JP2009135802A

JP2009135802A - 無線受信装置および無線受信方法

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Publication number: JP2009135802A
Application number: JP2007311158A
Authority: JP
Inventors: Jiro Ishikawa; 二朗石川; Norio Abe; 範夫阿部
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2007-11-30
Filing date: 2007-11-30
Publication date: 2009-06-18
Anticipated expiration: 2027-11-30
Also published as: JP5238233B2; US20090143039A1

Abstract

【課題】１つのアンテナで受信対象となる信号を切り替える通信モードを備える場合でも、マルチキャスト送信される信号の受信品質の劣化を低減する。
【解決手段】ＲＳＳＩ検出部５１は、基地局から受信した信号の受信電力レベルを測定し、この測定結果をモード切替制御部６０に通知する。Ｅc／Ｉo検出部５２は、基地局から受信した信号のＥc／Ｉoレベルを測定し、この測定結果をモード切替制御部６０に通知する。モード切替制御部６０は、動作モードの切替判定を受信電力レベルだけでなくＥc／Ｉoレベルも考慮し、少なくともＥc／Ｉoレベルが閾値ラインを超えて低下しない限り、Simultaneous-ModeからHybrid-Modeへ切り替えを行わないようにしたものである。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えばBCMCS(Broadcast/Multicast Services)のように、２つの通信帯域を切り替える無線受信装置に関する。

周知のように、BCMCS機能を有する無線受信装置は、メインアンテナを用いる受信系と、サブアンテナを用いる受信系を備え、Simultaneous-ModeとHybrid-Modeの２つの通信モードを持つ（例えば、特許文献１参照）。

通常は、Simultaneous-Modeで動作し、このモードでは、メインアンテナを用いる受信系はEV-DO通信のみに用いられ、一方、サブアンテナを用いる受信系は、メインアンテナを用いる受信系のダイバシチ受信に用いられるとともに、5.12秒に１回の割合で1x-paging信号を受信して音声着信の発生を待ち受ける。したがって、メインアンテナを用いる受信系がEV-DO通信のみに用いられるため、データダウンロードが途切れることなく連続したEV-DO通信が可能となる。

そして、弱電界もしくは受信感度の劣化が生じた場合には、Simultaneous-ModeからHybrid-Modeに切り替えられる。このモードでは、メインアンテナを用いる受信系でEV-DO通信を行うとともに、5.12秒に１回の割合で1x-paging信号を受信して音声着信の発生を待ち受ける。またサブアンテナを用いる受信系は、メインアンテナを用いる受信系のダイバシチ受信に用いられる。したがって、メインアンテナを用いる受信系がEV-DO通信と、1x-paging信号の受信に用いられるため、データダウンロードが途切れ、連続したEV-DO通信ができない。
このため、マルチキャスト送信されるデータをHybrid-Modeで受信する場合には、データが欠落して、結果的に通信品質の劣化を招いていた。
特開２００６−０３３９１６

従来の無線受信装置では、１つのアンテナで受信対象となる信号を切り替える通信モードを備える場合、その通信モードではマルチキャスト送信される信号の受信が信号切替により途切れることになり、結果的に通信品質の劣化を招くという問題があった。

この発明は上記の問題を解決すべくなされたもので、１つのアンテナで受信対象となる信号を切り替える通信モードを備える場合でも、マルチキャスト送信される信号の受信品質の劣化を低減することが可能な無線受信装置および無線受信方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、この発明は、第１の通信モードと第２の通信モードを備え、このうち一方の通信モードを用いて、移動通信網に収容される基地局から無線信号を受信する無線受信装置において、基地局から受信した信号から、全受信信号強度に対する所望信号強度の割合を求める測定手段と、この測定手段が求めた割合に応じて、第１の通信モードと第２の通信モードとを選択的に切り替えて、基地局から無線信号を受信する受信手段とを具備して構成するようにした。

以上述べたように、この発明では、全受信信号強度に対する所望信号強度の割合を求め、この割合に応じて、第１の通信モードと第２の通信モードとを選択的に切り替えて、基地局から無線信号を受信するようにしている。

