JP2002290298A - 無線受信機 - Google Patents
無線受信機Info
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Abstract
えて良好な通信品質を実現することを可能とする。 【解決手段】 内蔵アンテナ4のマッチングをとる第2
マッチング回路5の共振周波数を変化させるための第2
可変容量回路14を設ける。ダイバーシチ制御部12
は、受信信号処理部8で検出される受信電界レベルに基
づいて弱電界状態であるか否かを監視し、弱電界状態で
あるならば第2可変容量回路14を動作させて内蔵アン
テナ4のマッチングを外す。
Description
機器などに適用されアンテナダイバーシチを用いて受信
を行う無線受信機に関する。
ンテナの受信レベルをおのおの検出し、受信レベルが大
きいほうのアンテナを選択して使用する。ところがCD
MA(Code Division Multiple Access)方式の場合、
受信レベルからではいずれのアンテナでの受信品質が良
くなるのかを判定することが困難である。
アンテナダイバーシチを実現するための方法として本出
願人は、フレームレートエラーがしきい値を越えたこと
に応じて使用するアンテナを切換える方法を考案した。
そしてこのような方法を採用すると、弱電界状態である
ためにいずれのアンテナを用いた場合でもフレームレー
トエラーが大きくなってしまう状況においては、アンテ
ナの切換え制御を正常に行うことができなくなってしま
うので、メインアンテナを連続的に使用することとし
た。
るために2つのアンテナを十分に離隔することが困難で
ある。このため弱電界状態においてメインアンテナのみ
を使用するようにしても、不使用となっているサブアン
テナがメインアンテナに近接して存在しているのであ
り、このサブアンテナからの干渉を受けてメインアンテ
ナの利得が低下してしまう。すなわち、弱電界状態では
アンテナダイバーシチによる通信品質向上を図ることが
できないのみならず、メインアンテナの利得がサブアン
テナを設けない場合に比べて低下してしまうのであり、
この結果、弱電界状態での通話品質が低下してしまうと
いう不具合があった。
はホイップアンテナとなるが、サブアンテナもホイップ
アンテナとすることは諸事情から困難であることから内
蔵アンテナとすることが考えられ、この場合にはアンテ
ナ単体での特性においてもメインアンテナに比べてサブ
アンテナの利得が低くなる。さらにサブアンテナはメイ
ンアンテナの干渉により利得が低下するので、サブアン
テナ使用時の通話品質を十分に確保することが困難であ
った。
アンテナダイバーシチを行うべく2つのメインアンテナ
およびサブアンテナを設けると、これらのアンテナを十
分に離隔できない場合にはアンテナ間の干渉により各ア
ンテナの利得が低下し、通話品質が低下してしまうとい
う不具合があった。
たものであり、その目的とするところは、アンテナ間の
干渉による通信品質の低下を抑えて良好な通信品質を実
現することが可能な無線受信機を提供することにある。
めに本発明は、主アンテナと副アンテナとを有してい
て、受信電界レベルが所定値以上である状態では前記主
アンテナおよび副アンテナを選択的に使用してのダイバ
ーシチ受信を行うが、受信電界レベルが前記所定値未満
である弱電界状態では前記主アンテナを使用して受信を
行う例えばCDMA方式の無線受信機において、前記副
アンテナのマッチングをとる副アンテナマッチング手段
と、この副アンテナマッチング手段の共振周波数を変化
させて前記副アンテナのマッチングをずらす副アンテナ
マッチングずらし手段と、前記弱電界状態となっている
ことを、例えば受信電界レベルの検出値や送信信号のレ
ベルに基づいて検出する弱電界検出手段と、この弱電界
検出手段により前記弱電界状態となっていることが検出
されているときに前記副アンテナマッチングずらし手段
を動作させる副アンテナマッチングずらし制御手段とを
備えた。
界状態では、使用されない副アンテナのマッチングが副
アンテナマッチング手段によってずらされる。従って、
副アンテナによる主アンテナへの干渉が低減され、主ア
