JP2005142801A

JP2005142801A - ダイバーシティ受信装置およびダイバーシティ受信方法

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Publication number: JP2005142801A
Application number: JP2003376701A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Adachi; 泰広足立; Toshio Obara; 敏男小原
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-11-06
Filing date: 2003-11-06
Publication date: 2005-06-02
Anticipated expiration: 2023-11-06
Also published as: JP4332015B2

Abstract

【課題】消費電力を低減すること。
【解決手段】標準機能型受信処理部１０３は、アンテナ１０１で受信した無線信号に対して、所定の受信処理を施す。機能制限型受信処理部１０４は、アンテナ１０２で受信した無線信号に対して、標準機能型受信処理部１０３に比べて処理性能が制限されている受信処理を施す。電源制御部１０６は、アンテナ１０１の受信状態に応じて、スイッチ部１０７、１０８のオン／オフを切り替えることで、標準機能型受信処理部１０３および機能制限型受信処理部１０４の少なくともいずれか一方のオン／オフ状態を切り替える、つまり、電源のオン／オフを制御する。
【選択図】図１

Description

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等、無線通信を行う装置全般に利用可能なダイバーシティ受信装置およびダイバーシティ受信方法に関する。

無線通信において、フェージングや伝搬損失等による無線信号の劣化を抑える技術として、同等の機能を有する複数の受信系とそれぞれに対応するアンテナ素子を用いて、各受信系で受信した信号のアナログディジタル変換により生成したディジタルデータを、ＣＮＲ（Carrier to Noise Ratio）が最大になるよう最大比合成するダイバーシティ受信技術が良く知られている（例えば、特許文献１参照）。

図７は、ダイバーシティ受信技術を適用した従来のダイバーシティ受信装置の構成の一例を示すブロック図である。図７に示すダイバーシティ受信装置１０は、二つのアンテナ素子（以下「アンテナ」と略記する）１１、１２、二つの受信部１３、１４、電源部１５、電源制御部１６および二つのスイッチ部１７、１８を有する。なお、アンテナの数および受信部の数は、二つ以上であれば幾つであっても良いが、簡略化のためここではそれぞれ二つとして説明する。また、ダイバーシティ受信に直接的に関与しないアンプやフィルタ等の構成要素についての説明は省略する。

アンテナ１１、１２で受信した無線信号は、受信部１３、１４にそれぞれ入力される。受信部１３、１４では、無線信号はそれぞれベースバンド信号に変換され、ベースバンド信号処理部（不図示）に入力される。電源部１５は、スイッチ部１７、１８を介して、受信部１３、１４に対してそれぞれ電源を供給する。電源制御部１６は、スイッチ部１７、１８のオン／オフを切り替えることで、受信部１３、１４に対する電源供給のオン／オフ状態を制御する。

電源制御部１６による制御は、ベースバンド信号処理部からの指示に従い、例えば高速データ伝送等の高品質受信が要求されるときに、ダイバーシティ受信ができるようスイッチ部１７、１８をオンにする、つまり、受信部１３、１４に対する電源供給をオンの状態にする。一方、例えば携帯電話機の待ち受け等、低消費電力が要求されるときは、受信部１３、１４のいずれか一方の電源をオフにする。
特開平６−２８４０６２号公報

しかしながら、従来のダイバーシティ受信装置においては、次のような問題がある。すなわち、上記のダイバーシティ受信装置１０では、同等の機能を有する二つの受信部１３、１４を用いるため、ダイバーシティ受信時の消費電力がダイバーシティ受信を行っていないときと比較し倍増してしまう、という問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、消費電力を低減することができるダイバーシティ受信装置およびダイバーシティ受信方法を提供することを目的とする。

本発明の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、前記複数のアンテナ素子の一のアンテナ素子によって受信された無線信号に対して受信処理を施す第１受信処理手段と、前記複数のアンテナ素子の他のアンテナ素子によって受信された無線信号に対して、前記第１受信処理手段によって施される受信処理に比べて処理性能が制限された受信処理を施す第２受信処理手段と、前記第１受信処理手段および前記第２受信処理手段の少なくともいずれか一方に対する電源供給のオン／オフ状態を、前記一のアンテナ素子および前記他のアンテナ素子の少なくともいずれか一方の受信状態に応じて制御する制御手段と、を有する構成を採る。

この構成によれば、第２受信処理手段の受信処理における処理性能が第１受信処理手段の受信処理に比べて制限されているため、処理性能が制限された受信処理に要する消費電力を他方に比べて低減することができるから、装置全体の消費電力を低減しコストを削減することができる。さらに、アンテナの受信状態に応じて、第１受信処理手段および第２受信処理手段の少なくともいずれか一方に対する電源供給のオン／オフ状態を制御することができ、消費電力の低減および受信性能の向上の両立を図ることができる。

本発明のダイバーシティ受信装置は、上記構成において、前記第２受信処理手段によって施される受信処理では、前記第１受信処理手段によって施される受信処理に比べてＥＶＭ（Error Vector Magnitude）特性が緩和され、前記制御手段は、前記一のアンテナ素子および前記他のアンテナ素子の少なくともいずれか一方の受信レベルを測定し、測定された受信レベルが前記第２受信処理手段の受信感度点以上か否かを判定し、判定の結果に基づいて、前記第１受信処理手段および前記第２受信処理手段の少なくともいずれか一方に対する電源供給のオン／オフ状態を切り替える構成を採る。

