JPH03226124A - アンテナ選択ダイバーシチ受信装置 - Google Patents

アンテナ選択ダイバーシチ受信装置

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JPH03226124A
JPH03226124A JP2020675A JP2067590A JPH03226124A JP H03226124 A JPH03226124 A JP H03226124A JP 2020675 A JP2020675 A JP 2020675A JP 2067590 A JP2067590 A JP 2067590A JP H03226124 A JPH03226124 A JP H03226124A
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    • H04B7/0811—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using antenna selection with single receiver and antenna switching comparing all antennas before reception during preamble or gap period

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、時分割多元接続（以下、ＴＤＭＡという）
方式によるディジタル移動体通信システムにおけるディ
ジタル信号のＴＤＭＡバースト毎に、ブランチの切り換
えを行うアンテナ選択グイバーシチ受信装置に関するも
のである。
〔従来の技術〕
第２図は例えば「自動車電話Ｊ　　（ｆｋ原監修、電子
情報通信学会、　１９８５年発行）に示された、従来の
アンテナ選択ダイバーシチ受信装置を示すブロック図で
ある０図において、ｌａ、ｌｂはディジタル移動体通信
システムにおけるディジタル変調信号を受信するための
アンテナであり、２はこれら各アンテナｌａ、ｌｂの選
択・切換を行うアンテナ切換系である。３はこのアンテ
ナ切換系２０選択したアンテナ１ａあるいは１ｂによっ
て受信された信号が入力され、その高周波増幅、周波数
変換、中間周波増幅などを行う受信系であり、４はこの
受信系より出力される信号がら送信データを復調する復
調系である。
また、５は前記受信系３がらの信号に基づいて前記アン
テナ切換系２を制御するアンテナ選択信号を生成するア
ンテナ選択判定系である。このアンテナ選択判定系５内
において、５１は前記受信系３より復調系４に送られる
信号のレベルを検出するレベル検出器であり、５２はこ
のレベル検出器５１の検出したレベルをあらかじめ与え
られた基準レベルと比較し、前記アンテナｌａ　　ｌｂ
のいずれを選択するかを制御するアンテナ選択信号を生
成してアンテナ切換系２に与えるアンテナ選択判定器で
ある。
次に動作について説明する。ここで、このようなシステ
ムにおけるアンテナの切り換えは受信レベルがある基準
レベルを下回った場合に実行される。すなわち、アンテ
ナ切換系２によってアンテナ１ａが受信系３に接続され
ている場合、受信系３はこのアンテナ１ａの受信した信
号を、高周波増幅するとともに周波数変換して中間周波
増幅し、復調系４に送る。復調系４はこの信号を検波し
て送信データを復調し、それを出力データとして出力す
る。一方、この受信系３より出力される信号はアンテナ
選択判定系５にも送られる。アンテナ選択判定系５では
その信号をレベル検出器５１で受信してそのレベルの検
出を行う。アンテナ選択判定Ｈ５２はこのレベル検出器
５１の検出したレベルをあらかじめ与えられた基準レベ
ルと比較してアンテナ選択信号を生成し、それをアンテ
ナ切換系２に送る。アンテナ切換系２はこのアンテナ選
択信号によって制御され、指定されたアンテナ１ａある
いは１ｂを選択してその受信信号を受信系３に送る。
ここで、このアンテナの切換動作には、スイッチ・アン
ド・ステイ（以下、ＳＳという）方式と、スイッチ・ア
ンド・イグザミン（以下、ＳＥという）方式とがある。
第３図にそれぞれの方式における受信波包絡線レベルの
変化を示す。ＳＳ方式は同図（ａ）に示すように、切り
換え後のレベルが基準レベル以下である場合でも、一定
