JP2005020407A - Diversity receiving system and receiving method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話機等の移動体通信端末装置やこの移動体通信端末装置と無線通信を行う基地局装置に利用可能なアンテナ選択式ダイバーシティ受信装置及びそのダイバーシティ受信方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から無線通信においては、伝搬路を経由する間にフェージングやマルチパス等の影響を受けて無線信号が劣化することが知られている。このフェージングによる無線信号の劣化を抑える技術として、複数のアンテナ素子を具備し、それらの中から無線信号の受信品質が良好なアンテナ素子を選択して、その選択されたアンテナ素子から受信信号を取り出すアンテナ選択式ダイバーシティ通信装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
図4は、アンテナ選択式ダイバーシティ通信装置の一般的な構成を模式化して示すブロック図である。ダイバーシティ通信装置10は、アンテナ素子11、12と、アンテナスイッチ13と、アンテナ共用部14と、受信部15と、受信レベル測定部16と、アンテナ選択部18と、送信部19と、を具備する。また、受信部15には、受信信号を所定の増幅率(ゲイン値)で増幅するAGC(Automatic Gain Control)部15aが搭載される。なお、図4では、簡略化のため、アンテナ素子を最小構成の2本とし、アンテナ素子の選択に直接的に関与しないアンプやフィルタ等の構成部を省略する。また、アンテナ素子を選択してダイバーシティを行うには、アンテナ素子毎の受信レベルを測定するための時間、この受信レベルをアンテナ素子毎に比較して受信品質を判定するための時間及びアンテナ素子を切り替えるための時間が必要である。
【0004】
アンテナ素子11又はアンテナ素子12で受信された受信信号は、アンテナスイッチ13及びアンテナ共用部14を介して受信部15に入力される。受信部15において、受信信号は、AGC部によって増幅された後に、A/D変換及び復調処理等の公知の信号処理を施されて受信データに変換される。そして、この受信データは、図示しないベースバンド部に入力される。また一方で、AGC部15aで増幅された受信信号は、受信レベル測定部16に入力され、ここでアンテナ素子毎にその受信レベルが測定される。このアンテナ素子毎に測定された受信レベルは、アンテナ選択部18に入力されて、ここで受信品質の良い即ち受信レベルの高い方のアンテナ素子が選択される。そして、この選択された方のアンテナ素子から受信信号が受信部15に入力されるように、アンテナ選択部18からアンテナスイッチ13にスイッチ切り替え信号が入力される。
【0005】
ここで、図示しないベースバンド部では、前記受信データが入力された際に受信部15に対する指令であるAGC制御信号が生成され、また受信レベル測定部16又はアンテナ選択部18に作動タイミングを通知するタイミング信号がそれぞれ生成される。そして、ベースバンド部から受信部15にAGC制御信号が入力され、また受信レベル測定部16及びアンテナ選択部18にタイミング信号が所定のタイミングで入力され、それぞれの構成部において所定の機能が発揮される。
【0006】
このようなアンテナ選択式ダイバーシティ通信装置によれば、複数のアンテナ素子群の中から電波伝搬環境の良いアンテナ素子を適応的に選択し、その選択されたアンテナ素子から受信信号を取り出すことによって、受信信号を常に一定品質以上に保つことができる。
【0007】
【特許文献1】
特開平1−189248号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図4に記載されたダイバーシティ通信装置10では、次のような問題が存在する。即ち、ダイバーシティ通信装置10では、受信信号の受信品質が良いアンテナ素子を選択するための各構成部の動作をベースバンド部が一括して制御することから、ベースバンド部及び各構成部における制御信号端子が増える等その回路構成が複雑になる。また、各構成部の信号処理速度等を勘案してベースバンド部がAGC制御信号やタイミング信号を生成して出力しなければならないため、ベースバンド部における信号処理が複雑でその負荷が大きい。さらには、受信部15、受信レベル測定部16及びアンテナ選択部18とベースバンド部とを接続する配線が複雑であるため、これらを別々のユニットに分けることが困難であることから、ダイバーシティ通信装置10の設計の自由度が低下する。
【0009】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、回路構成が簡素で、ベースバンド部に過大な負荷が掛からず、設計の自由度が高いダイバーシティ受信装置及びその受信方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るダイバーシティ受信装置は、無線信号を受信する複数のアンテナ素子と、受信信号を取り出す前記アンテナ素子を切り替えるアンテナスイッチと、取り出された前記受信信号の受信レベルを前記アンテナ素子毎に測定する受信レベル測定手段と、測定された前記受信レベルを前記アンテナ素子毎に比較することによって前記受信信号を取り出す前記アンテナ素子を選択するアンテナ選択手段と、前記受信信号に応じて生成されるAGC制御信号を基準として、前記アンテナ選択手段が前記アンテナ素子を選択するタイミングを制御するタイミング制御手段と、を具備する構成を採る。
【0011】
この構成によれば、ベースバンド部からの直接的な指示信号を必要とせず、受信信号の受信品質が良いアンテナ素子を既存のAGC制御信号に基づいて自立的に判定できる回路構成を具備するため、ベースバンド部にかかる負荷を軽減し、かつ、ダイバーシティ受信装置の構成を簡素化して、その設計の自由度を高めることができる。
