JP2005142866A

JP2005142866A - アンテナ選択ダイバーシチ装置及び受信方法

Info

Publication number: JP2005142866A
Application number: JP2003377499A
Authority: JP
Inventors: Yoshiharu Ishihara; 由晴石原; Yasushi Iwata; 靖史岩田; 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
Also published as: KR20060085941A; WO2005046082A1; US20060234776A1; US7221963B2

Abstract

【課題】フレームを単位としてアンテナを切り替える場合に、アンテナの測定時間を短縮し、かつ複数の待機アンテナの中から最適なアンテナを選択する時間を短くすること。
【解決手段】アンテナ選択部１０９は、アンテナ情報格納部１０８が保持する選択の優先順位に従って３つのアンテナ中の１つを現使用アンテナとして複数フレームの期間内連続して選択し、２つの待機アンテナ中の１つを測定アンテナとして前記複数フレームの期間毎に１回選択する指示をアンテナ選択スイッチ１０４に与える。アンテナ選択部１０９は、受信レベル測定部１０７にて測定された現使用アンテナ受信レベルが測定アンテナ受信レベルよりも小さいことが一定回数連続するときは当該測定アンテナを現使用アンテナとして選択する指示をアンテナ選択スイッチ１０４に与える。
【選択図】図１

Description

本発明は、移動体通信システムにおける携帯電話機等の移動局やこの移動局と無線通信を行う基地局に用いるアンテナ選択ダイバーシチ装置及び受信方法に関する。

移動体通信においては、様々な電波伝搬環境により受信信号レベルが変動するフェージングを生じる場合が多い。このフェージングに対する効果的な対策がアンテナ選択ダイバーシチである。アンテナ選択ダイバーシチでは、通常、アンテナを複数個設置して、フェージングで受信状態が悪化したときに条件の良いアンテナを選択して通信を行う。このようなアンテナ選択ダイバーシチ装置としては、従来、例えば特許文献１、２に開示されたものが知られている。

即ち、特許文献１、２では、同一周波数を時分割して複数のユーザで共有するＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）通信方式において、受信機に関係のないタイムスロットの期間中にアンテナの受信信号強度をサンプルし、受信機に関係のあるタイムスロットの受信前に最も良好なアンテナを選択することによりダイバーシチを実現するアンテナ選択ダイバーシチ装置が開示されている。以下、その概要を説明する。

図１０は、従来のアンテナ選択ダイバーシチ装置の構成例を示すブロック図である。図１０では、２つのアンテナを備える最小構成のアンテナ選択ダイバーシチ装置が示されている。即ち、図１０に示す従来のアンテナ選択ダイバーシチ装置１０００は、アンテナ１００１，１００２と、スイッチ１００３と、アンテナ共用部１００４と、受信部１００５と、受信レベル測定部１００６と、タイミング制御部１００７と、アンテナ選択部１００８と、送信部１００９とを備えている。

このような構成において、タイミング制御部１００７は、アンテナ選択ダイバーシチを行うために、データを送受信する時間と、アンテナ受信レベル測定及びアンテナ選択を行う時間とを管理し、それに基づき、アンテナ選択部１００８には、アンテナ選択指示を与え、受信レベル測定部１００６には、測定指示を与える。

アンテナ選択部１００８は、タイミング制御部１００７から指示されたタイミングでスイッチ１００３に切り替え動作を行わせる。つまり、スイッチ１００３は、あるアンテナ受信レベル測定時間にアンテナ１００１を選択してアンテナ共用部１００４を介して受信部１００５に接続し、別のあるアンテナ受信レベル測定時間にアンテナ１００２を選択してアンテナ共用部１００４を介して受信部１００５に接続する。

その結果、アンテナ１００１での受信信号とアンテナ１００２での受信信号とがそれぞれ受信部１００５を介して受信レベル測定部１００６に入力される。受信レベル測定部１００６は、アンテナ１００１での受信レベルとアンテナ１００２での受信レベルとを測定し、測定した両アンテナ受信レベルをアンテナ選択部１００８に送る。

アンテナ選択部１００８は、受信レベル測定部１００６から送られてきたアンテナ１００１の受信レベルとアンテナ１００２の受信レベルとを比較し、データ送受信時間に使用するアンテナとして受信レベルが大きい方のアンテナに決定し、スイッチ１００３に選択させる。受信部１００５及び送信部１００９は、アンテナ選択部１００８で選択されたアンテナをデータ送受信時間に使用する。このようなアンテナ選択ダイバーシチ装置１０００を使用することによって、電波伝搬環境に適合したアンテナを使用して通信が行えるので、通信性能の向上が見込める。
特許第２７１９５７５号公報特開平６−１４０９７１号公報

しかしながら、従来のアンテナ選択ダイバーシチ装置では、通信中受信機に関係のないタイムスロットの期間が存するＴＤＭＡに適用するように構成されているので、通信中受信機に関係のないタイムスロットの期間が無いＴＤＭＡ以外の通信方式では、通信中にアンテナ受信レベル測定のための正規な測定時間を設けることができない。通信前にアンテナ選択ダイバーシチを実施するとしても、通信前のダイバーシチのみでは、通信中の電波伝搬環境変動に対応できない。

このため、ＴＤＭＡ以外の通信方式を用いる場合でも通信中にアンテナ受信レベル測定のために、アンテナを切り替える必要が生じる。この場合には、フレームを単位としてアンテナを切り替えることになるが、できる限り測定時間を短くすることが要求される。また、複数の待機アンテナの中から最適なアンテナを選択する時間を短くすることが要求される。これをどのようにして実現するかが問題である。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、フレームを単位としてアンテナを切り替える場合に、アンテナの測定時間を短縮し、かつ複数の待機アンテナの中から最適なアンテナを選択する時間を短くすることができるアンテナ選択ダイバーシチ装置及び受信方法を提供することを目的とする。

