JP3641620B2 - ダイバーシチ受信装置及びダイバーシチ送受信装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に、複数の受信アンテナを具備し、ダイバーシチ受信を行う無線データ伝送システムの受信機能を部分的にスリープさせる制御方法に関する。更に本発明は、複数の送信アンテナを具備し、送信アンテナ数が可変である装置における送信アンテナ数の制御方法にも関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話、無線ＬＡＮ等の需要は高まっており、無線通信システムの役割は極めて重要である。また、放送分野においてもデジタル化の動きが進んでおり、無線データ伝送システムに対する期待は大きい。
【０００３】
無線データ伝送システムは、携帯性、設置の容易性、コスト等の点で、有線のデータ伝送システムに比べ著しく有利である。一方、無線データ伝送システムでは、データ伝送が空間を介して行われるため、通信の最中においても伝送路状態が大きく変化すること、多重反射電波伝播（マルチパス）の影響を受けることにより、その通信品質が大きく劣化する。この影響を緩和する方法の一つにダイバーシチ受信があり、複数のアンテナから受信した信号を適切に合成することで、受信信号レベルが大きく落ち込む確率を低減し、通信品質の向上に寄与する。
【０００４】
しかしながら、複数のアンテナを用いて受信を行うことは、その消費電力が大きくなり、特に電力供給に制限のある可搬性の装置においては実現の妨げになり得る。
【０００５】
消費電力を低減するものとして、特開平１１−２８４５９９号公開公報に記載されているように、間欠受信の休止期間に電力を節減する受信装置が知られているが、複数アンテナを用いてダイバーシチ受信ができる装置に関するものではない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べたように、従来、高品質な無線データ伝送システムを実現するために、ダイバーシチ受信を行う方法があったが、複数の受信機能を動作させる必要があり、消費電力が大きいという問題点があった。
【０００７】
本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたもので、消費電力を低減することができるダイバーシチ受信装置などを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によるダイバーシチ受信装置は、複数のアンテナと、これらのアンテナの受信信号強度を部分帯域毎に測定する部分帯域受信信号強度測定部と、少なくとも一組以上の前記アンテナの組の部分帯域受信信号強度の相関値を算出する部分帯域受信信号強度相関値算出部と、前記複数のアンテナの受信信号を各々処理する複数のアナログ信号処理部と、これらのアナログ信号処理部の出力を各々デジタル信号に変換する複数のアナログ−デジタル変換部と、これらのアナログ−デジタル変換部の出力信号を各々処理する複数のデジタル信号処理部と、前記部分帯域受信信号強度相関値算出部により算出された、前記相関値が予め定めた基準値より大きいアンテナの組が存在する場合にその組を成す一方のアンテナを選択し、該当するアンテナ以外のアンテナに対応する、前記部分帯域受信信号強度測定部、前記部分帯域受信信号強度相関値算出部、前記アナログ信号処理部、前記アナログ−デジタル変換部及び前記デジタル信号処理部の少なくとも１つを停止する手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る複数の受信アンテナを具備する装置は、複数のアンテナから受信した信号を利用する必要の無い環境や、複数のアンテナから受信した信号を利用しても効果の低い環境下に限り、一部のアンテナ及びその周辺機能の動作を停止することで消費電力の低減を図る。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の各実施形態について詳細に説明する。
【００１１】
図１、図２、および、図３はそれぞれ、本発明に係るダイバーシチ受信装置の実施形態の例を示しており、いずれも３つのアンテナ及び前記３つのアンテナの受信信号をそれぞれデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換部を具備し、かつ、前記３つのアンテナの受信信号強度をそれぞれ測定する受信信号強度測定部を具備する構成である。
【００１２】
図１は、本発明に係るダイバーシチ受信装置の第１の構成例を示す図であり、アナログ信号の段階で受信信号強度を測定する構成である。アンテナ１０１、アンテナ１０５、アンテナ１０９で受信した信号は、それぞれ、周波数変換部１０２、１０６、１１０により周波数変換され、アナログ−デジタル変換部１０３、１０７、１１１によりデジタル信号に変換された後、復調部１１４に入力され、受信データ信号が抽出される。
【００１３】
一方、周波数変換部１０２、１０６、１１０は、受信信号強度測定部１０４、１０８、１１３に対する信号出力も行う。動作停止アンテナ選択部１１３は、受信信号強度測定部１０４、１０８、１１２から出力される受信信号強度を受け、予め定めた基準に合致するアンテナが存在する場合には、該アンテナ及び該アンテナが受信する信号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換部に対して動作停止を指示する信号を出力する。動作停止アンテナ選択部の詳細な動作に関しては後述する。
【００１４】
図２は、本発明に係るダイバーシチ受信装置の第２の構成例を示す図であり、デジタル信号に変換された受信信号を用いて受信信号強度を測定する構成である。アンテナ２０１、アンテナ２０５、アンテナ２０９で受信した信号は、それぞれ、周波数変換部２０２、２０６、２１０により周波数変換され、アナログ−デジタル変換部２０３、２０７、２１１によりデジタル信号に変換された後、復調部２１４に入力され、受信データ信号が抽出される。
【００１５】
一方、受信信号強度測定部２０４、２０８、２１２も、アナログ−デジタル変換部２０３、２０７、２１１からデジタル信号に変換された受信信号を入力とする。動作停止アンテナ選択部２１３は、受信信号強度測定部２０４、２０８、２１２から出力される受信信号強度を受け、予め定めた基準に合致するアンテナが存在する場合には、該アンテナ及び該アンテナが受信する信号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換部に対して動作停止を指示する信号を送信する。動作停止アンテナ選択部の詳細な動作に関しては後述する。
【００１６】
図３は、本発明に係るダイバーシチ受信装置の第３の構成例を示す図であり、FFT (Fast Fourier Transfer : 高速フーリエ変換) 部の出力信号を用いて受信信号電力を測定する構成である。アンテナ３０１、アンテナ３０６、アンテナ３１１で受信した信号は、それぞれ、周波数変換部３０２、３０７、３１１により周波数変換され、アナログ−デジタル変換部３０３、３０８、３１３によりデジタル信号に変換される。アナログ−デジタル変換部３０３、３０８、３１３により出力されるデジタル信号は、FFT３０４、３０９、３１４によりフーリエ変換される。FFT３０４、３０９、３１４の出力信号は、復調部３１７に入力され、受信データ信号が抽出される。
【００１７】
一方、受信信号強度測定部３０５、３１０、３１５も、FFT３０４、３０９、３１４の出力信号を入力とする。動作停止アンテナ選択部３１６は、受信信号強度測定部３０５、３１０、３１５から出力される受信信号強度を受け、予め定めた基準に合致するアンテナが存在する場合には、該アンテナ及び該アンテナが受信する信号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換部に対して動作停止を指示する信号を送信する。動作停止アンテナ選択部の詳細な動作に関しては後述する。
