JP2006352332A - ダイバーシチ装置及びダイバーシチ方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＴＤＭＡ以外の通信方式において、アンテナ受信レベル測定の際の受信特性劣化を最小限に抑えるとともに、低消費電力化を図る。
【解決手段】 ダイバーシチ制御用期間に３本のアンテナ２〜４から２本ずつ順番に選択し、選択した２本のアンテナで受信して得た受信信号を同相合成し、更に合成受信信号の受信電界強度の検出を行ってその結果を記憶し、２本ずつのアンテナの選択が一巡すると、記憶した各２本ずつのアンテナの合成測定結果から各アンテナ２〜４での受信電界強度を算出し、算出した各アンテナ２〜４での受信電界強度のうち、最も受信電界強度の高いアンテナを使用アンテナとして選択し、更に受信部６及び７のうちの一方を使用アンテナに割り当てて、合成ダイバーシチからアンテナ選択ダイバーシチに切り替える。これにより、ＴＤＭＡ以外の通信方式において、受信特性劣化を最小限に抑えることができると共に低消費電力化が図れる。
【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て好適なダイバーシチ装置及びダイバーシチ方法に関する。

移動体通信システムの移動局と基地局との通信においては、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。フェージングに対する効果的な対策としてアンテナ選択ダイバーシチ（例えば、特許文献１参照）や合成ダイバーシチがある。

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。特に、特許文献１では、同一周波数を時分割して複数ユーザで共有するＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）通信方式におけるアンテナ選択ダイバーシチ装置が開示されており、このアンテナ選択ダイバーシチ装置では、受信部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、受信部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している。他方、合成ダイバーシチ装置では、アンテナと受信系の一部又は全部を２系統用意し、この２系統を同相合成することにより合成利得を得るようにしている。アンテナ選択ダイバーシチ装置では、電波伝搬環境が良いアンテナを使用して、また合成ダイバーシチ装置では、受信２系統を合成して、通信ができるので、通信性能の向上が見込める。
特開平６−１４０９７１号公報

しかしながら、従来のダイバーシチ装置においては、次のような問題がある。
アンテナ選択ダイバーシチ装置においては、ＴＤＭＡ以外の通信方式で、受信部に関係のないタイムスロットの期間が無いものでは、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持てない。また、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することができないため、通信中にアンテナ受信レベルを測定するためにアンテナを切り替える必要が生じる。しかし、この場合、通信中の切り替えになることから、測定アンテナの受信レベルが小さいときには受信特性劣化が生じ、アンテナ切り替え時の通信環境の悪化を補うことが難しい。

合成ダイバーシチ装置においては、常に２系統の受信部を動作させる必要があり、消費電力が大きくなって、電池で運用する携帯電話機等の移動局では１回の充電で使用できる時間が短くなってしまう。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ＴＤＭＡ以外の通信方式において、アンテナ受信レベル測定の際の受信特性劣化を最小限に抑えることができ、さらに低消費電力化が図れるダイバーシチ装置及びダイバーシチ方法を提供することを目的とする。

（１） ダイバーシチ装置において、少なくとも３本のアンテナと、全ての前記アンテナそれぞれを選択可能なアンテナ選択手段と、前記アンテナ選択手段で選択された前記アンテナにて捉えられた無線信号を受信する２つの受信手段と、２つの前記受信手段それぞれから出力される受信信号を同相合成する合成手段と、受信信号を基に受信電界強度を検出する受信電界強度検出手段と、前記受信電界強度検出手段にて検出された受信電界強度を記憶する記憶手段と、前記アンテナが２本ずつ選択された場合、各２本ずつのアンテナの合成受信信号からそれぞれのアンテナにおける受信電界強度を算出する算出手段と、ダイバーシチ制御用期間に前記アンテナ選択手段を制御して前記アンテナを２本ずつ順次選択して２つの前記受信手段で受信させ、それぞれから出力される受信信号を前記合成手段にて同相合成させて、前記受信電界強度検出手段にて検出された受信電界強度を前記記憶手段に記憶させた後、前記受信電界強度算出手段に対し、前記記憶手段に記憶された各２本ずつのアンテナの合成受信信号からそれぞれのアンテナにおける受信電界強度を算出させ、算出されたそれぞれのアンテナの受信電界強度のうち、最も値の大きな受信電界強度のアンテナを選択し、合成ダイバーシチからアンテナ選択ダイバーシチに切り替える際に、選択した前記アンテナと接続状態にある前記受信手段を前記受信電界強度検出手段に接続する制御手段と、を具備する構成を採る。

