JP2001523062A

JP2001523062A - ダイバーシチ受信システム

Info

Publication number: JP2001523062A
Application number: JP2000519960A
Authority: JP
Inventors: フィッツジェラルド，シェイン，マイクル
Original assignee: イレクトロゥカム、カミューニケイシャン、システィムズ、インク
Priority date: 1997-11-10
Filing date: 1998-11-10
Publication date: 2001-11-20
Also published as: AU1521699A; CA2309721A1; CA2309721C; EP1040598A1; US6018647A; WO1999025077A1; AU758415B2; EP1040598A4

Abstract

(57)【要約】狭帯域無線周波数通信システム内で使用するためのダイバーシチ受信システムには、受信した無線周波数信号から検出済み信号を各々が生成する複数の受信機が内含される。ダイバーシチ受信システムは、高品質のオーディオ信号を出力するため受信機間で切換えを行なう。システムは、検出済み信号が予め選択されたしきい値よりも低い信号対雑音比を有するとき最高の相対的信号対雑音比をもつ検出済み信号を用い、単数又は複数の受信機が予め選択されたしきい値以上の信号対雑音比を有する検出済み信号を生成している場合には最高の相対的信号強度をもつ検出済み信号を使用することによって、任意の与えられた時点で最高品質の受信を有する受信機を選択する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】技術分野本発明は、狭帯域無線周波数通信システムに関し、より詳細には、移動通信受
信機のマルチパス・フェージングの損傷効果を低減するダイバーシチ受信システ
ムに関する。発明の背景

【０００２】移動無線通信方式は、無線周波数信号に依存してデータを送信する。この種の
システムにおける受信信号の品質は、送信の間、通信システムの回路によって、
導かれるいかなる雑音信号に関連しているキャリヤ信号の強度に依存する。受信
信号の相対強度は、受信機及び送信機との間の、送信された信号の強度及び距離
によって影響を受ける。距離が増大すると、受信信号の強度は悪化する傾向があ
る。

【０００３】それに加えて、信号は単に直通路だけに沿って送信機から受信機まで通常伝わ
らない。直通路が１つの潜在的伝搬路であるにもかかわらず、他の可能な経路が
存在する。例えば、信号は信号波長、例えば建物の側面、に関して大きい対象反
射しうる。そして、このことにより信号が反射された経路に沿って伝わる。信号
は、ナイフの縁面、例えば建物の隅で屈折されうる。そして、このことにより信
号が屈折された経路に沿って伝わる。最後に、波長、例えば交通灯に対して小さ
い対象は、信号を散乱させうる。このことにより散乱された経路に沿って信号を
受信機へ送る。

【０００４】したがって、信号は送信機から受信機まで直通路、反射経路、屈折経路、散乱
経路またはそれらのいくぶんかの結合に沿って伝わる。信号が複数の経路に沿っ
て伝わるときに、多数のコヒーレント信号の各々は送信機及び受信機との間の異
なる距離を進行する。その結果、各信号は、いくぶんランダムな位相及び振幅を
有する。全体の受信信号の位相及び振幅は、多数のコヒーレント信号のベクトル
の加法の結果として生じる。

【０００５】いくつかの例では、この結合は、受信信号（強め合う干渉）の強度の改良に結
果としてなる。他の場合には、受信した信号の強度は、多重経路（マルチパス）
伝播によって、弱められる（弱め合う干渉）。

【０００６】移動環境において、マルチパス・フェージングは、受信機が強め合う干渉のゾ
ーンから弱め合う干渉のゾーンまで移動するに伴って起こる。多数のコヒーレン
ト信号のベクトル和が、経時的に変化するため、雑音信号の強度に関して全体的
なキャリヤ信号の強度に有意な変動がある。送信機と受信機間の距離が静的であ
るときにこれらの変動が存在するかもしれないが、マルチパス・フェージングは
受信機が強い干渉と弱い干渉の領域の間に、送信機及び受信機の相対速度の増加
を有する傾向がある。受信信号の強度に有意な変動があるため、マルチパス・フ
ェージングは、時には雑音信号の強度が即座にキャリヤ信号の強度を超えるよう
にする。これが起こるときに、受信信号は３６０度の相回転を経験してもよく、
そして、それにより受信したオーディオ信号において、カチッという音やポンと
いう音が生じる。

【０００７】マルチパス・フェージングの効果を減少する１つの方法は、ダイバーシチ受信
システムを使用することである。ダイバーシチ受信システムは、複数の受信機を
使用して、受信機間で選択して改良された全体的な信号を生成する。ダイバーシ
チ受信システムの受信機は、個別に空間的にお互いから離れたアンテナに連結さ
れる。１つの受信機がキャリヤ信号の多重伝搬によって生じる漸移を経験すると
きに、他の受信機は受信機の空間的な分離を理由とする、よりよい受信を有する
ことができる。最高の受信を有する受信機を選択することによって、ダイバーシ
チ受信システムによって生じる全体的なオーディオ信号を改善できる。ダイバーシチ受信システムの１つのタイプにおいて、システムは各受信機のＲ
Ｆ入力信号レベルに従う活発な受信機を選ぶ。しかしながら、受信機ＲＦ入力信
号レベルは低ＲＦ入力信号レベルで信号品質の正確な表示を提供しないので、選
択規準として受信機ＲＦ入力信号レベルの用途は必ずしも効果的でない。ダイバ
ーシチ受信システムは、また、活発な受信機を選ぶために受信機出力信号のＳＮ
比に依存してもよい。しかし、ＳＮ比が高ＲＦ信号レベルで飽和する傾向がある
ので、選択基準としての出力信号のＳＮ比の用途はまた問題がある。したがって、改良型の受信機選択を高及び低ＲＦ信号入力レベルで提供するダ
イバーシチ受信システムが必要とされる。本発明により、受信機がしきい値ＳＮ
比より少ないものを分配して、最も高いＲＦ入力信号レベルを有する受信機を選
ぶときに、高低のＲＦ入力信号レベルで最も高い出力ＳＮ比を有する受信機を選
ぶことによって、受信機選択が可能になる。発明の概要

