JP4157530B2 - Diversity receiver - Google Patents

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Description

本発明は、ダイバーシチ受信機に関する。   The present invention relates to a diversity receiver.

高速で移動する車両内で携帯電話機を利用する場合、受信電波の伝播路が時々刻々と変化することによる受信レベルの変動、いわゆるフェージング現象が発生する。フェージング現象を緩和するため、従来から車両または携帯電話機では複数の受信アンテナを装備し、受信レベルの最も高いアンテナを選択したり、あるいは各アンテナからの受信信号を合成して出力したりするダイバーシチ技術が行われてきた。このとき受信ブランチの数(アンテナの数)を増やすと大きなダイバーシチ利得が得られるが、受信ブランチ数の増加分に対してダイバーシチ利得の増加分は小さくなっていく。このためハードウェア規模と性能のトレードオフ、またコストの制約から、2ブランチのダイバーシチが実用化されている。   When a mobile phone is used in a vehicle that moves at a high speed, the reception level fluctuates due to a change in the propagation path of the received radio wave, and so-called fading phenomenon occurs. In order to alleviate the fading phenomenon, conventional diversity technology has been adopted in which vehicles or mobile phones are equipped with multiple receiving antennas, and the antenna with the highest reception level is selected or the received signals from each antenna are synthesized and output. Has been done. At this time, if the number of reception branches (the number of antennas) is increased, a large diversity gain can be obtained. However, the increase in diversity gain is smaller than the increase in the number of reception branches. For this reason, two-branch diversity has been put into practical use due to a trade-off between hardware scale and performance and cost constraints.

ダイバーシチのアルゴリズムとしては一般に、実現の容易さから前者のアルゴリズム、すなわち受信レベルの最も高いアンテナを選択する方式がとられている。実際には車両走行中に受信電界強度は常に変化しており、それに伴って例えば各アンテナの受信状態も常に変化している。この場合、従来のダイバーシチのアルゴリズムでは各アンテナ間で少しでもレベル差が生じれば、より受信感度の高いアンテナへ切り替えられるため、アンテナ切り替え動作が頻繁に発生する。その結果、TDMAや無線LAN等フレーム長が短いバースト信号を間欠的に受信するシステム以外の連続受信系では、比較的安定した受信状態においても、頻繁なアンテナ切り替えによって通信品質の劣化が目立つようになる。   As a diversity algorithm, the former algorithm, that is, a method of selecting an antenna having the highest reception level is generally adopted because of its ease of implementation. Actually, the received electric field strength constantly changes while the vehicle is traveling, and accordingly, for example, the reception state of each antenna also changes. In this case, in the conventional diversity algorithm, if even a slight level difference occurs between the antennas, the antenna is switched to an antenna having higher reception sensitivity, so that an antenna switching operation frequently occurs. As a result, in continuous reception systems other than systems that intermittently receive burst signals with a short frame length, such as TDMA and wireless LAN, deterioration of communication quality is noticeable due to frequent antenna switching even in a relatively stable reception state. Become.

特許文献1においては、アンテナ切り替えのための上限閾値及び下限閾値を設け、受信レベルがこれら二つの閾値の間に存在し、かつ受信レベルがより大きなアンテナを選択するようにアンテナ切り替えを行うことで、受信レベルが低すぎたり高すぎたりする場合に、頻繁なアンテナ切り替えにより復調に失敗することを回避するダイバーシチ受信方法が開示されている。   In Patent Document 1, an upper limit threshold and a lower limit threshold for antenna switching are provided, and antenna switching is performed so that a reception level is between these two thresholds and an antenna having a higher reception level is selected. A diversity reception method for avoiding demodulation failure due to frequent antenna switching when the reception level is too low or too high is disclosed.

一方、特許文献2は、アンテナ間の絶対受信レベル差が所定のヒステリシス閾値を超えたときにアンテナを切り替えることにより、アンテナ切り替えの頻発を軽減するダイバーシチ制御装置が示されている
特開2002−290296号公報 特開2003−134014号公報
On the other hand, Patent Document 2 shows a diversity control device that reduces the frequency of antenna switching by switching antennas when the absolute reception level difference between antennas exceeds a predetermined hysteresis threshold.
JP 2002-290296 A JP 2003-134014 A

一般に受信機では、広範囲な受信ダイナミックレンジを確保するために、信号振幅の調整を受信ユニット(無線部ともいう)で行う自動利得制御(AGC)が採用される。受信ユニットからの受信信号はディジタル信号処理部に入力され、A/D変換器によりディジタル信号に変換された後、復調処理が行われる。受信ユニットでのAGCは、ディジタル信号処理部に最小限のビット数のA/D変換器を用いたときでも、A/D変換器の入力ダイナミックレンジ内に受信信号の振幅が収まるように受信信号の振幅を調整する。   In general, a receiver employs automatic gain control (AGC) in which a signal amplitude is adjusted by a receiving unit (also referred to as a radio unit) in order to ensure a wide reception dynamic range. A received signal from the receiving unit is input to a digital signal processing unit, converted into a digital signal by an A / D converter, and then demodulated. The AGC in the receiving unit is such that even when an A / D converter with a minimum number of bits is used in the digital signal processing unit, the received signal amplitude is within the input dynamic range of the A / D converter. Adjust the amplitude.

特許文献1及び2の技術では、いずれも受信レベルの大小でアンテナ切り替えを行う。受信ユニットでのAGCはアンテナ切り替え後すぐに対応できないため、アンテナ切り替え前後の受信レベル差が大きいときには、A/D変換器に入力される信号の振幅がA/D変換器の入力ダイナミックレンジから外れることがある。このような場合、A/D変換器の出力値が飽和してしまい、受信信号に応じた正しいディジタル値が出力されないため、正しい復調ができなくなる。   In the techniques of Patent Documents 1 and 2, antenna switching is performed depending on the reception level. Since AGC at the receiving unit cannot be handled immediately after antenna switching, when the reception level difference before and after antenna switching is large, the amplitude of the signal input to the A / D converter deviates from the input dynamic range of the A / D converter. Sometimes. In such a case, the output value of the A / D converter is saturated, and a correct digital value corresponding to the received signal is not output, so that correct demodulation cannot be performed.

従って本発明の目的は、受信信号をディジタル信号に変換するA/D変換器の出力値の飽和を避けつつ、最適なアンテナ選択を行うことを可能とするダイバーシチ受信機を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a diversity receiver that can perform optimum antenna selection while avoiding saturation of an output value of an A / D converter that converts a received signal into a digital signal.

本発明の第1の観点によると、複数のアンテナと、前記アンテナのうちの一つを受信アンテナとして選択するための選択スイッチと、前記選択スイッチにより選択されたアンテナからの受信信号をディジタル信号に変換するA/D変換器と、前記ディジタル信号を復調する復調器と、前記選択スイッチにより現在選択されている第1アンテナの第1受信レベル及び次の選択候補の第2アンテナの第2受信レベルが共に第1閾値より小さく、第1受信レベルが第2受信レベルより小さく、かつ第1受信レベルに対する第2受信レベルの差が第2閾値より小さい第1の場合に、前記第1アンテナに代えて前記第2アンテナが選択されるように前記選択スイッチを制御するスイッチ制御手段とを具備するダイバーシチ受信機が提供される。   According to a first aspect of the present invention, a plurality of antennas, a selection switch for selecting one of the antennas as a reception antenna, and a reception signal from the antenna selected by the selection switch are converted into digital signals. An A / D converter for conversion; a demodulator for demodulating the digital signal; and a first reception level of the first antenna currently selected by the selection switch and a second reception level of the second antenna of the next selection candidate Are both smaller than the first threshold, the first reception level is smaller than the second reception level, and the difference between the second reception level and the first reception level is smaller than the second threshold, the first antenna is replaced. A diversity receiver comprising switch control means for controlling the selection switch so that the second antenna is selected is provided.

本発明の第2の観点によれば、N個(Nは3以上の複数)のアンテナと、前記N個のアンテナのうちのK個(KはN>Kかつ2以上)のアンテナを選択する選択スイッチと、前記選択スイッチにより選択されたK個のアンテナからの受信信号をディジタル信号に変換するA/D変換器と、前記ディジタル信号を復調する復調器と、前記復調器からの出力信号に対してダイバーシチ合成を行う合成器と、前記選択スイッチにより現在選択されている相対的に大きい第1受信レベルを有するK個の第1アンテナ毎に、該第1アンテナの第1受信レベル及び次の選択候補の第2アンテナの第2受信レベルが共に第1閾値より小さく、第1受信レベルが第2受信レベルより小さく、かつ第1受信レベルに対する第2受信レベルの差が第2閾値より小さい場合に、前記第1アンテナに代えて前記第2アンテナが選択されるように前記選択スイッチを制御するスイッチ制御手段とを具備するダイバーシチ受信機が提供される。   According to the second aspect of the present invention, N (N is a plurality of 3 or more) antennas and K (K is N> K and 2 or more) of the N antennas are selected. A selection switch, an A / D converter that converts received signals from the K antennas selected by the selection switch into digital signals, a demodulator that demodulates the digital signals, and an output signal from the demodulator. A combiner that performs diversity combining for each of the K first antennas having a relatively large first reception level that is currently selected by the selection switch; The second reception levels of the selection candidate second antennas are both smaller than the first threshold, the first reception level is smaller than the second reception level, and the difference between the second reception level and the first reception level is smaller than the second threshold. If the diversity receiver and a switch control means for the second antenna instead of the first antenna to control said selection switch to be selected is provided.

また、例えば前記スイッチ制御手段は、前記第1受信レベル及び第2受信レベルが共に前記第1閾値より小さく、かつ第1受信レベルに対する第2受信レベルの差が第2閾値以上の場合に、前記第1アンテナに代えて前記第2アンテナが選択されるように前記選択スイッチを制御するように構成されてもよい。この場合、自動利得制御(AGC)ゲイン設定手段が備えられる。   In addition, for example, the switch control means, when both the first reception level and the second reception level are smaller than the first threshold and the difference between the second reception level and the first reception level is equal to or greater than the second threshold, The selection switch may be controlled so that the second antenna is selected instead of the first antenna. In this case, automatic gain control (AGC) gain setting means is provided.

ゲイン設定手段は、一つの態様では例えば前記第1受信レベル及び第2受信レベルが共に前記第1閾値より小さく、かつ第1受信レベルに対する第2受信レベルの差が第2閾値以上の場合に、自動利得制御(AGC)ゲインを一旦前記第1アンテナに対する第1AGCゲインと前記第2アンテナに対する第2AGCゲインとの平均値に設定した後、前記第2AGCゲインに変更する。   In one aspect, the gain setting means, for example, when the first reception level and the second reception level are both smaller than the first threshold and the difference between the second reception level and the first reception level is equal to or larger than the second threshold. The automatic gain control (AGC) gain is once set to an average value of the first AGC gain for the first antenna and the second AGC gain for the second antenna, and then changed to the second AGC gain.

