an der jeweiligen Richtantenne empfangen
wird, wobei das Empfangssignal noch nicht kombiniert ist, und der
Antennensatzselektor wählt
den Antennensatz zur Verwendung beim Empfangen unter einer Bedingung
aus, dass der Antennensatz wenigstens eine Richtantenne enthält, bei
der die Qualität
am höchsten
ist, oder dass der Antennensatz die höchste Gesamtqualität aufweist,
wobei die Gesamtqualität
durch das Summieren jeder Qualität
jeder der Richtantennen, die in dem Antennensatz enthalten ist,
ermittelt wird.
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Deshalb
ist es möglich,
die Antennen durch das Erfassen der Qualität jedes empfangenen Signals,
das noch nicht kombiniert ist, zu wählen, und es ist möglich, die
Auswahl des Antennensatzes leicht und schnell und ohne die Signalkombinationsverarbeitung
und Demodulationsverarbeitung durchzuführen.
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Hinsichtlich
der Bedingung, dass der Antennensatz die Richtantenne, deren empfangenes
Signal die höchste
Qualität
aufweist, enthält
und der Bedingung, dass die Gesamtqualität der von den in dem Antennensatz
enthaltenen Richtantennen empfangenen Signale die höchste ist,
weist jede Bedingung eine starke Wechselbeziehung mit den Qualitäten eines
kombiniert empfangenen Signals auf und ist ein Kriterium, dessen Berechnung
relativ leicht durchgeführt
werden kann. Deshalb ist das Verfahren nicht nur einfach, sondern
auch in der Lage, Diversity-Effekte zu erzielen.
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Des
Weiteren erfasst bei der Empfangsvorrichtung der vorliegenden Erfindung
der Qualitätsdetektor eine
Qualität
eines kombinierten Signals, die durch das Kombinieren der Empfangssignale
erhalten wird, und der Antennensatzselektor schaltet den Antennensatz
zu einem anderen Antennensatz, wenn die Qualität ein vorgegebenes Kriterium
nicht erfüllt,
während
der Antennensatz, der bei einer aktuellen Kommunikation als ein Antennensatz
verwendet wird, für
die Verwendung beim Empfangen ausgewählt wird, wenn die Qualität das vorgegebene
Kriterium erfüllt.
Deshalb ist es, da die Antennen durch das Quantifizieren einer empfangenen Qualität, basierend
auf einem kombinierten Empfangssignal, das eine endgültige Ausgabe
der Empfangsvorrichtung ist, ausgewählt werden können, möglich, die
Empfangsqualität
auf die direkteste und sicherste Art und Weise zu optimieren.
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Des
Weiteren ist es, da das Verfahren einfach ist und der Antennensatz
zu einem anderen geschaltet wird, wenn die Empfangsqualität das vorgegebene
Kriterium nicht erfüllt,
leicht möglich,
unter Aufrechterhaltung der kleinen Größe einer Schaltung Diversity-Effekte zu erreichen.
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Des
Weiteren ist bei der Empfangsvorrichtung der vorliegenden Erfindung
die Qualität
wenigstens eine, die aus einer Gruppe, die aus einer empfangenen
Feldstärke,
einem empfangenen Leistungspegel, einer Feldstärke eines Empfangssignals von
einem Kommunikationspartner, einem Leistungspegel des Empfangssignals
von dem Kommunikationspartner, einem Verhältnis der Feldstärke des
Empfangssignals von dem Kommunikationspartner zu einer empfangenen
Gesamtfeldstärke
und aus einem Verhältnis
des Leistungspegels des Empfangssignals von dem Kommunikationspartner
zu einem empfangenen Gesamtleistungspegel besteht, ausgewählt wird.
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Deshalb
ist es, da die Auswahl des Antennensatzes, basierend auf dem Kriterium,
das eine starke Wechselbeziehung mit den Qualitäten des kombiniert empfangenen
Signals aufweist, durchgeführt
wird, möglich,
die Empfangsqualität
sicher zu optimieren.
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Des
Weiteren ist bei der Empfangsvorrichtung der vorliegenden Erfindung
die Qualität
wenigstens eine, die aus einer Gruppe, die aus der Anwesenheit oder
Abwesenheit einer Fehlererfassung, einem erfassten Resultat, das
unter Verwendung eines zyklischen Sicherheitscodes ermittelt wurde,
einer Fehlerrate und einer Konstellationsveränderung besteht, ausgewählt wird.
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Deshalb
ist es, da die Auswahl des Antennensatzes, basierend auf dem Kriterium,
das die Qualitäten des
demodulierten Empfangssignals direkt anzeigt, durchgeführt wird,
möglich,
die Empfangsqualität
auf die direkteste Art und Weise sicher zu optimieren.
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Bei
der Empfangsvorrichtung der vorliegenden Erfindung hat der Antennensatzselektor
einen Vorselektor, der den Antennensatz basierend auf der Qualität eines
Rahmens des Empfangssignals auswählt,
einen Speicher für
die ausgewählte
Information, der den gewählten
Antennensatz speichert, und einen Kombinationsdemodulator, der von
den Richtantennen, die zu dem Antennensatz gehören, der in dem Speicher für die ausgewählte Information
gespeichert ist, empfangene Signale zum Demodulieren bei Empfang
eines nächsten Rahmens
nach dem Rahmen kombiniert.
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Deshalb
ist es, da der Antennensatz im Voraus ausgewählt wird, möglich, das Kombinieren und
Demodulieren unmittelbar nach dem Empfangen eines Empfangssignals
von den Antennen, die zu dem ausgewählten Antennensatz gehören, abzuarbeiten.
Dementsprechend ist es möglich,
die für
die Demodulation nach dem Empfang erforderliche Zeit zu verkürzen.
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Zusätzlich können, obwohl
die Empfangsumgebungen, wenn der Antennensatz ausgewählt wird,
nicht die gleichen sind, wie jene, wenn die von dem Antennensatz
empfangenen Signale kombiniert und demoduliert werden, die Änderungen
der Empfangsumgebungen, durch das angemessene Verkürzen der
zum Abarbeiten des Auswählens,
des Kombinierens und des Demodulierens erforderlichen Zeit, vernachlässigt werden.
Des Weiteren hat die Sende-/Empfangsvorrichtung der vorliegenden
Erfindung die oben beschriebene Empfangsvorrichtung und einen Sender,
der unter Verwendung des in dem Antennensatzselektor ausgewählten Antennensatzes
eine Funkkommunikation durchführt.
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Da
die Funkübertragung
unter Verwendung des gleichen Antennensatzes ausgeführt wird,
der im Voraus ausgewählt
wird, um das Strahlungsdiagramm zu bilden, weist das Ausstrahlungsdiagramm
des Antennensatzes in die Richtung des Kommunikationspartners, wodurch
ermöglicht
wird, bei anderen Empfängern, die
nicht der in dem Kommunikationspartner sind, Störungen zu verringern.