【０００８】本発明は、移動無線環境のマルチパス・フェージングの損傷効果を減らすため
の多分岐ダイバーシチ受信システムを含む。システムの各分岐は、無線周波数（
ＲＦ）入力信号を受信するための及びＲＦ入力信号に応答して検出されたオーデ
ィオ信号を生成するための受信機を含む。本発明のシステムも、多数の受信機か
ら選ぶ受信機セレクタを含む。受信機が最大のなし遂げられるＳＮ比より少ない
ものを分配するときに、受信機セレクタは最も高いＳＮ比を有する検出されたオ
ーディオ出力信号を有する受信機を選ぶ。受信機が最大のなし遂げられるＳＮ比
であるＳＮ比を有する検出されたオーディオ出力信号を分配するときに、受信機
セレクタは最も高いＲＦ入力信号レベルを有する受信機を選ぶ。各々の受信機は、受け取られる信号強度を表す電圧信号を生成する受信信号強
度インジケータ（ＲＳＳＩ）を含める。システムの各分岐の多様性選択コントロ
ーラは、システムの他の分岐のＲＳＳＩ電圧信号に関して、ＲＳＳＩ及び受信機
性能の変動のために調整されるために各分岐のＲＳＳＩ電圧信号を等しくする。
本発明によれば、受信機が最大のなし遂げられるＳＮ比より少ないものを分配す
るときに、各ダイバーシチ受信コントローラはＲＳＳＩ電圧信号が正確に受信機
出力のＳＮ比を示すように調整するために調整される。受信機が最大のなし遂げ
られるＳＮ比を分配するときに、各ダイバーシチ受信コントローラはＲＳＳＩ電
圧が正確にＲＦ信号入力レベルを示すように調整するために更に調整される。一
旦ダイバーシチ受信コントローラが調整されると、受信機セレクタはいかなる所
定のときにでも最高の受け入れを有する受信機を選ぶために全ての受信機の調節
されたＲＳＳＩ電圧を比較する。受信機セレクタは、多様性選択プロセスによっ
て、定まる選ばれた受信機の検出された信号を出力する。

【０００９】本発明の他の特徴によれば、ダイバーシチ受信システムの各分岐は、検出され
たオーディオ信号の振幅が検出回路出力レベルの変動を補正して、現在のどんな
直流バイアスでも除去するように調整するための検出された信号入力段を含む。
それに加えて、ダイバーシチ受信システムの各々の受信機は、受信信号を拡大す
るための低雑音増幅器を内含する。高ＲＦ入力信号レベルで低雑音増幅器を使用
不能にするための回路も提供される。高ＲＦ入力信号レベルで低雑音増幅器を使
用不能にすることによって、システムはＲＳＳＩ電圧の飽和を防止して、多様性
選択プロセスにより、高い入力信号レベルで継続させることを可能にする。発明の詳細な説明

【００１０】ここで図面を参照するが、同様の参照符号は、種々の図面に置いて、同様のま
たは類似の部品を示す。本発明のダイバーシチ受信システムは、識別器または復
調器によって、すでに検出された送信された信号を受信することによって、ポス
ト−検出システムとして機能する。システムは、多くの狭バンド無線方式のユー
ティリティを有し、オーディオ及びデータ通信方式のアプリケーションを有する
。ダイバーシチ受信システムは、発生できるより、高い品質オーディオ信号を生
成するマルチプル・受信機との間に、一つの受信機を有するシステムを選ぶ。ダ
イバーシチ受信システムによって、発生するオーディオ信号の品質は、いかなる
所定のときでも最高の信号受信を有する受信機を選ぶためにシステムの能力に依
る。ダイバーシチ受信システムによって、生じる全体的なオーディオ信号出力の
改良は、多様性改善度と称する。ダイバーシチ受信システムは、受信機との間に
一つの受信機システムで起こる深い信号減衰を含まない全体的なオーディオ出力
信号を生産するために変わることによって、マルチパス・フェージングによって
、生じる「クリック」雑音現象を避ける。

【００１１】低ＲＰ信号入力レベルで、特定の瞬間での受信機による受け入れの品質は、受
信機出力信号のＳＮ比により決定される。一般に、受信機出力信号のＳＮ比は、
入力信号強度については増加する。しかし若干のレベルで、受信機は最大のなし
遂げられるＳＮ比に達する及び、ＲＦ入力信号レベルの更なる増加は受信機出力
信号のＳＮ比にどんな目立つ影響を及ぼさなくなる。１種類のダイバーシチ受信システムは、多数の受信機の中で選ぶシステム受信
機の出力信号のＳＮ比を計る。選択基準として正確に計ったＳＮ比だけを使用す
るダイバーシチ受信システムは、ＲＦ入力信号レベルが極大ＳＮ比を生産するこ
とを必要とするレベルにまたはより上にある領域において、適切に機能しなくな
る。一旦極大レベルが達されるならば、ＳＮ比が変わらなくなるため、ダイバー
シチ受信システムの受信機選択は変わらない。このタイプのシステムは、マルチ
パス・フェージングから生じる高水準「クリック」雑音現象の傾向がある。ダイバーシチ受信システムの他のタイプは、各受信機のＲＦ入力信号強度を計
るために受信信号強度インジケータ（ＲＳＳＩ）を使用する。比較的高いＲＦ信
号レベルで、受信信号の強度は、受信信号の品質のかなり正確な指示を提供する
。ＲＳＳＩは、入力信号強度に対する比例項である電圧を生成する。ダイバーシ
チ方式制御器は最も高いＲＳＳＩ電圧を有する受信機を選ぶ及び、システムはオ
ーディオ信号を選ばれた受信機から出力する。

