JP3043655B2 - ダイバーシチ方式 - Google Patents

ダイバーシチ方式

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JP3043655B2
JP3043655B2 JP9097565A JP9756597A JP3043655B2 JP 3043655 B2 JP3043655 B2 JP 3043655B2 JP 9097565 A JP9097565 A JP 9097565A JP 9756597 A JP9756597 A JP 9756597A JP 3043655 B2 JP3043655 B2 JP 3043655B2
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厚 斉藤
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埼玉日本電気株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、特にデジタル無線
通信におけるダイバーシチ方式に関する。
【0002】
【従来の技術】デジタル無線通信におけるダイバーシチ
方式には様々な方法が考えられているが、シンボル毎に
複数のアンテナからの受信信号を合成ダイバーシチまた
は選択ダイバーシチ受信しようとすると、そのアンテナ
の数だけ受信機が必要となる(図1参照)。
【0003】また複数のアンテナに対して、1系統の受
信機だけでダイバーシチ受信を実現しようとする方法に
は、図2に示すようなスイッチ選択ダイバーシチ受信方
式がある。この方式は、アンテナ切替器を用いて複数ブ
ランチのうちいずれか一つのブランチからの受信信号だ
けを復調し、その受信信号レベルがスレッショルドを下
回った時に強制的に選択しているブランチを切り替える
方式である。
【0004】このスイッチ選択ダイバーシチ受信方式で
は、選択中のブランチ以外のブランチにおける受信状態
がわからないため、切り替え先のブランチが切り替える
前のブランチよりも受信状態が悪いという可能性があ
る。また、アンテナを切り替えたときのブランチ間の信
号の位相は一般に異なっているため、デジタル変調され
た受信信号の場合には、切替による位相の不連続がシン
ボル誤りの原因となる。
【0005】さらに、特開平6−132940号公報に
開示されたアンテナ切替ダイバーシチ方式では、上記ス
イッチ選択ダイバーシチ受信方式の切り替え先のブラン
チが切り替え前のブランチの受信状態よりも悪い場合が
ある、及び切り替えによる位相の不連続によるシンボル
誤りが起こるという上記2つの大きな欠点を補っている
が、RF回路が2系統必要なこと、シンボル毎に選択ダ
イバーシチ受信を行おうとすると新たにブランチ毎の受
信電界レベルを検出する回路が必要なこと、さらに合成
ダイバーシチ受信ができない等の問題点がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】これらの従来のダイバ
ーシチ方式では、シンボル毎に合成ダイバーシチまたは
選択ダイバーシチを行おうとすると、複数の受信機が必
要であったり、ブランチ毎の電界検出回路や複数のRF
回路など補助的な回路が必要となり、装置の規模が大き
くなってしまうという問題点がある。
【0007】本発明のデジタル無線通信におけるダイバ
ーシチ方式は、上述する問題点に鑑みてなされたもの
で、以下の点を目的としている。 小型、軽量であること。 低消費電力であること。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、 a.n個のアンテナによって受信された信号を1/nシ
ンボル時間ずつ相互にずらす遅延手段と、復調データか
らサンプルタイミング信号を生成するサンプルタイミン
グ生成部と、該サンプルタイミング信号に基づいてアン
テナ切替信号を生成するアンテナ制御部と、遅延手段の
出力信号をアンテナ切替信号によって切り替えて1つの
信号に合成する切替手段と、該切替手段の出力信号の電
界レベルを検出して受信電界信号として出力するととも
に、位相を検出して受信位相データとして出力する受信
部と、サンプルタイミング信号を用いて受信電界信号と
受信位相データから各アンテナの受信電界信号と受信位
相データと分離し、この分離された各受信電界信号と受
信位相データを用いてダイバーシチ受信を行って前記復
調データを出力するダイバーシチ部とを具備する手段が