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Des
Weiteren weist eine Basisstation der vorliegenden Erfindung die
oben genannte Empfangsvorrichtung auf. Deshalb kann die Empfangsvorrichtung
in der Basisstationsvorrichtung in einer kurzen Zeit und mit der
Berechnungsschaltung kleiner Größe ausgezeichnete
Empfangsbedingungen erreichen.
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Des
Weiteren kann die Empfangsvorrichtung in der Basisstationsvorrichtung
die ausgezeichneten Empfangsbedingungen ebenso durch sofortiges
Reagieren auf Änderungen
in den Empfangsumgebungen erreichen.
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Des
Weiteren umfasst das Empfangsverfahren der vorliegenden Erfindung
den Antennenauswahlschritt des Auswählens einer Vielzahl von Richtantennen,
so dass die Richtantennen einen Antennensatz mit einem vorgegebenen
Strahlungsdiagramm bilden, den Qualitätsauswahlschritt des Erfassens
einer Qualität
eines Empfangssignals, das an jeder der Richtantennen empfangen
wird, und den Antennensatzauswahlschritt des Auswählens des
Antennensatzes zur Verwendung beim Empfangen, basierend auf der
Qualität,
die in dem Qualitätserfassungsschritt
ermittelt wurde.
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Verfahrensgemäß ist es,
da die Auswahl des Antennensatzes unter Verwendung des Antennensatzes als
eine Einheit durchgeführt
wird, möglich,
die Anzahl von Berechnungsmalen für empfangene Qualitäten, die als
Kriterium für
die Antennenauswahl gebraucht werden, und die Anzahl der Kombinationen
von Zielantennen für
die Antennenauswahl im Vergleich zu dem Fall, in dem jede Antenne
als eine Einheit verwendet wird, zu begrenzen. Dementsprechend ist
es möglich,
ausgezeichnete Empfangsbedingungen in einer kurzen Zeit mit einer
Berechnungsschaltung kleiner Größe zu erreichen.
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Da
die Antennen, die zu dem Antennensatz gehören, ein vorgegebenes Strahlungsdiagramm
bilden, ist es zusätzlich
möglich,
ausgezeichnete Empfangsbedingungen selbst dann zu erreichen, wenn
solch ein einfaches Auswahlverfahren, das die Antennen als eine
Einheit behandelt, verwendet wird. Da der Antennensatz die Kombination
von im Voraus ausgewählten
Antennen ist und die Anzahl der Antennensätze klein ist, wird des Weiteren
ermöglicht,
den Antennensatz schnell auszuwählen
und es ist außerdem
möglich,
durch sofortiges Reagieren auf Änderungen
in den Empfangsumgebungen ausgezeichnete Empfangsbedingungen zu erreichen.
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Des
Weiteren wird bei dem Empfangsverfahren der vorliegenden Erfindung
in dem Antennenauswahlschritt eine Richtantenne aus einer Antennengruppe
ausgewählt,
die durch Aufteilen der Vielzahl von Richtantennen in eine Vielzahl
von Antennengruppen, die jede Strahlungsdiagramme mit jeweils verschiedene
Richtungen bilden, ermittelt.
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Verfahrensgemäß wird,
da jede der Vielzahl von Richtantennen in eine Vielzahl von Antennengruppen aufgeteilt
wird, die Installation der Antennen, durch das Installieren der
Antennen für
jede Antennengruppe gemeinsam, erleichtert.
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Darüber hinaus
ist es, wenn die Antennen zu dem Antennensatz gehören, ausreichend,
dass eine Anzahl von Antennen, die gebraucht werden, aus den Antennen,
die die Antennengruppe bilden, ausgewählt werden, wodurch die Antennenauswahl
erleichtert wird.
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Wenn
ermittelt wird, dass Antennen zu der gleichen Antennengruppe gehören, werden
zwei oder mehr Antennen von der gleichen Gruppe nicht ausgewählt, so
dass die Antennen, die für
den Empfang verwendet werden, voneinander durch einen vorgegebenen
Abstand beabstandet sind, wodurch die räumlichen Diversity-Effekte
verstärkt
werden.
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Des
Weiteren umfasst das Empfangsverfahren der vorliegenden Erfindung
den Installationsschritt des Installierens einer aus der Vielzahl
der Antennengruppen, die jede durch Aufteilen der Vielzahl von Richtantennen
zum Bilden von Strahlungsdiagrammen mit jeweils verschiedenen Richtungen
nahe jeder Ecke eines substanziellen Vielecks auf einer virtuellen
Ebene ermittelt werden, und in dem Antennenauswahlschritt wird eine
vorgegebene Anzahl von Richtantennen in aufsteigender Reihenfolge
eines Winkels zwischen einer Richtung eines Strahlungsdiagramms
einer Richtantenne und einer anderen Richtung, die zu einer Seite
des substanziellen Vielecks vertikal ist, ausgewählt.
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Verfahrensgemäß wird,
da die Vielzahl der Richtantennen in die Vielzahl von Antennengruppen
aufgeteilt wird, die Installation der Antennen, durch das Installieren
der Antennen für
jede Gruppe gemeinsam, erleichtert. Da es möglich ist, die Richtungen der
Strahlungsdiagramme der Antennen, die zu dem Antennensatz gehören, für jeden
Antennensatz übereinzustimmen,
ist es des Weiteren leicht möglich,
ein vorgegebenes Strahlungsdiagramm zu bilden.
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Des
Weiteren wird bei dem Empfangsverfahren der vorliegenden Erfindung
in dem Qualitätserfassungsschritt
die Qualität
jedes an der jeweiligen Richtantenne empfangenen Signals erfasst,
bevor das empfangene Signal kombiniert wird, und in dem Antennen satzauswahlschritt
wird der Antennensatz zur Verwendung beim Empfangen unter einer
Bedingung ausgewählt,
dass der Antennensatz wenigstens eine Richtantenne mit der Qualität des höchsten Wertes
enthält
oder dass der Antennensatz eine Gesamtqualität, die die höchste ist,
aufweist, wobei die Gesamtqualität
durch das Summieren jeder Qualität
von jeder der in dem Antennensatz enthaltenen Richtantennen ermittelt
wird.
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Verfahrensgemäß ist es
möglich,
Antennen durch das Erfassen einer Qualität jedes empfangenen Signals,
bevor das empfangene Signal kombiniert wird, auszuwählen, und
es ist möglich,
die Auswahl des Antennensatzes leicht und schnell, ohne das Ausführen der
Signalkombinationsverarbeitung und der Demodulationsverarbeitung,
durchzuführen.
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Hinsichtlich
der Bedingung, dass der Antennensatz die Richtantenne, deren empfangenes
Signal die höchste
Qualität
aufweist, enthält
und der Bedingung, dass die Gesamtqualität der von den in dem Antennensatz
enthaltenen Richtantennen empfangenen Signale die höchste ist,
weist jede Bedingung starke Wechselbeziehung mit den Qualitäten eines
kombiniert empfangenen Signals auf und ist ein Kriterium, dessen
Berechnung relativ leicht durchgeführt werden kann. Deshalb ist
das Verfahren nicht nur einfach, sondern auch in der Lage, Diversity-Effekte
zu erzielen.
