JP3095305B2 - Receive level measurement circuit - Google Patents

Receive level measurement circuit

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JP3095305B2
JP3095305B2 JP05012791A JP1279193A JP3095305B2 JP 3095305 B2 JP3095305 B2 JP 3095305B2 JP 05012791 A JP05012791 A JP 05012791A JP 1279193 A JP1279193 A JP 1279193A JP 3095305 B2 JP3095305 B2 JP 3095305B2
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reception level
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level
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恭弘 小田
正行 坂本
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NTT Docomo Inc
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Toshiba Corp
NTT Docomo Inc
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  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は移動無線通信方式に利用
する。本発明は、移動局または基地局が相手局からの電
波の受信信号レベルを測定し、その測定結果を接続制御
のためのデータとする方式に利用する。本発明は、利用
周波数の切換に際して受信信号レベルを測定するための
時間がきわめて短くなる場合が生じる方式に利用するに
適する。
The present invention is applied to a mobile radio communication system. The present invention is used in a system in which a mobile station or a base station measures a received signal level of a radio wave from a partner station and uses the measurement result as data for connection control. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is suitable for use in a system in which the time for measuring the reception signal level when switching the use frequency may be extremely short.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車電話などの移動通信においては、
移動機の移動に伴ってその受信レベルが時間的に大きく
変動することがある。この変動速さは使用する無線周波
数と移動速度との双方に比例し、例えば800MHz帯
自動車・携帯電話では、数Hz以下から最大数十Hzの
速さで変動する。変動の分布は一般にレイリー分布に従
うことが多い。
2. Description of the Related Art In mobile communications such as car phones,
As the mobile device moves, its reception level may fluctuate greatly with time. This fluctuation speed is proportional to both the radio frequency used and the moving speed. For example, in an 800 MHz band automobile / mobile phone, the fluctuation speed varies from several Hz or less to several tens Hz at the maximum. The distribution of fluctuation generally follows the Rayleigh distribution in many cases.

【0003】このため移動通信では、受信レベルを測定
してその平均的受信レベルを推定する必要があることが
多い。例えば自動車・携帯電話では、無線チャネルが制
御専用チャネルと通信用チャネルとに分かれており、す
べての移動機は制御チャネルを正しく選択して受信する
必要がある。制御チャネルは各基地局からそれぞれ異な
る周波数で送信されており、移動機は、電源をオンにし
た場合などに、各基地局からの制御チャネル電波を受信
して最大受信レベルの制御チャネルを捕捉する。また、
通信中にも、いわゆるハンドオフのために、現在通信中
のチャネルの受信レベルを推定する必要がある。
For this reason, in mobile communication, it is often necessary to measure the reception level and estimate the average reception level. For example, in a car / mobile phone, a radio channel is divided into a control channel and a communication channel, and all mobile devices need to select and receive a control channel correctly. The control channel is transmitted from each base station at a different frequency, and when the power is turned on, the mobile station receives a control channel radio wave from each base station and captures the control channel of the maximum reception level. . Also,
Even during communication, it is necessary to estimate the reception level of the currently communicating channel due to so-called handoff.

【0004】しかし、受信レベルが大きく変動するた
め、その推定には誤差が不可避である。この誤差が大き
いと、例えば制御チャネルの選択の場合には、最大受信
レベルではない基地局の制御チャネルを間違って選択
し、安定で確実な接続制御ができなくなることがある。
また、ハンドオフにおいて受信レベル推定に誤差がある
場合には、ハンドオフすべき低レベルであるのにこれを
十分なレベルと誤判断し、低い通信品質のままで通信を
行うことになる。
However, since the reception level fluctuates greatly, an error is inevitable in the estimation. If this error is large, for example, in the case of selecting a control channel, a control channel of a base station that is not at the maximum reception level may be erroneously selected, and stable and reliable connection control may not be performed.
Also, if there is an error in the reception level estimation during handoff, it is erroneously determined that the level is low enough to be handed off, and communication is performed with low communication quality.

