JPH0490220A - アンテナ選択ダイバーシティ受信装置 - Google Patents

アンテナ選択ダイバーシティ受信装置

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JPH0490220A
JPH0490220A JP2204457A JP20445790A JPH0490220A JP H0490220 A JPH0490220 A JP H0490220A JP 2204457 A JP2204457 A JP 2204457A JP 20445790 A JP20445790 A JP 20445790A JP H0490220 A JPH0490220 A JP H0490220A
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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、リニア変調波を用いた時分割多重（以下、
ＴＤＭという）方式の無線通信システムに用いられるア
ンテナ選択ダイバーシティ受信装置に関するものである
。
〔従来の技術〕
第１０図は例えば、ヨーロッパ特許第０３１８６６５号
公報に示された従来のアンテナ選択ダイバーシティ受信
装置の制御回路を示すブロック図である。図において、
１は各アンテナによる受信入力電界レベルとしての、図
示を省略した無線受信機からの受信電界（以下、ＲＳＳ
　Ｉという）信号をサンプルホールドするサンプルホー
ルド回路である。
２はこのサンプルホールド回路１にてサンプルホールド
されたＲ５５Ｉ信号と、前記無線受信機からのＲＳＳ　
Ｉ信号のレベルを比較する比較回路である。３は第１〜
第３の排他的論理和ゲート４〜６およびＤフリップフロ
ップ７にて構成され、比較回路２からの比較結果に基づ
いて図示を省略したアンテナスイッチ回路を制御し、受
信状態の最も良好なアンテナを選択するアンテナスイッ
チ制御回路である。
次に動作について説明する。
陸上の移動無線通信では無線局間には通常見通しがなく
、電波が散乱・回折・反射して到来するため、その伝搬
路は多重波伝搬路となる。この多重波の干渉によってラ
ンダムな定在波性の電磁界分布が発生しており、移動局
がこの電磁界分布の中を走行するためにフェージングが
発生し、移動局の１つのアンテナでの受信入力電界レベ
ルは第１１図に示すように変動する。
従って、このような移動無線通信では一般に、複数のア
ンテナを用意してその時点で最も受信状態の良好なアン
テナを選択するアンテナ選択ダイバーシティ方式が採用
されている。ここで、このフェージングのフェージング
周波数は、移動局の走行速度を１１００Ｋ／ｈとした場
合、周波数９００ＭＨｚ帯では１００Ｈｚ程度となる。
以下、第１０図におけるアンテナ選択ダイバーシティに
ついて詳細に説明する。ここで、第１２図はその動作を
説明するためのタイムチャートである。第１２図に示す
ように、この移動無線通信システムは“Ａ”Ｂ”２つの
タイムスロットが存在し、当該無線受信機にはその内の
タイムスロットＡが割り当てられているものとする。
まず、割り当てられたタイムスロットＡの直前のタイム
スロットＢの期間において、２つのアンテナで受信され
た受信入力電界レベルがモニタされる。最初に無線受信
機で検出された一方のアンテナによるＲＳＳ　Ｉ信号は
、サンプルホールド回路１に入力されてサンプルホール
ドされるとともに、比較回路２の反転入力端子に入力さ
れる。
方、この比較回路２の非反転入力端子にはサンプルホー
ルド回路１の出力信号が入力される。従って、次に他方
のアンテナによるＲＳＳ　Ｉ信号が無線受信機より入力
されると、比較回路２は当該Ｒ８５Ｉ信号とサンプルホ
ールドされていたＲ３５ｌ信号とを比較し、比較結果を
アンテナスイッチ制御回路３に送る。
アンテナスイッチ制御回路３ではその比較結果が第１の
排他的論理和ゲート４の一方の入力端子に入力される。
この排他的論理和ゲート４の他方の入力端子には、当該
排他的論理和ゲート４の出力がそのデータポートに入力
されているＤフリップフロップ７のＱ出力が入力されて
いる。また、第２の排他的論理和ゲート５の一方の入力
端子にはサンプルホールド信号が入力され、他方の入力
端子はハイレベル（＋５Ｖ）に固定されている。