この構成によれば、少なくとも３本のアンテナから２本ずつ順番に選択し、選択した２本のアンテナを使用して受信して得た受信信号を同相合成し、同相合成受信信号に対して受信電界強度の検出を行いその結果を記憶する。そして、記憶した各２本ずつのアンテナの合成測定結果から、それぞれのアンテナでの受信電界強度を算出する。そして、それぞれのアンテナでの受信電界強度を算出した後、それぞれのアンテナの受信電界強度のうち、最も値の大きな受信電界強度のアンテナを選択する選択し、合成ダイバーシチからアンテナ選択ダイバーシチに切り替える際に、受信電界強度の最も値の大きなアンテナと接続状態にある受信手段を選択し、該受信手段からの受信信号を基に受信電界強度の検出を行う。したがって、ＴＤＭＡ以外の通信方式において、アンテナ受信レベル測定の際には２本のアンテナを使用することから受信特性劣化を最小限に抑えることができ、アンテナ切り替え時の通信環境の悪化を補うことができる。また、合成ダイバーシチとアンテナ選択ダイバーシチとを使用したダイバーシチを行うことから、常時合成ダイバーシチを使用する場合と比べて低消費電力化が図れる。

（２） 上記（１）に記載のダイバーシチ装置において、１本の前記アンテナを使用して受信した無線信号を基にフェージングピッチを検出するフェージングピッチ検出手段を具備する構成を採る。

この構成によれば、フェージングピッチの値に基づいてダイバーシチ制御用期間中の測定時間長の変更が可能となるので、ダイバーシチ制御用期間における受信電界強度検出の精度向上が図れる。

（３） 上記（１）又は（２）に記載のダイバーシチ装置において、受信電界強度の値が最も良い２本の前記アンテナと２つの前記受信手段とを使用する合成ダイバーシチを行う感度優先モード、受信電界強度の値が最も良い１本の前記アンテナと１つの前記受信手段とを使用する中間モード及び予め設定された優先順位の高い前記アンテナと１つの前記受信手段とを使用する低消費電力モードの切り替えを手動で行うか自動で行うかを選択するモード選択手段を具備し、前記制御手段は、前記感度優先モード、前記中間モード及び前記低消費電力モードを有し、前記モード選択手段におけるモードの切り替えが手動の場合は、手動選択されたモードを実行し、前記モード選択手段におけるモードの切り替えが自動の場合は、データ受信の有無と受信データ量に基づいてモード選択を行い実行する構成を採る。

この構成によれば、感度優先モード、低消費電力モード及びその中間モードの選択を自動と手動のいずれか一方にて行うことが可能となり、合成ダイバーシチの効果と低消費電力を使用状態に応じて切り替えることが可能となる。

（４） 上記（３）に記載のダイバーシチ装置において、電池残量を検出する電池残量検出手段を備え、前記制御手段は、前記モード選択手段におけるモード選択が如何なる場合であっても電池残量が一定量より少なくなったときには強制的に低消費電力モードに切り替える構成を採る。

この構成によれば、電池残量を検出してそれが一定量以下となった場合には、モード選択が如何なる場合であっても強制的に低消費電力モードに切り替えるので、電池残量が少なくなったときの通信可能時間の延長化が図れる。

（５） 移動体通信システムの移動局において、上記（１）から（４）のいずれかに記載のダイバーシチ装置を具備する構成を採る。

（６） 移動体通信システムの基地局において、上記（１）から（４）のいずれかに記載のダイバーシチ装置を具備する構成を採る。

（７） ダイバーシチ方法において、ダイバーシチ制御用期間に少なくとも３本のアンテナから２本ずつ順番に選択し、選択した２本のアンテナを使用して２つの受信部で受信して得た受信信号を同相合成し、さらに合成受信信号の受信電界強度測定を行ってその結果を保存し、各２本ずつのアンテナの選択を全て行った後に、保存している各２本ずつのアンテナの合成測定結果からそれぞれのアンテナでの受信電界強度を算出し、合成ダイバーシチからアンテナ選択ダイバーシチに切り替える際には、算出したそれぞれアンテナでの受信電界強度のうち、最も値の大きい受信電界強度のアンテナを使用アンテナとして選択するとともに、２つの受信部のうち一方を前記使用アンテナに割り当てる。