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Des
Weiteren wird bei dem Empfangsverfahren der vorliegenden Erfindung
in dem Qualitätserfassungsschritt
eine Qualität
eines kombinierten Signals, die durch das Kombinieren der Empfangssignale
erhalten wird, erfasst und der Antennensatz wird zu einem anderen
Antennensatz geschaltet, wenn die Qualität ein vorgegebenes Kriterium
nicht erfüllt,
während
der Antennensatz, der bei einer aktuellen Kommunikation als ein Antennensatz
verwendet wird, für
die Verwendung beim Empfangen ausgewählt wird, wenn die Qualität das vorgegebene
Kriterium erfüllt.
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Verfahrensgemäß ist es,
da die Antennen durch das Quantifizieren einer empfangenen Qualität, basierend
auf einem kombinierten Empfangssignal, das eine endgültige Ausgabe
der Empfangsvorrichtung ist, ausgewählt werden können, möglich, die
Empfangsqualität
auf die direkteste und sicherste Art und Weise zu optimieren.
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Des
Weiteren ist es, da das Verfahren einfach ist und der Antennensatz
zu einem anderen geschaltet wird, wenn die Empfangsqualität das vorgegebene
Kriterium nicht erfüllt,
leicht möglich,
unter Aufrechterhaltung der kleinen Größe einer Schaltung Diversity-Effekte zu erreichen.
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Im
Folgenden werden unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen
Ausführungen
der vorliegenden Erfindung ausführlich
erklärt.
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Erste Ausführung
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Die 3 ist ein Diagramm, das
die Gesamtkonfiguration der Empfangsvorrichtung gemäß der ersten Ausführung der
vorliegenden Erfindung darstellt. Die 4 ist
ein Diagramm, das eine Richtung eines Strahlungsdiagramms einer
Antenne darstellt. Die 5 ist
ein Diagramm, das eine Antennenanordnung darstellt, und die 6 ist ein Diagramm zum Erklären des
Verfahrens zum Zusammensetzen des Antennensatzes. Zusätzlich bezieht
sich der Antennensatz in der Beschreibung der vorliegenden Erfindung
auf einen Antennensatz, der im Voraus ausgewählt wird, um auf diese Art
und Weise ein Strahlungsdiagramm, dessen Einzelheiten später beschrieben
werden, zu bilden.
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Die
Gesamtkonfiguration der Empfangsvorrichtung gemäß der ersten Ausführung der
vorliegenden Erfindung wird zuerst unter Bezugnahme auf die 3 erklärt. Die Antennen 101 bis 108 empfangen
jede ein Funksignal. Die erwünschten
Erfassungssektoren für
die erwünschte
Signalleistung 109 bis 116 fangen jeder aus dem
Empfangssignal ein Signal von dem Kommunikationspartner ein, um
den Leistungspegel des Signals zu messen, und geben den gemessenen
Pegel an den Antennensatzauswahlsektor 117 aus.
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Der
Antennensatzauswahlsektor 117 besteht aus dem Vorauswahlsektor 118 und
dem Speichersektor für
die ausgewählte
Information 119 und der Vorauswahlsektor 118 wählt den
Antennensatz zur Verwendung beim Empfangen, basierend auf den Ausgaben
der Erfassungssektoren für
die erwünschte
Signalleistung 109 bis 116, aus. Der Speichersektor
für die
ausgewählte
Information 119 speichert den von dem Vorauswahlsektor 118 ausgewählten Antennensatz
vorläufig
und sendet mit einem vorgegebe nen Timing ein Steuersignal, das anweist,
zwischen den Eingangsanschlüssen
des Schalters 120 umzuschalten, an den Schalter 120.
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Der
Schalter 120 schaltet zwischen seinen Eingangsterminals,
um nur von Antennen, die zu dem in dem Speichersektor für die empfangene
Information 119 gespeicherten Antennensatz gehören, empfangene Signale
an die RF-Empfangssektoren 121 bis 124 auszugeben.
Die RF-Empfangssektoren 121 bis 124 wandeln jeder
das eingegebene Empfangssignal in ein Zwischenfrequenzsignal, das
an den Signalkombinationssektor 125 ausgegeben wird, um.
Der Signalkombinationssektor 125 kombiniert vier Zwischenfrequenzsignale, die
jeweils von den RF-Empfangssektoren 121 bis 124 ausgegeben
werden. Der Demodulationssektor 126 demoduliert das von
dem Signalkombinationssektor 125 ausgegebene Signal, um
ein erwünschtes
Signal auszugeben.
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Als
Nächstes
werden die Zusammensetzungen einer Antennengruppe und das eines
Antennensatzes erklärt,
wozu speziell auf die 4 bis 6 Bezug genommen wird. Jede
Antenne mit einem Strahlungsdiagramm wird angezeigt, wie in der 6 dargestellt, und es wird
vorausgesetzt, dass die Richtung des Strahlungsdiagramms in die
Richtung eines Pfeils, der in der 4 dargestellt
ist, weist. Unter Verwendung dieser Angaben wird die Anordnung der
Antennen 101 bis 108 in der 5 dargestellt.
-
Die
Antennen 101 und 102 haben Strahlungsdiagramme
mit zueinander umgekehrten Richtungen und diese beiden Antennen
bilden die Antennengruppe 301. Die Antennengruppe ist ein
Satz von einigen Antennen, die relativ nahe zueinander angeordnet
sind, und wird in dem Aufbau als ein Körper behandelt. Um die Behandlung
und die Installation der Antennengruppe zu erleichtern, werden beispielsweise
die Antennen 101 und 102, die zu derselben Gruppe
gehören,
gemeinsam an einer Traverse, die an einer Ecke eines Gebäudedachs
installiert ist, befestigt.
-
Auf
die gleiche Art und Weise bilden die Antennen 103 und 104 die
Antennengruppe 302, die Antennen 105 und 106 die
Antennengruppe 303 und die Antennen 107 und 108 die
Antennengruppe 304. Diese Antennen 103 bis 108 werden
in dem Aufbau für
jede Antennengruppe als ein Körper
behandelt.
-
Andererseits
wird in Bezug auf das Verhältnis
zwischen den wechselseitigen Positionen der Antennengruppen 301 bis 304 jede
Gruppe, um Effekte durch räumliche
Diversity zu erreichen, von einer anderen mit einem Abstand, der
ungefähr
das Zehnfache der Wellenlänge
des Empfangs ist, entfernt angeordnet. Bei dieser Ausführung der
vorliegenden Erfindung wird vorausgesetzt, dass jede der Antennengruppen 301 bis 304 jeweils
an einer der vier Ecken des Gebäudedachs
installiert ist.
-
Die
nächste
Beschreibung erklärt
unter Bezugnahme auf die 6 das
Verfahren zur Auswahl der Antennen aus den Antennen 101 bis 108,
die zu jedem der Antennensätze
A bis D gehören.