従って、このサンプルホールド信号は第２の排他的論理
和ゲート５によって反転される。
このサンプルホールド信号は前記Ｄフリップフロップ７
のクロック端子にも入力されており、Ｄフリップフロッ
プ７のＱ出力は第３の排他的論理和ゲート６の一方の入
力端子に入力されている。
また、この排他的論理和ゲート６の他方の入力端子には
前記第２の排他的論理和ゲート５の出力が与えられ、そ
れらの排他的論理和がアンテナスイッチ出力としてアン
テナスイッチ制御回路３より出力される。
従って、タイムスロットＡの直前での各アンテナによる
ＲＳＳ　Ｉ信号の比較結果とその時点でのアンテナスイ
ッチ出力により、新たなアンテナスイッチ出力信号が出
力されてＲ３Ｓ　Ｉ信号のレベルがより高いアンテナが
選択される。
第１３図はミニマム位相偏移変調（以下、ＭＳＫという
）における搬送波のベクトル平面での遷移を示す説明図
である。図示のようにＭＳＫでは搬送波ベクトルの位相
のみが変化してその大きさは一定である。従って、割り
当てられたタイムスロットの直前における瞬時のＲ３５
Ｉ信号を比較すれば、割り当てられたタイムスロット内
で受信状態の良好なアンテナの選択が高い可能性で実現
できる。
このようなアンテナ選択ダイバーシティ方式は、位相変
調や周波数変調のように定包絡線を持つ変調方式一般に
用いて有効である。
〔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ティ受信装置は以上のよ
うに構成されているので、定包絡線を持った変調方式を
用いた時分割無線通信システムでは有効であるが、２相
位相偏移変調（以下、ＢＰＳＫという）、４相位相偏移
変調（以下、ＱＰＳＫという）あるいは１６値直交振幅
変調（以下、１６ＱＡＭという）など、位相ばかりでな
くその包絡線成分まで変化するリニア変調波を用いた時
分割無線通信システムには適用できないという課題があ
った。
請求項（１）および（２）に記載の発明は、上記のよう
な課題を解消するためになされたもので、リニア変調波
を用いた時分割無線通信システムでも有効なアンテナ選
択ダイバーシティ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〕
請求項（１）に記載の発明に係るアンテナ選択ダイバー
シティ受信装置は、割り当てられたタイムスロットの直
前に検出された各アンテナでの受信入力電界レベルを、
一定の時間積分する積分回路と、その各アンテナ毎の時
間積分値を比較する比較回路と、その比較結果に基づい
て受信状態の最も良好なアンテナを選択してアンテナス
イッチ回路を制御する切換制御回路を設けたものである
。
また、請求項（２）に記載の発明に係るアンテナ選択ダ
イバーシティ受信装置は、割り当てられたタイムスロッ
トの前に、交互に複数回ずつ検出された各アンテナでの
受信入力電界レベルをそれぞれ一定の時間積分する積分
回路と、それぞれのアンテナにおける時間積分値に基づ
いて、割り当てられたタイムスロット内の各アンテナで
の受信入力電界レベルの変化を予測する予測回路と、そ
の予測結果に基づいて受信状態の最も良好となるアンテ
ナを選択してアンテナスイッチ回路を制御する切換制御
回路を設けたものである。
［作用］ 請求項（１）に記載の発明における積分回路は、割り当
てられたタイムスロット直前の各アンテナでの受信入力
電界レベルを時間積分して、変調データの包絡線の変化
を平均し、切換制御回路はその積分値の比較結果に基づ
いて、アンテナスイッチ回路を制御して受信状態の最も
良好なアンテナを選択することにより、リニア変調波を
用いたシステムにおいても有効なアンテナ選択ダイバー
シティ受信装置を特徴する 請求項（２）に記載の発明における予測回路は、割り当
てられたタイムスロット前に交互に複数回ずつ検出され
た各アンテナでの受信入力電界レベルの時間積分値に基
づいて、割り当てられたタイムスロット内の各アンテナ
での受信入力電界レベルの変化を予測し、切換制御回路
はその予測結果に基づいてアンテナスイッチ回路を制御
して、受信状態が最も良好となるアンテナを選択するこ
とにより、リニア変調波を用いたシステムにおいても有
効なアンテナ選択ダイバーシティ受信装置を実現する。
〔実施例］ 以下、この発明の実施例を図について説明する。
