JPH07154376A - ダイバーシティ受信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】時分割多元接続方式のディジタル通信に用いる
検波後選択合成ダイバーシティ受信装置において、ダイ
バーシティ機能を保持し、かつ消費電力を低減する。 【構成】１系統の受信機のみを動作させることを基本と
し、当該スロットの先頭部で複数の受信機（１Ａ）、
（１Ｂ）を動作させ、受信レベルの比較をレベル比較器
（５）で行う。レベル比較に要する時間に応じて複数の
遅延器（４Ａ、４Ｂ）で受信信号を遅延させると共に、
レベル比較結果に応じてセレクタ（６）を制御して復調
出力のいずれかを選択する。電力制御部（７）は選択し
た受信機以外の受信機への給電を停止し、当該スロット
の後半部は選択した１系統の受信機のみを動作させる。 【効果】受信レベル比較時のみ複数の受信機を動作さ
せ、レベル比較後の大部分は選択した１系統のみを動作
させるため、消費電力を低減する効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ダイバーシティ受信装
置に関し、特に、時分割多元接続方式を用いたディジタ
ル通信システムに用いる検波後選択合成ダイバーシティ
受信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】検波後選択合成ダイバーシティ受信装置
は、複数の受信機で受信した信号の中から、受信状態の
良好な受信機の検波出力あるいは復調出力を取り出す受
信装置であり、最終的には複数の受信機中の１系統を除
く出力は不要となる。以下、２系統の受信機を用いた検
波後選択合成ダイバーシティ受信装置の例について述べ
る。図２は、受信機１Ａと受信機１Ｂを設けた検波後選
択合成ダイバーシティ受信装置の構成を示す。検波部２
Ａ、２Ｂで受信希望信号を得た後、復調部３Ａ、３Ｂで
復調を行う。レベル比較器５は検波部２Ａ、２Ｂで得た
受信希望信号の受信電力を比較する。比較結果から、受
信電力の高い方の復調信号をセレクタ６で選択して最終
的な復調出力とする。２つの受信機の各受信電力の関係
を図３に示す。横軸は時間を縦軸は検波後の希望波の受
信レベル（受信電力）を表している。 通常、フェージ
ング等によって受信レベルは時間的に変化している。例
えば、２系統のアンテナを相関が少ない位置に取り付け
て受信すると、受信電力の時間的変化の傾向は例えば図
３に示したようになる。図２に示した検波後選択合成ダ
イバーシティ受信装置において、図３における受信機１
Ａの受信レベル８Ａと受信機１Ｂの受信レベル８Ｂをレ
ベル比較器４で常時比較し、受信レベルの高い方の復調
信号をセレクタ５で選択している。従って、時間領域１
及び３では受信機１Ａの復調信号を選択し、時間領域２
では受信機１Ｂの復調信号を選択する。これにより、常
に受信レベルの高い方の復調信号を得ることができる。

【０００３】また、時分割多元接続方式を適用したディ
ジタル通信システムでは、予め設定した時間周期で間歇
的に通信する。即ち、図４に示すように、時間軸をフレ
ームに分割して時分割受信信号９を構成する。各フレー
ムをスロット１、２、３に３分割して時間圧縮し、各ス
ロット毎に通信相手を割り当てる。例えば、スロット２
が割り当てられると、受信はスロット２の期間だけ行
い、他の期間（スロット１、３）は受信を停止してい
る。復調後に時間軸上の変換を行い、伸長後受信信号１
０を得る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】移動通信システムの受
信装置等の電池駆動の受信装置として検波後選択合成ダ
イバーシティ受信装置を使用する場合、消費電力を少な
くすることが極めて重要となる。時分割多元接続方式を
適用したディジタル通信装置の受信装置に、上記検波後
選択合成ダイバーシティ受信装置を適用した場合、例え
ば、図２の従来例を適用すると、スロット２の期間中は
２つの受信機１Ａ及び１Ｂを動作させることになる。