時間その状態を保持するものである。また、ＳＥ方式は
同図（ｂ）に示すように、切り換え後のレベルが基準レ
ベル以下であった場合には、いずれが一定のアンテナｌ
ａあるいは１ｂで受信した信号のレベルが基準レベル以
上になるまで、一定の切換速度でス・イツチングを繰り
返すものである。これらについては、例えば「移動通信
の基礎」　（奥付・進士監修、を子情報通信学会、　１
９８６年発行）に詳しい。
二のようなアンテナ切換方式は、回路の小形化、トτ済
化には適している一方、検波前に切り換えが？干われる
ため、切換雑音の影響を受けるという問題がある１周波
数変調（ＦＭ）アナログ伝送系、あるいは周波数分割多
元接続（ＦＤＭＡ）ディジタル伝送系においては、この
切換雑音を許容すれば第３図に示す包絡線レベルでの受
信特性は与えられる。しかしながら、ＴＤＭＡディジデ
ィジタル伝送系ＤＭＡバースト単位で通信を行っている
ため、ＴＤＭＡバーストの途中でアンテナｌａ。
１ｂを切り換えると受信機動作が安定する前に受信すべ
きＴＤＭＡバーストの送信が終わってしまう、従って、
ＴＤＭＡバースト受信中にはアンテナｌａ、Ｉｂの切り
換えを行わず、情報データが送信される直前の各アンテ
ナｌａ、ｌｂで受信した信号のレベルを観測し、それが
大きい方のアンテナｌａあるいは１ｂを選択し、そのア
ンテナ１ａ、ｌｂを用いて１つのＴＤＭＡバースト全体
を受信する方式も提案されている。
このようなＴＤＭＡ方式に通した受信方式は、１つのＴ
ＤＭＡバースト全体に渡って同一のアンテナｌａ、ｌｂ
を用いて信号を受信し、その復調を行うことから、アン
テナ選択ダイバーシチ受信方式と呼ばれている。このよ
うなアンテナ選択ダイバーシチ受信方式は、例えば「デ
ィジタル移動通信用アンテナ選択ダイバーシチ受信方式
」　（赤岩、電子情報通信学会、　１９８９年春季全国
大会論文集、第２−３６０頁）などに詳しい。このよう
なアンテナ選択ダイバーシチ受信方式では、第４図に示
すように、Ｐｌ、Ｐｚの２つのプリアンプル部６と情報
部７が一定長のフレーム８に構成されて伝送される。ア
ンテナｌａ、ｌｂの切り換えはそのプリアンプル部６の
区間内においてのみ実行される。すなわち、第４図の例
によれば、プリアンプル部６内のＰｌにおいてアンテナ
１ａの受信した信号のレベルを測定し、また、Ｐ２にお
いてアンテナ１ｂの受信した信号のレベルを測定して両
者を比較する。その結果、当該レベルが大きな方のアン
テナ１ａ（ｌｂ）を選択し、当該アンテナ１ａ（ｌｂ）
で受信したフレーム８の情報部７を受信系３に送って受
信・復調を行う。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来のアンテナ選択ダイバーシチ受信装置は以上のよう
に構成されているので、１つのＴＤＭＡバースト内に同
一の機能を有するＰ＋、Ｐｇの２つのプリアンプル部６
が必要となって情報伝送効率の低下が避けられず、車載
型の移動機におけるダイバーシチ受信方式では、より特
性のよい検波後選択ダイバーシチがしばしば用いられる
が、携帯機を主に対象とするアンテナ選択ダイバーシチ
だけのために、同一機能のプリアンプル部６を複数用意
するのはシステム構成上好ましくないなどの問題点が残
り、その解決策として、アンテナ選択のためのレベル測
定を、直前のＴＤＭＡバースト（他のユーザに割り当て
られたＴＤＭＡバーストで、以下、この“直前のＴＤＭ
Ａバースト”をその意味で使用する）の受信レベルを所
定周期でアンテナ１ａ、ｌｂを切り換えながら測定し、
受信レベルの大きなアンテナｌａ、ｌｂを選択すること
によって、自チャンネルＴＤＭＡバーストを受信・復調
する方法も考えられるが、ディジタル移動通信システム
においては、チャンネル間干渉の低減のために、基地局
から移動局に対して送信電力制御を行った場合、前記直
前のＴＤＭＡバーストの平均受信信号電力自体が微弱な
場合が生じ、そのような場合には、受信レベル測定の効
果が得られないばかりか、空きチャンネルなどで直前の
ＴＤＭＡバーストが存在しない場合には、基地局からの
送信がなくレベル測定そのものが不可能となり、さらに
、ＴＤＭＡ方式であるため、ＴＤＭＡバースト内でのア
ンテナｌａ、ｌｂの切り換えによる効果が期待できない
などの課題があった。