第１図は請求項（１）に記載の発明の一実施例によるア
ンテナ選択ダイバーシティ受信装置を示すブロック図で
ある。図において、１１および１２は互いに独立して用
意されたアンテナである。
１３はこれらアンテナ１１．１２の切り換えを行うアン
テナスイッチ回路であり、１４は当該無線通信システム
の無線受信機としてのＴＤＭ受信機である。１５はこの
ＴＤＭ受信機１４にて検出された、当該ＴＤＭ受信機１
４に割り当てられたタイムスロットの直前の各アンテナ
１１．１２でのＲ５Ｓ　Ｉ信号を一定時間積分する積分
回路である。
１６はこの積分回路１５からの時間積分値をサンプルホ
ールドするサンプルホールド回路であり、１７はこのサ
ンプルホールド回路１６にサンプルホールドされた前回
の時間積分値と前記積分回路１５からの今回の時間積分
値とを比較する比較回路である。１８はこの比較回路】
７の比較結果に基づいて受信状態の最も良好なアンテナ
を選択し、前記アンテナスイッチ回路１３を制御すると
ともに、前記積分回路１５、サンプルホールド回路１６
および比較回路１７にタイミング信号を与える切換制御
回路である。
次に動作について説明する。
まず、リニア変調の包絡線の変化について説明する。第
２図は７１：　／　４シフトＱＰＳＫと呼ばれる変調方
式における、搬送波の振幅・位相平面上での遷移を示す
説明図である。第２図に示すように搬送波の振幅と位相
とは伝送すべきデータに対応して変化する。また、第３
図はその包絡線レベル変化のみを示す説明図である。図
示のように包絡線レベルが大きく変化することから、瞬
時のＲ８５Ｉ信号のみをサンプルホールドして比較する
ことは意味がなくなる。
ここで、データ伝送速度としては数１０Ｋｂｐｓから数
１００Ｋｂｐｓが一般的に用いられておりこれは前述の
フェージング周波数約１００Ｈｚに比べて充分に大きな
値である。
また、第４図は受信タイムスロットとアンテナ１１およ
び１２の入力レベルの一例を時間軸上に示した説明図で
ある。図示のようにそれぞれのアンテナ１１．１２の入
力レベルは、せいぜい１００Ｈｚ程度までの周波数のフ
ェージングによる変動と変調データによる変化とを含ん
でいる。
従って、より高い電界レベルにあるアンテナＩＪ（１２
）を選択するためには、変調によるレベル変化が除かれ
た後のフェージングによるアンテナ入力レベルの変動の
みを検出する必要がある。そのため、割り当てられたタ
イムスロット直前での各アンテナ１１．１２によるＲ３
Ｓ　Ｉ信号のレベルを一定時間積分し、変調データによ
る未知のレベル変動を平均化した後に比較しでいる。
以下、第１図に示す実施例の動作について詳細に説明す
る。ここで、第５図はその動作を説明するためのタイム
ヂャートであり、同図（ａ）は切換制御回路１８からア
ンテナスイッチ回路１３への制御信号、（ｂ）は切換制
御回路１８から積分回路１５へのタイミング信号、（Ｃ
）は同じ（サンプルホールド回路１６へのタイミング信
号、（ｄ）は同じ（比較回路１７へのタイミング信号、
（ｅ）は比較回路１７から切換制御回路１８への比較結
果である。また、この場合にも従来の場合と同様にタイ
ムスロットＡが割り当てられているものとする。
まず、タイムスロットＡの直前において切換制御回路１
８よりアンテナスイッチ回路１３にアンテナ１１を選択
させる制御信号を送出する。アンテナスイッチ回路１３
はこの制御信号に応動してアンテナ１１をＴＤＭ受信機
１４に接続し、ＴＤＭ受信機１４はこのアンテナ】１に
よるＲ３Ｓ　Ｉ信号をモニタして積分回路１５に送る。
その後、切換制御回路１８は積分回路１５にタイミング
信号を送出してアンテナ１１によるＲ３Ｓ　Ｉ信号を一
定時間だけ積分させる。次いで、切換制御回路１８はサ
ンプルホールド回路１６にタイミング信号を与えて、積
分回路１５で積分したアンテナ１１によるＲ３Ｓ　Ｉ信
号の時間積分値をサンプルホールドさせる。
次に、切換制御回路１８はアンテナスイッチ回路１３に
対してアンテナ１２を選択させる制御信号を与える。ア
ンテナスイッチ回路１３はこの制御信号に応動してアン
テナ１２をＴＤＭ受信機１４に接続してアンテナ１２に
よるＲ５Ｓ　Ｉ信号を積分回路１５に送る。その後、切
換制御回路１８は積分回路１５にタイミング信号を再度
送出してアンテナ１２によるＲ３Ｓ　Ｉ信号を一定時間
だけ積分させる。
このアンテナ１２によるＲ８Ｓ　Ｉ信号の時間積分値と