【0012】
本発明に係るダイバーシティ受信装置は、前記発明において、前記タイミング制御手段は、前記AGC制御信号に含まれるストローブ信号をカウントすることによって前記アンテナ選択手段が前記アンテナ素子を選択するタイミングを制御する構成を採る。
【0013】
この構成によれば、前記発明による効果に加えて、タイミング制御手段が入力されてくるストローブ信号を受動的に待って、その入力回数をカウントするだけでよいため、タイミング制御手段にかかる信号処理の負荷を軽減することができ、その結果ストローブ信号が入力されてからアンテナ選択手段によってアンテナ素子が選択されるまでのタイムラグを小さくすることができる。
【0014】
本発明に係るダイバーシティ受信装置は、前記発明において、前記AGC制御信号により調整されるゲイン値に基づいて前記受信信号を増幅するAGC手段を具備し、前記タイミング制御手段は、前記AGC制御信号に基づいて前記AGC手段における前記ゲイン値を算出し、算出された前記ゲイン値に基づいて前記アンテナ選択手段に前記アンテナ素子を選択させるか否か判定するゲイン値判定手段を備える構成を採る。
【0015】
この構成によれば、前記発明による効果に加えて、AGC手段におけるゲイン値が大きいとき即ち受信信号の受信レベルが小さいときに限りアンテナ素子を選択すればよくなるため、受信信号の受信レベルが一定値以上である間は、アンテナ素子毎の受信レベルを測定するための時間、この受信レベルをアンテナ素子毎に比較して受信品質を判定するための時間及びアンテナ素子を切り替えるための時間が不要となり、これらの時間を全て受信信号の取り出しに使用できることから、受信信号の受信品質を低下させることなく、情報伝送速度を高めることができる。
【0016】
本発明に係るダイバーシティ受信方法は、受信信号を取り出すアンテナ素子を切り替えるアンテナスイッチステップと、取り出された前記受信信号の受信レベルを前記アンテナ素子毎に測定する受信レベル測定ステップと、測定された前記受信レベルを前記アンテナ素子毎に比較することによって前記受信信号を取り出す前記アンテナ素子を選択するアンテナ選択ステップと、前記受信信号に応じてAGC制御信号を生成するAGC制御信号生成ステップと、生成された前記AGC制御信号を基準として、前記アンテナ選択ステップにおける前記アンテナ素子を選択するタイミングを制御するタイミング制御ステップと、を具備するようにした。
【0017】
この方法によれば、ベースバンド部からの直接的な指示信号を必要とせず、受信信号の受信品質が良いアンテナ素子がAGC制御信号に基づいてベースバンド部を含まない回路構成により自立的に判定されるため、ベースバンド部にかかる負荷を軽減し、かつ、ダイバーシティ受信装置の構成を簡素化し、その設計の自由度を高めることができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
本発明の骨子は、受信信号の受信レベルに応じて生成されるAGC制御信号に基づいて、ベースバンド部を含まない受信ユニットが、AGC制御信号以外のタイミング信号等を必要とすることなく受信信号の受信品質が良いアンテナ素子を自立的に選択することにある。
【0019】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【0020】
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係るアンテナ選択式ダイバーシティ受信装置を用いたダイバーシティ通信装置100の構成を示すブロック図である。ここで、ダイバーシティ受信装置とは、ダイバーシティ通信装置において、信号の送信のみに使用される構成部即ち図1における送信部109を除いたものである。
【0021】
ダイバーシティ通信装置100は、アンテナ素子101、102と、アンテナスイッチ103と、アンテナ共用部104と、受信部105と、受信レベル測定部106と、タイミング制御部107と、アンテナ選択部108と、送信部109と、を具備する。また、受信部105は、受信信号を所定のゲイン値で増幅するAGC部105aを具備する。なお、本実施の形態では、アンテナ素子を最小構成の2本とする。
【0022】
アンテナ素子101又はアンテナ素子102で受信された無線信号は、アンテナスイッチ103に入力される。アンテナスイッチ103においては、閉じた方の回路の端子に接続されたアンテナ素子から受信信号が取り出される。この取り出された受信信号は、アンテナ共用部104を介して受信部105に入力される。受信部105では、入力された受信信号がその搭載されたAGC部105aによって所定のゲイン値で増幅される。このゲイン値については後述する。増幅された受信信号は、一方で受信レベル測定部106に入力され、ここでその受信レベルが測定される。また他方で、増幅された受信信号は、受信部105においてA/D変換や復調等の所定の信号処理を施されて受信データに変換された後に、図示しないベースバンド部に入力される。
【0023】
図示しないベースバンド部では、受信データが入力されると、その受信レベルに応じたAGC制御信号が生成される。ここで、AGC制御信号は、クロック信号、ゲイン値調整信号及びストローブ信号の3つの信号で構成される。クロック信号は、受信部105に信号処理のタイミングを提供するための信号であり、ゲイン値調整信号は、文字通りAGC部105aにそのゲイン値の増減を指示する信号であり、ストローブ信号は、そのゲイン値調整信号の終わりを知らせるためのパルス信号である。また、ゲイン値調整信号は、ベースバンド部に入力される受信データの受信レベルが予め設定された値よりも高ければ、AGC部105aのゲイン値を下げるように指示する内容となり、一方で同受信レベルが前記設定値よりも低ければ、同ゲイン値を上げるように指示する内容となる。AGC制御信号を構成する各信号はそれぞれ受信部105に入力されるが、ストローブ信号については、受信部105に入力される前に分岐されてタイミング制御部107にも入力される。