この方法によれば、ＴＤＭＡ以外の通信方式において、アンテナ受信レベル測定の際には２本のアンテナを使用することから受信特性劣化を最小限に抑えることができ、アンテナ切り替え時の通信環境の悪化を補うことができる。また、合成ダイバーシチとアンテナ選択ダイバーシチとを使用したダイバーシチを行うことから、常時合成ダイバーシチを使用する場合と比べて低消費電力化が図れる。

本発明は、ＴＤＭＡ以外の通信方式において、アンテナ受信レベル測定の際の受信特性劣化を最小限に抑えることができ、さらに低消費電力化が図れる。

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に係るダイバーシチ装置の概略構成を示すブロック図である。この図において、本実施の形態のダイバーシチ装置１は、３本のアンテナ２〜４と、アンテナスイッチ５と、２つの受信部６及び７と、合成部８と、合成ダイバーシチオン／オフスイッチ９と、受信電界強度検出部１０、記憶部１１と、算出部１２と、制御部１３と、受信部切替スイッチ１４とを備えて構成される。なお、本実施の形態のダイバーシチ装置は、移動体通信システムの携帯電話機等の移動局に適用したものであるが、この移動局と無線通信を行う基地局に用いても構わない。

３本のアンテナ２〜４は、それぞれ無線信号の受信に用いられる。アンテナスイッチ５は、６つの接点５ａ〜５ｆを有し、接点５ａ及び５ｂそれぞれの一端が共通接続されてアンテナ２に接続され、接点５ａの他端が受信部６の入力端に、接点５ｂの他端が受信部７の入力端にそれぞれ接続される。同様に、接点５ｃ及び５ｄそれぞれの一端が共通接続されてアンテナ３に接続され、接点５ｃの他端が受信部６の入力端に、接点５ｄの他端が受信部７の入力端にそれぞれ接続される。また、接点５ｅ及び５ｆそれぞれの一端が共通接続されてアンテナ４に接続され、接点５ｅの他端が受信部６の入力端に、接点５ｆの他端が受信部７の入力端にそれぞれ接続される。アンテナスイッチ５は、制御部１３からの切り替え信号Ｓ１に従って６つの接点５ａ〜５ｆそれぞれをオン、オフする。

受信部６及び７は、アンテナ２〜４で捉えられた無線信号を増幅、選別及び復調等を行い、受信信号として出力する。合成部８は、受信部６からの受信信号と受信部７からの受信信号とを同相合成し、その結果を出力する。合成ダイバーシチオン／オフスイッチ９は、合成ダイバーシチを行うか否かの切り替えを行うものであり、その接点ｃが受信電界強度検出部１０の入力端に、接点ａが合成部８の出力端に、接点ｂが受信部切替スイッチ１４の接点ｃにそれぞれ接続されて、制御部１３からの切り替え信号Ｓ２に従って接点ｃの切り替えを行う。この場合、接点ｃが接点ａ側に接続することで合成ダイバーシチオンとなり、接点ｂ側に接続することで合成ダイバーシチオフとなる。

受信電界強度検出部１０は、ＲＳＳＩ(Received Signal Strength Indicator)測定等の受信電界強度を測定し、その結果を記憶部１１に入力する。記憶部１１は、受信電界強度検出部１０からの受信電界強度測定結果を記憶する。本実施の形態では、各２本ずつのアンテナの合成測定結果を記憶する。算出部１２は、複数の合成ダイバーシチのＲＳＳＩ等測定結果からアンテナ２〜４それぞれにおける受信電界強度を算出する。制御部１３は、図示せぬＣＰＵ、プログラムメモリ、ワークメモリ等から構成され、装置各部を制御する。受信部切替スイッチ１４は、合成ダイバーシチからアンテナ選択ダイバーシチに切り替える際に、優先順位の高いアンテナを選択している側の受信部６又は７のいずれか一方を選択するためのものであり、その接点ｃが合成ダイバーシチオン／オフスイッチ９の接点ｂに、接点ａが受信部７の出力端に、接点ｂが受信部６の出力端にそれぞれ接続され、制御部１３からの切り替え信号Ｓ３に従って接点ｃの切り替えを行う。

制御部１３は、ダイバーシチ制御用期間に、アンテナスイッチ５、合成ダイバーシチオン／オフスイッチ９及び受信部切替スイッチ１４の切り替え制御を行うとともに、受信電界強度検出部１０に対して受信電界強度検出を指示し、さらに算出部１２に対して各アンテナ２〜４における受信電界強度算出を指示する。特に、合成ダイバーシチを行うときは、合成ダイバーシチオン／オフスイッチ９の接点ｃを接点ａ側に接続し、合成ダイバーシチからアンテナ選択ダイバーシチに切り替える際には、合成ダイバーシチオン／オフスイッチ９の接点ｃを接点ｂ側に接続するとともに受信部切替スイッチ１４の接点ｃを接点ａ又は接点ｂのいずれか一方に接続する。なお、受信部切替スイッチ１４の切り替えにおいては、優先順位の高いアンテナを選択している側の受信部６又は受信部７を選択する方の接点に接続する。