【0005】したがって推定誤差をできるだけ小さくす
ることが必要であり、その方法として従来から、測定時
間を十分に長くして平均値または中央値(累積分布の値
が50%となるレベル値)を求め、この値を推定値とす
ることにより受信レベル変動を吸収する方法が知られて
いる。平均化または中央値処理に必要な時間は少なくと
も変動の速さから決まる変動周期の数倍から10倍程度
は必要であり、したがって変動速さが数十Hzの場合は
100msから数100ms、変動速さが数Hzの場合
は1秒から数秒の時間が必要である。自動車・携帯電話
などのように変動速さが一定していない場合には、安全
をみて平均化または中央値処理時間は数秒が必要という
ことになる。
Therefore, it is necessary to reduce the estimation error as much as possible. As a method for this, conventionally, the measurement time is made sufficiently long to find the average value or median value (level value at which the value of the cumulative distribution becomes 50%). There is known a method of absorbing a fluctuation in reception level by using this value as an estimated value. The time required for the averaging or the median processing is at least several to ten times as long as the fluctuation period determined by the speed of the fluctuation. Therefore, when the fluctuation speed is several tens Hz, it is 100 ms to several hundred ms, and the fluctuation speed is large. When the frequency is several Hz, a time of one second to several seconds is required. If the speed of fluctuation is not constant, as in the case of automobiles and mobile phones, it takes several seconds for the averaging or median processing time for safety.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、受信レ
ベルの測定は、十分な時間をかけて処理を行うことがで
きる場合ばかりではなく、極めて短時間に行うことが要
求される場合がある。例えば移動機の電源をオンにして
から制御チャネルを正しく捕捉するまでの時間は移動機
と基地局との間の制御が全く不能であり、したがって移
動機が使用できないことになる。制御チャネルを捕捉す
るまでの時間の大部分は各基地局からの電波の受信レベ
ルを測定する時間である。例えば測定すべき基地局制御
チャネルの数を10とし、1チャネル当たりの測定時間
を5秒とすると、10×5=50秒の間は移動機が使え
ないことになる。これは到底許容できる範囲でないこと
は明らかである。このため従来は、精度を犠牲にして短
い時間で測定した値をもとに平均受信レベルを推定して
いた。
However, the measurement of the reception level is required not only in a case where the processing can be performed with sufficient time but also in a case where the measurement is required in a very short time. For example, during the time from when the power of the mobile device is turned on to when the control channel is correctly acquired, no control between the mobile device and the base station is possible at all, and thus the mobile device cannot be used. Most of the time until the control channel is captured is the time for measuring the reception level of radio waves from each base station. For example, if the number of base station control channels to be measured is 10 and the measurement time per channel is 5 seconds, the mobile station cannot be used for 10 × 5 = 50 seconds. Obviously this is not an acceptable range. For this reason, conventionally, the average reception level has been estimated based on a value measured in a short time while sacrificing accuracy.

【0007】また、累積分布の50%値を受信レベル推
定値とする方法では、測定時間が短い場合には測定デー
タ数が少ないから、信頼度の高い累積分布そのものが得
られず、したがって平均値を求める方法よりも精度は低
い。
In the method in which the 50% value of the cumulative distribution is used as the reception level estimation value, when the measurement time is short, the number of pieces of measured data is small. Is less accurate than the method

【0008】逆に、比較的長い測定時間が取れる場合も
ある。例えば、ハンドオフ制御において、通信中のチャ
ネルの受信レベルが規定値よりも低下し、ハンドオフを
すべきか否かを判断する場合であれば、受信レベル測定
に数秒をかけても差し支えない。なぜなら、既に通信中
であり、セル半径(通常は1.5km以上)と移動速度
(車速60km/h=16.6m/s)とから判断する
と、5秒程度ハンドオフが遅延したとしてもその間の自
動車の移動距離はセル半径に比較して無視できる程度に
十分に小さいからである。
On the contrary, there is a case where a relatively long measurement time can be taken. For example, in the handoff control, if the reception level of the channel being communicated falls below a specified value and it is determined whether or not to perform handoff, it may take several seconds to measure the reception level. This is because communication is already in progress, and judging from the cell radius (usually 1.5 km or more) and the moving speed (vehicle speed 60 km / h = 16.6 m / s), even if the handoff is delayed by about 5 seconds, Is smaller than the cell radius and is sufficiently small to be negligible.

【0009】このように、従来の技術では、測定に長い
時間がかけられる受信レベル推定では高い精度が得られ
るものの、測定時間を短縮して短時間に受信レベルを推
定する必要がある場合には誤差が大きかった。
As described above, according to the conventional technique, although high accuracy can be obtained in the estimation of the reception level, which takes a long time for the measurement, when it is necessary to estimate the reception level in a short time by shortening the measurement time, The error was large.

【0010】本発明は、測定に長い時間をかけられる受
信レベル推定では従来の精度をそのまま維持し、短時間
で測定する必要がある場合には推定誤差を従来よりも小
さくすることのできる受信レベル測定回路を提供するこ
とを目的とする。
[0010] The present invention provides a reception level that can maintain the conventional accuracy in estimating the reception level, which can take a long time for measurement, and reduce the estimation error when measuring in a short time. It is an object to provide a measurement circuit.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の受信レベル測定
回路は、無線受信機の信号受信レベル測定値を電気信号
として検出する受信レベル測定手段と、この電気信号を
時間tにわたり取り込み、その電気信号に演算処理を施
して受信レベル測定結果として出力する演算手段とを備
えた受信レベル測定回路において、演算手段は、所定時
間t0 を保持し、時間tがt<t0 のときには、その測
定値が所定値以下のデータを省いて測定結果を演算する
ことを特徴とする。時間tがt≧t0 のときには、測定
値の一部を省くことなく測定結果を演算する。所定値
は、あらかじめ定められた値でもよく、測定値の最大値
または平均値を基準とし適応的に定められる値でもよ
い。
A receiving level measuring circuit according to the present invention includes a receiving level measuring means for detecting a signal receiving level measurement value of a radio receiver as an electric signal, and taking in the electric signal over time t, and receiving the electric signal. In a reception level measuring circuit comprising: an arithmetic unit for performing an arithmetic processing on a signal and outputting the result as a reception level measurement result, the arithmetic unit holds a predetermined time t 0 , and when the time t is t <t 0 , the measurement is performed. The measurement result is calculated by omitting data whose value is equal to or less than a predetermined value. When the time t is t ≧ t 0, the measurement result is calculated without omitting a part of the measurement value. The predetermined value may be a predetermined value or a value adaptively determined based on the maximum value or the average value of the measured values.