この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、直前のＴＤＭＡバーストがなかったり、そのレ
ベルの測定が困難な場合でも、適応的に高品質な受信特
性を実現することのできるアンテナ選択ダイバーシチ受
信装置を得ることを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係るアンテナ選択ダイバーシチ受信装置は、
受信系からの信号に基づいてアンテナ切換系を制御する
アンテナ選択信号を生成するアンテナ選択判定系が、前
記受信系より復調系に送られる信号のレベルを検出する
レベル検出器、検出されたそのレベルを記憶するメモリ
、当該メモリに記憶された各レベルのレベル中央値を計
算する演算器、計算されたレベル中央値をあらかじめ与
えられた基準レベルと比較して選択基準選定信号を選定
する比較器、および、その選定された選択基準選定信号
に基づいてアンテナの選択を制御するアンテナ選択信号
を生成してアンテナ切換系に与えるアンテナ選択判定器
を持たせたものである。
〔作　用〕
この発明におけるアンテナ選択判定系は、直前のＴＤＭ
Ａバーストのレベルを複数回測定してそのレベル中央値
を求め、得られたレベル中央値に基づいて、アンテナ選
択ダイバーシチ方式にて行うか、他の選択基準を用いる
かを判定し、他の選択基準を用いる場合には、自チャン
ネルＴＤＭＡバースト終端近傍の受信レベルによって次
の自チャンネルＴＤＭＡバーストを選択することにより
、直前のＴＤＭＡバーストがなかったり、そのレベル測
定が困難な場合でも、適応的に高品質な受信特性が得ら
れるアンテナ選択ダイバーシチ受信装置を実現する。
（実施例〕 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、ｌａ、ｌｂはアンテナ、２はアンテナ切換
系、３は受信系、４は復調系、５はアンテナ選択判定系
、５１はレベル検出器、５２はアンテナ選択判定器で、
第２図に同一符号を付した従来のそれらと同一、あるい
は相当部分である。
アンテナ切換系２内において、２１ａ、２１ｂはアンテ
ナ１ａあるいは１ｂに接続され、その受信信号の帯域外
不要成分を除去する受信フィルタである。２２はアンテ
ナ選択判定器５２から送られてくるアンテナ選択信号に
よって切換制御され、受信フィルタ２１ａ、２１ｂの一
方を選択して受信系３に接続するアンテナスイッチであ
る。受信系３内において、３１は前記アンテナスイッチ
２２にて選択された受信フィルタ２１ａもしくは２１ｂ
からの信号を高周波増幅する高周波部（以下、ＲＦ部と
いう）である、３２はこのＲＦ部３１から出力される信
号に混合される第１局部発振器号を発生させる第１局部
発振部、３３はそれらを混合する混合器であり、３４は
この混合器３３の出力を選択増幅する第１中間周波部（
以下、ＩＦ部）である、３５はこの第１１Ｆ部３４から
出力される信号に混合される第２局部発振器号を発生さ
せる第２局部発振器、３６はそれらを混合する混合器で
あり、３７はこの混合器３６の出力を選択増幅する第２
ＴＦ部である。
復調系４内において、４１は前記第２１Ｆ部３７から出
力される信号を検波する検波器であり、４２はこの検波
器４１の出力からクロックを再生するクロック再生器で
ある。４３は検波器４１の出力を、このクロック再生器
４２で再生したクロックのタイミングに従ってサンプリ
ング・判定し、送信データを復調してそれを出力データ
として送出する識別器である。アンテナ選択判定系５内
において、５３は前記レベル検出器５１が検出した、前
記第２１Ｆ部３７より出力される信号のレベルを記憶す
るメモリである。５４はこのメモリ５３に記憶されてい
る各レベルを平均してそのレベル中央値を算出する演算
器であり、５５はこの演算器５４が算出したレベル中央
値を外部よりあらかじめ与えられている基準レベルと比
較し、対応する選択基準選定信号を選定して前記アンテ
ナ選択判定器５２へ送る比較器である。
また、アンテナ選択判定器５２は、この比較器５５から
の選択基準選定信号とメモリ５３の記憶内容に基づいて
、アンテナＩａ、ｌｂの選択を制御するアンテナ選択信
号を生成するもので、その判定は以下の事実に基づいた
複数の選択基準によって行われる。すなわち、レイリー
フェージングの存在下では個々の検出レベルは変動する
が、平均的なレベルはレベル中央値によって与えられる
