JP4135542B2 - 無線通信機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フェージング等によって受信信号の信号強度が変化する移動体通信等に使用して好適な無線通信機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、無線通信機では、高周波信号（受信信号）から中間周波信号にダウンコンバートするミキサや信号を検波する直交検波器等の前段には、受信信号を増幅する低雑音増幅器（以下、ＬＮＡという）を設けている。そして、従来技術による無線通信機として、ＬＮＡにはバイパス経路を並列接続すると共に、該バイパス経路を接続／遮断するスイッチを設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２８０６６号公報
【０００４】
そして、従来技術では、受信信号の信号強度（電界強度）が小さいときにはスイッチを開成してＬＮＡによって信号を増幅し、信号強度が大きいときにはスイッチを閉成してＬＮＡをバイパスさせていた。また、従来技術では、受信信号の信号強度に対してヒステリシスをもってスイッチを開成、閉成させ、頻繁なスイッチの開成、閉成に伴うスイッチングノイズを低減していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術による無線通信機では、受信信号の強度が十分に大きいときに、例えばフェージング等によって受信信号の強度が瞬間的に急激に落ち込む（例えば１０〜２０ｄＢ程度）ことがある。このとき、受信信号の信号強度に応じてスイッチを開成、閉成させるから、スイッチが瞬間的に開成、閉成を繰返してスイッチングノイズが発生する傾向がある。
【０００６】
これに対して、従来技術では、受信信号の信号強度に対してヒステリシスをもってスイッチを開成、閉成させていた。しかし、この場合、フェージングによるスイッチングを回避するためには、ヒステリシス幅をフェージングによる信号強度の変動幅よりも大きく設定しておく必要があり、最適な受信系の利得が得られなくなると共に、雑音指数（ＮＦ）の増加や飽和を招き受信感度を劣化させるという問題がある。
【０００７】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、フェージング等によって受信信号の強度が急激に変化するときでも、受信感度を良好に保つことができる無線通信機を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明は、受信信号を増幅する低雑音増幅器と、該低雑音増幅器をバイパスするバイパス手段と、前記受信信号の信号強度を検出する信号強度検出器と、該信号強度検出器によって検出された信号強度に応じて前記バイパス手段を用いて前記低雑音増幅器をバイパスするか否かのバイパス状態を制御するバイパス制御手段とを備えた無線通信機に適用される。
【０００９】
そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記バイパス制御手段は、前記信号強度検出器によって検出された受信信号の信号強度と検出頻度との関係を示すヒストグラムを生成するヒストグラム生成手段と、該ヒストグラム生成手段によるヒストグラムを用いて前記受信信号が所定の頻度よりも高頻度な信号か否かを判定する判定手段と、該判定手段によって前記受信信号が所定の頻度よりも高頻度な信号と判定したときには、互いに異なる２つの閾値をもったヒステリシスに基づいて該受信信号の信号強度に応じて前記バイパス手段によるバイパス状態を切換え、前記受信信号が所定の頻度よりも低頻度な信号と判定したときには、前記バイパス手段によるバイパス状態を現状維持するバイパス状態切換手段とによって構成したことにある。
【００１０】
このように構成したことにより、フェージング等によって一時的に受信信号の信号強度が減少または増加したときでも、このときの受信信号は頻度の低い信号強度となるから、判定手段は所定の頻度よりも低い低頻度な信号と判定する。このため、バイパス状態切換手段は、バイパス手段を用いて低雑音増幅器をバイパスするか否かのバイパス状態を現状維持し、低頻度な信号が判定される以前の高頻度な信号が判定されたときのバイパス状態を保持する。これにより、バイパス手段によるバイパス状態を必要以上に切換える必要がなくなると共に、フェージングの解消時に適した状態で受信信号の利得を設定することができ、受信感度を高めることができる。
【００１１】