ンテナのアンテナ効率が向上する。
を有していて、受信電界レベルが所定値以上である状態
では前記主アンテナおよび副アンテナを選択的に使用し
てのダイバーシチ受信を行うが、受信電界レベルが前記
所定値未満である弱電界状態では前記主アンテナを使用
して受信を行う例えばCDMA方式の無線受信機におい
て、前記主アンテナのマッチングをとる主アンテナマッ
チング手段と、この主アンテナマッチング手段の共振周
波数を変化させて前記主アンテナのマッチングをずらす
主アンテナマッチングずらし手段と、前記弱電界状態と
なっていることを、例えば受信電界レベルの検出値や送
信信号のレベルに基づいて検出する弱電界検出手段と、
この弱電界検出手段により前記弱電界状態となっている
ことが検出されていないときに前記主アンテナマッチン
グずらし手段を動作させる主アンテナマッチングずらし
制御手段とを備えた。
界状態ではないとき、すなわちある程度の受信電界が確
保できる状態では、主アンテナのマッチングが主アンテ
ナマッチングずらし手段によってずらされる。従って、
主アンテナによる副アンテナへの干渉が低減され、副ア
ンテナのアンテナ効率が向上する。
施形態につき説明する。
施形態に係る無線受信機を適用して構成されたCDMA
携帯電話端末の要部構成を示すブロック図である。
携帯電話端末は、主アンテナとしてのホイップアンテナ
1、主アンテナマッチング手段としての第1マッチング
回路2、アンテナ共用器(DUP)3、副アンテナとし
ての内蔵アンテナ4、副アンテナマッチング手段として
の第2マッチング回路5、バンドパスフィルタ6、ダイ
バーシチスイッチ(SW)7、受信信号処理部8、送信
信号処理部9、アイソレータ10、送信レベル制御部1
1、弱電界検出手段、主アンテナマッチングずらし制御
手段および副アンテナマッチングずらし制御手段として
のダイバーシチ制御部12、主アンテナマッチングずら
し手段としての第1可変容量回路13および副アンテナ
マッチングずらし手段としての第2可変容量回路14を
有している。
テナ1により受けられ、電気信号、すなわち受信信号が
生成される。この受信信号は、第1マッチング回路2を
介してアンテナ共用器3へと与えられる。そして受信信
号は、アンテナ共用器3により受信帯域外の不要信号が
取り除かれた上でダイバーシチスイッチ7へと与えられ
る。
テナ4によっても受けられ、電気信号、すなわち受信信
号が生成される。この受信信号は、バンドパスフィルタ
6により受信帯域外の不要信号が取り除かれた上でダイ
バーシチスイッチ7へと与えられる。
えられる2系統の受信信号は、ダイバーシチスイッチ7
によりダイバーシチ制御部12からの指示に応じていず
れか一方が選択されて受信信号処理部8へと与えられ
る。そして受信信号は、増幅、周波数のダウンコンバー
ト、あるいは復調などの周知の各種の処理が受信信号処
理部8によりなされる。なお受信信号処理部8は、受信
電界レベルの検出やフレームエラーレートの測定も行
う。
のアップコンバート、あるいは増幅などの周知の各種の
処理がなされた送信信号は、アイソレータ10を介して
アンテナ共用器3に与えられ、ここの送信側フィルタに
より送信帯域外の不要信号が取り除かれる。そして送信
信号は、マッチング回路2を介してホイップアンテナ1
へと供給され、このホイップアンテナ1より放射され
る。なお送信レベルは、送信信号処理部9での増幅の利
得を送信レベル制御部11が受信信号処理部8で検出さ
れた受信電界レベルに基づいて可変制御することで調整
される。
理部8からフレームエラーレートや受信電界レベルが通
知される。そしてダイバーシチ制御部12は、基本的に
はフレームエラーレートに基づいてダイバーシチスイッ
チ7の切換え制御を行う。ただしダイバーシチ制御部1
2は、受信電界レベルに基づいて弱電界状態であるか否
かを監視し、弱電界状態であるときにはダイバーシチス
イッチ7の切換え制御を行わず、アンテナ共用器3から
の受信信号を選択するようにダイバーシチスイッチ7を
固定する。
態であるか否かに応じて第1可変容量回路13および第
2可変容量回路14の状態をそれぞれ制御するための第