かかる課題を解決するため、本発明のアンテナ選択ダイバーシチ装置は、３以上のアンテナと、前記３以上のアンテナそれぞれのアンテナ利得を選択の優先順位を示す情報として保持するアンテナ情報格納手段と、複数フレームの期間内連続して選択される現使用アンテナの受信レベルと前記複数フレームの期間毎に１回選択される測定アンテナの受信レベルとをそれぞれ測定する受信レベル測定手段と、前記選択の優先順位に従って前記３以上のアンテナ中の１つを前記現使用アンテナとして複数フレームの期間内連続して選択し、前記現使用アンテナを除く複数の待機アンテナ中の１つを前記測定アンテナとして前記複数フレームの期間毎に１回選択するアンテナ選択手段であって、前記受信レベル測定手段にて測定された現使用アンテナ受信レベルが測定アンテナ受信レベルよりも小さいことが一定回数連続するときは当該測定アンテナを現使用アンテナとして選択し、次回の測定アンテナを前記選択の優先順位に従って選択する一方、前記一定回数連続しないときは前記選択の優先順位に従って測定アンテナの変更を行うアンテナ選択手段と、を具備する構成を採る。

この構成によれば、受信レベルの測定は複数フレーム毎に１回行うだけで済むので、アンテナの測定時間を短縮することができる。また、測定された現使用アンテナ受信レベルが測定アンテナ受信レベルよりも小さいことが一定回数連続するときに当該測定アンテナを現使用アンテナとして選択し、一定回数連続しないときは測定アンテナの変更を行うので、誤った選択の発生を防止しつつ複数の待機アンテナの中から最適なアンテナを選択する時間を短くすることができる。

本発明のアンテナ選択ダイバーシチ装置は、３以上のアンテナと、前記３以上のアンテナそれぞれのアンテナ利得を選択の優先順位を示す情報として保持するアンテナ情報格納手段と、複数フレームの期間内連続して選択される現使用アンテナの受信レベルと前記複数フレームの期間毎に１回選択される測定アンテナの受信レベルとをそれぞれ測定する受信レベル測定手段と、前記受信レベル測定手段にて測定された現使用アンテナ受信レベルと測定アンテナ受信レベルのそれぞれについて一定回数分を平均するレベル平均手段と、前記選択の優先順位に従って前記３以上のアンテナ中の１つを前記現使用アンテナとして複数フレームの期間内連続して選択し、前記現使用アンテナを除く複数の待機アンテナ中の１つを前記測定アンテナとして前記複数フレームの期間毎に１回選択するアンテナ選択手段であって、前記レベル平均手段にて求められた前記現使用アンテナ受信レベル平均値が前記測定アンテナ受信レベル平均値よりも小さいときに当該測定アンテナを現使用アンテナとして選択し、次回の測定アンテナを前記選択の優先順位に従って選択を行うアンテナ選択手段と、を具備する構成を採る。

この構成によれば、受信レベルの測定は複数フレーム毎に１回行うだけで済むので、アンテナの測定時間を短縮することができる。また、測定された現使用アンテナ受信レベルと測定アンテナ受信レベルのそれぞれについて一定回数平均したもの同士間で大小比較を行うので、誤った選択の発生を防止しつつ複数の待機アンテナの中から最適なアンテナを選択する時間を短くすることができる。

本発明のアンテナ選択ダイバーシチ装置は、３以上のアンテナと、前記３以上のアンテナそれぞれのアンテナ利得を選択の優先順位を示す情報として保持するアンテナ情報格納手段と、複数フレームの期間毎に１回選択される測定アンテナの受信レベルを測定する受信レベル測定手段と、前記受信レベル測定手段にて測定された測定アンテナ受信レベルについて一定回数分を平均するレベル平均手段と、複数フレームの期間内連続して選択される現使用アンテナの受信信号についての受信処理における収束ＡＧＣ電圧と予め用意された受信レベル対ＡＧＣ電圧特性とを用いて、前記測定アンテナと同ＡＧＣ電圧値での現使用アンテナ受信レベルを算出する現使用アンテナ受信レベル算出手段と、前記選択の優先順位に従って前記３以上のアンテナ中の１つを現使用アンテナとして複数フレームの期間内連続して選択し、前記現使用アンテナを除く複数の待機アンテナ中の１つを前記測定アンテナとして前記複数フレームの期間毎に１回選択するアンテナ選択手段であって、前記現使用アンテナ受信レベル算出値が前記測定アンテナ受信レベル平均値よりも小さいときに当該測定アンテナを現使用アンテナとして選択し、次回の測定アンテナを前記選択の優先順位に従って選択を行うアンテナ選択手段と、を具備する構成を採る。

この構成によれば、現使用アンテナについては測定時間を設ける必要がないので、アンテナの測定時間を一層短縮することができる。

本発明のアンテナ選択ダイバーシチ装置は、請求項２記載のアンテナ選択ダイバーシチ装置において、前記アンテナ情報格納手段は、前記レベル平均手段が出力する現使用アンテナ受信レベル平均値と測定アンテナ受信レベル平均値とを受けて対応するアンテナの利得に反映させ、選択の優先順位を更新する機能を具備し、前記アンテナ選択手段は、前記アンテナ情報格納手段が更新した現使用アンテナの優先順位が測定アンテナの優先順位よりも低いときに当該測定アンテナを現使用アンテナとして選択し、次回の測定アンテナを前記選択の優先順位に従って選択を行うという構成を採る。

この構成によれば、選択の優先順位を与える情報を随時更新することができるので、当該アンテナ選択ダイバーシチ装置を装備する装置が携帯電話機である場合に、筐体の持ち方や耳への当て方等、人体の影響を受けやすい性質を持つアンテナに対し、使用している人それぞれに対する最適なアンテナを学習する効果が期待できるようになる。

本発明のアンテナ選択ダイバーシチ装置は、請求項３記載のアンテナ選択ダイバーシチ装置において、前記アンテナ情報格納手段は、前記レベル平均手段が出力する測定アンテナ受信レベル平均値を受けて対応するアンテナの利得に反映させ、選択の優先順位を更新する機能を具備し、アンテナ選択手段は、前記現使用アンテナ受信レベル算出値が前記アンテナ情報格納手段にて更新された測定アンテナの優先順位よりも低いときに当該測定アンテナを現使用アンテナとして選択し、次回の測定アンテナを前記選択の優先順位に従って選択を行という構成を採る。