【０００５】一般に、複数の受信機で得た検波信号ある
いは復調信号間にはレベル差以外に位相差が生じる。デ
ィジタル受信システムにおいては位相差があるために単
純に複数の検波信号を切替えて時間的に繋ぐだけではデ
ータの復調が不能になることが有りうる。従って、復調
器までを複数系統設けて連続動作させて複数の復調信号
の一方をセレクタで切替える方法あるいはスロット期間
中には切替えずにスロット単位で切替える方法が用いら
れている。後者の方式の一例を図４のタイミング図に示
す。１フレーム前のスロットで受信レベルを比較して受
信すべき現フレームの受信機の選択を決定する。この場
合、次フレームのスロットに備えて２系統の受信機を動
かす必要がある。

【０００６】さらに別の方法として、各スロットにてレ
ベル比較に最低限必要な期間のみ２系統の受信機を動作
させ、その他は前フレームのスロットで判断した１系統
のみを動作させて低消費電力化を図る方法もある。これ
により２系統の受信機を動作させる頻度を下げて消費電
力の低減化を図ることができる。いずれの場合も前フレ
ームの値を用いているため、フレーム間隔と比較して受
信レベル変動が時間的に短い場合、正しい受信経路を選
択できなくなるという問題がある。

【０００７】この問題を解決して方法として、図５に示
すように、受信すべきスロット２の直前のスロット１の
一部の信号を２つの受信機で受信してレベル比較を行
い、受信すべきスロット２の期間では、直前のスロット
１のレベル比較結果に応じていずれか一方の受信機のみ
を動作させる方法がある（電子通信学会論文誌ＶＯＬ．
３，Ｎｏ．８ ８１６〜８１７頁 平成２年８月）。こ
の方法は受信すべきスロットの受信レベルに近い状態で
レベル比較を行なうので、受信すべきスロット２の直前
のスロット１が必ずある通信システムであれば、適切な
受信機を選択できるが、受信すべきスロット２の直前の
スロット１が必ずしも使用されていないシステムでは、
適切な受信機の選択ができないという問題がある。

【０００８】従って、本発明の目的は、上記問題を解決
し、受信すべきスロットで受信レベルを判定し、かつ複
数の受信機の同時動作時間が短縮された時分割多元接続
方式に適したダイバーシティ受信装置を提供することで
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のダイバーシティ受信装置は、時分割多元接
続方式の信号を受信する複数の受信機で構成した検波後
選択合成ダイバーシティ受信装置において、上記複数の
受信機の各検波部の出力信号から受信すべきスロットの
一部の受信信号レベルを比較するレベル比較器と、上記
各検波部の出力側又は上記各検波部の出力を復調する復
調部の出力側に設けられた上記レベル比較器の比較処理
時間に等しい遅延時間をもつ遅延器と、上記レベル比較
器の比較結果によって上記複数の受信機の出力信号を選
択するセレクタと、上記レベル比較器の比較結果によっ
て受信信号を必要としない受信機及び上記レベル比較器
の少なくとも一部への給電を停止する制御を行なう電源
制御部を設けた。

【００１０】好ましい形態としては、上記受信すべきス
ロットの一部を上記受信すべきスロットの先頭部に設定
する。また、レベル比較器の上記複数の受信機の検波部
の出力を比較するレベル比較器と、上記レベル比較器の
受信信号レベルの比較は上記受信すべきスロット全てに
おいて行なう必要は無く、省電力の効果を高めるため、
受信レベルの時間変動状況を分析するデータ処理部を上
記レベル比較器と電源制御部との間に設け、データ処理
部の分析に基づきレベル変動状況に応じて時間周期をス
ロット単位で動的に制御する手段を上記電源制御部に付
加する。