この構成によれば、例えばダイバーシティ受信を行う場合には、測定された受信レベル（例えばＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indicator）が第２受信処理手段の受信感度点以上か否かに応じて第１受信処理手段および第２受信処理手段の少なくともいずれか一方に対する電源供給のオン／オフ状態を切り替えるため、ダイバーシティ受信による受信性能の向上および低消費電力・低コストの実現を両立することができる。また、例えばダイバーシティ受信を行わない場合にも、測定された受信レベルが第２受信処理手段の受信感度点以上か否かに応じて第１受信処理手段および第２受信処理手段の少なくともいずれか一方に対する電源供給のオン／オフ状態を切り替えるため、第１受信処理手段による受信のときよりもさらに低消費電力・低コストのモードで受信処理を行うことができる。

本発明のダイバーシティ受信装置は、上記構成において、前記第２受信処理手段によって施される受信処理では、前記第１受信処理手段によって施される受信処理に比べてダイナミックレンジ（ゲインダイナミックレンジ）が制限され、前記制御手段は、前記一のアンテナ素子および前記他のアンテナ素子の少なくともいずれか一方の受信レベルを測定し、測定された受信レベルに基づいて、前記第２受信処理手段に対する電源供給をオン状態にしたときのゲイン値を算出し、算出されたゲイン値が前記ダイナミックレンジ内か否かを判定し、判定の結果に基づいて、前記第１受信処理手段および前記第２受信処理手段の少なくともいずれか一方に対する電源供給のオン／オフ状態を切り替える構成を採る。

この構成によれば、測定されたＲＳＳＩに基づいて、第２受信処理手段に対する電源供給をオン状態にしたときのゲイン値を算出し、算出されたゲイン値が第２受信処理手段でのダイナミックレンジ内か否かに応じて第１受信処理手段および第２受信処理手段の少なくともいずれか一方に対する電源供給のオン／オフ状態を切り替えるため、ダイバーシティ受信による受信性能の向上および低消費電力・低コストの実現を両立する効果を一層向上することができるだけでなく、例えばダイバーシティ受信を行わない場合にも、低消費電力化・低コスト化を一層促進することができる。

本発明のダイバーシティ受信装置は、上記構成において、前記制御手段は、前記一のアンテナ素子および前記他のアンテナ素子の双方の受信レベルを測定し、測定された受信レベルが前記受信感度点以上か否かを判定し、判定の結果に基づいて、前記一のアンテナ素子および前記他のアンテナ素子と前記第１受信処理手段および前記第２受信処理手段との間の接続関係を切り替える構成を採る。

この構成によれば、ダイバーシティ受信を行う場合には、測定されたＲＳＳＩが第２受信処理手段の受信感度点以上になるアンテナを探索することが可能になるだけでなく、ダイバーシティ受信を行わない場合にも、ダイバーシティ受信による受信性能の向上および低消費電力・低コストの実現を両立する効果を一層高めることができる。

本発明のダイバーシティ受信方法は、複数のアンテナ素子と、前記複数のアンテナ素子の一のアンテナ素子に対応する第１受信処理手段と、前記複数のアンテナ素子の他のアンテナ素子に対応する第２受信処理手段と、を有するダイバーシティ受信装置におけるダイバーシティ受信方法であって、前記複数のアンテナ素子で、無線信号を受信する無線受信ステップと、前記第１受信処理手段で、前記一のアンテナ素子で受信した無線信号に対して受信処理を施す第１受信処理ステップと、前記第２受信処理手段で、前記他のアンテナ素子で受信した無線信号に対して、前記第１受信処理ステップで施される受信処理に比べて処理性能が制限された受信処理を施す第２受信処理ステップと、前記第１受信処理手段および前記第２受信処理手段の少なくともいずれか一方に対する電源供給のオン／オフ状態を、前記一のアンテナ素子および前記他のアンテナ素子の少なくともいずれか一方の受信状態に応じて制御する制御ステップと、を有するようにした。

この方法によれば、第２受信処理手段の受信処理における処理性能が第１受信処理手段の受信処理に比べて制限されているため、処理性能が制限された受信処理に要する消費電力を他方に比べて低減することができるから、装置全体の消費電力を低減しコストを削減することができる。さらに、アンテナの受信状態に応じて、第１受信処理手段および第２受信処理手段の少なくともいずれか一方に対する電源供給のオン／オフ状態を制御することができ、消費電力の低減および受信性能の向上の両立を図ることができる。

以上説明したように、本発明によれば、消費電力を低減することができる。

本発明の骨子は、複数のアンテナ素子の一のアンテナ素子によって受信された無線信号に対して受信処理を施す第１受信処理手段と、前記複数のアンテナ素子の他のアンテナ素子によって受信された無線信号に対して、前記第１受信処理手段によって施される受信処理に比べて処理性能が制限された受信処理を施す第２受信処理手段と、の少なくともいずれか一方に対する電源供給のオン／オフ状態を受信状態に応じて制御することである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るダイバーシティ受信装置の構成を示すブロック図である。

図１に示すダイバーシティ受信装置１００は、二つのアンテナ１０１、１０２、標準機能型受信処理部１０３、機能制限型受信処理部１０４、電源部１０５、電源制御部１０６、二つのスイッチ部１０７、１０８、ベースバンド信号処理部１０９、ＲＳＳＩ測定部１１０および判定部１１２を有する。