【0012】[0012]

【作用】移動通信における受信レベルは、移動機と基地
局との距離あるいは移動機の周囲の伝搬路条件その他に
よって極めて大幅に変動する。このように大幅に変動す
る受信レベルを検出する場合、受信レベルを対数で表し
たdB値で行うことが一般的である。
The reception level in mobile communication varies greatly depending on the distance between the mobile station and the base station, propagation path conditions around the mobile station, and the like. In order to detect a reception level which fluctuates greatly in this way, it is common to use a dB value expressed as a logarithm of the reception level.

【0013】ところで、レイリー分布の変動は、dBで
表現した場合、その中央値を中心に考えると、中央値よ
りも低いレベルまで落ち込む確率は、逆に中央値よりも
レベルが高くなる確率よりも大きい性質がある。すなわ
ち、レイリー変動は複数の経路で伝搬してきた複数の電
波が合成される結果として生じる変動であるが、その中
央値あるいは平均値は受信電波の平均的エネルギーを表
している。したがって、中央値よりレベルが上がるのは
複数の電波が同相で合成される場合であり、中央値より
レベルが低下するのは複数の電波が逆相で合成される場
合である。合成される電波が正確に逆相であるほどいく
らでもレベルは低下し得るが、同相で合成される場合に
はトータルのエネルギーから考えてもそれほど高いレベ
ルにはなり得ない。
By the way, when the fluctuation of the Rayleigh distribution is expressed in dB, considering the median as a center, the probability of falling to a level lower than the median is conversely higher than the probability of the level being higher than the median. There is great nature. That is, the Rayleigh fluctuation is a fluctuation generated as a result of combining a plurality of radio waves propagated through a plurality of paths, and the median or average value represents the average energy of the received radio wave. Therefore, the level rises above the median value when a plurality of radio waves are combined in phase, and the level falls below the median value when a plurality of radio waves are combined in opposite phases. The level can be reduced as much as the combined radio waves are exactly in opposite phases, but when combined in the same phase, the level cannot be so high from the viewpoint of the total energy.

【0014】このように、測定レベルが平均的レベルよ
り極端に増加することはほとんどないが、逆に、平均的
レベルよりも極端に下回る値が測定されることは比較的
起こりやすい。このため、短時間の測定でたまたま大き
なレベル低下に遭遇した場合には、その低レベルの値に
引っ張られて短時間内測定値の平均値も低い値になって
しまい、結果的には推定値の誤差が大きくなってしま
う。
As described above, although the measured level hardly increases extremely than the average level, it is relatively easy to measure a value extremely lower than the average level. For this reason, if a large level drop happens to be encountered in a short time measurement, the average value of the measured values within a short time will be lowered due to the low level value. Error increases.

【0015】そこで本発明では、短時間の測定のときに
は、測定値が所定値以下のデータを省いて演算を行う。
一方、ある程度の時間をかけることのできる測定では、
従来どおり平均値または中央値を受信レベル推定値とす
る。長時間測定の場合には、その測定値の中に大きなレ
ベル低下が含まれていたとしても、全体の割合からいえ
ばそのレベル低下が理論的に現れる確率に等しいと考え
られ、真の平均値または中央値はこれらのレベル低下を
含んだ値だからである。したがって、測定時間の長短に
応じて精度の高測定が可能である。
Therefore, according to the present invention, when the measurement is performed in a short time, the calculation is performed while omitting data whose measured value is equal to or less than a predetermined value.
On the other hand, for measurements that can take some time,
The average value or the median value is used as the reception level estimation value as in the past. In the case of long-term measurement, even if a large level decrease is included in the measured value, it is considered that the level decrease is equivalent to the probability that the level decrease appears theoretically, and the true average value Or, the median is a value that includes these level reductions. Therefore, highly accurate measurement can be performed according to the length of the measurement time.

【0016】[0016]

【実施例】図1は本発明の実施例を示すブロック構成図
であり、移動機内に受信レベル測定回路を備えた構成例
を示す。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and shows an example of a configuration having a reception level measuring circuit in a mobile station.