【００１８】
図４は、本発明に係るダイバーシチ受信装置における動作停止アンテナ選択部の詳細な動作の一形態を説明するための図である。
【００１９】
受信アンテナ数は３で、４０１、４０２、４０３は各アンテナの受信信号強度を示しており、選択の基準を受信信号強度が最大のアンテナの受信信号強度に対して R１ dB低い値とする。図４において、受信信号強度が最大のアンテナはアンテナ１であり、アンテナ１の受信信号強度４０４に対して R１ [dB] 低い値４０５が選択の基準となる。そして、アンテナ２の受信信号強度４０２が基準４０５より小さいので、アンテナ２が選択され、アンテナ２及びアンテナ２から受信する信号をデジタル信号に変換するデジタル−アナログ変換部の動作を停止する。
【００２０】
アンテナ３の受信信号強度４０３は、基準４０５より大きいためアンテナ３は選択されない。アンテナ２から受信する信号をデジタル−アナログ変換部への入力信号に変換するアナログ信号処理部、すなわち、図１における周波数変換部１０６及び受信信号強度測定部１０８、図２における周波数変換部２０６、図３における周波数変換部３０７の動作を併せて停止してもよい。さらに、該デジタル−アナログ変換部の出力信号を処理する信号処理部、すなわち、図２における受信信号強度測定部２０８、図３におけるFFT３０９及び受信信号強度測定部３１０の動作を併せて停止しても良い。
【００２１】
本実施形態において選択の基準は、アンテナ毎の受信信号強度の相対的な比と定めたが、絶対的な受信信号電力値であってもよい。このように受信信号強度が際立って小さいアンテナ及び該アンテナから受信する信号をデジタル信号に変換する機能を停止することで、受信装置の消費電力を低減することができる。受信信号強度が際立って小さいアンテナから受信する信号の、正しい受信データを得ることへの寄与は小さいため、この信号の受信を停止することによる通信品質の劣化は小さいと考えられる。
【００２２】
図５、図６、および、図７はそれぞれ、本発明に係るダイバーシチ受信装置の実施形態の例を示しており、いずれも３つのアンテナ及び前記３つのアンテナの受信信号をそれぞれデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換部を具備し、かつ、前記３つのアンテナの部分帯域毎の受信信号強度をそれぞれ測定する部分帯域受信信号強度測定部を具備する構成である。
【００２３】
図５は、本発明に係るダイバーシチ受信装置の第４の構成例を示す図であり、アナログ信号の段階で部分帯域受信信号強度を測定する構成である。アンテナ５０１、アンテナ５０５、アンテナ５０９で受信した信号は、それぞれ、周波数変換部５０２、５０６、５１０により周波数変換され、アナログ−デジタル変換部５０３、５０７、５１１によりデジタル信号に変換された後、復調部５１４に入力され、受信データ信号が抽出される。
【００２４】
一方、周波数変換部５０２、５０６、５１０は、部分受信信号強度測定部５０４、５０８、５１３に対する信号出力も行う。動作停止アンテナ選択部５１３は、部分受信信号強度測定部５０４、５０８、５１２から出力される部分受信信号強度を受け、予め定めた基準に合致するアンテナが存在する場合には、該アンテナ及び該アンテナが受信する信号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換部に対して動作停止を指示する信号を出力する。動作停止アンテナ選択部の詳細な動作に関しては後述する。
【００２５】
図６は、本発明に係るダイバーシチ受信装置の第５の構成例を示す図であり、デジタル信号に変換された受信信号を用いて部分帯域受信信号強度を測定する構成である。アンテナ６０１、アンテナ６０５、アンテナ６０９で受信した信号は、それぞれ、周波数変換部６０２、６０６、６１０により周波数変換され、アナログ−デジタル変換部６０３、６０７、６１１によりデジタル信号に変換された後、復調部６１４に入力され、受信データ信号が抽出される。
【００２６】
一方、アナログ−デジタル変換部６０３、６０７、６１１の出力信号は、部分受信信号強度測定部６０４、６０８、６１２にも入力され、部分帯域毎の受信信号が算出される。動作停止アンテナ選択部６１３は、部分受信信号強度測定部６０４、６０８、６１２から出力される部分受信信号強度を受け、予め定めた基準に合致するアンテナが存在する場合には、該アンテナ及び該アンテナが受信する信号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換部に対して動作停止を指示する信号を送信する。動作停止アンテナ選択部の詳細な動作に関しては後述する。
【００２７】
図７は、本発明に係るダイバーシチ受信装置の第６の構成例を示す図であり、FFTの出力信号を用いて部分帯域受信信号強度を測定する構成である。アンテナ７０１、アンテナ７０６、アンテナ７１１で受信した信号は、それぞれ、周波数変換部７０２、７０７、７１２により周波数変換され、アナログ−デジタル変換部７０３、７０８、７１３によりデジタル信号に変換される。アナログ−デジタル変換部７０３、７０８、７１３により出力されるデジタル信号は、FFT ７０４、７０９、７１４によりフーリエ変換される。FFT７０４、７０９、７１４の出力信号は、復調部７１７に入力され、受信データ信号が抽出される。
【００２８】
一方、FFT７０４、７０９、７１４の出力信号は、部分受信信号強度測定部７０５、７１０、７１５にも入力され、部分帯域毎の受信信号電力が測定される。動作停止アンテナ選択部７１６は、部分受信信号強度測定部７０５、７１０、７１５から出力される部分受信信号強度を受け、予め定めた基準に合致するアンテナが存在する場合には、該アンテナ及び該アンテナが受信する信号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換部に対して動作停止を指示する信号を送信する。動作停止アンテナ選択部の詳細な動作に関しては後述する。
【００２９】
図８は、本発明に係るダイバーシチ受信装置における動作停止アンテナ選択部の詳細な動作の一形態を説明する図である。受信アンテナはアンテナ１、アンテナ２、アンテナ３、の３つで、本実施例に係る受信装置は、それぞれのアンテナの受信信号帯域を４帯域に分割した、部分帯域１、部分帯域２、部分帯域３、部分帯域４の受信信号強度をそれぞれ測定する機能を有する。
【００３０】
アンテナ１の、部分帯域１の受信信号強度を８０１に、部分帯域２の受信信号強度を８０２に、部分帯域３の受信信号強度を８０３に、部分帯域４の受信信号強度を８０４に示し、アンテナ２の部分帯域１、部分帯域２、部分帯域３，部分帯域４の受信信号強度をそれぞれ、８０５、８０６、８０７、８０８に、アンテナ３の部分帯域１、部分帯域２、部分帯域３，部分帯域４の受信信号強度をそれぞれ、８０９、８１０、８１１、８１２に示している。
【００３１】
ここで、部分帯域受信信号強度が、同一部分帯域の受信信号強度が最大であるアンテナのそれより R２ 以上小さい値を選択の基準とし、部分帯域２及び部分帯域４をアンテナ選択の対象とする。部分帯域２の受信信号強度に着目すると、アンテナ２の受信信号強度は、アンテナ１の受信信号強度よりR２ [dB] 以上小さく、かつ、部分帯域４においても同様の関係が成立している。よって、アンテナ２の部分帯域受信信号強度は基準より小さいと判定され、アンテナ２及びアンテナ２から受信する信号をデジタル信号に変換するデジタル−アナログ変換部の動作を停止する。アンテナ２から受信する信号をデジタル−アナログ変換部への入力信号に変換するアナログ信号処理部、すなわち、図５における周波数変換部５０６及び受信信号強度測定部５０８、図６における周波数変換部６０６、図７における周波数変換部７０７の動作を併せて停止してもよい。
【００３２】