請求項２の発明では、前記バイパス状態切換手段は、前記判定手段によって前記受信信号が低頻度な信号であると一定時間に亘って連続して判定されたときには、最後に検出された受信信号の信号強度に応じて前記バイパス手段によるバイパス状態を切換える低頻度バイパス状態切換手段を備える構成としている。
【００１２】
これにより、判定手段によって低頻度な信号が長時間に亘って連続して判定されるときには、例えば無線通信機がトンネル内に移動した場合等のように受信環境が変化しているから、このような新たな受信環状に対応するように、低頻度バイパス状態切換手段を用いてバイパス手段によるバイパス状態を切換えることができる。
【００１３】
請求項３の発明では、前記バイパス状態切換手段は、前記受信信号が所定の頻度よりも低頻度な信号と判定したときで、かつ該受信信号の信号強度が前記２つの閾値間を含む範囲とは異なる値となるときには、該受信信号の信号強度に応じて前記バイパス手段によるバイパス状態を切換える補助バイパス状態切換手段を備える構成としている。
【００１４】
ここで、低頻度な信号であっても受信信号の信号強度が高頻度な信号の処理に用いる２つの閾値間を含む範囲とは異なる値となる場合には、受信信号の信号強度が極端に大，小しているから、そのままのバイパス状態を保持したときに通信が継続できなくなる可能性がある。これに対し、補助バイパス状態切換手段は、このような受信信号が検出されたときには、低頻度な信号であっても受信信号の信号強度に応じてバイパス手段によるバイパス状態を切換えることができる。この結果、受信信号の信号強度が極端に大きいときや小さいときには、信号強度の頻度に拘わらず受信信号の信号強度に応じた状態で低雑音増幅器を用いることができ、通信切断を防ぐことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態による無線通信機を添付図面に従って詳細に説明する。
【００１６】
まず、図１ないし図６は本発明の第１の実施の形態を示し、図において、１は高周波信号ＲＦ（受信信号）を送信、受信するアンテナで、該アンテナ１は共用器を介して送信回路(図示せず)に接続されると共に、受信回路を構成する後述のＬＮＡ３に接続されている。
【００１７】
３はアンテナ１から受信された高周波信号ＲＦを増幅する低雑音増幅器（以下、ＬＮＡ３という）で、該ＬＮＡ３は、入力側が共用器２を介してアンテナ１に接続されると共に、出力端が帯域通過フィルタ４（以下、ＢＰＦ４という）を介してミキサ７に接続されている。
【００１８】
５はＬＮＡ３に並列接続されたバイパス手段としてのバイパス経路で、該バイパス経路５の途中には、後述のバイパス制御部１７から出力される制御信号に応じて開成、閉成するスイッチ６が取付けられている。
【００１９】
７は高周波信号ＲＦを中間周波信号ＩＦに変換するミキサで、該ミキサ７は、入力側が高周波信号ＲＦを帯域制限するＢＰＦ４を介してＬＮＡ３に接続されると共に、局部発振信号ＬＯ1を出力する第１の局部発振器８に接続されている。また、ミキサ７の出力側は、中間周波信号ＩＦを帯域制限する帯域通過フィルタ９（以下、ＢＰＦ９という）を介して後述の中間周波信号増幅器１０に接続されている。そして、ミキサ７は、高周波信号ＲＦと局部発振信号ＬＯ1とを混合して中間周波信号ＩＦにダウンコンバートすると共に、中間周波信号ＩＦを中間周波信号増幅器１０に向けて出力している。
【００２０】
１０は中間周波信号ＩＦを増幅する中間周波信号増幅器で、該中間周波信号増幅器１０は、入力側がＢＰＦ９を介してミキサ７に接続されると共に、出力側が後述の直交検波器１１に接続されている。そして、中間周波信号増幅器１０は、例えば図３に示すように、後述のバイパス制御部１７から出力される制御信号Ｃ2に比例して増幅利得が増加すると共に、増幅した中間周波信号ＩＦを直交検波器１１に向けて出力している。
【００２１】
１１は中間周波信号ＩＦに対して直交検波を行う直交検波器で、該直交検波器１１は、ミキサ１１Ａ，１１Ｂとπ／２移相器１１Ｃとによって構成され、ミキサ１１Ａは第２の局部発振器１２に接続されると共に、ミキサ１１Ｂはπ／２移相器１１Ｃを介して第２の局部発振器１２に接続されている。そして、ミキサ１１Ａは、中間周波信号ＩＦと局部発振器１２による局部発振信号ＬＯ2とを混合してＩ信号（同相信号）を出力すると共に、ミキサ１１Ｂは中間周波信号ＩＦとπ／２移相器１１Ｃを通過した局部発振信号ＬＯ2とを混合してＱ信号（直交信号）を出力している。
【００２２】