【0017】この移動機は、アンテナ1、送受信共用器
2、受信機3、送信機4、シンセサイザ5、受信レベル
測定回路6、制御回路7および送受話器8を備える。
This mobile station comprises an antenna 1, a duplexer 2, a receiver 3, a transmitter 4, a synthesizer 5, a reception level measuring circuit 6, a control circuit 7, and a handset 8.

【0018】受信レベル測定回路6は、受信機3の信号
受信レベル測定値を電気信号として検出する受信レベル
測定手段としてサンプリング回路10およびレベル検出
回路11を備え、その電気信号を時間tにわたり取り込
み、その電気信号に演算処理を施して受信レベル測定結
果として出力する演算手段として演算回路12およびラ
ンダムアクセスメモリ13を備える。また、これらの動
作クロックの供給するクロック発生回路14を備える。
The reception level measurement circuit 6 includes a sampling circuit 10 and a level detection circuit 11 as reception level measurement means for detecting a signal reception level measurement value of the receiver 3 as an electric signal, and takes in the electric signal over time t. An arithmetic circuit 12 and a random access memory 13 are provided as arithmetic means for performing arithmetic processing on the electric signal and outputting the result as a reception level measurement result. Further, a clock generation circuit 14 for supplying these operation clocks is provided.

【0019】ここで本実施例の特徴とするところは、演
算回路12には、所定時間t0 が保持され、時間tがt
<t0 のときには測定値が所定値以下のデータを省いて
測定結果を演算するプログラム手段を備えたことにあ
る。このプログラム手段はまた、時間tがt≧t0 のと
きには測定値の一部を省くことなく測定結果を演算す
る。
The feature of the present embodiment is that the arithmetic circuit 12 holds a predetermined time t 0 , and the time t is t
When <t 0 , there is provided a program means for calculating the measurement result while omitting data whose measured value is equal to or less than the predetermined value. This program means also calculates the measurement result without omitting a part of the measurement value when the time t is t ≧ t 0 .

【0020】移動機が待ち受け受信中または制御チャネ
ル探索中である場合には、基地局からの電波はアンテナ
1および送受信共用器2を経て受信機3で受信復調され
る。シンセサイザ5は受信機3に対して制御チャネル用
のローカル周波数を供給しており、受信機3の受信チャ
ネルは制御チャネルである。復調された制御信号は受信
信号として制御回路7に供給される。制御回路7はマイ
クロプロセッサ、ROMおよびRAMにより構成され、
移動機各部の制御および基地局向けの制御信号の処理を
行う。制御手順はROMに記憶されている。送信すべき
制御信号がある場合は、制御回路7で生成された制御信
号が送信機4で変調され、送受信共用器2およびアンテ
ナ1を経て基地局に送信される。シンセサイザ5は、送
信機4に対して制御チャネル用ローカル周波数を供給す
る。通信時には、シンセサイザ5は通信チャネル用のロ
ーカル周波数を受信機3および送信機4に供給し、送受
話器8からの、または送受話器8への音声信号を送受信
する。
When the mobile station is waiting for reception or searching for a control channel, the radio wave from the base station is received and demodulated by the receiver 3 via the antenna 1 and the duplexer 2. The synthesizer 5 supplies a local frequency for a control channel to the receiver 3, and the reception channel of the receiver 3 is a control channel. The demodulated control signal is supplied to the control circuit 7 as a reception signal. The control circuit 7 includes a microprocessor, a ROM and a RAM,
It controls each section of the mobile device and processes control signals for the base station. The control procedure is stored in the ROM. If there is a control signal to be transmitted, the control signal generated by the control circuit 7 is modulated by the transmitter 4 and transmitted to the base station via the duplexer 2 and the antenna 1. The synthesizer 5 supplies a local frequency for a control channel to the transmitter 4. During communication, the synthesizer 5 supplies the local frequency for the communication channel to the receiver 3 and the transmitter 4, and transmits and receives voice signals from or to the handset 8.

【0021】受信レベル測定回路6では、サンプリング
回路10により受信機3の受信レベルをクロック毎にサ
ンプリングし、それをレベル検出回路11で測定する。
その測定値は演算回路12により処理される。演算回路
12は、レベル検出回路11によるdB表示の測定値を
一旦RAM13に蓄積し、制御回路7から指定された時
間tにわたる測定が終了した後に、蓄積された測定値す
なわち測定結果を平均化処理する。処理結果は受信レベ
ルの推定値として制御回路7に出力される。制御回路7
は、この推定値に基づいてチャネルの切り替えあるいは
ハンドオフの制御を行う。
In the reception level measuring circuit 6, the sampling level of the receiver 3 is sampled for each clock by the sampling circuit 10 and is measured by the level detection circuit 11.
The measured value is processed by the arithmetic circuit 12. The arithmetic circuit 12 temporarily accumulates the measured value of the dB display by the level detecting circuit 11 in the RAM 13, and after ending the measurement for the time t designated by the control circuit 7, averages the accumulated measured value, that is, the measurement result. I do. The processing result is output to the control circuit 7 as an estimated value of the reception level. Control circuit 7
Performs channel switching or handoff control based on the estimated value.

