JP3932869B2 - Diversity circuit - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線送受信機に用いて好適なダイバーシチ回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、ダイバーシチ方式として、空間ダイバーシチと合成ダイバーシチとが知られている。空間ダイバーシチとは、例えば2本のアンテナ1,2から受信したRF信号のうち受信品質(例えば電界強度や復調した信号の信頼度)の高い方を選択して受信機に供給する方式である。また、合成ダイバーシチとは、例えば2本のアンテナ1,2から受信したRF信号を合成して受信機に供給する方式である。空間ダイバーシチにおいては、アンテナ1,2から受信したRF信号のうち一方しか使用することができないため、両者を合成した時により高い受信品質が得られる場合にもそれを利用できないという欠点がある。一方、合成ダイバーシチにおいては、アンテナ1,2からのRF信号が打ち消しあうような位相関係にあるときは、一方のアンテナから単独で受信した場合よりも受信品質が落ちる場合がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、空間ダイバーシチおよび合成ダイバーシチには一長一短があるため、両者を切り換えることができれば便利である。すなわち、アンテナ1,2と合成器とを設け、「アンテナ1単独」、「アンテナ2単独」、「アンテナ1,2の合成(パラレル)」の3モードを切り換えて選択できるようにしておき、その時々に最も受信品質の高いモードを選択するようにできれば望ましい。しかし、かかる切換制御を行うためには、高価なRFスイッチを多数使用する必要があり、コストアップにつながるという問題がある。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、合成ダイバーシチと空間ダイバーシチの双方を安価に実現するダイバーシチ回路を提供することを目的としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明にあっては、下記構成を具備することを特徴とする。なお、括弧内は例示である。
請求項1記載のダイバーシチ回路にあっては、送信または受信される信号の波長λに対してλ/4の長さを有する第1の伝送路(ストリップライン14)と、前記波長λに対してλ/4の長さを有する第2の伝送路(ストリップライン12)と、前記第1および第2の伝送路の各一端(B点)に接続された第1のアンテナ(1)と、前記第1の伝送路(ストリップライン14)の他端(A点)に接続され当該他端の状態を短絡状態または開放状態に切り換える切換回路(PINダイオード16,コントローラ36)と、前記第2の伝送路(ストリップライン12)の他端(C点)にその一端が接続されλ/4の長さを有する第3の伝送路(ストリップライン10)と、前記第3の伝送路(ストリップライン10)の他端に接続された第2のアンテナ(2)とを具備し、前記切換回路の状態に応じて、前記第1および第2のアンテナのパラレルモードまたは前記第2のアンテナの単独モードのうち何れかを任意に選択可能であることを特徴とする。
さらに、請求項2記載の構成にあっては、請求項1記載のダイバーシチ回路において、前記第2の伝送路(ストリップライン12)の他端(C点)に一切換端が接続されたスイッチ(6)と、該スイッチ(6)の他の切換端に接続された第3のアンテナ(3)と前記切換回路および前記スイッチの状態に応じて、前記第1および第2のアンテナのパラレルモード、前記第2のアンテナの単独モードおよび前記第3のアンテナの単独モードの各ダイバーシチモードについて受信品質(IFレベルVIFまたはベースバンド信号の信頼度)を測定し、その結果に応じて以降のダイバーシチモードを決定するコントローラ(36)とをさらに具備することを特徴とする。
【0005】
【発明の実施の形態】
1.実施形態の構成
次に、本発明の一実施形態の無線送受信機の全体構成を図1を参照し説明する。なお、本無線送受信機は、無線LAN(ローカルエリアネットワーク)の通信装置として用いられる。
図において1〜3はアンテナであり、RF(無線周波)信号を送信および受信する。アンテナ1は、B点において、ストリップライン12,14の一端に接続されている。ここで、ストリップライン12,14の長さは共に「λ/4」(λはRF信号の波長)に設定されている。また、ストリップライン12の特性インピーダンスは50×√2Ω、ストリップライン14の特性インピーダンスは50Ωである。ストリップライン14の他端(A点)にはPINダイオード16のアノードが接続されており、PINダイオード16のカソードは接地されている。
【0006】
ここで、PINダイオード16のアノードに所定の正電圧のバイアス電圧VAを印加すると、PINダイオード16が導通状態になる。これは、RF信号においては、A点が短絡されていることと等価な状態である。また、PINダイオード16のアノードに所定の負電圧のバイアス電圧VAを印加すると、PINダイオード16が遮断状態になる。これは、RF信号においては、A点が開放されていることと等価な状態である。
【0007】
また、ストリップライン12の他端であるC点においては、ストリップライン10を介してアンテナ2が接続されている。このストリップライン10は「λ/4」長であり、特性インピーダンスは50×√2Ωである。6はRFスイッチであり、アンテナ3側およびアンテナ1,2側への切換端が設けられている。アンテナ3側への切換端は、コンデンサ5、ストリップライン4を介してアンテナ3に接続されている。また、アンテナ1,2側への切換端は、コンデンサ7、ストリップライン8を介して上記C点に接続されている。なお、ストリップライン4,8の特性インピーダンスは50Ωである。