本発明のアンテナ選択ダイバーシチ受信方法は、３以上のアンテナそれぞれのアンテナ利得を選択の優先順位を示す情報として予め保持し、前記選択の優先順位に従って前記３以上のアンテナ中の１つを現使用アンテナとして複数フレームの期間内連続して選択し、前記現使用アンテナを除く複数の待機アンテナ中の１つを測定アンテナとして前記複数フレームの期間毎に１回選択することを行って前記現使用アンテナと前記測定アンテナそれぞれの受信レベルを測定し、測定された現使用アンテナ受信レベルが測定アンテナ受信レベルよりも小さいことが一定回数連続するか否かを監視し、連続するときは当該測定アンテナを現使用アンテナとして選択し、次回の測定アンテナを前記選択の優先順位に従って選択する一方、前記一定回数連続しないときは前記選択の優先順位に従って測定アンテナを変更するようにした。

この方法によれば、受信レベルの測定は複数フレーム毎に１回行うだけで済むので、アンテナの測定時間を短縮することができる。また、測定された現使用アンテナ受信レベルが測定アンテナ受信レベルよりも小さいことが一定回数連続するときに当該測定アンテナを現使用アンテナとして選択し、一定回数連続しないときは測定アンテナの変更を行うので、誤った選択の発生を防止しつつ複数の待機アンテナの中から最適なアンテナを選択する時間を短くすることができる。

本発明のアンテナ選択ダイバーシチ受信方法は、３以上のアンテナそれぞれのアンテナ利得を選択の優先順位を示す情報として予め保持し、前記選択の優先順位に従って前記３以上のアンテナ中の１つを現使用アンテナとして複数フレームの期間内連続して選択し、前記現使用アンテナを除く複数の待機アンテナ中の１つを測定アンテナとして前記複数フレームの期間毎に１回選択することを行って前記現使用アンテナと前記測定アンテナそれぞれの受信レベルを測定し、測定された現使用アンテナ受信レベルと測定アンテナ受信レベルのそれぞれについて一定回数分を平均し、前記現使用アンテナ受信レベル平均値が測定アンテナ受信レベル平均値よりも小さいときに当該測定アンテナを現使用アンテナとして選択し、次回の測定アンテナを前記選択の優先順位に従って選択するようにした。

この方法によれば、受信レベルの測定は複数フレーム毎に１回行うだけで済むので、アンテナの測定時間を短縮することができる。また、測定された現使用アンテナ受信レベルと測定アンテナ受信レベルのそれぞれについて一定回数平均したもの同士間で大小比較を行うので、誤った選択の発生を防止しつつ複数の待機アンテナの中から最適なアンテナを選択する時間を短くすることができる。

本発明のアンテナ選択ダイバーシチ受信方法は、３以上のアンテナそれぞれのアンテナ利得を選択の優先順位を示す情報として予め保持し、前記選択の優先順位に従って前記３以上のアンテナ中の１つを現使用アンテナとして複数フレームの期間内連続して選択し、前記現使用アンテナを除く複数の待機アンテナ中の１つを測定アンテナとして前記複数フレームの期間毎に１回選択することを行って前記測定アンテナの受信レベルを測定し、測定された測定アンテナ受信レベルについて一定回数分を平均し、複数フレームの期間内連続して選択される前記現使用アンテナの受信信号についての受信処理における収束ＡＧＣ電圧と予め用意された受信レベル対ＡＧＣ電圧特性とを用いて、前記測定アンテナと同ＡＧＣ電圧値での現使用アンテナ受信レベルを算出し、前記現使用アンテナ受信レベル算出値が測定アンテナ受信レベル平均値よりも小さいときに当該測定アンテナを現使用アンテナとして選択し、次回の測定アンテナを前記選択の優先順位に従って選択を行うようにした。

この方法によれば、現使用アンテナについては測定時間を設ける必要がないので、アンテナの測定時間を一層短縮することができる。

本発明のアンテナ選択ダイバーシチ受信方法は、請求項７記載のアンテナ選択ダイバーシチ受信方法において、前記現使用アンテナ受信レベル平均値と前記測定アンテナ受信レベル平均値を前記予め保持する３以上のアンテナそれぞれのアンテナ利得のうち対応するアンテナの利得に反映させて選択の優先順位を更新し、更新した現使用アンテナの優先順位が測定アンテナの優先順位よりも低いときに当該測定アンテナを現使用アンテナとして選択し、次回の測定アンテナを前記選択の優先順位に従って選択を行うようにした。

この方法によれば、選択の優先順位を与える情報を随時更新することができるので、当該アンテナ選択ダイバーシチ装置を実施する装置が携帯電話機である場合に、筐体の持ち方や耳への当て方等、人体の影響を受けやすい性質を持つアンテナに対し、使用している人それぞれに対する最適なアンテナを学習する効果が期待できるようになる。

本発明のアンテナ選択ダイバーシチ受信方法は、請求項８記載のアンテナ選択ダイバーシチ受信方法において、前記測定アンテナ受信レベル平均値を前記予め保持する３以上のアンテナそれぞれのアンテナ利得のうち対応するアンテナの利得に反映させて選択の優先順位を更新し、前記現使用アンテナ受信レベル算出値が更新した測定アンテナの優先順位よりも低いときに当該測定アンテナを現使用アンテナとして選択し、次回の測定アンテナを前記選択の優先順位に従って選択を行うようにした。

本発明によれば、フレームを単位としてアンテナを切り替える場合に、アンテナの測定時間を短縮し、かつ複数の待機アンテナの中から最適なアンテナを選択する時間を短くすることができるので、ＴＤＭＡ以外の通信方式を用いる場合でもアンテナ選択ダイバーシチを実施することができる。

本発明の骨子は、アンテナ選択の優先順位を定め、切り替えの必要性を複数フレーム毎に１回調べることでアンテナの測定時間を短縮し、例えば、アンテナ切り替え必要有りの状況が一定回数連続する場合に現使用アンテナの選択を切り替えるなどによって複数の待機アンテナの中から最適なアンテナを選択する時間を短くし、ＴＤＭＡ以外の通信方式でも適用できるアンテナ選択ダイバーシチ方式を得ることにある。

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。

（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ダイバーシチ装置の構成を示すブロック図である。図１に示すアンテナ選択ダイバーシチ装置１００は、アンテナ１０１（以降「ａｎｔＡ」という）、アンテナ１０２（以降「ａｎｔＢ」という）及びアンテナ１０３（以降「ａｎｔＣ」という）と、アンテナ選択スイッチ１０４と、アンテナ共用部１０５と、受信部１０６と、受信レベル測定部１０７と、アンテナ情報格納部１０８と、アンテナ選択部１０９と、タイミング制御部１１０と、送信部１１１とを備えている。なお、アンプやフィルタなどは省略されている。

