JP3324303B2

JP3324303B2 - 受信信号レベル検出回路

Info

Publication number: JP3324303B2
Application number: JP28147294A
Authority: JP
Inventors: 哲哉島崎; 浩一市村
Original assignee: Iwatsu Electric Co Ltd
Current assignee: Iwatsu Electric Co Ltd
Priority date: 1994-10-21
Filing date: 1994-10-21
Publication date: 2002-09-17
Anticipated expiration: 2017-09-17
Also published as: JPH08125628A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、第二世代デジタルコー
ドレス電話システムの基地局に関する。

【０００２】

【従来の技術】第二世代デジタルコードレス電話システ
ムは、時分割多重で通信が行われる。時分割多重とは、
時間軸上で通話を多重化する事である。１つのキャリア
周波数において、基地局から移動局への下り４スロッ
ト、移動局から基地局への上り４スロットが多重化さ
れ、５ｍｓ毎に繰り返し送受信される。このため基地局
は、１つのキャリア周波数で４つの移動局との通信が可
能である。スロットは時間軸上におけるビットの集まり
で通話情報を含み、１スロットは６２５μｓである。こ
のときキャリア周波数は、定められた周波数帯域のうち
１つが選択され、割り当てられる。基地局は各移動局か
らの受信信号レベルを監視し、４つの用途に使用され
る。即ち、空きチャネル検出、バースト検出、受信信号
レベル監視、ダイバーシチ制御である。

【０００３】空きチャネル検出は、基地局が通信開始に
先立ち、そのスロットが使おうとするキャリア周波数に
おいて、空いていることを確認するために行う。検出に
あたっては、使用予定スロットについてきめられた３点
における受信信号レベルが、しきい値以下であれば空き
チャネルと見なす。図８（ａ）は、通信中において時分
割多重された、時間軸上におけるスロットを示し、受信
スロットａ〜ｄは移動局から基地局への上りのスロッ
ト、送信スロットａ〜ｄは基地局から移動局への下りス
ロットを示す。受信スロットａにおける空きチャネル検
出は、図に示すようにスロット内の前縁部Ａ，中央部
Ｂ，後縁部Ｃの３点における受信信号レベルを測定す
る。そしてＲＣＲの規格より、これら全てが連続する４
フレーム以上でしきい値以下であれば、空きチャネルと
する。ここで１フレームは、５ｍｓ期間の８つの送受信
スロットを意味する。バースト検出は、通信開始時にバ
ーストの到着を検出するものである。しきい値以上の受
信信号レベルが検出された時にバーストを検出したと見
なす。このバースト検出によりウィンドウを作成し、そ
のウィンドウ内で復調動作を行う。図８（ｂ）は、受信
スロットａのみについて示す。バースト検出は、前縁部
付近における数点で受信信号レベルを測定し、例えば全
ての値がしきい値以下であれば、“バーストなし”と判
断する。受信信号レベルの監視は、通信中に行う。受信
信号レベルがしきい値以下になったら、チャネル切り替
え等の障害回避動作を行う。受信信号レベルの監視は、
空きチャネルのときと同様に、スロット内の前縁部，中
央部，後縁部の３点における受信信号レベルを測定す
る。例えば、これらの値の全てがしきい値以下であれ
ば、チャネル切り替え等を行う。ダイバーシチ制御で
は、たとえば検波後選択合成ダイバーシチにおいて２つ
の相関の低いアンテナからの受信信号レベルを比較し、
より高い受信信号レベルの受信系を選択する。図８
（ｃ）も、受信スロットａのみを示す。ダイバーシチ
は、スロットの中央部Ｄ，Ｅ点において異なるアンテナ
系で受信信号レベルを測定し、例えば受信信号レベルの
大きい方のアンテナ系で次回の送受信を行う。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記各用途に用いられ
る受信信号レベルは、通常第２中間周波に変換した後の
変調波増幅出力を整流し、デシベル表示の受信電力とし
て表される。しかしながら、この受信信号レベルは変調
波がπ／４シフトＱＰＳＫ変調であるため振幅包絡が変
動しており、瞬時電力も変動する。その変動幅は１０ｄ
Ｂ程度のときもある。このため振幅包絡の変動を平均化
することは重要で、これは積分回路によってなされる。
このときに積分回路の時定数によって、平均される期間
が変化する。言い換えると、時定数を大きくすればする
ほど、積分期間が長くなり、受信信号レベルの変動幅を
小さく抑えることができ、正確な値を求めることができ
る。しかしながら、時定数を大きくすると、立ち上がり
時間が長くなってしまう。