【0008】
次に、20はRFスイッチであり、その共通端はRFスイッチ6の共通端に接続されている。24はRF−IFコンバータであり、送信IF信号をRF信号に変換し、アンプ22およびRFスイッチ20の一切換端を介して出力する。また、RF−IFコンバータ24は、RFスイッチ20の他切換端から受信したRF信号をIF信号に変換する。26はIFモデムであり、ベースバンド処理部28から受信したベースバンド信号に対して変調処理を施し、その結果を送信IF信号としてRF−IFコンバータ24に供給する。また、IFモデム26は、RF−IFコンバータ24から供給された受信IF信号に対して復調処理を施し、その結果をベースバンド信号としてベースバンド処理部28に供給する。
【0009】
また、IFモデム26においては、受信IF信号のレベルが測定され、測定結果がIFレベルVIFとして出力される。30はメディアアクセスコントローラであり、ホストコンピュータ(図示せず)との間でパケットを送受信する。ベースバンド処理部28は、メディアアクセスコントローラ30が受信したパケットに対して周波数拡散処理を施してベースバンド信号を生成し、IFモデム26に供給する。一方、ベースバンド処理部28は、IFモデム26から受信したベースバンド信号に対して逆拡散処理を施すことによってパケットを抽出し、抽出したパケットをメディアアクセスコントローラ30に供給する。
【0010】
次に、32はA/Dコンバータであり、IFレベルVIFをデジタル信号に変換する。34は閾値検出回路であり、このIFレベルVIFが所定の閾値を超えているか否かを判定する。36はコントローラであり、RFスイッチ6,20の切換状態を制御するとともに、コイル18を介してA点に印加されるバイアス電圧VAのレベルを設定する。
【0011】
2.実施形態の動作
2.1.ダイバーシチモード
次に、本実施形態の動作を説明する。
まず、アンテナのダイバーシチモードとして、本実施形態においては以下の3モードのうち何れかを選択可能である。
(1)アンテナ1,2のパラレルモード
アンテナ1,2のパラレルモードにおいて、RFスイッチ6はアンテナ1,2側に設定され、バイアス電圧VAとしては所定の正電圧が選択される。上述したように、A点に正のバイアス電圧VAが印加されると、PINダイオード16は導通状態になり、RF信号においては、A点が短絡されていることと等価な状態になる。ここで、λ/4長の伝送路の特徴として、電圧と電流の関係が逆になる現象、すなわちインピーダンスの反転現象が生じることが知られている。これにより、A点におけるインピーダンスが0Ωであれば、B点から見たストリップライン14のインピーダンスは、その逆数の無限大になる。
【0012】
換言すれば、バイアス電圧VAとして正電圧がA点に印加されると、RF信号においてはストリップライン14がB点から切り離されているのと等価な状態になる。従って、アンテナ1,2において受信されたRF信号は、共にλ/4長であり特性インピーダンスが50×√2Ωであるストリップライン10,12を介して合成され、特性インピーダンスが50Ωのストリップライン8、RFスイッチ6,20を順次介してRF−IFコンバータ24に供給される。また、RF−IFコンバータ24から出力される送信RF信号は、逆の経路を介してアンテナ1,2に分配され送信されることになる。
【0013】
(2)アンテナ2の単独モード
アンテナ2の単独モードにおいて、RFスイッチ6はアンテナ1,2側に設定され、バイアス電圧VAとしては所定の負電圧が選択される。上述したように、A点に負のバイアス電圧VAが印加されると、PINダイオード16は遮断状態になり、RF信号においては、A点が開放されていることと等価な状態になる。ここで、上述したインピーダンスの反転現象によれば、A点におけるインピーダンスが無限大であれば、B点から見たストリップライン14のインピーダンスは、その逆数の「0」になる。さらに、ストリップライン12におけるインピーダンスの反転現象により、C点からストリップライン12を見たインピーダンスは無限大になる。
【0014】
換言すれば、バイアス電圧VAとして負電圧がA点に印加されると、RF信号においてはストリップライン12がC点から切り離されているのと等価な状態になる。従って、アンテナ2において受信されたRF信号は、ストリップライン10,8、RFスイッチ6,20を順次介してRF−IFコンバータ24に供給される。また、RF−IFコンバータ24から出力される送信RF信号は、逆の経路を介してアンテナ2に供給され送信されることになる。
【0015】
(3)アンテナ3の単独モード
アンテナ3の単独モードにおいて、RFスイッチ6はアンテナ3側に設定される。従って、アンテナ3において受信されたRF信号は、ストリップライン4、RFスイッチ6,20を順次介してRF−IFコンバータ24に供給される。また、RF−IFコンバータ24から出力される送信RF信号は、逆の経路を介してアンテナ3に供給され送信されることになる。
【0016】
2.2.全体動作
何れかのダイバーシチモードが決定されると、無線送受信機の受信タイミングおよび送信タイミング毎に、RFスイッチ20が切り換えられ、対応するアンテナを介してRF信号が送受信される。ここで、所定周期毎に、コントローラ36においては図2に示すプログラムが起動される。
【0017】
図2において処理がステップSP2に進むと、ダイバーシチモードがアンテナ1,2のパラレルモードに設定され、その際のIFレベルVIFが測定される。次に、処理がステップSP4に進むと、ダイバーシチモードがアンテナ2の単独モードに設定され、その際のIFレベルVIFが測定される。同様に、処理がステップSP6に進むと、ダイバーシチモードがアンテナ3の単独モードに設定され、その際のIFレベルVIFが測定される。