以上のように構成されたダイバーシチ装置１について、図２に示すフロー図を参照してその動作を説明する。

制御部１３は、まずダイバーシチ制御用期間かどうかを判定し(ステップＳ２０１)、ダイバーシチ制御用期間でなければ、ダイバーシチ制御用期間に至るまで通常受信を行う(ステップＳ２０２)。ダイバーシチ制御用期間に至ると、合成ダイバーシチをオンにする切り替え信号Ｓ２を合成ダイバーシチオン／オフスイッチ９に入力する（ステップＳ２０３）。これより、合成ダイバーシチオン／オフスイッチ９の接点ｃが接点ａ側に設定されて、合成ダイバーシチが開始される。制御部１３は、合成ダイバーシチを開始すると、まずは測定アンテナとして、アンテナ２及び３を選択するための切り替え信号Ｓ１を出力する(ステップＳ２０４)。この場合、まずアンテナ２の接点５ａとアンテナ３の５ｄそれぞれをオンにする切り替え信号Ｓ１を出力する。これにより、アンテナ２で捉えられた無線信号が受信部６に入力され、またアンテナ３で捉えられた無線信号が受信部７に入力される。

次いで、アンテナ２及び３で捉えられた無線信号に対して受信電界強度の検出を行う（ステップＳ２０５）。この場合、アンテナ２で捉えられた無線信号が受信部６に入力され、アンテナ３で捉えられた無線信号が受信部７に入力されることで、受信部６及び７それぞれからの受信信号が合成部８に入力される。合成部８では、受信部６及び７から入力された受信信号を同相合成する。同相合成された受信信号は、合成ダイバーシチオン／オフスイッチ９を介して受信電界強度検出部１０に入力される。受信受信電界強度検出部１０は、入力された受信信号に対し、ＲＳＳＩ等の受信電界強度測定を行い、その測定結果を記憶部１１に記憶させる(ステップＳ２０６)。

アンテナ２及び３による受信電界強度測定を行って、その結果を記憶部１１に記憶させた後、アンテナ３及び４を選択するための切り替え信号Ｓ１を出力する(ステップＳ２０７)。この場合、アンテナ３の接点５ｃとアンテナ４の接点５ｆそれぞれをオンにする切り替え信号Ｓ１を出力する。これにより、アンテナ３で捉えられた無線信号が受信部６に入力され、アンテナ４で捉えられた無線信号が受信部７に入力される。そして、アンテナ３及び４で捉えられた無線信号に対して受信電界強度の検出を行う（ステップＳ２０８）。この場合、アンテナ３で捉えられた無線信号が受信部６に入力され、アンテナ４で捉えられた無線信号が受信部７に入力されることで、受信部６及び７それぞれからの受信信号が合成部８に入力される。合成部８では、受信部６及び７から入力された受信信号を同相合成する。そして、同相合成された受信信号が合成ダイバーシチオン／オフスイッチ９を介して受信電界強度検出部１０に入力される。受信電界強度検出部１０は、入力された受信信号に対し、ＲＳＳＩ等の受信電界強度測定を行い、その測定結果を記憶部１１に記憶させる(ステップＳ２０９)。

アンテナ３及び４による受信電界強度測定を行い、その結果を記憶部１１に記憶させた後、制御部１３は、アンテナ４及び２を選択するための切り替え信号Ｓ１を出力する(ステップＳ２１０)。この場合、アンテナ４の接点５ｅとアンテナ２の接点５ｂそれぞれをオンにする切り替え信号Ｓ１を出力する。これにより、アンテナ４で捉えられた無線信号が受信部６に入力され、アンテナ２で捉えられた無線信号が受信部７に入力される。次いで、アンテナ４及び２で捉えられた無線信号に対して受信電界強度の検出を行う（ステップＳ２１１）。この場合、アンテナ４で捉えられた無線信号が受信部６に入力され、アンテナ２で捉えられた無線信号が受信部７に入力されることで、受信部６及び７それぞれからの受信信号が合成部８に入力される。合成部８では、受信部６及び７から入力された受信信号を同相合成する。そして、同相合成された受信信号が合成ダイバーシチオン／オフスイッチ９を介して受信電界強度検出部１０に入力される。受信電界強度検出部１０は、入力された受信信号に対し、ＲＳＳＩ等の受信電界強度測定を行い、その測定結果を記憶部１１に記憶させる(ステップＳ２１２)。