【００１２】唯一の選択基準としてＲＳＳＩ電圧を使用するダイバーシチ受信システムは、
システムの効果を減らすために行動する２つの使用できる欠陥を示す。欠陥が受
信機の数量化の正確さの不足から、止める第一は、ＲＦ入力信号レベルである。
利用できる最高品質のＲＳＳＩ回路が、＋／−１．５のデシベル正確さを有する
信号強度を受け取られて、ＲＳＳＩが変動する効果があることを示す。ＲＳＳＩ
性能は、およそ−１２４のデシベルからおよそ−３０のデシベルへの線形である
。ＲＳＳＩが、ＲＳＳＩの両方の外項で正確さ更なる範囲である効果がある。図
１Ａ及び１Ｂに記載の、ＲＳＳＩ電圧の＋／−１．５dB不正確が選ぶプロセスに
影響を及ぼす方法は、受信機１０２との間に例示される。２つの仮設は、この図
解のために作られる。最初に、各々の２つの受信機１０２のためのＲＦ入力信号
レベルが同じものであるときに、受信機１０２の出力ＳＮ比は同一であると仮定
される、通常、受信機はこの種の同一の性能を有しない。第２に、ＲＳＳＩは正
確さが＋／−１．５のデシベルであると仮定されることを有する。それ以下で、
ＲＳＳＩの外項は、しかしＲＳＳＩが通常これほど正確でない効果がある。これ
らの２つの仮設は、説明の容易さに作られる、実際のアプリケーションにおいて
、この図解が指示を出すより、選択基準としてのＲＳＳＩ電圧上の信頼は、問題
を含む。

【００１３】２つの受信機１０２の性能は、各受信機のオーディオ出力・ターミナル１１０
に、ＲＦ信号発生器１０４を各受信機１０２及びオーディオアナライザ１１２の
入力端子１０６に接続することによって、計られる。ＲＦ信号発生器１０４は制
御された入力信号を出力し、オーディオアナライザ１１２は各受信機１０２から
オーディオ信号出力のＳＮ比（ＳＮＲ）を計る。受信機１０２も、ＲＳＳＩ出力
・ターミナル１０８を含む。各受信機１０２内で含まれるＲＳＳＩ回線は、受け
取られる信号強度に電圧比例項を出力する。

【００１４】この例では、最初の受信機１０２_１に接続しているＲＦ信号発生器１０４は、
１つのミリワット（dBm）より上に、最初の受信機１０２_１に−１の１６．０のデシベルのレベルを有する信号を送る。この入力信号レベルについては、オーデ
ィオアナライザ１１２によって、計られるように、最初の受信機１０２１は、１
２．０のデシベルＳＮ比を有するオーディオ出力信号を生成する。最初の受信機
１０２１の第１０８上のＲＳＳＩ出力は、入力信号が−１１４．５dBmのレベルを有することを示す。したがって、ＲＳＳＩ出力は、＋１．５のデシベル誤りを
有する。第２の受信機１０２_２に接続している他の信号発生器１０４は、第２の
受信機１０２_２に−１１３．１dBmのレベルを有する信号を送る。この場合、オーディオアナライザ１１２は、第２の受信機１０２_２からのオーディオ出力信号
が１８．０のデシベルＳＮＲを有することを示す。第２の受信機１０２_２によっ
て、最初の受信機１０２_１と比べて、発生するより高いＳＮＲは、第２の受信機
１０２_２に送られるより高い入力信号レベルから生じる。しかし、第２の受信機
１０２_２のＲＳＳＩ電圧は、−１１４．６dBmの信号レベルを示す。したがって、第２の受信機１０２２のためのＲＳＳＩ電圧出力は、−１．５のデシベル誤り
を有する。ダイバーシチ受信システムの活発な受信機１０２がＲＳＳＩ電圧に基
づいて選ばれる場合、それがより高いＲＳＳＩ電圧を有するので、最初の受信機
１０２_１は選ばれるだろう。第２の受信機１０２_２がオーディオアナライザ１１
２上のより高いＳＮ比読み取りにより示されるように、より高い信号品質を有す
るので、最初の受信機１０２_１を選ぶことはしかし不適当である。したがって、
ＲＳＳＩ電圧の用途は、この例では能率が悪い受信機選択に結果としてなる。選択基準としてＲＳＳＩ電圧を用いることによって、生じる第２の使用できる
欠陥が、受信機との間に相関の欠如から生じるＲＦ入力信号レベル及び受信機の
ＳＮ比出力である。受信機１０２が同一の平面を有するときでも、受信機性能は
受信機から受信機まで変化する。１つの受信機１０２は、他の受信機１０２より
低い関連している入力信号レベルで、高ＳＮ比を有するオーディオ出力信号を生
成してもよい。ＲＳＳＩ電圧により示されるように、受信信号強さが特定の受信
機１０２を選ぶための基準である、及び受信機が関係に関して受信機ＲＦ入力信
号レベル及び受信機出力ＳＮ比との間に同一の性能を有しない場合、選択基準と
して出力ＳＮ比を使用するシステムから、全体的なオーディオ信号の改良は減少
する。

【００１５】図２Ａ及び２Ｂに記載の、共役差積受信機１０２間の受信機性能のバリエーシ
ョンが多様性改善度を減らすことは、そこで例示される。この図解において、Ｒ
ＳＳＩ電圧は、正確であると仮定される。図１Ａ及び１Ｂと関連して考察される
ように、しかし、ＲＳＳＩ電圧は通常正確さの＋／−１．５のデシベル次数だけ
を有する。