【0018】
そして、処理がステップSP8に進むと、上記3モードのうち最もIFレベルVIFの高かったモードが以後のダイバーシチモードに決定される。かかる動作により、その時々において最適なダイバーシチモードが随時選択されることになる。
【0019】
3.変形例
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように種々の変形が可能である。
(1)上記各実施形態においては、無線LAN用の送受信機に本発明を適用した例について説明したが、本発明は無線LAN用に限られず、各種の送受信機等に適用することができる。
【0020】
(2)また、上記実施形態においては、IFレベルVIFのレベルに基づいてダイバーシチモードを決定したが、他の受信品質に応じてダイバーシチモードを決定してもよい。例えば、逆拡散処理を行った際のベースバンド信号の信頼度、受信RF信号のレベル等に応じてダイバーシチモードを決定してもよい。
【0021】
(3)また、上記実施形態において、アンテナ3,ストリップライン4,コンデンサ5およびRFスイッチ6を除いた構成によってダイバーシチを行ってもよい。かかる場合においても、バイアス電圧VAに応じて、アンテナ1,2のパラレルモードと、アンテナ2の単独モードのうち任意のモードを選択することができる。
【0022】
【発明の効果】
以上説明したように、第1および第2のアンテナのパラレルモードまたは第2のアンテナの単独モードのうち何れかを選択可能な構成においては、RFスイッチは不要になり、さらに第3のアンテナの単独モードも選択可能な構成においてもRFスイッチの数は1個で足りる。このように、本発明によれば、高価なRFスイッチの使用数を極力削減しつつ、各種ダイバーシチモードを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態の無線送受信機の全体ブロック図である。
【図2】 コントローラ36において実行されるプログラムのフローチャートである。
【符号の説明】
無線送受信機
1〜3…アンテナ、5,7…コンデンサ、6,20…RFスイッチ、4,8,10,12,14…ストリップライン、16…PINダイオード、18…コイル、22…アンプ、24…RF−IFコンバータ、26…IFモデム、28…ベースバンド処理部、30…メディアアクセスコントローラ、32…A/Dコンバータ、34…閾値検出回路、36…コントローラ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a diversity circuit suitable for use in a radio transceiver.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, spatial diversity and synthetic diversity are known as diversity systems. Spatial diversity is a method in which, for example, the RF signal received from the two
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, since space diversity and synthesis diversity have merits and demerits, it is convenient if they can be switched. That is,
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a diversity circuit that realizes both synthetic diversity and space diversity at low cost.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention is characterized by having the following configuration. The parentheses are examples.
In the diversity circuit according to
Furthermore, in the configuration according to
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1. Configuration of Embodiment Next, the overall configuration of a radio transceiver according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The wireless transceiver is used as a wireless LAN (local area network) communication device.
In the figure,
[0006]
Here, when a predetermined positive bias voltage VA is applied to the anode of the
[0007]
Further, the
[0008]
Next, 20 is an RF switch, and its common end is connected to the common end of the RF switch 6.