アンテナ４及び２による受信電界強度測定を行い、その結果を記憶部１１に記憶させた後、制御部１３は、算出部１２を用いて複数の合成ダイバーシチのＲＳＳＩ等測定結果から、アンテナ２〜４それぞれによる受信電界強度を算出する(ステップＳ２１３)。この算出方法は、アンテナ２〜４の場合、アンテナ２＋アンテナ３、アンテナ３＋アンテナ４、アンテナ４＋アンテナ２の３つの合成ダイバーシチによるＲＳＳＩ測定結果があるため、代入法等によりそれぞれのアンテナ２〜４における受信電界強度を算出することが可能である。各アンテナ２〜４の受信電界強度の算出後、合成ダイバーシチからアンテナ選択ダイバーシチに切り替える際、アンテナ２〜４それぞれによる受信電界強度を基に使用アンテナの選択を行う(ステップＳ２１４)。

使用アンテナの選択を行った後は、選択した使用アンテナに対し、受信部６又は７のいずれか一方に割り当てる（ステップＳ２１５）。例えば、選択したアンテナがアンテナ２であり、このアンテナ２が例えば受信部６に接続された状態であれば、その受信部６を選択するために、受信部切替スイッチ１４の接点ｃを接点ａ側に接続する。

ダイバーシチ制御用期間は、一定期間ごとに発生し、その都度上記処理を繰り返す。なお、ダイバーシチ制御用期間は、受信電界強度検出部１０の結果が一定の閾値よりも劣化した場合に発生するようにしても良い。

このように本実施の形態のダイバーシチ装置１によれば、３本のアンテナ２〜４から２本ずつ順番に選択し、選択した２本のアンテナを使用して受信して得た受信信号を同相合成し、同相合成受信信号に対して受信電界強度の検出を行い、その結果を記憶する。そして、記憶した各２本ずつのアンテナの合成測定結果から、それぞれのアンテナ２〜４での受信電界強度を算出する。そして、各アンテナ２〜４での受信電界強度を算出した後、各アンテナ２〜４の受信電界強度のうち、最も値の大きな受信電界強度のアンテナを選択し、合成ダイバーシチからアンテナ選択ダイバーシチに切り替える際には、受信電界強度の最も値の大きなアンテナと接続状態にある受信部６又は７を選択し、該受信部からの受信信号を基に受信電界強度の検出を行う。したがって、ＴＤＭＡ以外の通信方式において、アンテナ受信レベル測定の際には２本のアンテナを使用することから受信特性劣化を最小限に抑えることができ、アンテナ切り替え時の通信環境の悪化を補うことができる。また、合成ダイバーシチとアンテナ選択ダイバーシチとを使用したダイバーシチを行うことから、常時合成ダイバーシチを使用する場合と比べて低消費電力化が図れる。

（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２に係るダイバーシチ装置の概略構成を示すブロック図である。この図において、本実施の形態のダイバーシチ装置１５は、１本のアンテナで無線信号を受信した際の受信電界強度を基に通信環境下のフェージングピッチを検出するフェージングピッチ検出部１６と、フェージングピッチ検出部１６で検出されたフェージングピッチを基にダイバーシチ制御用期間中のアンテナ測定時間を決定する機能を有する制御部１３Ａとを備えており、これら以外は上述した実施の形態１のダイバーシチ装置１と同一の構成を採る。なお、実施の形態１のダイバーシチ装置１と共通する部分には同じ符号を付けてその説明を省略する。

図４は、本実施の形態に係るダイバーシチ装置１５のフェージングピッチ検出処理を示すフロー図である。まず、制御部１３Ａは、フェージングピッチ検出期間において、合成ダイバーシチオン／オフスイッチ９がオンであるか否かを判定する(ステップＳ４０１)。同スイッチ９がオンである場合はそれをオフにし、合成ダイバーシチをオフにする(ステップＳ４０２)。すなわち、合成ダイバーシチオン／オフスイッチ９の接点ｃを接点ｂ側に接続する。このようにするのは、図５に示すように合成ダイバーシチを行っていると、フェージングによる影響が軽減することが考えられるので、フェージングピッチ検出精度が悪化するためである。なお、図５において、アンテナＡ、Ｂは、例えばアンテナ２、３である。