したがって、この発明によれば、１つのアンテナで受信対象となる信号を切り替える通信モードを備える場合でも、全受信信号強度に対する所望信号強度の割合に応じて通信モードを切り替えるので、受信電力レベルに基づいて通信モードを切り替える場合に比べて、１つのアンテナで受信対象となる信号を切り替える通信モードに切り替わりにくくすることができ、マルチキャスト送信される信号の受信品質の劣化を低減することが可能な無線受信装置および無線受信方法を提供できる。

以下、図面を参照して、この発明の一実施形態について説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係わる無線受信装置の構成を示すものである。この無線受信装置は、例えば移動通信網に収容される無線基地局と通信する移動無線端末装置の受信系に相当し、1x方式による音声通信、EV-DO方式によるデータ通信、およびBCMCS(Broadcast/Multicast Services)に対応するものであって、メインアンテナ１１と、サブアンテナ１２と、バンドパスフィルタ２１，２２と、ミキサ３１，３２と、第１VCO４１と、第２VCO４２と、受信部５０と、モード切替制御部６０と、ダイバーシチスイッチ（Diversity-SW）７１と、VCOスイッチ（VCO-SW）７２とを備えている。

メインアンテナ１１は、図示しない基地局から送信されるRF信号を空間から受信するものであって、後述するサブアンテナ１２以上の利得を有するアンテナで、BCMCSで運用される場合に、図２に示すように、Simultaneous-Modeの場合は、EV-DO通信のメインのアンテナとして用いられ、一方、Hybrid-Modeの場合は、1x-paging信号の受信とEV-DO通信とを時間的に切り替えて用いられる。

サブアンテナ１２は、図示しない基地局から送信されるRF信号を空間から受信するものであって、前述のようにメインアンテナ１１以下の利得を有するアンテナで、BCMCSで運用される場合に、図２に示すように、Simultaneous-Modeの場合は、EV-DO通信のダイバーシチ受信と、1x-paging信号の受信とを時間的に切り替えて用いられ、一方、Hybrid-Modeの場合は、メインアンテナ１１がEV-DO通信に用いられる時にEV-DO通信のダイバーシチ受信に用いられる。

なお、ダイバーシチ受信を行う場合は、メインアンテナ１１を通じて受信した信号と、サブアンテナ１２を通じて受信した信号とを後述する受信部５０で合成することで、ダイバーシチ受信を実現する。また1x-paging信号を受信部５０が受信し、当該無線受信装置に対する着信の発生の有無を判定する。

バンドパスフィルタ２１，２２は、1x方式による音声通信、およびEV-DO方式によるデータ通信でそれぞれ用いる帯域の無線周波信号のみを通過させる帯域通過型のフィルタである。

ミキサ３１は、第１VCO４１で生成されたローカル信号をバンドパスフィルタ２１を通過したRF信号にミキシングして、ベースバンド信号にダウンコンバートし、互いに直交するＩ／Ｑ信号を得る。

ミキサ３２は、第２VCO４２で生成されたローカル信号をバンドパスフィルタ２２を通過したRF信号にミキシングして、ベースバンド信号にダウンコンバートし、互いに直交するＩ／Ｑ信号を得る。

第１VCO４１は、後述するモード切替制御部６０からの指示にしたがったタイミングで、同様にモード切替制御部６０から指示される周波数のローカル信号を発振するものである。例えば、BCMCSで運用される場合には、図２に示すように、Simultaneous-Modeの場合は、メインアンテナ１１およびサブアンテナ１２でEV-DOチャネルを受信するために必要な周波数のローカル信号を発振し、一方、Hybrid-Modeの場合は、メインアンテナ１１で1x-paging信号を受信するために必要な周波数のローカル信号と、メインアンテナ１１およびサブアンテナ１２でEV-DOチャネルを受信するために必要な周波数のローカル信号とを所定のタイミングで切り替えて発振する。

第２VCO４２は、第１VCO４１と同様に、モード切替制御部６０からの指示にしたがったタイミングで、同様にモード切替制御部６０から指示される周波数のローカル信号を発振するものである。例えば、BCMCSで運用される場合には、図２に示すように、Simultaneous-Modeの場合に、サブアンテナ１２で1x-paging信号を受信するために必要な周波数のローカル信号を発振する。