本実施の形態では、ａｎｔＡ、ａｎｔＢ、ａｎｔＣのうちのいずれか１つが現使用アンテナとなり、残りの２つが待機アンテナとなる。そして、２つの待機アンテナのうちの１つが現使用アンテナの受信レベルとの比較を行う測定アンテナとなる。この関係は、待機アンテナが３以上存する場合も同様である。要するに、待機アンテナは、最低２つあればよいので、図１では、アンテナの数は、理解を容易にするため、最小構成の３つを示してある。

アンテナ選択スイッチ１０４は、アンテナ選択部１０９から入力するアンテナ選択信号に従ってａｎｔＡ、ａｎｔＢ、ａｎｔＣのうちのいずれか１つを選択してアンテナ共用部１０５に接続する。これによって、送信部１１１にて無線信号に変換された送信データがアンテナ共用部１０５、アンテナ選択スイッチ１０４を介して選択されたアンテナから無線送信される。また、選択されたアンテナの受信信号がアンテナ選択スイッチ１０４、アンテナ共用部１０５を介して受信部１０６に入力される。

受信部１０６では、受信信号から取り出した受信データを図示しない受信処理系に出力するとともに、その受信信号を受信レベル測定部１０７に与える。このとき、受信部１０６では、図示しない制御系から入力されるＡＧＣ制御信号に従って受信レベルの測定期間内、ＡＧＣ電圧を一定電圧に固定するようになっている。

受信レベル測定部１０７は、タイミング制御部１１０から指示された現使用アンテナでの測定タイミングと測定アンテナでの測定タイミングとにおいて受信レベルを測定し、両者の測定結果をアンテナ選択部１０９に与える。

アンテナ情報格納部１０８には、理想的な電波伝搬環境下でのａｎｔＡ、ａｎｔＢ、ａｎｔＣのアンテナ利得が、例えば、ａｎｔＡ＞ａｎｔＢ＞ａｎｔＣの関係で予め格納されている。このアンテナ利得の大小関係は、アンテナ選択の優先順位を示している。

アンテナ選択部１０９は、アンテナ情報格納部１０８に格納されるアンテナ利得の大小関係に基づき現使用アンテナと測定アンテナとの選択を行い、タイミング制御部１１０から指示された現使用アンテナの選択期間と測定アンテナの選択期間とに従ってアンテナ選択スイッチ１０４に対してアンテナ選択信号を与える。そして、受信レベル測定部１０７から入力される両者の測定結果を比較し、現使用アンテナをそのまま維持するか、切り替えるかを判断する。このとき、待機アンテナが２つあるので、待機アンテナ間の切り替えも行う。

本実施の形態１では、（現使用アンテナの選択期間）≫（測定アンテナの選択期間）として測定アンテナの選択期間を極力短くするのに加えて、測定を行う回数を複数フレーム毎に１回とし、複数回連続して（現使用アンテナの受信レベル）＜（測定アンテナの受信レベル）となることが起こるか否かにより、適切なアンテナを選択するようにしている。以下、図２に従って具体的に説明する。なお、図２は、図１に示すアンテナ選択ダイバーシチ装置におけるアンテナ選択動作を説明する図である。

図２では、１０フレーム毎に受信レベルを測定する場合の選択動作が示されている。この場合には、アンテナ選択部１０９は、アンテナ選択スイッチ１０４に対して、前９フレームの期間内は現使用アンテナが連続して選択させ、その後の１フレームの期間内は測定アンテナを選択させることになる。そして、受信レベル測定部１０７が、現使用アンテナの受信レベルを測定する現使用アンテナ測定時間２０１は前９フレームの期間内の最後のフレーム（第９フレーム）に設けられ、測定アンテナの受信レベルを測定する測定アンテナ測定時間２０２は１０フレーム目に設けられる。また、アンテナ選択部１０９は、両者の受信レベルの大小関係が同一となる連続回数を監視するが、その連続回数は、１０回としている。

図２に示すように、アンテナ選択部１０９は、当初は、利得最大のａｎｔＡを現使用アンテナと定め、２番目に大きな利得を持つａｎｔＢを測定アンテナと定める。１回目（フレーム１〜フレーム１０）と２回目（フレーム１１〜フレーム２０）の測定では、ａｎｔＢ＞ａｎｔＡであるが、３回目（フレーム２１〜フレーム３０）の測定では、ａｎｔＢ＜ａｎｔＡとなった。

この場合には、元々はａｎｔＢ＜ａｎｔＡであるが、フェージングの影響で一時的にａｎｔＢ＞ａｎｔＡとなったと考えられるので、アンテナ選択部１０９は、測定アンテナをａｎｔＢからａｎｔＣに切り替える。この措置によって、ａｎｔＢを現使用アンテナに選択するという誤ったアンテナ選択を防止することができる。

４回目（フレーム３１〜フレーム４０）以降の測定では、ａｎｔＡとａｎｔＣの受信レベル比較が行われる。図示例では、４回目（フレーム３１〜フレーム４０）から１３回目（フレーム１２１〜フレーム１３０）までの１０回は、連続してａｎｔＡ＜ａｎｔＣであったので、アンテナ選択部１０９は、現使用アンテナをａｎｔＡからａｎｔＣに切り替える。したがって、１４回目（フレーム１３１〜フレーム１４０）以降の測定では、現使用アンテナはａｎｔＣとなる。これによって、現在の伝播伝搬環境に適したアンテナを現使用アンテナとして選択することができる。なお、待機アンテナａｎｔＡ，ａｎｔＢの利得は、ａｎｔＡ＞ａｎｔＢであるので、ａｎｔＡが最初に測定アンテナとして選択される。

このように、本実施の形態１によれば、複数フレーム毎に１回測定するようにしたので測定アンテナの測定時間を短縮することができる。そして、測定アンテナの受信レベルが現使用アンテナのそれよりも大きいことがあっても一定回数連続しないときは測定アンテナの切り替えを行い、一定回数連続して大きいときにその測定アンテナを現使用アンテナに選択するので、複数の待機アンテナの中から最適なアンテナを選択する時間を短くすることができ、またフェージングの影響等により誤ったアンテナ選択を防ぐことができる。