【００１６】この例では、ＲＦ信号発生器１０４は、最初の受信機１０２１に−１１６．０
dBmのレベルを有する信号を送る。ＲＳＳＩ電圧出力・オンライン１０８１は、受信信号が−１１６．０dBmのレベルを有することを正確に示す。最初の受信機１０２_１は、−１１６．０dBm入力信号レベルを有する１２．０のデシベルＳＮ比を有するオーディオ出力信号を生成する。第２の受信機１０２_２の入力１０６ _２に連結するＲＦ信号発生器１０４は、−１１６．５dBmのレベルを有する信号を送る。ＲＳＳＩ電圧出力・オンライン１０８_２は、正確に−１１６．５dBmの入力レベルを示す。この例では、第２の受信機１０２_２は、最初の受信機１０２ _１より高い効率を有して及び−１１６．５dBm入力レベルに対応する１８．０のデシベルＳＮ比を有するオーディオ出力信号を生産する。ダイバーシチ受信シス
テムがＲＳＳＩ電圧に基づいている受信機を選ぶ場合、それがより高い入力信号
強度を有するので、最初の受信機１０２１が選ばれるだろう。第２の受信機１０
２_２がより高いＳＮ比を有するオーディオ出力信号を生成するので、最初の受信
機１０２_１を選ぶことはこの場合不適当である。したがって、ＲＳＳＩ電圧の用
途は、この例では能率が悪い受信機選択に結果としてなる。次に図３を参照すると、２分岐ダイバーシチ受信システム１００のブロック図
が例示される。受信機１０２が最大のなし遂げられるＳＮ比を生成するときに、
ダイバーシチ受信システム１００は受信機１０２が最大のなし遂げられるＳＮ比
より少ないものを有する出力信号を生成している最も高いＳＮ比を有する受信機
１０２のオーディオ出力・オンライン１１０を送信することによる２つの分岐の
受信機１０２から及び最も高いＲＦ入力信号レベルを有する受信機１０２の出力
を送信することによって、選ぶ。低ＲＦ入力レベルでの選択基準としての受信機
ＳＮ比に基づく活発な受信機１０２の及び高ＲＦ入力レベルでの選択基準として
の受信機１０２のＲＦ入力信号強度上の選択によって、システムが最高の全体的
な出力信号を生成することを可能にする。

【００１７】ダイバーシチ受信システム１００は、アンテナ１２０、受信機１０２、検出さ
れた信号入力段１４０及びダイバーシチ受信コントローラ１６０を各々有してい
る２つの分岐を含む。ＲＦ入力信号は、アンテナ１２０によって、受け取られて
及び入力信号ターミナル１０６による受信機１０２に送られる。受信機１０２は
検出された信号ターミナル１１０を含み、ＲＳＳＩは、線１０８を出力した。検
出された信号ターミナル１１０は、検出された信号入力段１４０に連結する。検
出された信号入力段１４０は、受信機１０２からの検出された信号を緩衝して及
び信号の振幅が検出された信号レベルを等しくすることによって、検出回路出力
レベルのバリエーションを補正するように調整する手段を提供する。検出された
信号の等化は、同等でないレベルを有する検出された信号を生成する受信機１０
２との間に、切替によって、生じるどんな一時的現象でも最小にする。それに加
えて、検出された信号は、受信機１０２との間に違う直流バイアスを含んでもよ
い。いかなる直流バイアスでも除去する信号が検出された信号の入力段１４０の
高域フィルタが提示される。ＲＳＳＩ出力第１０８は、ＲＳＳＩ電圧が受信機１
０２との間にＲＳＳＩ性能の差を補正するように調整するダイバーシチ受信コン
トローラ１６０に接続する。

【００１８】受信機セレクタ１８０は、線１６２に沿って異なるコントローラ出力信号が送
信したダイバーシチ受信を比較することによって、活発な受信機１０２を選ぶ。
受信機セレクタ１８０も、線１４２に沿って各受信機１０２から調節されたオー
ディオ出力を受け取る。最高品質の受け入れを有する受信機１０２を選ぶために
、受信機セレクタ１８０は、ＲＳＳＩの線１８２上の選ばれた受信機１０２の調
節されたＲＳＳＩ電圧を出力して及びオーディオの線１８４上の選ばれた受信機
１０２のオーディオ信号を出力する。オーディオの線１８４は、高速切替によっ
て、受信機１０２との間に誘導されてもよいどんな高速一時的現象でも除去する
ための出力フィルタ２００に連結する。出力フィルタ２００は、オーディオ出力
の線２０２のダイバーシチ方式オーディオ出力を生成する。周波数変位方式（Ｆ
ＳＫ）データ・スライサ２０４は、オーディオ出力の線２０２に連結する。周波
数変位方式データ・スライサ２０４は、データ・出力・ターミナル２０６で、オ
ーディオ信号において、エンコードされてもよいデータ通報をデコ―ドすること
によって、ダイバーシチ方式データ・出力を生成する。

【００１９】ダイバーシチ受信システム１００も、各受信機１０２に含まれる増幅器の操作
を制御するために選ばれた受信機１０２の調節されたＲＳＳＩ出力電圧に応答す
る回線１９０を減らしている利得を含む。高ＲＦ入力信号レベルで受信機１０２
の増幅器を使用不能にすることによって、回線１９０を減らしている利得によっ
て、多様性選択プロセスがあるが、高い入力レベルでいることを可能にする。アンテナ１２０が効率的構成に置かれる場合、システム１００の分岐の個数を
増やすことはシステムの多様性改善度を増やす。効率的システム統運用のために
必要なアンテナ間隔は、送信された信号の波長の主な関数である。

【００２０】受信機１０２間の全体的な相関の次数は、受信機１０２の個数を増やすことに
よって、減少する。しかし受信機を加えることから生じる徐々に増加する改良は
、各付属受話器については減少する。例えば、三分の一受信機の加え算は、四分
の一受信機の更なる加え算より大きい多様性改善度の増加を提供する、四分の一
受信機の加え算は、第５の受信機の更なる加え算より大きい多様性改善度の増加
を提供する。１つの好適な実施例において、ダイバーシチ受信システム１００は
、３つの受信機１０２を含む。各受信機１０２は、個別にそれぞれのアンテナ１
２０に連結する。虚数部正三角形のコーナーで、各アンテナ１２０を置くことに
よって、適切に大きさを設定された三角形が用いられる場合、相関の低尤度が３
つの受信信号との間にある。したがって、３倍のアンテナ構成の用途は、２分岐
ダイバーシチ受信システムの大きい外延に、フェージングの発生を減らす。

