JP2000101372A - 無線受信ユニットにおける有効信号の改善方法 - Google Patents
無線受信ユニットにおける有効信号の改善方法Info
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Abstract
めの方法を提供することである。 【解決手段】 制御ユニットは、スイッチが第1の信号
をチャネルフィルタの上流で、第2の信号をチャネルフ
ィルタの下流で交互に信号強度検知ユニットに供給する
ように制御し、信号強度検知ユニットの出力信号を制御
ユニットに供給し、該出力信号に依存して増幅器を制御
するように構成する。
Description
と、スイッチと、制御ユニットと、信号強度検知ユニッ
トとを有する無線受信ユニットにおける有効信号を改善
する方法から出発する。
信号とその後で得られる有効信号との比がどれだけの大
きさか検知することが公知である。ここでの欠点は、共
に増幅されるノイズ成分が信号強度検知ユニットの出力
信号にエラーを生じさせるだけでなく、有効信号の品質
も損なうことである。
受信ユニットにおける有効信号改善のための方法を提供
することである。
り、制御ユニットは、スイッチが第1の信号をチャネル
フィルタの上流で、第2の信号をチャネルフィルタの下
流で交互に信号強度検知ユニットに供給するように制御
し、信号強度検知ユニットの出力信号を制御ユニットに
供給し、該出力信号に依存して増幅器を制御するように
構成して解決される。
ている。
と直接的関係にある。出力信号が改善されれば、有効信
号も改善される。出力信号が悪化すれば、有効信号も悪
化する。
ユニットと、制御ユニットにより行われる比較器とに供
給することにより、本発明の方法の適用によって改善さ
れた有効信号が得られるように増幅器が制御される。
信号成分とノイズ信号成分を含んでおり、ノイズ信号成
分がチャネルフィルタにより取り出しろ波されることを
特徴とする。
することにより、ノイズ信号を伴う、または伴わない信
号強度を評価することができる。
り第1の信号をチャネルフィルタの上流で増幅し、第2
の増幅器で第2の信号をチャネルフィルタの下流で増幅
することを特徴とする。
することにより、2つの検知信号がどのように消失する
かに依存して最適化を実行することができる。最適化は
この場合、十分に自動化して制御ユニットにより行うこ
とができる。
効信号Nとノイズ信号SおよびノイズRとの比N/(S
+R)ができるだけ大きくなるように最適化されること
を特徴とする。
により動作され、これにより受信器ノイズが小さく保た
れる。しかし本発明の方法により、いつ第1の増幅器の
増幅率が大きく、かつ強いノイズ信号が存在し、結果と
して小さな比N/(S+R)しか達成できないことを検
出できる。この場合、出力信号の改善は、第1の増幅器
の増幅率を低減し、第2の増幅器の増幅率を増大するこ
とにより得られる。
り有効信号がノイズ信号よりも大きいことが検出される
ときに、第1の増幅器で最大増幅率を調整し、第2の増
幅器で比較的に小さな増幅率を調整することを特徴とす
る。
最小であるときに強いノイズが存在し、出力信号の比N
/(S+R)が小さい場合には、周波数領域が変更され
ることを特徴とする。
わらず出力信号の質が悪いときには、チャネルが変更さ
れ、有効信号をノイズと比較して増大させることにより
出力信号が改善される。
するスイッチの代わりに、2つの信号強度検知ユニット
を使用し、これらが連続的に2つの信号を制御ユニット
に供給することも可能である。
る。
路図を示す。入力信号ESは第1のバンドフィルタBF
1,ミキサM、第1の制御可能な増幅器RV1,第2の
バンドフィルタBF2を介して第2の制御可能な増幅器
RV2に達する。この第2の増幅器の出力側に有効信号
NSが発生する。有効信号NSは次にA/D変換器に供
給される。第1のバンドフィルタBF1とミキサMとの
間には、第3の制御可能な増幅器RV3を配置すること
もできる。この第3の増幅器は必ずしも必要ではないか
ら、ここには破線で示されている。第3の制御可能な増
幅器RV3は調整改善部として用いる。制御ユニットS
EはメモリMを有している。メモリも破線で示されてい
る。なぜならメモリは制御ユニットSEの外側に存在す
ることもできるからである。制御ユニットSEはさらに
第1の制御可能な増幅器RV1,PLL回路、スイッチ
S、第2の制御可能な増幅器RV2および信号強度検知
ユニットRSSIと接続されている。PLL回路はさら
にミキサと接続されている。第3の制御可能な増幅器R
V3を使用する場合には、この増幅器も制御ユニットと
接続される。スイッチSは、第1の切替位置において第
1の信号S1を、第2のバンドフィルタBF2の上流で
信号強度検知ユニットRSSIに供給し、第2の切替位
置において第2の信号S2を、第2のバンドフィルタB
F2の下流で信号強度検知ユニットRSSIに供給す
る。
ィルタBF1には、概略的曲線が示されている。この曲