（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２に係るアンテナ選択ダイバーシチ装置３００の構成を示すブロック図である。なお、図３では、図１（実施の形態１）に示した構成と同一ないしは同等である構成要素には、同一の符号が付されている。ここでは、この実施の形態２に関わる部分を中心に説明する。

図３に示すように、本実施の形態２では、図１に示した構成において、アンテナ選択部１０９に代えてアンテナ選択部３０１が設けられ、受信レベル測定部１０７とアンテナ選択部３０１との間に、レベル平均部３０２が設けられている。

受信レベル測定部１０７は、実施の形態１と同様に、例えば１０フレーム毎に１回、現使用アンテナと測定アンテナとの受信レベル測定を行うが、本実施の形態２では、受信レベル測定部１０７の両測定結果は、全てレベル平均部３０２に入力される。

レベル平均部３０２は、受信レベル測定部１０７の両測定結果を一定回数分（例えば１０回分）それぞれ平均してアンテナ選択部３０１に与える。

アンテナ選択部３０１は、レベル平均部３０２から入力する現使用アンテナ受信レベル平均値と、測定アンテナ受信レベル平均値との大小比較を行い、現使用アンテナの切替必要性の有無を判断する。すなわち、（現使用アンテナ受信レベル平均値）＞（測定アンテナ受信レベル平均値）である場合は、現使用アンテナの選択を維持する。一方、（現使用アンテナ受信レベル平均値）＜（測定アンテナ受信レベル平均値）である場合は、現使用アンテナを測定アンテナに切り替える。以下、図４に従って具体的に説明する。

図４は、図３に示すアンテナ選択ダイバーシチ装置３００におけるアンテナ選択動作を説明する図である。図４では、１０フレーム毎に受信レベルを測定し、１００フレーム毎に選択動作を行う場合が示されている。図２と同様に、現使用アンテナと測定アンテナの受信レベル測定期間は、１０フレームの期間内の第９フレームと第１０フレームに設けられることが示されている。アンテナ選択部３０１は、アンテナ選択部１０９と同様に、アンテナ選択スイッチ１０４に対して、このようなタイミング関係で現使用アンテナと測定アンテナとの切り替えを行わせる。そして、アンテナ選択部３０１は、アンテナ選択部１０９とは異なり、レベル平均部３０２から両者の受信レベル平均値が入力される度に、両者の受信レベルの大小関係を比較し、アンテナ切り替えの要否を判断する。

図４に示すように、アンテナ選択部３０１は、当初は、利得最大のａｎｔＡを現使用アンテナと定め、２番目に大きな利得を持つａｎｔＢを測定アンテナと定めている。第１回目のアンテナ選択期間（フレーム１〜フレーム１００）では、ａｎｔＡとａｎｔＢについての１０回の受信レベル平均値がａｎｔＢ＞ａｎｔＡであるので、アンテナ選択部３０１は、現使用アンテナをａｎｔＡからａｎｔＢに切り替えて、次の選択期間に移行する。

次の第２回目のアンテナ選択期間（フレーム１０１〜フレーム２００）では、待機アンテナａｎｔＡ、ａｎｔＣの利得はａｎｔＡ＞ａｎｔＣであるので、測定アンテナにはａｎｔＡが選択される。そして、ａｎｔＢとａｎｔＡについての１０回の受信レベル平均値が前回と同じａｎｔＢ＞ａｎｔＡであるので、アンテナ選択部３０１は、現使用アンテナとしてａｎｔＢの選択を維持し、次の選択期間に移行する。

次の第３回目のアンテナ選択期間（フレーム２０１〜フレーム３００）では、待機アンテナａｎｔＡ、ａｎｔＣの利得はａｎｔＡ＞ａｎｔＣであるが、ａｎｔＡは、前回選択したので、測定アンテナにはａｎｔＣが選択される。そして、ａｎｔＢとａｎｔＣについての１０回の受信レベル平均値がａｎｔＣ＞ａｎｔＢであるので、アンテナ選択部３０１は現使用アンテナとしてａｎｔＢからａｎｔＣに切り替えて、次の選択期間に移行する。

このように、本実施の形態２によれば、複数フレーム毎に１回測定するようにしたので測定アンテナの測定時間を短縮することができる。そして、現使用アンテナと測定アンテナの受信レベルをそれぞれ一定回数分平均した両受信レベルの大小比較からアンテナ切り替えの必要性を判断するようにしたので、複数の待機アンテナの中から最適なアンテナを選択する時間を短くすることができ、またフェージングの影響等により誤ったアンテナ選択を防ぐことができる。

（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３に係るアンテナ選択ダイバーシチ装置５００の構成を示すブロック図である。なお、図５では、図３（実施の形態２）に示した構成と同一ないしは同等である構成要素には、同一の符号が付されている。ここでは、この実施の形態３に関わる部分を中心に説明する。

図５に示すように、本実施の形態３では、図３（実施の形態２）に示した構成においてＡＧＣ電圧モニタ部５０１と現使用アンテナレベル算出部５０２とが追加され、タイミング制御部１１０に代えてタイミング制御部５０３が設けられている。

タイミング制御部５０３は、アンテナ選択部３０１に対しては、複数フレーム毎に測定アンテナを選択する指令を与えるが、受信レベル測定部１０７に対しては、現使用アンテナの受信レベル測定の指示は行わず、測定アンテナのみの受信レベル測定を指示するようになっている。

測定アンテナの測定受信レベルと比較する現使用アンテナの受信レベルは、演算によって求める。即ち、受信部１０６でのＡＧＣ制御におけるＡＧＣ電圧は、一定のＡＧＣ収束レベルに収束するので、ＡＧＣ電圧モニタ部５０１がそのＡＧＣ電圧をモニタし、現使用アンテナレベル算出部５０２が図７に示す方法でＡＧＣ電圧モニタ部５０１からのＡＧＣ収束値と現使用アンテナ収束レベルと測定アンテナのＡＧＣ設定値(固定)と受信レベル対ＡＧＣ電圧特性とから、測定アンテナと同条件（同ＡＧＣ電圧）の現使用アンテナ受信レベルを算出し、アンテナ選択部３０１に与えるようになっている。

