JPH06303220A

JPH06303220A - ダイバーシチ受信装置

Info

Publication number: JPH06303220A
Application number: JP5089615A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Takai; 均高井; Hidesato Yamasaki; 秀聡山▲さき▼; Yoshio Urabe; 嘉夫浦部
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-04-16
Filing date: 1993-04-16
Publication date: 1994-10-28

Abstract

(57)【要約】【構成】複数のアンテナ１１、１２と、複数のアンテ
ナ１１、１２の出力を選択切り替える切替器２０と、切
替器２０の出力に接続された受信機３０と、受信機３０
の受信状態の判定を行なう伝送品質判定器５０と、受信
機３０に入る受信信号強度を測定する信号強度測定器４
０と、信号強度測定器４０の出力を一時記憶保持する保
持手段６０を具備する。【効果】伝送品質劣化を検出し、アンテナを切り替え
る時に、常に、すべてのアンテナに対応する受信信号強
度を測定後、最大の受信信号強度を示すアンテナを選択
することにより、性能を劣化させることなく、受信機を
一系統に削減することができ、性能と、機器の小型・低
価格化との両立が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】ＴＤＭＡ（Time Division Multip
le Access）あるいはＴＤＤ（Time DivisionDuplex）あ
るいはパケット等、データをバースト状に繰り返し伝送
するディジタル無線伝送装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】移動体無線伝送においては、電磁波の伝
搬経路に存在する種々の障害物等での反射や回折によっ
て、受信点では種々の位相や振幅を有する複数の到来波
が干渉し、移動に伴って、著しい受信信号強度の変動、
いわゆる、フェージングを生じる。ダイバーシチは、こ
のフェージング対策としては極めて効果的であり、種々
の手法が検討されてきた経緯がある。

【０００３】ダイバーシチは、変動の相関が互いに小さ
いブランチの構成手法と、それぞれのブランチを選択あ
るいは合成する手法とで分類され、それぞれの組合せに
よって多様なものがある。一般的なブランチ構成手法と
しては、空間上、相互相関が小さくなるように十分離し
て設置した複数のアンテナを用いる「空間（アンテナ）
ダイバーシチ」がある。そして、それぞれのブランチの
選択手法として代表的なものには、それぞれに接続され
た複数の受信機出力から、各アンテナの中で常に最大の
受信信号強度を生じさせるアンテナを選択し、対応する
検波出力を選択する方法「選択ダイバーシチ」と、受信
機は１つであり、現在使用中のアンテナの受信信号強度
が予め設定したレベル以下になると他方のアンテナに切
り替える方法「切り替えダイバーシチ」とがある。

【０００４】以下図面を参照しながら、上記、「空間ダ
イバーシチ」に大別され、「選択ダイバーシチ」手法お
よび「切り替えダイバーシチ」手法を用いる従来のダイ
バーシチ受信装置の構成および動作について説明する。

【０００５】図５は、「選択ダイバーシチ」の手法を用
いる従来のダイバーシチ受信装置の一例のブロック図を
示すものである。図５において、１１、１２はアンテ
ナ、２２は切替器、３１、３２は受信機、４１、４２は
信号強度測定器、７２は制御回路、８０は受信データ出
力端子である。空間的に離して設置された２つのアンテ
ナ１１および１２の出力は、それぞれ、受信機３１およ
び３２に入力復号され、切替器２２で選択され、受信デ
ータ出力端子８０に出力される。一方、信号強度測定器
４１および４２は、それぞれ、受信機３１および３２に
接続されており、各々の受信信号強度を測定出力する。
制御回路７２は、信号強度測定器４１および４２の出力
を比較し、受信信号強度の大きい方の系統に切替器２２
を切り替え、常に信号強度が大きい方のアンテナでの受
信信号から得た復号データが受信データ出力端子８０に
出力されるように制御する。

【０００６】図５の従来例では、アンテナ１１および１
２の相互相関が小さければ、他方のアンテナの受信信号
がフェードアウトしても、もう一方のそれはフェードア
ウトしていないことが多く、常に、受信信号強度が大な
るアンテナを選ぶことによって、選択後の品質は格段に
改善される。ブランチ出力のどちらかを選ぶ手法（合成
ではない）の中では、この「選択ダイバーシチ」は最も
良い特性を示すことが知られている（例えば、「移動通
信の基礎」第７章、（社）電子情報通信学会編、１９８
６）。しかしながら、一方では、少なくとも２系統の受
信機を必要とし、機器の小型化、低コスト化の点では不
利である。