採用される。 b.上記ダイバーシチ部については、受信電界信号の大
きさを比較する比較手段を備え、受信電界信号が最も大
きいアンテナからの受信位相データを復調データとして
出力するという手段が採用される。 c.また、ダイバーシチ部については、各アンテナの受
信電界信号と受信位相データをベクトル合成し、その合
成信号の位相を復調データとして出力するという手段を
採用してもよい。 d.一方、上記サンプルタイミング生成部については、
復調データに基づいてシンボルレートに同期したクロッ
クを生成し、該クロックからn倍周波数のクロックを生
成し、該クロックの立ち上がり点または立ち下がり点が
各アンテナの受信信号のシンボル点となるように位置調
整したサンプルタイミング信号を生成するという手段が
採用される。 e.アンテナ制御部については、サンプルタイミング信
号を一定時間遅らせ、各アンテナの受信信号のシンボル
点より十分手前で切替手段が切り替わるようにアンテナ
切替信号を生成するという手段が採用される。
【0009】
【作用】上記手段によれば、各アンテナからの受信信号
が1つの信号に合成された後に受信部に入力されるの
で、ダイバーシチ受信を行うに際して複数の受信部を必
要としない。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明に
係わるデジタル無線通信におけるダイバーシチ方式の一
実施形態について説明する。 [1]構成の説明 まず、本実施形態の機能構成を図3を参照して説明す
る。なお、この実施形態は、2つのアンテナを用いてダ
イバーシチ受信を行う場合に係わるものである。
【0011】この図において、アンテナaとアンテナb
とは空間的に離間しており、互いに独立なフェージング
を受けた信号を捉える。遅延線3は、アンテナbからの
受信信号を1/2シンボル時間遅らせてアンテナ切替器
4に出力する。アンテナ切替器4は、アンテナ切替信号
14に基づいてアンテナaからの信号と遅延線3を経由
したアンテナbからの信号とを交互に受信部5に出力す
る。
【0012】なお、このアンテナ切替器4の回路構成例
を図4に示す。この他に、アンテナ切替器4の構成例と
しては、「改訂 高周波回路設計ノウハウ」(CQ出版
社株式会社)の290ページの図6−116に示された
回路等がある。
【0013】受信部5は、アンテナ切替器4から入力さ
れた信号をIF周波数に周波数変換し、目的の周波数成
分を得るために帯域制限をし、サンプルタイミング生成
部7により生成させるサンプルタイミング信号13を用
いてその位相を検出し、該検出信号を受信位相データ1
2としてダイバーシチ部6に出力するとともに、上記目
的の周波数成分の電界強度を検出して受信電界信号11
としてダイバーシチ部6に出力する。
【0014】例えば、サンプルタイミング生成部7は、
以下に説明する復調データに基づいてシンボルレートに
同期したクロックを生成し、該クロックからn倍周波数
のクロックを生成し、該クロックの立ち上がり点または
立ち下がり点が各アンテナの受信信号のシンボル点とな
るように位置調整したサンプルタイミング信号を生成す
る。
【0015】ダイバーシチ部6は、図5に示すような回
路構成を有し、受信位相データ12と受信電界信号11
をサンプルタイミング信号13に基づいて各系の信号に
分離し、該分離によって得られた信号に基づいて合成ダ
イバーシチもしくは選択ダイバーシチ受信を行い、復調
データ15として出力する。
【0016】また、アンテナ制御部8は、アンテナ1か
らの信号と遅延線3を通って1/2シンボル時間遅れて
くるアンテナ2からの信号とがそれぞれのシンボル点で
受信部5に入力されるように、サンプルタイミング信号
13からアンテナ切替信号14を生成してアンテナ切替
器4に出力する。例えば、このアンテナ制御部8は、サ
ンプルタイミング信号13を一定時間遅らせ、各アンテ
ナa,bの受信信号のシンボル点より十分手前でアンテ
ナ切替器4が切り替わるようにアンテナ切替信号14を
生成する。
【0017】[2]動作の説明 次に、図6に示すタイミング図を参照して、上記構成の
ダイバーシチ方式の作動を説明する。この図において、
Aは通話相手からの送信データ、Bはアンテナaにおけ
る受信信号、Cはアンテナbにおける受信信号、Dはア
ンテナ切替器4への入力信号すなわち上記受信信号B、
Eはアンテナ切替器4への入力信号すなわち遅延線3の
出力信号、Fはアンテナ切替信号14(law:a系(上
記入力信号D)、high:b系(上記入力信号E)、Gは
アンテナ切替器4の出力信号、Hはサンプルタイミング