1制御信号および第2制御信号を生成して出力する。
ナ1と第1マッチング回路2との接続点とグランドとの
間に介挿されている。また第2可変容量回路14は、内
蔵アンテナ4と第2マッチング回路5との接続点とグラ
ンドとの間に介挿されている。そしてこれらの第1可変
容量回路13および第2可変容量回路14はそれぞれ、
バリキャップダイオードやピンダイオードなどの可変容
量素子とバイアス回路などを備えて構成されていて、第
1制御信号および第2制御信号のレベルに応じた2状態
を選択的にとる。
電話端末の動作につき説明する。なお、電話通信などの
通信を実現するための基本的な動作は従来よりある同種
の端末と同様であるのでその説明は省略し、ここではダ
イバーシチ制御部12によるアンテナダイバーシチのた
めの制御動作を中心に説明することとする。
処理部8から通知される受信電界レベルに基づいて、こ
の受信電界レベルが例えば10〜15dBμ程度である
弱電界状態にあるか否かを監視している。
たならばダイバーシチ制御部12は、受信信号処理部8
から通知されるフレームエラーレートを監視し、このフ
レームエラーレートに基づいて受信状態を判断し、受信
状態が一定レベルよりも悪化したならばダイバーシチス
イッチ7に選択する信号を変更させる。
されたならばダイバーシチ制御部12は、ダイバーシチ
スイッチ7をアンテナ共用器3から与えられる受信信号
を選択する状態に固定する。すなわちダイバーシチ制御
部12は、弱電界状態ではホイップアンテナ1のみを固
定的に使用するように制御する。
めの基本的な制御処理であるが、この処理と並行してダ
イバーシチ制御部12は、図2に示すようなマッチング
制御処理を所定の時間間隔毎などの所定のタイミング毎
に繰り返し実行する。
シチ制御部12はまず、弱電界状態であるか否かを確認
する(ステップST1)。
バーシチ制御部12は続いて、第1制御信号が現在、H
レベルであるか否かを確認する(ステップST2)。そ
して第1制御信号がHレベルとなっているならばダイバ
ーシチ制御部12は、第1制御信号をLレベルに、また
第2制御信号をHレベルにそれぞれ変更し(ステップS
T3)、これをもって今回のマッチング制御処理を終了
する。しかし、第1制御信号がLレベルとなっているな
らばダイバーシチ制御部12は、ステップST3の処理
をパスしてそのまま今回のマッチング制御処理を終了す
る。
電界状態であるならば第1制御信号をLレベルに、また
第2制御信号をHレベルにそれぞれしておく。
ると第1可変容量回路13は、ホイップアンテナ1と第
1マッチング回路2との接続点とグランドとの間の静電
容量を第1値とする。この第1値は、第1マッチング回
路2の共振周波数をホイップアンテナ1の効率を十分に
大きくする周波数に設定し得る値である。すなわち、第
1制御信号がLレベルとされているときには、第1可変
容量回路13は第1マッチング回路2をマッチングがあ
った状態とさせるのである。
ると第2可変容量回路14は、内蔵アンテナ4と第2マ
ッチング回路5との接続点とグランドとの間の静電容量
を第2値とする。この第2値は、第2マッチング回路5
の共振周波数を内蔵アンテナ4の効率をある程度低下さ
せる周波数に設定し得る値である。すなわち、第2制御
信号がHレベルとされているときには、第2可変容量回
路14は第2マッチング回路5をマッチングをある程度
ずらした状態とさせるのである。
チングがあった状態となっているから、ホイップアンテ
ナ1は十分に大きな効率で動作可能である。さらに第2
マッチング回路5はマッチングがずれた状態となってい
るから、内蔵アンテナ4によるホイップアンテナ1に対
する干渉は低減される。具体的には、内蔵アンテナ4の
マッチング状態の変化にともなうホイップアンテナ1お
よび内蔵アンテナ4のアンテナ効率の変化は図3に示す
ような特性となるが、内蔵アンテナ4のアンテナ効率が
低下するように内蔵アンテナ4のマッチングをM2で示
すようにずらしていることで、ホイップアンテナ1のア
ンテナ効率を低下させることがないのである。
び内蔵アンテナ4がともにマッチングがあった状態にあ
