JP2007235636A

JP2007235636A - 無線機及びそれに用いるアンテナ切替え制御方法

Info

Publication number: JP2007235636A
Application number: JP2006055652A
Authority: JP
Inventors: Masanori Sawada; 真規澤田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2006-03-02
Filing date: 2006-03-02
Publication date: 2007-09-13

Abstract

【課題】希望波の受信電力が高いアンテナを正確に選択することで接続率の向上を図ることが可能なアンテナ切替え制御方法を提供する。
【解決手段】無線機の間欠待受け中では、制御回路がＲＳＳＩを測定し、通信開始時あるいは通信中に測定したＲＳＣＰとＲＳＳＩとの差分（記憶装置に記録）を補正値として加算してアンテナ切替え判定を実施する。通信開始時、制御回路はＲＳＣＰを測定して希望波の受信電力が良好なアンテナへの切替え判定を行う。同様に、通信中、制御回路はＲＳＣＰを測定して希望波の受信電力が良好なアンテナへの切替え判定を行う。
【選択図】図３

Description

本発明は無線機及びそれに用いるアンテナ切替え制御方法に関し、特に無線機に搭載する複数のアンテナの切替え制御方法に関する。

複数のアンテナを有する無線機においては、図６に示すように、間欠待受け中［普段はＣＰＵ（中央処理装置）を動作させておらず、単位時間毎に少しの間だけＣＰＵを起動して現在の無線機の電波環境を測定する待受け動作）、通信中ともに受信信号を復元して各アンテナに到来する希望波の受信電力［以下、ＲＳＣＰ（ＲｅｃｅｉｖｅｄＳｉｇｎａｌＣｏｄｅＰｏｗｅｒ）とする］を測定してアンテナ切替え判定（ＲＳＣＰが良好なアンテナに切替え）を行っている（例えば、特許文献１参照）。

また、複数のアンテナを有する無線機においては、図７に示すように、ＲＣＳＰの代わりに受信電界レベル［以下、ＲＳＳＩ（ＲｅｃｅｉｖｅｄＳｉｇｎａｌＳｔｒｅｎｇｔｈＩｎｄｉｃａｔｏｒ）とする］を測定して間欠待受け中、通信中ともにアンテナ切替え判定を行う場合には、信号の復元までは行わないため、ＣＰＵの動作時間を短くすることができ、動作電流が減少し、待受け時間を長くすることができるという長所がある。

特開２００１−１５６７５２号公報

上述した従来のアンテナ切替え制御方法では、複数のアンテナを有する無線機において、ＲＳＣＰを測定してアンテナ切替えの判定を行うと、待受け時間が減少するという問題がある。

一方、従来のアンテナ切替え制御方法では、ＲＳＣＰの代わりに、ＲＳＳＩを測定して間欠待受け中、通信中ともにアンテナ切替え判定を行う場合、待受け時間を長くすることができるという長所があるが、電界レベルの低い環境ではアンテナがノイズを拾ってしまうことによって、他方のアンテナよりＲＳＣＰが低いにもかかわらずＲＳＳＩが高くなってしまっているアンテナを誤選択してしまうことで接続率が低下するという問題がある。

つまり、従来のアンテナ切替え制御方法では、複数のアンテナを有する無線機において、ＲＳＣＰを測定してアンテナ切替えの判定を行うと、信号を復元するためにＣＰＵの動作時間が長くなり、動作電流が増えるため、待受け時間が減少するという問題がある。

また、従来のアンテナ切替え制御方法では、ＲＳＳＩを測定して間欠待受け中、通信中ともにアンテナ切替え判定を行う場合、信号の復元までは行わないためＣＰＵの動作時間を短くでき動作電流が減少し、待受け時間を長くすることができるが、電界レベルの低い環境では復元されたＲＳＣＰが同じでもアンテナ毎に拾うノイズの影響を受け、ＲＳＳＩが図８に示すように持ち上がり、ＲＳＣＰとＲＳＳＩとが比例しなくなるため、他方のアンテナよりＲＳＣＰが低いにもかかわらず、ＲＳＳＩが高くなってしまっているアンテナを誤選択してしまうことで接続率が低下するという問題がある。

そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、希望波の受信電力が高いアンテナを正確に選択することで接続率の向上を図ることができる無線機及びそれに用いるアンテナ切替え制御方法を提供することにある。