線は902〜928MHzの帯域幅を示す。この帯域幅
は複数の受信チャネルを含む。有効信号はこの帯域幅中
にNにより、ノイズ信号はSにより示されている。ろ波
された入力信号ESは次にミキサMに供給される。ミキ
サMは、この信号をPLL回路からの信号と混合し、混
合した信号を第1の制御可能な増幅器VR1を介して第
2のバンドフィルタBF2にさらに供給する。第2のバ
ンドフィルタBF2はチャネル選択を行う。チャネル選
択に用いるチャネルフィルタはここではバンドフィルタ
として構成されている。スイッチSは制御ユニットSE
により制御され、まず第1の切替位置1に切り替えられ
る。この位置では、信号強度検知ユニットRSSIに、
第1の信号S1が第2のバンドフィルタBFの上流で供
給される。次に第2の切替位置2に切り替えられ、この
位置では第2の信号S2が第2のバンドフィルタBF2
の下流で信号強度検知ユニットRSSIに供給される。
信号強度検知ユニットRSSIの出力信号ASは制御ユ
ニットSEにも供給される。出力信号ASは電圧値であ
るから、以下、出力電圧の概念を使用する。制御線路S
T1,ST2,および場合によりST3を介して、制御
ユニットは制御可能な増幅器RV1〜RV3を調整する
ことができ、また相応の増幅率を識別する。
づいて説明する。図2から図5は、信号強度測定の基本
を示す。図2は、入力信号ESのスペクトルを入力周波
数finに依存して示す。バンドフィルタBF1は、I
SMバンド(Industrial Scientific Medical)の帯域
幅を900MHzから930MHzの間に制限する。この帯域
幅には有効信号Mとノイズ信号Sが存在する。図3は、
有効信号Nとノイズ信号Sの第1のスペクトルS1を示
す。ノイズ信号Sは有効信号Nより大きい。図4は、有
効信号Nとこれより小さいノイズ信号SのスペクトルS
2を示す。図5には、出力電圧ASが入力信号ESの信
号強度に依存して示されている。出力電圧ASは、改善
すべき有効信号NSと直接的比例関係にある。出力電圧
ASが改善されれば、有効信号NSも改善される。出力
電圧ASが悪化すれば、有効信号NSも悪化する。図3
のスペクトルS1に対する出力電圧と、図4のスペクト
ルS2に対する出力電圧はそれぞれAS1とAS2によ
り示されている。特性曲線Kは、信号強度検知ユニット
RSSIの特性曲線経過を表す。図3のスペクトルS1
に対する出力電圧AS1はバンドフィルタBF2の上流
で得られた。図4のスペクトルS2に対する出力電圧A
S2はバンドフィルタBF2の下流で得られた。出力電
圧AS1が出力電圧AS2よりも大きい差の値が、隣接
チャネルにおけるノイズ信号の強度に対する尺度であ
る。
さな有効信号が存在する場合での増幅率調整最適化を示
す。図6は、2つのノイズ信号S1とS2の存在するこ
とを示し、これらは有効信号Nよりも大きい。図7は、
バンドフィルタBF2の上流での第1のスペクトルS1
を示し、ハッチングにより相互変調積Iが、Rによりバ
ックグランドノイズが示されている。図8には第2のス
ペクトルS2が示されており、このスペクトルはバンド
フィルタBF2の下流で得られたものである。有効信号
Nとノイズ信号S、バックグランドノイズRおよび相互
変調積Iに対する比N/(S+R+I)が悪化している
ことがわかる。
の経過が示されている。この増幅率調整は、第1の増幅
器RV1の増幅率が比較的に低くなるように行われる。
ノイズ信号S1,S2、有効信号Nおよび相互変調積I
の信号成分は小さくなる。しかし図10を図8と比較す
ると、ノイズ信号成分S1,S2と相互変調積Iが非常
に小さくなっており、したがって比N/(S+R+I)
は改善されている。信号強度検知器ユニットRSSIの
出力電圧AS1は出力電圧AS2より格段に大きい。最
適の増幅率調整はこの場合次の点で異なる。すなわち、
まず比較的に低い増幅が行われ、続いて比較的に高い増
幅が行われる点で異なる。図7〜図10からわかるよう
に、このことにより比N/(S+R+I)が改善され
る。
する別の場合を示す。図11は、小さな有効信号Nと非
常に小さなノイズ信号Sを示す。図12は、通常の増幅
率によるスペクトルS1を示す。図13はスペクトルS
2を示し、ここではバックグランドノイズRだけがノイ
ズ成分として含まれていることがわかる。図14では、
増幅器RV2によりさらに、有効信号Nとバックグラン
ドノイズRが増幅される。図15では、第1の増幅器R
V1の増幅率が高められ、したがって有効信号Nが増大
されるが、ノイズ信号Sも増大される。図16は、バン
ドフィルタBF2がノイズ信号Sを除去し、有効信号N
が完全に使用される例を示す。図17は、増幅器RV2
によりさらに有効信号NとバックグランドノイズRが増
幅される様子を示す。ここでは、バックグランドノイズ
が図14に示した大きさには増幅されない。これは増幅
器RV1の増幅率を低減することにより得られる。この
場合に、破線で示した第3の増幅器RV3を使用すれ
