JPWO2007141878A1 - ダイバーシチ受信装置及びダイバーシチ受信方法 - Google Patents

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Abstract

本発明の課題は、受信誤りがなくダイバーシチ起動を行うことができるとともに、感度を向上させることができるダイバーシチ受信装置及びダイバーシチ受信方法を提供することである。ダイバーシチ受信を行う場合、シングルブランチ受信と比べて同一受信品質を得るのに許容できる妨害波レベルに差があり、シングルブランチ受信に対してダイバーシチ利得分の改善効果が見られる。そこで、このような妨害波耐性の改善効果を見込んで、無線端末内の第２の無線システムの送信部（１０５）からの妨害波ダイナミックレンジを小さくし、送信信号制御部（１０６）から送信制御信号（Ｓ１１７）を入手することで、送信開始前にダイバーシチ起動を行い、受信品質の劣化なく適応的にダイバーシチ制御を行う。このようにすることにより、同時に系のＮＦを改善し、結果としてシングルブランチ受信及びダイバーシチ受信の際の受信感度を向上させることが可能となる。

Description

本発明は、携帯無線端末や地上ディジタル放送受信機などの複数の無線システムを搭載した無線端末に用いて好適なダイバーシチ受信装置及びダイバーシチ受信方法に関する。
近年、１つの携帯無線端末に通信や地上ディジタル放送など複数種類の無線システムを搭載した所謂無線端末が普及してきている。
また、携帯無線端末は市街地等の歩行だけでなく、電車や自動車による移動時においても使用されるため、マルチパスフェージングの影響を受けやすく安定した受信が難しいことから、マルチパスフェージング補償技術が採用されている。この問題を解決する手段として従来より、マルチパスフェージング補償技術として、ダイバーシチ受信がある（例えば、非特許文献１及び非特許文献２参照）。
ダイバーシチ受信方式には、大きく分けて選択ダイバーシチ方式と合成ダイバーシチ方式がある。選択ダイバーシチ方式は、ダイバーシチ効果が低く、十分な通信品質が得られず、また受信系統が１系統しかないために信頼性も低い。これに対して、合成ダイバーシチ方式は、受信系統が２系統あるためダイバーシチ効果が高く、十分な通信品質が得られ信頼性が高い。しかしながら、受信系統が２系統あることから、選択ダイバーシチ方式と比べて回路規模及び消費電力が２倍となり、その分コストが嵩むという課題がある。従来、合成ダイバーシチ方式で消費電力の低減を図ったものとして、合成ダイバーシチ受信を受信品質（例えば、ＢＥＲ（Bit Error Rate）やＰＥＲ（Packet Error Rate））に応じて適応的に起動させ、シングルブランチ受信モードとダイバーシチ受信モードを適応的に切替る適応制御型がある（例えば、特許文献１又は特許文献２参照）。適応制御型のダイバーシチ受信装置は、受信品質が劣化した場合にダイバーシチ起動を行うので、消費電力の低減が図れ、省電力化を必要とする携帯無線端末に好適である。
図１１は、複数のアンテナを選択して受信性能を向上させる従来のダイバーシチ受信装置の概略構成を示すブロック構成図である。同図に示すダイバーシチ受信装置は、第１のアンテナ１１０１と、第２のアンテナ１１０２と、第１のチューナ部１１０３と、第２のチューナ部１１０４と、第１の復調部１１０５と、第２の復調部１１０６と、合成部１１０７と、受信電界検出部１１０８と、フェージングピッチ検出部１１０９と、合成停止判定部１１１０とから構成される。
第１のアンテナ１１０１及び第２のアンテナ１１０２は、ダイバーシチアンテナとして動作する。第１のチューナ部１１０３及び第２のチューナ部１１０４は、第１のアンテナ１１０１、第２のアンテナ１１０２からの受信信号から所望のチャンネルの選局を行う。第１の復調部１１０５及び第２の復調部１１０６は、第１のチューナ部１１０３、第２のチューナ部１１０４からの信号の復調を行う。合成部１１０７は、第１の復調部１１０５、第２の復調部１１０６からの信号を合成したものを復調データとして出力する。受信電界検出部１１０８は、第１の復調部１１０５及び第２の復調部１１０６の信号から電界強度値を算出し出力する。フェージングピッチ検出部１１０９は、受信電界検出部１１０８からの電界強度値よりフェージング周波数を検出する。合成停止判定部１１１０は、フェージングピッチ検出部１１０９の値より合成を停止させるのに最適な閾値を算出し、受信電界検出部１１０８からの電界強度値が閾値を満たしていることを判断した後、合成部１１０７に停止を命令する。以上の構成及び動作にて受信電界強度、受信品質、フェージング周波数に応じて適応的にダイバーシチ受信とシングルブランチ受信を切替えることで、低消費電力化を実現している。