【0024】
受信部105にゲイン値調整信号が入力されると、AGC部105aではゲイン値調整信号の指示内容に従ってゲイン値の増減が行われる。AGC部105aでは、ゲイン値が一旦調整されると、次のゲイン値調整信号が入力されてくるまで、その調整されたゲイン値が維持される。
【0025】
タイミング制御部107では、ストローブ信号が入力されると、その入力回数(ストローブ信号カウント数)に応じて、受信レベル測定部106とアンテナ選択部108とにそれぞれ所定の信号処理を指示する内容のタイミング信号が生成される。そして、生成されたタイミング信号は、タイミング制御部107に所定回数のストローブ信号が入力されるタイミングを基準としてその時に又はその時から所定の期間をおいて、受信レベル測定部106とアンテナ選択部108とにそれぞれ入力される。
【0026】
受信レベル測定部106では、受信部105から入力されてくる増幅された受信信号の受信レベルをアンテナ素子毎に包絡線検波等により測定し、その測定結果である受信レベルをタイミング制御部107からタイミング信号が入力されてくるタイミングでアンテナ選択部108に入力する。
【0027】
アンテナ選択部108では、受信レベル測定部106から入力されてくる受信レベルが所定期間保持される。また、アンテナ選択部108では、タイミング制御部107からタイミング信号が入力されてくると、アンテナ素子101についての受信レベルとアンテナ素子102についての受信レベルとが比較されて、受信レベルの高い方のアンテナ素子が選択される。そして、この選択されたアンテナ素子から受信信号が取り出されるように、アンテナ選択部108からアンテナスイッチ103にスイッチ切り替え信号が入力される。
【0028】
アンテナスイッチ103では、入力されたスイッチ切り換え信号に従ってスイッチの切り替えが行われ、次のスイッチ切り換え信号が入力されてくるまで同じアンテナ素子から受信信号が引き続き取り出される。
【0029】
送信部109には、ベースバンド部から送信データが入力される。この送信データは、送信部109において変調及びD/A変換等の公知の信号処理を施されて送信信号に変換された後に、アンテナ共用部104及びアンテナスイッチ103を介して、アンテナ選択部108によって選択されたアンテナ素子から無線送信される。
【0030】
次いで、本実施の形態に係るダイバーシティ受信装置の動作について、図2を参照しつつ具体的に説明する。図2は、本実施の形態に係るダイバーシティ受信装置の各構成部における信号処理のタイミングを示す図である。
【0031】
先ず、本実施の形態に係るダイバーシティ受信装置では、無線信号を受信し始めるにあたり、受信信号の受信レベルを安定させるため、受信開始時からの一定期間に高速AGC区間が割当てられる。この高速AGC区間では、アンテナスイッチ103が固定され、受信開始時に選択されたアンテナ素子101から受信部105に受信信号が連続的に入力される。また、高速AGC区間では、受信部105において受信信号に所定の信号処理が施されることによって生成された受信データが、連続的にベースバンド部に入力される。そして、ベースバンド部では、受信部105から入力されてくる受信データの受信レベルが計測され、その受信レベルに応じて短い周期でAGC制御信号が生成される。生成されたAGC制御信号は、ベースバンド部から受信部105に入力されると伴に、その中のストローブ信号についてはタイミング制御部107にも入力される。高速AGC区間では、AGC制御信号が受信部105に10回入力され、その都度AGC部105aのゲイン値が調整される。このAGC制御信号に基づいてゲイン値が繰り返し調整されることにより、高速AGC区間の終わりではゲイン値は収束して安定する。
【0032】
ここで、タイミング制御部107は、高速AGC区間において受信開始後10回目までのストローブ信号には何ら反応しない。そして、タイミング制御部107は、高速AGC区間が終わり低速AGC区間Aに移行するタイミング即ちストローブ信号カウント数11のタイミングを基準として、その時から一定期間経過後に、受信レベル測定部106及びアンテナ選択部108にそれぞれタイミング信号を入力する。
【0033】
高速AGC区間から低速AGC区間Aに移行した後は、AGC制御信号が受信部105に入力される毎に即ちタイミング制御部107におけるストローブ信号カウント数が増える毎に、低速AGC区間が区切られる。従って、低速AGC区間AにおいてAGC制御信号が受信部105に入力されると、その後は低速AGC区間Bとなり、また低速AGC区間BにおいてAGC信号が受信部105に入力されると、その後は低速AGC区間Cとなる。
【0034】
低速AGC区間Aでは、同区間の始まり(図2のストローブ信号カウント数11のタイミング)から一定期間(低速AGC区間Aよりも十分短い期間)は、受信レベル測定部106においてアンテナ素子101についての受信レベルが測定される。この一定期間経過時に、タイミング制御部107から受信レベル測定部106とアンテナ選択部108とにタイミング信号が入力される(図2のTS1のタイミング)。アンテナ選択部108にこのタイミング信号が入力されると、アンテナ素子102からの受信信号を取り出すため、アンテナ選択部108からアンテナスイッチ103にスイッチの切り替え指示を内容とするスイッチ切り替え信号が入力される。また、TS1のタイミングで受信レベル測定部106にタイミング信号が入力されると、受信レベル測定部106からアンテナ選択部108にアンテナ素子101についての受信レベルが入力される。このアンテナ素子101についての受信レベルは、アンテナ選択部108に一時保持される。
【0035】
アンテナ素子101についての受信レベルを出力した後、受信レベル測定部106には、AGC部105aで増幅されたアンテナ素子102からの受信信号が入力されてくる。そして、タイミング制御部107から次のタイミング信号が入力されてくる(図2のTS2のタイミング)までの期間は、受信レベル測定部106ではアンテナ素子102についての受信レベルが測定される。なお、TS1及びTS2のタイミングは、タイミング制御部107によってストローブ信号カウント数11のタイミングを基準として自立的に計測される。