本発明による無線機は、複数のアンテナを受信特性に応じて選択して使用する無線機であって、
受信信号を復元して各アンテナに到来する希望波の受信電力を測定する処理と受信電界レベルを測定する処理とを自機の動作状態に応じて切替えて実行することで前記複数のアンテナの切替え判定を行う制御手段を備えている。

本発明によるアンテナ切替え制御方法は、複数のアンテナを受信特性に応じて選択して使用する無線機に用いるアンテナ切替え制御方法であって、前記無線機が、受信信号を復元して各アンテナに到来する希望波の受信電力を測定する処理と受信電界レベルを測定する処理とを前記無線機の動作状態に応じて切替えて実行することで前記複数のアンテナの切替え判定を行う制御処理を実行している。

すなわち、本発明のアンテナ切替え制御方法は、複数のアンテナを有する無線機に対して、待受け時間を従来と同等に保ちながら、希望波の受信電力が高いアンテナを正確に選択することで、接続率の向上を図ることが可能となる。

より具体的に説明すると、本発明のアンテナ切替え制御方法では、動作電流の多い通信開始時、通信中に、ＲＳＣＰ（ＲｅｃｅｉｖｅｄＳｉｇｎａｌＣｏｄｅＰｏｗｅｒ：希望波の受信電力）でアンテナ切替え判定をすることで接続率の向上を図り、動作電流の少ない間欠待受け中に、ＲＳＳＩ（ＲｅｃｅｉｖｅｄＳｉｇｎａｌＳｔｒｅｎｇｔｈＩｎｄｉｃａｔｏｒ：受信電界レベル）のみを測定し、通信開始時あるいは通信中に記録したＲＳＣＰとＲＳＳＩとの差分を補正値として利用してアンテナ切替え判定をすることで、待受け時間を延ばしつつ、正確に希望波の受信電力が良好なアンテナを選択している。

また、本発明のアンテナ切替え制御方法では、補正値をセル移動時や一定時間毎に更新することで、時間的電波環境の変化に対応することが可能となる。この場合、動作電流はその分増えるが、毎回ＲＳＣＰを測定するよりも少ない。

これによって、本発明のアンテナ切替え制御方法では、もともと動作電流の多い通信開始時及び通信中に、ＲＳＣＰを測定してアンテナ切替えを実施するため、待受け時間に影響を与えずに正確なアンテナ切替えを実施することが可能となる。

また、本発明のアンテナ切替え制御方法では、通信開始時及び通信中に測定したＲＳＣＰとＲＳＳＩとの差分を、間欠待受け中に測定するＲＳＳＩの値に補正値として加算することで、間欠待受け中も希望波受信電力が良好なアンテナに切替えを実施することが可能となる。

さらに、本発明のアンテナ切替え制御方法では、補正値をセル移動時や一定時間ごとに更新することで、現在の電波環境に応じた補正値の精度が向上し、正確にアンテナ切替えを実施することが可能となる。

本発明は、上記のような構成及び動作とすることで、希望波の受信電力が高いアンテナを正確に選択することで接続率の向上を図ることができるという効果が得られる。

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施例による無線機の構成を示すブロック図である。図１において、本発明の一実施例による無線機は、無線回路１と、制御回路（ＣＰＵ：中央処理装置）２と、記憶装置３と、アンテナ（＃１，＃２）１１，１２とから構成されている。

無線回路１はアンテナ（＃１）１１とアンテナ（＃２）１２とから入ってきた受信信号を受信して増幅する。制御回路２は受信信号の復元とアンテナ切替え制御とを行い、測定されたＲＳＣＰ（ＲｅｃｅｉｖｅｄＳｉｇｎａｌＣｏｄｅＰｏｗｅｒ：希望波の受信電力）の比較を行い、通信に使用するアンテナを選択する。記憶装置３は通信中に測定した受信信号のＲＳＳＩ（ＲｅｃｅｉｖｅｄＳｉｇｎａｌＳｔｒｅｎｇｔｈＩｎｄｉｃａｔｏｒ：受信電界レベル）とＲＳＣＰとの差分を記録する。また、制御回路２は記憶装置３に格納されたプログラムを実行することで、上記の制御動作を行う。