１３，１４に検波されたＩ信号とＱ信号から不要成分を除く低域通過フィルタ（以下、ＬＰＦ１３，１４という）で、該ＬＰＦ１３，１４は、入力側が直交検波器１１のミキサ１１Ａ，１１Ｂにそれぞれ接続されると共に、出力側が後述の復調回路１５に接続されている。
【００２３】
１５はＬＰＦ１３，１４を介して直交検波器１１に接続された復調回路で、該復調回路１５は、Ｉ信号とＱ信号からＱＰＳＫデータ信号等のベースバンド信号（ディジタル信号）を復調している。そして、復調回路１５は、後述の受信電力検出部１６およびバイパス制御部１７を備えている。
【００２４】
１６は受信信号の信号強度としてＩ信号とＱ信号の信号強度を検出する受信電力検出部で、該受信電力検出部１６は、入力側がＬＰＦ１３，１４を介してミキサ１１Ａ、１１Ｂに接続され、出力側が後述するバイパス制御部１７のヒストグラム生成部１８と制御電圧出力部２１とに接続されている。
【００２５】
そして、受信電力検出部１６は、例えば通信システムで電力制御を行う最小時間（１スロット）毎にＩ信号とＱ信号の信号強度をこれらの二乗和を用いて検出し、このときの検出値Ｓn（Ｓn＝Ｉ²＋Ｑ²）を出力する。なお、信号強度を検出する平均時間は通信システムや通信環境等に応じて任意な値に設定できるものである。
【００２６】
１７は受信電力検出部１６に接続されたバイパス制御部で、該バイパス制御部１７は、Ｉ信号とＱ信号の信号強度（検出値Ｓn）に応じてスイッチ６の開成、閉成を制御すると共に、中間周波信号増幅器１０の利得を制御している。そして、バイパス制御部１７は、後述のヒストグラム生成部１８、標準偏差算出部１９、判定部２０および制御電圧出力部２１によって構成されている。
【００２７】
１８は受信信号の信号強度（検出値Ｓn）に対するヒストグラムＨを生成するヒストグラム生成手段としてのヒストグラム生成部で、該ヒストグラム生成部１８は、入力側が受信電力検出部１６に接続されると共に、出力側が標準偏差算出部１９に接続されている。そして、ヒストグラム生成部１８は、予め決められた所定時間に亘って受信電力検出部１６による検出値Ｓnの頻度を記憶し、図４に示すヒストグラムＨを生成する。
【００２８】
なお、ヒストグラムＨは例えば通信システムで固有のフレーム単位の倍数毎にリセットする構成としてもよく、リセットすることなく受信状態において常に生成する構成としてもよい。
【００２９】
１９は入力側がヒストグラム生成部１８に接続されると共に、出力側が判定部２０に接続された標準偏差算出部で、該標準偏差算出部１９は、ヒストグラムＨの標準偏差σを算出すると共に、検出値Ｓnの平均値ｍ（平均受信電力）を算出している。
【００３０】
２０は受信信号が高頻度な信号強度をもった信号か否かを判定する判定手段としての判定部で、該判定部２０は、検出値Ｓnが平均値ｍに対して標準偏差σの定数Ａ倍の範囲（ｍ±Ａσ）内にあるか否かを判別する。そして、検出値Ｓnがこの範囲内の値に該当するときには、受信信号は高頻度な信号であると判定し、この範囲外の値に該当するときには、受信信号は低頻度な信号であると判定する。
【００３１】
なお、定数Ａは例えば１よりも大きく３よりも小さい値（１＜Ａ＜３）に設定され、通信機の使用環境等に応じて適宜設定されるものである。
【００３２】
２１はバイパス状態切換手段としての制御電圧出力部で、該制御電圧出力部２１は、判定部２０の判定結果と受信電力検出部１６の検出値Ｓnに基づいてバイパス経路５のスイッチ６を開，閉するための制御信号Ｃ1（制御電圧Ｃ1）を出力している。
【００３３】
具体的には、制御電圧出力部２１は、判定部２０が受信信号を高頻度な信号と判定したときには、図５に示すヒステリシスに基づいて検出値Ｓnに応じてバイパス経路５のスイッチ６を切換えるための制御信号Ｃ1を出力し、判定部２０が受信信号を低頻度な信号と判定したときには、後述する図６のバイパス制御プログラムに示すように、バイパス経路５のスイッチ６を現状維持するための制御信号Ｃ1を出力する。また、判定部２０が長時間に亘って連続して受信信号が低頻度な信号と判定したときには、最後に検出した検出値Ｓnに応じてスイッチ６を切換えるための制御信号Ｃ1を出力する。
【００３４】
また、制御電圧出力部２１は、判定結果と受信電力検出部１６の検出値Ｓnに基づいて中間周波信号増幅器１０に対して他の制御信号Ｃ2（制御電圧Ｃ2）を出力している。具体的には、制御電圧出力部２１は、ある一定の信号強度をもったＩ信号、Ｑ信号を受信電力検出部１６に入力するように、中間周波信号増幅器１０の増幅利得を設定する。
【００３５】
これにより、制御電圧出力部２１は、ＬＮＡ３をバイパスするか否かを選択すると共に、中間周波信号増幅器１０の増幅利得を設定している。