合成ダイバーシチオン／オフスイッチ９がオフの場合はそのままの状態でフェージングピッチの検出を行い、合成ダイバーシチオン／オフスイッチ９がオンの場合はオフにした後にフェージングピッチ検出を行う(ステップＳ４０３)。そして、フェージングピッチ検出を行った後、検出したフェージングピッチを基にダイバーシチ制御用期間中のアンテナ測定時間を決定する(ステップＳ４０４)。以上の処理を一定時間間隔ごとに行う(ステップＳ４０５)ことにより、フェージングピッチの変化に追従してアンテナ測定時間を変化させることが可能となる。

このように本実施の形態のダイバーシチ装置１５によれば、フェージングピッチを検出して、フェージングピッチの変化に追従してアンテナ測定時間を変化させるので、ダイバーシチ制御用期間における受信電界強度検出の精度向上が図れる。

（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態３に係るダイバーシチ装置の概略構成を示すブロック図である。この図において、本実施の形態のダイバーシチ装置１７は、受信電界強度の値が最も良い２本のアンテナと２つの受信部６及び７とを使用する合成ダイバーシチを行う感度優先モード、受信電界強度の値が最も良い１本のアンテナと１つの受信部６又は７とを使用する中間モード、予め設定された優先順位の高いアンテナと１つの受信部６又は７とを使用する低消費電力モードの３つのモードを実行する機能を備えた制御部１３Ｂと、制御部１３Ｂの各モードの切り替えを手動で行うか自動で行うかを選択するモード選択部１８とを備えており、これら以外は上述した実施の形態１及び２のダイバーシチ装置１、１５と同一の構成を採る。当然ながら実施の形態１及び２と共通する部分には同じ符号を付けてその説明を省略する。

図７は、本実施の形態に係るダイバーシチ装置１７の動作を示すフロー図である。まず、制御部１３Ｂは、モード選択部１８による設定が自動モード切替かどうかを判定し(ステップＳ７０１)、自動モード切替の場合はデータ受信中(もしくはデータ受信開始の直前)か否かを判定し(ステップＳ７０３)、データ受信中であればそのデータ量がある定められた一定量以上か否かを判定する(ステップＳ７０４)。データ量が一定量以上である場合は、感度優先モードに設定する(ステップＳ７０５)。

ダイバーシチ制御用期間中のアンテナ測定期間となると、制御部１３Ｂは、合成ダイバーシチオン／オフスイッチ９とアンテナスイッチ５の切り替えを行い、受信電界強度検出部１０により、２本のアンテナと２系統の受信部６及び７を用いたフル合成ダイバーシチによる受信電界強度検出を行う(ステップＳ７０６)。これは、１本ずつアンテナを替えながらＲＳＳＩ測定を行う。この測定を終えると、測定結果の最も良いアンテナ２本を選択する。そして、選択した２本のアンテナと２系統の受信部６及び７によるフル合成ダイバーシチによる受信を行う(ステップＳ７０７)。ステップＳ７０６及び７０７によるアンテナ測定はアンテナ測定期間が訪れるたびに行い(ステップＳ７０８)、一定期間経過ごとに自動モード切替か否かの検出を行う(ステップＳ７０９)。

上記ステップＳ７０４におけるデータ量検出の際に、データ量が一定量より少なかった場合は、中間モードに設定する(ステップＳ７１０)。中間モードに移行すると、フル合成ダイバーシチによる受信電界強度検出を行い(ステップＳ７０６)、その後、合成ダイバーシチによる効果が一定量以上か否かの判定を行う(ステップＳ７１１)。これは、算出部１２により求められたアンテナ２〜４それぞれの算出結果と合成ダイバーシチによる電界強度の比較により行い、一定量以上であれば測定結果の最も良いアンテナ２本と２系統の受信部６及び７によるフル合成ダイバーシチによる受信を行う(ステップＳ７０７)。これは、アンテナ１本と１系統の受信部による電界強度の中で最も良いものに対して、合成利得が例えば閾値を２ｄＢとした場合、２ｄＢ以上良ければ合成ダイバーシチを選択するという制御である。