一方、携帯無線端末や地上ディジタル放送受信機などの複数の無線システムを搭載した無線端末は、ある無線システム（例えば、地上ディジタル放送）の受信部において、他の無線システム（例えば、携帯電話通信）の送信部が送信した信号によって受信信号が抑圧されないように、ＢＰＦ（Band Pass Filter）等の妨害波信号除去フィルタを設けている（例えば、非特許文献３参照）。なお、ある無線システムの受信部側からみれば、他の無線システムの送信部が送信した信号は妨害信号となる。
特開２０００−３５７９８３号公報 特開平８−２２３１０８号公報 三瓶政一著，「ディジタルワイヤレス伝送技術」，（株）ピアソン・エデュケーション，２００２年９月１日，ｐ．１４６−１５４ 斉藤洋一著，「ディジタル無線通信の変復調」，電子情報通信学会，１９９６年２月１０日，ｐ．１８９−１９３ Behzad Razavi著，「ＲＦマイクロエレクトロニクス」，丸善株式会社，２００２年３月２５日，ｐ．１２９−１３３
ところで、従来のダイバーシチ受信装置は、以下に示す問題がある。
・受信品質の劣化を確認してからダイバーシチ受信を起動するようにしているが、受信品質の劣化を確認してからの起動ではタイミング的に遅くなるので、データ誤り（受信誤りとも言う）が発生し易い。なお、受信品質の劣化前にダイバーシチ起動を行うと、それだけ動作時間が長くなり、消費電力が増加する。
・複数の無線システムを搭載する無線端末に適用する場合、ある無線システムの受信部からの受信信号が他の無線システムの送信部から送信された信号によって抑圧されないように、ＢＰＦ等の妨害波信号除去フィルタを設けるようにしているが、妨害波信号を抑圧するために必要な減衰量を確保するため、受信帯域内においても挿入損失が発生し、受信機のＮＦ（Noise Figure、雑音指数）を劣化させる。結果として受信感度が劣化する。一般的に、妨害波を抑圧するための減衰量を大きくすると受信帯域内の挿入損失が大きくなる傾向にあり、受信帯域外減衰量と受信帯域内挿入損失はトレードオフの関係にある。
図１２は、受信帯域外減衰量と受信帯域内挿入損失の関係を示す図である。同図において、横軸は周波数、縦軸は減衰量を示す。符号１２０１は受信帯域（通過域）、符号１２０２は妨害帯域（減衰域）、符号１２０３は第１の減衰特性、符号１２０４は第１の減衰特性にて妨害帯域で得られる第１の減衰量、符号１２０５は第１の減衰特性の受信帯域における第１の挿入損失、符号１２０６は第１の減衰特性の受信帯域における高いチャンネルの挿入損失、符号１２０７は減衰量０ｄＢのラインを意味している。例えば、地上テレビジョン放送などの広帯域無線システムの場合、帯域内で挿入損失を確保しつつ、帯域外の減衰量を確保するのは困難で、受信帯域１２０１における高いチャンネル側の第２の挿入損失１２０６が、低いチャンネル側の第１の挿入損失１２０５に比べ大きくなり、チャンネル間のＮＦに差が発生し、結果として感度に差が発生してしまい、高いチャンネル側で受信感度劣化が発生してしまう。
本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、受信誤りがなくダイバーシチ起動を行うことができるとともに、感度を向上させることができるダイバーシチ受信装置及びダイバーシチ受信方法を提供することを目的とする。
上記目的は下記構成及び方法により達成される。
本発明のダイバーシチ受信装置は、第１の無線システムと第２の無線システムを搭載した無線端末の前記第１の無線システムに用いられるダイバーシチ受信装置において、前記第１の無線システムの受信品質を検出する受信品質検出部と、前記第２の無線システムを送信状態とする送信制御信号を検出する送信制御信号検出部と、前記送信制御信号が検出された時点で前記第１の無線システムがダイバーシチ受信状態である場合にはダイバーシチ受信を継続し、前記送信制御信号が検出された時点で前記第１の無線システムがシングルブランチ受信状態である場合には受信品質に応じて合成ダイバーシチ受信を起動する制御部と、を備える。