【0022】図2は演算回路12による制御の流れを示
す。
FIG. 2 shows the flow of control by the arithmetic circuit 12.

【0023】受信レベルを測定する時間tが制御回路7
により設定されると、演算回路12は、その時間tだけ
測定を繰り返し、その受信レベル測定値をRAM13に
蓄積する。この測定時間tが自分の保持している所定時
間t0 より短い場合には、蓄積された測定値データのう
ち所定値より大きいのだけを取り出して平均値を求め、
それを推定値として出力する。測定時間tが所定時間t
0 以上の場合には、蓄積された測定値データのすべてを
用いて平均値を求め、それを推定値として出力する。
The time t for measuring the reception level is determined by the control circuit 7.
The arithmetic circuit 12 repeats the measurement for the time t and stores the measured value of the reception level in the RAM 13. If the measurement time t is shorter than the predetermined time t 0 held by the user, only the data that is larger than the predetermined value is taken out of the accumulated measurement value data and the average value is obtained.
Output it as an estimate. The measurement time t is a predetermined time t
If it is 0 or more, an average value is obtained using all of the accumulated measurement value data, and the average value is output as an estimated value.

【0024】大小の判断の基準となる所定値としては、
あらかじめ定められたものを用いてもよく、最大の測定
値に対してあらかじめ定められた値だけ小さいものを所
定値として用いてもよく、さらには、最大のものから順
番に一定数番目の測定値を所定値として用いてもよい。
最大のものだけ利用することもできる。
The predetermined value that is used as a criterion for determining the magnitude is
A predetermined value may be used, a value smaller than the maximum measured value by a predetermined value may be used as the predetermined value, and further, a fixed number of measured values in order from the largest one May be used as the predetermined value.
Only the largest ones can be used.

【0025】以上の実施例では受信レベル測定回路6を
個別の回路として示したが、サンプリング回路10およ
びレベル検出回路11は受信機3内の回路として設ける
ことができ、演算回路12およびRAM13は制御回路
7と共通であることが実用上は望ましい。クロック発生
回路14もまた、移動機内のものを利用できる。
In the above embodiment, the reception level measuring circuit 6 is shown as an individual circuit. However, the sampling circuit 10 and the level detecting circuit 11 can be provided as circuits in the receiver 3, and the arithmetic circuit 12 and the RAM 13 are controlled. It is practically desirable that the circuit is common to the circuit 7. The clock generation circuit 14 can also be used in the mobile device.

【0026】図3はレイリー分布の累積確率分布を示
す。横軸は中央値を基準としたdB表示の受信レベルで
ある。中央値から10dB低下する確率は10%弱であ
るのに対して、中央値から10dB増加する確率は10
0−99.99=0.01%にすぎない。さらに、中央
値から20dB低下する確率は1%弱であり、中央値か
ら20dB以上レベルが高くなる確率は10-28 %(図
の範囲外)である。すなわち、1回の測定で中央値より
20dB以上低下して測定される確率は100回に1回
程度と比較的起こり易いのに対して、中央値より10d
B高いレベルが測定されることは事実上ないということ
がいえる。
FIG. 3 shows a cumulative probability distribution of the Rayleigh distribution. The horizontal axis is the reception level of the dB display based on the median value. The probability of a 10 dB decrease from the median is less than 10%, while the probability of a 10 dB increase from the median is 10%.
0-99.99 = 0.01% only. Furthermore, the probability of a 20 dB decrease from the median is less than 1%, and the probability of a level higher than the median by 20 dB or more is 10 -28 % (outside the range in the figure). That is, the probability of being measured at least 20 dB lower than the median value in one measurement is relatively likely to be about once in 100 times, whereas the probability of being measured once every 100 times is relatively easy.
It can be said that B high levels are practically never measured.

【0027】図4は、一定時間内の測定レベルのうち最
大の測定レベルを推定値とする場合と平均値を推定値と
する場合との推定値の標準偏差(ばらつき)を示す。こ
の値は計算機シミュレーションにより求めたものであ
り、縦軸はレベル測定時間、縦軸はレベル測定および推
定を多数回行った場合の推定値の標準偏差を示す。最大
ドップラ周波数で表現したフェージングの速さを5Hz
とし、従来の平均化処理を行ったものを推定値とした場
合の標準偏差を実線で、最大の測定レベルを推定値とす
る場合の標準偏差を破線で示す。測定時間が少なくとも
100msまでは、最大値による処理のほうがばらつき
がないことがわかる。標準偏差を4dB以内に抑える場
合を考えると、従来の平均化処理では50〜100ms
にわたり測定する必要があるのに対して、最大値による
処理では20ms強の時間があればよく、測定時間を1
/3程度に短縮可能であることがわかる。
FIG. 4 shows the standard deviation (variation) of the estimated value when the maximum measured level among the measured levels within a fixed time is used as the estimated value and when the average value is used as the estimated value. This value is obtained by computer simulation. The vertical axis indicates the level measurement time, and the vertical axis indicates the standard deviation of the estimated value when the level measurement and the estimation are performed many times. 5Hz fading speed expressed by the maximum Doppler frequency
The standard deviation when the value obtained by performing the conventional averaging process is used as the estimated value is shown by a solid line, and the standard deviation when the maximum measurement level is used as the estimated value is shown by a broken line. It can be seen that the processing with the maximum value has less variation until the measurement time is at least 100 ms. Considering the case where the standard deviation is suppressed within 4 dB, the conventional averaging process requires 50 to 100 ms.
In contrast, the processing with the maximum value needs only a little over 20 ms, and the measurement time is set to 1
It can be seen that it can be reduced to about / 3.