このような状態は、図８の（a）に示すような２系統の電界強度が同等の場合に該当する。反対に合成利得が例えば２ｄＢ未満の場合は、測定結果の良いアンテナ１本と受信系１系統による受信を行う(ステップＳ７１２)。このような状態は、図８の（b）に示すような２系統の電界強度に差がある場合に該当する。また、このときの切り替え制御としては、受信状態が良いアンテナを選択している側の受信部を、受信部切替スイッチ１４で選択してから、合成ダイバーシチオン／オフスイッチ９をオフすることにより、アンテナ切り替え時の受信状態悪化を防ぐことができる。アンテナ測定は、アンテナ測定期間が訪れる度に行い(ステップＳ７１３)、一定期間経過ごとに自動モード切替か否かの検出を行う(ステップＳ７１４)。

上記ステップＳ７０３のデータ受信検出結果が、データ受信を行っていない待ち受け時等の場合は、モード選択部１８により低消費電力モードに設定する(ステップＳ７１５)。低消費電力モードでは、アンテナ２〜４それぞれの優先順位を使用状態(通話やｉモード（ＮＴＴドコモの登録商標）等)ごとに予め定めておいて、優先順位の高いアンテナ１本を選択し(ステップＳ７１６)、受信系１系統での受信を行う(ステップＳ７１７)。そして、ＲＳＳＩが指定した閾値よりも低下した場合(ステップＳ７１８)は、優先順位が次に高いアンテナに切替を行う(ステップＳ７１９)。このＲＳＳＩの閾値は、この低消費電力モードの意味を考慮し、受信環境が著しく劣化する値とすることが望ましい。自動モード切替か否かの検出は、一定期間経過ごとに行う(ステップＳ７２０)。

一方、上記ステップＳ７０１の判定において、モード選択部１８による設定が自動モード切替でない場合は、ステップＳ７０２で手動モード切替を行う。そして、手動により感度優先モードと設定した場合はステップＳ７０５に移行し、中間モードと設定した場合はステップＳ７１０に移行し、低消費電力モードと設定した場合はステップＳ７１５に移行する。以降の処理は上記同様であるので省略する。

このように本実施の形態のダイバーシチ装置１７によれば、感度優先モードと低消費電力モードとその中間の３モードを有し、この３つのモードの切り替えは自動と手動のどちらにも対応するモード選択部１８を有するので、合成ダイバーシチの効果と低消費電力を使用状態に応じて切り替えることが可能となる。

（実施の形態４）
図９は、本発明の実施の形態４に係るダイバーシチ装置の概略構成を示すブロック図である。この図において、本実施の形態のダイバーシチ装置１９は、電池の残量を検出する電池残量検出部２０と、感度優先モード、低消費電力モード及び中間モードの各モードを実行する機能及び電池残量に応じてモード変更を行う機能を備えた制御部１３Ｃとを備えており、これら以外は上述した実施の形態１〜３のダイバーシチ装置１、１５、１７と同一の構成を採る。当然ながら実施の形態１〜３のダイバーシチ装置１、１５、１７と共通する部分には同じ符号を付けてその説明を省略する。

電池残量検出部２０は、本装置１９が適用される携帯電話機等の移動局の電池残量を検出するものであり、電池残量を制御部１３Ｃに通知する。制御部１３Ｃは、電池残量が一定量以下になると、モード選択部１８によるモード選択が如何なる場合においても強制的に低消費電力モードに切り替えて省電力化を図る。

このように本実施の形態のダイバーシチ装置１９によれば、電池残量を検出する電池残量検出部２０を備え、電池残量が一定量以下となった場合にはモード選択が如何なる場合においても強制的に低消費電力モードに切り替えるので、電池残量が少なくなったときの通信可能時間の延長化が図れる。

なお、上記各実施の形態では、アンテナを３本用いた場合であったが、３本以上であればその数に限定はなく、同様の作用効果が得られる。

なお、上記各実施の形態では、受信電界強度検出部１０にてＲＳＳＩを測定する形態を示したが、信号対雑音比ＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）や信号対干渉信号比ＳＩＲ（Signal to Interference Ratio）などの指標を測定する形態やこれらの指標を組み合わせた形態でも構わない。

本発明は、ＴＤＭＡ以外の通信方式や、ＨＳＤＰＡ(High Speed Downlink Packet Access)のような通信状態の良化が特に望まれる通信方式を採用した移動体通信システムの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適用して好適である。

本発明の実施の形態１に係るダイバーシチ装置の概略構成を示すブロック図 実施の形態１に係るダイバーシチ装置の動作を説明するためのフロー図 本発明の実施の形態２に係るダイバーシチ装置の概略構成を示すブロック図 実施の形態２に係るダイバーシチ装置の動作を説明するためのフロー図 実施の形態２に係るダイバーシチ装置のフェージングと測定時間を説明するための図 本発明の実施の形態３に係るダイバーシチ装置の概略構成を示すブロック図 実施の形態３に係るダイバーシチ装置の動作を説明するのためのフロー図 実施の形態３に係るダイバーシチ装置のアンテナ受信状態と合成利得を説明するための図 本発明の実施の形態４に係るダイバーシチ装置の概略構成を示すブロック図