図２は本発明の一実施例による無線機の状態遷移を示す図であり、図３は本発明の一実施例による無線機のアンテナ切替え制御動作を示す図であり、図４は本発明の一実施例によるＲＳＳＩとＲＳＣＰとの差分を保存する方法を示す図である。これら図１〜図４を参照して本発明の一実施例による無線機のアンテナ切替え制御について説明する。

無線機の間欠待受け中（図２のＳ１）では、図３に示すように、制御回路２がＲＳＳＩを測定し、通信開始時あるいは通信中に測定したＲＳＣＰとＲＳＳＩとの差分（記憶装置３に記録）を補正値として加算してアンテナ切替え判定を実施する。この時、制御回路２は、受信信号を復元してＲＳＣＰまでは測定はしないため、動作時間が短く、動作電流は少ない。

間欠待受け中（図２のＳ１）から通信中（図２のＳ２）に遷移する時、すなわち通信開始時、制御回路２はＲＳＣＰを測定して希望波の受信電力が良好なアンテナへの切替え判定を行う。この時、制御回路２はＲＳＣＰの高いアンテナを確実に選択することができるため、接続率が向上する。

また、通信開始時には、常に、無線回路１や制御回路２が動作しているため、動作電流が多く流れており、ＲＳＣＰを測定するのに増加する電流の比率は微少であるため、動作電流に影響を与えない。また同時に、制御回路２はＲＳＳＩも測定しておき、ＲＳＳＩとＲＳＣＰとの差分を補正値として記録する。

アンテナ及び周波数によってノイズからＲＳＳＩが受ける影響は異なるために、補正値は、図４に示すように、アンテナ（＃１，＃２）１１，１２及び周波数毎にＲＳＳＩがＲＳＣＰと一対一で対応したデータで保存している。但し、更新して記録する補正値はその時に測定した周波数及びＲＳＳＩに対応する箇所のみとする。図４において、（ａ）はアンテナ（＃１）１１の補正値（ＲＳＳＩとＲＳＣＰとの差分を補正値としたもの）の保存を示し、（ａ）はアンテナ（＃２）１２の補正値（ＲＳＳＩとＲＳＣＰとの差分を補正値としたもの）の保存を示している。

通信中（図２のＳ２）も同様に、制御回路２はＲＳＣＰを測定し、ＲＳＣＰの高いアンテナを選択する。また同時に、制御回路２はＲＳＳＩも測定しておき、ＲＳＳＩとＲＳＣＰとの差分の補正値を更新して記録する。補正値は通信中にＲＳＳＩとＲＳＣＰとを測定するたびに測定した周波数及びＲＳＳＩに対応する箇所を更新する。

その後、間欠待受け中（図２のＳ１）に戻ると、制御回路２は通信開始時あるいは通信中に測定したＲＳＳＩとＲＳＣＰとの差分を補正値としてＲＳＳＩに加算してアンテナ切替え判定を実施する。この時、ＲＳＣＰの測定までは実施しないため、制御回路２の動作時間が短く、動作電流は少ない。

また、セル移動時においては電波環境が変化するため、各アンテナ（＃１，＃２）１１，１２のＲＳＳＩとＲＳＣＰとを測定し、補正値を更新する。さらに、同じセル内での時間的電波環境の変化にも対応するには、アンテナ切替え判定の何回かに１回、ＲＳＣＰとＲＳＳＩとを測定して補正値を更新すれば、補正値の精度を向上させることができる。この場合には、動作電流がその分増えるが、毎回ＲＳＣＰを測定するよりは少ない。

このように、本実施例では、もともと動作電流の多い通信開始時及び通信中にＲＳＣＰを測定してアンテナ切替えを実施するため、待受け時間に影響を与えずに、正確なアンテナ切替えを実施することができる。

また、本実施例では、通信開始時と通信中とに測定したＲＳＣＰとＲＳＳＩとの差分を間欠待受け中に測定するＲＳＳＩの値に補正値として加算することで、間欠待受け中も希望波受信電力が良好なアンテナに切替えを実施することができる。