る時の各アンテナにおける受信電界レベルの変化が図4
に破線A1−2およびA2−2で示すような変化を示す
状況を考えると、本実施形態により内蔵アンテナ4の受
信電界レベルは図4に実線A2−1に示すように低下さ
れ、ホイップアンテナ1の受信電界レベルは実線A1−
1に示すように上昇される。そしてこの時は弱電界状態
であって、ホイップアンテナ1のみが連続的に使用され
るのであるから、内蔵アンテナ4の受信電界レベルの低
下は通信品質にはなんら影響せず、ホイップアンテナ1
の受信電界レベルの上昇によって通信品質の向上が達成
される。
ST1にて確認したならばダイバーシチ制御部12は続
いて、第1制御信号が現在、Lレベルであるか否かを確
認する(ステップST4)。そして第1制御信号がLレ
ベルとなっているならばダイバーシチ制御部12は、第
1制御信号をHレベルに、また第2制御信号をLレベル
にそれぞれ変更し(ステップST5)、これをもって今
回のマッチング制御処理を終了する。しかし、第1制御
信号がHレベルとなっているならばダイバーシチ制御部
12は、ステップST5の処理をパスしてそのまま今回
のマッチング制御処理を終了する。
電界状態ではないならば第1制御信号をHレベルに、ま
た第2制御信号をLレベルにそれぞれしておく。
ると第1可変容量回路13は、ホイップアンテナ1と第
1マッチング回路2との接続点とグランドとの間の静電
容量を第2値とする。この第2値は、第1マッチング回
路2の共振周波数をホイップアンテナ1の効率をある程
度低下させる周波数に設定し得る値である。すなわち、
第1制御信号がHレベルとされているときには、第1可
変容量回路13は第1マッチング回路2をマッチングを
ある程度ずらした状態とさせるのである。
ると第2可変容量回路14は、内蔵アンテナ4と第2マ
ッチング回路5との接続点とグランドとの間の静電容量
を第1値とする。この第1値は、第2マッチング回路5
の共振周波数を内蔵アンテナ4の効率を十分に大きく設
定し得る値である。すなわち、第2制御信号がLレベル
とされているときには、第2可変容量回路14は第2マ
ッチング回路5をマッチングがあった状態とさせるので
ある。
チングがあった状態となっているから、内蔵アンテナ4
は十分に大きな効率で動作可能である。さらに第1マッ
チング回路2はマッチングがずれた状態となっているか
ら、ホイップアンテナ1による内蔵アンテナ4に対する
干渉は低減される。
び内蔵アンテナ4がともにマッチングがあった状態にあ
る時の各アンテナにおける受信電界レベルの変化が図5
に破線A1−4およびA2−4で示すような変化を示す
状況を考えると、本実施形態によりホイップアンテナ1
の受信電界レベルは図5に実線A1−3に示すように低
下され、内蔵アンテナ4の受信電界レベルは実線A2−
3に示すように上昇される。そしてこの時は弱電界状態
ではないのであって、ホイップアンテナ1および内蔵ア
ンテナ4が適宜切換えられて使用されるのであるから、
内蔵アンテナ4の受信電界レベルが上昇していることに
よってダイバーシチ効果が上がり、通信品質が向上す
る。なお、ホイップアンテナ1はマッチング状態での利
得が内蔵アンテナ4に比べて十分に高く、しかも中電界
状態または強電界状態であることから、多少アンテナ効
率が低下しても十分な受信電界強度が得られるのであ
り、通信品質に大きくは影響しない。
状態では不使用となる内蔵アンテナ4のマッチングをず
らすようにしているので、内蔵アンテナ4によるホイッ
プアンテナ1への干渉を低減して、ホイップアンテナ1
のアンテナ効率を十分に確保し、良好な通信品質を得る
ことが可能となる。
なくホイップアンテナ1および内蔵アンテナ4を選択使
用するときにはホイップアンテナ1のマッチングをずら
すようにしているので、もともとのアンテナ効率が低い
内蔵アンテナ4のアンテナ効率を十分に確保し、これに
よりダイバーシチ効果を十分に発揮して良好な通信品質
を得ることが可能となる。
施形態に係る無線受信機を適用して構成されたCDMA
携帯電話端末の要部構成を示すブロック図である。な
お、図1と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説