受信部５０は、ミキサ３１およびミキサ３２からそれぞれＩ／Ｑ信号が入力され、復調および復号などの受信処理を行って、音声データやパケットデータなどを再生する。また受信部５０は、EV-DO通信時には、ミキサ３１およびミキサ３２からそれぞれ入力されるＩ／Ｑ信号を用いてダイバーシチ受信を行う。そしてまた受信部５０は、着信待ち受け時に5.12秒ごとに基地局から送信される1x-paging信号の受信タイミング（以下、pagingタイミングと称する）を、受信した信号から検出し、このpagingタイミングをモード切替制御部６０に通知する。

また受信部５０は、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）検出部５１と、Ｅc／Ｉo検出部５２を備える。ＲＳＳＩ検出部５１は、基地局から受信した信号の受信電力レベルを測定し、この測定結果をモード切替制御部６０に通知する。Ｅc／Ｉo検出部５２は、基地局から受信した信号のＥc／Ｉo（パイロット信号強度／全受信信号強度）レベルを測定し、この測定結果をモード切替制御部６０に通知する。

モード切替制御部６０は、図３に示すようなモード切替テーブルを記憶する。そして、モード切替制御部６０は、受信部５０から通知されるpagingタイミングと、受信電力レベルと、Ｅc／Ｉoレベルと、上記モード切替テーブルとに基づいて、図２の下欄に示すように、第１VCO４１が発振するローカル信号の発振タイミングとその周波数、第２VCO４２が発振するローカル信号の発振タイミングと、ダイバーシチスイッチ７１およびVCOスイッチ７２の切替とを行う。

ダイバーシチスイッチ７１は、モード切替制御部６０によって図２に示すように切換制御され、第１VCO４１が発振するローカル信号を選択的にミキサ３２に供給する。すなわち、ミキサ３２を通じてEV-DOチャネルを受信する場合に、モード切替制御部６０によってＯＮ状態に制御され、一方、1x-paging信号を受信する場合には、ＯＦＦ状態に制御される。

VCOスイッチ７２は、モード切替制御部６０によって図２に示すように切換制御され、第２VCO４２が発振するローカル信号を選択的にミキサ３２に供給する。すなわち、Simultaneous-Modeでミキサ３２を通じて1x-paging信号を受信する場合に、モード切替制御部６０によってＯＮ状態に制御されて、第２VCO４２が発振する1x-paging信号を受信するために必要な周波数のローカル信号をミキサ３２に供給し、一方、その他の場合には、ＯＦＦ状態に制御される。

次に、上記構成の無線受信装置の動作について説明する。以下の説明では、Simultaneous-ModeとHybrid-Modeの切替動作について説明する。図４は、その制御フローを示すフローチャートで、モード切替制御部６０によってなされる。この制御フローの制御プログラムや制御データは、モード切替制御部６０に記憶されており、当該無線受信装置の電源が投入されると、電源が切られるまで繰り返し実行される。

まずステップ４ａにおいてモード切替制御部６０は、ＲＳＳＩ検出部５１が検出した受信電力レベルを受信部５０から取得し、ステップ４ｂに移行する。
ステップ４ｂにおいてモード切替制御部６０は、Ｅc／Ｉo検出部５２が検出したＥc／Ｉoレベルを受信部５０から取得し、ステップ４ｃに移行する。

ステップ４ｃにおいてモード切替制御部６０は、現在の動作モードを判定する。ここで、現在の動作モードがSimultaneous-Modeの場合には、ステップ４ｅに移行し、一方、現在の動作モードがHybrid-Modeの場合には、ステップ４ｄに移行する。

ステップ４ｄにおいてモード切替制御部６０は、後述するステップ４ｆで用いる判定閾値ラインとして、図３に示したモード切替テーブルの第１閾値ラインｌ_１を選択し、ステップ４ｆに移行する。