【0028】このような測定は、例えば、測定すべきチ
ャネルF1、F2、F3…を順次切り替えて、それぞれ
のチャネルの受信レベルを短い一定時間dTだけ測定す
る場合に有効である。そのようなチャネル切り替えの例
を図5に示す。
Such measurement is effective, for example, when the channels F1, F2, F3... To be measured are sequentially switched and the reception level of each channel is measured for a short fixed time dT. FIG. 5 shows an example of such channel switching.

【0029】図6は、複数回の測定により得られたレベ
ルについて、平均値を推定値とする場合と最大値を推定
値とする場合との推定値の標準偏差を示す。この値は計
算機シミュレーションにより求めたものであり、縦軸は
レベル測定時間、縦軸はレベル推定を多数回行った場合
の推定値の標準偏差を示す。最大ドップラ周波数で表現
したフェージングの速さを5Hzとし、従来の平均化処
理を行ったものを推定値とした場合の標準偏差を実線
で、最大の測定レベルを推定値とする場合の標準偏差を
破線で示す。複数回測定における測定間隔は0.35秒
とした。
FIG. 6 shows the standard deviation of the estimated values of the levels obtained by a plurality of measurements when the average value is the estimated value and when the maximum value is the estimated value. This value is obtained by computer simulation. The vertical axis indicates the level measurement time, and the vertical axis indicates the standard deviation of the estimated value when the level estimation is performed many times. The standard deviation when the fading speed expressed by the maximum Doppler frequency is 5 Hz and the estimated value is obtained by performing the conventional averaging process is represented by a solid line, and the standard deviation when the maximum measurement level is the estimated value is represented by the following equation. Shown by broken lines. The measurement interval in the multiple measurements was 0.35 seconds.

【0030】このような受信レベルの測定が必要な例を
図7に示す。この例では、順次チャネルを切り替えて各
チャネルの受信レベルを瞬時に測定し、チャネルが一巡
すれば再度最初のチャネルから瞬時受信レベルの測定を
繰り返す。これをN回繰り返して各チャネルについてN
個の測定値を得る。このN個について、平均値処理また
は最大値処理を施す。この測定回数Nが図6の横軸に相
当する。
FIG. 7 shows an example in which such a measurement of the reception level is necessary. In this example, the reception level of each channel is instantaneously measured by sequentially switching channels, and once the channel has completed one cycle, the measurement of the instantaneous reception level is repeated from the first channel again. This is repeated N times to obtain N
Take measurements. The average value processing or the maximum value processing is performed on these N pieces. The number of measurements N corresponds to the horizontal axis in FIG.

【0031】図5に示した例では、フェージング速度が
遅い場合にはdTの測定時間にフェージングによるレベ
ル変動がほとんど現れず、dT内の測定が実行的には瞬
時測定と変わらないことがある。このため、全体の測定
時間〔(dT+シンセサイザ切替時間)×チャネル数〕
のわりには精度が取れない。これに対して図7に示した
例では、全体の測定時間にわたるフェージング変動が測
定できるので、比較的高精度の測定が可能である。ただ
し、図7に示した例の場合には、シンセサイザの切り替
え時間が高速である必要がある。測定回数が1の場合に
は最大値と平均値とが同一であるから、そのばらつきは
変わらない。測定回数が2以上8回までは、最大値処理
のほうが標準偏差が小さくなり、測定精度が向上するこ
とがわかる。測定回数が8回以上の場合には平均値処理
のほうが高精度である。例えば、指定誤差の標準偏差を
3dB以下にする場合には、従来の方法では4回の測定
が必要であるのに対し、最大値処理では3回でよく、測
定時間を25%短縮できる。したがって、この場合に
は、測定回数が8回以下では最大値処理を行い、測定回
数が8回を越える場合には平均値処理を行えばよい。
In the example shown in FIG. 5, when the fading speed is low, the level fluctuation due to fading hardly appears in the dT measurement time, and the measurement in dT may be practically the same as the instantaneous measurement. Therefore, the total measurement time [(dT + synthesizer switching time) × the number of channels]
The accuracy cannot be obtained in exchange for it. On the other hand, in the example shown in FIG. 7, since the fading fluctuation over the entire measurement time can be measured, relatively high-accuracy measurement is possible. However, in the case of the example shown in FIG. 7, the switching time of the synthesizer needs to be fast. When the number of times of measurement is 1, the maximum value and the average value are the same, and the variation does not change. It can be seen that when the number of times of measurement is 2 or more and 8 times, the standard deviation is smaller in the maximum value processing and the measurement accuracy is improved. When the number of measurements is eight or more, the average value processing is more accurate. For example, when the standard deviation of the designated error is set to 3 dB or less, the conventional method requires four measurements, while the maximum value processing requires three measurements, and the measurement time can be reduced by 25%. Therefore, in this case, the maximum value processing is performed when the number of measurements is eight or less, and the average value processing is performed when the number of measurements exceeds eight.