ゲイン設定手段は、他の態様では前記第1受信レベル及び第2受信レベルが共に前記第1閾値より小さく、かつ第1受信レベルに対する第2受信レベルの差が第2閾値以上の場合に、自動利得制御(AGC)ゲインを前記第1アンテナに対する第1AGCゲインから前記第2アンテナに対する第2AGCゲインに段階的に変更する。   In another aspect, the gain setting means is automatic when the first reception level and the second reception level are both smaller than the first threshold and the difference between the second reception level and the first reception level is equal to or greater than the second threshold. A gain control (AGC) gain is changed stepwise from a first AGC gain for the first antenna to a second AGC gain for the second antenna.

本発明によれば、A/D変換器の出力値の飽和を避けつつ、最適なアンテナ選択を行うことができる。   According to the present invention, optimal antenna selection can be performed while avoiding saturation of the output value of the A / D converter.

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
(第1の実施形態)
まず、図1を用いて本発明の第1の実施形態に係るダイバーシチ受信機について説明する。本実施形態に係るダイバーシチ受信機は、複数のアンテナから一つのアンテナを受信アンテナとして選択する選択ダイバーシチ方式を用いる。ここでは受信ブランチ数、すなわちアンテナ及びこれに接続される受信ユニットの数を2の場合について述べるが、受信ブランチの数は2以上の任意の数でよい。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
First, the diversity receiver according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The diversity receiver according to the present embodiment uses a selection diversity system that selects one antenna as a receiving antenna from a plurality of antennas. Here, the case where the number of reception branches, that is, the number of antennas and reception units connected thereto is two will be described, but the number of reception branches may be any number of two or more.

アンテナ1,2により受信される無線周波数帯の信号(RF信号)は受信ユニット(無線部)3,4にそれぞれ入力され、アナログ信号での受信処理が行われる。受信ユニット3,4の各々は、例えば図2に示すように入力されるRF帯域フィルタ21、低雑音増幅器(LNA)22、周波数変換器23、チャネル選択フィルタ24及び可変利得増幅器(VGA)25を有する。受信ユニットに入力されるRF信号は、フィルタ21を経て低雑音増幅器22により増幅された後、周波数変換器23によりベースバンド信号に変換される。ここでは、RF信号を直接ベースバンド信号に変換しているが、2段の周波数変換器を用い、RF信号を1段目の周波数変換器により中間周波数信号に変換した後、2段目の周波数変換器によりベースバンド信号に変換してもよい。   Radio frequency band signals (RF signals) received by the antennas 1 and 2 are input to the receiving units (radio units) 3 and 4, respectively, and reception processing with analog signals is performed. Each of the reception units 3 and 4 includes an RF band filter 21, a low noise amplifier (LNA) 22, a frequency converter 23, a channel selection filter 24, and a variable gain amplifier (VGA) 25 that are input as shown in FIG. Have. The RF signal input to the receiving unit is amplified by the low noise amplifier 22 through the filter 21 and then converted into a baseband signal by the frequency converter 23. Here, the RF signal is directly converted into a baseband signal. However, a two-stage frequency converter is used, and after the RF signal is converted into an intermediate frequency signal by the first-stage frequency converter, the second-stage frequency is converted. You may convert into a baseband signal with a converter.

周波数変換器23からの出力信号はチャネル選択フィルタ24に入力され、所望チャネルの成分が選択される。選択されたチャネルの信号はAGC用の可変利得増幅器25によって増幅され、受信ユニット3,4から出力される。可変利得増幅器25の利得(以下AGCゲインと呼ぶ)は、受信ユニット3,4の出力信号レベルがほぼ一定となるように制御されるか、あるいは後述するようにベースバンド信号処理部により制御される。   The output signal from the frequency converter 23 is input to the channel selection filter 24, and a desired channel component is selected. The signal of the selected channel is amplified by the AGC variable gain amplifier 25 and output from the receiving units 3 and 4. The gain of the variable gain amplifier 25 (hereinafter referred to as AGC gain) is controlled so that the output signal level of the receiving units 3 and 4 is substantially constant, or is controlled by a baseband signal processing unit as will be described later. .

受信ユニット3,4からの出力信号は、選択スイッチ5に入力される。選択スイッチ5では、コントローラ9の制御下で受信アンテナとして用いるアンテナの選択を行う。本実施形態では、選択スイッチ5によるアンテナの選択は受信ユニット3,4の出力側において行う。すなわち、選択スイッチ5は受信アンテナ1,2の出力信号のいずれか一方の選択を行う。選択スイッチ5により選択された信号は、A/D変換器6によりディジタル信号に変換された後、復調器7によって復調される。復調された信号は、さらに図示しない復号器により復号され、元のデータが再生される。   Output signals from the receiving units 3 and 4 are input to the selection switch 5. The selection switch 5 selects an antenna to be used as a reception antenna under the control of the controller 9. In the present embodiment, antenna selection by the selection switch 5 is performed on the output side of the receiving units 3 and 4. That is, the selection switch 5 selects one of the output signals of the receiving antennas 1 and 2. The signal selected by the selection switch 5 is converted into a digital signal by the A / D converter 6 and then demodulated by the demodulator 7. The demodulated signal is further decoded by a decoder (not shown) to reproduce the original data.

受信レベル測定器8は、受信ユニット3,4の受信信号を用いてアンテナ1,2の受信レベル、例えば受信電界強度(received signal strength indicator; RSSI)を一定間隔のタイミングで測定する。受信レベル測定器8の入力としては、例えば図2中の低雑音増幅器22の出力信号を用いることができる。以下の説明では便宜上、受信レベル測定器8により測定される受信レベルをRSSI値とも呼ぶ。コントローラ9は、受信レベル測定器8により得られるRSSI値からアンテナ1,2のいずれを選択するかを判定し、その判定結果に基づいてスイッチ5を制御する。   The reception level measuring device 8 measures the reception levels of the antennas 1 and 2, for example, received signal strength indicator (RSSI), at a constant interval using the reception signals of the reception units 3 and 4. As an input of the reception level measuring device 8, for example, the output signal of the low noise amplifier 22 in FIG. 2 can be used. In the following description, the reception level measured by the reception level measuring device 8 is also referred to as an RSSI value for convenience. The controller 9 determines which of the antennas 1 and 2 is selected from the RSSI value obtained by the reception level measuring device 8, and controls the switch 5 based on the determination result.

コントローラ9は、例えば図3に示すように受信レベル測定器8により測定されたRSSI値を逐次記憶するメモリ31と、メモリ31に記憶されたRSSI値から、次の選択候補のアンテナのRSSI値を予測する予測器32と、予測器32により予測されたRSSI値を閾値判定する判定器33、及び判定器33の判定結果に従って選択スイッチ5を制御するスイッチ制御器34を有する。   For example, as shown in FIG. 3, the controller 9 sequentially stores the RSSI value measured by the reception level measuring device 8 and the RSSI value of the next selection candidate antenna from the RSSI value stored in the memory 31. A predictor 32 for prediction, a determiner 33 for determining a threshold value of the RSSI value predicted by the predictor 32, and a switch controller 34 for controlling the selection switch 5 according to the determination result of the determiner 33 are provided.

コントローラ9の制御下で選択スイッチ5が受信アンテナを選択する基準は例えば受信レベル(RSSI値)であり、アンテナ1,2のうち受信レベルの大きい方を受信アンテナとして選択するものとする。図4に示されるように、受信レベルが十分に高い場合には、受信機内部の歪や位相雑音などの影響により、受信レベルの大きさにかかわらずベースバンド信号のS/Nは飽和してしまう。ベースバンド信号のS/Nが飽和するアンテナの受信レベルをR[dBm]とした場合、受信レベルがRを上回るアンテナのいずれを選択しても受信品質は変わらない。Rは、受信機の回路設計に依存する。特許文献1でも問題としているように、アンテナの頻繁な切り替えを行うと受信信号の振幅や位相が急にジャンプし、復調誤りや同期外れにつながるおそれがあるため、このように受信レベルがRを上回る場合にはアンテナの切り替えを行なわないように制御するのが望ましい。   The reference for selecting the reception antenna by the selection switch 5 under the control of the controller 9 is, for example, the reception level (RSSI value). Of the antennas 1 and 2, the higher reception level is selected as the reception antenna. As shown in FIG. 4, when the reception level is sufficiently high, the S / N of the baseband signal is saturated regardless of the magnitude of the reception level due to the influence of distortion and phase noise inside the receiver. End up. When the reception level of an antenna at which the S / N of the baseband signal is saturated is R [dBm], the reception quality does not change even if any antenna whose reception level exceeds R is selected. R depends on the circuit design of the receiver. As is also a problem in Patent Document 1, if the antenna is frequently switched, the amplitude and phase of the received signal may jump abruptly, leading to a demodulation error and loss of synchronization. It is desirable to control so as not to switch the antenna when the number is higher.

アンテナ毎に受信信号のAGCを行う受信機では、基本的にはA/D変換器6によりディジタル信号に変換された後の信号レベルは各アンテナで適切な振幅に設定されている。一方、受信ユニットの数に対して、AGCの制御を行うベースバンド信号処理部の数が少ない場合、全ての受信ユニットに対して最適なAGCができない。このような場合、スイッチ5が現在選択している受信ユニットに対してのみAGCを行うか、または全ての受信ユニットに対するAGCゲインを共通に制御することになる。   In a receiver that performs AGC of a received signal for each antenna, the signal level after being converted into a digital signal by the A / D converter 6 is basically set to an appropriate amplitude at each antenna. On the other hand, when the number of baseband signal processing units that perform AGC control is small relative to the number of reception units, optimal AGC cannot be performed for all reception units. In such a case, the AGC is performed only for the receiving unit currently selected by the switch 5, or the AGC gains for all the receiving units are controlled in common.

ここで受信レベルの時間的な変動が速い場合、受信アンテナを時刻t1での受信レベルが大きいアンテナから時刻t2で受信レベルが大きいアンテナに切り替えると、A/D変換器6に入力される信号の急激な変動が起こる。この結果、信号レベルがA/D変換器6の入力ダイナミックレンジから外れてA/D変換器6の出力値が飽和してしまい、復調器7の復調エラーや同期外れが発生する場合がある。特にAGC追従速度が遅い場合、アンテナ切り替え後に飽和が長く続くため、それによる復号エラーや同期外れの問題は顕著である。   Here, when the temporal fluctuation of the reception level is fast, when the reception antenna is switched from an antenna having a high reception level at time t1 to an antenna having a high reception level at time t2, the signal input to the A / D converter 6 is changed. Rapid fluctuation occurs. As a result, the signal level deviates from the input dynamic range of the A / D converter 6 and the output value of the A / D converter 6 is saturated, so that a demodulation error or loss of synchronization of the demodulator 7 may occur. In particular, when the AGC follow-up speed is low, saturation continues for a long time after antenna switching, so that problems such as decoding errors and loss of synchronization are significant.

このような場合、本実施形態では「アンテナ切り替え前後のRSSI値の差がある閾値D(第2閾値)より小さくなればアンテナ切り替えを許可する」という拘束条件をつける。これによって、アンテナ切り替え時のA/D変換器6の出力値の飽和に起因する復号エラーや同期外れを回避し、高品質かつ安定した通信を行うことが可能となる。   In such a case, in the present embodiment, a constraint condition that “the antenna switching is permitted when the difference between the RSSI values before and after the antenna switching becomes smaller than a certain threshold D (second threshold)” is set. As a result, it is possible to avoid decoding errors and loss of synchronization due to saturation of the output value of the A / D converter 6 at the time of antenna switching, and perform high-quality and stable communication.