【００３６】
本実施の形態による無線通信機は上述のように構成されるものであり、次に復調回路１５によるバイパス経路５（スイッチ６）の制御について、図６に示すバイパス制御プログラムを参照しつつ説明する。
【００３７】
なお、低頻度な信号が所定時間に亘って連続して検出されたか否かを判定するためのカウンタＮは、予め所定の初期値Ｎ0に設定されているものとする。但し、初期値Ｎ0は１以上の整数であり、好ましくは２以上の整数である。
【００３８】
まず、アンテナ１から高周波信号ＲＦを受信すると、この高周波信号ＲＦは、ＬＮＡ３によって増幅された後にミキサ７によって中間周波信号ＩＦにダウンコンバートされると共に、直交検波器１１によってＩ信号、Ｑ信号として検波される。
【００３９】
そして、Ｉ信号、Ｑ信号が復調回路１５に入力されると、ステップ１では、復調回路１５の受信電力検出部１６を用いて、例えばＩ信号、Ｑ信号との二乗和を用いて受信信号の信号強度（受信電力）を検出し、検出値Ｓnを出力する。これにより、ヒストグラム生成部１８は検出値Ｓnを用いてヒストグラムＨを生成すると共に、標準偏差算出部１９はヒストグラムＨの標準偏差σと検出値Ｓnの平均値ｍ（平均受信電力）を算出する。
【００４０】
次に、ステップ２では、判定部２０を用いて検出値Ｓnが高頻度な信号か否かを判定する。具体的には、検出値Ｓnが平均値ｍに対して標準偏差σの定数Ａ倍の範囲内（ｍ−Ａσ＜Ｓn＜ｍ＋Ａσ）か否かを判別することによって、受信信号が高頻度な信号か否かを判定する。
【００４１】
なお、検出値Ｓnの平均値ｍは、受信環境に応じて図５中の２つの閾値α，β間の範囲内にあるとき（α≦ｍ≦β）もあり、２つの閾値α，β間の範囲外にあるとき（ｍ＜α，ｍ＞β）もある。
【００４２】
そして、ステップ２で「ＹＥＳ」と判定したときには、検出値Ｓnが平均値ｍに近い値であり、受信信号は高頻度な信号であるから、ステップ３に移って図５中のヒステリシスに基づいて検出値Ｓnに応じてスイッチ６の開成、閉成を切換える。
【００４３】
具体的には、検出値Ｓnが第１の閾値αよりも小さいとき（Ｓn＜α）には、スイッチ６を開成（ＯＦＦ）してＬＮＡ３を用いて受信信号を増幅し、検出値Ｓnが第２の閾値βよりも大きいとき（Ｓn＞β）には、スイッチ６を閉成（ＯＮ）してＬＮＡ３をバイパスして受信信号を伝送し、検出値Ｓnが閾値α以上で閾値β以下のとき（α≦Ｓn≦β）には、スイッチ６の開成，閉成は現状を維持する。このように、ヒステリシスをもってスイッチ６の開成，閉成を切換えることによって、検出値Ｓnの僅かな変動によるスイッチ６の切換えを防ぐことができる。
【００４４】
そして、ステップ３による切換え結果に従って、制御電圧出力部２１は制御信号Ｃ1，Ｃ2を出力すると共に、ステップ４に移ってカウンタＮをリセット（Ｎ＝Ｎ0）し、ステップ１に移行する。
【００４５】
一方、ステップ２で「ＮＯ」と判定したときには、検出値Ｓnが平均値ｍに比べて大きく異なる値であり、受信信号は低頻度な信号であるから、ステップ５に移ってカウンタＮを１だけ減少させ、ステップ６でカウンタＮが零に達した（Ｎ＝０）か否かを判定する。
【００４６】
そして、ステップ６で「ＮＯ」と判定したときには、例えばフェージング等によって一時的に受信信号の信号強度（検出値Ｓn）が大きく変動した場合と考えられるから、ステップ７に移ってスイッチ６は切換えず、現状を維持するように制御電圧出力部２１は制御信号Ｃ1を出力する。これにより、一時的に検出値Ｓnが大きく変動したときであっても、不必要なスイッチ６に切換えを防ぐことができる。
【００４７】
このとき、制御電圧出力部２１は制御信号Ｃ2を用いて中間周波信号増幅器１０の増幅利得を調整し、Ｉ信号、Ｑ信号の信号強度をある一定値に保つ。そして、制御電圧出力部２１によって制御信号Ｃ1，Ｃ2を出力した後には、ステップ１に移行する。
【００４８】
一方、ステップ６で「ＹＥＳ」と判定したときには、例えば無線通信機がトンネル内に移動したときのように受信環境が変化した場合と考えられるから、このような新たな受信環境に応じてＬＮＡ３のバイパス状態を切換える。
【００４９】
具体的には、検出値Ｓnが第１の閾値αよりも小さいとき（Ｓn＜α）には、スイッチ６を開成（ＯＦＦ）してＬＮＡ３を用いて受信信号を増幅し、検出値Ｓnが第２の閾値βよりも大きいとき（Ｓn＞β）には、スイッチ６を閉成（ＯＮ）してＬＮＡ３をバイパスして受信信号を伝送する。
【００５０】