さらに、該デジタル−アナログ変換部の出力信号を処理する信号処理部、すなわち、図６における受信信号強度測定部６０８、図３におけるFFT７０９及び受信信号強度測定部７１０の動作を併せて停止しても良い。本実施例において、選択基準の対象は一部の部分帯域としたが、全部分帯域を選択基準の対象としてもよい。また、本実施例における選択の基準は相対的な部分帯域受信信号強度比としたが、絶対的な部分帯域受信信号電力値であってもよい。このように、部分帯域毎に受信信号強度を測定し、これに基づいて動作を停止するアンテナを選択することで、通信品質の劣化を抑えつつ受信装置の消費電力を低減できることが期待される。
【００３３】
図９は、本発明に係るダイバーシチ受信装置における動作停止アンテナ選択部の詳細な動作の一形態を説明する図である。
【００３４】
受信アンテナはアンテナ１（上記アンテナ１０１，２０１，３０１，５０１，６０１，７０１に相当。以下同じ）、アンテナ２（上記アンテナ１０５，２０５，３０５，５０５，６０５，７０５に相当。以下同じ）、アンテナ３（上記アンテナ１０９，２０９，３０９，５０９，６０９，７０９に相当。以下同じ）の３つで、本実施例に係る受信装置は、それぞれのアンテナの受信信号帯域を４帯域に分割した、部分帯域１、部分帯域２、部分帯域３、部分帯域４の受信信号強度をそれぞれ測定する機能を有する。
【００３５】
アンテナ１の、部分帯域１の受信信号強度を９０１に、部分帯域２の受信信号強度を９０２に、部分帯域３の受信信号強度を９０３に、部分帯域４の受信信号強度を９０４に示し、アンテナ２の部分帯域１、部分帯域２、部分帯域３，部分帯域４の受信信号強度をそれぞれ、９０５、９０６、９０７、９０８に、アンテナ３の部分帯域１、部分帯域２、部分帯域３，部分帯域４の受信信号強度をそれぞれ、９０９、９１０、９１１、９１２に示している。ここで、部分帯域２及び部分帯域４を選択基準の対象とし、この両部分帯域受信信号強度がｒ [W] より大きいことを選択の基準とする。
【００３６】
アンテナ１に着目すると、部分帯域２及び部分帯域４の受信信号強度が共に ｒ [W] より大きい。よって、アンテナ１の部分帯域信号強度は選択の基準より大きいと判定され、アンテナ１以外のアンテナ、すなわち、アンテナ２及びアンテナ３、並びに、アンテナ２及びアンテナ３から受信する信号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換部の動作を停止する。アンテナ２及びアンテナ３から受信する信号をアナログ−デジタル変換部への入力信号に変換するアナログ信号処理部と、ここで動作を停止するアナログ−デジタル変換部の出力信号のみを処理するデジタル信号処理部の動作を併せて停止しても良い。
【００３７】
図９において、部分帯域受信信号強度が選択の基準より大きいアンテナは唯一つだけ存在するが、これが複数存在する場合には該当するアンテナの少なくとも一つ以上のアンテナを動作停止アンテナから除外すればよい。本実施例において、選択基準の対象は一部の部分帯域としたが、全部分帯域を選択基準の対象としてもよい。また、本実施例において選択の基準は絶対的な部分帯域受信信号強度値としたが、他のアンテナとの相対的な部分帯域受信信号強度比を選択の基準としてもよい。このように、部分帯域毎に受信信号強度を測定し、これに基づいて動作を停止するアンテナを選択することで、通信品質の劣化を抑えつつ受信装置の消費電力を低減できる。
【００３８】
図１０、図１１、および、図１２は、請求項４に係るダイバーシチ受信装置における動作停止アンテナ選択方法の一実施の形態を説明する一連の図である。受信アンテナはアンテナ１、アンテナ２、アンテナ３の３つで、本実施例に係る受信装置は、それぞれのアンテナの受信信号帯域を４帯域に分割した、部分帯域１、部分帯域２、部分帯域３、部分帯域４の受信信号強度をそれぞれ測定する機能を有する。
【００３９】
アンテナ１の、部分帯域１の受信信号強度を１００１に、部分帯域２の受信信号強度を１００２に、部分帯域３の受信信号強度を１００３に、部分帯域４の受信信号強度を１００４に示し、アンテナ２の部分帯域１、部分帯域２、部分帯域３，部分帯域４の受信信号強度をそれぞれ、１００５、１００６、１００７、１００８に、アンテナ３の部分帯域１、部分帯域２、部分帯域３，部分帯域４の受信信号強度をそれぞれ、１００９、１０１０、１０１１、１０１２に示している。
【００４０】
また、本実施形態に係る受信装置は、アンテナ１対アンテナ２、アンテナ２対アンテナ３、アンテナ３対アンテナ１の前記部分帯域受信信号強度の相関値を算出する機能を有し、かつ、前記部分帯域受信信号強度のアンテナ毎の平均値を求める機能を有する。図１１は、アンテナ１対アンテナ２、アンテナ２対アンテナ３、アンテナ３対アンテナ１の部分帯域受信信号強度の相関値をそれぞれ、１１０１、１１０２、１１０３に示し、図１２は、アンテナ１、アンテナ２、アンテナ３の部分帯域受信信号強度の平均値をそれぞれ、１２０１、１２０２、１２０３に示している。
【００４１】
ここで、アンテナ１対アンテナ２を例に前記「相関値」を具体的に説明する。図１０における部分帯域受信信号強度、１００１をa1、１００２をa2、１００３をa3、１００４をa4、１００５をb1、１００６をb2、１００７をb3、１００８をb4と表記し、部分帯域受信信号強度の相関値を
【数１】
で定義する。他のアンテナの組の相関値も同様に算出される。ここで、相関値の基準値をAとし、これより大きい相関値を示すアンテナの組の、前記平均値の小さいアンテナの動作を停止するものとする。
【００４２】
図１１に示すように、アンテナ３対アンテナ１の相関値１１０３が閾値Aより大きく、図１２に示すように、アンテナ３とアンテナ１の部分帯域受信信号強度の平均値１２０１及び１２０３では、アンテナ３の平均値１２０３の方が小さい。よって、アンテナ３が選択され、アンテナ３及びアンテナ３から受信する信号をデジタル信号に変換するデジタル−アナログ変換部の動作を停止する。このように伝送路に相関性の強いアンテナの、受信信号強度の小さい一方の動作を停止すことで、通信品質の劣化を抑えつつ、受信装置の消費電力を低減できる。
【００４３】
変調方式にOFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 等のマルチキャリア変調を採用したシステムでは、データの復調処理にしばしばフーリエ変換が用いられ、前記「部分帯域」は「サブキャリア」と呼ばれることがある。このため、上述のダイバーシチ受信装置は、図７に示したようにFFTの出力信号を用いて部分帯域受信信号強度を測定する構成とすることで、フーリエ変換を行う機能、すなわち、FFTが、動作停止アンテナ選択のみでなく、データの復調処理にも活用され、本発明の実施に伴う回路規模の増加が小さくなる。ゆえに、図７に示した本発明に係るダイバーシチ受信装置の第６の構成例はOFDM等のマルチキャリア変調を用いるシステムに特に好適であると言える。
【００４４】
図１３は、本発明に係るダイバーシチ受信装置の一構成例を示す図である。アンテナ１３０１、アンテナ１３０６、アンテナ１３１１で受信した信号は、それぞれ、周波数変換部１３０２、１３０７、１３１２により周波数変換され、アナログ−デジタル変換部１３０３、１３０８、１３１３によりデジタル信号に変換される。アナログ−デジタル変換部１３０３、１３０８、１３１３により出力されるデジタル信号は、FFT １３０４、１３０９、１３１４によりフーリエ変換される。FFT１３０４、１３０９、１３１４の出力信号は、復調部１３１７に入力され、受信データ信号が抽出される。
【００４５】
一方、FFT１３０４、１３０９、１３１４の出力信号は、部分受信信号強度測定部１３０５、１３１０、１３１５にも入力され、部分帯域毎の受信信号電力が測定される。動作停止アンテナ選択部１３１６は、記憶部１３１８の内容が有効な場合にはその内容を読み取り、該アンテナ及び該アンテナが受信する信号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換部に対して動作停止を指示する信号を送信する。前記記憶部の内容が無効な場合には、部分受信信号強度測定部１３０５、１３１０、１３１５から出力される部分受信信号強度を受け、予め定めた基準に合致するアンテナを選択し、該アンテナ及び該アンテナが受信する信号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換部に対して動作停止を指示する信号を送信する。