【０００７】図６は、「切り替えダイバーシチ」の手法
を用いる従来のダイバーシチ受信装置の一例のブロック
図を示すものである。図６において、１１、１２はアン
テナ、２０は切替器、３０は受信機、４０は信号強度測
定器、７３は制御回路、８０は受信データ出力端子であ
る。空間的に離して設置された２つのアンテナ１１およ
び１２の出力は、切替器２０で選択された後、受信機３
０に入力復号され、受信データ出力端子８０に出力され
る。一方、信号強度測定器４０は、受信機３０に接続さ
れており、受信信号強度を測定出力する。制御回路７３
は、信号強度測定器４０の出力で以て受信信号強度が予
め設定されたしきい値より下回ったと判定すると、切替
器２０を制御して、異なるアンテナに切り替える。

【０００８】図６の従来例では、同様に、アンテナ１１
および１２の相互相関が小さければ、使用中のアンテナ
の受信信号がフェードアウトしても、もう一方のそれは
フェードアウトしていないことが多く、フェードアウト
すれば、他方のアンテナに切り替えることによって、切
り替え選択後の品質は格段に改善される。しかしなが
ら、図５の従来例の「選択ダイバーシチ」と、図６の従
来例の「切り替えダイバーシチ」を比較すると、設定し
きい値の周辺での改善特性は同じであるが、それ以外の
受信信号強度に対しては、後者の特性は前者に劣る。ま
た、両アンテナともに受信信号強度が低くなってしきい
値を下回った場合、切り替えが頻繁に生じることがあり
（ハンティングと呼ばれる）、特に、切り替え時の雑音
や受信機３０の過渡応答が悪い場合、さらに特性劣化を
招きやすい（例えば、「移動通信の基礎」第７章、
（社）電子情報通信学会編、１９８６）。ただ、性能上
は前者に劣るものの、後者は、１系統の受信機（および
信号強度測定器）のみで実現可能であるので、機器の小
型化、低コスト化の点では有利である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように、従来の「選択ダイバーシチ」および「切り替え
ダイバーシチ」の手法では、機器の小型・低コスト化と
性能とを両立させることはできない。

【００１０】本発明は、上記問題点を解決するもので、
「切り替えダイバーシチ」のように、受信機およびその
付属回路を１系統に削減し、機器の小型・低コスト化を
図りながら、同時に「選択ダイバーシチ」に近い、高い
性能を維持し、機器の小型・低コスト化と性能とを両立
させたダイバーシチ受信装置を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】複数のアンテナと、前記
複数のアンテナの出力を選択切り替える切替器と、前記
切替器の出力に接続された受信機と、前記受信機の受信
状態の判定を行なう伝送品質判定器と、前記受信機に入
る受信信号強度を測定する信号強度測定器と、前記信号
強度測定器の出力を一時記憶保持する保持手段を具備す
る。

【００１２】

【作用】受信機の受信状態が所定の状態を下回ったと伝
送品質判定器が判定した場合、順次到来するバーストご
とに、切替器は複数のアンテナの中から順次異なるアン
テナを選択し、信号強度測定器および保持手段を用い
て、受信信号強度を順次測定および記憶保持し、すべて
の前記複数のアンテナに対応する受信信号強度を測定
後、前記切替器は、前記複数のアンテナの中から最大の
受信信号強度を示すアンテナを選択することにより、性
能を「選択ダイバーシチ」のそれに保ちつつ、受信機を
一系統に削減することができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例のダイバーシチ受信装
置について、図面を参照しながら説明する。

【００１４】本発明の実施例においては、ＴＤＭＡ（Ti
me Division Multiple Access）あるいはＴＤＤ（Time
Division Duplex）あるいはパケット等、データはバー
スト状に繰り返し無線伝送され、受信点に到来する。一
般に、フェージングの変化速度は移動速度に比例し波長
に反比例するが、本発明の前提として、バーストの繰り
返し周期に比べるとフェージングの変化は十分遅いもの
とする。なお、この前提は、歩行移動等が主体である携
帯機等、あるいは、波長の比較的長い超短波帯を使用す
る比較的低速移動の機器等には容易に当てはまる。