さらに、受信レベルの変動が非常に早いときは、受信レベル測定器8での最新の測定タイミング(時刻t1)におけるRSSI値を基にアンテナ切り替を行うと、実際にアンテナを切り替えるタイミング(時刻t2)では、もはや最適なアンテナが選択される状態にはなっていないことが懸念される。このような場合、時刻t0,t1(t0<t1)のRSSI値を用いて外挿補間により時刻t2のRSSI値を予測することで、アンテナを切り替えるタイミングで最適なアンテナ選択が可能となり、受信品質の劣化を防ぐことができる。   Further, when the reception level fluctuates very quickly, the antenna switching timing (time t2) is obtained by performing antenna switching based on the RSSI value at the latest measurement timing (time t1) in the reception level measuring device 8. There is a concern that the optimum antenna is no longer selected. In such a case, by predicting the RSSI value at the time t2 by extrapolation using the RSSI values at the times t0 and t1 (t0 <t1), it is possible to select an optimum antenna at the timing of switching the antenna, and the reception quality Can be prevented.

外挿補間の一例として、過去の2時刻t0,t1のRSSI値RSSI(t0),RSSI(t1)を用いて、以下のような直線補間により時刻t2のRSSI値RSSI(t2)を求めることが考えられる。   As an example of extrapolation, the RSSI value RSSI (t2) at time t2 is obtained by linear interpolation as follows using the RSSI values RSSI (t0) and RSSI (t1) at the past two times t0 and t1. Conceivable.

Figure 0004157530
Figure 0004157530

次に、本実施形態における具体的なアンテナ選択手順を図5のフローチャートに従って説明する。
まず、最初アンテナ1が選択されていると仮定する。受信レベル測定器8によりアンテナ1を用いたときのRSSI値を定期的に測定し(ステップS1)、メモリ31に逐次蓄える(ステップS2)。次に、メモリ31に蓄積されたRSSI値を基に、予測器32により次のアンテナ切り替えを判断する時刻t2でのRSSI値=RSSI1(t2)を予測する(ステップS3)。次に、判定器33によりRSSI(t2)を閾値判定、すなわちRSSI1(t2)と閾値Rとの比較を行う(ステップS4)。ここでRSSI1(t2)が閾値Rより大きければ、十分なS/Nがあると考えられるので、アンテナの切り替えを行わない(ステップS5)。
Next, a specific antenna selection procedure in the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
First, assume that antenna 1 is initially selected. The RSSI value when the antenna 1 is used is periodically measured by the reception level measuring device 8 (step S1), and sequentially stored in the memory 31 (step S2). Next, based on the RSSI value stored in the memory 31, the predictor 32 predicts RSSI value = RSSI1 (t2) at time t2 when the next antenna switching is determined (step S3). Next, the determination unit 33 determines RSSI (t2) as a threshold, that is, compares RSSI1 (t2) with the threshold R (step S4). Here, if RSSI1 (t2) is larger than the threshold value R, it is considered that there is sufficient S / N, so the antenna is not switched (step S5).

一方、RSSI1(t2)が閾値Rよりも小さいときは、ステップS1〜S3と同様にステップS6で測定され、ステップS7でメモリ31に記憶されていたアンテナ2のRSSI値を基にステップS8で予測したRSSI値=RSSI2(t2)、と閾値Rとの比較を行う(ステップS9)。ステップS9においてRSSI2(t2)がRよりも小さければ、判定器33はアンテナ1とアンテナ2のRSSI値=RSSI1(t2),RSSI2(t2)を比較する(ステップS10)。   On the other hand, when RSSI1 (t2) is smaller than the threshold value R, the prediction is made in step S8 based on the RSSI value of the antenna 2 measured in step S6 and stored in the memory 31 in step S7 as in steps S1 to S3. The RSSI value = RSSI2 (t2) is compared with the threshold value R (step S9). If RSSI2 (t2) is smaller than R in step S9, the determiner 33 compares the RSSI values of the antenna 1 and the antenna 2 = RSSI1 (t2), RSSI2 (t2) (step S10).

ステップS10においてRSSI1(t2)の方がRSSI2(t2)より大きければ、アンテナの切り替えは行わず(ステップS5)、アンテナ1を受信アンテナとしてそのまま使用し続ける。ステップS10においてRSSI2(t2)の方がRSSI1(t2)より大きければ、判定器33は次のアンテナを選択する前(アンテナ切り替え前)のRSSI値=Ra(この場合は、Ra=RSSI1(t1))と、次の選択候補のアンテナ(この場合は、アンテナ2)のRSSI値=Rb(この場合は、Rb=RSSI2(t2)))との絶対差|Rb−Ra|を求め、さらに差|Rb−Ra|を閾値Dと比較する(ステップS11)。ここで|Rb−Ra|が閾値Dよりも小さければ、受信アンテナをアンテナ1からアンテナ2へと切り替える(ステップS12)。同様に、ステップS9において、RSSI2(t2)が閾値R以上であれば、アンテナ切り替え前後のRSSI差としきい値Dを比較する(ステップS11)。   If RSSI1 (t2) is larger than RSSI2 (t2) in step S10, antenna switching is not performed (step S5), and antenna 1 continues to be used as a receiving antenna. If RSSI2 (t2) is larger than RSSI1 (t2) in step S10, the determination unit 33 sets RSSI value before selecting the next antenna (before antenna switching) = Ra (in this case, Ra = RSSI1 (t1)). ) And the next selection candidate antenna (in this case, antenna 2) RSSI value = Rb (in this case, Rb = RSSI2 (t2))) to obtain the absolute difference | Rb−Ra | Rb−Ra | is compared with a threshold value D (step S11). If | Rb−Ra | is smaller than the threshold value D, the receiving antenna is switched from antenna 1 to antenna 2 (step S12). Similarly, if RSSI2 (t2) is greater than or equal to the threshold value R in step S9, the RSSI difference before and after antenna switching is compared with the threshold value D (step S11).

|Rb−Ra|が非常に大きい場合には、A/D変換器6の入力レベルが急激に変化してA/D変換器6の出力値が飽和してしまう。このような問題を避けるため、上記のように|Rb−Ra|が閾値D以上の場合には、アンテナを切り替えないようにする。閾値Dは、例えばA/D変換器6の最大入力レベルからのAGCの目標利得のバックオフ量を採用することができ、例えば12dBといった値とする。   When | Rb−Ra | is very large, the input level of the A / D converter 6 is suddenly changed and the output value of the A / D converter 6 is saturated. In order to avoid such a problem, the antenna is not switched when | Rb−Ra | is equal to or greater than the threshold D as described above. As the threshold value D, for example, a backoff amount of the target gain of AGC from the maximum input level of the A / D converter 6 can be adopted, and is set to a value of, for example, 12 dB.

(第2の実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について説明する。第2の実施形態では、図6に示されるようにコントローラ10は受信ユニット3,4にも接続され、図1中のコントローラ9と同様の選択スイッチ5の制御に加えて、受信ユニット3,4における可変利得増幅器33のゲイン設定を行う。このためコントローラ10には、図7に示すように図3に示したコントローラ9と同様のメモリ31、予測器32、判定器33及びスイッチ制御器34に加えて、判定器33の判定結果に基づき可変利得増幅器33のゲイン設定を行うゲイン設定器35が追加される。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, as shown in FIG. 6, the controller 10 is also connected to the receiving units 3 and 4, and in addition to the control of the selection switch 5 similar to the controller 9 in FIG. The gain of the variable gain amplifier 33 is set. Therefore, in addition to the memory 31, the predictor 32, the determiner 33, and the switch controller 34 similar to the controller 9 shown in FIG. 3, the controller 10 is based on the determination result of the determiner 33, as shown in FIG. A gain setting unit 35 for setting the gain of the variable gain amplifier 33 is added.

アンテナ1及びアンテナ2の信号の受信レベルが共に低いとき、受信レベルの比較的大きい方のアンテナ1が選ばれていたとする。第1の実施形態では、この後アンテナ2の受信レベルだけが急激に大きくなり、アンテナ1とアンテナ2間の受信レベル差(RSSI値の絶対差)が閾値D以上になると、A/D変換器6の出力値の飽和や量子化ノイズの影響によるA/D変換器6の出力のつぶれを避けるために、アンテナ2の受信レベルが十分大きいにも関わらずアンテナ1がそのまま使用され続ける。第2の実施形態では、このような場合に受信アンテナをアンテナ1からアンテナ2へと切り替え、同時にAGCゲインを変更することによって、A/D変換器106の出力値の飽和を回避しつつ、S/Nの高いアンテナを選択する。   It is assumed that the antenna 1 having a relatively large reception level is selected when both the reception levels of the signals of the antenna 1 and the antenna 2 are low. In the first embodiment, after that, only the reception level of the antenna 2 suddenly increases, and when the reception level difference between the antenna 1 and the antenna 2 (absolute difference in RSSI value) is greater than or equal to the threshold value D, the A / D converter In order to avoid collapse of the output of the A / D converter 6 due to the saturation of the output value of 6 and the influence of quantization noise, the antenna 1 continues to be used as it is despite the reception level of the antenna 2 being sufficiently high. In the second embodiment, in such a case, the reception antenna is switched from the antenna 1 to the antenna 2 and the AGC gain is changed at the same time, thereby avoiding the saturation of the output value of the A / D converter 106, and the S Select an antenna with a high / N.

本実施形態におけるアンテナ選択手順では、図8に示すように第1の実施形態のアンテナ選択手順を示す図5に加えて、ステップS13〜S15が追加される。アンテナ切り替え時には、次の選択候補のアンテナに接続されている受信ユニットのAGCゲインをGに設定する。ステップS11においてアンテナ切り替え前のRSSI値=Ra(例えばRa=RSSI1(t1))と、次の選択候補のアンテナのRSSI値=Rb(例えばRb=RSSI2(t2)))との差|Rb−Ra|が閾値D以上であった場合、アンテナ2に接続されている受信ユニット4のAGCゲインをGに設定し(ステップS13)、受信アンテナをアンテナ1からアンテナ2へ切り替える(ステップS14)。   In the antenna selection procedure in this embodiment, steps S13 to S15 are added in addition to FIG. 5 showing the antenna selection procedure of the first embodiment as shown in FIG. At the time of antenna switching, the AGC gain of the receiving unit connected to the antenna of the next selection candidate is set to G. In step S11, the difference between the RSSI value before antenna switching = Ra (for example, Ra = RSSI1 (t1)) and the RSSI value of the next candidate antenna = Rb (for example, Rb = RSSI2 (t2))) | Rb−Ra If | is equal to or greater than the threshold value D, the AGC gain of the receiving unit 4 connected to the antenna 2 is set to G (step S13), and the receiving antenna is switched from the antenna 1 to the antenna 2 (step S14).