本発明のダイバーシチ受信装置は、前記第２の無線システムの送信出力に応じた送信レベル信号を検出する送信レベル信号検出部を備え、前記制御部は、前記送信制御信号が検出された時点でシングルブランチ受信状態でかつ、前記送信レベル信号が所定値以下であればシングルブランチ受信を継続する。
本発明の無線端末は、第１の無線システムとして地上ディジタル放送受信機を、第２の無線システムとして携帯電話用受信機を搭載した無線端末において、本発明のダイバーシチ受信装置を備える。
本発明の無線端末は、第２の無線システムにおける受信フィルタの減衰量をダイバーシチ受信時のダイバーシチ利得分だけ減少した減衰量となるよう構成した。
本発明のダイバーシチ受信方法は、ダイバーシチ受信機能を有する第１の無線システムと変調信号を送信する第２の無線システムとが同一機器内に存在する場合のダイバーシチ受信方法において、前記第１の無線システムの復調結果を元に受信品質を検出し、前記第２の無線システムが送信状態となったときに前記第１の無線システムがダイバーシチ受信状態であればダイバーシチ受信を継続し、前記第２の無線システムが送信状態となったときに前記第１の無線システムがシングルブランチ受信状態であれば受信品質に応じてダイバーシチ受信を起動する。
本発明のダイバーシチ受信方法は、前記第２の無線システムの送信出力を検出し、前記第２の無線システムが送信状態となったときに前記第１の無線システムがシングルブランチ受信状態でかつ前記第２の無線システムの送信出力が所値以下の場合にシングルブランチ受信を継続する。
本発明のダイバーシチ受信装置は、第２の無線システムを送信状態とする送信制御信号を元に事前にダイバーシチ起動を行うので、受信誤りがなく、かつ受信感度を向上させることが可能となる。
また、変調信号を送信する無線システムの送信出力に応じた送信レベル信号を検出することで、送信制御信号が検出された時点でシングルブランチ受信状態かつ送信レベル信号が所定値以下であればシングルブランチ受信を継続するので、不要にダイバーシチ受信が起動することがなく、省電力化が図れる。
本発明の無線端末は、本発明のダイバーシチ受信装置を備えているので、上述した効果と同様の効果が得られる。
また、第２の無線システムが送信状態となってもダイバーシチ受信を起動することによってダイバーシチ利得が得られるので、受信感度の向上が図れる分、第２の無線システムの受信フィルタの減衰量を減少させることができる。
本発明のダイバーシチ受信方法は、変調信号を送信する第２の無線システムが送信状態となったときにダイバーシチ起動を行うので、受信誤りがなく、かつ受信感度を向上させることが可能となる。
また、変調信号を送信する第２の無線システムの送信出力を検出することで、送信状態となった時点でシングルブランチ受信状態であっても送信出力が所定値以下であればシングルブランチ受信を継続するので、不要にダイバーシチ受信が起動することがなく、省電力化が図れる。
本発明の実施の形態１に係る無線端末の概略構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係る無線端末の第１の受信部の概略構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係る無線端末の第１の受信部におけるＢＰＦの特性を示す図 本発明の実施の形態１に係る無線端末の第１の無線システムの受信部における妨害波Ｄ／Ｕ比とＢＥＲの関係を示す図 本発明の実施の形態１に係る無線端末における受信モードに対する電源制御内容を示す図 本発明の実施の形態１に係る無線端末の動作を説明するためのフロー図 本発明の実施の形態１に係る無線端末における送信タイミング信号と受信モード判定のタイミングを示す図 本発明の実施の形態１に係る無線端末における入力Ｃ／Ｎ比とＢＥＲの関係を示す図 本発明の実施の形態２に係る無線端末の概略構成を示すブロック図 本発明の実施の形態２に係る無線端末における送信レベル信号と受信モードの状態を示す図 従来のダイバーシチ受信装置の概略構成を示すブロック図 従来のダイバーシチ受信装置におけるフィルタ減衰量を説明するための図