。
また、基地局が送信電力制御を行った結果、当該［７３
局の直前のＴＤＭＡバーストのレベルがあまりにも微弱
になり、そのレベル中央値も微弱なものとなった場合に
は、レベルの大小によってアンテナｌａ、Ｉｂの受信状
態を推定するのは困難となり、直前のＴＤＭＡバースト
のレベル観測だけでは不十分となるため、自チャンネル
ＴＤＭＡバースト終端近傍の受信レベルによって次の自
チャンネルＴＤＭＡバーストを選択する。このアンテナ
選択判定器５２はこれらの点において、第２図に示され
た従来のものとは異なっている。
次に動作について説明する。まず、アンテナ切換系２に
おいて、アンテナｌａおよび１ｂで受信された信号が、
受信フィルタ２１ａあるいは２１ｂによってそれぞれ帯
域外不要成分が除去され、アンテナスイッチ２２に入力
される。アンテナスイッチ２２はアンテナ選択判定器５
２からのアンテナ選択信号によって制御され、それによ
って指定されるアンテナ１ａあるいは１ｂにて受信され
た信号を受信系３に送る。
受信系３ではその信号はＲＦ部３１で受けられて高周波
増幅され、混合器３３へ送られる。混合器３３はその信
号に第１局部発振器３２からの第１局部発振器号を乗算
して混合し、それを第１１Ｆ部３４へ送る。第１１Ｆ部
３４はそれを選択増輻して第１中間周波数信号を生成し
、それを混合器３６へ送る。混合器３６はこの第１中間
周波数信号に第２局部発振器３５からの第２局部発振信
号を乗算して混合し、それを第２１Ｆ部３７へ送る。第
２１Ｆ部３７はそれを選択増幅して第２中間周波数信号
を生成し、それを復調系４およびアンテナ選択判定系５
に送る。
復調系４では第２１Ｆ部３７からの第２中間周波数信号
を検波器４１で受は取って検波し、その検波出力をクロ
ック再生器４２と識別器４３に入力する。クロック再生
器４２は受は取った検波出力よりクロックを再生して識
別器４３へ送り、識別器４３はそのクロックのタイミン
グに従って、検波器４１より受は取った検波出力のサン
プリング・判定を行って送信データの復調を行い、それ
を出力データとして送出する。
一方、アンテナ選択判定系５では、受信系３より送られ
てくる第２中間周波数信号をレベル検出器５１で受信し
、一定時間当該第２中間周波数信号のレベルを観測して
検出したレベルをメモリ５３に送って一時記憶させる。
ここで、レベル検出器５１にて観測されるべきレベルは
、自チャンネル直前のＴＤＭＡバースト（他チャンネル
のＴＤＭＡバースト）と、自チ＋ンネルＴＤＭＡバース
トの終端部分の一定時間である。直前ＴＤＭＡバースト
は２つのアンテナｌａ、ｌｂでの受信レベルであるが、
自チャンネルＴＤＭＡバーストは選択されたアンテナの
受信レベルである。メモリ５３ではこれらの観測レベル
が混同されることなく記憶される。
次に、演算器５４においてこのメモリ５３に記憶された
各レベルのレベル中央値が計算されるが、自チャンネル
ＴＤＭＡの受信レベルを平均化したレベル中央値は回線
品質検出、あるいはハンドオーバ（アクセスする基地局
の切り換え）の判定等に用いられる。また、直前のＴＤ
ＭＡバーストで観測されるレベルのレベル中央値は、ア
ンテナ選択基準を直前のＴＤＭＡバーストのレベルの大
小で選択できるかどうかの判定に用いられる。レベル中
央値を推定するので、平均操作はアンテナエａのみの受
信レベルについてなされても、アンテナｌｂについての
みなされても、両者の平均についてなされてもよく、こ
の発明において特に規定すべきものではない。平均操作
は各測定レベルの移動平均をとればよく、平均をとるた
めの観測幅はこの発明において特に限定するものではな
いが、精度良くレベル中央値が推定できる程度の観測幅
であれば十分である。
このようにして、得られたレベル中央値は比較器５５に
おいて、あらかじめ与えられる基準レベルと比較され、
該レベル中央値が該規定値以上の場合には、従来どおり
のアンテナ選択ダイバーシチを行うが、該規定値以下に
なった場合には、選択基準選定信号の内容が変更される
。この基準レベルの値もこの発明において特に限定する
ものではないが、例えば誤り率１０４程度を実現するの
に必要なレベル等が適当である。
アンテナ選択判定器５２では受は取った選択基準選定信
号にしたがって選択基準を、直前バーストのレベル比較
から以下に述べる選択基準信号に変更する。すなわち、