Die Antennengruppen 301 bis 304 sind jeweils an
den vier Ecken P, Q, R und S des Gebäudedachs angeordnet und auf
einer virtuellen Ebene ist ein Viereck PQRS definiert. Unter Verwendung
eines Pfeils L1, der eine Richtung vertikal zu einer Seite PS des
Vierecks PQRS anzeigt, als ein Kriterium, werden die Antennen, die
zu einem Antennensatz gehören,
mit dem Verfahren ausgewählt,
das im Folgenden beschrieben wird.
-
Beispielsweise
weisen die Antennen 101 bis 108 jede ein Strahlungsdiagramm
auf und in aufsteigender Reihenfolge eines Winkels zwischen der
Richtung des Strahlungsdiagramms und in der Richtung des Pfeils
L1 werden vier Antennen ausgewählt.
Gemäß der 6 werden die Antennen 101, 103, 106 und 108 mit
dem Winkel zwischen dem Strahlungsdiagramm dieser und der Richtung
des Pfeils L1 von ungefähr
45 Grad ausgewählt.
Der Antennensatz von Antennen, die auf diese Art und Weise ausgewählt und
kombiniert werden, wird als Antennensatz A bezeichnet.
-
Mit
dem gleichen Verfahren, werden in Bezug auf jede Seite PQ, QR oder
RS des Vierecks PQRS, die Antennen, die zu den Antennensätzen B,
C und D gehören.
jeweils ausgewählt.
Die Resultate, die durch das Durchführen der Auswahl erhalten werden,
werden in der Tabelle 1 gezeigt. Der Antennensatz A hat ein Strahlungsdiagramm,
das in eine Richtung von L1 weist, der Antennensatz B hat ein Strahlungsdiagramm,
das in eine Richtung von L2 weist, der Antennensatz C hat ein Strahlungsdiagramm,
das in eine Richtung von L3 weist, und der Antennensatz D hat ein
Strahlungsdiagramm, das in eine Richtung von L4 weist. Tabelle
1
- A*
- bezeichnet Antenne
-
Wenn
die Antennen, die zu jedem der Antennensätze A, B, C und D gehören, mit
dem oben beschriebenen Verfahren ausgewählt werden, bildet jeder Antennensatz
ein vorgegebenes Strahlungsdiagramm, da die Richtungen der Strahlungsdiagramme
von Antennen, die zu jedem Satz gehören, für jeden Antennensatz übereingestimmt
werden.
-
Des
Weiteren werden vier Strahlungsdiagramme gebildet, die jedes in
eine Richtung, die einer der Seiten des Vierecks PQRS entspricht,
weisen, wodurch die Strahlungsdiagramme nahezu alle Richtungen abdecken.
Dementsprechend ist es, durch das Auswählen des Antennensatzes zur
Verwendung beim Empfangen aus nur vier Antennensätzen mit den vorgegebenen Strahlungsdiagrammen,
möglich,
für Empfangssignale aus
allen Richtungen hohe Diversity-Effekte zu erreichen.
-
Als
Nächstes
wird der Betrieb der Empfangsvorrichtung gemäß der ersten Ausführung der
vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die zuvor beschriebene 3 erklärt. In der 3 messen die Erfassungssektoren für die erwünschte Signalleistung 109 bis 116,
wenn jede der Antennen 101 bis 108 ein Funksignal
empfängt,
einen Leistungspegel eines Signals von einem Kommunikationspartner
(im Folgenden als erwünschter
Signalleistungspegel bezeichnet), der in dem von jeder der Antennen 101 bis 108 jeweils
empfangenen Empfangssignal enthalten ist. Die Messresultate werden
in der Tabelle 2 gezeigt.
-
-
Basierend
auf den gemessenen Resultaten, wählt
der Antennensatzauswahlsektor 117 einen Antennensatz zur
Verwendung beim Empfangen aus. Speziell, wie in der Tabelle 3 dargestellt,
ermittelt der Antennensatzauswahlsektor 117 eine Summe
der erwünschten
Signalleistungspegel, die an den vier Antennen, die zu jedem Antennensatz
A, B, C oder D gehören,
empfangen wurden, und wählt
den Antennensatz mit der größten Summe
als den Antennensatz zur Verwendung beim Empfangen aus.
-
-
Da
die Auswahl der Antennen, die zum Empfangen zu verwenden sind, so
durchgeführt
wird, dass der Antennensatz, mit den zum Bilden eines Strahlungsdiagramms
im Voraus kombinierten Antennen als eine Einheit behandelt wird,
ist es möglich,
das nicht erforderliche wiederholte Berechnen der Summe der erwünschten Signalleistungspegel
entsprechend beliebiger Kombinationen von Antennen für die gleiche
Anzahl von Malen wie die Anzahl der Kombinationen für die Antennenauswahl
auszulassen. Infolgedessen ist es möglich, in kurzer Zeit und mit
einer klein gehaltenen Berechnungsschaltung ausgezeichnete Empfangsbedingungen
zu erreichen.
-
Zusätzlich ist
der Grund zum Einstellen der erwünschten
Signalleistungspegel auf einem Auswahlkriterium der, dass der erwünschte Signalleistungspegel
eine starke Wechselbeziehung aufweist, ob die Qualitäten eines
kombinierten Empfangssignals gut sind oder nicht. Da der erwünschte Signalleistungspegel
eine der Qualitäten
ist, die erfasst werden können,
bevor die Empfangssignale kombiniert werden, bestehen des Weiteren
Vorteile darin, dass die Auswahl des Antennensatzes leicht und schnell
und ohne das Ausführen
der Signalkombinationsverarbeitung und der Demodulationsverarbeitung
durchgeführt
werden kann.
-
Aus
dem gleichen Grund kann es möglich
sein, anstelle des erwünschten
Signalleistungspegels als Kriterium eine empfangene Feldstärke, einen
empfangenen Leistungspegel, eine Feldstärke eines Empfangssignals von
dem Kommunikationspartner, ein Verhältnis einer Feldstärke eines
Empfangssignals von dem Kommunikationspartner zu der empfangenen
Gesamtfeldstärke
oder ein Verhältnis
eines Leistungspegels eines empfangenen Signals von dem Kommunikationspartner
zu dem empfangenen Gesamtleistungspegel zu verwenden.
-
Nach
der Auswahl des Antennensatzes, wie zuvor beschrieben, steuert der
Antennensatzauswahlsektor 117 den Schalter 120,
um so zwischen seinen Eingangsanschlüssen zu schalten, dass nur
Empfangssignale von insgesamt vier Antennen, die zu dem Antennensatz
A gehören,
beispielsweise 101, 103, 106 und 108,
beispielsweise mit vier RF-Empfangssektoren 121 bis 124 verbunden
werden.
-
Auf
diese Art und Weise muss von den an den acht Antennen 101 bis 108 empfangenen
Signalen nur die Hälfte
der empfangenen Signale mit den RF-Empfangssektoren 121 bis 124 verbunden
werden. Deshalb ist es möglich,
die Anzahl der RF-Empfangssektoren, von denen jeder insbesondere
in der Empfangsvorrichtung eine große Schaltung aufweist, zu verringern.
Im Ergebnis ist es möglich,
die Größe der Schaltung
in der gesamten Empfangsvorrichtung zu verringern.