また、検出値Ｓnが閾値α以上で閾値β以下のとき（α≦Ｓn≦β）には、レベルダイヤ設計が最適となるようにスイッチ６の開成，閉成を選択する。ここで、検出値Ｓnが２つの閾値α，β間の範囲内にある場合には、図５に示すように、ＬＮＡ３は増幅と非増幅のいずれの状態も存在し得る。このため、検出値Ｓnが閾値α，β間の範囲内にあるときには、ＬＮＡ３よりも後段のインターセプタポイントＩＰ３がＬＮＡ３によって増幅した出力電力に対して十分に高いか否かに応じてＬＮＡ３をバイパスするか否かを決定する。
【００５１】
具体的には、後段のインターセプタポイントＩＰ３がＬＮＡ３で増幅した出力電力に対して十分に高いときには、ＬＮＡ３の後段で発生する歪成分が十分に低いレベルであるから、ＬＮＡ３によって受信信号を増幅するようにスイッチ６を開成する。
【００５２】
一方、後段のインターセプタポイントＩＰ３がＬＮＡ３で増幅した出力電力に対して低いときには、ＬＮＡ３の後段で大きなレベルの歪成分が発生して受信感度を劣化させるから、ＬＮＡ３をバイパスするようにスイッチ６を閉成すると共に、中間周波信号増幅器１０を用いて受信信号を増幅する。これにより、歪成分を低下させつつ受信信号の利得を確保することができ、受信感度を向上させることができる。
【００５３】
そして、ステップ８で制御電圧出力部２１を用いて制御信号Ｃ1，Ｃ2を出力した後には、ステップ１に移行する。
【００５４】
かくして、本実施の形態では、バイパス制御部１７はヒストグラム生成部１８、判定部２０および制御電圧出力部２１を備え、制御電圧出力部２１は受信信号の信号強度の頻度に応じてＬＮＡ３のバイパス状態を決定する構成としたから、例えばフェージング等によって一時的に受信信号の信号強度が減少または増加したときには、判定部２０を用いてこのときの受信信号を低頻度な信号と判定することができ、制御電圧出力部２１は、スイッチ６を低頻度な信号が判定される以前の状態に保持することができる。これにより、スイッチ６を必要以上に切換えることがなくなると共に、フェージングの解消時に適した状態で受信信号の利得を設定することができ、受信感度を高めることができる。
【００５５】
また、受信信号の頻度に応じてＬＮＡ３をバイパスするか否かを決定するから、ヒステリシス幅Ｗ（閾値α，βの差）は通常の信号強度の変動を吸収できる程度のできるだけ小さい値に設定することができる。このため、ＬＮＡ３を最適な状態で使用することができるから、受信特性を劣化させることなくスイッチ６の切換え頻度を低く抑えることができる。
【００５６】
さらに、制御電圧出力部２１は、図６中のステップ５，６，８に示すように、判定部２０によって受信信号が低頻度な信号であると一定時間に亘って連続して判定されたときには、最後に検出された受信信号（検出値Ｓn）に基づいてスイッチ６によるバイパス状態を切換える構成としたから、例えば無線通信機がトンネル内に移動した場合等のように受信環境が変化したときには、このような受信環境に応じてＬＮＡ３をバイパスさせるか否かを決定することができる。この結果、定常的に受信電力が減少または増加したときであっても、ＬＮＡ３および中間周波信号増幅器１０の増幅利得を最適な状態に設定することができる。
【００５７】
次に、図７ないし図９は第２の実施の形態による無線通信機を示し、本実施の形態の特徴は、制御電圧出力部は、受信信号が低頻度な信号である場合でも、該受信信号の信号強度が高頻度な信号の処理に用いる２つの閾値の間を含む範囲と異なる値となるときには、このときの受信信号の信号強度に応じてバイパス経路のスイッチを切換える構成としたことにある。なお、本実施の形態では前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００５８】
３１は本実施の形態によるバイパス状態切換手段としての制御電圧出力部で、該制御電圧出力部３１は、判定部２０の判定結果と受信電力検出部１６の検出値Ｓnに基づいてバイパス経路５のスイッチ６を開，閉するための制御信号Ｃ1（制御電圧Ｃ1）を出力している。
【００５９】
具体的には、制御電圧出力部３１は、判定部２０が受信信号を高頻度な信号と判定したときには、第１の実施の形態と同様に、図８に示す内側のヒステリシス（ヒステリシス幅Ｗ）に基づいて検出値Ｓnに応じてスイッチ６を切換えるための制御信号Ｃ1を出力する。
【００６０】
また、判定部２０が受信信号を低頻度な信号と判定したときには、このときの受信信号の信号強度（検出値Ｓn）が図８中の内側の閾値α，β間を含む範囲（領域Ａ1）内の値か否かを判別する。そして、検出値Ｓnがこの範囲内とは異なる値となるとき（領域Ａ2，Ａ3）には、このときの検出値Ｓnに基づいてスイッチ６を切換えるための制御信号Ｃ1を出力する。