なお、アンテナの数および受信系の数は、二つ以上であれば幾つであっても良いが、簡略化のためここではそれぞれ二つとして説明する。また、ダイバーシティ受信に直接的に関与しないアンプやフィルタ等の構成要素についての説明は省略する。

アンテナ１０１、１０２は、無線信号をそれぞれ受信する。

標準機能型受信処理部１０３は、入力される無線信号（本実施の形態では、アンテナ１０１で受信した無線信号）に対して、周波数変換、アナログディジタル変換および自動利得制御等を含む所定の受信処理を施し所定のレベルのベースバンド信号を出力する。

機能制限型受信処理部１０４は、入力される無線信号（本実施の形態では、アンテナ１０２で受信した無線信号）に対して、周波数変換、アナログディジタル変換および自動利得制御等を含む所定の受信処理を施し所定のレベルのベースバンド信号を出力する。機能制限型受信処理部１０４においては、ＥＶＭ特性が標準機能型受信処理部１０３に比べて緩和されている（換言すれば、ＥＶＭ特性を示す数値が標準機能型受信処理部１０３よりも高い）、従って、受信処理を実行することが可能な受信レベルの範囲が、標準機能型受信処理部１０３に比べて制限される。このため、機能制限型受信処理部１０４は、標準機能型受信処理部１０３よりも低コスト、低消費電力である。ここで、ＥＶＭ特性とは、入力信号に対する出力信号の歪みの度合いを示す指標の一種であり、ＥＶＭ特性が緩和されている機能制限型受信処理部１０４においては、受信処理を実行可能な受信レベルおよび実行不可能な受信レベルの境界である受信感度点（以下「感度点」と言う）が、標準機能型受信処理部１０３に比べて高くなっている。

なお、妨害波の影響が小さい環境において受信処理を実行することができるようにフィルタ性能が緩和されている受信処理部を、機能制限型受信処理部として用いても良い。この場合、妨害波の影響が小さい条件下で機能制限型受信処理部を作動させることにより、低コスト、低消費電力の受信処理部を実現することができる。

電源部１０５は、スイッチ部１０７を介して標準機能型受信処理部１０３に、スイッチ部１０８を介して機能限定型受信処理部１０４にそれぞれ電源を供給する。

ベースバンド信号処理部１０９は、非ダイバーシティ受信のとき、標準機能型受信処理部１０３または機能制限型受信処理部１０４からのベースバンド信号に対して所定のベースバンド信号処理を施し、復調信号を出力する。ダイバーシティ受信のときは、標準機能型受信処理部１０３および機能制限型受信処理部１０４からのベースバンド信号に対して所定のベースバンド信号処理を施し、例えば最大比合成等のダイバーシティ合成処理を施し、復調信号を出力する。

また、ベースバンド信号処理部１０９は、例えば、高速データ伝送等、高品質受信が要求されていることを示す信号（以下「高品質受信要求」と言う）を電源制御部１０６に出力する。

ＲＳＳＩ測定部１１０は、標準機能型受信処理部１０３によって受信処理が施されたベースバンド信号（本実施の形態では、アンテナ１０１で受信した無線信号に対応）から、受信状態を示す指標の一つであるＲＳＳＩの測定を行う。

判定部１１２は、測定されたＲＳＳＩが、機能制限型受信処理部１０４の感度点以上であるか否かを判定し、判定結果に応じた信号を電源制御部１０６に出力する。

電源制御部１０６は、ベースバンド信号処理部１０９から、高品質受信要求を受信したか否かに応じて、および、判定部１１２からの信号に応じて、スイッチ部１０７、１０８のオン／オフを切り替えることで、標準機能型受信処理部１０３および機能制限型受信処理部１０４の少なくともいずれか一方のオン／オフ状態を切り替える、つまり、電源のオン／オフを制御する。

例えば、機能制限型受信処理部１０４で受信処理が行える条件、つまり、測定されたＲＳＳＩが機能制限型受信処理部１０４の感度点以上且つ高品質受信要求を受信した場合、スイッチ部１０７、１０８がオンされ、標準機能型受信処理部１０３および機能制限型受信処理部１０４の双方に対する電源供給がオン状態となる。また、例えば、機能制限型受信処理部１０４で受信処理が行えない条件、つまり、測定されたＲＳＳＩが機能制限型受信処理部１０４の感度点未満の場合は、高品質受信要求を受信したか否かにかかわらず、標準機能型受信処理部１０３に対する電源供給をオン状態にし、機能制限型受信処理部１０４に対する電源供給をオフ状態にする。

このように、高品質受信が必要なときに、機能制限型受信処理部１０４で受信処理が行える条件であるか否かに応じて機能制限型受信処理部１０４に対する電源供給のオン／オフ状態の制御を行うため、ダイバーシティ受信による受信性能の向上および低消費電力・低コストの実現を両立することができる。

また、電源制御部１０６は、高品質受信要求を受信していない場合であっても、機能制限型受信処理部１０４で受信処理が行える条件（受信状態）であるか否かに応じたオン／オフ切り替えを行っても良い。例えば、測定されたＲＳＳＩが機能制限型受信処理部１０４の感度点以上である場合、機能制限型受信処理部１０４に対する電源供給をオン状態にし、標準機能型受信処理部１０３に対する電源供給をオフ状態にする。一方、そうでない場合は、機能制限型受信処理部１０４に対する電源供給をオフ状態にし、標準機能型受信処理部１０３に対する電源供給をオン状態にする。