-
Es
ist deshalb möglich,
selbst dann, wenn die Empfangssignale von nur vier Antennen, die
zu dem Antennensatz A gehören,
beispielsweise die Antennen 101, 103, 106 und 108,
jeweils mit vier RF-Empfangssektoren 121 bis 124 verbunden,
kombiniert und demoduliert werden, ausgezeichnete Empfangsbedingungen mit
Diversity-Effekten zu erreichen. Es ist offensichtlich, dass es
in einem allgemeinen Diversity-System mit dem Kombinieren des Empfangssignals,
beispielsweise durch Proportionalsignalkombination, möglich ist,
die Verschlechterung von Signalqualitäten von kombinierten Signalen
zu verhindern, ohne dass Empfangssignale mit schlechter Empfangsqualität bei der
Signalkombination verwendet werden.
-
Schließlich werden
die in die RF-Empfangssektoren 121 bis 124 eingegebenen
Empfangssignale jeweils in Zwischenfrequenzsignale umgewandelt,
in dem Signalkombinationssektor 125 kombiniert und in dem Demodulationssektor 126 demoduliert,
um ein erwünschtes
Signal zu sein.
-
Die
oben genannten Erklärungen
stellen den Fall dar, bei dem das Kombinieren und das Demodulieren von
Empfangssignalen nach der Auswahl des Antennensatzes ausgeführt werden.
Um eine Reihe von Verarbeitungen, die den oben beschriebenen Fall
enthalten, auszuführen,
werden in Hinblick auf den Zeitpunkt der Auswahl des Antennensatzes
zwei Verfahren berücksichtigt.
Solche Verfahren werden im Folgenden unter Verwendung insbesondere
der 7 und 8 erklärt. Die 7 und 8 sind
jeweils Zeitdiagramme, die das Timing zur Auswahl des Antennensatzes
darstellen und jeweils das erste Verfahren und das zweite Verfahren anzeigen.
-
Zuerst
wird unter Bezugnahme auf die 7 das
erste Verfahren erklärt.
Bei diesem Verfahren beginnt der Vorauswahlsektor 118 in
dem Antennensatzauswahlsektor 117, zu dem gleichen Zeitpunkt,
zu dem der Rahmenkopf eines Empfangssignals empfangen wird, die
Auswahl des Antennensatzes und beendet die Auswahl innerhalb einer
vorgegebenen Zeit. Als Nächstes
speichert der Speichersektor für
die ausgewählte
Information 119 den ausgewählten Antennensatz und sendet
sofort das Steuersignal an den Schalter 120. Danach werden
das Kombinieren und das Demodulieren der Empfangssignale ausgeführt.
-
Gemäß dem ersten
Verfahren können
hohe Diversity-Effekte selbst dann erreicht werden, wenn sich die
Empfangsumgebungen innerhalb eines kurzen Zeitraums ändern, obwohl
es relativ lange dauert, die Demodulation des Signals zu beenden,
nachdem das Signal empfangen wurde, da die Qualitäten in Bezug
auf den Rahmen des Empfangssignals in der Kombination und der Demodulation
des Empfangssignals mit dem Rahmen reflektiert werden. Des Weiteren
ist es, da es für
den Speichersektor für
die ausgewählte
Information 119 nicht erforderlich ist, den ausgewählten Antennensatz
immer zu speichern, möglich,
eine Empfangsvorrichtung mit einer einfachen Konfiguration, bei
der der Speichersektor für
die ausgewählte
Information 119 aus dem Antennensatzauswahlsektor 117 eliminiert
ist, bereitzustellen.
-
Als
Nächstes
wird unter Bezugnahme auf die 8 das
zweite Verfahren erklärt.
Bei diesem Verfahren wird, zu dem gleichen Zeitpunkt, zu dem ein
Rahmenkopf 1 eines Empfangssignals empfangen wird, ein den
gespeicherten Informationen in dem Speichersektor für die ausgewählte Information 119 entsprechendes Steuersignal
an den Schalter 120 gesendet. Als Nächstes wählt der Vorauswahlsektor 118 in
dem Antennensatzauswahlsektor 117, basierend auf der Empfangsqualität des Rahmens 1 des
Empfangssignals, den Antennensatz aus und der Speichersektor für ausgewählte Information 119 speichert
den ausgewählten
Antennensatz.
-
Wenn
danach, zu dem gleichen Zeitpunkt, zu dem der Rahmenkopf 2 empfangen
wird, der Rahmen 2 empfangen wird, sendet der Speichersektor
für ausgewählte Information
an den Schalter 120 das Steuersignal, das zum Kombinieren
und Demodulieren der von den Antennen, die zu dem Antennensatz gehören, empfangenen
Signale, basierend auf der Empfangsqualität des Rahmens 1, anweist.
Die gleiche Verarbeitung wird bei den folgenden Rahmen durchgeführt.
-
Gemäß dem zweiten
Verfahren ist es, da die Antennenauswahl keine Zeit erfordert, möglich, die
erforderliche Zeit zum Beenden der Demodulation des Signals, nachdem
das Signal empfangen wurde, zu verkürzen. Zusätzlich können, obwohl die Qualität des Rahmens
des Empfangssignals bei dem Kombinieren und Demodulieren des Empfangssignals
nicht mit diesem Rahmen, jedoch mit einem nächsten Rahmen nach dem Rahmen
reflektiert wird, für
den Fall, bei dem sich die Empfangsumgebungen in einem kurzen Zeitraum
nicht ändern,
ausreichende Diversity-Effekte erreicht werden.
-
Folglich
ist es, gemäß der Empfangsvorrichtung
gemäß der ersten
Ausführung
der vorliegenden Erfindung, da die Antennen, die zu dem Antennensatz
gehören,
zuerst basierend auf den Richtungen der Strahlungsdiagramme der
Antennen ausgewählt
werden, möglich,
den Antennensatz sicher zusammenzusetzen und mit dem einfachen Verfahren
die vorgegebenen Strahlungsdiagramme zu bilden. Da die Auswahl der
Antennen zur Verwendung beim Empfangen so durchgeführt wird,
dass ein Antennensatz als eine Einheit behandelt wird, ist es des
Weiteren möglich,
nicht erforderliche Verarbeitungen, wie die des Erfassens, Berechnens und
Vergleichens, die wiederholt entsprechend beliebigen Kombinationen
von Antennen mit der gleichen Anzahl von Malen, wie die der Kombinationen
beim Erfassen der Empfangsqualitäten,
die als das Kriterium für die
Antennenauswahl verwendet werden, ausgeführt werden, zu eliminieren.
-
Da
die Empfangssignale von den ausgewählten Antennen nur in die RF-Empfangssektoren
eingegeben werden, ist es des Weiteren, durch das Eliminieren von
nicht erforderlichen RF-Empfangssektoren möglich, die Größe einer
Schaltung zu verringern.