【００１５】図１は、本発明の第１の実施例のダイバー
シチ受信装置のブロック図を示すものである。図１にお
いて、１１、１２はアンテナ、２０は切替器、３０は受
信機、４０は信号強度測定器、５０は伝送品質判定器、
６０は保持手段、７０は制御回路、８０は受信データ出
力端子である。そして、図２は、制御回路７０の動作を
主に、本実施例のダイバーシチ受信装置の動作説明図で
ある。

【００１６】図１の例では、アンテナ１１および１２で
受信された信号は、切替器２０で選択切り替えられ、受
信機３０に入力され、復号されたデータ列は受信データ
出力端子８０に出力される。そして、信号強度測定器４
０は、受信機３０に接続されており、到来バーストごと
に受信信号強度を測定出力する。保持手段６０は、信号
強度測定器４０に接続され、過去に到来したバーストの
受信信号強度を記憶保持する。伝送品質判定器５０は、
例えば、各バーストに予め付加されているパリティ符号
あるいはＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）符号を用
いて調べることにより、バースト内のビット誤りを検出
して、バースト内のビット誤りの有無で、到来バースト
ごとに受信状態を判定し、判定結果を制御回路７０に供
給する。

【００１７】制御回路７０は、信号強度測定器４０、保
持手段６０、伝送品質判定器５０からの出力あるいは判
定結果に基づいて、切替器２０を制御する。制御回路７
０の動作の基本は、図２に示すように、ａ〜ｆの状態を
循環的に遷移しながら、切替器２０を制御して、アンテ
ナ１１および１２を選択切り替える。

【００１８】図２において、「ａ.起動条件」は、一般
には種々のものが考えられるが、例えば、伝送品質判定
器５０からの受信状態悪化を示す判定結果で即座に起動
してもよいし、連続するｍケのバーストで連続して受信
状態悪化を示す判定結果を以て起動してもよい（図２で
は、一般的に、ｍ連続バーストでの起動条件を示してい
る。つまり、ｍ＝１では前者、ｍ＞１で後者）。伝送品
質判定器５０が、前述のように、各バースト内のビット
誤りの検出に基づく場合、前者（ｍ＝１）では、応答速
度が速い利点はあるものの、インパルスノイズ等によっ
て生じるランダムビット誤りによって不要な切り替えが
起こる可能性がある。一方、後者（ｍ＞１）は、応答速
度が遅くなる欠点はあるものの、フェージングの変化が
十分に遅い場合（低速移動等）、フェージングのフェー
ドアウト区間では連続するバーストでビット誤りが発生
するので、フェージングによるフェードアウトをより確
実に捉えて、切り替えへの起動を行なうことができる。

【００１９】さて、伝送品質判定器５０からの判定結果
に基づき、「ａ.起動条件」を満足した場合、つまり、
現在使用中のアンテナがフェードアウトに入ったと判定
されると、保持手段６０は切り替え前のアンテナ（図２
では、便宜上、アンテナ１１の場合を例示）での受信信
号強度を記憶保持した状態で（「ｂ.11系受信強度測定
・保持」）、次のバースト（第ｎ＋ｍバースト）が到来
するまでに、制御回路７０は切替器２０を異なるアンテ
ナ（同様、図２ではアンテナ１２）に切り替える
（「ｃ.切替え」）。そして、第ｎ＋ｍバーストの受信
信号強度を信号強度測定器４０で測定し（「ｄ.12系受
信強度測定」）、次の第ｎ＋ｍ＋１バーストが到来する
までに、保持手段６０に記憶保持したアンテナ１１での
第ｎ＋ｍ−１バーストの受信信号強度と、前記のアンテ
ナ１２での第ｎ＋ｍバーストの受信信号強度とを比較
し、制御回路７０は切替器２０を制御して、受信信号強
度の大きな方のアンテナに切り替える（「ｅ.比較判定
・切替え」）。なお、切り替え後は、「ｆ.保留区間」
として、クロック再生等の同期系など受信機３０の過渡
応答時間に充てるため、連続するｓケのバースト期間、
切り替え等の動作を行なわない区間を設けてもよいし
（ｓ＞１）、受信機３０の過渡応答が十分速い場合、ｓ
＝１として、保留区間を無くしてもよい。