【０００５】空きチャネル検出とバースト検出ではバー
スト開始点あるいは終了点部分の受信信号レベルを知る
必要があるので、立ち上がり立ち下がりを速くする必要
があり、時定数を小さくする。一方、受信信号レベルの
監視とダイバーシチ制御においてはそのスロット内で受
信信号レベルがわかればよく、正確な平均値を求めるこ
とが優先されるので、時定数は長くした方がよい。

【０００６】受信信号レベルは整流回路や非線形増幅器
といったアナログ回路を用いて測定されるので、半導体
素子のばらつきや温度により誤差が生ずる。一般にこの
場合の誤差は、±３ｄＢ程度である。この誤差に前述し
た変調による振幅包絡の変動が加わるので、受信信号レ
ベルの測定は更に精度の低いものになってしまう。この
ため積分回路により振幅包絡の変動を平均化することは
重要である。従来は、受信信号レベルの平均化を一定の
時定数の積分回路で行っているため、空きチャネル検出
あるいはバースト検出を確実に行うとすると受信信号レ
ベル監視あるいはダイバーシチ制御が正確に行えないと
いう問題点があった。また、空きチャネル検出，バース
ト検出と受信信号レベル監視、ダイバーシチ制御を異な
る時定数の積分回路を用いて平均化して行うとすると、
ダイバーシチ受信による２つの受信信号レベル出力は、
前記積分回路のために更に２つに分割され、最終的に４
つの平均化された受信信号レベルになる。これを前記各
用途に用いるには、４つのＡ／Ｄ変換器が必要で、Ａ／
Ｄ変換器の構成が複雑になり、更に処理するための回路
も内部でスイッチングを行うために複雑になるという問
題点があった。

【０００７】本発明は、高い信頼度を以て受信信号レベ
ルを検知することができる構造簡易な受信信号レベル検
出回路を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明による受信信号レベル検出回路は、時分割多
重で行われるデジタル無線通信システムの受信装置にお
いて、受信信号レベルを異なった時定数を持つ複数の積
分回路に入力し、空きチャネル検出とバースト検出のと
きには、短い時定数の積分回路で受信信号レベルを平均
化した出力を用いるように、また、受信信号レベルの監
視とダイバーシチ制御の時には、長い時定数の積分回路
で受信信号レベルを平均化した出力を用いるように前記
複数の積分回路の出力を切り替え手段を介してとり出す
構成を有する。

【０００９】

【作用】本発明における受信信号レベル検出回路を用い
れば、空きチャネル検出とバースト検出のときには、短
い時定数の積分回路で受信信号レベルを平均化するの
で、速い立ち上がりで受信信号レベルを検出できる。一
方、受信信号レベルの監視とダイバーシチ制御の時に
は、長い時定数の積分回路で受信信号レベルを平均化す
るので、正確な受信信号レベルを測定することができ
る。これにより、コントロール回路は、比較的簡単な構
成で実現することができる。

【００１０】

【実施例】図１は本発明の実施例である。図において、
１ａは主幹系アンテナ、１ｂは補助系アンテナ、２ａと
２ｂはＲＦ受信部、３ａ〜３ｄは積分回路、４ａ〜４ｃ
はスイッチ、５はＡＤ変換器、６はコントロール回路で
ある。主幹系アンテナ１ａからの変調波は、ＲＦ受信部
２ａに入力される。ＲＦ受信部２ａでは変調波を整流し
た後、デシベル表示の電力に対応する受信信号レベル信
号７ａを出力する。一方、補助系アンテナ１ｂからの変
調波も、ＲＦ受信部２ｂに入力され、主幹系アンテナ１
ａの場合と同様に処理されて、受信信号レベル信号７ｂ
を出力する。