ば、増幅器RV3の最大増幅によってバックグランドノ
イズをさらに低減することができる。このことが可能で
あるのは、出力電圧AS1が出力電圧AS2とほぼ同じ
大きさだからである。
信号が存在するからチャネル変更した例を示す。図18
は、入力信号ESを入力周波数finに依存して示す。
帯域幅はBBにより示されている。ノイズ信号S1が有
効信号Nに直接並んでいる。第1のスペクトルS1で
は、有効信号Nに相互変調積Iがかなりの割合で散乱し
ていることがわかる。第2のスペクトルS2には、相互
変調積Iが相変わらず存在している。出力電圧AS1は
出力電圧AS2よりやや大きく、この場合はチャネルフ
ィルタの上流で増幅器RV1の増幅率を比較的小さくす
る。図21は、チャネル変更を行った様子を示す。これ
により、有効信号Nがノイズ信号Sから離れている。異
なるチャネルはK1からK3により示されている。次に
増幅器RV1の増幅率が比較的に小さくされ、これによ
り有効信号N、ノイズ信号S1および相互変調積Iが過
度に大きくなることはない。図23のスペクトルS2
は、有効信号Nがノイズ信号S1よりも格段に大きいこ
とを示し、したがって出力電圧AS1は出力電圧AS2
よりも格段に大きい。ここでは、チャネル変更によって
出力電圧の改善の得られることが明らかである。
ICに実現した実施例を示す。本発明に関連する構成部
材には同じ部材符号が付してあり、機能は図1に示され
たブロック回路と同じである。信号経路がIチャネルと
Qチャネルに分岐されていることがわかる。本発明の方
法は、直交変調を行う通信システムにも適用することが
できる。制御ユニットはここでは別個に示されており、
一方は第1の制御増幅器RV1とR’V1に対する増幅
率コントロールユニットSE1に、他方は第2の制御可
能な増幅器RV2と別の第2の制御可能な増幅器R’V
2を制御する別のコントロールユニットSE2に配置さ
れている。S、S’に対するそれぞれのスイッチは信号
を信号強度検知ユニットRSSIに供給する。
の線図に基づいて説明した機能に相応する。制御可能な
増幅器RV3とミキサはこの図には示されておらず、考
慮されていない。第1の制御可能な増幅器RV1,R’
V1は、増幅器と第1のバンドフィルタBF1を有す
る。第2の制御可能な増幅器RV2,R’V2は複数の
増幅器に分けられており、これにより比較的に大きな増
幅率変化領域を可能にする。第1の制御可能な増幅器R
V1,R’V1は、−6dBから+18dBの増幅率が
可能であるように構成されている。
in1とGain2により制御され、第2の制御ユニッ
トSE2は電圧VAGCにより制御される。制御ユニッ
トの一部はここの図示しないICに実現されている。こ
の部分は、スイッチ位置をRSSIモードを介して制御
する。したがってこの部分はスイッチ位置を知ってお
り、信号強度検知ユニットRSSIがちょうどどのモー
ドにあるかを知っている。すなわち、どの測定値ないし
出力電圧がちょうど検出されるかを知っている。この部
分は出力電圧ASを評価し、制御電圧Gain1、Ga
in2、VAGCを増幅率調整のために送出する。
ある。
Claims (6)
- 【請求項1】 チャネルフィルタ(BF2)と、スイッ
チ(S)と、制御ユニット(SE)と、信号強度検知ユ
ニット(RV1,RV2)とを有する無線受信ユニット
における有効信号を改善する方法において、 前記制御ユニットは、前記スイッチ(S)が第1の信号
(S1)をチャネルフィルタ(BF2)の上流で、第2
の信号(S2)をチャネルフィルタ(BF2)の下流で
交互に信号強度検知ユニット(RSSI)に供給するよ
うに制御し、 信号強度検知ユニットの出力信号を制御ユニットに供給
し、 該出力信号に依存して増幅器(RV1,RV2)を制御
する、ことを特徴とする、無線受信ユニットにおける有
効信号を改善する方法。 - 【請求項2】 第1の信号は有効信号成分とノイズ信号
成分とを含み、チャネルフィルタによりノイズ信号成分
を取り出し除去する、請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 第1の増幅器により第1の信号をチャネ
ルフィルタの上流で増幅し、第2の増幅器により第2の
信号をチャネルフィルタの下流で増幅する、請求項1記
載の方法。 - 【請求項4】 第1の増幅器が最大増幅率であるときに
出力信号が小さい場合、第1の増幅器の増幅率を低減
し、第2の増幅器の増幅率を増大し、これにより出力信
号を改善する、請求項1記載の方法。 - 【請求項5】 第1の増幅器の増幅率が最大であるとき
に出力信号が最大である場合、増幅率を第2の増幅器に
より低減する、請求項1記載の方法。 - 【請求項6】 第1の増幅器の増幅率が最小であるとき
に出力信号が小さい場合、周波数領域を変更する、請求
項1記載の方法。
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