【0036】
図2におけるTS2のタイミングが到来した時、タイミング信号がタイミング制御部107から受信レベル測定部106とアンテナ選択部108とにそれぞれ入力される。このタイミング信号が受信レベル測定部106に入力されると、アンテナ素子102についての受信レベルがアンテナ選択部108に入力される。そして、アンテナ選択部108では、タイミング制御部107からこのタイミング信号が入力されてくると、保持しているアンテナ素子101についての受信レベルと、新たに入力されてくるアンテナ素子102についての受信レベルと、の比較が開始される。アンテナ選択部108におけるこの比較では、受信レベルの高い方のアンテナ素子が選択される。なお、低速AGC区間Aでは、TS1のタイミングにおいてアンテナスイッチ103のスイッチが切り替えられてもAGC部105aのゲイン値が固定されているため、アンテナ選択部108における前記比較は、受信レベル測定部106から入力されてくる受信レベルの高さをアンテナ素子毎に単純比較するだけでよい。
【0037】
アンテナ選択部108における前記比較は、図2におけるアンテナ選択区間で終了し、その終了と同時に選択されたアンテナ素子から受信信号が取り出されるように、アンテナ選択部108からアンテナスイッチ103にスイッチ切り替え信号が入力される。アンテナスイッチ103では、このスイッチ切り替え信号に従ってスイッチが切り替えられる。そして、スイッチが切り替えられたタイミングから次のAGC制御信号が受信部105に入力されるタイミング(図2のストローブ信号カウント数12のタイミング)までの期間では、アンテナスイッチ103は固定され、選択された方のアンテナ素子から受信信号が連続的に取り出される。
【0038】
また、低速AGC区間Aから低速AGC区間Bに移行するタイミング即ち図2のストローブ信号カウント数12のタイミングの直前に、ベースバンド部において受信データの受信レベルが測定され、その測定結果に応じてAGC制御信号が生成される。このAGC制御信号は、ベースバンド部から受信部105に入力され、受信部105に搭載されるAGC部105aでは、入力されてくるゲイン値調整信号に従ってゲイン値が再度調整される。そして、ストローブ信号カウント数12のタイミングから、上述した低速AGC区間Aの各ステップにおける信号処理と同様の信号処理が開始される。
【0039】
このように、本実施の形態に係るダイバーシティ受信装置によれば、受信開始時からの一定期間が高速AGC区間に割り当てられるため、実際に必要な情報が取り出される低速AGC区間が到来するまでに、AGC部105aにおけるゲイン値のハンチングを解消することができる。これにより、本実施の形態に係るダイバーシティ受信装置によれば、実際に情報が取り出される当初から高い受信品質を獲得することができる。
【0040】
また、本実施の形態に係るダイバーシティ受信装置によれば、タイミング制御部107は、ストローブ信号が入力されてくるまで受動的に待っていればよく、またその入力回数をカウントするだけでよいため、タイミング制御部107にかかる信号処理の負荷を軽減することができる。これにより、本実施の形態に係るダイバーシティ受信装置によれば、タイミング制御部107から受信レベル測定部106とアンテナ選択部108とにタイミング信号が入力されるまでのタイムラグを小さくすることができる。
【0041】
なお、本実施の形態に係るダイバーシティ受信装置を以下のように変形したり、応用したりしてもよい。
【0042】
本実施の形態では、アンテナ素子が最小構成の2本である場合について説明したが、本発明はこの場合に限定されるものではなく、使用される電波の強度や周波数及び電波伝搬環境等に応じてアンテナ素子の本数を適宜増やしてもよい。なお、アンテナ素子が増えた場合は、低速AGC区間におけるTS1等のタイミングが増えることになるが、ダイバーシティ受信装置における信号処理の本質的な動作は同じである。
【0043】
また、本実施の形態では、低速AGC区間A、B、Cにおいて、AGC部105aのゲイン値を固定する場合について説明したが、本発明はこの場合に限定されるものではなく、例えばTS1のタイミングの直前でベースバンド部においてAGC制御信号を生成して保留し、またTS2のタイミングの直前で同様にAGC制御信号を生成して、これらAGC制御信号同士を図2におけるアンテナ選択区間において比較することによってベースバンド部でもアンテナ選択部108でのアンテナ素子の選択と同様の選択を行い、ベースバンド部で選択された方のアンテナ素子に対応する前記AGC制御信号を受信部105に入力するようにしてもよい。このようにすれば、図2におけるアンテナ選択区間が終了するタイミングにおいて、AGC部105aのゲイン値をアンテナ選択部108によって選択される方のアンテナ素子に対応させることができる。その結果、低速AGC区間A、B、Cにおいて、受信部105からベースバンド部に入力される受信データの受信レベルを目標値に一層近づけることができる。
【0044】
また、本実施の形態では、アンテナ選択式ダイバーシティ受信装置及びそれを用いた通信装置について説明したが、ダイバーシティ通信装置100は、携帯電話機や無線LAN用携帯端末装置等の移動体通信端末装置に、或いはこのような移動体通信端末装置と通信を行う基地局装置に組み込むことができる。
【0045】
(実施の形態2)
以下、本発明の実施の形態2に係るダイバーシティ受信装置について、適宜図を参照しつつ説明するが、実施の形態1において示した構成要素と同様の機能を発揮する構成要素については、同一の参照符号を附してその説明を省略する。
【0046】
図3は、本発明の実施の形態2に係るダイバーシティ受信装置を用いたダイバーシティ通信装置300の構成を示すブロック図である。ダイバーシティ通信装置300は、ダイバーシティ通信装置100において、タイミング制御部107の代わりにゲイン値判定部307aが搭載されたタイミング制御部307を具備する。