【００１１】

【作用】時分割多元接続方式を適用したディジタル信号
受信装置において、一般的には受信と休止の時間周期が
予め設定されている。時分割受信周期と対応付けて時分
割受信スロットの先頭部で複数の受信機を動作させ、受
信レベルの比較結果に応じて一つの受信機を選択する。
遅延器によって、受信レベルの比較に要する時間に応じ
た遅延量を補正する。これにより、セレクタからはスロ
ット毎に一つの受信機の受信信号（検波信号又は復調信
号）のみが選択出力され、レベル比較中の検波信号ある
いは復調信号の欠落を防止する。受信すべきスロットで
受信レベル比較を実施しているため、従来例よりも高確
度の選択合成ダイバーシティ受信が実行される。更に、
複数の受信機を同時に動作させている期間がスロット内
の一部であり、受信レベルを比較するために必要な時間
と、設定した時間周期の比が複数の受信機が同時に動作
している比に対応して消費電力が低減される。この比を
小さくすることで消費電力低減効果を高めることが可能
となる。更に、復調部を１つにしてセレクタの後段に設
ける構成では、装置規模が小さくなり、消費電力低減効
果を高めることができる。

【００１２】周囲状況など受信装置のおかれた状態によ
って、受信レベルの時間的変動の周期性が変化する。受
信レベルの時間変動状況を記憶するとともに変動状況に
応じて時間周期をスロット単位で動的に制御する。例え
ば、短周期で変動する場合には受信レベル比較の時間周
期を短くしてダイバーシティ受信の効果を確保し、変動
周期が長い場合には受信レベル比較の時間周期を長くす
ることで消費電力低減効果を高めることができる。

【００１３】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。図１は、本発明によるダイバーシティ受信装置の一
実施例の機能ブロック図である。受信機１Ａ及び受信機
１Ｂは、それぞれを検波部２Ａ及び２Ｂ、復調部３Ａ及
び３Ｂ、遅延器４Ａ及び４Ｂを持つ。レベル比較器５は
検波部２Ａ及び２Ｂの出力を以下に説明するタイミング
で比較し結果を電源制御部７に知らせる。電源制御部７
は上記レベル比較器のタイミング及び検波部２Ａ及び２
Ｂ、復調部３Ａ及び３Ｂ、遅延器４Ａ及び４Ｂの動作時
間、即ち電力供給を制御する。セレクタ６は、レベル比
較器５の比較結果により、受信機１Ａ及び受信機１Ｂ、
即ち、復調部３Ａ及び３Ｂの出力のいずれか１つを選択
する。図示されていないが、セレクタ６の出力は信号処
理回路によって、上記圧縮されたデータの伸長処理が行
なわれる。

【００１４】図６は、上記実施例におけるダイバーシテ
ィ受信装置の動作タイミングを表す。スロット２の先頭
部分で図１の受信機１Ａ及び１Ｂの両方を動作させる。
検波部２Ａ及び２Ｂで受信信号の中から希望するスロッ
トの信号を選択し、復調部３Ａ、３Ｂで信号の再生を行
う。レベル比較器５は検波後の受信希望波の受信レベル
を比較する。比較結果に応じて、セレクタ６内のスイッ
チを制御して必要な信号のみを選択する。電源制御部７
はレベル比較時には受信機Ａ及びＢ双方に給電し、レベ
ル比較器５での判定結果に応じて受信を継続する側の受
信機のみに給電し、他方への給電を停止する。さらに、
レベル比較器５に対する給電を停止する。すなわち、図
６の動作タイミングにおけるスロット２の後半大部分は
受信部１Ａ、１Ｂのいずれかのみを動作させることにな
る。遅延器４Ａ、４Ｂはレベル比較に要する時間に応じ
た遅延時間を有する。レベル比較中のセレクタへのデー
タ、すなわち復調信号の入力を遅らせることで、レベル
比較中のデータの欠落を防止する。