【００４６】
さらに、上述の選択結果を記憶部に上書きする。動作停止アンテナ選択の基準は、第１乃至第６の構成例のいずれであっても良い。記憶期間制御部１３１９は、復調部１３１７から伝送路応答を得て、最も近い過去に動作停止アンテナを記憶した時刻の伝送路応答と現在の伝送路応答の相関値を算出し、前記相関値が予め定めた値の範囲にある場合に、記憶部の内容を有効とする。このように、伝送路が大きく変動しない間は動作停止アンテナを一定とすることで、動作停止アンテナ選択に伴う処理を低減することができ、消費電力の一層の低減が実現される。
【００４７】
図１４は、本発明に係るダイバーシチ送受信装置の一構成例を示す図であり、アンテナ数は２である。アンテナ１４０１、アンテナ１４０７で受信した信号は、それぞれ、送受切替部１４０２、１４０８を経た後、周波数変換部１４０３、１４０９により周波数変換され、アナログ−デジタル変換部１４０４、１４１０によりデジタル信号に変換される。アナログ−デジタル変換部１４０４、１４１０により出力されるデジタル信号は、FFT １４０５、１４１１によりフーリエ変換される。FFT１４０５、１４１１の出力信号は、復調部１４１３に入力され、受信データ信号が抽出される。
【００４８】
一方、FFT１４０５、１４１１の出力信号は、部分受信信号強度測定部１４０６、１４１２にも入力され、部分帯域毎の受信信号電力が測定される。動作停止アンテナ選択部１４１４は、記憶部１４１５の内容が有効な場合にはその内容を読み取り、該アンテナ及び該アンテナから受信する信号を処理する、送受信切替部、周波数変換部、アナログ−デジタル変換部、FFT、部分帯域受信信号強度測定部に対して動作停止を指示する信号を送信する。
【００４９】
前記記憶部の内容が無効な場合には、部分受信信号強度測定部１４０６、１４１２から出力される部分受信信号強度を受け、予め定めた基準に合致するアンテナを選択し、該アンテナ及び該アンテナが受信する信号を処理するアナログ信号処理部、すなわち、送受信切替部、周波数変換部、並びにアナログ−デジタル変換部、並びにアナログ−デジタル変換部の出力信号を処理するデジタル信号処理部、すなわち、FFT、部分帯域受信信号強度測定部に対して動作停止を指示する信号を送信する。そして、上述の選択結果を記憶部に上書きする。
【００５０】
動作停止アンテナ選択の基準は、第１乃至第６の構成例のいずれであっても良い。動作記憶期間制御部１４１６は、復調部１４１３から伝送路応答を得て、最も近い過去に動作停止アンテナを記憶した時刻の伝送路応答と現在の伝送路応答の相関値を算出し、前記相関値が予め定めた値の範囲にある場合に記憶部の内容を有効とする。そして、送信時には動作停止アンテナ制御部１４１４は、記憶部１４１５の内容を読み取り、この内容に従い送信を行うアンテナを決定する。
【００５１】
ここで、アンテナ２が動作停止アンテナとして選択されたものとすると、アンテナ１からのみ信号を送信することになり、アンテナ２、送受切替部１４０８、周波数変換部１４２６、デジタル−アナログ変換部１４２５、高速逆フーリエ変換（Inverse Fast Fourier Transform）を行うIFFT１４２４には動作停止を指示する信号が送信される。変調部１４１７は、アンテナ１から送信する信号を生成し、この信号が、IFFT１４２１、デジタル−アナログ変換部１４２２、周波数変換部１４２３、送受信切替部１４０２で所定の処理を施された後、アンテナ１から送信される。このように受信アンテナの動作停止にならい送信アンテナの動作を停止することで、通信品質の劣化を抑えつつ、送信に伴う消費電力を低減することができる。上述のダイバーシチ送受信装置は、受信する信号の周波数と送信する信号の周波数が同一、乃至類似しているシステムにおいて効果が大きく、時分割にて双方向通信を実現しているシステムに特に好適である。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、複数のアンテナを具備するダイバーシチ通信装置において、通信品質の劣化を抑えつつ、一部のアンテナの動作を停止することが可能となり、装置の消費電力低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるダイバーシチ受信装置の第１の実施形態の構成例を示す図。
【図２】本発明によるダイバーシチ受信装置の第２の実施形態の構成例を示す図。
【図３】本発明によるダイバーシチ受信装置の第３の実施形態の構成例を示す図。
【図４】本発明によるダイバーシチ受信装置における動作停止アンテナ選択部の動作を説明するため図。
【図５】本発明によるダイバーシチ受信装置の第４の実施形態の構成例を示す図。
【図６】本発明によるダイバーシチ受信装置の第５の実施形態の構成例を示す図。
【図７】本発明によるダイバーシチ受信装置の第６の実施形態の構成例を示す図。
【図８】本発明によるダイバーシチ受信装置における動作停止アンテナ選択部の動作を説明するための図。
【図９】本発明によるダイバーシチ受信装置における動作停止アンテナ選択部の動作を説明するための図。
【図１０】本発明によるダイバーシチ受信装置における動作停止アンテナ選択部の動作を示す一連の説明の第１の図。
【図１１】本発明によるダイバーシチ受信装置における動作停止アンテナ選択部の動作を示す一連の説明の第２の図。
【図１２】本発明によるダイバーシチ受信装置における動作停止アンテナ選択部の動作を示す一連の説明の第３の図。
【図１３】本発明によるダイバーシチ受信装置の他の実施形態の構成例を示す図。
【図１４】本発明によるダイバーシチ送受信装置の他の実施形態の構成例を示す図。
【符号の説明】
１０１，１０５，１０９，２０１，２０５，２０９，３０１，３０６，３１１，５０１，５０５，５０９，６０１，６０５，６０９，７０１，７０６，７１１・・・アンテナ、
１０２，１０６，１１０，２０２，２０６，２１０，３０２，３０７，３１２，５０２，５０６，５０９・・・周波数変換部、
１０４，１０８，１１２，２０４，２０８，２１２，３０５，３１０，３１５・・・受信信号強度測定部、
１１３，２１３，３１６・・・動作停止アンテナ選択部、
１１４，２１４，３１７・・・復調部。
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に、複数の受信アンテナを具備し、ダイバーシチ受信を行う無線データ伝送システムの受信機能を部分的にスリープさせる制御方法に関する。更に本発明は、複数の送信アンテナを具備し、送信アンテナ数が可変である装置における送信アンテナ数の制御方法にも関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話、無線ＬＡＮ等の需要は高まっており、無線通信システムの役割は極めて重要である。また、放送分野においてもデジタル化の動きが進んでおり、無線データ伝送システムに対する期待は大きい。
【０００３】
無線データ伝送システムは、携帯性、設置の容易性、コスト等の点で、有線のデータ伝送システムに比べ著しく有利である。一方、無線データ伝送システムでは、データ伝送が空間を介して行われるため、通信の最中においても伝送路状態が大きく変化すること、多重反射電波伝播（マルチパス）の影響を受けることにより、その通信品質が大きく劣化する。この影響を緩和する方法の一つにダイバーシチ受信があり、複数のアンテナから受信した信号を適切に合成することで、受信信号レベルが大きく落ち込む確率を低減し、通信品質の向上に寄与する。
【０００４】