切り替え前のアンテナ1に接続されている受信ユニット3のAGCゲイン(G1)と、次の選択候補であるアンテナ2に接続されている受信ユニット4のAGCゲイン(G2)が既知である場合、アンテナ切り替え時刻t2におけるAGCゲインG(t2)を例えば以下のようにG1とG2の平均値とする。   When the AGC gain (G1) of the receiving unit 3 connected to the antenna 1 before switching and the AGC gain (G2) of the receiving unit 4 connected to the antenna 2 that is the next selection candidate are known, the antenna The AGC gain G (t2) at the switching time t2 is set to an average value of G1 and G2, for example, as follows.

Figure 0004157530
Figure 0004157530

これによりゲインを変更せずにアンテナを切り替える場合に比べて、A/D変換器6の出力値の飽和をより効果的に緩和することができる。そして、適当な時間の経過後に(例えば時刻t3)、ゲインGをA/D変換器6への入力振幅が復調器7にとって適切な値になるようなゲインG’となるように再び更新し(ステップS15)、その後は本来のAGC動作を行う。あるいは、次のアンテナ選択タイミングにおける選択候補のアンテナに接続されている受信ユニットのAGCが行われていない場合には、アンテナ1とアンテナ2のRSSI値を平均した値を基にAGCゲインG’(t2)を決定してもよい。   As a result, the saturation of the output value of the A / D converter 6 can be more effectively reduced as compared with the case where the antenna is switched without changing the gain. Then, after an appropriate time has elapsed (for example, at time t3), the gain G is updated again so that the gain G ′ becomes an appropriate value for the demodulator 7 so that the input amplitude to the A / D converter 6 becomes an appropriate value ( Step S15), and thereafter the original AGC operation is performed. Alternatively, when the AGC of the receiving unit connected to the antenna of the selection candidate at the next antenna selection timing is not performed, the AGC gain G ′ ( t2) may be determined.

また、AGCゲインを段階的に変更するときの分解能を細かくとることにより、急激な振幅変動から生じる復調エラーを回避することができる。例えば、AGCゲインG1からG2への変更をnステップに分割して行う場合、ゲイン変更のステップ量をΔ=(G2−G1)/nとし、G1+Δ,G1+2Δ,…,G1+(n−1)*Δ,G2のように段階的に変化させる。AGCゲインを変化させる周期Tに対して、ゲイン変更のステップ数nはAGCの制御速度f(周期T=1/f)に依存する。このようにすると、特にアンテナ1,2のRSSI値の絶対差が大きい場合、AGCゲインをG1からG2へ近づけていくときにゲイン調整幅が大きすぎることによる大きな段階的振幅変動が生じることがなく、振幅変動による復調エラーの発生を避けることができる。   Further, by taking a fine resolution when changing the AGC gain stepwise, it is possible to avoid demodulation errors caused by sudden amplitude fluctuations. For example, when the change from the AGC gain G1 to G2 is divided into n steps, the gain change step amount is Δ = (G2−G1) / n, and G1 + Δ, G1 + 2Δ,..., G1 + (n−1) * It is changed in steps like Δ and G2. For the period T in which the AGC gain is changed, the number n of gain change steps depends on the AGC control speed f (period T = 1 / f). In this way, especially when the absolute difference between the RSSI values of the antennas 1 and 2 is large, there is no large stepwise amplitude fluctuation due to the gain adjustment range being too large when the AGC gain is made closer to G1 from G1. The occurrence of demodulation errors due to amplitude fluctuations can be avoided.

(第3の実施形態)
次に、本発明に係る第3の実施形態について図9を参照して説明する。本実施形態は受信ブランチ数がN個(Nは3以上の複数)であり、合成ダイバーシチ方式を用いる。N個のアンテナ41−1〜41−Nにより受信されるRF信号は、図2に示したような受信ユニット(無線部)42−1〜42−Nにそれぞれ入力され、受信処理が行われる。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, the number of reception branches is N (N is a plurality of 3 or more), and a combined diversity method is used. RF signals received by the N antennas 41-1 to 41-N are respectively input to reception units (radio units) 42-1 to 42-N as shown in FIG. 2 and subjected to reception processing.

受信ユニット42−1〜42−Nからの出力信号は、N入力/K出力の選択スイッチ43に入力される。選択スイッチ43はコントローラ48の制御下でN個のアンテナ41−1〜41−NのうちのK個(KはN>Kかつ2以上)のアンテナの選択、すなわち受信ユニット42−1〜42−Nからの出力信号の選択を行う。図9では、一例としてN=4、K=2としている。   Output signals from the receiving units 42-1 to 42-N are input to the N input / K output selection switch 43. The selection switch 43 selects K antennas (K is N> K and 2 or more) among the N antennas 41-1 to 41-N under the control of the controller 48, that is, the receiving units 42-1 to 42-. The output signal from N is selected. In FIG. 9, N = 4 and K = 2 are set as an example.

選択スイッチ43により選択された信号は、A/D変換器44−1〜44−Kによりディジタル信号に変換された後、復調器45−1〜45−Kによって復調される。復調器45−1〜45−Kからの出力信号は、ダイバーシチ合成器46によってディジタル信号処理による合成ダイバーシチが施され、一つの出力信号となる。ダイバーシチ合成器46からの出力信号は図示しない復号器により復号され、元のデータが再生される。復調器45−1〜45−Kは現在選択されているK個のアンテナに接続されている受信ユニットのAGCゲインを適切に行っており、それ以外の受信ユニットにおいては以前に制御されたAGCゲインを保持しているものとする。   The signal selected by the selection switch 43 is converted into a digital signal by the A / D converters 44-1 to 44-K, and then demodulated by the demodulators 45-1 to 45-K. The output signals from the demodulators 45-1 to 45-K are subjected to synthesis diversity by digital signal processing by the diversity synthesizer 46, and become one output signal. The output signal from the diversity synthesizer 46 is decoded by a decoder (not shown) to reproduce the original data. Demodulators 45-1 to 45-K appropriately perform the AGC gains of the receiving units connected to the currently selected K antennas, and the other AGC gains are controlled in the other receiving units. Is held.

受信レベル測定器47は、受信ユニット42−1〜42−Nの受信信号を用いてアンテナ41−1〜41−Nの受信レベル、例えばRSSIを一定間隔のタイミングで測定し、RSSI値をコントローラ48に通知する。コントローラ48は、通知されるRSSI値からアンテナ41−1〜41−Nのうち受信レベル(RSSI値)が高い方から順にK個を判定し、その判定結果に基づいてスイッチ43を制御する。コントローラ48は、基本的に第1の実施形態で説明したのと同じく例えば図3に示すように構成される。   The reception level measuring device 47 measures the reception levels of the antennas 41-1 to 41-N, for example, RSSI at a constant interval using the reception signals of the reception units 42-1 to 42-N, and the RSSI value is determined by the controller 48. Notify The controller 48 determines K antennas in order from the highest reception level (RSSI value) among the antennas 41-1 to 41-N from the notified RSSI value, and controls the switch 43 based on the determination result. The controller 48 is basically configured as shown in FIG. 3, for example, as described in the first embodiment.

次に、図10を参照して選択スイッチ43におけるK個のアンテナの選択手順について説明する。アンテナ41−1〜41−Nのうち、受信レベル(RSSI値)が大きい順にK個を選択することが基本となっている。   Next, the selection procedure of K antennas in the selection switch 43 will be described with reference to FIG. Of the antennas 41-1 to 41-N, it is fundamental to select K antennas in descending order of reception level (RSSI value).

まず、現在の時刻t1において2つのアンテナA,B(以下、AntA(t1),AntB(t1)とも記載する)が選択されていると仮定する。全てのアンテナ41−1〜41−NのRSSI値を定期的に測定し(ステップS101)、逐次メモリに蓄える(ステップS102)。蓄積されたRSSI値を基に、次にアンテナ切り替えを判断する時刻t2でのRSSI値を予測する(ステップS103)。   First, it is assumed that two antennas A and B (hereinafter also referred to as AntA (t1) and AntB (t1)) are selected at the current time t1. The RSSI values of all the antennas 41-1 to 41-N are periodically measured (step S101) and sequentially stored in the memory (step S102). Based on the accumulated RSSI value, the RSSI value at time t2 when the antenna switching is determined next is predicted (step S103).

現在選択されているアンテナAntA(t1),AntB(t1)のRSSI値をPa(t1),Pb(t1)とし、時刻t2においてRSSI値が最大となるアンテナをAnt1(t2)とし、以下RSSI値が大きい順に2,3,4番目のアンテナをそれぞれAnt2(t2),Ant3(t2),Ant4(t2)とする。また、各アンテナAnt1(t2)〜Ant4(t2)の時刻t2におけるRSSI値をP1(t2),P2(t2),P3(t2),P4(t2)とする。現在選択されているアンテナのアンテナ番号及びRSSI値、さらには時刻t2において選択されるアンテナのアンテナ番号とRSSI値の組をメモリに蓄える(ステップS104)。   The RSSI values of the currently selected antennas AntA (t1) and AntB (t1) are Pa (t1) and Pb (t1), and the antenna having the maximum RSSI value at time t2 is Ant1 (t2). The second, third, and fourth antennas in the descending order are Ant2 (t2), Ant3 (t2), and Ant4 (t2), respectively. Further, the RSSI values of the antennas Ant1 (t2) to Ant4 (t2) at time t2 are P1 (t2), P2 (t2), P3 (t2), and P4 (t2). The antenna number and RSSI value of the currently selected antenna, and further the set of the antenna number and RSSI value of the antenna selected at time t2 are stored in the memory (step S104).

次に、現在選択されているアンテナAntA(t1),AntB(t1)のうち一方のアンテナAntA(t1)のRSSI値Pa(t1)と閾値Rを比較し(ステップS105)、Pa(t1)がRより大きければアンテナAntA(t1)の出力のS/Nが十分に大きいと考えられるので、アンテナAntA(t1)の選択を維持する(ステップS106)。   Next, the RSSI value Pa (t1) of one antenna AntA (t1) out of the currently selected antennas AntA (t1) and AntB (t1) is compared with the threshold R (step S105), and Pa (t1) If it is larger than R, it is considered that the S / N of the output of the antenna AntA (t1) is sufficiently large, so the selection of the antenna AntA (t1) is maintained (step S106).

引き続き、現在選択されているアンテナAntA(t1),AntB(t1)のうち他方のアンテナAntB(t1)のRSSIPb(t1)と閾値Rを比較し(ステップS107)、Pb(t1)が閾値Rより大きければアンテナAntB(t1)の出力のS/Nが十分な大きいと考えられるので、アンテナAntB(t1)の選択を維持する(ステップS108)。   Subsequently, the threshold R is compared with RSSIPb (t1) of the other antenna AntB (t1) of the currently selected antennas AntA (t1) and AntB (t1) (step S107), and Pb (t1) is greater than the threshold R. If it is larger, the S / N of the output of the antenna AntB (t1) is considered to be sufficiently large, so the selection of the antenna AntB (t1) is maintained (step S108).

ステップS107においてPb(t1)が閾値R以下の場合は、アンテナA以外の3つのアンテナから一つを選択する処理(図11)へ進む(ステップS109)。   If Pb (t1) is equal to or smaller than the threshold value R in step S107, the process proceeds to processing for selecting one of the three antennas other than antenna A (FIG. 11) (step S109).