符号の説明
１０１ 第１のアンテナ
１０２ 第２のアンテナ
１０３ 第３のアンテナ
１０４ 第１の無線システムの受信部
１０５ 第２の無線システムの送信部
１０６ 送信信号制御部
１０７ 第１の受信部
１０８ 第２の受信部
１０９ 第１の位相検波部
１１０ 第２の位相検波部
１１１ 合成部
１１２ 復調復号部
１１３ 受信状態検出部
１１４ 制御部
１１５ 第１の変調部
１１６ 第１の送信部
２０１ バンドパスフィルタ
２０２ ＲＦアンプ
２０３ ローカル発振器
２０４ ミキサ
２０５ ローパスフィルタ
２０６ ＩＦアンプ
２０７ Ａ／Ｄ変換器
以下、本発明を実施するための好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態１に係る無線端末の概略構成を示すブロック図である。同図において、本実施の形態の無線端末は、携帯電話と地上ディジタル受信機を搭載したものであり、地上ディジタル受信機の受信部である第１の無線システムの受信部（ダイバーシチ受信装置）１０４と、携帯電話の送信部である第２の無線システムの送信部１０５と、第２の無線システムの送信部１０５の送信制御を行う送信信号制御部１０６とを備えて構成される。
第１の無線システムの受信部１０４は、第１のアンテナ１０１、第２のアンテナ１０２、第１の受信部１０７、第２の受信部１０８、第１の位相検波部１０９、第２の位相検波部１１０、合成部１１１、復調復号部１１２、受信状態検出部（請求項における受信品質検出部に相当する）１１３及び制御部（請求項における送信制御信号検出部を含む）１１４を備えて構成される。第２の無線システムの送信部１０５は、第３のアンテナ１０３、第１の変調部１１５及び第１の送信部１１６を備えて構成される。なお、この図において、符号Ｓ１１７は送信タイミング信号、符号Ｓ１１９は第１の変調信号、符号Ｓ１２０は第２の変調信号を示している。
図２は、第１の無線システムの受信部１０４の第１の受信部１０７の概略構成を示すブロック図である。同図において、第１の受信部１０７は、バンドパスフィルタ（以下ＢＰＦと呼ぶ）２０１により受信帯域外信号を除去し、ＲＦアンプ２０２にて受信信号を増幅し、ローカル発振器２０３の正弦波信号とＲＦアンプ２０２の出力信号とをミキサ２０４にて乗算して周波数変換を行う。そして、ミキサ２０４の出力信号をローパスフィルタ（ＬＰＦ）２０５に入力してチャンネル選択を行い、ＩＦアンプ２０６にて増幅する。そして、増幅した信号をＡ／Ｄ変換器２０７にてディジタル信号に変換して出力する。ＢＰＦ２０１は、受信帯域外妨害波信号を除去するために挿入されている。なお、第２の受信部１０８も第１の受信部１０７と同様の構成となっている。
図３は、第１の受信部１０７のＢＰＦ２０１の減衰特性を示す図である。同図において、横軸は周波数、縦軸は減衰量を表している。符号３０１は受信帯域（通過域）、符号３０２は妨害帯域（減衰域）、符号３０３は通常のシングル受信にて必要とされるＢＰＦの減衰特性（第１の減衰特性）、符号３０４はダイバーシチ受信による利得を考慮した減衰特性（第２の減衰特性）、符号３０５は第１の減衰特性３０３にて妨害帯域３０２で得られる第１の減衰量を示している。符号３０６は第２の減衰特性３０４にて妨害帯域３０２で得られる第２の減衰量、符号３０７は第１の減衰量３０５と第２の減衰量３０６の減衰量差、符号３０８は減衰量０ｄＢのラインを示している。符号３０９は第１の減衰特性３０３の受信帯域３０１における第１の挿入損失、符号３１０は第２の妨害特性３０４の受信帯域３０１における第２の挿入損失、符号３１１は第１の妨害特性の受信帯域の高いチャンネルにおける第３の挿入損失を示している。図３に示す第１の減衰特性からＢＰＦ２０１において、の減衰特性は、妨害帯域３０２における受信感度の劣化無く受信するためには、第１の減衰量３０５だけ減衰させる必要がある。そこで、本構成では、第２の減衰特性３０４となるよう、ダイバーシチ利得分（減衰量差３０７）だけ妨害帯域３０２の減衰量を緩和することで、減衰量を第２の減衰量３０６となるように構成し、挿入損失を第２の挿入損失３１０と小さくしている。したがって、本構成では、ダイバーシチ受信を見込んで、シングル受信時に必要となるフィルタの減衰量を減少させるよう構成することで、ＢＰＦなどの挿入損失を抑えることができる。これにより、受信機の雑音指数などの劣化を抑え、受信感度を改善することができる。