【００２１】次に図４を参照すると、ダイバーシチ受信システム１００の受信機１０２のよ
り詳細なブロック図が例示される。受信機１０２は、ＲＦ入力信号を拡大するた
めの低雑音増幅器１１４を含む。低雑音増幅器１１４は、およそ１５ｄＢの受信
機１０２の利得を生産する。拡大された信号は、線１１８に沿った出力であって
及び検出回路１３０により検出される。検出回路１３０は復調器を含むおよび／
または、ＲＦを生成するための識別器はアンテナ１２０によって、受け取られる
信号から、信号を検出した。検出された信号は、オーディオ出力・ターミナル１
１０での出力である。受信機１０２も、回線１９０（図３）を減らしている利得
から、信号を受け取るためのＬＮＡディスエーブルの線１９２を含む。回線１９
０を減らしている利得からの論理高出力は、増幅器１１４を使用不能にして及び
増幅器の１５のデシベル利得を中断する。低雑音増幅器１１４が使用不能なとき
に、増幅器はおよそ７dBのＲＦ信号の喪失を生成する。そして、およそ２２のデ
シベルの総量によって、このことによりオーディオ出力を減らす。受信信号強さ
定義関数１１６（ＲＳＳＩ）は、線１１８に沿って増幅器１１４から生じる信号
の信号強度を計って及びＲＳＳＩ出力ポート１０８で信号強度を表す電圧を出力
する。

【００２２】次に図５を参照すると、ダイバーシチ受信システム１００のダイバーシチ受信
コントローラ１６０を調整するための回線が例示される。ダイバーシチ受信コン
トローラ１６０は、ＲＳＳＩ出力の線１０８に連結するローパスフィルタ１６４
を含む。フィルタ・出力は、ＲＳＳＩプロセッサ１６６に連結する。相対運動に
より誘発されたマルチパス・フェージングによって、生じる下の周波数振幅変動
を保存すると共に、ローパスフィルタ１４０はＲＳＳＩ電圧信号のどんな高周波
成分でも除去する。ローパスフィルタ１４０が一般に受信機選択システムの応答
を改善するにもかかわらず、フィルタは特に低ＲＦ入力レベルでシステム応答を
改善することに役立つ。

【００２３】ＲＳＳＩプロセッサ１６６は、受信機１０２によって、発生するＲＳＳＩ電圧
信号のレベルに関して、プロセッサ出力レベルの同調を可能にするサーキットリ
を調節しているレベルを含む。受信機１０２が選ばれたしきい値ＳＮ比より少な
いものを有するオーディオ出力信号を生成するときに、ダイバーシチ受信システ
ム１００の各ＲＳＳＩプロセッサ１６６はＳＮ比を表す電圧を生産するために個
別に調整される。一旦受信機のオーディオ出力信号が選ばれたしきい値ＳＮ比に
達するならば、ＲＳＳＩプロセッサ１６６の更なる校正によってもＲＳＳＩプロ
セッサがＲＦ入力信号レベルを表す信号を出すことを可能にする。好適な実施例
において、最大のなし遂げられるＳＮ比で、又はその近くで、あるＳＮ比値は、
しきい値ＳＮ比と同じものとして選ばれる。

【００２４】校正手順において、受信機１０２がダイバーシチ受信システム１００に取り付
けられる前に、校正手順が実行される。そして、信号発生器１０４が受信機１０
２の入力信号の線１０６に連結するＲＦが制御されたＲＦ入力信号を生成する。
オーディオアナライザ１１２が、受信機１０２からオーディオ信号のＳＮ比を計
るためのオーディオ出力の線１１０及び１６４が測定してＲＳＳＩプロセッサ１
６６の出力に連結するデジタル電圧メートル（ＤＶＭ）に連結してローパス・フ
ィルターを通したＲＳＳＩ電圧信号で処理する。

【００２５】オーディオアナライザ１１２によって、計られるように、信号発生器１０４は
最初に最初の指定されたＳＮ比（通常１２．０のデシベル）を生成するために充
分な振幅を有する受信機入力信号を生成するように調整される。ＲＳＳＩプロセ
ッサ１６６のサーキットリを調節しているレベルは、それから予め選択された電
圧を出力するために調整される。これはＤＶＭ１６４（最初の指定されたＳＮ比
の代表）を測定することによって行った。

【００２６】受信機１０２が第２のＳＮ比（たとえば、２２．０のデシベル）を有するオー
ディオ出力信号を生成するまで、校正プロセスは出力される信号発生器１０４を
増やすことによって行われる。ＲＳＳＩプロセッサ１６６の回路を調節している
レベルは、ＤＶＭ１６４によって計られるように、第２の予め選択された電圧を
生産するために更にプロセッサ・出力を調整するように調整される。第２の予め
選択された電圧は、第２のＳＮ比を代表する。極大ＳＮ比（典型的に４０のデシ
ベルのまわりで）が達されるまで、校正プロセスは複数の異なるＳＮ比値で繰り
返される。この点で、生成源が出力した信号の中で、更に増加することは、回復
された信号のＳＮ比に、影響を及ぼさない。各々の受信機１０２のために異なる
複数の信号発生器で、１０４レベル校正プロセスを繰り返すことによって、各受
信機１０２の性能の差は、各ＲＳＳＩプロセッサ１６６の回路を調節しているレ
ベルを適切に調節することによって、効果的に除去できる。受信機性能のこの等
化によって、受信機セレクタ１８０が正確に決定するＲＳＳＩプロセッサ・出力
を比較できる受信機１０２が生成している最高のＳＮ比最大のなし遂げられるＳ
Ｎ比より少ないもので動く。