【００２０】本発明のダイバーシチ受信装置において
は、「ｅ.比較判定・切替え」の段階を設け、常に、受
信信号強度の大きいアンテナを選ぶことにより、いわゆ
る「選択ダイバーシチ（図５）」と等価な動作を行なう
ことになるので、従来の「切り替えダイバーシチ（図
６）」より特性の向上が望める。また、両アンテナの伝
送品質が劣化して常に起動条件を満たすようになって
も、図２から分かるように、第ｎから第ｎ＋ｍ＋ｓまで
のｍ＋ｓ＋１（≧３）つのバーストの内の１つのバース
ト（第ｎ＋ｍバースト）で、他方のアンテナの受信信号
強度を調べるために切り替えが発生するが、それ以外の
バーストでは、受信信号強度が強く少しでもより良い品
質が期待できるアンテナを選ぶことになり、従来の「切
り替えダイバーシチ（図６）」の場合のようなハンティ
ングの状態に陥ることがないため、この点でも特性の向
上が望める。しかも、従来の「選択ダイバーシチ（図
５）」に比べて、受信機は一系統に削減できるため、機
器の小型・低コスト化において有利である。

【００２１】なお、図１において、伝送品質判定器５０
は、予め各バーストに所定の探査用の参照データ系列あ
るいは参照波形を埋め込み、受信側で対応する参照デー
タ系列あるいは参照波形を比較照合することによって、
伝送品質を判定するものであってもよい。また、信号強
度測定器４０は、直接、切替器２０の出力を分岐、入力
される構造であってもよい。また、保持手段６０は、い
わゆる記憶手段で構成してもよいし、ＴＤＭＡやＴＤＤ
等、バーストが一定の周期で到来する場合は、その周期
に対応する遅延手段であってもよい。さらに、保持手段
６０は、２つの記憶手段を有し、「ｄ.12系受信強度測
定」の段階でも記憶保持を行い、「ｅ.比較判定・切替
え」の段階で、保持手段６０に記憶保持された、両アン
テナの受信信号強度を比較判定してもよい。また、制御
回路７０は、図２に示す機能を有する論理回路であって
もよいし、マイクロプロセッサを中心として構成し、プ
ログラムによって図２に示す機能を実現してもよく、こ
の場合は、信号強度測定器４０、伝送品質判定器５０、
保持手段６０の機能の一部あるいはすべても、同様、プ
ログラムによって実現されていてもよい。

【００２２】図３は、本発明の第２の実施例のダイバー
シチ受信装置のブロック図を示すものである。図３にお
いて、３０は受信機、４０は信号強度測定器、５０は伝
送品質判定器、８０は受信データ出力端子であり、以上
は、図１に示した第１の実施例のダイバーシチ受信装置
と同様であり、説明を省略する。第１の実施例と異なる
のは、ブランチ（アンテナ）数を３以上に一般拡張した
ことであって、１１〜１３のアンテナが３以上の複数で
構成され、２１の切替器がそれに対応して多対１切り替
えとなり、６１の保持手段は少なくとも（アンテナ数−
１）だけの受信信号強度を記憶保持することが可能で、
制御回路７１はそれらに対応して、図２とは、若干制御
手順が異なる。つまり、制御回路７１の動作は、大略
は、図２に示したようにａからｆの５段階に循環的に遷
移を行いながら切替器２１を制御する所は同じである
が、ｃとｄの段階のみ、少なくとも（アンテナ数−１）
だけ繰り返し、各到来バーストごとに、順次、異なるア
ンテナに切り替えて、すべてのアンテナでの受信信号強
度を測定あるいは保持手段６１で記憶保持し、「ｅ.比
較判定・切替え」の段階で、受信信号強度最大のアンテ
ナに切り替える所が若干異なる。なお、図２におけるそ
の他の段階での動作や、制御回路７１、あるいは、信号
強度測定器４０、保持手段６１、伝送品質判定器５０の
種々の構成方法は、第１の実施例のダイバーシチ受信装
置と全く同様であるので説明を省略する。

【００２３】本実施例では、図３のような構成および上
記に説明したような動作を行なうことにより、第１の実
施例の場合に説明したと同様に、性能の向上が期待で
き、また、機器の小型・低価格化に有利になる。特に、
第１の実施例のそれと比べると、第２の実施例のダイバ
ーシチ受信装置は、より多数のアンテナ（ブランチ）を
用いることにより、一層のダイバーシチ効果が期待で
き、より良い品質の受信が可能となる。