-
Wenn
eine Sende-/Empfangsvorrichtung verwendet wird, die, da das Strahlungsdiagramm
des Antennensatzes in die Richtung eines Kommunikationspartners
weist, in der Lage ist, mit der Antenne, die in der Empfangsvorrichtung
gemäß der ersten
Ausführung
der vorliegenden Erfindung ausgewählt ist, Funkübertragung
durchzuführen,
ist es zusätzlich
möglich,
ein effizientes Senden durchzuführen,
und es ist ferner möglich, die
Störungen
bei anderen Empfängern,
die nicht in dem Kommunikationspartner sind, zu verringern. Solch eine
Sende-/Empfangsvorrichtung ist auf eine Basisstationsvorrichtung
bei mobiler Kommunikation anwendbar.
-
Zweite Ausführung
-
Die 9 ist ein erklärendes Diagramm,
das ein Verfahren zum Zusammensetzen eines Antennensatzes in einer
Empfangsvorrichtung gemäß der zweiten
Ausführung
der vorliegenden Erfindung darstellt. Die Empfangsvorrichtung gemäß der zweiten
Ausführung
der vorliegenden Erfindung hat die gleiche Konfiguration, wie die
der ersten Ausführung,
mit Ausnahme der Zusammensetzung der Antennen. Deshalb werden die Ge samtkonfiguration
der Empfangsvorrichtung und der Betrieb darin nicht erklärt und im
Folgenden wird nur die Zusammensetzung der Antennen erklärt.
-
Die
Antennen 701(a) bis 706(c) werden wie in der 9 dargestellt angeordnet.
Die Antennen 701(a), 701(b) und 701(c) weisen
jede ein Strahlungsdiagramm mit einer Richtung von 120 Grad voneinander
weg auf und diese drei Antennen bilden die Antennengruppe 707.
Um die Behandlung und die Installation der Antennengruppe zu erleichtern,
werden beispielsweise die Antennen 701(a), 701(b) und 701(c) jeweils
nah aneinander an der Ecke eines Gebäudedachs befestigt.
-
Auf
die gleiche Art und Weise bilden die Antennen 702(a), 702(b) und 702(c) die
Antennengruppe 708 und andere Antennen bilden außerdem,
wie in der 9 dargestellt,
die Antennengruppen 709, 710, 711 und 712.
-
Andererseits
wird in Bezug auf das Verhältnis
zwischen den wechselseitigen Positionen der Antennengruppen 707 bis 712 jede
Gruppe, um Effekte durch räumliche
Diversity zu erreichen, von einer anderen mit einem Abstand, der
ungefähr
das Zehnfache der Wellenlänge
des Empfangs ist, entfernt angeordnet. Bei dieser Ausführung der
vorliegenden Erfindung wird vorausgesetzt, dass jede der Antennengruppen 301 bis 304 jeweils
an einer der vier Ecken des Gebäudedachs
installiert ist.
-
Die
nächste
Beschreibung erklärt
unter Bezugnahme auf die 9 das
Verfahren zum Auswählen
der Antennen, die zu jedem der Antennensätze A bis F gehören, aus
den Antennen 701(a) bis 701(c). Die Antennengruppen 701 bis 712 werden
jeweils an P, Q, R, S, T und U angeordnet und auf einer virtuellen
Ebene wird ein Sechseck definiert. Unter Verwendung eines Pfeils
L1, der eine Richtung vertikal zu einer Seite PQ des Sechsecks PQRSTU
anzeigt, als ein Kriterium, werden die Antennen, die zu dem Antennensatz
gehören,
mit dem im Folgenden beschriebenen Verfahren ausgewählt.
-
Beispielsweise
haben die Antennen 701(a) bis 706(c) alle ein
Strahlungsdiagramm und jede gehört
zu einer der Antennengruppen 707 bis 712. Aus
jeder Antennengruppe wird die Antenne ausgewählt, bei der der Winkel zwischen
dem Strahlungsdiagramm dieser und der Richtung des Pfeils L1 der
kleinste ist.
-
Gemäß der 9 wird aus der Antennengruppe 707 die
Antenne 701(c) ausgewählt,
bei der der Winkel zwischen der Richtung des Strahlungsdiagramms
dieser und der Richtung des Pfeils L1 ungefähr 30 Grad ist. Auf die gleiche
Art und Weise werden die Antennen 702(b), 703(b), 704(a), 705(a) und 706(c) aus
der jeweiligen Antennengruppe ausgewählt. Der Antennensatz, der
auf diese Art und Weise ausgewählt
und kombiniert wurde, wird als Antennensatz A bezeichnet.
-
Mit
dem gleichen Verfahren werden jeweils in Bezug auf jede Seite PQ,
QR, RS, ST oder TU des Sechsecks PQRSTU Antennen, die zu jedem der
Antennensätze
B, C, D, E und F gehören,
ausgewählt.
Die durch das Durchführen
der Auswahl erhaltenen Antennensätze
werden in der Tabelle 4 gezeigt. Der Antennensatz A weist ein Strahlungsdiagramm
auf, das in eine Richtung von L2 weist, der Antennensatz C weist
ein Strahlungsdiagramm auf, das in eine Richtung von L3 weist, der
Antennensatz D weist ein Strahlungsdiagramm auf, das in eine Richtung
von L4 weist, der Antennensatz E weist ein Strahlungsdiagramm auf,
das in eine Richtung von L5 weist und der Antennensatz F weist ein
Strahlungsdiagramm auf, das in eine Richtung von L6 weist. Tabelle
4
- A*
- bezeichnet Antenne
-
Gemäß der Empfangsvorrichtung
dieser Ausführung,
die mit dem oben beschriebenen Verfahren Antennen, die zu den Antennensätzen A,
B, C, D, E und F gehören,
auswählt,
wird eine Antenne, die optimal ist, um ein Strahlungsdiagramm zu
bilden, aus den Antennen, die eine Antennengruppe bilden, ausgewählt, wodurch
die Antennenauswahl erleichtert wird. Des Weiteren werden von Antennen,
die zu dem gleichen Antennensatz gehören, Antennen zur Verwendung
beim Empfangen voneinander durch einen Abstand, der ungefähr das Zehnfache
der Wellenlänge
eines Empfangssignals ist, beabstandet, wodurch der Effekt der räumlichen
Diversity verbessert wird.
-
Zusätzlich kann
das Auswählen
der Antennen, die zu dem Antennensatz gehören, ein Verfahren zum Auswählen einer
vorgegebenen Anzahl von zwei oder mehr als zwei Antennen aus jeder
Antennengruppe anwenden und mit diesem Verfahren ist die Auswahl
leicht. Ferner kann ein weiteres Verfahren verwendet werden, indem
durch andere Bedingungen im Voraus definierte Antennengruppen (jede
mit einer vorgegebenen Anzahl von Antennen) zuerst ausgewählt werden
und eine einzelne Antenne nur aus jeder der Antennengruppen ausgewählt wird.
-
Darüber hinaus
können,
obwohl die Antennen unter Verwendung jeder der Vertikalen zu einer
der Seiten des Sechsecks PQRSTU als Kriterien ausgewählt werden,
beispielsweise durch das Verwenden der Diagonallinien PR, QS und
weiterer Diagonallinien des Sechsecks PQRSTU als Kriterien, die
gleichen Effekte erreicht werden.