【００２７】一旦ＲＳＳＩプロセッサ１６６がＳＮ比のダイナミックレンジ全体に調整され
ると、校正手順は最大のなし遂げられるＳＮ比を生産することを必要とするレベ
ルより上に、受信機１０２のための信号発生器出力を更に増やすことによって、
続けられる。好適な実施例において、受信機１０２に対するＲＦ信号入力のレベ
ルは、５０dB増加する。回路を調節しているレベルは、このより高い入力信号レ
ベルの電圧代表を出力するために調整される。各ＲＳＳＩプロセッサ１６６のた
めのこの手順を続けることによって、各受信機１０２のＲＳＳＩ出力は、ＲＳＳ
Ｉ電圧との間に正確な比較を考慮に入れるために調整される。一旦ＲＳＳＩプロ
セッサ１６６が充分に調整されると、最大のなし遂げられるＳＮ比の下で動いて
、最も高いＲＦ信号レベルを有する受信機１０２を選ぶように調整されるときに
、ダイバーシチ受信システム１００は最も高いＳＮ比を生成している受信機１０
２を選ぶ。

【００２８】いくつかの受信機１０２については、受信機がちょうど２つの受信機ＲＦ入力
信号レベルで調整される短縮校正手順を使用することができる。短縮された校正
手順において、信号発生器１０４は最初に最大のなし遂げられるＳＮ比より少な
いものを有するオーディオ信号を生産する入力信号を生成するように調整される
。サーキットリを調節しているレベルは、選ばれたＳＮ比で規定電圧を出力する
ために調整される。信号発生器１０４はそれから最大のなし遂げられるＳＮ比を
生産するのに必要なレベルより上にある第２のＲＦ信号入力レベルを生産するよ
うに調整される及び、サーキットリを調節しているレベルは第２の特定の入力レ
ベルのためのより高い規定電圧を出力するために調整される。

【００２９】ダイバーシチ受信システムの各分岐の十分または短縮校正手順を用いることは
、ＲＳＳＩサーキットリの測定不正確の結果を効果的に除去することによって、
受信機の中の効率的選択ができるようにする。校正手順も、相関の次数の受信機
の中の差のために、受信機との間に入力信号レベル及び受信機出力ＳＮ比に関し
て調整される。したがって、本発明のダイバーシチ受信システムは、単に選択基
準としてＲＳＳＩ電圧に依存するだけであるシステムの上の改良を表す。加え算
（選択基準としてＳＮ比だけを使用するシステムと違った）において、上記した
校正手順は、受信機がその最大のなし遂げられるＳＮ比に達した後でさえ、多様
な選択を続けることができる。

【００３０】つぎに図６を参照すると、受信機セレクタ１８０のブロック図が示される。受
信機セレクタ１８０は、ダイバーシチ受信システム１００の多様な分岐のＲＳＳ
Ｉプロセッサ１６６からの出力である調節されたＲＳＳＩ電圧を比較するための
コンパレータ１８６を含める。コンパレータ１８６は、最も高いものを有するシ
ステムの分岐がいかなる所定のときでもＲＳＳＩ電圧レベルを調節したことを示
している信号を生成する。コンパレータ信号出力は、ＲＳＳＩ選択者１８９及び
オーディオ選択者１８８に連結する。コンパレータ信号出力に応答して、ＲＳＳ
Ｉセレクタ１８９は選ばれた受信機１０２のＲＳＳＩ電圧（選ばれたＲＳＳＩ）
を出力する及び、オーディオセレクタ１８８は選ばれた受信機１０２のオーディ
オ信号出力（選ばれたオーディオ）を出力する。したがって、受信機セレクタ１
８０は、信号だけをいかなる所定のときでも最高品質のオーディオ出力を有する
受信機１０２から出力する。

【００３１】図６に示される受信機セレクタ１８０は、２分岐である。上で示したように、
ダイバーシチ受信システム１００は、多様性改善度を増やすための付加分岐を含
んでもよい。この種のシステム１００のセレクタ１８０が少なくとも３の中で選
んでもよい受信機は、少なくとも３つのＲＳＳＩ電圧を比較するコンパレータ１
８６を用いることによって、分岐する。ＲＳＳＩセレクタ１８９及びオーディオ
セレクタ１８８は、ＲＳＳＩ及びオーディオ信号の中で少なくとも３つの分岐か
らコンパレータ・出力に応答して選ぶ。

【００３２】もう一つの実施例では、受信機セレクタ１８０は、図６に示される一つの段に
、同一の付加コンパレータ／セレクタ・ステージを含める。例えば、３分岐シス
テムにおいて、秒−ステージ・コンパレータ１８６は、調節されたＲＳＳＩ出力
を有する最初のコンパレータ／セレクタ・ステージから、システム１００の第３
の分岐から、ＲＳＳＩ出力を比較する。第２の段のＲＳＳＩセレクタ１８９及び
オーディオセレクタ１８８は、それからＲＳＳＩ及びオーディオ信号を秒−ステ
ージ・コンパレータ出力信号の選ばれた受信機１０２から出力した。

【００３３】再び図３に関連して、ダイバーシチ受信システムは、各受信機１０２の低雑音
増幅器１１４（図４に示す）の操作を制御するための回線を減らしている利得を
含む。ＲＳＳＩ電圧は、比較的高ＲＦ入力レベルで飽和する傾向がある。一旦Ｒ
Ｆ入力が一定のレベルに着くと、受信機１０２のＲＳＳＩ１１６は制限されて
及びＲＦ入力レベルの更なる増加に対する比例項である電圧出力を生成しない。
ＲＳＳＩ電圧が飽和するときに、ＲＳＳＩプロセッサ１６６は正確にＲＦ入力信
号の高品質を示す電圧出力を生産しない。マルチパス・フェージングの損傷結果
は、しかし高ＲＦ信号レベルでさえ起こる。この状況を軽減するために、ダイバ
ーシチ受信システム１００は、受信機１０２の低雑音増幅器１１４によって、導
かれる信号利得を減らす回路１９０を減らしている利得を含む。