ステップ４ｅにおいてモード切替制御部６０は、後述するステップ４ｆで用いる判定閾値ラインとして、図３に示したモード切替テーブルの第２閾値ラインｌ_２を選択し、ステップ４ｆに移行する。

ステップ４ｆにおいてモード切替制御部６０は、ステップ４ａで取得した受信電力レベルとステップ４ｂで取得したＥc／Ｉoレベルの組み合わせが、図３に示したテーブル上において、ステップ４ｄもしくはステップ４ｅで選択した閾値ラインを超えて、現在選択していない他方のモードの領域に属するか否かを判定する。ここで、属すると判定した場合には、ステップ４ｇに移行し、一方、属さないと判定した場合には、当該処理を終了する。

ステップ４ｇにおいてモード切替制御部６０は、受信部５０から通知されるpagingタイミングに基づいて、1x-paging信号を受信するタイミングで、現在のモードを残る他方のモードに切り替えて当該処理を終了する。

例えば、現在の動作モードがHybrid-Modeの場合には、ステップ４ｄにより第１閾値ラインｌ_１を選択し、ステップ４ａで取得した受信電力レベルとステップ４ｂで取得したＥc／Ｉoレベルの組み合わせが、図３に示したテーブル上において、第１閾値ラインｌ_１を超えて、Simultaneous-Modeの領域に属しているか否かをステップ４ｆで判定する。ここで、第１閾値ラインｌ_１を超えて、Simultaneous-Modeの領域に属している場合には、現在の動作モード（Hybrid-Mode）をSimultaneous-Modeに切り替える。

一方、現在の動作モードがSimultaneous-Modeの場合には、ステップ４ｅにより第２閾値ラインｌ_２を選択し、ステップ４ａで取得した受信電力レベルとステップ４ｂで取得したＥc／Ｉoレベルの組み合わせが、図３に示したテーブル上において、第２閾値ラインｌ_２を超えて、Hybrid-Modeの領域に属しているか否かをステップ４ｆで判定する。ここで、第２閾値ラインｌ_２を超えて、Hybrid-Modeの領域に属している場合には、現在の動作モード（Simultaneous-Mode）をHybrid-Modeに切り替える。

以上のように、上記構成の無線受信装置では、動作モードの切替判定を受信電力レベルだけでなくＥc／Ｉoレベルも考慮し、少なくともＥc／Ｉoレベルが第２閾値ラインｌ_２を超えて低下しない限り、Simultaneous-ModeからHybrid-Modeへ切り替えを行わないようにしている。

したがって、上記構成の無線受信装置によれば、単に受信電力レベルが低下しただけではSimultaneous-ModeからHybrid-Modeへの切り替えは行われないので、Simultaneous-Modeが維持されやすくなり、Hybrid-Modeで生じていた1x-paging信号の受信に起因するEV-DO通信の中断を抑制でき、この結果、マルチキャスト送信される信号の受信品質の劣化を低減することができる。

また上記構成の無線受信装置では、Hybrid-ModeからSimultaneous-Modeへの切替判定閾値ラインｌ_１と、Simultaneous-ModeからHybrid-Modeへの切替判定閾値ラインｌ_２とを異ならせ、ヒステリシス特性を持たせるようにしている。このため、上記２つの閾値ラインｌ_１とｌ_２の間では、モード切替が発生しないので、モード切替が不必要に頻発することを抑制することができ、安定した通信を行うことができる。

なお、この発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また上記実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって種々の発明を形成できる。また例えば、実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除した構成も考えられる。さらに、異なる実施形態に記載した構成要素を適宜組み合わせてもよい。

その一例として例えば、上記実施の形態では、動作モードの切替判定を受信電力レベルとＥc／Ｉoレベルとに基づいて行うようにしたが、例えば図５に示すような構成により、Ｅc／Ｉoレベルだけでモード切替判定を行うようにしてもよい。図５に示す無線受信装置では、受信電力レベルに寄らずにＥc／Ｉoレベルだけでモード切替判定を行うもので、図３において縦軸方向の判定を行うものである。