このように、高品質受信が必要でないときにも、機能制限型受信処理部１０４で受信処理が行える条件であるか否かに応じて機能制限型受信処理部１０４に対する電源供給のオン／オフ状態の制御を行うため、通常の標準機能型受信処理部１０３による受信のときよりもさらに低消費電力・低コストのモードで受信処理を行うことができる。

次いで、上記構成を有するダイバーシティ受信装置１００における、標準機能型受信処理部１０３および機能制限型受信処理部１０４の電源制御動作の一例について説明する。図２は、ダイバーシティ受信装置１００における電源制御動作を説明するためのフロー図である。

なお、ここでは、高品質受信が必要か不必要かにかかわらず標準機能型受信処理部１０３の電源をオンにしている場合を例にとって説明する。

まず、電源制御部１０６で、高品質受信要求を受信したか否かに基づいて高品質受信が必要か否かを判定する（Ｓ１０００）。この判定の結果、高品質受信が必要でない場合（Ｓ１０００：ＮＯ）、機能制限型受信処理部１０４の電源をオフにする（Ｓ１１００）。一方、高品質受信が必要な場合（Ｓ１０００：ＹＥＳ）、ステップＳ１２００に進む。

そして、ＲＳＳＩ測定部１１０で、アンテナ１０１で受信した無線信号のＲＳＳＩを測定する（Ｓ１２００）。そして、ステップＳ１４００では、判定部１１２で、ＲＳＳＩが機能制限型受信処理部１０４の感度点以上か否かを判定する。判定の結果、ＲＳＳＩが感度点以上の場合（Ｓ１４００：ＹＥＳ）、機能制限型受信処理部１０４の電源をオンにする（Ｓ１５００）。一方、ＲＳＳＩが感度点以上でない場合（Ｓ１４００：ＮＯ）、ステップＳ１１００に進む。

なお、上記の場合では、ＲＳＳＩ測定が標準機能型受信処理部１０３側の受信系で行われているが、機能制限型受信処理部１０４側の受信系でもＲＳＳＩ測定を行える場合は、両方の受信系でＲＳＳＩの測定が行われても良い。これは、標準機能型受信処理部１０３および機能制限型受信処理部１０４は、対応するアンテナが互いに異なり、また、互いに特性差があり、したがって、ＲＳＳＩの測定値が異なる可能性があるためである。そこで、より正確性を期すために、標準機能型受信処理部１０３側の受信系でＲＳＳＩ測定を行うだけでなく、一時的に機能制限型受信処理部１０４の電源をオンにしてＲＳＳＩ測定を行っても良い。

このように、本実施の形態によれば、標準機能型受信処理部１０３によって施される受信処理よりもＥＶＭ特性が緩和された受信処理を施す機能制限型受信処理部１０４を備え、測定されたＲＳＳＩが当該感度点以上であるか否かを判定し、判定の結果に基づいて、機能制限型受信処理部１０４に対する電源供給のオン／オフ状態を切り替えるため、ダイバーシティ受信による受信性能の向上および低消費電力・低コストの実現を両立することができる。

なお、本実施の形態では、アンテナの数および受信系の数がそれぞれ二つ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、要求される受信品質や消費電力、部品コスト等に応じてそれらの数を適宜増やしても良い。アンテナの数や受信系の数を増やしても電源部１０５および電源制御部１０６の本質的な動作が同じであることは明らかである。

また、本実施の形態で説明したダイバーシティ受信装置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、または、このような移動体通信端末装置と無線通信を行う基地局装置やアクセスポイント等の無線通信装置全般に組み込むことができる。

（実施の形態２）
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の構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態で説明するダイバーシティ受信装置は、実施の形態１で説明したダイバーシティ受信装置１００と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図３に示すダイバーシティ受信装置２００は、ダイバーシティ受信装置１００における機能制限型受信処理部１０４および判定部１１２の代わりに機能制限型受信処理部２０１および判定部２０２を有し、ゲイン値算出部２０３をさらに加えた構成となっている。

機能制限型受信処理部２０１は、入力される無線信号（本実施の形態では、アンテナ１０２で受信した無線信号）に対して、周波数変換、アナログディジタル変換および自動利得制御等を含む所定の受信処理を施し所定のレベルのベースバンド信号を出力する。機能制限型受信処理部２０１においては、受信処理を実行することが可能な受信レベルの範囲が、標準機能型受信処理部１０３に比べて制限されている、すなわち、ＥＶＭ特性が標準機能型受信処理部１０３に比べて緩和されており且つダイナミックレンジが制限されている。このため、機能制限型受信処理部２０１は、標準機能型受信処理部１０３よりも低コスト、低消費電力である。

なお、本実施の形態では、ＥＶＭ特性が緩和され且つダイナミックレンジが制限されている受信処理部を機能制限型受信処理部２０１として使用しているが、ＥＶＭ特性を緩和しただけの受信処理部を機能制限型受信処理部２０１として使用しても、本実施の形態で説明するダイバーシティ受信装置２００と同様の作用効果を実現することができる。また、ダイナミックレンジが制限されているだけの受信処理部を機能制限型受信処理部２０１として使用しても、本実施の形態で説明するダイバーシティ受信装置２００と同様の作用効果を実現することができる。