【００３４】回線１９０を減らしている利得は、線１８２に沿って受信機セレクタ１８０か
ら受け取られるＲＳＳＩ信号のレベルを検出する。充分な振幅のＲＳＳＩ信号を
検出すると、即座に、回線１９０を減らしている利得は、論理レベル・出力（Ｌ
ＮＡディスエーブル）を生成する。この論理レベル・出力は、受信機１０２の低
雑音増幅器１１４をオフにする。低雑音増幅器１１４を使用不能にすることはお
よそ２２dB ＲＦ入力を受信機１０２に引き下げる。そして、信号強度範囲の上端で、本質的にもう２２ｄＢのダイナミックレンジを加える。通常、ＲＳＳＩ電
圧が変わっていないので、ＲＳＳＩが飽和するときに、受信機選択プロセスは続
かない。ＲＳＳＩ電圧が変わっていない場合、選ばれた受信機１０２はどちらも
変えない。受信機１０２において、導かれる利得を減らすことによって、サーキ
ットリ１９０を減らしている利得は、多様性選択プロセスをより高い信号レベル
で続かせて及び多様性改良が最も高い信号レベルさえ有する面積に達することを
確実にする。

【００３５】外部信号品質デバイス１９６に、多様性選択プロセスによって、発生するよう
に、ダイバーシチ受信システム１００も、信号品質に電圧比例項を供給する。外
部デバイス１９６は、通信システムのユーザーに信号強度の指示を表示する。Ｌ
ＮＡディスエーブル信号に応答してしかし低雑音増幅器１１４をオフにすること
は、生産する。受信機１０２により生成されるＲＳＳＩ電圧の急激変化。この急
激変化によって、信号品質電圧の不連続が生じて及び外部信号品質デバイス１９
６によって、信号品質の不正確な読み取りに結果としてなる。信号品質電圧の不
連続を避けるために、ダイバーシチ受信システム１００は、電圧加算器１９４を
含む。電圧加算器１９４が、信号品質電圧を増すことによって、ＬＮＡディスエ
ーブル信号に応答するＲＳＳＩ電圧の急激変化に対するマグニチュードの電圧が
同等になる。したがって、システムの内部利得が減少するときでも、電圧加算器
１９４はデバイス１９６を高信号品質を示させている外部信号品質デバイス１９
６に供給される電圧の不連続を最小にする。

【００３６】本発明の好適な実施例が添付の図面において例示され、前述の詳細な説明に記
載されているが、本発明は、開示される実施態様に限定されず、本発明の精神か
ら逸脱することなく、部品および要素の多数の再配列及び変更が可能であること
が理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１Ａ】選択基準としてＲＳＳＩ電圧を用いるときに、回線を受信機選択上
のＲＳＳＩサーキットリの結果を例示することを見つけるため検査している最初
の受信機を示す。

【図１Ｂ】選択基準としてＲＳＳＩ電圧を用いるときに、回線を受信機選択上
のＲＳＳＩサーキットリの結果を例示することを見つけるため検査している第２
の受信機を示す。

【図２Ａ】選択基準としてＲＳＳＩ電圧を用いるときに、回線を受信機選択上
の受信機ＳＮ比性能のバリエーションの結果を例示することを見つけるため検査
している最初の受信機を示す。

【図２Ｂ】選択基準としてＲＳＳＩ電圧を用いるときに、回線を受信機選択上
の受信機ＳＮ比性能のバリエーションの結果を例示することを見つけるため検査
している第２の受信機を示す。