【0032】なお、最大値により受信レベルを推定する
場合には、最大値の期待値は真の期待値(平均値)より
も大きな値になる。受信レベルの相対比較を行う場合に
はどの推定値も平均値に同じ値だけ大きくなるから特に
補正する必要はないが、絶対受信レベルを問題にする場
合には補正する必要がある。補正値は測定回数その他に
よって決まるものであり、図6のシミュレーションで用
いた測定条件の場合について計算機シミュレーションで
求めた値を図8に示す。
When estimating the reception level from the maximum value, the expected value of the maximum value is larger than the true expected value (average value). When performing a relative comparison of the reception levels, any estimated value is increased by the same value as the average value, so there is no need to make any particular correction. The correction value is determined by the number of measurements and other factors, and FIG. 8 shows values obtained by computer simulation under the measurement conditions used in the simulation of FIG.

【0033】図9は、短時間に複数回の測定を行い、一
定個数の大きな測定値だけを取り出して平均値を推定値
とした場合の推定値の標準偏差を示す。この値は図6と
同等の条件で計算機シミュレーションにより求めたもの
であり、全測定回数を5回、そのうち最大のN個の平均
値を推定値としたものである。5個の検出値のうち最大
の2〜3個の平均値を推定値とすると、誤差の標準偏差
すわなちばらつきが最も小さいことがわかる。
FIG. 9 shows the standard deviation of the estimated values when a plurality of measurements are performed in a short time and only a certain number of large measured values are taken out and the average value is used as the estimated value. This value was obtained by computer simulation under the same conditions as in FIG. 6, and the total number of measurements was five times, and the average value of the maximum N of them was the estimated value. Assuming that the average value of the maximum of two or three of the five detected values is the estimated value, the standard deviation of the error, that is, the variation is the smallest.

【0034】図10は、複数回の検出値のうち最大値ま
たは平均値から一定値以上低く測定された測定値を棄却
し、残りの測定値の平均値を推定値とした場合の推定誤
差の標準偏差を示す。これは、5回の測定値のうち、最
大値(図の実線)または平均値(図の破線)から横軸の
足切りレベル以上低く測定された測定値を棄却し、残り
の測定値の平均値を推定値とした場合の推定誤差の標準
偏差をシミュレーションにより求めたものである。足切
りレベルが「無限大(∞)」とは、全測定値の平均、す
なわち従来の方法による推定値である。わずかではある
が、足切りの効果が認められる。
FIG. 10 shows the estimation error of the estimation error in the case where the measurement value measured lower than the maximum value or the average value by a certain value or more is rejected and the average value of the remaining measurement values is used as the estimation value. Shows the standard deviation. This means that, of the five measurements, the measured values that are lower than the maximum value (solid line in the figure) or the average value (dashed line in the figure) by the cutoff level on the horizontal axis are rejected and the average of the remaining measured values is rejected. The standard deviation of the estimation error when the value is used as the estimated value is obtained by simulation. The truncation level “infinity (∞)” is an average of all measured values, that is, an estimated value by a conventional method. The effect of truncation is recognized, albeit slightly.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の受信レベ
ル測定回路は、短時間におけるレベル測定をもとに平均
受信レベルを推定するとき、低受信レベルの測定値を除
外した残りの測定値により推定を行う。これにより、全
ての測定値を平均処理する場合よりもばらつきが少なく
なる。また、測定時間が長い場合には、すべての測定値
の平均値または中央値を推定値とする。このため、測定
時間が短い場合と長い場合との双方で、高い精度の推定
値を得ることができる。
As described above, when the reception level measuring circuit of the present invention estimates the average reception level based on the level measurement in a short time, the remaining measurement values excluding the low reception level measurement values are estimated. Is estimated by As a result, the variation is smaller than in the case where all the measured values are averaged. If the measurement time is long, the average or the median of all the measured values is used as the estimated value. For this reason, a highly accurate estimated value can be obtained both when the measurement time is short and when the measurement time is long.