信号13、Iは受信位相データ12、Jは受信電界信号
11、Kはa系の受信位相データ12、Lはb系の受信
位相データ12、Mはa系の受信電界信号、Nはb系の
受信電界信号である。また、この図において、「↓」は
デジタル変調信号のシンボル点を示す。
【0018】まず、送信データAは、伝送路においてフ
ェージング等の歪みを受けてアンテナa及びアンテナb
に受信される。このように伝送された送信データAは、
アンテナa,bでそれぞれ受信されて受信信号B,Cと
して各々出力される。このうち、受信信号Bは入力信号
Dとしてアンテナ切替器4に送られ、受信信号Cは遅延
線3によって1/2シンボル時間の遅延を受けて入力信
号Eとしてアンテナ切替器4に入力される。
【0019】アンテナ切替器4は、アンテナ切替信号1
4(F)が「low」の時はa系の入力信号Dが選択さ
れ、「high」の時にはb系の入力信号Eが選択され
て受信部5に出力信号Gとして出力される。受信部5に
入力された出力信号Gは、IF周波数に周波数変換さ
れ、また目的の周波数成分を得るために帯域制限された
後に、サンプルタイミング生成部7において生成された
サンプルタイミング信号13(H)を用いて検波されて
受信位相データ12(I)としてダイバーシチ部6に出
力される。また、受信部7は、目的の周波数成分を検出
して受信電界信号11(J)としてダイバーシチ部6に
出力する。
【0020】一方、サンプルタイミング生成部7では、
上記受信位相データ12(I)がシンボル点でサンプル
されるようにサンプルタイミング信号13(H)の立ち
上がり位置及び立ち下がり位置を調節して受信部5に出
力する。
【0021】ダイバーシチ部6は、サンプルタイミング
信号13を用いて受信位相データ12と受信電界信号1
1とを上記受信位相データK,Lと受信電界信号M,N
にまず分離する。そして、比較手段を用いて受信電界信
号M,Nの大きさを比較し、大きい方の受信電界信号の
アンテナからの受信位相データを復調データとして出力
することにより選択ダイバーシチ受信を行う。また、ダ
イバーシチ部6は、合成ダイバーシチ受信を行う場合に
は、各アンテナa,bの受信電界信号M,Nと受信位相
データK,Lとをベクトル合成し、その合成信号の位相
を復調データとして出力する。なお、アンテナ制御部8
では、サンプルタイミング信号13からアンテナ切替信
号14を生成してアンテナ切替器4に出力する。
【0022】このように、アンテナa及びアンテナbか
ら得られる各受信信号のうち、アンテナbからの受信信
号を1/2シンボル時間遅らせ、それぞれのシンボル点
を一つの受信部5で受信できるようにアンテナ切替器4
を切り替えることにより、一つの受信部5で2つのアン
テナa,bからの受信信号を受信して合成ダイバーシチ
または選択ダイバーシチを行うことができる。
【0023】なお、上記実施形態では、2つのアンテナ
を用いてダイバーシチ受信を行う場合について説明した
が、本願発明はこれに限定されるものではなく、3個以
上のn個のアンテナを用いてダイバーシチ受信を行うこ
とも考えられる。この場合、n個の各アンテナから得ら
れた受信信号は上記遅延線等の遅延手段を用いて互いに
1/nシンボル時間ずつずらされてアンテナ切替器に入
力されることになる。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
n個のアンテナによって受信された信号を1/nシンボ
ル時間ずつ相互にずらす遅延手段と、復調データからサ
ンプルタイミング信号を生成するサンプルタイミング生
成部と、該サンプルタイミング信号に基づいて前記アン
テナ切替信号を生成するアンテナ制御部と、前記遅延手
段の出力信号をアンテナ切替信号によって切り替えて1
つの信号に合成する切替手段と、該切替手段の出力信号
の電界レベルを検出して受信電界信号として出力すると
ともに、位相を検出して受信位相データとして出力する
受信部と、サンプルタイミング信号を用いて前記受信電
界信号と受信位相データから各アンテナの受信電界信号
と受信位相データと分離し、この分離された各受信電界
信号と受信位相データを用いてダイバーシチ受信を行っ
て前記復調データを出力するダイバーシチ部とを具備す
るので、複数のアンテナがあるにもかかわらず1系統の
受信部でダイバーシチ受信を行うことが可能である。し
たがって、装置の小型、軽量化及び低消費電力を実現す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来のダイバーシチ方式の一例を示す第1の