【図３】本発明のダイバーシチ受信システムを示す。

【図４】本発明の受信機のブロック図を示す。

【図５】本発明のダイバーシチ受信コントローラを調整するための回線のブロ
ック図を示す。

【図６】本発明の受信機セレクタのブロック図を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】信号受信用のダイバーシチ受信システムにおいて、各々受信した無線周波数信号から検出済み信号を生成する複数の受信機、及び受信機を選択し、選択した受信機の検出済み信号を出力するべく複数の受信機
の各々に対して結合され、各受信機からの検出済み信号がしきい値より低い信号
対雑音比を有するとき最高の相対的信号対雑音比を有する検出済み信号を生成す
る受信機を複数の受信機の中から選択し、各受信機からの検出済み信号がしきい
値以上の信号対雑音比を有するとき最高の相対的信号強度を有する検出済み信号
を生成する受信機を複数の受信機の中から選択するためのオーディオセレクタを
内含する受信機セレクタ、を含むダイバーシチ受信システム。
【請求項２】各受信機は、受信した無線周波数信号の信号強度を表わす受
信強度信号を生成するための信号強度インジケータを含み、前記受信機セレクタ
には、生成された受信強度信号に基づいて前記複数の受信機のうちの１つを選択
するための比較器が内含されている、請求項２記載のダイバーシチ受信システム
。
【請求項３】受信強度信号を受信し、その他のダイバーシチ受信コントロ
ーラからの等化された信号との関係において信号強度インジケータからの受信強
度信号を等化するため複数の受信機のうちの１つの受信機の受信強度インジケー
タに各々個別に結合されている複数のダイバーシチ受信コントローラを含み、各
々のダイバーシチ受信コントローラが等化信号を出力し、等化信号は、最高の相
対的品質の検出済み信号を有する受信機を選択するべく受信機セレクタの比較器
に結合されている、請求項２記載のダイバーシチ受信システム。
【請求項４】各々のダイバーシチ受信コントローラが、選択された入力信
号レベルに対応する特定された信号レベルをもつ等化された信号を出力するべく
受信強度信号を同調するための調整可能な信号強度プロセッサを含む、請求項３
記載のダイバーシチ受信システム。
【請求項５】各々のダイバーシチ受信コントローラがさらに、受信強度イ
ンジケータからの受信強度信号の高周波数成分をろ過するための低域フィルタを
含む、請求項４記載のダイバーシチ受信システム。
【請求項６】受信機出力レベル内の変動を補償するべく検出済み信号の振
幅を等化し、検出済み信号からＤＣバイアスをろ過するため受信機から検出済み
信号を受信する、複数の受信機各々のための検出済み信号入力段をさらに含む、
請求項１記載のダイバーシチ受信システム。
【請求項７】各々の受信機セレクタには、複数のダイバーシチ受信コントローラから等化された信号を受信し、比較に従
って最高の相対的検出済み信号品質をもつ受信機を決定し、最高の相対的検出済
み信号品質を生成する受信機を選択し、選択された受信機を表示するため受信機
選択信号を生成する比較器、選択された受信機に結合されたダイバーシチ受信コントローラからの等化され
た信号出力として定義される選択された等化信号を選択し出力するため、複数の
ダイバーシチ受信コントローラからの受信機選択信号及び等化信号に対する応答
性をもつ信号強度セレクタ、及び選択された受信機から選択された検出済み信号を選択し出力するため、複数の
受信機からの検出済み信号及び受信機選択信号に対する応答性をもつ検出済み信
号セレクタ、が含まれる、請求項３記載のダイバーシチ受信システム。
【請求項８】複数の受信機のうちの各受信機が受信した無線周波数信号を
増幅するための低雑音増幅器をさらに含む、請求項１記載のダイバーシチ受信シ
ステム。
【請求項９】受信機からの等化信号が予め選択されたしきい値レベルに達
した時点で、受信機内の低雑音増幅器を無効化するための利得削減回路をさらに
含む、請求項８記載のダイバーシチ受信システム。
【請求項１０】伝送された無線周波数信号を受信するため複数の受信機の
うちの１つに各々個別に結合されている複数のアンテナをさらに含む、請求項１
記載のダイバーシチ受信システム。
【請求項１１】各々の受信機がさらに、受信した無線周波数信号を検出す
るための検出器を含む、請求項１０記載のダイバーシチ受信システム。
【請求項１２】高速切換えによって誘発された高速過渡現象をろ過し、選
択された受信機からのダイバーシチ受信オーディオ出力を出力するため受信機セ
レクタに結合された出力フィルタをさらに含む、請求項１記載のダイバーシチ受
信システム。
【請求項１３】ダイバーシチ受信データ出力を生成するためのダイバーシ
チ受信オーディオ出力に対する応答性をもつ、前記出力フィルタに結合された周
波数偏移変調データスライサをさらに含む請求項１２記載のダイバーシチ受信シ
ステム。
【請求項１４】高品質信号受信のためのダイバーシチ受信システムにおい
て、伝送された無線周波数信号を受信するためのアンテナ、受信した無線周波数信号から検出済み信号を生成するためのアンテナに個別に
結合され、受信した無線周波数信号の信号強度を表わす受信強度信号を生成する
ための受信強度インジケータを内含する受信機、受信機の受信強度インジケータに結合され、受信強度信号を受信し、ダイバー
シチ受信システムの他の受信分岐内の等化信号との関係において受信強度信号を
等化し、等化信号を出力するダイバーシチ受信コントローラ、を各々含む複数の受信分岐、及び複数の受信分岐の各々のダイバーシチ受信コントローラ及び受信機に結合され
、選択された受信機の検出済み信号を出力し、各受信機からの検出済み信号がし
きい値より低い信号対雑音比を有するとき最高の相対的信号対雑音比を有する検
出済み信号を生成する受信機を複数の受信機の中から選択し、各受信機からの検
出済み信号がしきい値以上の信号対雑音比を有するとき最高の相対的信号強度を
有する検出済み信号を生成する受信機を複数の受信機の中から選択するためのオ
ーディオセレクタを内含する受信機セレクタ、を含むダイバーシチ受信システム。
【請求項１５】複数の受信分岐のうちの各分岐内のダイバーシチ受信コン
トローラがさらに、受信強度信号の高周波数成分をろ過するための低域フィルタ、及び選択された入力信号レベルに対応する特定された信号レベルをもつ等化信号を
出力するべくダイバーシチ受信コントローラを同調するための調整可能な信号強
度プロセッサ、を含む、請求項１４記載のダイバーシチ受信システム。
【請求項１６】各々の受信分岐がさらに、受信機出力レベルの変動を補償
するべく検出済み信号の振幅を等化し、検出済み信号からＤＣバイアスをろ過す
るための検出済み信号入力段をさらに含む請求項１４記載のダイバーシチ受信シ
ステム。
【請求項１７】各受信分岐内の受信機にはさらに、受信した無線周波数信号を増幅するための低雑音増幅器、及び受信した無線周波数信号を検出するため低雑音増幅器に結合された検出器、が含まれる請求項１４記載のダイバーシチ受信システム。
【請求項１８】選択された受信機からの等化信号が、予め選択されたしき
い値レベルに達した時点で各受信分岐内の受信機内の低雑音増幅器を無効化する
ため受信機セレクタに結合された利得削減回路をさらに含む、請求項１７記載の
ダイバーシチ受信システム。
【請求項１９】複数の受信機を有する通信システム内で無線周波数信号受
信を改善するための方法において、複数の受信機の各々において伝送された無線周波数信号を受信する段階、各受信機について検出済み信号を生成するべく各受信機によって受信された無
線周波数信号を検出する段階、個々の受信機についての検出済み信号に各々対応する複数の等化信号を生成す
る段階、を含み、個々の受信機に対応する等化信号の生成には、受信機が受信した無線周波数信号の強度に関連する受信強度信号を生成する段
階、受信強度信号の不精確さを補償し、検出済み信号の信号対雑音比を受信強度信
号の間の相関関係を提供するべく予め選択されたしきい値の信号対雑音比を生成
するのに必要とされるレベル以下まで受信強度信号の振幅を調整する段階、及び・予め選択されたしきい値の信号対雑音比を生成するのに必要とされるレベ
ルより上の受信強度信号を基準にして受信信号の強度を表示するべく受信強度信
号の振幅を較正する段階、が含まれており、さらに複数の受信機の各々についての等化信号を比較する段階、及び複数の等化信号の中から最高の振幅をもつ活動状態の受信機を選択する段階、
を含む方法。
【請求項２０】受信機出力レベルの変動を補償するべく検出済み信号の振
幅を調整する段階、及び検出済み信号からＤＣバイアスを除去するべく検出済み信号をろ過する段階、
をさらに含む、請求項１９記載の方法。