【００１１】次に、受信信号レベル信号７ａは積分回路
３ａ，３ｂに入り、受信信号レベル信号７ｂは積分回路
３ｃ，３ｄに入る。これらの積分回路は図２に示すよう
な簡易な回路で実現される。積分回路３ａの時定数ｔ_3a
は３ｂの時定数ｔ_3bより大きくする（ｔ_3a＞ｔ_3b）。そ
して、３ｃの時定数ｔ_3cは３ａの時定数ｔ_3aと等しく
（ｔ_3c＝ｔ_3a）、３ｄの時定数ｔ_3dは３ｂの時定数ｔ_3b
と等しい（ｔ_3d＝ｔ_3b）。積分回路の出力はスイッチ４
ａ〜４ｃで選択され、ＡＤ変換器５に入力される。ＡＤ
変換器５では受信信号レベルをＡＤ変換して、その出力
９をコントロール回路６に出力する。８ａはＡ／Ｄ変換
器５の制御信号で、例えばこの信号が“Ｌ”になってか
ら約２μＳ後にＡ／Ｄ変換器５からのデータ９、即ち受
信信号レベルのデータが得られる。そして、この信号が
“Ｈ”になると、データ９が無効になる。コントロール
回路６はこの受信信号レベルのデータを用いて、空きチ
ャネル検出、バースト検出、受信信号レベル監視，ダイ
バーシチ制御を行う。１０は、これらの制御を行うとき
に必要なしきい値及び受信スロットに同期したカウンタ
値である。１１はこれらの制御の結果を示すフラグであ
る。例えば、空きチャネル検出のフラグは、“空きチャ
ネルあり”のときに“１”となる。スイッチ４ａ，４ｂ
の切り替えは、コントロール回路６からのスイッチ４
ａ，４ｂ切替え信号８ｂによって行われ、スイッチ４ｃ
の切替えは、コントロール回路６からのスイッチ４ｃ切
替え信号８ｃによって行われる。

【００１２】コントロール回路６は、空きチャネル検出
とバースト検出時の受信信号レベル情報を取り込むとき
にスイッチ４ａを積分回路３ｂの側に、スイッチ４ｂを
積分回路３ｄの側にする。また、受信信号レベルの監視
とダイバーシチ制御を行うための受信信号レベル情報を
取り込むときにスイッチ４ａを積分回路３ａの側に、ス
イッチ４ｂを積分回路３ｃの側にする。そして、スイッ
チ４ａ，４ｂの出力は、スイッチ４ｃで時分割的に選択
され、ＡＤ変換器５に入力される。このスイッチ４ｃ
は、ＡＤ変換器５を複数用いないで済むように設けられ
ている。

【００１３】コントロール回路６について、図３から図
７を用いて詳細に説明する。図３は、コントロール回路
６の内部構成図である。同図で、６１は、コントロール
回路部ａで図８（ａ）で説明した受信スロットａについ
て空きチャネル検出，バースト検出，受信信号レベル監
視，ダイバーシチ制御を行う。６２はコントロール回路
部ｂ、６３はコントロール回路部ｃ、６４はコントロー
ル回路部ｄで、それぞれ受信スロットｂから受信スロッ
トｄについて同様の制御を行う。コントロール回路部ａ
６１には、カウンタ値１０ａが入力する。これはビット
毎にカウントされるカウンタで、実際に受信される受信
スロットａに同期している。即ち、このカウンタ値を見
れば受信スロットａの任意の位置を知ることができる。
このためコントロール回路部ａ６１は、受信スロットａ
において任意のタイミングでＡ／Ｄ変換器５からのデー
タ、すなわち受信信号レベルを知ることができる。６６
は、Ａ／Ｄ変換器５の制御信号である。各コントロール
回路部６１，６２，６３，６４の制御はスロットが異な
るため、各コントロール回路部６１，６２，６３，６４
からのＡ／Ｄ変換器５の制御信号は、時間軸上で重なら
ない。よって各コントロール回路部６１，６２，６３，
６４からのＡ／Ｄ変換器５の制御信号は、論理積されて
出力される。また、コントロール回路ａ６１からは、ス
イッチ４ａ，４ｂの切り替え信号６８とスイッチ４ｃの
切替え信号６９が出力される。この切替え信号６８，６
９は、通常“Ｈ”にしておき、必要に応じて“Ｌ”と
し、測定後にすぐに“Ｈ”に戻すことにする。このた
め、各コントロール回路部６１，６２，６３，６４から
の切替え信号は論理積されて出力されている。コントロ
ール回路部ａ６１での判定結果は、空きチャネルが検出
されたときのフラグ１１ａ，バーストが検出されたとき
のフラグ１１ｂ、受信信号レベルがしきい値１０ｄより
小さくなったときのフラグ１１ｃ、ダイバーシチで主幹
系か補助系かのフラグ１１ｄに示される。ここで１０ｂ
は、空きチャネルかどうかを判定するしきい値で、１０
ｃはバースト検出を判定するしきい値である。