一方、ステップS105においてPa(t1)が閾値R以下の場合は、現在選択されているアンテナAntB(t1)のRSSI値Pb(t1)と閾値Rを比較し(ステップS110)、Pb(t1)が閾値Rより大きければアンテナAntB(t1)の出力のS/Nは十分に大きいと考えられるので、アンテナAntB(t1)の選択を維持し(ステップS111)、アンテナB以外の3つのアンテナから一つを選択する処理(図12)へ進む(ステップS112)。さらに、ステップS110においてPb(t1)が閾値R以上の場合は、4つのアンテナから2つを選択する処理(図13)へ進む(ステップS113)。   On the other hand, if Pa (t1) is less than or equal to the threshold R in step S105, the RSSI value Pb (t1) of the currently selected antenna AntB (t1) is compared with the threshold R (step S110), and Pb (t1) is If it is larger than the threshold value R, the S / N of the output of the antenna AntB (t1) is considered to be sufficiently large. Therefore, the selection of the antenna AntB (t1) is maintained (step S111), and one of the three antennas other than the antenna B is selected. The process proceeds to the process of selecting (FIG. 12) (step S112). Furthermore, if Pb (t1) is greater than or equal to the threshold value R in step S110, the process proceeds to the process of selecting two from the four antennas (FIG. 13) (step S113).

次に、図11を参照してアンテナA以外の3つのアンテナから一つを選択する図10のステップS109の手順を説明する。ステップS109においては、まず現在選択されているアンテナAntB(t1)のRSSI値Pb(t1)と、時刻t2においてRSSI値が最大となるアンテナAnt1(t2)のRSSI値P1(t2)の絶対差|Pb(t1)−P1(t2)|を求めて閾値Dと比較し(ステップS201)、|Pb(t1)−P1(t2)|がDよりも小さい場合は、Ant1(t2)を選択する(ステップS205)。   Next, the procedure of step S109 in FIG. 10 for selecting one of the three antennas other than antenna A will be described with reference to FIG. In step S109, first, the absolute difference between the RSSI value Pb (t1) of the currently selected antenna AntB (t1) and the RSSI value P1 (t2) of the antenna Ant1 (t2) having the maximum RSSI value at time t2 | Pb (t1) -P1 (t2) | is obtained and compared with the threshold value D (step S201). If | Pb (t1) -P1 (t2) | is smaller than D, Ant1 (t2) is selected ( Step S205).

ステップS201において|Pb(t1)−P1(t2)|がDよりも大きい場合は、アンテナBのRSSI値Pb(t1)と時刻t2においてRSSI値が2番目に大きいアンテナAnt2(t2)のRSSI値P2(t2)の絶対差|Pb(t1)−P2(t2)|を求めて閾値Dと比較し(ステップS202)、|Pb(t1)−P2(t2)|がDよりも小さい場合は、Ant2(t2)を選択する(ステップS206)。   If | Pb (t1) −P1 (t2) | is larger than D in step S201, the RSSI value Pb (t1) of antenna B and the RSSI value of antenna Ant2 (t2) having the second largest RSSI value at time t2 The absolute difference | Pb (t1) −P2 (t2) | of P2 (t2) is obtained and compared with the threshold value D (step S202). When | Pb (t1) −P2 (t2) | is smaller than D, Ant2 (t2) is selected (step S206).

ステップS202において|Pb(t1)−P2(t2)|がDよりも大きい場合は、アンテナBのRSSI値Pb(t1)と時刻t2においてRSSI値が3番目に大きいアンテナAnt3(t2)のRSSI値P3(t2)の絶対差を求めて閾値Dと比較し(ステップS203)、|Pb(t1)−P3(t2)|がDよりも小さい場合はAnt3(t2)を選択し(ステップS207)。そうでない場合は現在選択されているアンテナAntB(t1)の選択を維持する(ステップS204)。   If | Pb (t1) −P2 (t2) | is greater than D in step S202, the RSSI value Pb (t1) of antenna B and the RSSI value of antenna Ant3 (t2) having the third largest RSSI value at time t2 An absolute difference of P3 (t2) is obtained and compared with a threshold value D (step S203). If | Pb (t1) −P3 (t2) | is smaller than D, Ant3 (t2) is selected (step S207). Otherwise, the selection of the currently selected antenna AntB (t1) is maintained (step S204).

次に、図12を参照してアンテナB以外の3つのアンテナから一つを選択する図10のステップS112の手順を説明する。ステップS112においては、まず現在選択されているアンテナAntA(t1)のRSSI値Pa(t1)と、時刻t2においてRSSI値が最大となるアンテナAnt1(t2)のRSSI値P1(t2)の絶対差|Pa(t1)−P1(t2)|を求めて閾値Dと比較し(ステップS210)、|Pa(t1)−P1(t2)|がDよりも小さい場合は、Ant1(t2)を選択する(ステップS214)。   Next, the procedure of step S112 in FIG. 10 for selecting one of the three antennas other than the antenna B will be described with reference to FIG. In step S112, first, the absolute difference between the RSSI value Pa (t1) of the currently selected antenna AntA (t1) and the RSSI value P1 (t2) of the antenna Ant1 (t2) having the maximum RSSI value at time t2 | Pa (t1) -P1 (t2) | is obtained and compared with the threshold value D (step S210). If | Pa (t1) -P1 (t2) | is smaller than D, Ant1 (t2) is selected ( Step S214).

ステップS210において|Pa(t1)−P1(t2)|がDよりも大きい場合は、アンテナAntA(t1)のRSSI値Pa(t1)と時刻t2においてRSSI値が2番目に大きいアンテナAnt2(t2)のRSSI値P2(t2)の絶対差|Pa(t1)−P2(t2)|を求めて閾値Dと比較し(ステップS211)、|Pa(t1)−P2(t2)|がDよりも小さい場合は、Ant2(t2)を選択する(ステップS215)。   If | Pa (t1) −P1 (t2) | is greater than D in step S210, the RSSI value Pa (t1) of the antenna AntA (t1) and the antenna Ant2 (t2) having the second largest RSSI value at the time t2. Absolute difference | Pa (t1) −P2 (t2) | is obtained and compared with a threshold value D (step S211), and | Pa (t1) −P2 (t2) | is smaller than D In this case, Ant2 (t2) is selected (step S215).

ステップS211において|Pa(t1)−P2(t2)|がDよりも大きい場合は、アンテナAntA(t1)のRSSI値Pa(t1)と時刻t2においてRSSI値が3番目に大きいアンテナAnt3(t2)のRSSI値P3(t2)の絶対差|Pa(t1)−P3(t2)|を求めて閾値Dと比較し(ステップS212)、|Pa(t1)−P3(t2)|がDよりも小さい場合はAnt3(t2)を選択し(ステップS216)、そうでない場合は現在選択されているアンテナAntA(t1)の選択を維持する(ステップS213)。   If | Pa (t1) −P2 (t2) | is greater than D in step S211, the RSSI value Pa (t1) of the antenna AntA (t1) and the antenna Ant3 (t2) having the third largest RSSI value at the time t2. Absolute difference | Pa (t1) −P3 (t2) | is obtained and compared with the threshold D (step S212), and | Pa (t1) −P3 (t2) | is smaller than D In the case, Ant3 (t2) is selected (step S216). Otherwise, the selection of the currently selected antenna AntA (t1) is maintained (step S213).

次に、図13を参照して4つのアンテナから2つを選択する図10のステップS113の手順を説明する。ステップS113においては、Pa(t1)とP1(t2)の絶対差|Pa(t1)−P1(t2)|を求めて閾値Dと比較し(ステップS301)、|Pa(t1)−P1(t2)|がDよりも小さい場合は、Ant1(t2)を選択してステップS310へ進む。   Next, the procedure of step S113 in FIG. 10 for selecting two from the four antennas will be described with reference to FIG. In step S113, an absolute difference | Pa (t1) −P1 (t2) | between Pa (t1) and P1 (t2) is obtained and compared with a threshold value D (step S301), and | Pa (t1) −P1 (t2). ) | Is smaller than D, Ant1 (t2) is selected and the process proceeds to step S310.

ステップS301において|Pa(t1)−P1(t2)|がDよりも大きい場合は、Pa(t1)とP2(t2)の絶対差|Pa(t1)−P2(t2)|を求めて再び閾値Dと比較し(ステップS302)、|Pa(t1)−P2(t2)|がDよりも小さい場合は、Ant2(t2)を選択してステップS410へ進む。   If | Pa (t1) −P1 (t2) | is larger than D in step S301, the absolute difference | Pa (t1) −P2 (t2) | Compared with D (step S302), if | Pa (t1) −P2 (t2) | is smaller than D, Ant2 (t2) is selected and the process proceeds to step S410.

ステップS302において|Pa(t1)−P2(t2)|がDよりも大きい場合は、Pa(t1)とP3(t2)の絶対差|Pa(t1)−P3(t2)|を求めて再び閾値Dと比較し(ステップS303)、|Pa(t1)−P3(t2)|がDよりも小さい場合は、Ant3(t2)を選択してステップS510へ進む。   If | Pa (t1) −P2 (t2) | is larger than D in step S302, the absolute difference | Pa (t1) −P3 (t2) | Compared with D (step S303), if | Pa (t1) −P3 (t2) | is smaller than D, Ant3 (t2) is selected and the process proceeds to step S510.

ステップS303において|Pa(t1)−P3(t2)|がDよりも大きい場合は、アンテナ切り替えを禁止し、現在選択されているアンテナをそのまま使用する(ステップS304)。   If | Pa (t1) −P3 (t2) | is larger than D in step S303, antenna switching is prohibited and the currently selected antenna is used as it is (step S304).

ステップS310でAnt1(t2)を選択した場合、もう一つのアンテナを選択する手順に移る。Pb(t1)とP2(t2)の絶対差|Pb(t1)−P2(t2)|を求めて閾値Dと比較し(ステップS311)、|Pb(t1)−P2(t2)|がDよりも小さい場合は、Ant2(t2)を選択する(ステップS312)。   If Ant1 (t2) is selected in step S310, the procedure proceeds to a procedure for selecting another antenna. The absolute difference | Pb (t1) −P2 (t2) | is obtained from Pb (t1) and P2 (t2) and compared with the threshold value D (step S311), and | Pb (t1) −P2 (t2) | If it is smaller, Ant2 (t2) is selected (step S312).

ステップS311において|Pb(t1)−P2(t2)|がDよりも大きい場合は、Pb(t1)とP3(t2)の絶対差|Pb(t1)−P3(t2)|を求めて再び閾値Dと比較し(ステップS313)、|Pb(t1)−P3(t2)|がDよりも小さい場合は、Ant3(t2)を選択する(ステップS314)。   If | Pb (t1) −P2 (t2) | is larger than D in step S311, the absolute difference | Pb (t1) −P3 (t2) | Compared with D (step S313), if | Pb (t1) −P3 (t2) | is smaller than D, Ant3 (t2) is selected (step S314).

ステップS313において|Pb(t1)−P3(t2)|がDよりも大きい場合は、Pb(t1)とP4(t2)の絶対差|Pb(t1)−P4(t2)|を求めて再び閾値Dと比較し(ステップS315)、|Pb(t1)−P4(t2)|がDよりも小さい場合は、Ant4(t2)を選択する(ステップS316)。   If | Pb (t1) −P3 (t2) | is greater than D in step S313, the absolute difference | Pb (t1) −P4 (t2) | between Pb (t1) and P4 (t2) | Compared with D (step S315), if | Pb (t1) −P4 (t2) | is smaller than D, Ant4 (t2) is selected (step S316).