【００１５】図７はレベル比較のタイミング図である。
図３に示した受信レベル変動周期よりも充分に短い周期
で、図中の矢印で示したタイミングでレベル比較を実行
する。各タイミングでレベル比較を行うと、領域１と３
では受信機１Ａが、領域２では受信機１Ｂが選択され
る。ここで、レベル比較に要する時間、すなわち受信機
１Ａ及び１Ｂ両者が受信状態である時間を充分短くする
と、受信レベルの高い方の受信機のみを動作させたこと
になり、実質的にダイバーシティ機能を設けない場合と
同等の消費電力で受信を行うことができる。

【００１６】図８は、本発明によるダイバーシティ受信
装置の他の実施例の機能ブロック図である。本実施例は
検波部２Ａと復調部３Ａの間及び検波部２Ｂと復調部３
Ｂの間にそれぞれ遅延器４Ａ及び４Ｂを設けたものであ
る。他の構成部分は図１に示した実施例と実質的に同じ
であるため、説明を省く。

【００１７】図９は、本発明によるダイバーシティ受信
装置の更に他の実施例の機能ブロック図である。本実施
例は検波部２Ａとセレクタ６との間及び、検波部２Ｂと
セレクタ６との間にそれぞれ遅延器４Ａ及び４Ｂを設
け、復調部３をセレクタ６の出力側に設ける。受信機１
Ａ及び１Ｂの各々においてそれぞれ遅延器４Ａ及び４Ｂ
で検波信号を遅延させる。遅延器４Ａ、４Ｂにレベル検
出時間に対応した遅延時間を設定することで、レベル比
較が終了してセレクタの選択が決定するまでの間、レベ
ル比較中に順次入力される受信信号のセレクタ６への入
力を遅らせる。これにより復調部３への入力を遅らせ、
検波信号の連続性を保持する。この結果、唯一の復調部
でダイバーシティ受信を行なう。

【００１８】図１０は、本発明によるダイバーシティ受
信装置の別の実施例の機能ブロック図をである。本実施
例は受信機１Ａ及び１Ｂの過去の受信レベル検出結果あ
るいはレベル比較結果をデータ処理部１１に記憶する。
データ処理部１１では受信レベル検出結果あるいは比較
結果の時間的変化を分析する。データ処理部１１で受信
レベルの変動が緩やかなことが判明すると、次フレーム
でのレベル比較を省略する。すなわち、等価的にレベル
比較の周期を長くする。また、時間経過に伴って受信機
１Ａと受信機１Ｂの受信レベルの差が小さくなるか、レ
ベル変動が大きくなると、次フレームでのレベル比較を
実行し等価的にレベル比較の周期を短くする。

【００１９】以下にその具体例を述べる。予め複数の受
信レベル時間変動しきい値を記憶する。前回測定した受
信レベルと今回測定した受信レベルの差分から時間変動
量を求める。この結果としきい値とを比較して次フレー
ムでレベル比較を実施するか否かを選択する。本実施例
を適用した場合の受信レベル変化とレベル比較選択結果
を示す説明図を図１１に示す。同図において下部の複数
の矢印はレベル比較時点を示す。各領域１、２、３の中
央部ではレベル変動が緩やかであり、レベル比較周期が
長くなる。その結果、受信レベル比較のために受信機１
Ａ、１Ｂを同時に動作させる頻度が低下して消費電力低
減効果が向上する。なお、このレベル比較時点を制御す
る構成は、図８や図９に示した他の実施例に対しても適
用できることは明白である。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、複数系統の受信機で構
成したダイバーシティ受信装置の中で、受信レベル比較
時のみ複数の受信機を動作させ、レベル比較後の大部分
は選択した１系統のみを動作させるため、ダイバーシテ
ィ機能を保持したまま消費電力を低減する効果がある。

【００２１】遅延器を用いて検波信号を遅らせること
で、レベル比較中の受信信号の欠落を防止することがで
きる。この結果、セレクタ後段に復調部を設けて消費電
力を低減する効果がある。ダイバーシティ切替えに伴う
複数の受信機の遅延時間差に対して、上記遅延器の遅延
時間を補正することで調整できる。