【００１４】次に、コントロール回路部ａ６１の内部構
成について、図４に示す。この回路は、空きチャネル検
出回路６１１，バースト検出回路６１２，受信信号レベ
ル監視回路６１３，ダイバーシチ制御回路６１４から構
成される。それぞれには、図３で説明したように、タイ
ミング値１０ａ、Ａ／Ｄ変換されたデータ９が入力され
る。また、空きチャネル検出回路６１１，バースト検出
回路６１２，受信信号レベル監視回路６１３には、それ
ぞれしきい値１０ｂ，１０ｃ，１０ｄが入力され、フラ
グ１１ａ，１１ｂ，１１ｃとＡ／Ｄ変換器５の制御信号
６６ａ，６６ｂ，６６ｃが出力される。そしてダイバー
シチ制御回路６１４からは、フラグ１１ｄとＡ／Ｄ変換
器５の制御信号６６ｄが出力される。Ａ／Ｄ変換器５の
制御信号６６は、“Ｌ”のときに意味を持つ信号なの
で、制御信号６６ａ，６６ｂ，６６ｃ，６６ｄが論理積
されて出力される。また、空きチャネル検出回路６１
１，バースト検出回路６１２からは、それぞれスイッチ
４ａ，４ｂ切替え信号６８ａ，６８ｂが出力される。こ
こでは、受信信号レベル監視回路６１３、ダイバーシチ
制御回路６１４から、この切替え信号を出力しない。こ
れは、通常状態でこの信号を“Ｈ”としているからであ
る。しかし、このため空きチャネル検出と受信信号レベ
ル監視が同じ測定点で行われる場合には、スイッチ４ｂ
が積分回路３ｂの側になり、小さい時定数の積分回路を
使うようになっている。ダイバーシチ制御回路６１４か
らは、スイッチ４ｃ切替え信号６９が出力され、ダイバ
ーシチ判定を行うために、アンテナを切替えて受信信号
レベルを測定する。