ゲイン値算出部２０３は、測定されたＲＳＳＩに基づいて、機能制限型受信処理部２０１に対する電源供給をオンにした場合に収束するゲイン値を算出する。標準機能型受信処理部１０３および機能制限型受信処理部２０１のような受信処理部は一般に、自動利得制御を行うための回路を内蔵し、ベースバンド信号のレベルが適切なレベルになるようにゲインを調整しているので、ＲＳＳＩの測定値を基にしてゲイン値の算出を行うことができる。

判定部２０２は、実施の形態１で説明した判定部１１２と同様の動作を実行する以外に、ゲイン値算出部２０３によって算出されたゲイン値が機能制限型受信処理部２０１のダイナミックレンジ内か否かを判定し、判定結果に応じた信号を電源制御部１０６に出力する。

電源制御部１０６は、ベースバンド信号処理部１０９から、高品質受信要求を受信したか否かに応じて、および、判定部２０２からの信号に応じて、スイッチ部１０７、１０８のオン／オフを切り替えることで、標準機能型受信処理部１０３および機能制限型受信処理部２０１の少なくともいずれか一方のオン／オフ状態を切り替える、つまり、電源のオン／オフを制御する。

例えば、機能制限型受信処理部２０１で受信処理が行える条件、つまり、測定されたＲＳＳＩが機能制限型受信処理部２０１の感度点以上であり算出されたゲイン値が機能制限型受信処理部２０１のダイナミックレンジ内であり且つ高品質受信要求を受信した場合、スイッチ部１０７、１０８がオンされ、標準機能型受信処理部１０３および機能制限型受信処理部２０１の双方に対する電源供給がオン状態となる。また、例えば、機能制限型受信処理部２０１で受信処理が行えない条件、つまり、測定されたＲＳＳＩが機能制限型受信処理部２０１の感度点以上でない場合または算出されたゲイン値が機能制限型受信処理部２０１のダイナミックレンジ内でない場合は、高品質受信要求を受信したか否かにかかわらず、標準機能型受信処理部１０３に対する電源供給をオン状態にし、機能制限型受信処理部２０１に対する電源供給をオフ状態にする。

このように、高品質受信が必要なときに、機能制限型受信処理部２０１で受信処理が行える条件であるか否かに応じて機能制限型受信処理部２０１に対する電源供給のオン／オフ状態の制御を行うため、ダイバーシティ受信による受信性能の向上および低消費電力・低コストの実現を両立する効果を一層向上することができる。

また、電源制御部１０６は、高品質受信要求を受信していない場合であっても、機能制限型受信処理部２０１で受信処理が行える条件（受信状態）であるか否かに応じたオン／オフ切り替えを行っても良い。例えば、測定されたＲＳＳＩが機能制限型受信処理部２０１の感度点以上であり且つ算出されたゲイン値が機能制限型受信処理部２０１のダイナミックレンジ内である場合、機能制限型受信処理部２０１に対する電源供給をオン状態にし、標準機能型受信処理部１０３に対する電源供給をオフ状態にする。一方、そうでない場合は、機能制限型受信処理部２０１に対する電源供給をオフ状態にし、標準機能型受信処理部１０３に対する電源供給をオン状態にする。

このように、高品質受信が必要でないときにも、機能制限型受信処理部２０１で受信処理が行える条件であるか否かに応じて機能制限型受信処理部２０１に対する電源供給のオン／オフ状態の制御を行うため、通常の標準機能型受信処理部１０３による受信のときよりも低消費電力化・低コスト化を一層促進することができる。

次いで、上記構成を有するダイバーシティ受信装置２００における、標準機能型受信処理部１０３および機能制限型受信処理部２０１の電源制御動作の一例について説明する。図４は、ダイバーシティ受信装置２００における電源制御動作を説明するためのフロー図である。

ステップＳ１０００からＳ１２００までは、実施の形態１と同様の動作を実行する。ステップＳ１２００に続いて、ステップＳ１３００では、測定したＲＳＳＩに基づいてゲイン値の算出を行う。そしてステップＳ１４００では、測定したＲＳＳＩが機能制限型受信処理部２０１の感度点以上であるか否かを判定する。この判定の結果、ＲＳＳＩが感度点以上の場合（Ｓ１４００：ＹＥＳ）、ステップＳ１４５０に進み、ＲＳＳＩが感度点未満の場合（Ｓ１４００：ＮＯ）、ステップＳ１１００に進む。そして、ステップＳ１４５０では、算出したゲイン値が機能制限型受信処理部２０１のダイナミックレンジ内か否かを判定する。この判定の結果、ゲイン値がダイナミックレンジ内の場合（Ｓ１４５０：ＹＥＳ）、実施の形態１で説明したステップＳ１５００に進み、ゲイン値がダイナミックレンジ内でない場合（Ｓ１４５０：ＮＯ）、ステップＳ１１００に進む。

なお、上記の場合では、ＲＳＳＩ測定が標準機能型受信処理部１０３側の受信系で行われているが、機能制限型受信処理部２０１側の受信系でもＲＳＳＩ測定を行える場合は、両方の受信系でＲＳＳＩの測定が行われても良い。これは、標準機能型受信処理部１０３および機能制限型受信処理部２０１は、対応するアンテナが互いに異なり、また、互いに特性差があり、したがって、ＲＳＳＩの測定値が異なる可能性があるためである。そこで、より正確性を期すために、標準機能型受信処理部１０３側の受信系でＲＳＳＩ測定を行うだけでなく、一時的に機能制限型受信処理部２０１の電源をオンにしてＲＳＳＩ測定を行っても良い。