明は省略する。
携帯電話端末は、ホイップアンテナ1、第1マッチング
回路2、アンテナ共用器3、内蔵アンテナ4、第2マッ
チング回路5、バンドパスフィルタ6、ダイバーシチス
イッチ7、受信信号処理部8、送信信号処理部9、アイ
ソレータ10、送信レベル制御部11、第1可変容量回
路13、第2可変容量回路14、ダイバーシチ制御部2
1、整流ダイオード22、電圧比較器23および論理反
転回路24を有している。
末は、前記第1実施形態のCDMA携帯電話端末におけ
るダイバーシチ制御部12に代えてダイバーシチ制御部
21を設けるとともに、さらに整流ダイオード22、電
圧比較器23および論理反転回路24を備えて構成され
ている。
制御部12と同様にダイバーシチスイッチ7を制御する
機能を有する。しかしダイバーシチ制御部21はダイバ
ーシチ制御部12とは異なり、第1制御信号および第2
制御信号を生成して第1可変容量回路13および第2可
変容量回路14を制御する機能は有していない。
9から出力される送信信号が入力される。そして整流ダ
イオード22は、この入力される送信信号を整流して、
送信信号レベルに応じた直流電圧を得る。
より得られた直流電圧を所定の参照電圧と比較し、整流
ダイオード22により得られた直流電圧のほうが小さい
場合にLレベルを、またそれ以外のときにHレベルをそ
れぞれ出力する。この電圧比較器23の出力は、そのま
ま第2制御信号として第2可変容量回路14へと与えら
れる。また電圧比較器23の出力は、論理反転回路24
により論理が反転された上で第1制御信号として第1可
変容量回路13へと与えられる。
力レベルが所定レベル以上となっているときに整流ダイ
オード22により得られた直流電圧が参照電圧以上とな
って、第2制御信号がHレベルに、また第1制御信号が
Lレベルにそれぞれなる。
さいときに整流ダイオード22により得られた直流電圧
が参照電圧よりも小さくなって、第2制御信号がLレベ
ルに、また第1制御信号がHレベルにそれぞれなる。
部11により受信信号処理部8で検出された受信電界レ
ベルにほぼ反比例するよう制御されている。このため、
参照値をこの送信電力レベル制御のパラメータなどを考
慮して適切に設定しておくことで、弱電界状態で第2制
御信号がHレベルに、また第1制御信号がLレベルに
し、また弱電界ではない状態で第2制御信号がLレベル
に、また第1制御信号がHレベルにすることができる。
にして良好な通信品質を得ることが可能となる。
ド22、電圧比較器23および論理反転回路24により
弱電界検出手段、主アンテナマッチングずらし制御手段
および副アンテナマッチングずらし制御手段が達成し、
かつ弱電界状態であるか否かの判断を送信電力レベルに
基づいて行うように前記第1実施形態から変更したもの
である。
とを比較すると、通常は受信電界レベルの検出が例えば
392μs間隔で短周期で行われているのに対して、送
信電力レベルの決定は受信電界レベルの検出値を例えば
26ms間隔で平均化した値に基づいて行われることか
ら、前記第1実施形態のほうがフェージング変動などに
追従してマッチング制御を行うことが可能なために精度
がより高くなる。しかしながら、前記第1実施形態では
このような高速のマッチング制御に追従し得るように第
1マッチング回路2、第2マッチング回路5、第1可変
容量回路13および第2可変容量回路14を高速に動作
状態を切換えられるように構成しておく必要があるが、
本第2実施形態によれば第1マッチング回路2、第2マ
ッチング回路5、第1可変容量回路13および第2可変
容量回路14は前記第1実施形態に比べて低速に動作で
きれば良く、比較的簡易に実現可能となる。
ものではない。例えば前記各実施形態では、主アンテナ
としてホイップアンテナ1を、また副アンテナとして内
蔵アンテナ4をそれぞれ備えることとしているが、各ア
ンテナの種類はおのおの任意である。
ナ1および内蔵アンテナ4の双方に関してそれぞれマッ
チング制御を行うようにしているが、いずれか一方のみ
としても良い。特にホイップアンテナ1に関してのマッ
チング制御は、ホイップアンテナ1のアンテナ効率が低