ブロック図である。
【図2】 従来のダイバーシチ方式の一例を示す第2の
ブロック図である。上記図1の実施例を説明するための
タイミング図である。
【図3】 本発明に係わるダイバーシチ方式の一実施形
態の機能構成を示すブロック図である。
【図4】 上記図3に示されたアンテナ切替器の詳細構
成例を示す回路図である。
【図5】 上記図3に示されたダイバーシチ部の詳細構
成例を示す回路図である。
【図6】 上記図3に示されたダイバーシチ方式の各部
信号のタイミング関係を示す図である。
【符号の説明】
3……遅延線 4……アンテナ切替器 5……受信部 6……ダイバーシチ部 7……サンプルタイミング生成部 8……アンテナ制御部 11……受信電界信号 12……受信位相データ 13……サンプルタイミング信号 14……アンテナ切替信号 61……インバーター 62……コンデンサ 63……コイル 64……PINダイオード 65……PINダイオード 66……コイル 67……抵抗 68……コンデンサ 69……コイル 70……コンデンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−93171(JP,A) 特開 昭63−10836(JP,A) 特開 平7−336279(JP,A) 特開 平7−235901(JP,A) 特開 平10−107778(JP,A) 特開 平3−27626(JP,A) 特開 平7−307724(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04B 7/00 H04B 7/02 - 7/12 H04L 1/02 - 1/06

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 n個のアンテナによって受信された信号
    を1/nシンボル時間ずつ相互にずらす遅延手段(3)
    と、 復調データからサンプルタイミング信号を生成するサン
    プルタイミング生成部(7)と、 該サンプルタイミング信号に基づいてアンテナ切替信号
    を生成するアンテナ制御部(8)と、 前記遅延手段の出力信号をアンテナ切替信号によって切
    り替えて1つの信号に合成する切替手段(4)と、 該切替手段の出力信号の電界レベルを検出して受信電界
    信号として出力するとともに、位相を検出して受信位相
    データとして出力する受信部(5)と、 サンプルタイミング信号を用いて前記受信電界信号と受
    信位相データから各アンテナの受信電界信号と受信位相
    データと分離し、この分離された各受信電界信号と受信
    位相データを用いてダイバーシチ受信を行って前記復調
    データを出力するダイバーシチ部(6)と、 を具備することを特徴とするダイバーシチ方式。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のダイバーシチ方式におい
    て、ダイバーシチ部は、受信電界信号の大きさを比較す
    る比較手段を備え、受信電界信号が最も大きいアンテナ
    からの受信位相データを復調データとして出力すること
    を特徴とするダイバーシチ方式。
  3. 【請求項3】 請求項1記載のダイバーシチ方式におい
    て、ダイバーシチ部は、各アンテナの受信電界信号と受
    信位相データをベクトル合成し、その合成信号の位相を
    復調データとして出力することを特徴とするダイバーシ
    チ方式。
  4. 【請求項4】 請求項1ないし3いずれかに記載のダイ
    バーシチ方式において、サンプルタイミング生成部は、
    復調データに基づいてシンボルレートに同期したクロッ
    クを生成し、該クロックからn倍周波数のクロックを生
    成し、該クロックの立ち上がり点または立ち下がり点が
    各アンテナの受信信号のシンボル点となるように位置調
    整したサンプルタイミング信号を生成することを特徴と
    するダイバーシチ方式。
  5. 【請求項5】 請求項1ないし4いずれかに記載のダイ
    バーシチ方式において、アンテナ制御部は、サンプルタ
    イミング信号を一定時間遅らせ、各アンテナの受信信号
    のシンボル点より十分手前で切替手段が切り替わるよう
    にアンテナ切替信号を生成することを特徴とするダイバ
    ーシチ方式。
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