図４は、合成ダイバーシチ受信及びシングルブランチ受信における希望波と妨害波の比（以下Ｄ／Ｕ比と略記）と、受信品質（ビットエラーレート：以下ＢＥＲと略記）とを示す図である。同図において、横軸はＤ／Ｕ比、縦軸はＢＥＲを表している。符号４０１はシングルブランチ受信時のＤ／Ｕ比とＢＥＲの特性を示し、符号４０２はダイバーシチ受信時のＤ／Ｕ比とＢＥＲの特性を示している。基準受信品質を符号４０３で示す値とした場合、シングルブランチ受信４０１で基準受信品質４０３を得るためには第２の許容妨害波比４０５のＤ／Ｕ比以上である必要がある。また、ダイバーシチ受信４０２で基準受信品質４０３を得るためには第１の許容妨害波比４０４のＤ／Ｕ比以上である必要がある。第２の許容妨害波比４０４から第１の許容妨害波比４０５を減算した値をここではダイバーシチ利得と言う。この合成ダイバーシチにおいては、ダイバーシチ利得分だけ妨害波耐性が改善する特性を示す。
次に、上記構成の無線端末の動作を説明する。第１の変調信号Ｓ１１９を受信可能な第１の無線システムの受信部１０４において、第１のアンテナ１０１、第２のアンテナ１０２はそれぞれ第１の受信部１０７、第２の受信部１０８に接続されており、受信した第１の変調信号Ｓ１１９はそれぞれ第１の受信部１０７、第２の受信部１０８に入力される。第１の受信部１０７に入力された変調信号Ｓ１１９は周波数変換されてベースバンドディジタル信号として出力され、第１の位相検波部１０９に入力される。また、第２の受信部１０８入力された変調信号Ｓ１１９は周波数変換されてベースバンドディジタル信号として出力され、第２の位相検波部１１０に入力される。
第１の位相検波部１０９及び第２位相検波部１１０に入力されたディジタルベースバンド信号は、互いの位相が揃うように一方の位相を他方の位相に合わせた信号が出力され、合成部１１１に同相合成が行われる。そして、合成部１１１からの合成出力信号が復調復号部１１２に入力されて、復調、復号された後、復調信号（データ）として受信状態検出部１１３に入力される。受信状態検出部１１３には、復調信号の入力と同時に第１の受信部１０７及び第２の受信部１０８の受信信号情報が入力され、受信品質や受信ＣＮＲが計算される。受信状態検出部１１３で計算された結果は制御部１１４に入力される。
一方、第２の変調信号Ｓ１２０を送信する第２の無線システムの送信部１０５では、第１の変調部１１５にて被変調データが変調されてアナログ信号が出力され、第１の送信部１１６に入力される。そして、第１の送信部１１６にて周波数変換されて第３のアンテナ１０３から第２の変調信号Ｓ１２０として出力される。送信信号制御部１０６は、第２の無線システムの送信部１０５への送信タイミング信号Ｓ１１７を、トリガとして制御部１１４に入力する。制御部１１４は、送信信号制御部１０６からの送信タイミング信号Ｓ１１７と受信状態検出部１１３の出力結果に基づいて、第１の受信部１０７と第１の位相検波部１０９及び第２の受信部１０８と第２の位相検波部１１０の電源を制御する。
本実施の形態の無線端末の受信動作としては、第２の無線システムの送信部１０５が第３のアンテナ１０３を経由して第２の変調信号Ｓ１２０の送信を行わない通常モード、第２の無線システムの送信部１０５が第３のアンテナ１０３を経由して第２の変調信号Ｓ１２０の送信を行う送信モードが存在し、本制御は送信信号制御部１０６からの送信タイミング信号Ｓ１１７を元に第２の無線システム送信部１０５が行う。また、第１の無線システムの受信部１０４には第１のシングルブランチ受信モード、第２のシングルブランチ受信モード、ダイバーシチ受信モードが存在する。図５はこれら３受信モードの電源状態を示す図である。