【００６１】
一方、判定部２０が受信信号を低頻度な信号と判定したときで、かつ受信信号の信号強度（検出値Ｓn）が図８中の内側の閾値α，β間を含む範囲（領域Ａ1）内の値となるときには、スイッチ６によるバイパス状態を現状維持するための制御信号Ｃ1を出力する。
【００６２】
さらに、判定部２０が長時間に亘って連続して受信信号が低頻度な信号と判定したときには、最後に検出した検出値Ｓnに応じてスイッチ６を切換えるための制御信号Ｃ1を出力する。
【００６３】
また、制御電圧出力部３１は、判定結果と受信電力検出部１６の検出値Ｓnに基づいて中間周波信号増幅器１０に対して他の制御信号Ｃ2（制御電圧Ｃ2）を出力している。これにより、制御電圧出力部３１は、ＬＮＡ３をバイパスするか否かを選択すると共に、中間周波信号増幅器１０の増幅利得を設定している。
【００６４】
本実施の形態による無線通信機は上述のように構成されるものであり、次に制御電圧出力部３１を用いたバイパス経路５（スイッチ６）の制御について、図９に示すバイパス制御プログラムを参照しつつ説明する。なお、第１の実施の形態と同様に、低頻度な信号な所定時間に亘って連続して検出されたか否かを判定するためのカウンタＮは予め所定の初期値Ｎ0に設定されているものとする。
【００６５】
まず、Ｉ信号、Ｑ信号が復調回路１５に入力されると、ステップ１１では、復調回路１５の受信電力検出部１６を用いて受信信号の信号強度（受信電力）を検出し、検出値Ｓnを出力する。これにより、ヒストグラム生成部１８は検出値Ｓnを用いてヒストグラムＨを生成すると共に、標準偏差算出部１９はヒストグラムＨの標準偏差σと検出値Ｓnの平均値ｍ（平均受信電力）を算出する。
【００６６】
次に、ステップ１２では、第１の実施の形態と同様に、判定部２０を用いて検出値Ｓnが高頻度な信号か否かを判定する。そして、ステップ１２で「ＹＥＳ」と判定したときには、受信信号は高頻度な信号であるから、ステップ１３に移って図８中の内側のヒステリシス（ヒステリシス幅Ｗ）に基づいて検出値Ｓnに応じてスイッチ６の開成、閉成を切換える。
【００６７】
具体的には、検出値Ｓnが第１の閾値αよりも小さいとき（Ｓn＜α）には、スイッチ６を開成（ＯＦＦ）してＬＮＡ３を用いて受信信号を増幅し、検出値Ｓnが第２の閾値βよりも大きいとき（Ｓn＞β）には、スイッチ６を閉成（ＯＮ）してＬＮＡ３をバイパスして受信信号を伝送し、検出値Ｓnが閾値α以上で閾値β以下のとき（α≦Ｓn≦β）には、スイッチ６の開成，閉成は現状を維持する。
【００６８】
そして、ステップ１３による切換え結果に従って、制御電圧出力部３１は制御信号Ｃ1，Ｃ2を出力すると共に、ステップ１４に移ってカウンタＮをリセット（Ｎ＝Ｎ0）し、ステップ１１に移行する。
【００６９】
一方、ステップ１２で「ＮＯ」と判定したときには、受信信号は低頻度な信号であるから、ステップ１５に移って受信信号の信号強度が極端に小さいか（Ｓn＜α′）、または極端に大きいか（Ｓn＞β′）を判定する。
【００７０】
そして、ステップ１５で「ＹＥＳ」と判定したときには、検出値Ｓnはスイッチ６の切換えが必要な値（閾値α，β）に比べて極端に異なる値になっているから、この状態を保持したときには、通信切断が生じる可能性がある。このため、ステップ１６に移って、検出値Ｓnが第１の閾値αよりも小さい第３の閾値α′（α′＜α）に比べて小さい値となっているとき（Ｓn＜α′）には、スイッチ６を開成（ＯＦＦ）してＬＮＡ３を用いて受信信号を増幅する。また、検出値Ｓnが第２の閾値βよりも大きい第４の閾値β′（β′＞β）に比べて大きい値となっているとき（Ｓn＞β′）には、スイッチ６を閉成（ＯＮ）してＬＮＡ３をバイパスして受信信号を伝送する。
【００７１】
そして、ステップ１６で制御電圧出力部３１によって制御信号Ｃ1，Ｃ2を出力した後には、ステップ１１に移行する。
【００７２】
一方、ステップ１５で「ＮＯ」と判定されたときには、受信信号は低頻度な信号ではあるものの、検出値Ｓnは閾値α，β間の範囲内の値またはこの範囲に近い値となっているから、ステップ１７に移ってカウンタＮを１だけ減少させ、ステップ１８でカウンタＮが０に達したか否かを判定する。
【００７３】
そして、ステップ１８で「ＮＯ」と判定したときには、例えばフェージング等によって一時的に受信信号の信号強度（検出値Ｓn）が大きく変動した場合と考えられるから、ステップ１９に移ってスイッチ６を現状維持するように制御電圧出力部３１は制御信号Ｃ1を出力すると共に、中間周波信号増幅器１０の増幅利得を調整するための制御信号Ｃ2を出力する。そして、制御電圧出力部３１によって制御信号Ｃ1，Ｃ2を出力した後には、ステップ１１に移行する。