自チャンネルのＴＤＭＡバーストの終端部分のレベル測
定値が所要誤り率を満たすのに必要な値以上であるとき
には、次の自チャンネルＴＤＭＡバーストも現在のアン
テナ１ａあるいはｌｂを用いて受信し、必要な値以下で
あるときは、次の自チャンネルＴＤＭＡバーストは現在
と違うアンテナ１ｂあるいは１ａを用いて受信するよう
に、アンテナ選択信号を出力する。
ただし、このような選択基準でアンテナ１ａ、１ｂを選
択している場合でも、直前のＴＤＭＡバーストのレベル
測定は続けて行われ、レベル中央値が規定レベル以上に
なった場合、比較器５５からの選択基準選定信号の内容
が変更され、再び直前のＴＤＭＡバーストのレベル比較
による選択基準でアンテナ選択ダイバーシチを行う。
なお、上記実施例では、アンテナが２つの場合について
説明したが、３つあるいはそれ以上の場合であってもよ
く、上記実施例と同様の効果を奏する。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、あらかじめ与えられ
た基準レベルと両ブランチのレベル中央値を比較するこ
とによって、複数のアンテナ選択基準から所定の選択基
準を選定し、選定された選択基準に基づいて次のＴＤＭ
Ａバーストを選択するように構成したので、基地局が送
信電力制御を行った場合でも、適応的に選択基準を変更
してアンテナの選択が行われ、直前のＴＤＭＡバースト
のレベルが微弱であってもある程度のダイハーシチ効果
を有し、その効果の度合いは、フェージングの変動周期
、移動機の移動速度等にもよるが、アンテナ選択ダイバ
ーシチ方式が有効であるとされる移動機の場合、フェー
ジング周期がゆっくりしたものであることから、移動速
度が５〜１０ｈ／ｈ程度の時には前の自チャンネルＴＩ
）ＭＡバーストの受信レベルを用いた選択基準であって
も、ある程度の効果が期待できるアンテナ選択ダイバー
シチ受信装置が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の一実施例によるアンテナ選択ダイバ
ーシチ受信装宜を示すブロック図、第２図は従来のアン
テナ選択ダイバーシチ受信装置を示すブロック図、第３
図はそのＳＳ方式とＳＥ方式における受信波包絡線レベ
ルの変化を示す説明図、第４図は従来のアンテナ選択ダ
イバーシチ受信装置で伝送されるフレームの構成を示す
説明図である。 Ｉａ、ｌｂはアンテナ、２はアンテナ切換系、３は受信
系、４は復調系、５はアンテナ選択判定系、５１はレベ
ル検出器、５２はアンテナ選択判定器、５３はメモリ、
５４は演算器、５５は比較器。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 時分割多元接続方式によるディジタル移動体通信システ
    ムにおけるディジタル変調信号の時分割多元接続バース
    トを受信する複数のアンテナと、前記アンテナの選択・
    切換を行うアンテナ切換系と、前記アンテナ切換系にて
    選択された前記アンテナで受信した時分割多元接続バー
    ストの高周波増幅、周波数変換、中間周波増幅を行う受
    信系と、前記受信系の出力より送信データを復調する復
    調系と、前記受信系からの信号に基づいて前記アンテナ
    切換系を制御するアンテナ選択信号を生成するアンテナ
    選択判定系とを備え、前記時分割多元接続バースト毎に
    ブランチ切り換えを行うアンテナ選択ダイバーシチ受信
    装置において、前記アンテナ選択判定系が、前記受信系
    より復調系に送られる信号のレベルを検出するレベル検
    出器と、前記レベル検出器の検出したレベルを記憶する
    メモリと、前記メモリに記憶された前記各レベルのレベ
    ル中央値を計算する演算器と、前記演算器にて計算され
    た前記レベル中央値を、あらかじめ与えられた基準レベ
    ルと比較して選択基準選定信号を選定する比較器と、前
    記比較器にて選定された選択基準選定信号に基づいて前
    記アンテナの選択を制御するアンテナ選択信号を生成し
    、それを前記アンテナ切換系に与えるアンテナ選択判定
    器とを備えたことを特徴とするアンテナ選択ダイバーシ
    チ受信装置。
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