【0036】したがって本発明は、移動機の電源をオン
にしてから通信可能となるまでの時間を短縮でき、サー
ビス性を向上させることができる。また、通信中チャネ
ル切り替えにおいては従来どうりの精度を保つことがで
きる。
Therefore, according to the present invention, the time from when the power of the mobile device is turned on until communication becomes possible can be reduced, and the serviceability can be improved. Further, in the channel switching during communication, it is possible to maintain the same accuracy as before.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例を示すブロック構成図であり、
移動機内に受信レベル測定回路を備えた構成例を示す
図。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a diagram showing a configuration example in which a reception level measurement circuit is provided in a mobile device.

【図2】演算回路による制御の流れを示す図。FIG. 2 is a diagram showing a flow of control by an arithmetic circuit.

【図3】レイリー分布の累積確率分布を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a cumulative probability distribution of a Rayleigh distribution.

【図4】一定時間内の測定レベルのうち最大の測定レベ
ルを推定値とする場合と平均値を推定値とする場合との
推定値の標準偏差を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a standard deviation of an estimated value when a maximum measured level among measured levels within a certain time is used as an estimated value and when an average value is used as an estimated value.

【図5】最大の測定レベルを推定値として効果があるチ
ャネル切り替え例を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing an example of channel switching that is effective using a maximum measurement level as an estimated value.

【図6】複数回の測定により得られたレベルについて平
均値を推定値とする場合と最大値を推定値とする場合と
の推定値の標準偏差を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing standard deviations of estimated values when a mean value is used as an estimated value and when a maximum value is used as an estimated value for levels obtained by a plurality of measurements.

【図7】瞬時受信レベルの測定を繰り返すチャネル切り
替え例を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing an example of channel switching in which measurement of an instantaneous reception level is repeated.

【図8】図6に示したシミュレーションに対する補正値
を示す図。
FIG. 8 is a diagram showing correction values for the simulation shown in FIG. 6;

【図9】短時間に複数回の測定を行い、一定個数の大き
な測定値だけを取り出して平均値を推定値とした場合の
推定値の標準偏差を示す図。
FIG. 9 is a diagram showing the standard deviation of estimated values when a plurality of measurements are performed in a short time, only a certain number of large measured values are taken out, and the average value is used as the estimated value.

【図10】複数回の検出値のうち最大値または平均値か
ら一定値以上低く測定された測定値を棄却し、残りの測
定値の平均値を推定値とした場合の推定誤差の標準偏差
を示す図。
FIG. 10 shows the standard deviation of the estimation error when a measured value measured lower than a maximum value or an average value by a certain value or more from a plurality of detection values is rejected, and the average value of the remaining measured values is used as an estimated value. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 アンテナ 2 送受信共用器 3 受信機 4 送信機 5 シンセサイザ 6 受信レベル測定回路 7 制御回路 8 送受話器 10 サンプリング回路 11 レベル検出回路 12 演算回路 13 ランダムアクセスメモリ 14 クロック発生回路 Reference Signs List 1 antenna 2 duplexer 3 receiver 4 transmitter 5 synthesizer 6 reception level measurement circuit 7 control circuit 8 handset 10 sampling circuit 11 level detection circuit 12 arithmetic circuit 13 random access memory 14 clock generation circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−313770(JP,A) 特開 平3−226126(JP,A) 特開 平4−213238(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04B 7/24 - 7/26 102 H04Q 7/00 - 7/38 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-1-313770 (JP, A) JP-A-3-226126 (JP, A) JP-A-4-213238 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) H04B 7/ 24-7/26 102 H04Q 7/ 00-7/38

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 無線受信機の信号受信レベル測定値を電
気信号として検出する受信レベル測定手段と、 前記電気信号を時間tにわたり取り込み、その電気信号
に演算処理を施して受信レベル測定結果として出力する
演算手段とを備えた受信レベル測定回路において、 前記演算手段には、所定時間t0 が保持され、前記時間
tがt<t0 のときには前記測定値が所定値以下のデー
タを省いて前記測定結果を演算する手段を備えたことを
特徴とする受信レベル測定回路。
1. A reception level measuring means for detecting a signal reception level measurement value of a wireless receiver as an electric signal, capturing the electric signal over time t, performing an arithmetic processing on the electric signal, and outputting the result as a reception level measurement result. in the reception level measurement circuit and a calculating means for, in said calculating means is held for a predetermined time t 0, the measured value when the time t is t <t 0 is omitted following data predetermined value the A reception level measurement circuit comprising means for calculating a measurement result.
【請求項2】 前記演算手段には、前記時間tがt≧t
0 のときには前記測定値の一部を省くことなく前記測定
結果を演算する手段を備えた請求項1記載の受信レベル
測定回路。
2. The arithmetic means according to claim 1, wherein said time t is t ≧ t.
2. The reception level measurement circuit according to claim 1, further comprising means for calculating the measurement result without omitting a part of the measurement value when the value is 0 .
【請求項3】 前記所定値は前記時間tにわたり取り込
んだ電気信号により適応的に定められる請求項1記載の
受信レベル測定回路。
3. The reception level measuring circuit according to claim 1, wherein said predetermined value is adaptively determined by an electric signal taken over said time t.
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