このようにＥc／Ｉoレベルだけでモード切替判定を行う場合でも、受信電力レベルだけでモード切替判定を行う場合に比べて、有効な場合がある。例えば、受信電力レベルが良好な（高い）場合であっても、夕方などの時間帯や、都心部などの地域では、Trafficが高いためにＥc／Ｉoレベルが劣化する場合がある。このような場合には、受信電力レベルのみでモード切替制御を行うよりも、Ｅc／Ｉoレベルで判定を行って、Ｅc／Ｉoレベルが悪い場合には、メインアンテナ１１系で1x-paging信号を受信する（Simultaneous-Mode）。これにより、安定した通話待ち受けを行うことができる。
その他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を施しても同様に実施可能であることはいうまでもない。

この発明に係わる無線受信装置の一実施形態の構成を示す回路ブロック図。図１に示した無線受信装置のSimultaneous-ModeとHybrid-Modeを説明するための図。図１に示した無線受信装置のSimultaneous-ModeとHybrid-Modeの切替判定の閾値を説明するための図。図１に示した無線受信装置のSimultaneous-ModeとHybrid-Modeの切替判定の制御動作を説明するための図。この発明に係わる無線受信装置の一実施形態の構成を示す回路ブロック図。

符号の説明

１１…メインアンテナ、１２…サブアンテナ、２１，２２…バンドパスフィルタ、３１，３２…ミキサ、４１…第１VCO、４２…第２VCO、５０…受信部、５１…ＲＳＳＩ検出部、５２…Ｅc／Ｉo検出部、６０…モード切替制御部、７１…ダイバーシチスイッチ、７２…VCOスイッチ。