したがって、本実施の形態３によるアンテナ選択動作は図６に示すようになる。なお、図６は、図５に示すアンテナ選択ダイバーシチ装置におけるアンテナ選択動作を説明する図である。図６では、図４と同様に、１０フレーム毎に受信レベルを測定し、１００フレーム毎に選択動作を行う場合が示されている。受信レベル測定部１０７は、１０フレーム目に設けられる測定アンテナ測定時間２０２のみで測定を行うことが示されている。

図６では、図４における第１回目のアンテナ選択期間（フレーム１〜フレーム１００）が示されている。図６に示すように、アンテナ選択部３０１は、当初は、利得最大のａｎｔＡを現使用アンテナと定め、２番目に大きな利得を持つａｎｔＢを測定アンテナと定めている。第１回目のアンテナ選択期間（フレーム１〜フレーム１００）では、アンテナ選択部３０１は、レベル平均部３０２からのａｎｔＢについての１０回の受信レベル平均値（ａｎｔＢ（１）〜ａｎｔＢ（１０））と現使用アンテナレベル算出部５０２からのａｎｔＡのＡＧＣ収束値との大小比較を行うことになる。

次に、図７は、図５に示す現使用アンテナレベル算出部が行う現使用アンテナレベルの算出動作を説明する図である。図７において、横軸は、ＡＧＣ設定値［Ｖ］であり、測定アンテナ用ＡＧＣ設定値（固定値）Ｖ１と、現使用アンテナＡＧＣ収束電圧Ｖ２とが、Ｖ１＞Ｖ２＞０の関係で示されている。縦軸は、受信レベル［ｄＢｍ］であり、測定アンテナ用ＡＧＣ設定値Ｖ１での特性ａにおける受信レベルリファレンス値Ｐ１と、測定アンテナ測定値（平均レベル）Ｐ２と、現使用アンテナＡＧＣ収束電圧Ｖ２での特性ａにおける受信レベルリファレンス値Ｐ３と、現使用アンテナ収束レベル（ＡＧＣ収束レベル：固定値）Ｐ４とが、Ｐ１＞Ｐ２＞Ｐ３＞Ｐ４＞０の関係で示されている。

また、特性ａは、現使用アンテナレベル算出部５０２に予め用意されている受信レベル対ＡＧＣ電圧特性である。特性ｂは、測定アンテナ測定値から想定される受信レベル対ＡＧＣ電圧特性である。特性ｃは、現使用アンテナ算出値から想定される受信レベル対ＡＧＣ電圧特性である。

特性ａをリファレンス特性とし、このリファレンス特性とアンテナ特性との差分を用いて比較を行う。まず、現使用アンテナＡＧＣ収束電圧Ｖ２をモニタし、この現使用アンテナＡＧＣ収束電圧Ｖ２での受信レベルリファレンス値Ｐ３を特性ａから求める。現使用アンテナ収束レベルＰ４は、現使用アンテナＡＧＣ収束電圧Ｖ２でのＡＧＣ収束レベルとして固定値である。したがって、「Ｐ３−Ｐ４」が現使用アンテナのリファレンス値からの差分となるので、測定アンテナ用ＡＧＣ設定値Ｖ１での受信レベルリファレンス値Ｐ１から「Ｐ３−Ｐ４」を減算することにより、測定アンテナ用ＡＧＣ設定値Ｖ１での現使用アンテナレベル７０１を求めることができ、測定アンテナと同ＡＧＣ電圧での比較が可能となる。つまり、測定アンテナ用ＡＧＣ設定値Ｖ１において、測定アンテナ平均レベルＰ２と現使用アンテナレベル算出値「Ｐ１−（Ｐ３−Ｐ４）」７０１との大小比較を行う。

このように、本実施の形態３によれば、現使用アンテナの測定時間を省くことができるので、アンテナの測定時間を一層短縮することができる。

（実施の形態４）
図８は、本発明の実施の形態４に係るアンテナ選択ダイバーシチ装置８００の構成を示すブロック図である。なお、図８では、図３（実施の形態２）に示した構成と同一ないしは同等である構成要素には、同一の符号が付されている。ここでは、この実施の形態４に関わる部分を中心に説明する。

図８に示すように、本実施の形態４では、図３（実施の形態２）に示した構成においてアンテナ情報格納部１０８に代えてアンテナ情報格納部８０１が設けられ、それに伴い、アンテナ選択部３０１に代えてアンテナ選択部８０２が設けられている。

アンテナ情報格納部８０１には、アンテナ情報格納部１０８と同様にアンテナ１０１〜１０３のアンテナ利得が格納されるが、本実施の形態４では、それらのアンテナ利得に対して、レベル平均部３０２での平均結果を反映させる機能、つまり、現使用アンテナとして選択しているアンテナの利得と測定アンテナとして選択しているアンテナの利得とをレベル平均部３０２での平均結果に応じて増減操作する機能を備えている。

アンテナ選択部８０２は、アンテナ選択部３０１とは異なり、当初からアンテナ情報格納部８０１に格納されているアンテナ利得に基づき現使用アンテナと測定アンテナの選択を行い、その後もレベル平均部３０２での平均結果に基づき選択動作を行うのではなく、アンテナ情報格納部８０１にてレベル平均部３０２での平均結果を反映させたアンテナ利得から選択の優先順位を調べて選択動作を行うようになっている。

このように、本実施の形態４によれば、アンテナ測定結果を常にそのアンテナの利得に反映させることで、選択の優先順位情報を随時更新することができる。したがって、図８に示すアンテナ選択ダイバーシチ装置を装備する携帯電話機では、筐体の持ち方や耳への当て方等、人体の影響を受けやすい性質を持つアンテナに対して、使用している人それぞれに対する最適なアンテナを学習する効果が期待できる。又、使用するモード(通話、インターネット等)により、それぞれ本機能を用いることで、モード毎の人それぞれの最適アンテナを学習するようにしても良い。

（実施の形態５）
図９は、本発明の実施の形態５に係るアンテナ選択ダイバーシチ装置９００の構成を示すブロック図である。なお、図９では、図５（実施の形態３）に示した構成と同一ないしは同等である構成要素には、同一の符号が付されている。ここでは、この実施の形態５に関わる部分を中心に説明する。