【００１５】空きチャネル検出回路６１１の一例とし
て、フローチャートを図５に示す。まず、Ｆ１に“０”
を、Ｆ２に“１”を代入する（Ｓ１）。ここでＦ１とＦ
２はフラグ１１ａを作るための中間フラグである。又、
“１”は信号レベルが“Ｈ”であることを意味し、
“０”は信号レベルが“０”であることを意味する。次
にカウンタ値１０ａが検出を行うべき受信スロットの測
定点を示したとき分岐Ｓ２が“Ｙ”となり、下へ進み、
それ以外は分岐Ｓ２が“Ｎ”となり、待機状態になる。
そしてスイッチ4a，４ｂ切替え信号６８ａを“Ｌ”にし
て、スイッチ４ａ，４ｂを積分回路３ｂ，３ｄの側にた
おし、時定数の短い積分回路にしている（Ｓ３）。次に
Ａ／Ｄ変換の制御信号６６ａを“Ｌ”にして（Ｓ４）、
Ａ／Ｄ変換器５より受信信号レベルのデータ９を獲得
し、データ９の獲得後、Ａ／Ｄ変換器５の制御信号６６
ａを“Ｈ”にもどす（Ｓ５）。この受信信号レベル９と
外部から入力されたしきい値１０ｂと比較して（Ｓ
６）、受信信号レベルが大きい場合にＦ２を“０”に
（Ｓ７）、受信信号レベルが小さい場合にＦ１を“１”
にする（Ｓ８）。その後、Ｆ１とＦ２の積をＦ１に代入
し（Ｓ９）、スイッチ４ａ，４ｂの切替え信号６８ａを
“Ｈ”にしてスイッチ４ａ，４ｂを積分回路３ａ，３ｃ
の側にたおし、時定数の長い積分回路にしている（Ｓ１
０）。この行程を測定点の数だけ繰り返し（分岐Ｓ１１
が“Ｎ”のとき）、カウンタ値より判断して全ての測定
点が終わったら、分岐Ｓ１１が“Ｙ”になり、Ｆ１をフ
ラグ１０ａに出力して終了する（Ｓ１２）。このアルゴ
リズムで分岐Ｓ１１が“Ｎ”となり、測定点の数だけ繰
り返したとき、Ｆ２が一回でも“０”になると最終的に
フラグ１１ａは“０”になる。空きチャネル回路のアル
ゴリズムでは受信スロットの前縁部，中央部，後縁部の
３点を測定点にしていて、全ての受信信号レベルがしき
い値以下のとき、“空きチャネルあり”として、フラグ
１１ａを“１”にしている。

【００１６】バースト検出の場合は、空きチャネル検出
とほとんど同じだが、受信スロットの前縁部の数点を測
定点にしていて、図５の処理Ｓ１２でＦ１の反転信号を
フラグに代入する。この場合、受信信号レベルが一つで
もしきい値以上のとき、“バーストあり”として、フラ
グを“１”にしている。

【００１７】受信信号レベル監視回路６１３の一例とし
て、フローチャートを図６に示す。この場合のアルゴリ
ズムは、空きチャネル検出回路６１１の場合とほとんど
同じであるが、受信信号レベル測定点のときに（分岐Ｓ
２１が“Ｙ”のとき）、スイッチ４ａ，４ｂの切替えを
行わない。これは空きチャネル検出，バースト検出のと
きに、測定直前に時定数の短い積分回路に切替え、測定
直後に長い時定数の積分回路に切替えることにより、こ
の測定が行われる期間以外は、時定数の長い積分回路に
なっているからである。例えば、バースト検出と受信信
号レベル監視が同じスロットで行われる場合、バースト
検出測定点のときには短い時定数の積分回路にして、１
つの測定が終了する毎に長い時定数の成分回路にもど
す。これを測定点の数だけ繰り返す。従って、受信信号
レベル監視を行うときには、常に長い時定数の積分回路
にスイッチが切り替わっている。

【００１８】ダイバーシチ制御回路６１４の一例とし
て、フローチャートを図７に示す。この図でデータ０と
データ１は、受信信号レベルを記憶し、比較するための
データメモリである。カウンタ値１０ａが受信スロット
の中央部の受信信号レベル測定点を示すと、分岐Ｓ３１
が“Ｙ”となり、スイッチ４ｃ切替え信号６９を“Ｌ”
にして、スイッチ４ｃを下側にたおし、補助系にする
（Ｓ３２）。そしてＡ／Ｄ変換器５の制御信号６６ｄを
“Ｌ”にして（Ｓ３３）、受信信号レベル９をデータ０
に入力し、それからＡ／Ｄ変換器５の制御信号６６ｄを
“Ｈ”にする（Ｓ３４）。次にスイッチ４ｃ切替え信号
６９を“Ｈ”にして、スイッチ４ｃを上側にたおし、主
幹系にして（Ｓ３５）、データ０と同様にしてデータ１
を獲得する（Ｓ３６，Ｓ３７）。そして、データ０とデ
ータ１を比較して（Ｓ３８）、データ０がデータ１より
大きければ、フラグ１１ｄを“０”とし（Ｓ３９）、そ
うでなければフラグ１１ｄを“１”とする（Ｓ４０）。
このフラグ１１ｄが、“１”のときは主幹系を選択すべ
き場合で、“０”のときは、補助系を選択すべき場合で
ある。