第１のシングルブランチ受信モードにおいて、制御部１１４は、第１の受信部１０７、第１の位相検波部１０９の電源がＯＮ状態で、第２の受信部１０８、第２の位相検波部１１０の電源がＯＦＦ状態となるよう電源制御を行う。第２のシングルブランチ受信モードにおいて、制御部１１４は、第２の受信部１０８、第２の位相検波部１１０の電源がＯＮ状態で、第１の受信部１０７、第１の位相検波部１０９の電源がＯＦＦ状態となるよう電源制御を行う。ダイバーシチ受信モードにおいて、制御部１１４は、第１の受信部１０７、第２の受信部１０８、第１の位相検波部１０９、第２の位相検波部１１０の電源がＯＮ状態となるよう電源制御を行う。
図６は、本実施の形態の無線端末の状態制御を示すフロー図である。同図において、制御部１１４は、第２の無線システムの送信部１０５が送信しているかどうかを、送信タイミング信号Ｓ１１７を送信信号制御部１０６から入手し、動作モードの判定を行い、送信モードか通常モードかの判定を行う(ステップＳ１０１)。通常モードの場合、制御部１１４は、現在の受信モードが、第１のシングルブランチ受信モード、第２のシングルブランチ受信モード、ダイバーシチ受信モードのどの受信モードかの判定を行い(ステップＳ１０２)、第１のシングルブランチ受信モードあるいは第２のシングル受信モードの場合は、受信状態検出部１１３によって得られた計算結果を元に閾値計算を行う(ステップＳ１０３)。そして、閾値判定を行い(ステップＳ１０４)、判定結果がシングルブランチ受信継続の判定であれば再度ステップＳ１０１に戻る。
一方、ステップＳ１０４においてダイバーシチ受信と判定した場合、制御部１１４は、ダイバーシチ受信モードの電源制御を行い（ステップＳ１０５）（電源制御の制御方法は図５参照）、ステップＳ１０１に戻る。現在の受信モードがダイバーシチ受信モードの場合は、受信状態検出部１１３によって得られた計算結果を元に閾値を計算し(ステップＳ１０６)、ダイバーシチ受信を継続するか、シングルブランチ受信モードに移行するかを判定する(ステップＳ１０７)。シングルブランチ受信モードに移行すると判定すると、ブランチ判定を行い(ステップＳ１０８)、制御部１１４で電源をＯＦＦ制御するブランチを選択する。ステップＳ１０８において第１のシングル受信モードと判定した場合、第１のシングルブランチ受信モードへ移行するよう制御部１１４は電源制御を行う(ステップＳ１０９)。一方、ステップＳ１０８において第２のシングル受信モードと判定した場合、第２のシングルブランチ受信モードへ移行するよう制御部１１４は電源制御を行う(ステップＳ１１０)。電源制御後はそれぞれステップＳ１０１へ戻る。
一方、ステップＳ１０１において送信モードと判定した場合、現在の受信モードがダイバーシチ受信モードかシングルブランチ受信モードかを判定する(ステップＳ１１１)。ダイバーシチ受信モードの場合はステップＳ１０１に戻る。シングルブランチ受信モードの場合は第１のシングル受信モードかどうかの判定を行い(ステップＳ１１２)、第１のシングル受信モードの場合は、第２の受信部１０８と第２の位相検波部１１０の電源をＯＮするよう制御部１１４の電源制御を行う(ステップＳ１１３)。第２のシングル受信モードの場合は、第１の受信部１０７と第１の位相検波部１０９の電源をＯＮするよう制御部１１４の電源制御を行い(ステップＳ１１４)、再びステップＳ１０１へ戻る。
図７は、動作モード判定を示す図である。同図において、符号７０１は送信信号制御部１０６から出力され制御部１１４に入力される送信タイミング信号（送信タイミング信号Ｓ１１７に相当する）、符号７０２は受信モード判定信号、符号７０３は送信開始時刻、符号７０４は送信終了時刻、符号７０５は送信期間、符号７０６は第２の無線システムの送信部１０５の送信ＯＮ状態、符号７０７は第２の無線システムの送信部１０５の送信ＯＦＦ状態、符号７０８は送信モードＯＮ状態、符号７０９は通常モードＯＮ状態を表している。この図に示す通り、送信タイミング信号７０１が送信ＯＮ状態になると同時に受信モード判定信号７０２が通常モード７０９から送信モード７０８に変化し、結果として第１の無線システムの受信部１０４がダイバーシチ受信モードになる。
図６における判定に関して、ステップＳ１０４、ステップＳ１０７に関して、例えば図８に示すような制御を行う。図８を用いて説明を行う。同図において、符号８０１はシングルブランチ受信時のＣ／Ｎ比とＢＥＲ特性カーブ、符号８０２はダイバーシチ受信時のＣ／Ｎ比とＢＥＲ特性カーブ、符号８０３は復調信号がある一定の受信品質となる基準受信品質、符号８０４はシングルブランチ受信時に基準受信品質を得るための必要となる第１のＣ／Ｎ比、符号８０５はダイバーシチ受信時に基準受信品質を得るための必要となる第２のＣ／Ｎ比を示している。