図９に示すように、本実施の形態５では、図５（実施の形態３）に示した構成においてアンテナ情報格納部１０８に代えてアンテナ情報格納部９０１が設けられ、それに伴い、アンテナ選択部３０１に代えてアンテナ選択部９０２が設けられている。

アンテナ情報格納部９０１には、アンテナ情報格納部１０８と同様にアンテナ１０１〜１０３のアンテナ利得が格納されるが、本実施の形態５では、それらのアンテナ利得に対して、レベル平均部３０２での平均結果を反映させる機能、つまり、現使用アンテナとして選択しているアンテナの利得と測定アンテナとして選択しているアンテナの利得とをレベル平均部３０２での平均結果に応じて増減操作する機能を備えている。

アンテナ選択部９０２は、当初は、アンテナ情報格納部９０１に格納されているアンテナ利得に基づき現使用アンテナと測定アンテナの選択を行い、その後は、アンテナ情報格納部９０１にてレベル平均部３０２での平均結果を反映させたアンテナ利得から選択の優先順位を調べ、それと現使用アンテナレベル算出部５０２からの算出値との大小比較により選択動作を行うようになっている。

このように、本実施の形態５によれば、アンテナ測定結果を常にそのアンテナの利得に反映させることで、選択の優先順位情報を随時更新することができる。したがって、図９に示すアンテナ選択ダイバーシチ装置を装備する携帯電話機では、筐体の持ち方や耳への当て方等、人体の影響を受けやすい性質を持つアンテナに対して、使用している人それぞれに対する最適なアンテナを学習する効果が期待できる。又、使用するモード(通話、インターネット等)により、それぞれ本機能を用いることで、モード毎の人それぞれの最適アンテナを学習するようにしても良い。

本発明は、特にＴＤＭＡ以外の通信方式を用いる携帯電話機や基地局においてアンテナ選択ダイバーシチを実施する場合に有用である。

本発明の実施の形態１に係るアンテナ選択ダイバーシチ装置の構成を示すブロック図図１に示すアンテナ選択ダイバーシチ装置におけるアンテナ選択動作を説明する図本発明の実施の形態２に係るアンテナ選択ダイバーシチ装置の構成を示すブロック図図３に示すアンテナ選択ダイバーシチ装置におけるアンテナ選択動作を説明する図本発明の実施の形態３に係るアンテナ選択ダイバーシチ装置の構成を示すブロック図図５に示すアンテナ選択ダイバーシチ装置におけるアンテナ選択動作を説明する図図５に示す現使用アンテナレベル算出部が行う現使用アンテナレベルの算出動作を説明する図本発明の実施の形態４に係るアンテナ選択ダイバーシチ装置の構成を示すブロック図本発明の実施の形態５に係るアンテナ選択ダイバーシチ装置の構成を示すブロック図従来のアンテナ選択ダイバーシチ装置の構成例を示すブロック図

符号の説明

１００、３００、５００、８００、９００アンテナ選択ダイバーシチ装置
１０１アンテナ（ａｎｔＡ）
１０２アンテナ（ａｎｔＢ）
１０３アンテナ（ａｎｔＣ）
１０４アンテナ選択スイッチ
１０５アンテナ共用部
１０６受信部
１０７受信レベル測定部
１０８、８０１、９０１アンテナ情報格納部
１０９、３０１、８０２、９０２アンテナ選択部
１１０、５０３タイミング制御部
１１１送信部
２０１現使用アンテナ測定時間
２０２測定アンテナ測定時間
３０２レベル平均部
５０１ＡＧＣ電圧モニタ部
５０２現使用アンテナレベル算出部