このように、本実施の形態によれば、標準機能型受信処理部１０３によって施される受信処理よりもＥＶＭ特性が緩和された受信処理を施す機能制限型受信処理部２０１を備え、測定されたＲＳＳＩが機能制限型受信処理部２０１の感度点以上であるか否かを判定し、判定の結果に基づいて、機能制限型受信処理部２０１に対する電源供給のオン／オフ状態を切り替えるため、ダイバーシティ受信による受信性能の向上および低消費電力・低コストの実現を両立することができる。

また、本実施の形態では、ＲＳＳＩ測定部１１０で測定したＲＳＳＩが機能制限型受信処理部２０１の感度点以上か否かと、ゲイン値算出部２０３で算出したゲイン値が機能制限型受信処理部２０１のダイナミックレンジ内か否か、で２段階の判定を行っているが、どちらかの判定を省略し、１段階の判定としてもよい。

また、本実施の形態で説明したダイバーシティ受信装置２００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、または、このような移動体通信端末装置と無線通信を行う基地局装置やアクセスポイント等の無線通信装置全般に組み込むことができる。

（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３に係るダイバーシティ受信装置の構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態で説明するダイバーシティ受信装置は、実施の形態１で説明したダイバーシティ受信装置１００と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図５に示すダイバーシティ受信装置３００は、ダイバーシティ受信装置１００の判定部１１２の代わりに判定部３０１を有し、ＳＮＲ測定部３０２、ＳＮＲ比較部３０３、アンテナ切替制御部３０４およびアンテナ切替スイッチ部３０５をさらに加えた構成となっている。

ＲＳＳＩ測定部１１０は、実施の形態１で説明した動作を実行する。ただし、本実施の形態では標準機能型受信処理部１０３がアンテナ１０１と接続されるときもあればアンテナ１０２と接続されるときもある。したがって、標準機能型受信処理部１０３がアンテナ１０１と接続されているときはアンテナ１０１で受信した無線信号のＲＳＳＩ（以下「ＬＥＶＥＬ_１」と言う）が測定され、標準機能型受信処理部１０３がアンテナ１０２と接続されているときはアンテナ１０２で受信した無線信号のＲＳＳＩ（以下「ＬＥＶＥＬ_２」と言う）が測定される。

ＳＮＲ測定部３０２は、ベースバンド信号処理部１０９での処理結果に基づいて、アンテナ１０１で受信した無線信号のＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）およびアンテナ１０２で受信した無線信号のＳＮＲをそれぞれ測定する。

ＳＮＲ比較部３０３は、アンテナ１０１で受信した無線信号のＳＮＲ（以下「ＳＮＲ_１」と言う）およびアンテナ１０２で受信した無線信号のＳＮＲ（以下「ＳＮＲ_２」と言う）を比較し、それらの大小関係を示した比較結果を判定部３０１に出力する。

判定部３０１は、ＬＥＶＥＬ_１が機能制限型受信処理部１０４の感度点以上か否かを判定し、ＬＥＶＥＬ_２が機能制限型受信処理部１０４の感度点以上か否かを判定し、これらの判定の結果およびＳＮＲ比較部３０３から入力される比較結果に応じた信号を電源制御部１０６およびアンテナ切替制御部３０４に出力する。

アンテナ切替制御部３０４は、判定部３０１から入力される信号に従って、アンテナ切替スイッチ部３０５を制御する、すなわち、アンテナ１０１およびアンテナ１０２と標準機能型受信処理部１０３および機能制限型受信処理部１０４との間の接続関係を切り替える制御を行う。この切替制御の詳細については後述する。

次いで、上記構成を有するダイバーシティ受信装置３００における、アンテナ１０１およびアンテナ１０２と標準機能型受信処理部１０３および機能制限型受信処理部１０４との間の接続関係の切替制御動作の一例について説明する。図６は、ダイバーシティ受信装置３００における切替制御動作を説明するためのフロー図である。

まず、アンテナ切替制御部３０４で、アンテナ１０１と標準機能型受信処理部１０３を接続するようアンテナ切替スイッチ部３０５を制御する（Ｓ２０００）。そして、アンテナ１０１で受信した無線信号のＲＳＳＩ（ＬＥＶＥＬ_１）の測定を、ＲＳＳＩ測定部１１０で行う（Ｓ２１００）。そして、ＳＮＲ測定部３０２でＳＮＲ_１の測定を行う（Ｓ２２００）。

続いて、アンテナ切替制御部３０４で、アンテナ１０２と標準機能型受信処理部１０３を接続するようアンテナ切替スイッチ部３０５を制御する（Ｓ２３００）。そして、アンテナ１０２で受信した無線信号のＲＳＳＩ（ＬＥＶＥＬ_２）の測定を、ＲＳＳＩ測定部１１０で行う（Ｓ２４００）。そして、ＳＮＲ測定部３０２でＳＮＲ_２の測定を行う（Ｓ２５００）。

そして、電源制御部１０６で、ベースバンド信号処理部１０９から高品質受信要求を受信したか否かに基づいて高品質受信が必要か否か、つまり、ダイバーシティ受信が必要か否かを判定する（Ｓ２６００）。この判定の結果、ダイバーシティ受信が必要の場合（Ｓ２６００：ＹＥＳ）、ステップＳ２７００に進み、ダイバーシティ受信が必要でない場合（Ｓ２６００：ＮＯ）、ステップＳ３１００に進む。