例えば、第１のＣ／Ｎ比８０４以上のＣ／Ｎが受信装置に入力された場合、ＢＥＲは基準受信品質８０３以下となるが、一方で第１のＣ／Ｎ比８０４以下の入力Ｃ／Ｎ比であるとすると、シングルブランチ受信８０１では、ＢＥＲは基準受信品質以上となり、データに信頼性が無くなる。一方、ダイバーシチ受信の場合、第２のＣ／Ｎ比８０５以上の入力Ｃ／Ｎ比であれば、ＢＥＲは基準受信品質以下となり、本装置の入力Ｃ／Ｎ比が第２のＣ／Ｎ比８０５から第１のＣ／Ｎ比８０４まではダイバーシチ受信８０２、第１のＣ／Ｎ比以上の入力Ｃ／Ｎ比であればシングルブランチ受信８０１となるように制御を行えば、効率よくダイバーシチ受信を行うことができ、消費電流を削減することが可能である。
このような動作を行うダイバーシチ受信装置は、シングルブランチ受信、ダイバーシチ受信において（第１の挿入損失）−（第２の挿入損失）分の感度改善が見られる。また、ＵＨＦ帯のような広帯域信号受信装置において、高い受信チャンネルの場合のフィルタ改善量についてもＢＰＦ２０１の妨害帯域３０２の減衰量を小さくすることで挿入損失が小さくなり、感度が改善する。更に、事前に送信信号制御部１０６から送信タイミング信号Ｓ１１７を得ることで、不要な誤りを抑えつつ、ダイバーシチ受信モードへ受信モードを移行することが可能である。
このように本実施の形態の無線端末によれば、第１の無線システムの受信部１０４であるダイバーシチ受信装置において、復調結果を元に受信品質を検出し、第２の無線システムの送信部１０５が送信状態となったときにダイバーシチ受信状態であれば、受信品質の如何に拘わらずそのままダイバーシチ受信を継続し、第２の無線システムの送信部１０５が送信状態となったときにシングルブランチ受信であれば受信品質に応じてダイバーシチ受信を起動するので、受信誤りがなくかつシングルブランチ受信時及びダイバーシチ受信時ともに受信感度向上が図れる。
また、第２の無線システムの送信部１０５が送信状態となってもダイバーシチ受信を起動することによってダイバーシチ利得が得られるので、受信感度の向上が図れる分、第２の無線システムの送信部１０５から送信される信号に対する妨害波除去フィルタの減衰量を減少させることができ、受信感度の向上が図れる。
なお、本実施の形態では、受信機能を有した第１の無線システムの受信部１０４と、送信機能を有した第２の無線システムの送信部１０５は、それぞれ異なる第１の変調信号Ｓ１１９、第２の変調信号Ｓ１２０をモデルとして説明を行ったが、第１の変調信号と第２の変調信号は同じものであっても良い。
また、本実施の形態では、第２の無線システムの送信部１０５のアンテナ１０３及び第１の送信部１１６、第１の変調部１１５の数を１個として説明を行ったが、これに限定するものではない。
また、合成部１１１における合成時において、位相合成後のＳ／Ｎ比が最大となるように一方の信号に重みをつけて、最大比合成を行っても良い。
また、図３においては図２におけるＢＰＦ２０１の減衰特性を例にとって減衰量差３０７をダイバーシチ利得に設定したが、図２におけるＢＰＦ２０１からＩＦアンプ２０６までの減衰特性として考えても良い。その場合においても、妨害帯域３０２における減衰量の殆どが図２におけるＢＰＦ２０１による減衰であり、本構成を利用することで挿入損失が減少し、受信感度が改善する。
また、図６における閾値計算ステップＳ１０３及び閾値計算ステップＳ１０６は、第１の無線システムの受信部１０４における復調復号部１１２から得られる情報を元に計算を行うが、本実施の形態ではＢＥＲにて説明を行ったが、フェージング周波数、受信Ｃ／Ｎ比を用いるか、またそれらを組み合わせて用いても良い。
また、送信タイミング信号Ｓ１１７を送信する送信信号制御部１０６は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）などのデバイスに含まれることが多い。