しかしながら、複数のアンテナを用いて受信を行うことは、その消費電力が大きくなり、特に電力供給に制限のある可搬性の装置においては実現の妨げになり得る。
【０００５】
消費電力を低減するものとして、特開平１１−２８４５９９号公開公報に記載されているように、間欠受信の休止期間に電力を節減する受信装置が知られているが、複数アンテナを用いてダイバーシチ受信ができる装置に関するものではない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べたように、従来、高品質な無線データ伝送システムを実現するために、ダイバーシチ受信を行う方法があったが、複数の受信機能を動作させる必要があり、消費電力が大きいという問題点があった。
【０００７】
本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたもので、消費電力を低減することができるダイバーシチ受信装置などを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によるダイバーシチ受信装置は、複数のアンテナと、これらのアンテナの受信信号強度を部分帯域毎に測定する部分帯域受信信号強度測定部と、少なくとも一組以上の前記アンテナの組の部分帯域受信信号強度の相関値を算出する部分帯域受信信号強度相関値算出部と、前記複数のアンテナの受信信号を各々処理する複数のアナログ信号処理部と、これらのアナログ信号処理部の出力を各々デジタル信号に変換する複数のアナログ−デジタル変換部と、これらのアナログ−デジタル変換部の出力信号を各々処理する複数のデジタル信号処理部と、前記部分帯域受信信号強度相関値算出部により算出された、前記相関値が予め定めた基準値より大きいアンテナの組が存在する場合にその組を成す一方のアンテナを選択し、該当するアンテナ以外のアンテナに対応する、前記部分帯域受信信号強度測定部、前記部分帯域受信信号強度相関値算出部、前記アナログ信号処理部、前記アナログ−デジタル変換部及び前記デジタル信号処理部の少なくとも１つを停止する手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る複数の受信アンテナを具備する装置は、複数のアンテナから受信した信号を利用する必要の無い環境や、複数のアンテナから受信した信号を利用しても効果の低い環境下に限り、一部のアンテナ及びその周辺機能の動作を停止することで消費電力の低減を図る。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の各実施形態について詳細に説明する。
【００１１】
図１、図２、および、図３はそれぞれ、本発明に係るダイバーシチ受信装置の実施形態の例を示しており、いずれも３つのアンテナ及び前記３つのアンテナの受信信号をそれぞれデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換部を具備し、かつ、前記３つのアンテナの受信信号強度をそれぞれ測定する受信信号強度測定部を具備する構成である。
【００１２】
図１は、本発明に係るダイバーシチ受信装置の第１の構成例を示す図であり、アナログ信号の段階で受信信号強度を測定する構成である。アンテナ１０１、アンテナ１０５、アンテナ１０９で受信した信号は、それぞれ、周波数変換部１０２、１０６、１１０により周波数変換され、アナログ−デジタル変換部１０３、１０７、１１１によりデジタル信号に変換された後、復調部１１４に入力され、受信データ信号が抽出される。
【００１３】
一方、周波数変換部１０２、１０６、１１０は、受信信号強度測定部１０４、１０８、１１３に対する信号出力も行う。動作停止アンテナ選択部１１３は、受信信号強度測定部１０４、１０８、１１２から出力される受信信号強度を受け、予め定めた基準に合致するアンテナが存在する場合には、該アンテナ及び該アンテナが受信する信号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換部に対して動作停止を指示する信号を出力する。動作停止アンテナ選択部の詳細な動作に関しては後述する。
【００１４】
図２は、本発明に係るダイバーシチ受信装置の第２の構成例を示す図であり、デジタル信号に変換された受信信号を用いて受信信号強度を測定する構成である。アンテナ２０１、アンテナ２０５、アンテナ２０９で受信した信号は、それぞれ、周波数変換部２０２、２０６、２１０により周波数変換され、アナログ−デジタル変換部２０３、２０７、２１１によりデジタル信号に変換された後、復調部２１４に入力され、受信データ信号が抽出される。
【００１５】
一方、受信信号強度測定部２０４、２０８、２１２も、アナログ−デジタル変換部２０３、２０７、２１１からデジタル信号に変換された受信信号を入力とする。動作停止アンテナ選択部２１３は、受信信号強度測定部２０４、２０８、２１２から出力される受信信号強度を受け、予め定めた基準に合致するアンテナが存在する場合には、該アンテナ及び該アンテナが受信する信号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換部に対して動作停止を指示する信号を送信する。動作停止アンテナ選択部の詳細な動作に関しては後述する。
【００１６】
図３は、本発明に係るダイバーシチ受信装置の第３の構成例を示す図であり、FFT (Fast Fourier Transfer : 高速フーリエ変換) 部の出力信号を用いて受信信号電力を測定する構成である。アンテナ３０１、アンテナ３０６、アンテナ３１１で受信した信号は、それぞれ、周波数変換部３０２、３０７、３１１により周波数変換され、アナログ−デジタル変換部３０３、３０８、３１３によりデジタル信号に変換される。アナログ−デジタル変換部３０３、３０８、３１３により出力されるデジタル信号は、FFT３０４、３０９、３１４によりフーリエ変換される。FFT３０４、３０９、３１４の出力信号は、復調部３１７に入力され、受信データ信号が抽出される。
【００１７】
一方、受信信号強度測定部３０５、３１０、３１５も、FFT３０４、３０９、３１４の出力信号を入力とする。動作停止アンテナ選択部３１６は、受信信号強度測定部３０５、３１０、３１５から出力される受信信号強度を受け、予め定めた基準に合致するアンテナが存在する場合には、該アンテナ及び該アンテナが受信する信号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換部に対して動作停止を指示する信号を送信する。動作停止アンテナ選択部の詳細な動作に関しては後述する。
【００１８】
図４は、本発明に係るダイバーシチ受信装置における動作停止アンテナ選択部の詳細な動作の一形態を説明するための図である。
【００１９】
受信アンテナ数は３で、４０１、４０２、４０３は各アンテナの受信信号強度を示しており、選択の基準を受信信号強度が最大のアンテナの受信信号強度に対して R１ dB低い値とする。図４において、受信信号強度が最大のアンテナはアンテナ１であり、アンテナ１の受信信号強度４０４に対して R１ [dB] 低い値４０５が選択の基準となる。そして、アンテナ２の受信信号強度４０２が基準４０５より小さいので、アンテナ２が選択され、アンテナ２及びアンテナ２から受信する信号をデジタル信号に変換するデジタル−アナログ変換部の動作を停止する。
【００２０】
アンテナ３の受信信号強度４０３は、基準４０５より大きいためアンテナ３は選択されない。アンテナ２から受信する信号をデジタル−アナログ変換部への入力信号に変換するアナログ信号処理部、すなわち、図１における周波数変換部１０６及び受信信号強度測定部１０８、図２における周波数変換部２０６、図３における周波数変換部３０７の動作を併せて停止してもよい。さらに、該デジタル−アナログ変換部の出力信号を処理する信号処理部、すなわち、図２における受信信号強度測定部２０８、図３におけるFFT３０９及び受信信号強度測定部３１０の動作を併せて停止しても良い。
【００２１】