ステップS315において|Pb(t1)−P4(t2)|がDよりも大きい場合は、現在選択されているアンテナAntB(t1)をそのまま使用する(ステップS317)。ただし、AntBがAnt1と同じアンテナである場合はAnt2を選択する。   If | Pb (t1) −P4 (t2) | is greater than D in step S315, the currently selected antenna AntB (t1) is used as it is (step S317). However, if AntB is the same antenna as Ant1, Ant2 is selected.

ステップS410でAnt2(t2)を選択した場合、もう一つのアンテナを選択する手順に移る。Pb(t1)とP1(t2)の絶対差|Pb(t1)−P1(t2)|を求めて閾値Dと比較し(ステップS411)、|Pb(t1)−P1(t2)|がDよりも小さい場合はAnt1(t2)を選択する(ステップS412)。   If Ant2 (t2) is selected in step S410, the procedure proceeds to a procedure for selecting another antenna. An absolute difference | Pb (t1) −P1 (t2) | between Pb (t1) and P1 (t2) is obtained and compared with a threshold value D (step S411), and | Pb (t1) −P1 (t2) | If it is smaller, Ant1 (t2) is selected (step S412).

ステップS411において|Pb(t1)−P1(t2)|がDよりも大きい場合は、Pb(t1)とP3(t2)の絶対差|Pb(t1)−P3(t2)|を求めて再び閾値Dと比較し(ステップS413)、|Pb(t1)−P3(t2)|がDよりも小さい場合は、Ant3(t2)を選択する(ステップS414)。   If | Pb (t1) −P1 (t2) | is greater than D in step S411, the absolute difference | Pb (t1) −P3 (t2) | Compared with D (step S413), if | Pb (t1) −P3 (t2) | is smaller than D, Ant3 (t2) is selected (step S414).

ステップS413において|Pb(t1)−P3(t2)|がDよりも大きい場合は、Pb(t1)とP4(t2)の絶対差|Pb(t1)−P4(t2)|を求めて再び閾値Dと比較し(ステップS415)、|Pb(t1)−P4(t2)|がDよりも小さい場合は、Ant4(t2)を選択する(ステップS416)。   If | Pb (t1) −P3 (t2) | is larger than D in step S413, the absolute difference | Pb (t1) −P4 (t2) | between Pb (t1) and P4 (t2) | Compared with D (step S415), if | Pb (t1) −P4 (t2) | is smaller than D, Ant4 (t2) is selected (step S416).

ステップS415において|Pb(t1)−P4(t2)|がDよりも大きい場合は、現在選択されているアンテナAntB(t1)をそのまま使用する(ステップS417)。ただし、AntBがAnt2と同じアンテナである場合はAnt1を選択する。   If | Pb (t1) −P4 (t2) | is larger than D in step S415, the currently selected antenna AntB (t1) is used as it is (step S417). However, if AntB is the same antenna as Ant2, Ant1 is selected.

ステップS510でAnt3(t2)を選択した場合、もう一つのアンテナを選択する手順に移る。Pb(t1)とP1(t2)の絶対差|Pb(t1)−P1(t2)|を求めて閾値Dと比較し(ステップS511)、|Pb(t1)−P1(t2)|がDよりも小さい場合は、Ant1(t2)を選択する(ステップS512)。   If Ant3 (t2) is selected in step S510, the procedure proceeds to a procedure for selecting another antenna. The absolute difference | Pb (t1) −P1 (t2) | is obtained from Pb (t1) and P1 (t2) and compared with the threshold value D (step S511), and | Pb (t1) −P1 (t2) | If it is smaller, Ant1 (t2) is selected (step S512).

ステップS511において|Pb(t1)−P1(t2)|がDよりも大きい場合は、Pb(t1)とP2(t2)の絶対差|Pb(t1)−P2(t2)|を求めて再び閾値Dと比較し(ステップS513)、|Pb(t1)−P2(t2)|がDよりも小さい場合は、Ant2(t2)を選択する(ステップS514)。   If | Pb (t1) −P1 (t2) | is greater than D in step S511, the absolute difference | Pb (t1) −P2 (t2) | Compared with D (step S513), if | Pb (t1) −P2 (t2) | is smaller than D, Ant2 (t2) is selected (step S514).

ステップS513において|Pb(t1)−P2(t2)|がDよりも大きい場合は、Pb(t1)とP4(t2)の絶対差|Pb(t1)−P4(t2)|を求めて再び閾値Dと比較し(ステップS515)、|Pb(t1)−P4(t2)|がDよりも小さい場合は、Ant4(t2)を選択する(ステップS516)。   If | Pb (t1) −P2 (t2) | is larger than D in step S513, the absolute difference | Pb (t1) −P4 (t2) | between Pb (t1) and P4 (t2) | Compared with D (step S515), if | Pb (t1) −P4 (t2) | is smaller than D, Ant4 (t2) is selected (step S516).

ステップS515において|Pb(t1)−P4(t2)|がDよりも大きい場合は、現在選択されているアンテナAntB(t1)をそのまま使用する(ステップS517)。ただし、AntBがAnt3と同じアンテナである場合はAnt1を選択する。   If | Pb (t1) −P4 (t2) | is greater than D in step S515, the currently selected antenna AntB (t1) is used as it is (step S517). However, if AntB is the same antenna as Ant3, Ant1 is selected.

図14には、上述の手順に従ったアンテナ選択の具体的な例を示す。時刻t1における各アンテナ#1,#2,#3,#4のRSSI値をdBm単位で表現した数値をRSSI(t1)とし、それぞれ-50dBm,-60dBm,-62dBm,-58dBmとする。この場合、アンテナ#1と#4が選ばれているとする。次のアンテナ切り替えを判定する時刻t2におけるRSSI(t2)が図14のように-45dBm、-47dBm、-52dBm、-56dBmと予測されるとする。   FIG. 14 shows a specific example of antenna selection according to the above-described procedure. Numerical values representing the RSSI values of the antennas # 1, # 2, # 3, and # 4 at time t1 in dBm units are RSSI (t1), and are −50 dBm, −60 dBm, −62 dBm, and −58 dBm, respectively. In this case, it is assumed that antennas # 1 and # 4 are selected. Assume that RSSI (t2) at time t2 for determining the next antenna switching is predicted to be −45 dBm, −47 dBm, −52 dBm, and −56 dBm as shown in FIG.

このときRSSI値の大きい順に2個のアンテナを選択すると、アンテナ#1と#2が選択されることになるが、アンテナ#4から#1に切り替わることでそのRSSI値の絶対差が11dBとなり、予め定められたバックオフ値D=10dBを上回るために、A/D変換器46−1〜46−Kの出力値の飽和が生じて復調エラーが生じる。このような現象を回避するために、本実施形態ではD<10dBとなる3番目のRSSI値を持つアンテナ#3が選択される。結果として、時刻t2ではアンテナ#1はそのままで、アンテナ#4から#3に切り替える動作を行う。   At this time, when two antennas are selected in descending order of the RSSI value, antennas # 1 and # 2 are selected. However, by switching from antenna # 4 to # 1, the absolute difference between the RSSI values becomes 11 dB, Since it exceeds the predetermined back-off value D = 10 dB, the output values of the A / D converters 46-1 to 46-K are saturated, and a demodulation error occurs. In order to avoid such a phenomenon, the antenna # 3 having the third RSSI value that satisfies D <10 dB is selected in the present embodiment. As a result, at time t2, antenna # 1 is left as it is, and an operation of switching from antenna # 4 to # 3 is performed.

また、この場合に2番目のアンテナの切り替え前後のRSSI値の絶対差がDを上回るとき、結局アンテナ切り替えを行わずに、時刻t1で使っていたアンテナをそのまま時刻t2でも使うという方法も有効である。   In this case, when the absolute difference between the RSSI values before and after the switching of the second antenna exceeds D, it is also effective to use the antenna used at time t1 as it is at time t2 without performing antenna switching. is there.

図9における復調器45−1〜45−Kは、同時に時間及び周波数の同期処理などを行う。ここで、復調器45−1〜45Kのうちいずれか一つの復調器がマスタブランチとしてこれらの同期処理の大部分を担い、他の復調器はスレーブブランチとして、マスタブランチで処理した結果に同期するような形態も考えられる。この場合、同期外れが起こるかどうかはマスタブランチの同期処理に依存する。そこで、アンテナ選択時には、マスタブランチ及びスレーブブランチにつながるアンテナを同時に別のアンテナに切り替えないような拘束条件を設ける。例えば、マスタブランチの受信レベルが同期外れの生じる程度まで低くならない限り、アンテナ切り替えを許可しない条件とする。これによって、マスタブランチの復調器に接続されるアンテナブランチにおいて、アンテナ切り替えによる位相不連続の影響を極力減らし、誤りが起こりにくくすることができる。   Demodulators 45-1 to 45-K in FIG. 9 simultaneously perform time and frequency synchronization processing and the like. Here, any one of the demodulators 45-1 to 45K is responsible for most of these synchronization processes as a master branch, and the other demodulators are synchronized as a result of processing in the master branch as slave branches. Such a form is also conceivable. In this case, whether or not the synchronization is lost depends on the synchronization processing of the master branch. Therefore, when selecting an antenna, a constraint condition is set such that the antenna connected to the master branch and the slave branch is not switched to another antenna at the same time. For example, the antenna switching is not permitted unless the reception level of the master branch is lowered to such an extent that the synchronization is lost. Thereby, in the antenna branch connected to the demodulator of the master branch, the influence of phase discontinuity due to antenna switching can be reduced as much as possible, and errors can be made difficult to occur.

上述した第3の実施形態に係るダイバーシチ受信機は、特に直交周波数分割多重(OFDM)システムの受信機として有用である。例えばOFDM受信機では、切り替えダイバーシチ処理を高速フーリエ変換(FFT)処理より前の時間領域で行う形態と、FFT処理後の周波数領域で行う形態が考えられる。前者は特に多くの遅延波が存在して、周波数選択性フェージングの影響を受けるような場合には、最適なダイバーシチ利得が得られない。このため、後者のFFT処理後の周波数領域でサブキャリア毎にダイバーシチを行う形態が検討されている。特に、サブキャリア毎に独立な最大比合成ダイバーシチを採用することにより、S/N(信号対雑音電力比)を最大化することができる。   The diversity receiver according to the third embodiment described above is particularly useful as a receiver of an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) system. For example, in an OFDM receiver, a mode in which switching diversity processing is performed in the time domain before Fast Fourier Transform (FFT) processing and a mode in which the switching diversity processing is performed in the frequency domain after FFT processing are conceivable. In the former case, an optimum diversity gain cannot be obtained particularly when there are many delayed waves and the frequency selective fading is affected. For this reason, the form which performs diversity for every subcarrier in the frequency domain after the latter FFT processing is examined. In particular, S / N (signal to noise power ratio) can be maximized by employing independent maximum ratio combining diversity for each subcarrier.