Claims

第１の通信モードと第２の通信モードを備え、このうち一方の通信モードを用いて、移動通信網に収容される基地局から無線信号を受信する無線受信装置において、
前記基地局から受信した信号から、全受信信号強度に対する所望信号強度の割合を求める測定手段と、
この測定手段が求めた割合に応じて、前記第１の通信モードと前記第２の通信モードとを選択的に切り替えて、前記基地局から無線信号を受信する受信手段とを具備することを特徴とする無線受信装置。
前記受信手段は、前記割合が第１の閾値よりも高い場合に前記第１の通信モードを選択し、一方、前記割合が前記第１の閾値よりも低い第２の閾値よりも低い場合に前記第２の通信モードを選択することを特徴とする請求項１に記載の無線受信装置。
前記受信手段は、第１のアンテナと第２のアンテナを備え、前記第１の通信モードの場合には、前記第１のアンテナを通じて受信した信号と前記第２のアンテナを通じて受信した信号とを合成してダイバーシチ受信を行い、予め設定されたタイミングで前記第２のアンテナを用いた前記ダイバーシチ受信を中断して前記第２のアンテナを通じて受信した信号から呼出信号の有無を判定し、一方、前記第２の通信モードの場合には、前記第１のアンテナを通じて受信した信号と前記第２のアンテナを通じて受信した信号とを合成してダイバーシチ受信を行い、予め設定されたタイミングで前記ダイバーシチ受信を中断して前記第１のアンテナを通じて受信した信号から呼出信号の有無を判定することを特徴とする請求項１に記載の無線受信装置。
第１の通信モードと第２の通信モードを備え、このうち一方の通信モードを用いて、移動通信網に収容される基地局から無線信号を受信する無線受信装置において、
前記基地局から受信した信号の信号強度を求める第１測定手段と、
前記基地局から受信した信号から、全受信信号強度に対する所望信号強度の割合を求める第２測定手段と、
前記第１測定手段が求めた信号強度と前記第２測定手段が求めた割合に応じて、前記第１の通信モードと前記第２の通信モードとを選択的に切り替えて、前記基地局から無線信号を受信する受信手段とを具備することを特徴とする無線受信装置。
前記受信手段は、前記信号強度と前記割合の組み合わせが第１の条件を満たす場合に前記第１の通信モードを選択し、一方、前記信号強度と前記割合の組み合わせが前記第１の条件よりも劣悪な受信環境を示す第２の条件よりも低い場合に前記第２の通信モードを選択することを特徴とする請求項３に記載の無線受信装置。
前記受信手段は、第１のアンテナと第２のアンテナを備え、前記第１の通信モードの場合には、前記第１のアンテナを通じて受信した信号と前記第２のアンテナを通じて受信した信号とを合成してダイバーシチ受信を行い、予め設定されたタイミングで前記第２のアンテナを用いた前記ダイバーシチ受信を中断して前記第２のアンテナを通じて受信した信号から呼出信号の有無を判定し、一方、前記第２の通信モードの場合には、前記第１のアンテナを通じて受信した信号と前記第２のアンテナを通じて受信した信号とを合成してダイバーシチ受信を行い、予め設定されたタイミングで前記ダイバーシチ受信を中断して前記第１のアンテナを通じて受信した信号から呼出信号の有無を判定することを特徴とする請求項３に記載の無線受信装置。
第１の通信モードと第２の通信モードを備え、このうち一方の通信モードを用いて、移動通信網に収容される基地局から無線信号を受信する無線受信装置で用いられる無線受信方法において、
前記基地局から受信した信号から、全受信信号強度に対する所望信号強度の割合を求める測定工程と、
この測定工程で求めた割合に応じて、前記第１の通信モードと前記第２の通信モードとを選択的に切り替えて、前記基地局から無線信号を受信する受信工程とを具備することを特徴とする無線受信方法。
前記受信工程では、前記割合が第１の閾値よりも高い場合に前記第１の通信モードを選択し、一方、前記割合が前記第１の閾値よりも低い第２の閾値よりも低い場合に前記第２の通信モードを選択することを特徴とする請求項７に記載の無線受信方法。
前記受信工程では、前記第１の通信モードの場合には、第１のアンテナを通じて受信した信号と第２のアンテナを通じて受信した信号とを合成してダイバーシチ受信を行い、予め設定されたタイミングで前記第２のアンテナを用いた前記ダイバーシチ受信を中断して前記第２のアンテナを通じて受信した信号から呼出信号の有無を判定し、一方、前記第２の通信モードの場合には、前記第１のアンテナを通じて受信した信号と前記第２のアンテナを通じて受信した信号とを合成してダイバーシチ受信を行い、予め設定されたタイミングで前記ダイバーシチ受信を中断して前記第１のアンテナを通じて受信した信号から呼出信号の有無を判定することを特徴とする請求項７に記載の無線受信方法。
第１の通信モードと第２の通信モードを備え、このうち一方の通信モードを用いて、移動通信網に収容される基地局から無線信号を受信する無線受信装置で用いられる無線受信方法において、
前記基地局から受信した信号の信号強度を求める第１測定工程と、
前記基地局から受信した信号から、全受信信号強度に対する所望信号強度の割合を求める第２測定工程と、
前記第１測定工程で求めた信号強度と前記第２測定工程で求めた割合に応じて、前記第１の通信モードと前記第２の通信モードとを選択的に切り替えて、前記基地局から無線信号を受信する受信工程とを具備することを特徴とする無線受信方法。
前記受信工程では、前記信号強度と前記割合の組み合わせが第１の条件を満たす場合に前記第１の通信モードを選択し、一方、前記信号強度と前記割合の組み合わせが前記第１の条件よりも劣悪な受信環境を示す第２の条件よりも低い場合に前記第２の通信モードを選択することを特徴とする請求項９に記載の無線受信方法。
前記受信工程では、前記第１の通信モードの場合には、第１のアンテナを通じて受信した信号と第２のアンテナを通じて受信した信号とを合成してダイバーシチ受信を行い、予め設定されたタイミングで前記第２のアンテナを用いた前記ダイバーシチ受信を中断して前記第２のアンテナを通じて受信した信号から呼出信号の有無を判定し、一方、前記第２の通信モードの場合には、前記第１のアンテナを通じて受信した信号と前記第２のアンテナを通じて受信した信号とを合成してダイバーシチ受信を行い、予め設定されたタイミングで前記ダイバーシチ受信を中断して前記第１のアンテナを通じて受信した信号から呼出信号の有無を判定することを特徴とする請求項９に記載の無線受信方法。