【００２４】図４は、本発明の第３の実施例のダイバー
シチ受信装置のブロック図を示すものである。図４にお
いて、１１〜１３はアンテナ、２１は切替器、３０は受
信機、４０は信号強度測定器、６１は保持手段、７１は
制御回路であり、以上は、図３に示した第２の実施例の
ダイバーシチ受信装置と同様であり、動作も同様であ
る。本実施例では、５１の伝送品質判定器が信号強度測
定器４０の出力に接続されており、受信信号強度の低下
を以て伝送品質悪化と判定する所が異なり、この判定結
果に基づいて、図２に示したように、「ａ.起動条件」
を構成することにより、ビット誤りを生じる前にアンテ
ナ切り替えを行えるので、全般に伝送状態が良好な場合
は、最終的に受信データ出力端子８０に得られる品質は
さらに向上させることができる。

【００２５】

【発明の効果】以上のように、伝送品質劣化を検出し、
アンテナを切り替える時に、常に、すべてのアンテナに
対応する受信信号強度を測定後、最大の受信信号強度を
示すアンテナを選択することにより、性能を劣化させる
ことなく、受信機を一系統に削減することができ、性能
と、機器の小型・低価格化との両立が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例におけるダイバーシチ受
信装置のブロック図

【図２】本発明の第１の実施例におけるダイバーシチ受
信装置の動作説明図

【図３】本発明の第２の実施例におけるダイバーシチ受
信装置のブロック図

【図４】本発明の第３の実施例におけるダイバーシチ受
信装置のブロック図

【図５】従来の「選択ダイバーシチ」の手法を用いるダ
イバーシチ受信装置のブロック図

【図６】従来の「切り替えダイバーシチ」の手法を用い
るダイバーシチ受信装置のブロック図

【符号の説明】

１１、１２、１３アンテナ２０、２１、２２切替器３０、３１、３２受信機４０、４１、４２信号強度測定器５０、５１伝送品質判定器６０、６１保持手段７０、７１、７２、７３制御回路８０受信データ出力端子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】バースト状に順次繰り返し無線伝送される
データ列を受信するダイバーシチ受信装置において、複数のアンテナと、前記複数のアンテナの出力を選択切
り替える切替器と、前記切替器の出力に接続された受信
機と、前記受信機の受信状態の判定を行なう伝送品質判
定器と、前記受信機に入る受信信号強度を測定する信号
強度測定器と、前記信号強度測定器の出力を一時記憶保
持する保持手段を具備し、前記受信機の受信状態が所定の状態を下回ったと前記伝
送品質判定器が判定した場合、順次到来する前記バース
トごとに、前記切替器は前記複数のアンテナの中から順
次異なるアンテナを選択し、前記信号強度測定器および
前記保持手段を用いて、受信信号強度を順次測定および
記憶保持し、すべての前記複数のアンテナに対応する受
信信号強度を測定後、前記切替器は、前記複数のアンテ
ナの中から最大の受信信号強度を示すアンテナを選択す
ることを特徴とするダイバーシチ受信装置。
【請求項２】伝送品質判定器は、バースト内の受信され
たデータ列中のビット誤りを検出して、受信状態の判定
を行なうものであることを特徴とする請求項１記載のダ
イバーシチ受信装置。
【請求項３】伝送品質判定器は、バースト内の一部であ
る特定の参照データ系列あるいは参照波形と、前記参照
データ系列あるいは前記参照波形に対応する受信された
データ系列あるいは波形とを比較照合することにより、
受信状態の判定を行なうものであることを特徴とする請
求項１記載のダイバーシチ受信装置。
【請求項４】伝送品質判定器は、所定の数だけ連続する
バーストで続けてビット誤りを検出した場合に、受信状
態が所定の状態を下回ったと判定することを特徴とする
請求項２および３記載のダイバーシチ受信装置。
【請求項５】伝送品質判定器は、信号強度測定器によっ
て測定された受信信号強度に基づいて、受信状態の判定
を行なうものであることを特徴とする請求項１記載のダ
イバーシチ受信装置。
【請求項６】切替器は、最大の受信信号強度を示すアン
テナを選択した後、所定の時間、切り替えを行なわない
ことを特徴とする請求項１記載のダイバーシチ受信装
置。
【請求項７】複数のアンテナは２つのアンテナであり、
保持手段は直前のバーストにおける受信信号強度を記憶
保持するものであり、前記保持手段の内容と現在のバー
ストにおける受信信号強度とを比較することにより、よ
り大なる受信信号強度を示すアンテナに選択切り替える
ことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のダ
イバーシチ受信装置。