本実施形態において選択の基準は、アンテナ毎の受信信号強度の相対的な比と定めたが、絶対的な受信信号電力値であってもよい。このように受信信号強度が際立って小さいアンテナ及び該アンテナから受信する信号をデジタル信号に変換する機能を停止することで、受信装置の消費電力を低減することができる。受信信号強度が際立って小さいアンテナから受信する信号の、正しい受信データを得ることへの寄与は小さいため、この信号の受信を停止することによる通信品質の劣化は小さいと考えられる。
【００２２】
図５、図６、および、図７はそれぞれ、本発明に係るダイバーシチ受信装置の実施形態の例を示しており、いずれも３つのアンテナ及び前記３つのアンテナの受信信号をそれぞれデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換部を具備し、かつ、前記３つのアンテナの部分帯域毎の受信信号強度をそれぞれ測定する部分帯域受信信号強度測定部を具備する構成である。
【００２３】
図５は、本発明に係るダイバーシチ受信装置の第４の構成例を示す図であり、アナログ信号の段階で部分帯域受信信号強度を測定する構成である。アンテナ５０１、アンテナ５０５、アンテナ５０９で受信した信号は、それぞれ、周波数変換部５０２、５０６、５１０により周波数変換され、アナログ−デジタル変換部５０３、５０７、５１１によりデジタル信号に変換された後、復調部５１４に入力され、受信データ信号が抽出される。
【００２４】
一方、周波数変換部５０２、５０６、５１０は、部分受信信号強度測定部５０４、５０８、５１３に対する信号出力も行う。動作停止アンテナ選択部５１３は、部分受信信号強度測定部５０４、５０８、５１２から出力される部分受信信号強度を受け、予め定めた基準に合致するアンテナが存在する場合には、該アンテナ及び該アンテナが受信する信号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換部に対して動作停止を指示する信号を出力する。動作停止アンテナ選択部の詳細な動作に関しては後述する。
【００２５】
図６は、本発明に係るダイバーシチ受信装置の第５の構成例を示す図であり、デジタル信号に変換された受信信号を用いて部分帯域受信信号強度を測定する構成である。アンテナ６０１、アンテナ６０５、アンテナ６０９で受信した信号は、それぞれ、周波数変換部６０２、６０６、６１０により周波数変換され、アナログ−デジタル変換部６０３、６０７、６１１によりデジタル信号に変換された後、復調部６１４に入力され、受信データ信号が抽出される。
【００２６】
一方、アナログ−デジタル変換部６０３、６０７、６１１の出力信号は、部分受信信号強度測定部６０４、６０８、６１２にも入力され、部分帯域毎の受信信号が算出される。動作停止アンテナ選択部６１３は、部分受信信号強度測定部６０４、６０８、６１２から出力される部分受信信号強度を受け、予め定めた基準に合致するアンテナが存在する場合には、該アンテナ及び該アンテナが受信する信号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換部に対して動作停止を指示する信号を送信する。動作停止アンテナ選択部の詳細な動作に関しては後述する。
【００２７】
図７は、本発明に係るダイバーシチ受信装置の第６の構成例を示す図であり、FFTの出力信号を用いて部分帯域受信信号強度を測定する構成である。アンテナ７０１、アンテナ７０６、アンテナ７１１で受信した信号は、それぞれ、周波数変換部７０２、７０７、７１２により周波数変換され、アナログ−デジタル変換部７０３、７０８、７１３によりデジタル信号に変換される。アナログ−デジタル変換部７０３、７０８、７１３により出力されるデジタル信号は、FFT ７０４、７０９、７１４によりフーリエ変換される。FFT７０４、７０９、７１４の出力信号は、復調部７１７に入力され、受信データ信号が抽出される。
【００２８】
一方、FFT７０４、７０９、７１４の出力信号は、部分受信信号強度測定部７０５、７１０、７１５にも入力され、部分帯域毎の受信信号電力が測定される。動作停止アンテナ選択部７１６は、部分受信信号強度測定部７０５、７１０、７１５から出力される部分受信信号強度を受け、予め定めた基準に合致するアンテナが存在する場合には、該アンテナ及び該アンテナが受信する信号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換部に対して動作停止を指示する信号を送信する。動作停止アンテナ選択部の詳細な動作に関しては後述する。
【００２９】
図８は、本発明に係るダイバーシチ受信装置における動作停止アンテナ選択部の詳細な動作の一形態を説明する図である。受信アンテナはアンテナ１、アンテナ２、アンテナ３、の３つで、本実施例に係る受信装置は、それぞれのアンテナの受信信号帯域を４帯域に分割した、部分帯域１、部分帯域２、部分帯域３、部分帯域４の受信信号強度をそれぞれ測定する機能を有する。
【００３０】
アンテナ１の、部分帯域１の受信信号強度を８０１に、部分帯域２の受信信号強度を８０２に、部分帯域３の受信信号強度を８０３に、部分帯域４の受信信号強度を８０４に示し、アンテナ２の部分帯域１、部分帯域２、部分帯域３，部分帯域４の受信信号強度をそれぞれ、８０５、８０６、８０７、８０８に、アンテナ３の部分帯域１、部分帯域２、部分帯域３，部分帯域４の受信信号強度をそれぞれ、８０９、８１０、８１１、８１２に示している。
【００３１】
ここで、部分帯域受信信号強度が、同一部分帯域の受信信号強度が最大であるアンテナのそれより R２ 以上小さい値を選択の基準とし、部分帯域２及び部分帯域４をアンテナ選択の対象とする。部分帯域２の受信信号強度に着目すると、アンテナ２の受信信号強度は、アンテナ１の受信信号強度よりR２ [dB] 以上小さく、かつ、部分帯域４においても同様の関係が成立している。よって、アンテナ２の部分帯域受信信号強度は基準より小さいと判定され、アンテナ２及びアンテナ２から受信する信号をデジタル信号に変換するデジタル−アナログ変換部の動作を停止する。アンテナ２から受信する信号をデジタル−アナログ変換部への入力信号に変換するアナログ信号処理部、すなわち、図５における周波数変換部５０６及び受信信号強度測定部５０８、図６における周波数変換部６０６、図７における周波数変換部７０７の動作を併せて停止してもよい。
【００３２】
さらに、該デジタル−アナログ変換部の出力信号を処理する信号処理部、すなわち、図６における受信信号強度測定部６０８、図３におけるFFT７０９及び受信信号強度測定部７１０の動作を併せて停止しても良い。本実施例において、選択基準の対象は一部の部分帯域としたが、全部分帯域を選択基準の対象としてもよい。また、本実施例における選択の基準は相対的な部分帯域受信信号強度比としたが、絶対的な部分帯域受信信号電力値であってもよい。このように、部分帯域毎に受信信号強度を測定し、これに基づいて動作を停止するアンテナを選択することで、通信品質の劣化を抑えつつ受信装置の消費電力を低減できることが期待される。
【００３３】
図９は、本発明に係るダイバーシチ受信装置における動作停止アンテナ選択部の詳細な動作の一形態を説明する図である。
【００３４】
受信アンテナはアンテナ１（上記アンテナ１０１，２０１，３０１，５０１，６０１，７０１に相当。以下同じ）、アンテナ２（上記アンテナ１０５，２０５，３０５，５０５，６０５，７０５に相当。以下同じ）、アンテナ３（上記アンテナ１０９，２０９，３０９，５０９，６０９，７０９に相当。以下同じ）の３つで、本実施例に係る受信装置は、それぞれのアンテナの受信信号帯域を４帯域に分割した、部分帯域１、部分帯域２、部分帯域３、部分帯域４の受信信号強度をそれぞれ測定する機能を有する。
【００３５】