くなり過ぎない範囲で行うべきであり、条件によっては
行うことが好ましくない場合もある。
線受信機をCDMA携帯電話端末に適用した例を示して
いるが、本発明の無線受信機は他の様々な種類の無線通
信装置に適用が可能である。そして通信方式もCDMA
方式には限らない。
御をソフトウェア処理により実現することとしている
が、前記第2実施形態に示した整流ダイオード22、電
圧比較器23および論理反転回路24によりなる制御系
と同様な構成を用いるなどのようにハードウェア処理に
より実現することも可能である。
御をハードウェア処理により実現することとしている
が、ダイバーシチ制御部21または別に設けた制御部に
よるソフトウェア処理により実現することも可能であ
る。
で種々の変形実施が可能である。
されない副アンテナのマッチングを副アンテナマッチン
グ手段によってずらすこととしたので、副アンテナによ
る主アンテナへの干渉が低減され、主アンテナのアンテ
ナ効率が向上することとなり、この結果、アンテナ間の
干渉による通信品質の低下を抑えて良好な通信品質を実
現することが可能となる。
とき、すなわちある程度の受信電界が確保できる状態で
は、主アンテナのマッチングを主アンテナマッチングず
らし手段によってずらすこととしたので、主アンテナに
よる副アンテナへの干渉が低減され、副アンテナのアン
テナ効率が向上することとなり、この結果、ダイバーシ
チ効果が向上することとなって、アンテナ間の干渉によ
る通信品質の低下を抑えて良好な通信品質を実現するこ
とが可能となる。
して構成されたCDMA携帯電話端末の要部構成を示す
ブロック図。
ング制御処理の際の処理手順を示すフローチャート。
なうホイップアンテナ1および内蔵アンテナ4のアンテ
ナ効率の変化を示す図。
ベルの変化の様子の一例を示す図。
の受信電界レベルの変化の様子の一例を示す図。
して構成されたCDMA携帯電話端末の要部構成を示す
ブロック図。
Claims (4)
- 【請求項1】 主アンテナと副アンテナとを有してい
て、受信電界レベルが所定値以上である状態では前記主
アンテナおよび副アンテナを選択的に使用してのダイバ
ーシチ受信を行うが、受信電界レベルが前記所定値未満
である弱電界状態では前記主アンテナを使用して受信を
行う無線受信機において、 前記副アンテナのマッチングをとる副アンテナマッチン
グ手段と、 この副アンテナマッチング手段の共振周波数を変化させ
て前記副アンテナのマッチングをずらす副アンテナマッ
チングずらし手段と、 前記弱電界状態となっていることを検出する弱電界検出
手段と、 この弱電界検出手段により前記弱電界状態となっている
ことが検出されているときに前記副アンテナマッチング
ずらし手段を動作させる副アンテナマッチングずらし制
御手段とを具備したことを特徴とする無線受信機。 - 【請求項2】 主アンテナと副アンテナとを有してい
て、受信電界レベルが所定値以上である状態では前記主
アンテナおよび副アンテナを選択的に使用してのダイバ
ーシチ受信を行うが、受信電界レベルが前記所定値未満
である弱電界状態では前記主アンテナを使用して受信を
行う無線受信機において、 前記主アンテナのマッチングをとる主アンテナマッチン
グ手段と、 この主アンテナマッチング手段の共振周波数を変化させ
て前記主アンテナのマッチングをずらす主アンテナマッ
チングずらし手段と、 前記弱電界状態となっていることを検出する弱電界検出
手段と、 この弱電界検出手段により前記弱電界状態となっている
ことが検出されていないときに前記主アンテナマッチン
グずらし手段を動作させる主アンテナマッチングずらし
制御手段とを具備したことを特徴とする無線受信機。 - 【請求項3】 前記弱電界検出手段は、受信電界レベル
の検出値に基づいて前記弱電界状態となっていることを
検出することを特徴とする請求項1または請求項2に記
載の無線受信機。 - 【請求項4】 CDMA方式で伝送される信号の受信を
行うものであることを特徴とする請求項1または請求項
2に記載の無線受信機。
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