この場合も前述の考察と同様に、2素子のサブキャリア最大比合成ダイバーシチが妥当である。このとき、2個のアンテナの受信信号のレベルが低いときにはFFT処理後のダイバーシチ効果が薄れるため、なるべく受信電力の高いアンテナであるのが望ましい。そこで、第3の実施形態で説明したようにN個(Nは3以上の複数)のアンテナを備え、その中から受信レベルの高い順からK=2個のアンテナを選択してダイバーシチ合成処理を行うことで、大きな改善が期待できる。この場合、復調器45−1〜45Kの中にFFTユニットを含ませ、FFT処理後の信号に対してダイバーシチ合成器46によるダイバーシチ合成処理を行う。   In this case as well, the subcarrier maximum ratio combining diversity of two elements is appropriate as in the above consideration. At this time, since the diversity effect after the FFT processing is weakened when the levels of the received signals of the two antennas are low, it is desirable that the antenna has as high a received power as possible. Therefore, as described in the third embodiment, N (N is a plurality of three or more) antennas are provided, and K = 2 antennas are selected from the highest reception level, and diversity combining processing is performed. By doing so, we can expect great improvements. In this case, an FFT unit is included in the demodulators 45-1 to 45K, and diversity combining processing by the diversity combiner 46 is performed on the signal after FFT processing.

OFDMシステムの場合、通常1OFDMシンボル毎にシンボルの一部をコピーしたガードインターバル(GI)が挿入される。周知のように、遅延波が存在する場合にはGIの部分を除去してからFFT処理を行うことで、シンボル間干渉の影響を軽減することができる。この場合、ダイバーシチのアンテナ切り替えは、GI内のあるタイミングで行う好ましい。GIの先頭タイミングは、FFT前にフレーム同期およびシンボル同期をとる処理の際に求められる。これによりGIに続くデータシンボル内でのアンテナ切り替えが発生せず、位相の急激な変化も生じないため、ビット誤りの発生確率を低減することができる。   In the case of an OFDM system, a guard interval (GI) obtained by copying a part of a symbol is usually inserted for each OFDM symbol. As is well known, the influence of intersymbol interference can be reduced by performing FFT processing after removing the GI portion when there is a delayed wave. In this case, it is preferable to perform diversity antenna switching at a certain timing within the GI. The start timing of the GI is obtained in the process of obtaining frame synchronization and symbol synchronization before FFT. As a result, antenna switching in the data symbol following GI does not occur, and a sudden change in phase does not occur, so that the probability of occurrence of bit errors can be reduced.

一方、逆にあえてGI以外の区間、つまりOFDMシンボル内のデータ部でアンテナ切替えを行うことも有効である。なぜならGIはFFT処理前の同期処理の際に用いられることが多く、GI内での信号の位相連続性を利用する方式もあるため、GI内でアンテナ切り替えを行うと位相不連続状態により、同期捕捉に失敗する可能性が高くなる。そのような場合は、まずは同期を確立することを最優先させるため、データ部でアンテナ切り替えを行うようにした方がよい。この場合、データ内での位相不連続が存在するため、FFT処理後の信号はサブキャリア間の直交性が崩れ、サブキャリアによってはそのシンボルでエラーが生じることがある。しかし、デインタリーブ及び誤り訂正符号の効果によってエラーを軽減する可能性があり、結果的に誤りが生じないことがある。つまり同期が外れないことに最重点を置く方法である。以上のことから、本実施形態のダイバーシチ受信機をOFDM受信機に適用する場合、アンテナの切り替えは任意のタイミングで行ってよい。   On the other hand, it is also effective to perform antenna switching in a section other than the GI, that is, in the data part in the OFDM symbol. This is because GI is often used in synchronization processing before FFT processing, and there is a method that uses the phase continuity of a signal in GI. Therefore, when antenna switching is performed in GI, synchronization occurs due to a phase discontinuity state. There is a high probability of acquisition failure. In such a case, it is better to first perform antenna switching in the data section in order to give first priority to establishing synchronization. In this case, since there is a phase discontinuity in the data, the orthogonality between subcarriers in the signal after FFT processing is lost, and an error may occur in the symbol depending on the subcarrier. However, errors may be reduced by the effects of deinterleaving and error correction codes, and as a result, no errors may occur. In other words, it is a method that puts the highest priority on keeping out of sync. From the above, when the diversity receiver of this embodiment is applied to an OFDM receiver, antenna switching may be performed at an arbitrary timing.

パケット通信の場合は、パケット先頭のプリアンブルのような、データ復号に関与しない部分においてアンテナ切り替えを行うことで、上記のような問題は起こらない。しかし、地上ディジタル放送信号などのような連続信号を受信する受信機の場合には、プリアンブル等がないためにアンテナ切り替えの影響が生じる。   In the case of packet communication, the above-described problem does not occur by performing antenna switching in a portion not involved in data decoding, such as a preamble at the beginning of a packet. However, in the case of a receiver that receives a continuous signal such as a terrestrial digital broadcast signal, there is no preamble and the effect of antenna switching occurs.

地上ディジタル放送のようにフェージングの影響を取り除くために時間インタリーブが用いられているシステムでは、アンテナを切替える最低時間間隔を時間インタリーブ長より長くすることにより、アンテナ切り替えによるシンボル誤りが起こる確率を低減することができる。インタリーブ時間内に2回以上のアンテナ切り替えがあるような場合には、誤り訂正符号の訂正能力を超えてしまい、逆に誤りビットが頻発することがあるため、これを回避することができる。   In systems where time interleaving is used to remove the effects of fading, such as digital terrestrial broadcasting, the probability of symbol errors due to antenna switching is reduced by making the minimum time interval for switching antennas longer than the time interleaving length. be able to. When there are two or more antenna switchings within the interleaving time, the error correction code correction capability is exceeded, and conversely, error bits frequently occur, which can be avoided.

(第4の実施形態)
次に、本発明に係る第4の実施形態について説明する。第4の実施形態では、受信機の構成は第3の実施形態の図6と同様であり、以下のようにアンテナの選択方法が第3の実施形態と異なる。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment according to the present invention will be described. In the fourth embodiment, the configuration of the receiver is the same as in FIG. 6 of the third embodiment, and the antenna selection method is different from that of the third embodiment as follows.

まず、現在の時刻t1において2つのアンテナA,Bが選択されていると仮定する。以降の処理においてステップS109,ステップS112,ステップS113以前の処理の流れは第3の実施形態と同様に図10に示す通りである。   First, it is assumed that two antennas A and B are selected at the current time t1. In the subsequent processing, the processing flow before step S109, step S112, and step S113 is as shown in FIG. 10 as in the third embodiment.

図15を参照してアンテナA以外の3つのアンテナから一つを選択する図10のステップS109の手順を説明する。ステップS109において、Pb(t1)とP1(t2)の絶対差|Pb(t1)−P1(t2)|を求めて閾値Dと比較し(ステップS601)、|Pb(t1)−P1(t2)|がDよりも小さい場合は、Ant1(t2)を選択する(ステップS604)。   The procedure of step S109 in FIG. 10 for selecting one of the three antennas other than antenna A will be described with reference to FIG. In step S109, an absolute difference | Pb (t1) −P1 (t2) | between Pb (t1) and P1 (t2) is obtained and compared with a threshold value D (step S601), and | Pb (t1) −P1 (t2) If | is smaller than D, Ant1 (t2) is selected (step S604).

ステップS601において|Pb(t1)−P1(t2)|がDよりも大きい場合は、Ant1(t2)を選択した後、受信ユニットのAGCゲインをGに設定する(ステップS602)。切り替え前のアンテナに接続されている受信ユニットのAGCゲインG1と、時刻t2の選択候補のアンテナに接続されている受信ユニットのAGCゲインG2が既知である場合、時刻t2におけるGを例えばG1とG2の平均値とする。そして、適当な時間の後、例えば時刻t3にGをA/D変換器6への入力振幅が復調器7にとって適切な値になるようなゲインG’へ漸近するように再び更新し(ステップS603)、後は本来のAGC動作を行う。   If | Pb (t1) −P1 (t2) | is larger than D in step S601, after selecting Ant1 (t2), the AGC gain of the receiving unit is set to G (step S602). When the AGC gain G1 of the receiving unit connected to the antenna before switching and the AGC gain G2 of the receiving unit connected to the antenna of the selection candidate at time t2 are known, G at time t2 is set to G1 and G2, for example. The average value of Then, after an appropriate time, for example, at time t3, G is updated again so as to asymptotically approach the gain G ′ so that the input amplitude to the A / D converter 6 becomes an appropriate value for the demodulator 7 (step S603). After that, the original AGC operation is performed.

次に、図16を参照してアンテナB以外の3つのアンテナから一つを選択する図10のステップS112の手順を説明する。ステップS112においては、Pa(t1)とP1(t2)の絶対差|Pa(t1)−P1(t2)|を求めて閾値Dと比較し(ステップS605)、|Pa(t1)−P1(t2)|がDよりも小さい場合は、Ant1(t2)を選択する(ステップS608)。   Next, the procedure of step S112 in FIG. 10 for selecting one of the three antennas other than the antenna B will be described with reference to FIG. In step S112, an absolute difference | Pa (t1) −P1 (t2) | between Pa (t1) and P1 (t2) is obtained and compared with a threshold value D (step S605), and | Pa (t1) −P1 (t2). ) | Is smaller than D, Ant1 (t2) is selected (step S608).

ステップS605において|Pa(t1)−P1(t2)|がDよりも大きい場合は、以降図12の場合と同様の処理を行う(ステップS606,ステップS607)。   If | Pa (t1) −P1 (t2) | is greater than D in step S605, the same processing as in FIG. 12 is performed thereafter (step S606 and step S607).

次に、図17を参照して4つのアンテナから2つを選択する図10のステップS113の手順を説明する。ステップS113においては、Pa(t1)とP1(t2)の絶対差|Pa(t1)−P1(t2)|を求めて閾値Dと比較し(ステップS610)、|Pa(t1)−P1(t2)|がDよりも小さい場合は、Ant1(t2)を選択する(ステップS616)。   Next, the procedure of step S113 in FIG. 10 for selecting two from the four antennas will be described with reference to FIG. In step S113, an absolute difference | Pa (t1) −P1 (t2) | between Pa (t1) and P1 (t2) is obtained and compared with a threshold value D (step S610), and | Pa (t1) −P1 (t2). ) | Is smaller than D, Ant1 (t2) is selected (step S616).

ステップS610において|Pa(t1)−P1(t2)|がDよりも大きい場合は、Ant1(t2)を選択した後、受信ユニットのAGCゲインをGに設定する(ステップS612)。切り替え前のアンテナに接続されている受信ユニットのAGCゲインG1と、時刻t2の選択候補のアンテナに接続されている受信ユニットのAGCゲインG2が既知である場合、時刻t2におけるGを例えばG1とG2の平均値とする。そして、適当な時間の後、例えば時刻t3に、GをA/D変換器6への入力振幅が復調器7にとって適切な値になるようなゲインG’へ漸近するように再び更新し(ステップS613)、後は本来のAGC動作を行う。   If | Pa (t1) −P1 (t2) | is greater than D in step S610, after selecting Ant1 (t2), the AGC gain of the receiving unit is set to G (step S612). When the AGC gain G1 of the receiving unit connected to the antenna before switching and the AGC gain G2 of the receiving unit connected to the antenna of the selection candidate at time t2 are known, G at time t2 is set to G1 and G2, for example. The average value of Then, after an appropriate time, for example, at time t3, G is again updated so that the input amplitude to the A / D converter 6 becomes asymptotic to the gain G ′ so that the input amplitude to the demodulator 7 becomes an appropriate value (step After step S613), the original AGC operation is performed.