符号の説明

１、１５、１７、１９ ダイバーシチ装置
２〜４ アンテナ
５ アンテナスイッチ
６、７ 受信部
８ 合成部
９ 合成ダイバーシチオン／オフスイッチ
１０ 受信電界強度検出部
１１ 記憶部
１２ 算出部
１３、１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ 制御部
１４ 受信部切替スイッチ
１６ フェージングピッチ検出部
１８ モード選択部
２０ 電池残量検出部

Claims (7)

1. 少なくとも３本のアンテナと、
   全ての前記アンテナそれぞれを選択可能なアンテナ選択手段と、
   前記アンテナ選択手段で選択された前記アンテナにて捉えられた無線信号を受信する２つの受信手段と、
   ２つの前記受信手段それぞれから出力される受信信号を同相合成する合成手段と、
   受信信号を基に受信電界強度を検出する受信電界強度検出手段と、
   前記受信電界強度検出手段にて検出された受信電界強度を記憶する記憶手段と、
   前記アンテナが２本ずつ選択された場合、各２本ずつのアンテナの合成受信信号からそれぞれのアンテナにおける受信電界強度を算出する算出手段と、
   ダイバーシチ制御用期間に前記アンテナ選択手段を制御して前記アンテナを２本ずつ順次選択して２つの前記受信手段で受信させ、それぞれから出力される受信信号を前記合成手段にて同相合成させて、前記受信電界強度検出手段にて検出された受信電界強度を前記記憶手段に記憶させた後、前記受信電界強度算出手段に対し、前記記憶手段に記憶された各２本ずつのアンテナの合成受信信号からそれぞれのアンテナにおける受信電界強度を算出させ、算出されたそれぞれのアンテナの受信電界強度のうち、最も値の大きな受信電界強度のアンテナを選択し、合成ダイバーシチからアンテナ選択ダイバーシチに切り替える際に、選択した前記アンテナと接続状態にある前記受信手段を前記受信電界強度検出手段に接続する制御手段と、
   を具備するダイバーシチ装置。
2. １本の前記アンテナを使用して受信した無線信号を基にフェージングピッチを検出するフェージングピッチ検出手段を具備する請求項１に記載のダイバーシチ装置。
3. 受信電界強度の値が最も良い２本の前記アンテナと２つの前記受信手段とを使用する合成ダイバーシチを行う感度優先モード、受信電界強度の値が最も良い１本の前記アンテナと１つの前記受信手段とを使用する中間モード及び予め設定された優先順位の高い前記アンテナと１つの前記受信手段とを使用する低消費電力モードの切り替えを手動で行うか自動で行うかを選択するモード選択手段を具備し、
   前記制御手段は、前記感度優先モード、前記中間モード及び前記低消費電力モードを有し、前記モード選択手段におけるモードの切り替えが手動の場合は、手動選択されたモードを実行し、前記モード選択手段におけるモードの切り替えが自動の場合は、データ受信の有無と受信データ量に基づいてモード選択を行い実行する請求項１又は請求項２に記載のダイバーシチ装置。
4. 電池残量を検出する電池残量検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記モード選択手段におけるモード選択が如何なる場合であっても電池残量が一定量より少なくなったときには強制的に低消費電力モードに切り替える請求項３に記載のダイバーシチ装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載のダイバーシチ装置を具備する移動局。
6. 請求項１から請求項４のいずれかに記載のダイバーシチ装置を具備する基地局。
7. ダイバーシチ制御用期間に少なくとも３本のアンテナから２本ずつ順番に選択し、選択した２本のアンテナを使用して２つの受信部で受信して得た受信信号を同相合成し、さらに合成受信信号の受信電界強度測定を行ってその結果を保存し、各２本ずつのアンテナの選択を全て行った後に、保存している各２本ずつのアンテナの合成測定結果からそれぞれのアンテナでの受信電界強度を算出し、合成ダイバーシチからアンテナ選択ダイバーシチに切り替える際には、算出したそれぞれアンテナでの受信電界強度のうち、最も値の大きい受信電界強度のアンテナを使用アンテナとして選択するとともに、２つの受信部のうち一方を前記使用アンテナに割り当てるダイバーシチ方法。
   

Images