さらに、本実施例では、補正値をセル移動時や一定時間毎に更新することで、現在の電波環境に応じた補正値の精度が向上し、正確にアンテナ切替えを実施することができる。

図５は本発明の他の実施例による無線機のアンテナ切替え制御動作を示す図である。図５において、本発明の他の実施例では、ＲＳＣＰ以外に希望波１チップ当たりのエネルギー対帯域内受信電力密度比［以下、Ｅｃ／Ｎｏ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄｅｎｅｒｇｙｐｅｒｃｈｉｐｄｉｖｉｄｅｄｂｙｔｈｅｐｏｗｅｒｄｅｎｓｉｔｙｉｎｔｈｅｂａｎｄ）とする］も併用してアンテナ切替えを実施している。

本実施例では、各アンテナ（＃１，＃２）１１，１２のＲＳＣＰが同じ場合、ＲＳＳＩの持ち上がり量が少ない、すなわちＥｃ／Ｎｏが高くノイズの少ないアンテナの方が安定して通信することができるため、ＲＳＣＰとＥｃ／Ｎｏとを同時に測定して両方の高いアンテナを選択することで、より正確に通信品質のよいアンテナを選択することができ、接続率を向上させることができる。また、Ｅｃ／ＮｏはＲＳＣＰと同時に、動作電流の多い通信開始時と通信中のみ測定するため、待受け時間には影響を与えない。

本発明の一実施例による無線機の構成を示すブロック図である。本発明の一実施例による無線機の状態遷移を示す図である。本発明の一実施例による無線機のアンテナ切替え制御動作を示す図である。本発明の一実施例によるＲＳＳＩとＲＳＣＰとの差分を保存する方法を示す図である。本発明の他の実施例による無線機のアンテナ切替え制御動作を示す図である。従来のアンテナ切替え方法（ＲＳＣＰ判定）を示す図である。従来のアンテナ切り替え方法（ＲＳＳＩ判定）を示す図である。ＲＳＳＩとＲＳＣＰとの関係を示す図である。

符号の説明

１無線回路
２制御回路
３記憶装置
１１，１２アンテナ（＃１，＃２）

Claims

複数のアンテナを受信特性に応じて選択して使用する無線機であって、
受信信号を復元して各アンテナに到来する希望波の受信電力を測定する処理と受信電界レベルを測定する処理とを自機の動作状態に応じて切替えて実行することで前記複数のアンテナの切替え判定を行う制御手段を有することを特徴とする無線機。
前記制御手段は、通信開始時及び通信中に前記希望波の受信電力を測定する処理を行いかつその測定結果に応じて前記複数のアンテナの切替え制御を行う手段と、前記通信開始時及び通信中に前記受信電界レベルを測定する処理を行いかつその測定した受信電界レベルと前記希望波の受信電力との差分を算出して記録手段に記録する手段と、単位時間毎に現在の無線機の電波環境を測定する待受け動作中に前記受信電界レベルを測定する処理を行いかつ前記記録手段に記録した差分を補正値として加味して前記複数のアンテナの切替え制御を行う手段とを含むことを特徴とする請求項１記載の無線機。
前記記録手段に記録した差分を自機のセル移動時及び一定時間毎のいずれかに更新することを特徴とする請求項２記載の無線機。
複数のアンテナを受信特性に応じて選択して使用する無線機に用いるアンテナ切替え制御方法であって、前記無線機が、受信信号を復元して各アンテナに到来する希望波の受信電力を測定する処理と受信電界レベルを測定する処理とを前記無線機の動作状態に応じて切替えて実行することで前記複数のアンテナの切替え判定を行う制御処理を実行することを特徴とするアンテナ切替え制御方法。
前記制御処理は、通信開始時及び通信中に前記希望波の受信電力を測定する処理を行いかつその測定結果に応じて前記複数のアンテナの切替え制御を行う処理と、前記通信開始時及び通信中に前記受信電界レベルを測定する処理を行いかつその測定した受信電界レベルと前記希望波の受信電力との差分を算出して記録手段に記録する処理と、単位時間毎に現在の無線機の電波環境を測定する待受け動作中に前記受信電界レベルを測定する処理を行いかつ前記記録手段に記録した差分を補正値として加味して前記複数のアンテナの切替え制御を行う処理とを含むことを特徴とする請求項４記載のアンテナ切替え制御方法。
前記記録手段に記録した差分を前記無線機のセル移動時及び一定時間毎のいずれかに更新することを特徴とする請求項５記載のアンテナ切替え制御方法。