アンテナ１の、部分帯域１の受信信号強度を９０１に、部分帯域２の受信信号強度を９０２に、部分帯域３の受信信号強度を９０３に、部分帯域４の受信信号強度を９０４に示し、アンテナ２の部分帯域１、部分帯域２、部分帯域３，部分帯域４の受信信号強度をそれぞれ、９０５、９０６、９０７、９０８に、アンテナ３の部分帯域１、部分帯域２、部分帯域３，部分帯域４の受信信号強度をそれぞれ、９０９、９１０、９１１、９１２に示している。ここで、部分帯域２及び部分帯域４を選択基準の対象とし、この両部分帯域受信信号強度がｒ [W] より大きいことを選択の基準とする。
【００３６】
アンテナ１に着目すると、部分帯域２及び部分帯域４の受信信号強度が共に ｒ [W] より大きい。よって、アンテナ１の部分帯域信号強度は選択の基準より大きいと判定され、アンテナ１以外のアンテナ、すなわち、アンテナ２及びアンテナ３、並びに、アンテナ２及びアンテナ３から受信する信号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換部の動作を停止する。アンテナ２及びアンテナ３から受信する信号をアナログ−デジタル変換部への入力信号に変換するアナログ信号処理部と、ここで動作を停止するアナログ−デジタル変換部の出力信号のみを処理するデジタル信号処理部の動作を併せて停止しても良い。
【００３７】
図９において、部分帯域受信信号強度が選択の基準より大きいアンテナは唯一つだけ存在するが、これが複数存在する場合には該当するアンテナの少なくとも一つ以上のアンテナを動作停止アンテナから除外すればよい。本実施例において、選択基準の対象は一部の部分帯域としたが、全部分帯域を選択基準の対象としてもよい。また、本実施例において選択の基準は絶対的な部分帯域受信信号強度値としたが、他のアンテナとの相対的な部分帯域受信信号強度比を選択の基準としてもよい。このように、部分帯域毎に受信信号強度を測定し、これに基づいて動作を停止するアンテナを選択することで、通信品質の劣化を抑えつつ受信装置の消費電力を低減できる。
【００３８】
図１０、図１１、および、図１２は、請求項４に係るダイバーシチ受信装置における動作停止アンテナ選択方法の一実施の形態を説明する一連の図である。受信アンテナはアンテナ１、アンテナ２、アンテナ３の３つで、本実施例に係る受信装置は、それぞれのアンテナの受信信号帯域を４帯域に分割した、部分帯域１、部分帯域２、部分帯域３、部分帯域４の受信信号強度をそれぞれ測定する機能を有する。
【００３９】
アンテナ１の、部分帯域１の受信信号強度を１００１に、部分帯域２の受信信号強度を１００２に、部分帯域３の受信信号強度を１００３に、部分帯域４の受信信号強度を１００４に示し、アンテナ２の部分帯域１、部分帯域２、部分帯域３，部分帯域４の受信信号強度をそれぞれ、１００５、１００６、１００７、１００８に、アンテナ３の部分帯域１、部分帯域２、部分帯域３，部分帯域４の受信信号強度をそれぞれ、１００９、１０１０、１０１１、１０１２に示している。
【００４０】
また、本実施形態に係る受信装置は、アンテナ１対アンテナ２、アンテナ２対アンテナ３、アンテナ３対アンテナ１の前記部分帯域受信信号強度の相関値を算出する機能を有し、かつ、前記部分帯域受信信号強度のアンテナ毎の平均値を求める機能を有する。図１１は、アンテナ１対アンテナ２、アンテナ２対アンテナ３、アンテナ３対アンテナ１の部分帯域受信信号強度の相関値をそれぞれ、１１０１、１１０２、１１０３に示し、図１２は、アンテナ１、アンテナ２、アンテナ３の部分帯域受信信号強度の平均値をそれぞれ、１２０１、１２０２、１２０３に示している。
【００４１】
ここで、アンテナ１対アンテナ２を例に前記「相関値」を具体的に説明する。図１０における部分帯域受信信号強度、１００１をa1、１００２をa2、１００３をa3、１００４をa4、１００５をb1、１００６をb2、１００７をb3、１００８をb4と表記し、部分帯域受信信号強度の相関値を
【数１】
【００４２】
図１１に示すように、アンテナ３対アンテナ１の相関値１１０３が閾値Aより大きく、図１２に示すように、アンテナ３とアンテナ１の部分帯域受信信号強度の平均値１２０１及び１２０３では、アンテナ３の平均値１２０３の方が小さい。よって、アンテナ３が選択され、アンテナ３及びアンテナ３から受信する信号をデジタル信号に変換するデジタル−アナログ変換部の動作を停止する。このように伝送路に相関性の強いアンテナの、受信信号強度の小さい一方の動作を停止すことで、通信品質の劣化を抑えつつ、受信装置の消費電力を低減できる。
【００４３】
変調方式にOFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 等のマルチキャリア変調を採用したシステムでは、データの復調処理にしばしばフーリエ変換が用いられ、前記「部分帯域」は「サブキャリア」と呼ばれることがある。このため、上述のダイバーシチ受信装置は、図７に示したようにFFTの出力信号を用いて部分帯域受信信号強度を測定する構成とすることで、フーリエ変換を行う機能、すなわち、FFTが、動作停止アンテナ選択のみでなく、データの復調処理にも活用され、本発明の実施に伴う回路規模の増加が小さくなる。ゆえに、図７に示した本発明に係るダイバーシチ受信装置の第６の構成例はOFDM等のマルチキャリア変調を用いるシステムに特に好適であると言える。
【００４４】
図１３は、本発明に係るダイバーシチ受信装置の一構成例を示す図である。アンテナ１３０１、アンテナ１３０６、アンテナ１３１１で受信した信号は、それぞれ、周波数変換部１３０２、１３０７、１３１２により周波数変換され、アナログ−デジタル変換部１３０３、１３０８、１３１３によりデジタル信号に変換される。アナログ−デジタル変換部１３０３、１３０８、１３１３により出力されるデジタル信号は、FFT １３０４、１３０９、１３１４によりフーリエ変換される。FFT１３０４、１３０９、１３１４の出力信号は、復調部１３１７に入力され、受信データ信号が抽出される。
【００４５】
一方、FFT１３０４、１３０９、１３１４の出力信号は、部分受信信号強度測定部１３０５、１３１０、１３１５にも入力され、部分帯域毎の受信信号電力が測定される。動作停止アンテナ選択部１３１６は、記憶部１３１８の内容が有効な場合にはその内容を読み取り、該アンテナ及び該アンテナが受信する信号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換部に対して動作停止を指示する信号を送信する。前記記憶部の内容が無効な場合には、部分受信信号強度測定部１３０５、１３１０、１３１５から出力される部分受信信号強度を受け、予め定めた基準に合致するアンテナを選択し、該アンテナ及び該アンテナが受信する信号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換部に対して動作停止を指示する信号を送信する。
【００４６】
さらに、上述の選択結果を記憶部に上書きする。動作停止アンテナ選択の基準は、第１乃至第６の構成例のいずれであっても良い。記憶期間制御部１３１９は、復調部１３１７から伝送路応答を得て、最も近い過去に動作停止アンテナを記憶した時刻の伝送路応答と現在の伝送路応答の相関値を算出し、前記相関値が予め定めた値の範囲にある場合に、記憶部の内容を有効とする。このように、伝送路が大きく変動しない間は動作停止アンテナを一定とすることで、動作停止アンテナ選択に伴う処理を低減することができ、消費電力の一層の低減が実現される。
【００４７】
図１４は、本発明に係るダイバーシチ送受信装置の一構成例を示す図であり、アンテナ数は２である。アンテナ１４０１、アンテナ１４０７で受信した信号は、それぞれ、送受切替部１４０２、１４０８を経た後、周波数変換部１４０３、１４０９により周波数変換され、アナログ−デジタル変換部１４０４、１４１０によりデジタル信号に変換される。アナログ−デジタル変換部１４０４、１４１０により出力されるデジタル信号は、FFT １４０５、１４１１によりフーリエ変換される。FFT１４０５、１４１１の出力信号は、復調部１４１３に入力され、受信データ信号が抽出される。
【００４８】