【００２２】また、受信レベルの時間的変動に応じて受
信レベルの比較と受信装置の選択を行うことにより、受
信レベル変動が小さい場合にはダイバーシティ切替え頻
度を減らすことで同時受信の比率を下げて消費電力低減
を実現する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるダイバーシティ受信装置の一実施
例の機能ブロック図

【図２】従来のダイバーシティ受信装置の一例の機能ブ
ロック図

【図３】受信レベル変化と従来のダイバーシティ受信選
択結果を示す説明図

【図４】従来の時分割ダイバーシティ受信の説明図

【図５】他の従来の時分割ダイバーシティ受信の説明図

【図６】本発明によるダイバーシティ受信装置の一実施
例の動作説明のためのタイミング図

【図７】受信レベル変化と本発明の実施例による選択結
果を示す説明図

【図８】本発明によるダイバーシティ受信装置の他の実
施例の機能ブロック図

【図９】本発明によるダイバーシティ受信装置の更に他
の実施例の機能ブロック図

【図１０】本発明によるダイバーシティ受信装置の別の
実施例の機能ブロック図

【図１１】受信レベル変化と図１０の実施例による選択
結果を示す説明図

【符号の説明】

１Ａ、１Ｂ…受信機 ２Ａ、２Ｂ…検波
部 ３Ａ、３Ｂ、３…復調部 ４Ａ、４Ｂ…遅延
器 ５…レベル比較器 ６…セレクタ ７…電源制御部 ８Ａ、８Ｂ…受信
レベル時間変動 ９…時分割受信信号 １０…伸長後受信
信号 １１…データ処理部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】時分割多元接続方式の信号を受信する複数
   の受信機で構成した検波後選択合成ダイバーシティ受信
   装置において、上記複数の受信機の各検波部の出力信号
   から受信すべきスロットの一部の受信信号レベルを比較
   するレベル比較器と、上記各検波部の出力側又は上記各
   検波部の出力を復調する復調部の出力側に設けられた上
   記レベル比較器の比較処理時間に等しい遅延時間をもつ
   遅延器と、上記レベル比較器の比較結果によって上記複
   数の受信機の出力信号を選択するセレクタと、上記レベ
   ル比較器の比較結果によって受信信号を必要としない受
   信機及び上記レベル比較器の少なくとも一部への給電を
   停止する制御を行なう電源制御部をもつことを特徴とす
   るダイバーシティ受信装置。
2. 【請求項２】時分割多元接続方式の信号を受信する複数
   の受信機で構成した検波後選択合成ダイバーシティ受信
   装置において、上記複数の受信機の各検波部の出力信号
   から受信すべきスロットの一部の受信信号レベルを比較
   するレベル比較器と、上記各検波部の出力側に設けられ
   た上記レベル比較器の比較処理時間に等しい遅延時間を
   もつ遅延器と、上記レベル比較器の比較結果によって上
   記各検波部の出力側に設けられた遅延器の出力信号を選
   択するセレクタと、上記セレクタによって選択された検
   波信号を復調する復調部と、上記レベル比較器の比較結
   果によって受信信号を必要としない受信機及び上記レベ
   ル比較器の少なくとも一部への給電を停止する制御を行
   なう電源制御部をもつことを特徴とするダイバーシティ
   受信装置。
3. 【請求項３】請求項１又は２記載のダイバーシティ受信
   装置において、上記受信すべきスロットの一部が上記受
   信すべきスロットの先頭部であることを特徴とするダイ
   バーシティ受信装置。
4. 【請求項４】請求項１、２又は３記載のダイバーシティ
   受信装置において、第１項記載のダイバーシティ受信装
   置において、上記レベル比較器の比較結果あるいは受信
   レベルの時間的変化を分析するデータ処理部を設け、上
   記電源制御部がデータ処理部の分析により受信信号レベ
   ルの時間的変動に応じて上記レベル比較器のレベル比較
   の時間間隔をスロット単位で変更する手段をもつことを
   特徴とするダイバーシティ受信装置。