さらに、ステップS610の後、Pb(t1)とP2(t2)の絶対差|Pb(t1)−P2(t2)|を求めて閾値Dと比較し(ステップS611)、|Pb(t1)−P2(t2)|がDよりも小さい場合は、Ant2(t2)を選択する(ステップS617)。ステップS611において|Pb(t1)−P2(t2)|がDよりも大きい場合は、Ant2(t2)を選択した後、受信ユニットのAGCゲインをGに設定する(ステップS614)。AGCゲインは前記と同様、適当な時間後にG’へと漸近するように更新する(ステップS615)。   Further, after step S610, an absolute difference | Pb (t1) −P2 (t2) | between Pb (t1) and P2 (t2) is obtained and compared with a threshold value D (step S611), and | Pb (t1) −P2 If (t2) | is smaller than D, Ant2 (t2) is selected (step S617). If | Pb (t1) −P2 (t2) | is greater than D in step S611, after selecting Ant2 (t2), the AGC gain of the receiving unit is set to G (step S614). The AGC gain is updated so as to asymptotically approach G 'after an appropriate time (step S615).

さらに、第2の実施形態と同様にAGCゲインの更新ステップ幅を小さくして、n段階の更新を行っても良い。   Further, as in the second embodiment, the update step width of the AGC gain may be reduced and the update in n stages may be performed.

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

本発明の第1の実施形態に係るダイバーシチ受信機のブロック図The block diagram of the diversity receiver which concerns on the 1st Embodiment of this invention 図1における受信ユニットの一例のブロック図Block diagram of an example of the receiving unit in FIG. 図1におけるコントローラの一例のブロック図Block diagram of an example of the controller in FIG. 受信レベルとベースバンド信号のS/Nの関係を示す図The figure which shows the relationship between a reception level and S / N of a baseband signal 本発明の第1の実施形態におけるアンテナ選択手順を説明するフローチャートThe flowchart explaining the antenna selection procedure in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係るダイバーシチ受信機のブロック図The block diagram of the diversity receiver which concerns on the 2nd Embodiment of this invention 図6におけるコントローラの一例のブロック図Block diagram of an example of the controller in FIG. 本発明の第2の実施形態におけるアンテナ選択手順を説明するフローチャートThe flowchart explaining the antenna selection procedure in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係るダイバーシチ受信機のブロック図The block diagram of the diversity receiver which concerns on the 3rd Embodiment of this invention 本発明の第3の実施形態におけるアンテナ選択手順を説明するフローチャートThe flowchart explaining the antenna selection procedure in the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態におけるアンテナ選択手順を説明するフローチャートThe flowchart explaining the antenna selection procedure in the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態におけるアンテナ選択手順を説明するフローチャートThe flowchart explaining the antenna selection procedure in the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態におけるアンテナ選択手順を説明するフローチャートThe flowchart explaining the antenna selection procedure in the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態におけるアンテナ選択手順を説明する図The figure explaining the antenna selection procedure in the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態におけるアンテナ選択手順を説明するフローチャートThe flowchart explaining the antenna selection procedure in the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態におけるアンテナ選択手順を説明するフローチャートThe flowchart explaining the antenna selection procedure in the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態におけるアンテナ選択手順を説明するフローチャートThe flowchart explaining the antenna selection procedure in the 4th Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1,2…アンテナ;
3,4…受信ユニット;
5…アンテナ選択スイッチ;
6…A/D変換器;
7…復調器;
8…受信レベル測定器;
9,10…コントローラ;
31…メモリ;
32…予測器;
33…判定器;
34…スイッチ制御器;
35…ゲイン設定器;
41−1〜41−N…アンテナ;
42−1〜42−N…受信ユニットレベル
43…アンテナ選択スイッチ;
44−1〜44−K…A/D変換器;
45−1〜45−K…復調器;
46…ダイバーシチ合成器;
47…受信レベル測定器;
48…コントローラ。
1, 2, ... antennas;
3, 4 ... receiving unit;
5 ... Antenna selection switch;
6 ... A / D converter;
7 ... demodulator;
8: Reception level measuring device;
9, 10 ... Controller;
31 ... Memory;
32 ... Predictor;
33 ... Judgment device;
34 ... switch controller;
35 ... Gain setting device;
41-1 to 41-N ... antenna;
42-1 to 42-N: reception unit level 43 ... antenna selection switch;
44-1 to 44-K ... A / D converter;
45-1 to 45-K ... demodulator;
46: Diversity synthesizer;
47. Reception level measuring device;
48 ... Controller.

Claims (5)

複数のアンテナと、
前記アンテナのうちの一つを選択するための選択スイッチと、
前記選択スイッチにより選択されたアンテナからの受信信号をディジタル信号に変換するA/D変換器と、
前記ディジタル信号を復調する復調器と、
前記選択スイッチにより現在選択されている第1アンテナの第1受信レベル及び次の選択候補の第2アンテナの第2受信レベルが共に第1閾値より小さく、第1受信レベルが第2受信レベルより小さく、かつ第1受信レベルに対する第2受信レベルの差が第2閾値より小さい場合に、前記第1アンテナに代えて前記第2アンテナが選択されるように前記選択スイッチを制御するスイッチ制御手段とを具備するダイバーシチ受信機。
Multiple antennas,
A selection switch for selecting one of the antennas;
An A / D converter that converts a received signal from the antenna selected by the selection switch into a digital signal;
A demodulator for demodulating the digital signal;
The first reception level of the first antenna currently selected by the selection switch and the second reception level of the second antenna of the next selection candidate are both smaller than the first threshold, and the first reception level is smaller than the second reception level. And a switch control means for controlling the selection switch so that the second antenna is selected instead of the first antenna when a difference between the second reception level and the first reception level is smaller than a second threshold. Diversity receiver provided.
N個(Nは3以上の複数)のアンテナと、
前記N個のアンテナのうちのK個(KはN>Kかつ2以上)のアンテナを選択するための選択スイッチと、
前記選択スイッチにより選択されたK個のアンテナからの受信信号をディジタル信号に変換するA/D変換器と、
前記ディジタル信号を復調する復調器と、
前記復調器からの出力信号に対してダイバーシチ合成を行う合成器と、
前記選択スイッチにより現在選択されている相対的に大きい第1受信レベルを有するK個の第1アンテナ毎に、該第1アンテナの第1受信レベル及び次の選択候補の第2アンテナの第2受信レベルが共に第1閾値より小さく、第1受信レベルが第2受信レベルより小さく、かつ第1受信レベルに対する第2受信レベルの差が第2閾値より小さい場合に、前記第1アンテナに代えて前記第2アンテナが選択されるように前記選択スイッチを制御するスイッチ制御手段とを具備するダイバーシチ受信機。
N antennas (N is a plurality of 3 or more);
A selection switch for selecting K antennas (K is N> K and 2 or more) among the N antennas;
An A / D converter that converts received signals from the K antennas selected by the selection switch into digital signals;
A demodulator for demodulating the digital signal;
A combiner for performing diversity combining on the output signal from the demodulator;
For each of the K first antennas having a relatively large first reception level currently selected by the selection switch, the first reception level of the first antenna and the second reception of the second antenna of the next selection candidate. When both the levels are smaller than the first threshold, the first reception level is smaller than the second reception level, and the difference between the second reception level and the first reception level is smaller than the second threshold, the first antenna is replaced with the first antenna A diversity receiver comprising switch control means for controlling the selection switch so that the second antenna is selected.
前記スイッチ制御手段は、前記第1受信レベル及び第2受信レベルが共に前記第1閾値より小さく、かつ第1受信レベルに対する第2受信レベルの差が第2閾値以上の場合に、前記第1アンテナに代えて前記第2アンテナが選択されるように前記選択スイッチを制御するように構成され、
前記第1受信レベル及び第2受信レベルが共に前記第1閾値より小さく、かつ第1受信レベルに対する第2受信レベルの差が第2閾値以上の場合に、自動利得制御(AGC)ゲインを一旦前記第1アンテナに対する第1AGCゲインと前記第2アンテナに対する第2AGCゲインとの平均値に設定した後、前記第2AGCゲインに変更するゲイン設定手段をさらに具備する請求項1または2のいずれか1項記載のダイバーシチ受信機。
The switch control means is configured to switch the first antenna when the first reception level and the second reception level are both smaller than the first threshold and the difference between the second reception level and the first reception level is equal to or greater than a second threshold. Instead of being configured to control the selection switch so that the second antenna is selected,
When the first reception level and the second reception level are both smaller than the first threshold and the difference between the second reception level and the first reception level is greater than or equal to the second threshold, the automatic gain control (AGC) gain is temporarily set to 3. The gain setting unit according to claim 1, further comprising: a gain setting unit that sets the average value of the first AGC gain for the first antenna and the second AGC gain for the second antenna, and then changes to the second AGC gain. Diversity receiver.
前記スイッチ制御手段は、前記第1受信レベル及び第2受信レベルが共に前記第1閾値より小さく、かつ第1受信レベルに対する第2受信レベルの差が第2閾値以上の場合に、前記第1アンテナに代えて前記第2アンテナが選択されるように前記選択スイッチを制御するように構成され、
前記第1受信レベル及び第2受信レベルが共に前記第1閾値より小さく、かつ第1受信レベルに対する第2受信レベルの差が第2閾値以上の場合に、自動利得制御(AGC)ゲインを前記第1アンテナに対する第1AGCゲインから前記第2アンテナに対する第2AGCゲインに段階的に変更するゲイン設定手段をさらに具備する請求項1または2のいずれか1項記載のダイバーシチ受信機。
The switch control means is configured to switch the first antenna when the first reception level and the second reception level are both smaller than the first threshold and the difference between the second reception level and the first reception level is equal to or greater than a second threshold. Instead of being configured to control the selection switch so that the second antenna is selected,
When the first reception level and the second reception level are both smaller than the first threshold and the difference between the second reception level and the first reception level is equal to or greater than the second threshold, the automatic gain control (AGC) gain is set to the first gain. 3. The diversity receiver according to claim 1, further comprising gain setting means for stepwise changing from a first AGC gain for one antenna to a second AGC gain for the second antenna.
前記複数のアンテナの受信レベルを測定するレベル測定器をさらに具備し、前記制御手段は測定された受信レベルを逐次記憶するメモリと、該メモリに記憶された過去二つ以上の受信レベルから前記第2受信レベルを外挿補間により予測する予測器とを含む請求項1または2のいずれか1項記載のダイバーシチ受信機。   The apparatus further comprises a level measuring device for measuring reception levels of the plurality of antennas, and the control means stores the measured reception levels sequentially and a memory that stores two or more past reception levels stored in the memory. The diversity receiver according to claim 1, further comprising: a predictor that predicts two reception levels by extrapolation.
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