【0047】
タイミング制御部307には、図示しないベースバンド部で生成されたAGC制御信号におけるストローブ信号と共に、そのゲイン値調整信号も入力される。タイミング制御部307は、受信開始時(図2のストローブ信号カウント数1のタイミング)から入力されてくるゲイン値調整信号に従ってゲイン値を算出し続ける。即ち、ゲイン値判定部307aは、AGC部105aのゲイン値を常に監視し続けることができる。そして、ゲイン値判定部307aは、算出されたゲイン値が所定のしきい値を超えるまで、即ち受信データの受信レベルが一定値を下回るまで、タイミング制御部307から受信レベル測定部106とアンテナ選択部108とにタイミング信号が入力されないようにその出力を制御する。そのため、本実施の形態に係るダイバーシティ受信装置では、受信データの受信レベルが一定値を下回らない限り、アンテナ選択部108からアンテナスイッチ103にスイッチ切り替え信号が入力されないことになる。
【0048】
従って、本実施の形態に係るダイバーシティ受信装置によれば、受信信号の受信レベルが通信可能なレベルにある限り、低速AGC区間A、B、Cの区切り(図2のストローブ信号カウント数11、12、13のタイミング)においてもアンテナ切り替えが行われないため、実施の形態1において必要であったアンテナ素子毎の受信レベルを測定するための時間、この受信レベルをアンテナ素子毎に比較して受信品質を判定するための時間及びアンテナ素子を切り替えるための時間を全て受信信号の取り出しに利用することができ、その情報伝送速度を高めることができる。
【0049】
また、本実施の形態では、アンテナ選択式ダイバーシティ受信装置及びそれを用いた通信装置について説明したが、ダイバーシティ通信装置300は、携帯電話機や無線LAN用携帯端末装置等の移動体通信端末装置に、或いはこのような移動体通信端末装置と通信を行う基地局装置に組み込むことができる。
【0050】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ベースバンド部からの直接的な指示信号を必要とせず、受信信号の受信品質が良いアンテナ素子をAGC制御信号に基づいて自立的に判定できる回路構成を具備するため、ベースバンド部にかかる負荷を軽減し、かつ、ダイバーシティ受信装置の構成を簡素化して、その設計の自由度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1におけるダイバーシティ通信装置の構成を示すブロック図
【図2】実施の形態1に係るダイバーシティ受信装置の各構成部の作動タイミングを示す図
【図3】本発明の実施の形態2におけるダイバーシティ通信装置の構成を示すブロック図
【図4】従来のアンテナ選択式ダイバーシティ通信装置の一般的な構成を示すブロック図
【符号の説明】
100、300 ダイバーシティ通信装置
101、102 アンテナ素子
103 アンテナスイッチ
104 アンテナ共用部
105 受信部
105a AGC部
106 受信レベル測定部
107、307 タイミング制御部
108 アンテナ選択部
109 送信部
307a ゲイン値判定部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an antenna-selective diversity receiving apparatus and a diversity receiving method that can be used for a mobile communication terminal device such as a mobile phone and a base station device that performs radio communication with the mobile communication terminal device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in wireless communication, it is known that a wireless signal deteriorates due to the influence of fading, multipath, and the like while passing through a propagation path. As a technique for suppressing the deterioration of the radio signal due to fading, a plurality of antenna elements are provided, and an antenna element having good radio signal reception quality is selected from them, and the received signal is extracted from the selected antenna element. An antenna selection type diversity communication apparatus is known (see, for example, Patent Document 1).
[0003]
FIG. 4 is a block diagram schematically showing a general configuration of the antenna selection type diversity communication apparatus. The
[0004]
A reception signal received by the
[0005]