一方、FFT１４０５、１４１１の出力信号は、部分受信信号強度測定部１４０６、１４１２にも入力され、部分帯域毎の受信信号電力が測定される。動作停止アンテナ選択部１４１４は、記憶部１４１５の内容が有効な場合にはその内容を読み取り、該アンテナ及び該アンテナから受信する信号を処理する、送受信切替部、周波数変換部、アナログ−デジタル変換部、FFT、部分帯域受信信号強度測定部に対して動作停止を指示する信号を送信する。
【００４９】
前記記憶部の内容が無効な場合には、部分受信信号強度測定部１４０６、１４１２から出力される部分受信信号強度を受け、予め定めた基準に合致するアンテナを選択し、該アンテナ及び該アンテナが受信する信号を処理するアナログ信号処理部、すなわち、送受信切替部、周波数変換部、並びにアナログ−デジタル変換部、並びにアナログ−デジタル変換部の出力信号を処理するデジタル信号処理部、すなわち、FFT、部分帯域受信信号強度測定部に対して動作停止を指示する信号を送信する。そして、上述の選択結果を記憶部に上書きする。
【００５０】
動作停止アンテナ選択の基準は、第１乃至第６の構成例のいずれであっても良い。動作記憶期間制御部１４１６は、復調部１４１３から伝送路応答を得て、最も近い過去に動作停止アンテナを記憶した時刻の伝送路応答と現在の伝送路応答の相関値を算出し、前記相関値が予め定めた値の範囲にある場合に記憶部の内容を有効とする。そして、送信時には動作停止アンテナ制御部１４１４は、記憶部１４１５の内容を読み取り、この内容に従い送信を行うアンテナを決定する。
【００５１】
ここで、アンテナ２が動作停止アンテナとして選択されたものとすると、アンテナ１からのみ信号を送信することになり、アンテナ２、送受切替部１４０８、周波数変換部１４２６、デジタル−アナログ変換部１４２５、高速逆フーリエ変換（Inverse Fast Fourier Transform）を行うIFFT１４２４には動作停止を指示する信号が送信される。変調部１４１７は、アンテナ１から送信する信号を生成し、この信号が、IFFT１４２１、デジタル−アナログ変換部１４２２、周波数変換部１４２３、送受信切替部１４０２で所定の処理を施された後、アンテナ１から送信される。このように受信アンテナの動作停止にならい送信アンテナの動作を停止することで、通信品質の劣化を抑えつつ、送信に伴う消費電力を低減することができる。上述のダイバーシチ送受信装置は、受信する信号の周波数と送信する信号の周波数が同一、乃至類似しているシステムにおいて効果が大きく、時分割にて双方向通信を実現しているシステムに特に好適である。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、複数のアンテナを具備するダイバーシチ通信装置において、通信品質の劣化を抑えつつ、一部のアンテナの動作を停止することが可能となり、装置の消費電力低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるダイバーシチ受信装置の第１の実施形態の構成例を示す図。
【図２】本発明によるダイバーシチ受信装置の第２の実施形態の構成例を示す図。
【図３】本発明によるダイバーシチ受信装置の第３の実施形態の構成例を示す図。
【図４】本発明によるダイバーシチ受信装置における動作停止アンテナ選択部の動作を説明するため図。
【図５】本発明によるダイバーシチ受信装置の第４の実施形態の構成例を示す図。
【図６】本発明によるダイバーシチ受信装置の第５の実施形態の構成例を示す図。
【図７】本発明によるダイバーシチ受信装置の第６の実施形態の構成例を示す図。
【図８】本発明によるダイバーシチ受信装置における動作停止アンテナ選択部の動作を説明するための図。
【図９】本発明によるダイバーシチ受信装置における動作停止アンテナ選択部の動作を説明するための図。
【図１０】本発明によるダイバーシチ受信装置における動作停止アンテナ選択部の動作を示す一連の説明の第１の図。
【図１１】本発明によるダイバーシチ受信装置における動作停止アンテナ選択部の動作を示す一連の説明の第２の図。
【図１２】本発明によるダイバーシチ受信装置における動作停止アンテナ選択部の動作を示す一連の説明の第３の図。
【図１３】本発明によるダイバーシチ受信装置の他の実施形態の構成例を示す図。
【図１４】本発明によるダイバーシチ送受信装置の他の実施形態の構成例を示す図。
【符号の説明】
１０１，１０５，１０９，２０１，２０５，２０９，３０１，３０６，３１１，５０１，５０５，５０９，６０１，６０５，６０９，７０１，７０６，７１１・・・アンテナ、
１０２，１０６，１１０，２０２，２０６，２１０，３０２，３０７，３１２，５０２，５０６，５０９・・・周波数変換部、
１０４，１０８，１１２，２０４，２０８，２１２，３０５，３１０，３１５・・・受信信号強度測定部、
１１３，２１３，３１６・・・動作停止アンテナ選択部、
１１４，２１４，３１７・・・復調部。
Claims (3)
- 複数のアンテナと、
これらのアンテナの受信信号強度を部分帯域毎に測定する部分帯域受信信号強度測定部と、
少なくとも一組以上の前記アンテナの組の部分帯域受信信号強度の相関値を算出する部分帯域受信信号強度相関値算出部と、
前記複数のアンテナの受信信号を各々処理する複数のアナログ信号処理部と、
これらのアナログ信号処理部の出力を各々デジタル信号に変換する複数のアナログ−デジタル変換部と、
これらのアナログ−デジタル変換部の出力信号を各々処理する複数のデジタル信号処理部と、
前記部分帯域受信信号強度相関値算出部により算出された、前記相関値が予め定めた基準値より大きいアンテナの組が存在する場合にその組を成す一方のアンテナを選択し、該当するアンテナ以外のアンテナに対応する、前記部分帯域受信信号強度測定部、前記部分帯域受信信号強度相関値算出部、前記アナログ信号処理部、前記アナログ−デジタル変換部及び前記デジタル信号処理部の少なくとも１つを停止する手段とを有することを特徴とするダイバーシチ受信装置。 - 動作が停止しているアンテナを記憶する記憶部と、
前記記憶部の内容の有効期間を制御する記憶期間制御部と、
前記記憶部の内容が有効な期間には、記憶部の内容に従い動作停止アンテナを決定し、かつ、記憶部の内容が無効な期間には、所定の方法により動作を停止させるアンテナを決定する動作停止アンテナ選択部とを更に備えて成ることを特徴とする請求項１に記載のダイバーシチ受信装置。 - ダイバーシチ送信機能を有するダイバーシチ送信装置及びダイバーシチ受信機能を有するダイバーシチ受信装置とを有するダイバーシチ送受信装置であって、
前記ダイバーシチ受信装置は、
複数のアンテナと、
これらのアンテナの受信信号強度を部分帯域毎に測定し、少なくとも一組以上の前記アンテナの組の部分帯域受信信号強度の相関値を算出し、この相関値が予め定めた基準値より大きいアンテナの組が存在する場合にその組を成す一方のアンテナを選択し、該当するアンテナ以外のアンテナの少なくとも一部を停止するアンテナ停止制御部と、
このアンテナ停止制御部により動作を停止させているアンテナを記憶する記憶部と、
前記記憶部の内容の有効期間を制御する記憶期間制御部と、
前記記憶部の内容が有効な期間には、記憶部の内容に従い動作停止アンテナを決定し、かつ、記憶部の内容が無効な期間には、所定の方法により動作を停止させるアンテナを決定する動作停止アンテナ選択部と、
前記選択されたアンテナの受信信号をアナログ−デジタル変換部への入力信号に変換するアナログ信号処理部と、
前記アナログ−デジタル変換部の出力信号を処理するデジタル信号処理部と、
このデジタル信号処理部の一部または全ての動作を停止させる手段とを有し、
前記ダイバーシチ送信装置は、送信アンテナ数が可変であり、かつ前記記憶部の内容に従い、動作が停止していないアンテナを送信アンテナとして選択する手段とを有することを特徴とするダイバーシチ送受信装置。
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