ステップＳ２７００では、判定部３０１で、ＬＥＶＥＬ_１が機能制限型受信処理部１０４の感度点以上か否かを判定する。本実施の形態では、ＬＥＶＥＬ_１が機能制限型受信処理部１０４のダイナミックレンジ内（許容最小受信電力レベルＭＩＮ以上で許容最大受信電力ＭＡＸ以下）であるか否かを判定する。判定の結果、ＬＥＶＥＬ_１が許容最小受信電力レベルＭＩＮ以上で許容最大受信電力ＭＡＸ以下の場合（Ｓ２７００：ＹＥＳ）、ステップＳ２８００に進む。一方、そうでない場合（Ｓ２７００：ＮＯ）、ステップＳ３２００に進む。

ステップＳ２８００では、判定部３０１で、ＬＥＶＥＬ_２が機能制限型受信処理部１０４の感度点以上か否かを判定する。本実施の形態では、ＬＥＶＥＬ_２が機能制限型受信処理部１０４のダイナミックレンジ内（許容最小受信電力レベルＭＩＮ以上で許容最大受信電力ＭＡＸ以下）であるか否かを判定する。判定の結果、ＬＥＶＥＬ_２が許容最小受信電力レベルＭＩＮ以上で許容最大受信電力ＭＡＸ以下の場合（Ｓ２８００：ＹＥＳ）、ステップＳ２９００に進む。一方、そうでない場合（Ｓ２８００：ＮＯ）、ステップＳ３０００に進む。

ステップＳ２９００では、ＳＮＲ比較部３０３で、ＳＮＲ_１およびＳＮＲ_２を比較し、この比較の結果、ＳＮＲ_１がＳＮＲ_２より大きいか等しい場合（Ｓ２９００：ＹＥＳ）、ステップＳ３０００に進み、ＳＮＲ_１がＳＮＲ_２より小さい場合（Ｓ２９００：ＮＯ）、ステップＳ３２００に進む。

ステップＳ３０００では、アンテナ切替制御部３０４で、アンテナ１０１と機能制限型受信処理部１０４を接続しアンテナ１０２と標準機能型受信処理部１０３を接続するようアンテナ切替スイッチ部３０５を制御する。

ステップＳ３１００では、判定部３０１で、ＬＥＶＥＬ_１が機能制限型受信処理部１０４の感度点以上か否かを判定する。本実施の形態では、ＬＥＶＥＬ_１が機能制限型受信処理部１０４のダイナミックレンジ内（許容最小受信電力レベルＭＩＮ以上で許容最大受信電力ＭＡＸ以下）であるか否かを判定する。判定の結果、ＬＥＶＥＬ_１が許容最小受信電力レベルＭＩＮ以上で許容最大受信電力ＭＡＸ以下の場合（Ｓ３１００：ＹＥＳ）、ステップＳ３０００に進む。一方、そうでない場合（Ｓ３１００：ＮＯ）、ステップＳ３２００に進む。

ステップＳ３２００では、アンテナ切替制御部３０４で、アンテナ１０１と標準機能型受信処理部１０３を接続しアンテナ１０２と機能制限型受信処理部１０４を接続するようアンテナ切替スイッチ部３０５を制御する。

上記のような切替制御動作を行うことで、ダイバーシティ受信を行わないときは、機能制限型受信処理部１０４で受信処理が行える受信状態のアンテナを探索することができ、そのようなアンテナがある場合は、そのアンテナを機能制限型受信処理部１０４に接続して機能制限型受信処理部１０４で受信処理を行うことができ、一方、そのようなアンテナがない場合は、標準機能型受信処理部１０３で受信処理を行うことができる。さらに、ダイバーシティ受信を行うときは、機能制限型受信処理部１０４で受信処理が行える受信状態のアンテナを優先的に機能制限型受信処理部１０４に割り当てて接続することができ、したがって、ダイバーシティゲインが得られやすくなる。

また、上記の切替制御動作では、ＳＮＲが良い方のアンテナを機能制限型受信処理部１０４に優先的に割り当てることでダイバーシティゲインを得ているが、切替制御動作はこれに限定されない。例えば、ＳＮＲが良い方のアンテナを標準機能型受信処理部１０４に優先的に割り当てると、ダイバーシティ受信においては受信品質が一番良い信号が一番受信品質に影響を与えることから、信号の劣化の可能性が比較的高い機能制限型受信処理部１０４において信号の劣化が発生することを防止することができる。

このように、本実施の形態によれば、標準機能型受信処理部１０３によって施される受信処理よりもＥＶＭ特性が緩和された受信処理を施す機能制限型受信処理部１０４を備え、複数のアンテナの各々のＲＳＳＩやＳＮＲを測定し、測定した各ＲＳＳＩが機能制限型受信処理部１０４の感度点以上であるか否かを判定し、また、各ＳＮＲを互いに比較し、判定および比較の結果に基づいて、アンテナ１０１およびアンテナ１０２と標準機能型受信処理部１０３および機能制限型受信処理部１０４との間の接続関係を切り替えるため、ダイバーシティ受信による受信性能の向上および低消費電力・低コストの実現を両立する効果を一層高めることができる。

なお、標準機能型受信処理部１０３および機能制限型受信処理部１０４の間の特性差が既知である場合は、アンテナ１０１、１０２の各ＲＳＳＩ等を標準機能型受信処理部１０３側の受信系および機能制限型受信処理部１０４側の受信系で別々に測定し、その特性差を補正しても良い。