Claims

３以上のアンテナと、
前記３以上のアンテナそれぞれのアンテナ利得を選択の優先順位を示す情報として保持するアンテナ情報格納手段と、
複数フレームの期間内連続して選択される現使用アンテナの受信レベルと前記複数フレームの期間毎に１回選択される測定アンテナの受信レベルとをそれぞれ測定する受信レベル測定手段と、
前記選択の優先順位に従って前記３以上のアンテナ中の１つを前記現使用アンテナとして複数フレームの期間内連続して選択し、前記現使用アンテナを除く複数の待機アンテナ中の１つを前記測定アンテナとして前記複数フレームの期間毎に１回選択するアンテナ選択手段であって、前記受信レベル測定手段にて測定された現使用アンテナ受信レベルが測定アンテナ受信レベルよりも小さいことが一定回数連続するときは当該測定アンテナを現使用アンテナとして選択し、次回の測定アンテナを前記選択の優先順位に従って選択する一方、前記一定回数連続しないときは前記選択の優先順位に従って測定アンテナの変更を行うアンテナ選択手段と、を具備することを特徴とするアンテナ選択ダイバーシチ装置。
３以上のアンテナと、
前記３以上のアンテナそれぞれのアンテナ利得を選択の優先順位を示す情報として保持するアンテナ情報格納手段と、
複数フレームの期間内連続して選択される現使用アンテナの受信レベルと前記複数フレームの期間毎に１回選択される測定アンテナの受信レベルとをそれぞれ測定する受信レベル測定手段と、
前記受信レベル測定手段にて測定された現使用アンテナ受信レベルと測定アンテナ受信レベルのそれぞれについて一定回数分を平均するレベル平均手段と、
前記選択の優先順位に従って前記３以上のアンテナ中の１つを前記現使用アンテナとして複数フレームの期間内連続して選択し、前記現使用アンテナを除く複数の待機アンテナ中の１つを前記測定アンテナとして前記複数フレームの期間毎に１回選択するアンテナ選択手段であって、前記レベル平均手段にて求められた前記現使用アンテナ受信レベル平均値が前記測定アンテナ受信レベル平均値よりも小さいときに当該測定アンテナを現使用アンテナとして選択し、次回の測定アンテナを前記選択の優先順位に従って選択を行うアンテナ選択手段と、を具備することを特徴とするアンテナ選択ダイバーシチ装置。
３以上のアンテナと、
前記３以上のアンテナそれぞれのアンテナ利得を選択の優先順位を示す情報として保持するアンテナ情報格納手段と、
複数フレームの期間毎に１回選択される測定アンテナの受信レベルを測定する受信レベル測定手段と、
前記受信レベル測定手段にて測定された測定アンテナ受信レベルについて一定回数分を平均するレベル平均手段と、
複数フレームの期間内連続して選択される現使用アンテナの受信信号についての受信処理における収束ＡＧＣ電圧と予め用意された受信レベル対ＡＧＣ電圧特性とを用いて、前記測定アンテナと同ＡＧＣ電圧値での現使用アンテナ受信レベルを算出する現使用アンテナ受信レベル算出手段と、
前記選択の優先順位に従って前記３以上のアンテナ中の１つを現使用アンテナとして複数フレームの期間内連続して選択し、前記現使用アンテナを除く複数の待機アンテナ中の１つを前記測定アンテナとして前記複数フレームの期間毎に１回選択するアンテナ選択手段であって、前記現使用アンテナ受信レベル算出値が前記測定アンテナ受信レベル平均値よりも小さいときに当該測定アンテナを現使用アンテナとして選択し、次回の測定アンテナを前記選択の優先順位に従って選択を行うアンテナ選択手段と、を具備することを特徴とするアンテナ選択ダイバーシチ装置。
前記アンテナ情報格納手段は、前記レベル平均手段が出力する現使用アンテナ受信レベル平均値と測定アンテナ受信レベル平均値とを受けて対応するアンテナの利得に反映させ、選択の優先順位を更新する機能を具備し、
前記アンテナ選択手段は、前記アンテナ情報格納手段が更新した現使用アンテナの優先順位が測定アンテナの優先順位よりも低いときに当該測定アンテナを現使用アンテナとして選択し、次回の測定アンテナを前記選択の優先順位に従って選択を行うことを特徴とする請求項２記載のアンテナ選択ダイバーシチ装置。
前記アンテナ情報格納手段は、前記レベル平均手段が出力する測定アンテナ受信レベル平均値を受けて対応するアンテナの利得に反映させ、選択の優先順位を更新する機能を具備し、
前記アンテナ選択手段は、前記現使用アンテナ受信レベル算出値が前記アンテナ情報格納手段にて更新された測定アンテナの優先順位よりも低いときに当該測定アンテナを現使用アンテナとして選択し、次回の測定アンテナを前記選択の優先順位に従って選択を行うことを特徴とする請求項３記載のアンテナ選択ダイバーシチ装置。
３以上のアンテナそれぞれのアンテナ利得を選択の優先順位を示す情報として予め保持し、前記選択の優先順位に従って前記３以上のアンテナ中の１つを現使用アンテナとして複数フレームの期間内連続して選択し、前記現使用アンテナを除く複数の待機アンテナ中の１つを測定アンテナとして前記複数フレームの期間毎に１回選択することを行って前記現使用アンテナと前記測定アンテナそれぞれの受信レベルを測定し、測定された現使用アンテナ受信レベルが測定アンテナ受信レベルよりも小さいことが一定回数連続するか否かを監視し、連続するときは当該測定アンテナを現使用アンテナとして選択し、次回の測定アンテナを前記選択の優先順位に従って選択する一方、前記一定回数連続しないときは前記選択の優先順位に従って測定アンテナを変更する、ことを特徴とするアンテナ選択ダイバーシチ受信方法。
３以上のアンテナそれぞれのアンテナ利得を選択の優先順位を示す情報として予め保持し、前記選択の優先順位に従って前記３以上のアンテナ中の１つを現使用アンテナとして複数フレームの期間内連続して選択し、前記現使用アンテナを除く複数の待機アンテナ中の１つを測定アンテナとして前記複数フレームの期間毎に１回選択することを行って前記現使用アンテナと前記測定アンテナそれぞれの受信レベルを測定し、測定された現使用アンテナ受信レベルと測定アンテナ受信レベルのそれぞれについて一定回数分を平均し、前記現使用アンテナ受信レベル平均値が前記測定アンテナ受信レベル平均値よりも小さいときに当該測定アンテナを現使用アンテナとして選択し、次回の測定アンテナを前記選択の優先順位に従って選択する、ことを特徴とするアンテナ選択ダイバーシチ受信方法。
３以上のアンテナそれぞれのアンテナ利得を選択の優先順位を示す情報として予め保持し、前記選択の優先順位に従って前記３以上のアンテナ中の１つを現使用アンテナとして複数フレームの期間内連続して選択し、前記現使用アンテナを除く複数の待機アンテナ中の１つを測定アンテナとして前記複数フレームの期間毎に１回選択することを行って前記測定アンテナの受信レベルを測定し、測定された測定アンテナ受信レベルについて一定回数分を平均し、複数フレームの期間内連続して選択される前記現使用アンテナの受信信号についての受信処理における収束ＡＧＣ電圧と予め用意された受信レベル対ＡＧＣ電圧特性とを用いて、前記測定アンテナと同ＡＧＣ電圧値での現使用アンテナ受信レベルを算出し、前記現使用アンテナ受信レベル算出値が前記測定アンテナ受信レベル平均値よりも小さいときに当該測定アンテナを現使用アンテナとして選択し、次回の測定アンテナを前記選択の優先順位に従って選択を行う、ことを特徴とするアンテナ選択ダイバーシチ受信方法。
前記現使用アンテナ受信レベル平均値と前記測定アンテナ受信レベル平均値を前記予め保持する３以上のアンテナそれぞれのアンテナ利得のうち対応するアンテナの利得に反映させて選択の優先順位を更新し、更新した現使用アンテナの優先順位が測定アンテナの優先順位よりも低いときに当該測定アンテナを現使用アンテナとして選択し、次回の測定アンテナを前記選択の優先順位に従って選択を行うことを特徴とする請求項７記載のアンテナ選択ダイバーシチ受信方法。
前記測定アンテナ受信レベル平均値を前記予め保持する３以上のアンテナそれぞれのアンテナ利得のうち対応するアンテナの利得に反映させて選択の優先順位を更新し、前記現使用アンテナ受信レベル算出値が更新した測定アンテナの優先順位よりも低いときに当該測定アンテナを現使用アンテナとして選択し、次回の測定アンテナを前記選択の優先順位に従って選択を行うことを特徴とする請求項８記載のアンテナ選択ダイバーシチ受信方法。