Here, in the baseband unit (not shown), when the reception data is input, an AGC control signal that is a command to the
[0006]
According to such an antenna selection type diversity communication device, an antenna element having a good radio wave propagation environment is adaptively selected from a plurality of antenna element groups, and a reception signal is extracted from the selected antenna element. The signal can always be kept above a certain quality.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-1-189248
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, the
[0009]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a diversity receiver having a simple circuit configuration, an excessive load on a baseband unit, and a high degree of design freedom, and a reception method thereof. And
[0010]
[Means for Solving the Problems]
A diversity receiving apparatus according to the present invention measures a plurality of antenna elements that receive radio signals, an antenna switch that switches the antenna elements that extract received signals, and a reception level of the extracted received signals for each antenna element. A reception level measuring means; an antenna selecting means for selecting the antenna element from which the reception signal is extracted by comparing the measured reception level for each antenna element; and an AGC control signal generated according to the reception signal. And a timing control means for controlling the timing at which the antenna selection means selects the antenna element.
[0011]
According to this configuration, there is provided a circuit configuration that does not require a direct instruction signal from the baseband unit and can autonomously determine an antenna element with good reception quality of the reception signal based on the existing AGC control signal. It is possible to reduce the load on the baseband unit, simplify the configuration of the diversity receiver, and increase the degree of design freedom.
[0012]
In the diversity receiver according to the present invention, in the above invention, the timing control unit is configured to control a timing at which the antenna selection unit selects the antenna element by counting a strobe signal included in the AGC control signal. take.
[0013]
According to this configuration, in addition to the effect of the present invention, the timing control unit only has to passively wait for the input strobe signal and count the number of inputs. The load can be reduced, and as a result, the time lag from when the strobe signal is input until the antenna element is selected by the antenna selection means can be reduced.