また、上記の切替制御動作は、例えば受信動作の合間等、データ受信を行っていないときに行われる。

また、本実施の形態では、アンテナの数および受信系の数がそれぞれ二つ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、要求される受信品質や消費電力、部品コスト等に応じてそれらの数を適宜増やしても良い。アンテナの数や受信系の数を増やしても電源部１０５、電源制御部１０６およびアンテナ切替制御部３０４の本質的な動作が同じであることは明らかである。

また、本実施の形態で説明したダイバーシティ受信装置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、または、このような移動体通信端末装置と無線通信を行う基地局装置やアクセスポイント等の無線通信装置全般に組み込むことができる。

本発明のダイバーシティ受信装置およびダイバーシティ受信方法は、消費電力を低減する効果を有し、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等、無線通信を行う装置全般において有用である。

本発明の実施の形態１に係るダイバーシティ受信装置の構成を示すブロック図本発明の実施の形態１に係るダイバーシティ受信装置における電源制御動作を説明するためのフロー図本発明の実施の形態２に係るダイバーシティ受信装置の構成を示すブロック図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おける電源制御動作を説明するためのフロー図本発明の実施の形態３に係るダイバーシティ受信装置の構成を示すブロック図本発明の実施の形態３に係るダイバーシティ受信装置における切替制御動作を説明するためのフロー図従来のダイバーシティ受信装置の構成の一例を示すブロック図

符号の説明

１００、２００、３００ダイバーシティ受信装置
１０１、１０２アンテナ
１０３標準機能型受信処理部
１０４、２０１機能制限型受信処理部
１０５電源部
１０６電源制御部
１０７、１０８スイッチ部
１０９ベースバンド信号処理部
１１０ＲＳＳＩ測定部
１１２、２０２、３０１判定部
２０３ゲイン値算出部
３０２ＳＮＲ測定部
３０３ＳＮＲ比較部
３０４アンテナ切替制御部
３０５アンテナ切替スイッチ部

Claims

無線信号を受信する複数のアンテナ素子と、
前記複数のアンテナ素子の一のアンテナ素子によって受信された無線信号に対して受信処理を施す第１受信処理手段と、
前記複数のアンテナ素子の他のアンテナ素子によって受信された無線信号に対して、前記第１受信処理手段によって施される受信処理に比べて処理性能が制限された受信処理を施す第２受信処理手段と、
前記第１受信処理手段および前記第２受信処理手段の少なくともいずれか一方に対する電源供給のオン／オフ状態を、前記一のアンテナ素子および前記他のアンテナ素子の少なくともいずれか一方の受信状態に応じて制御する制御手段と、
を有することを特徴とするダイバーシティ受信装置。
前記第２受信処理手段によって施される受信処理では、前記第１受信処理手段によって施される受信処理に比べてＥＶＭ（Error Vector Magnitude）特性が緩和され、
前記制御手段は、
前記一のアンテナ素子および前記他のアンテナ素子の少なくともいずれか一方の受信レベルを測定し、測定された受信レベルが前記第２受信処理手段の受信感度点以上か否かを判定し、判定の結果に基づいて、前記第１受信処理手段および前記第２受信処理手段の少なくともいずれか一方に対する電源供給のオン／オフ状態を切り替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。
前記第２受信処理手段によって施される受信処理では、前記第１受信処理手段によって施される受信処理に比べてダイナミックレンジが制限され、
前記制御手段は、
前記一のアンテナ素子および前記他のアンテナ素子の少なくともいずれか一方の受信レベルを測定し、測定された受信レベルに基づいて、前記第２受信処理手段に対する電源供給をオン状態にしたときのゲイン値を算出し、算出されたゲイン値が前記ダイナミックレンジ内か否かを判定し、判定の結果に基づいて、前記第１受信処理手段および前記第２受信処理手段の少なくともいずれか一方に対する電源供給のオン／オフ状態を切り替えることを特徴とする請求項２記載のダイバーシティ受信装置。
前記制御手段は、
前記一のアンテナ素子および前記他のアンテナ素子の双方の受信レベルを測定し、測定された受信レベルが前記受信感度点以上か否かを判定し、判定の結果に基づいて、前記一のアンテナ素子および前記他のアンテナ素子と前記第１受信処理手段および前記第２受信処理手段との間の接続関係を切り替えることを特徴とする請求項２記載のダイバーシティ受信装置。
複数のアンテナ素子と、前記複数のアンテナ素子の一のアンテナ素子に対応する第１受信処理手段と、前記複数のアンテナ素子の他のアンテナ素子に対応する第２受信処理手段と、を有するダイバーシティ受信装置におけるダイバーシティ受信方法であって、
前記複数のアンテナ素子で、無線信号を受信する無線受信ステップと、
前記第１受信処理手段で、前記一のアンテナ素子で受信した無線信号に対して受信処理を施す第１受信処理ステップと、
前記第２受信処理手段で、前記他のアンテナ素子で受信した無線信号に対して、前記第１受信処理ステップで施される受信処理に比べて処理性能が制限された受信処理を施す第２受信処理ステップと、
前記第１受信処理手段および前記第２受信処理手段の少なくともいずれか一方に対する電源供給のオン／オフ状態を、前記一のアンテナ素子および前記他のアンテナ素子の少なくともいずれか一方の受信状態に応じて制御する制御ステップと、
を有することを特徴とするダイバーシティ受信方法。