【００１９】このようにコントロール回路６を構成する
と、４つの受信スロットのそれぞれについて、空きチャ
ネル検出，バースト検出，受信信号レベルの監視，ダイ
バーシチ制御を行い、フラグを出力することができる。
そしてそれぞれの処理は、積分回路を時分割で切替えて
Ａ／Ｄ変換器５に取り込むため、処理に応じた時定数の
積分回路が選択でき、しかもＡ／Ｄ変換器５の構成が簡
素で、その結果コントロール回路６の構成も簡素にな
る。

【００２０】積分回路３ａ，３ｃの時定数を５０μｓと
すると、１４ｄＢの受信信号レベル変動は、積分回路３
ａ，３ｃにより約０．８ｄＢに抑えられる。受信信号レ
ベルの測定回路による誤差は±３ｄＢ程度であるから、
最終的な受信信号レベルの誤差は約±３．８ｄＢにな
る。これにより、受信信号レベル監視とダイバーシチ制
御のときに、受信信号レベルを精度よく測定できること
がわかる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば異
なった時定数をもつ積分回路で受信信号レベルの平均化
を行うので、空きチャネル検出とバースト検出のときに
速い立ち上がりの平均化を行い、受信信号レベル監視と
ダイバーシチ制御のときにより正確な平均化を行う。こ
のため、基地局はより信頼性の高い処理を行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例で受信信号レベル検出回路であ
る。

【図２】本発明の構成部品である積分回路を簡易に実現
するための回路である。

【図３】本発明に用いるコントロール回路の１例を示す
ブロック図である。

【図４】コントロール回路に用いられているコントロー
ル回路部の１例を示すブロック図である。

【図５】コントロール回路部に用いられている空きチャ
ネル検出回路の動作を示すフローチャートである。

【図６】コントロール回路部に用いられている受信信号
レベル監視回路の動作を示すフローチャートである。

【図７】コントロール回路部に用いられているダイバー
シチ制御回路の動作を示すフローチャートである。

【図８】デジタルコードレス電話システムに用いられる
信号フォーマット例を示す図である。

【符号の説明】

１ａ主幹系アンテナ１ｂ補助系アンテナ２ａ，２ｂＲＦ受信部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ積分回路４ａ，４ｂ，４ｃスイッチ５Ａ／Ｄ変換器６コントロール回路７ａ，７ｂ受信信号レベル信号８ａ，６６，６６ａ，６６ｂ，６６ｃ，６６ｄＡ／Ｄ
変換器の制御信号８ｂ，６８，６８ａ，６８ｂスイッチ４ａ，４ｂ切替
え信号８ｃ，６９スイッチ４ｃ切替え信号９受信信号レベルのデータ１０ａカウンタ値１０ｂ，１０ｃ，１０ｄしきい値１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄフラグ６１，６２，６３，６４コントロール回路部６１１空きチャネル検出回路６１２バースト検出回路６１３受信信号レベル監視回路６１４ダイバーシチ制御回路

フロントページの続き (56)参考文献特開平６−204925（ＪＰ，Ａ) 特開平６−53918（ＪＰ，Ａ) 特開平６−45970（ＪＰ，Ａ) 特開平８−97766（ＪＰ，Ａ) 特開平７−67179（ＪＰ，Ａ) 特開平５−347582（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04J 3/00 - 3/26 H04L 5/22 - 5/26 H04B 1/00 H04B 1/38 - 1/58 H04M 3/00 H04M 3/16 - 3/20 H04M 3/38 - 3/40 H04M 7/00 - 7/16 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】時分割多重で行われるデジタル無線通信
システムの受信装置において、受信信号を異なった時定
数を持つ複数の積分回路に入力し、空きチャネル検出と
バースト検出のときには、短い時定数の積分回路で受信
信号レベルを平均化した出力を用いるように、また、受
信信号レベルの監視とダイバーシチ制御の時には、長い
時定数の積分回路で受信信号レベルを平均化した出力を
用いるように前記複数の積分回路の出力を切り替え手段
を介してとり出すことを特徴とする受信信号レベル検出
回路。