-
Zusätzlich ist
diese Ausführung,
obwohl diese Ausführung
den Fall erklärt,
bei dem die Antennen nahe den Ecken des Sechsecks angeordnet werden,
nicht auf das Sechseck beschränkt
und es kann möglich
sein, jede Anzahl von Ecken, wie zum Beispiel die eines Dreiecks
oder eines Fünfecks,
anzuwenden.
-
Dritte Ausführung
-
Eine
Empfangsvorrichtung gemäß der dritten
Ausführung
der vorliegenden Erfindung hat, abgesehen von dem Auswahlverfahren
für den
Antennensatz, die gleiche Konfiguration wie die der ersten Ausführung. Deshalb
werden hier die Gesamtkonfiguration der Empfangsvorrichtung und
der Betrieb darin nicht erklärt, sondern
nur das Auswahlverfahren für
den Antennensatz wird im Folgenden erklärt.
-
Auf
die gleiche Art und Weise wie in der ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung
empfangen die in der 3 dargestellten
Antennen 101 bis 108 jede ein Funksignal und die
Erfassungssektoren für
die erwünschte
Signalleistung 109 bis 116 messen einen an den
Antennen 101 bis 108 empfangenen erwünschten Signalleistungspegel.
Die Messresultate werden als die gleichen angenommen, wie sie in
der Tabelle 2 der ersten Ausführung
dargestellt werden. An diesem Punkt wählt der Antennensatzauswahlsektor 117,
unter der Bedingung, dass der Antennensatz eine Antenne mit dem
größten erwünschten
Signalleistungspegel enthält,
einen Antennensatz mit der größten Summe
der erwünschten
Signalleistungspegel aus den Antennensätzen, die die oben genannte
Bedingung erfüllen,
aus. Speziell wählt
der Antennensatzauswahlsektor 117, wie in der Tabelle 5
dargestellt, die Antennensätze
B und C, zu denen die Antenne 102 mit dem größten erwünschten Leistungspegel
gehört.
Als Nächstes
ermittelt der Sektor 117 jede Summe der an den vier Antennen,
die zu dem Antennensatz B oder C gehören, empfangenen erwünschten
Signalleistungspegel. Schließlich
wählt der Sektor 117 aus
zwei Antennensätzen
als einen Antennensatz zur Verwendung beim Empfangen den Antennensatz
B mit der größten Summe
aus.
-
-
Dementsprechend
wird, selbst in dem Fall, bei dem der Antennensatz A mit dem gleichen
Auswahlverfahren wie in der ersten Ausführung ausgewählt wird,
wenn die Auswahl unter Verwendung der Summe der erwünschten
Signalleistungspegel als das Kriterium durchgeführt wird, bei dem oben genannten
Auswahlverfahren der Antennensatz B ausgewählt.
-
Der
Grund für
die Anwendung des oben beschriebenen Auswahlverfahrens ist, dass
sich die Empfangsbedingungen in dem Fall, bei dem eine Antenne mit
der größten erwünschten
Signalpegelleistung nicht in dem Antennensatz mit der größten Summe
der erwünschten
Signalpegelleistung enthalten ist, im Vergleich mit dem Fall, bei
dem der Antennensatz die Antenne mit dem größten erwünschten Signalpegel erhält, mitunter verschlechtern.
Folglich ist es, gemäß der Empfangsvorrichtung
in dieser Ausführung
der vorliegenden Erfindung, da der Antennensatz, der die Antenne
mit dem erwünschten
größten Signalleistungspegel
enthält,
immer ausgewählt
wird, möglich,
ausgezeichnete Empfangsbedingungen zu erreichen, wobei sicher hohe
Diversity-Effekte erhalten werden.
-
Vierte Ausführung
-
Eine
Empfangsvorrichtung gemäß der vierten
Ausführung
der vorliegenden Erfindung erfasst eine Qualität eines kombinierten Signals,
nachdem Empfangssignale kombiniert werden, und führt, basierend auf der Qualität, die Auswahl
des Antennensatzes durch, wodurch sie sich wesentlich von der Empfangsvorrichtung
der ersten Ausführung
unterscheidet.
-
Deshalb
werden die Konfiguration und der Betrieb in der Empfangsvorrichtung
gemäß der vierten
Ausführung
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 10 erklärt.
-
Die 10 ist ein Blockdiagramm,
das die Gesamtkonfiguration der Empfangsvorrichtung gemäß der vierten
Ausführung
der vorliegenden Erfindung darstellt. Den gleichen Komponenten,
wie jenen in der Empfangsvorrichtung gemäß der ersten Ausführung, die
in der 1 dargestellt
wird, wurden gleiche Symbole gegeben. Die Gesamtkonfiguration der
Empfangsvorrichtung gemäß der vierten
Ausführung
der vorliegenden Erfindung wird zuerst unter Bezugnahme auf die 10 erklärt. Die Antennen 101 bis 108 empfangen
jede ein Funksignal. Die Anordnung der Antennen 101 bis 108 und
die Zusammensetzung der Antennensätze sind die gleichen, wie
jene der Antennen gemäß der ersten
Ausführung,
die in der zuvor beschriebenen 5 und
in der Tabelle 1 dargestellt wurden, und deshalb wird die Erklärung. dieser
hier ausgelassen.
-
Der
Schalter 120 verbindet nur die Empfangssignale von Antennen,
die zu dem Antennensatz gehören,
der in dem Antennensatzauswahlsektor 802 ausgewählt wurde,
mit den RF-Empfangssektoren 121 bis 124. Die RF-Empfangssektoren 121 bis 124 wandeln
die jeweils eingegebenen Empfangssignale in die Zwischenfrequenzsignale
um, die an den Signalkombinationssektor 125 ausgegeben
werden. Der Signalkombinationssektor 125 kombiniert die
Zwischenfrequenzsignale aus den RF-Empfangssektoren 121 bis 124.
Der Demodulationssektor 126 demoduliert ein Ausgabesignal
von dem Signalkombinationssektor 125, um ein erwünschtes
Signal auszugeben.
-
Der
Fehlererfassungssektor 802 führt auf dem demodulierten Signal
des Demodulationssektors 126 unter Verwendung eines zyklischen
Sicherheitscodes die Fehlererfassung aus und gibt ein Ergebnis aus.
Zusätzlich
ist der zyklische Sicherheitscode einer der Codes, die in Codefehlererfassungssystemen
verwendet werden, die Eigenschaften aufweisen, durch die die Kodierung
mit einer einfachen Schaltung ausgeführt werden kann und Fehler
effizient erfasst werden können.
-
Generell
wird die Fehlererfassung mit dem zyklischen Sicherheitscode in dem
System ausgeführt,
bei dem eine Sendeseite ein repräsentatives
Polynom höherer
Ordnung eines Originalcodes durch ein Generatorpolynom, das im Voraus
definiert ist, teilt, um einen Restcode zu ermitteln, und die Resultante,
die durch das Addieren des Restcodes zu dem Originalcode ermittelt
wurde, sendet und eine Empfangsseite den empfangenen Code durch
ein Generatorpolynom teilt und Fehler erfasst, um zu prüfen, ob
der empfangene Code teilbar ist.