、サンプルホールド回路１６にサンプルホールドされた
アンテナ１１によるＲＳＳ　Ｉ信号の時間積分値とは、
比較回路１７にそれぞれ入力される。比較回路１７は切
換制御回路１８より比較開始を指示するタイミング信号
を受は取ると、前配両時間積分値を比較して比較結果を
切換制御回路１８に出力する。切換制御回路１８はこの
比較結果に基づいてより受信状態の良好なアンテナ（図
示の例ではアンテナ１２）を選択し、そわをＴＤＭ受信
機１４に接続させるための制御信号をアンテナスイッチ
回路１３に送出する。
なお、上記実施例では、割り当てられたタイムスロット
の直前でのみ各アンテナによるＲＳＳ　Ｉ信号をモニタ
するものを示したが、さらに割り当てられたタイムスロ
ットの期間内において選択されたアンテナによるＲＳＳ
　Ｉ信号の積分を繰り返し、その積分値が一定値を下回
った場合に他方のアンテナに切り換えるようにしてもよ
い。
第６図はそのような実施例を示すブロック図、第７図は
その動作を説明するためのタイムチャートであり、第１
図に示す実施例と同一もしくは相当部分には同一符号を
付して説明の重複をさけている。第６図において、１９
は切換制御回路１８からのタイミング信号に従って積分
回路１５からの時間積分値をあらかじめ定められた基準
値と比較し、比較結果を切換制御回路１８に出力する比
較回路である。
切換制御回路１８は第７図（ｂ）に示すように、割り当
てられたタイムスロットＡにおいても積分回路１５に対
して一定時間の積分を指示するタイミング信号を送出し
ており、選択されているアンテナ１１（１２）によるＲ
ＳＳ　Ｉ信号の時間積分値は比較回路１７および１９に
入力される。切換制御回路１８はこのタイムスロットＡ
の期間では第７図（ｆ）に示すタイミング信号を比較回
路１９にのみ送っており、比較回路１９はそのタイミン
グ信号に応動して受は取った時間積分値を基準値と比較
する。
比較回路１９はその結果を第７図（ｇ）に示す比較結果
として切換制御回路１８に送り、切換制御回路１８はそ
の比較結果に基づいて、現在選択されているアンテナ１
２（１１）によるＲＳＳ　Ｉ信号の時間積分値が基準値
を下回った場合、第７図（ａ）に示す制御信号をアンテ
ナスイッチ回路１３に送って、他方のアンテナ１１（１
２）への切り換えを行う。
第８図は請求項（２）に記載の発明の一実施例によるア
ンテナ選択ダイバーシティ受信装置を示すブロック図で
あり、説明の重複をさけるため、第１図に示す請求項（
１）に記載の発明の実施例と同一もしくは相当部分には
同一符号を付している。図において、２０は割り当てら
れたタイムスロット前に交互に複数回ずつ検出され、積
分回路１５によって時間積分された各アンテナ１１゜１
２によるＲＳＳ　Ｉ信号の各時間積分値に基づいて、各
アンテナ１１．１２での受信入力電界レベルの変化を予
測して予測結果を切換制御回路１８に出力する予測回路
である。
次に動作について説明する。ここで、第９図はその動作
説明のためのタイムチャートである。
切換制御回路１８より第９図（ａ）に示す制御信号をア
ンテナスイッチ回路１３に送り、タイムスロットＢ内に
て、各アンテナ１１．１２を交互に切り換えながらそれ
ぞれによるＲＳＳ　Ｉ信号を複数回ずつモニタしてそれ
を順次積分回路１５に送る。積分回路１５では第９図（
ｂ）に示す切換制御回路１８からのタイミング信号に従
って受は取ったＲＳＳ　Ｉ信号を一定時間積分し、その
時間積分値を予測回路２０を出力する。
予測回路２０は第９図（ｈ）に示すように、積分回路１
５から送られてくる時間積分値を各アンテナ１１．１２
毎に比較してそれぞれのタイムスロットＡ内における各
アンテナ１１．１２によるＲＳＳ　Ｉ信号を予測し、そ
の予測結果を切換制御回路１８に送る。切換制御回路１
８は受は取った予測結果に基づいて、タイムスロットＡ
内で受信状態が良好となるアンテナ１１（１２）を選択
し、アンテナスイッチ回路１３を制御してそのアンテナ
１１（１２）をＴＤＭ受信機１４に接続する。
［発明の効果］ 以上のように、請求項（１）に記載の発明によれば、割
り当てられたタイムスロット直前の各アンテナでの受信
入力電界レベルを時間積分し、その時間積分値の比較結
果に基づいて受信状態の最も良好なアンテナを選択する
ように構成したので、変調データの包絡線の変動が平均