【００７４】
一方、ステップ１８で「ＹＥＳ」と判定したときには、例えば無線通信機がトンネル内に移動したときのように受信環境が変化した場合と考えられるから、ステップ２０に移って、第１の実施の形態によるステップ８と同様に、新たな受信環境に応じてＬＮＡ３のバイパス状態を切換える。
【００７５】
そして、ステップ２０で制御電圧出力部３１を用いて制御信号Ｃ1，Ｃ2を出力した後には、ステップ１１に移行する。
【００７６】
かくして、本実施の形態による無線通信機でも第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。しかし、本実施の形態では、制御信号出力部３１は、受信信号が低頻度な信号と判定したときで、かつ該受信信号の信号強度（検出値Ｓn）が閾値α，β間を含む範囲Ａ1とは異なる値となるときには、該受信信号の信号強度に応じてスイッチ６を切換える構成としている。このため、受信信号の信号強度が極端に大きいときや小さいときには、信号強度の頻度に拘わらず受信信号の信号強度に応じてスイッチ６を切換えることができるから、最適な状態でＬＮＡ３を用いることができ、通信切断を防ぐことができる。
【００７７】
なお、第１の実施の形態では、図６中のステップ５，６，８が低頻度バイパス状態切換手段の具体例を示している。また、第２の実施の形態では、図９中のステップ１７，１８，２０が補助バイパス状態切換手段の具体例を示している。
【００７８】
また、第１，第２の実施の形態では、高周波信号ＲＦを中間周波信号ＩＦにダウンコンバートするミキサ７等を備える構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば図１０に示す変形例のように、ミキサ７等を省き、アンテナ１によって受信した信号を直接的に直交検波するダイレクトコンバージョンの構成としてもよい。
【００７９】
また、第１，第２の実施の形態では、中間周波信号増幅器１０は直交検波器１１の前段側に設ける構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、中間周波信号増幅器１０に代えて、例えば図１０中に二点鎖線で示すように、直交検波後のＩ信号、Ｑ信号を増幅する検波信号増幅器４１，４２を設ける構成としてもよい。
【００８０】
また、第１，第２の実施の形態では、ＬＮＡ３をバイパスするバイパス手段としてＬＮＡ３にスイッチ６をもったバイパス経路５を並列接続するものとした。しかし、バイパス手段としては、例えばバイパス経路５の入力側と出力側の２箇所に切換えスイッチを設ける構成でもよく、バイパス経路５の出力側とＬＮＡ３の出力側とを切換えるスイッチを設ける構成でもよい。
【００８１】
また、バイパス手段としては、バイパス経路５を設けずにＬＮＡ３の駆動電源に対して駆動、停止を切換えることによってＬＮＡ３をバイパスするか否かを切換える構成としてもよい。この場合、ＬＮＡ３をバイパスするときには、ＬＮＡ３の駆動電源を停止させ、ＬＮＡ３のインサーションロス（挿入損失）をもって受信信号を伝送させるものである。つまり、総じて受信器の前段側において受信信号の利得を可変できる構成であれば、パイパス手段はどのような構成でもよい。
【００８２】
さらに、第１，第２の実施の形態では、受信電力検出部１６は、直交検波器１１によって直交検波したＩ信号、Ｑ信号の信号強度を検出する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えばアンテナ１によって受信した高周波信号ＲＦの信号強度を直接検出する構成としてもよく、ＬＮＡ３によって増幅した高周波信号ＲＦの信号強度を検出する構成としてもよい。
【００８３】
【発明の効果】
以上詳述した通り、請求項１の発明によれば、バイパス制御手段はヒストグラム生成手段、判定手段およびバイパス状態切換手段を備え、バイパス状態切換手段は受信信号の信号強度の頻度に応じてバイパス手段によるバイパス状態を決定する構成としたから、例えばフェージング等によって一時的に受信信号の信号強度が減少または増加したときには、判定手段を用いてこのときの受信信号を低頻度な信号と判定することができ、バイパス状態切換手段は、バイパス手段によるバイパス状態を低頻度な信号が判定される以前の状態に保持することができる。これにより、バイパス状態を必要以上に切換えることがなくなると共に、フェージングの解消時に適した状態で受信信号の利得を設定することができ、受信感度を高めることができる。