-
Der
Antennenauswahlsektor 801 wählt einen Antennensatz zur
Verwendung beim Empfangen basierend auf dem Resultat, das von dem
Fehlererfassungssektor 802 ausgegeben wird, und gibt das
Steuersignal an den Schalter 120 aus.
-
Als
Nächstes
wird unter Bezugnahme auf die zuvor genannte 10 und die Tabelle 1 der Betrieb in der
Empfangsvorrichtung gemäß der vierten
Ausführung
der vorliegenden Erfindung erklärt.
Wenn die Antennen 101 bis 108 in der 10 jede ein Funksignal empfangen,
wählt der
Antennensatzauswahlsektor 801, entsprechend der Reihenfolge,
die als eine Anfangseinstellung vorgegeben wird, den in der Tabelle
1 gezeigten Antennensatz A zur Verwendung beim Empfangen aus. Basierend
auf der Auswahl steuert der Antennensatzauswahlsektor 801 als
Nächstes
den Schalter 120, um zwischen seinen Eingangschlüssen zu
schalten, um nur Signale, die von den Antennen 101, 103, 106 und 108,
die zu dem Antennensatz A gehören,
mit den RF-Empfangssektoren 121 bis 124 zu verbinden.
-
Die
jeweils in die RF-Empfangssektoren 121 bis 124 eingegebenen
Signale werden in Zwischenfrequenzsignale umgewandelt, in dem Signalkombinationssektor 125 kombiniert
und in dem Demodulationssektor 126 demoduliert, um ein
erwünschtes
Signal zu sein.
-
Der
Fehlererfassungssektor 802 führt auf dem demodulierten Signal
die Fehlererfassung aus, um das Resultat auszugeben.
-
In
dem Fall, in dem im Ergebnis der Fehlererfassung kein Fehler erfasst
wird, wählt
der Antennensatzauswahlsektor 801 anschließend den
Antennensatz A als den Antennensatz zur Verwendung beim Empfangen
aus. Im Ergebnis wird das Empfangen unter Verwendung der Empfangssignale
von den Antennen 101, 103, 106 und 108,
die zu dem Antennensatz A gehören,
fortgesetzt.
-
Wenn
andererseits der Fall eintritt, bei dem im Ergebnis der Fehlererfassung
ein Fehler erfasst wird, wählt
der Antennensatzauswahlsektor 801, entsprechend der Reihenfolge,
die als die Anfangseinstellung vorgegeben ist, den Antennensatz
B als den Antennensatz zur Verwendung beim Empfangen aus. Im Ergebnis beginnt
das Empfangen unter Verwendung der Signale von den Antennen 102, 103, 105 und 108,
die zu dem Antennensatz B gehören.
-
Wenn,
nachdem der Antennensatz umgeschaltet wurde, in der nächsten Fehlererfassung
kein Fehler erfasst wird, wählt
der Antennensatzauswahlsektor 802 anschließend den
Antennensatz B als den Antennensatz zur Verwendung beim Empfangen
aus. In dem Fall, bei dem wieder ein Fehler erfasst wird, wählt der
Antennensatzauswahlsektor 801, entsprechend der Reihenfolge,
die in der Anfangseinstellung bestimmt wurde, den Antennensatz C
als den Antennensatz zur Verwendung beim Empfangen aus.
-
Danach
wird der Antennensatz nach dem gleichen Verfahren umgeschaltet,
bis ein Antennensatz mit keinem Empfangsfehler ermittelt ist.
-
Wie
zuvor beschrieben, ist es, gemäß der Empfangsvorrichtung
der vierten Ausführung
der vorliegenden Erfindung, da die Antennen basierend auf dem demodulierten
Empfangssignal, das schließlich
in der Empfangsvorrichtung ausgegeben wird, ausgewählt werden
können,
möglich,
die Optimierung einer Empfangsqualität am direktesten und sichersten
vorzunehmen. Zusätzlich
wird, wenn die Empfangsqualität
das vorgegebene Kriterium nicht erfüllt, ein einfaches Verfahren,
dass der Antennensatz gewechselt wird, angewendet. Deshalb ist es
leicht möglich,
Diversity-Effekte zu erreichen, während die kleine Schaltungsgröße aufrechterhalten
wird.
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Zusätzlich kann
es, obwohl in der vierten Ausführung
das Umschalten der Antennensätze
basierend auf den durch die Fehlerfassung mit dem zyklischen Sicherheitscode
ermittelten Ergebnissen durchgeführt wird,
möglich
sein, das Umschalten der Antennensätze basierend auf dem Ergebnis,
das durch ein anderes Erfassungsverfahren, bei dem der zyklische
Sicherheitscode nicht verwendet wird, ermittelt wird, wie zum Beispiel
auf dem Resultat einer Fehlerrate oder dem Resultat, das durch das
Erfassen, ob die Konstellationsvarianz eine vorgegebene Referenz
erfüllt
oder nicht, durchzuführen
und des Weiteren ist es möglich,
das Umschalten des Antennensatzes basierend auf dem Kriterium, das
durch das Kombinieren der oben genannten Resultate ermittelt wird,
durchzuführen.
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Des
Weiteren kann es möglich
sein, das Umschalten des Antennensatzes basierend auf dem Resultat der
Erfassung, ob ein gemessener Wert einem vorgegebenen Referenzwert
gleich ist oder nicht, durchzuführen,
wobei ein solcher gemessener Wert eine erfasste Feldstärke eines
kombinierten Signals, eine Feldstärke eines von einem Kommunikationspartner
empfangenen Signals, ein Leistungspegel eines von einem Kommunikationspartner
empfangenen Signals, ein Verhältnis
einer Feldstärke
eines von einem Kommunikationspartner empfangenen Signals zu der
Gesamtfeldstärke
oder ein Verhältnis
eines Leistungspegels eines von einem Kommunikationspartner empfangenen
Signals zu dem Gesamtleistungspegel sein kann. Des Weiteren kann es
möglich
sein, das Umschalten des Antennensatzes basierend auf dem Kriterium,
das durch das Kombinieren der oben genannten Resultate erhalten
wird, durchzuführen.
In einem solchen Fall ist es möglich,
die gleichen Resultate wie in der vierten Ausführung zu erhalten.
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Wie
zuvor beschrieben, ist es gemäß der vorliegenden
Erfindung, da die Auswahl der Antennen zur Verwendung beim Empfangen
den Antennensatz, der aus im Voraus ausgewählten Antennen besteht, um
ein vorgegebenes Strahlungsdiagramm zu bilden, als eine Einheit
behandelt, selbst dann, wenn die Anzahl der Antennen erhöht wird,
möglich,
mit der Schaltung kleiner Größe unter
Verwendung des einfa chen Auswahlverfahrens in einer kurzen Zeit
ausgezeichnete Empfangsbedingungen zu erreichen.