化され、リニア変調波を用いた時分割無線通信システム
においても有効なアンテナ選択ダイバーシティ受信装置
が得られる効果がある。
また、請求項（２）に記載の発明によれば、割り当てら
れたタイムスロットの前に交互に複数回ずつ検出された
各アンテナでの受信入力電界レベルの時間積分値に基づ
いて、割り当てられたタイムスロット内の各アンテナで
の受信入力電界レベルの変化を予測し、その予測結果に
基づいて受信状態が最も良好となるアンテナを選択する
ように構成したので、リニア変調波を用いた時分割無線
通信システムにおいても有効なアンテナ選択ダイバーシ
ティ受信装置が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は請求項（１）に記載の発明の一実施例によるア
ンテナ選択ダイバーシティ受信装置を示すブロック図、
第２図はπ／４シフトＱＰＳＫにおける搬送波の振幅・
位相平面上での遷移を示す説明図、第３図はその包絡線
レベル変化のみを示す説明図、第４図は受信タイムスロ
ットと各アンテナの入力レベルの一例を時間軸上に示し
た説明図、第５図は第１図に示す実施例の動作を説明す
るためのタイムチャート、第６図は請求項（１）に記載
の発明の他の実施例を示すブロック図、第７図はその動
作を説明するためのタイムチャート、第８図は請求項（
２）に記載の発明の一実施例を示すブロック図、第９図
はその動作を説明するためのタイムチャート、第１０図
は従来のアンテナ選択ダイバーシティ受信装置の制御回
路を示すブロック図、第１１図はフェージングが発生し
ている電磁界分布中を走行する移動局の１つのアンテナ
での受信入力電界レベルの変動を示す説明図、第１２図
は従来のアンテナ選択ダイバーシティ受信装置の制御回
路の動作を説明するためのタイムチャート、第１３図は
ＭＳＫにおける搬送波のベクトル平面での遷移を示す説
明図である。 １１．１２はアンテナ、１３はアンテナスイッチ回路、
１４は無線受信機（ＴＤＭ受信機）、１５は積分回路、
１７は比較回路、１８は切換制御回路、２０は予測回路
。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 第１図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）リニア変調波を用いた時分割多重方式の無線通信
    システムに用いられ、複数のアンテナ中で最も受信状態
    のよいアンテナを選択してアンテナスイッチ回路を制御
    し、選択された前記アンテナを無線受信機に接続するア
    ンテナ選択ダイバーシティ受信装置において、前記無線
    受信機に割り当てられたタイムスロットの直前に検出さ
    れた、前記各アンテナでの受信入力電界レベルを一定の
    時間積分し、それぞれの時間積分値を出力する積分回路
    と、前記積分回路からの各時間積分値を比較する比較回
    路と、前記比較回路の比較結果に基づいて受信状態の最
    も良好なアンテナを選択し、前記アンテナスイッチ回路
    を制御する切換制御回路とを備えたことを特徴とするア
    ンテナ選択ダイバーシティ受信装置。
  2. （２）リニア変調波を用いた時分割多重方式の無線通信
    システムに用いられ、複数のアンテナ中で最も受信状態
    のよいアンテナを選択してアンテナスイッチ回路を制御
    し、選択された前記アンテナを無線受信機に接続するア
    ンテナ選択ダイバーシティ受信装置において、前記無線
    受信機に割り当てられたタイムスロットの前に、交互に
    複数回ずつ検出された前記各アンテナでの受信入力電界
    レベルをそれぞれ一定時間積分し、その時間積分値を出
    力する積分回路と、前記積分回路からの各時間積分値に
    基づいて、前記割り当てられたタイムスロット内の各ア
    ンテナでの受信入力電界レベルの変化を予測する予測回
    路と、前記予測回路の予測結果に基づいて受信状態の最
    も良好となるアンテナを選択して、前記アンテナスイッ
    チ回路を制御する切換制御回路とを備えたことを特徴と
    するアンテナ選択ダイバーシティ受信装置。
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