[0009]
The
[0010]
Next, 32 is an A / D converter, which converts the IF level VIF into a digital signal.
[0011]
2. Operation of the embodiment
2.1. Diversity Mode Next, the operation of this embodiment will be described.
First, in the present embodiment, any one of the following three modes can be selected as the antenna diversity mode.
(1) Parallel mode of
[0012]
In other words, when a positive voltage is applied to the point A as the bias voltage VA, the RF signal is equivalent to the strip line 14 being disconnected from the point B. Therefore, the RF signals received by the
[0013]
(2) Single mode of the
[0014]
In other words, when a negative voltage is applied to the point A as the bias voltage VA, the RF signal is equivalent to the state where the
[0015]
(3) Single mode of antenna 3 In the single mode of the antenna 3, the RF switch 6 is set on the antenna 3 side. Therefore, the RF signal received by the antenna 3 is supplied to the RF-
[0016]
2.2. When the diversity mode for any of the overall operations is determined, the
[0017]
When the process proceeds to step SP2 in FIG. 2, the diversity mode is set to the parallel mode of the
[0018]
Then, when the process proceeds to step SP8, the mode with the highest IF level VIF among the three modes is determined as the subsequent diversity mode. By such an operation, an optimal diversity mode is selected at any time.
[0019]
3. Modifications The present invention is not limited to the above-described embodiment, and for example, various modifications are possible as follows.
(1) In each of the above embodiments, the example in which the present invention is applied to a wireless LAN transceiver has been described. However, the present invention is not limited to a wireless LAN, and can be applied to various transceivers.
[0020]
(2) In the above embodiment, the diversity mode is determined based on the IF level VIF level. However, the diversity mode may be determined according to other reception quality. For example, the diversity mode may be determined according to the reliability of the baseband signal when the despreading process is performed, the level of the received RF signal, and the like.
[0021]
(3) In the above embodiment, diversity may be performed by a configuration excluding the antenna 3, the
[0022]
【The invention's effect】
As described above, in the configuration in which either the parallel mode of the first and second antennas or the single mode of the second antenna can be selected, the RF switch is not necessary, and the third antenna is independent. Even in a configuration in which modes can be selected, only one RF switch is sufficient. Thus, according to the present invention, it is possible to realize various diversity modes while reducing the number of expensive RF switches used as much as possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall block diagram of a wireless transceiver according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart of a program executed in the
[Explanation of symbols]
Claims (2)
前記波長λに対してλ/4の長さを有する第2の伝送路と、
前記第1および第2の伝送路の各一端に接続された第1のアンテナと、
前記第1の伝送路の他端に接続され当該他端の状態を短絡状態または開放状態に切り換える切換回路と、
前記第2の伝送路の他端にその一端が接続されλ/4の長さを有する第3の伝送路と、
前記第3の伝送路の他端に接続された第2のアンテナと
を具備し、
前記切換回路の状態に応じて、前記第1および第2のアンテナのパラレルモードまたは前記第2のアンテナの単独モードのうち何れかを任意に選択可能であることを特徴とするダイバーシチ回路。A first transmission line having a length of λ / 4 with respect to a wavelength λ of a signal to be transmitted or received;
A second transmission line having a length of λ / 4 with respect to the wavelength λ;
A first antenna connected to each end of the first and second transmission lines;
A switching circuit connected to the other end of the first transmission line and switching the state of the other end to a short-circuited state or an open state;
A third transmission line having one end connected to the other end of the second transmission line and having a length of λ / 4;
A second antenna connected to the other end of the third transmission line,
A diversity circuit characterized in that either a parallel mode of the first and second antennas or a single mode of the second antenna can be arbitrarily selected according to the state of the switching circuit.
該スイッチの他の切換端に接続された第3のアンテナと
前記切換回路および前記スイッチの状態に応じて、前記第1および第2のアンテナのパラレルモード、前記第2のアンテナの単独モードおよび前記第3のアンテナの単独モードの各ダイバーシチモードについて受信品質を測定し、その結果に応じて以降のダイバーシチモードを決定するコントローラと
をさらに具備することを特徴とする請求項1記載のダイバーシチ回路。A switch having one switching end connected to the other end of the second transmission path;
The parallel mode of the first and second antennas, the single mode of the second antenna, and the third antenna connected to the other switching terminal of the switch, the switching circuit, and the state of the switch The diversity circuit according to claim 1, further comprising a controller that measures reception quality for each diversity mode of the third mode of the third antenna and determines a subsequent diversity mode according to the result.
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