【００８４】
請求項２の発明によれば、バイパス状態切換手段は、判定手段によって受信信号が低頻度な信号であると一定時間に亘って連続して判定されたときには、最後に検出された受信信号に基づいてバイパス状態を切換える低頻度バイパス状態切換手段を備える構成としたから、例えば無線通信機がトンネル内に移動した場合等のように受信環境が変化したときには、このような受信環境に応じてバイパス手段によるバイパス状態を切換えることができる。この結果、定常的に受信電力が減少または増加したときであっても、低雑音増幅器を含めた受信系全体の増幅利得を最適な状態に設定することができる。
【００８５】
請求項３の発明によれば、バイパス状態切換手段は、受信信号が低頻度な信号と判定したときで、かつ該受信信号の信号強度が２つの閾値間を含む範囲とは異なる値となるときには、該受信信号の信号強度に応じてバイパス状態を切換える構成としたから、受信信号の信号強度が極端に大きいときや小さいときには、信号強度の頻度に拘わらず受信信号の信号強度に応じてバイパス状態を切換えることができ、最適な状態で低雑音増幅器を用いることができると共に、通信切断を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による無線通信機を示す全体構成図である。
【図２】図１中の復調回路を示す構成図である。
【図３】制御信号と中間周波信号増幅器の利得との関係を示す特性線図である。
【図４】受信電力の検出値と検出頻度とのヒストグラムを示す特性線図である。
【図５】検出値と低雑音増幅器の利得との関係を示す特性線図である。
【図６】図２中の復調回路によるバイパス制御プログラムを示す流れ図である。
【図７】第２の実施の形態による復調回路を示す構成図である。
【図８】検出値と低雑音増幅器の利得との関係を示す特性線図である。
【図９】図７中の復調回路によるバイパス制御プログラムを示す流れ図である。
【図１０】変形例による無線通信機を示す全体構成図である。
【符号の説明】
１ アンテナ
３ 低雑音増幅器（ＬＮＡ）
５ バイパス経路（バイパス手段）
６ スイッチ
７ ミキサ
１０ 中間周波信号増幅器
１１ 直交検波器
１５ 復調回路
１６ 受信電力検出部（信号強度検出器）
１７ バイパス制御部（バイパス制御手段）
１８ ヒストグラム生成部（ヒストグラム生成手段）
２０ 判定部（判定手段）
２１，３１ 制御電圧出力部（バイパス状態切換手段）

Claims (3)

1. 受信信号を増幅する低雑音増幅器と、該低雑音増幅器をバイパスするバイパス手段と、前記受信信号の信号強度を検出する信号強度検出器と、該信号強度検出器によって検出された信号強度に応じて前記バイパス手段を用いて前記低雑音増幅器をバイパスするか否かのバイパス状態を制御するバイパス制御手段とを備えた無線通信機において、
   前記バイパス制御手段は、前記信号強度検出器によって検出された受信信号の信号強度と検出頻度との関係を示すヒストグラムを生成するヒストグラム生成手段と、
   該ヒストグラム生成手段によるヒストグラムを用いて前記受信信号が所定の頻度よりも高頻度な信号か否かを判定する判定手段と、
   該判定手段によって前記受信信号が所定の頻度よりも高頻度な信号と判定したときには、互いに異なる２つの閾値をもったヒステリシスに基づいて該受信信号の信号強度に応じて前記バイパス手段によるバイパス状態を切換え、
   前記受信信号が所定の頻度よりも低頻度な信号と判定したときには、前記バイパス手段によるバイパス状態を現状維持するバイパス状態切換手段とによって構成したことを特徴とする無線通信機。
2. 前記バイパス状態切換手段は、前記判定手段によって前記受信信号が低頻度な信号であると一定時間に亘って連続して判定されたときには、最後に検出された受信信号の信号強度に応じて前記バイパス手段によるバイパス状態を切換える低頻度バイパス状態切換手段を備えてなる請求項１に記載の無線通信機。
3. 前記バイパス状態切換手段は、前記受信信号が所定の頻度よりも低頻度な信号と判定したときで、かつ該受信信号の信号強度が前記２つの閾値間を含む範囲とは異なる値となるときには、該受信信号の信号強度に応じて前記バイパス手段によるバイパス状態を切換える補助バイパス状態切換手段を備えてなる請求項１または２に記載の無線通信機。

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