[0014]
The diversity receiver according to the present invention comprises AGC means for amplifying the received signal based on a gain value adjusted by the AGC control signal in the invention, and the timing control means is based on the AGC control signal. The gain value determining means for calculating the gain value in the AGC means and determining whether or not the antenna selecting means selects the antenna element based on the calculated gain value is adopted.
[0015]
According to this configuration, in addition to the effect of the present invention, it is only necessary to select an antenna element when the gain value in the AGC means is large, that is, when the reception level of the reception signal is small. While this is the case, the time for measuring the reception level for each antenna element, the time for determining the reception quality by comparing this reception level for each antenna element, and the time for switching the antenna element become unnecessary. Since all of these times can be used for extracting the received signal, the information transmission rate can be increased without degrading the reception quality of the received signal.
[0016]
The diversity reception method according to the present invention includes an antenna switch step for switching an antenna element from which a reception signal is extracted, a reception level measurement step for measuring the reception level of the extracted reception signal for each antenna element, and the measured reception An antenna selection step for selecting the antenna element for extracting the reception signal by comparing the level for each antenna element, an AGC control signal generation step for generating an AGC control signal according to the reception signal, and the generated And a timing control step for controlling the timing for selecting the antenna element in the antenna selection step based on an AGC control signal.
[0017]
According to this method, a direct instruction signal from the baseband unit is not required, and an antenna element with good reception quality of the received signal is determined autonomously by a circuit configuration that does not include the baseband unit based on the AGC control signal. Therefore, the load applied to the baseband unit can be reduced, the configuration of the diversity receiver can be simplified, and the degree of design freedom can be increased.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The essence of the present invention is that a reception unit that does not include a baseband unit based on an AGC control signal generated according to the reception level of the reception signal does not require a timing signal other than the AGC control signal. It is to independently select an antenna element having good reception quality.
[0019]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0020]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a
[0021]
[0022]
A radio signal received by the
[0023]
In a baseband unit (not shown), when reception data is input, an AGC control signal corresponding to the reception level is generated. Here, the AGC control signal is composed of three signals: a clock signal, a gain value adjustment signal, and a strobe signal. The clock signal is a signal for providing signal processing timing to the receiving
[0024]
When the gain value adjustment signal is input to the receiving
[0025]
When the strobe signal is input to the
[0026]
The reception
[0027]
The
[0028]
In the
[0029]
Transmission data is input to the
[0030]
Next, the operation of the diversity receiver according to the present embodiment will be specifically described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram illustrating signal processing timing in each component of the diversity receiver according to the present embodiment.
[0031]
First, in the diversity receiver according to the present embodiment, in order to stabilize the reception level of a received signal when starting to receive a radio signal, a high-speed AGC section is allocated for a certain period from the start of reception. In this high-speed AGC section, the
[0032]
Here, the
[0033]
After the transition from the high speed AGC section to the low speed AGC section A, the low speed AGC section is divided every time the AGC control signal is input to the receiving
[0034]
In the low-speed AGC section A, the reception
[0035]
After outputting the reception level for the
[0036]
When the timing of TS2 in FIG. 2 arrives, a timing signal is input from the
[0037]
The comparison in the
[0038]
Also, the reception level of the received data is measured at the baseband portion immediately before the timing of transition from the low-speed AGC section A to the low-speed AGC section B, that is, the timing of the strobe signal count number 12 in FIG. A control signal is generated. The AGC control signal is input from the baseband unit to the receiving
[0039]
Thus, according to the diversity receiver according to the present embodiment, since a certain period from the start of reception is allocated to the high-speed AGC section, until the low-speed AGC section from which actually necessary information is extracted arrives. The hunting of the gain value in the
[0040]
Further, according to the diversity receiver according to the present embodiment, the
[0041]
Note that the diversity receiver according to the present embodiment may be modified or applied as follows.
[0042]
In the present embodiment, a case has been described in which the antenna element has two minimum configurations, but the present invention is not limited to this case, and depends on the strength and frequency of the radio wave used, the radio wave propagation environment, and the like. Thus, the number of antenna elements may be increased as appropriate. Note that when the number of antenna elements increases, the timing of TS1 and the like in the low-speed AGC section increases, but the essential operation of signal processing in the diversity receiver is the same.
[0043]
In the present embodiment, the case where the gain value of the
[0044]
Further, in the present embodiment, the antenna selection type diversity receiver and the communication device using the same have been described. However, the
[0045]
(Embodiment 2)
Hereinafter, the diversity receiving apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate, but the same reference is made to the constituent elements that exhibit the same functions as the constituent elements shown in the first embodiment. The reference numerals are attached and explanations thereof are omitted.
[0046]
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of diversity communication apparatus 300 using the diversity reception apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. Diversity communication apparatus 300 includes a
[0047]
A gain value adjustment signal is also input to the
[0048]
Therefore, according to the diversity receiver according to the present embodiment, as long as the reception level of the received signal is at a communicable level, the low-speed AGC sections A, B, and C are separated (the strobe
[0049]
Further, in the present embodiment, the antenna selection type diversity receiver and the communication device using the same have been described. However, the diversity communication device 300 is used in a mobile communication terminal device such as a mobile phone or a wireless LAN mobile terminal device. Or it can incorporate in the base station apparatus which communicates with such a mobile communication terminal device.
[0050]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a circuit configuration that does not require a direct instruction signal from the baseband unit and can autonomously determine an antenna element with good reception quality of the reception signal based on the AGC control signal. Therefore, the load on the baseband unit can be reduced, the configuration of the diversity receiver can be simplified, and the degree of freedom in design can be increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a diversity communication apparatus according to
FIG. 2 is a diagram illustrating operation timing of each component of the diversity receiver according to the first embodiment.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a diversity communication apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing a general configuration of a conventional antenna selection type diversity communication apparatus;
[Explanation of symbols]
100, 300 Diversity communication device
101, 102 Antenna element
103 Antenna switch
104 Antenna common part
105 Receiver
105a AGC Department
106 Reception level measurement unit
107, 307 Timing control unit
108 Antenna selector
109 Transmitter
307a Gain value determination unit
Claims (4)
受信信号を取り出す前記アンテナ素子を切り替えるアンテナスイッチと、
取り出された前記受信信号の受信レベルを前記アンテナ素子毎に測定する受信レベル測定手段と、
測定された前記受信レベルを前記アンテナ素子毎に比較することによって前記受信信号を取り出す前記アンテナ素子を選択するアンテナ選択手段と、
前記受信信号に応じて生成されるAGC制御信号を基準として、前記アンテナ選択手段が前記アンテナ素子を選択するタイミングを制御するタイミング制御手段と、を具備することを特徴とするダイバーシティ受信装置。A plurality of antenna elements for receiving radio signals;
An antenna switch for switching the antenna element for extracting a received signal;
A reception level measuring means for measuring the reception level of the extracted reception signal for each antenna element;
Antenna selection means for selecting the antenna element from which the received signal is extracted by comparing the measured reception level for each antenna element;
A diversity receiving apparatus comprising: timing control means for controlling timing at which the antenna selection means selects the antenna element with reference to an AGC control signal generated according to the received signal.
前記タイミング制御手段は、前記AGC制御信号に基づいて前記AGC手段における前記ゲイン値を算出し、算出された前記ゲイン値に基づいて前記アンテナ選択手段に前記アンテナ素子を選択させるか否か判定するゲイン値判定手段を備えることを特徴とする請求項1記載のダイバーシティ受信装置。AGC means for amplifying the received signal based on a gain value adjusted by the AGC control signal,
The timing control means calculates the gain value in the AGC means based on the AGC control signal, and determines whether to cause the antenna selection means to select the antenna element based on the calculated gain value The diversity receiver according to claim 1, further comprising a value determination unit.
取り出された前記受信信号の受信レベルを前記アンテナ素子毎に測定する受信レベル測定ステップと、
測定された前記受信レベルを前記アンテナ素子毎に比較することによって前記受信信号を取り出す前記アンテナ素子を選択するアンテナ選択ステップと、
前記受信信号に応じてAGC制御信号を生成するAGC制御信号生成ステップと、
生成された前記AGC制御信号を基準として、前記アンテナ選択ステップにおける前記アンテナ素子を選択するタイミングを制御するタイミング制御ステップと、を具備することを特徴とするダイバーシティ受信方法。An antenna switch step for switching an antenna element for extracting a received signal;
A reception level measuring step of measuring the reception level of the extracted reception signal for each antenna element;
An antenna selection step of selecting the antenna element from which the received signal is extracted by comparing the measured reception level for each antenna element;
An AGC control signal generating step for generating an AGC control signal according to the received signal;
A diversity control method, comprising: a timing control step of controlling a timing of selecting the antenna element in the antenna selection step based on the generated AGC control signal.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7654542B2 (en) * | 2005-02-15 | 2010-02-02 | Honda Motor Co., Ltd. | All terrain vehicle |
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- 2003-06-26 JP JP2003182844A patent/JP2005020407A/en active Pending
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