次に、本発明の実施の形態２について説明する。図９は、本発明の実施の形態２に係る無線端末の概略構成を示すブロック図である。なお、この図において前述した図１（実施の形態１）と同様の機能を有するブロックについては同様の符号を与えている。
図９において、送信信号制御部１０６は、送信タイミング信号Ｓ１１７に加え、現在送信している電力に応じて出力する送信レベル信号Ｓ１１８を制御部（請求項における送信レベル信号検出部を含む）１１４に入力する。図１０は、送信レベル信号Ｓ１１８の出力信号と受信モードの変化を示す図である。同図において、横軸は送信レベル信号、縦軸は受信モードを表しており、受信モードは送信モード１００１と通常モード１００２の２状態が存在する。符号１００３は通常モード１００２から送信モード１００１に変化する起動開始レベルで、起動開始レベル１００３以上の送信レベル信号が入力された場合は送信モード１００１になる。また、符号１００４は送信レベル信号Ｓ１１８が想定している最大レベルの場合の値である。以上のような構成、動作を行い、起動開始レベル１００３を（想定最大レベル１００４）−（ダイバーシチ利得１００５）と設定することで、第２の無線システムの送信部１０５が送信している場合においても、不要にダイバーシチ起動になることが無くなり、省電力化が図れる。
すなわち、第２の無線システムの送信部１０５の送信出力を検出し、該送信部１０５が送信状態となったときにシングルブランチ受信状態であっても第２の無線システムの送信部１０５の出力が所定値以下であればダイバーシチ受信を起動せずそのままシングルブランチ受信を継続するので、不要なダイバーシチ起動を抑えることができることから省電力化が図れる。
本発明は、受信誤りがなくダイバーシチ起動を行うことができるとともに、感度を向上させることができるといった効果を有し、携帯電話と地上ディジタル受信機などの複数の無線システムが搭載された無線端末などへの適用が可能である。
本発明は、携帯無線端末や地上ディジタル放送受信機などの複数の無線システムを搭載した無線端末に用いて好適なダイバーシチ受信装置及びダイバーシチ受信方法に関する。
近年、１つの携帯無線端末に通信や地上ディジタル放送など複数種類の無線システムを搭載した所謂無線端末が普及してきている。
また、携帯無線端末は市街地等の歩行だけでなく、電車や自動車による移動時においても使用されるため、マルチパスフェージングの影響を受けやすく安定した受信が難しいことから、マルチパスフェージング補償技術が採用されている。この問題を解決する手段として従来より、マルチパスフェージング補償技術として、ダイバーシチ受信がある（例えば、非特許文献１及び非特許文献２参照）。
ダイバーシチ受信方式には、大きく分けて選択ダイバーシチ方式と合成ダイバーシチ方式がある。選択ダイバーシチ方式は、ダイバーシチ効果が低く、十分な通信品質が得られず、また受信系統が１系統しかないために信頼性も低い。これに対して、合成ダイバーシチ方式は、受信系統が２系統あるためダイバーシチ効果が高く、十分な通信品質が得られ信頼性が高い。しかしながら、受信系統が２系統あることから、選択ダイバーシチ方式と比べて回路規模及び消費電力が２倍となり、その分コストが嵩むという課題がある。従来、合成ダイバーシチ方式で消費電力の低減を図ったものとして、合成ダイバーシチ受信を受信品質（例えば、ＢＥＲ（Bit Error Rate）やＰＥＲ（Packet Error Rate））に応じて適応的に起動させ、シングルブランチ受信モードとダイバーシチ受信モードを適応的に切替る適応制御型がある（例えば、特許文献１又は特許文献２参照）。適応制御型のダイバーシチ受信装置は、受信品質が劣化した場合にダイバーシチ起動を行うので、消費電力の低減が図れ、省電力化を必要とする携帯無線端末に好適である。
図１１は、複数のアンテナを選択して受信性能を向上させる従来のダイバーシチ受信装置の概略構成を示すブロック構成図である。同図に示すダイバーシチ受信装置は、第１のアンテナ１１０１と、第２のアンテナ１１０２と、第１のチューナ部１１０３と、第２のチューナ部１１０４と、第１の復調部１１０５と、第２の復調部１１０６と、合成部１１０７と、受信電界検出部１１０８と、フェージングピッチ検出部１１０９と、合成停止判定部１１１０とから構成される。
第１のアンテナ１１０１及び第２のアンテナ１１０２は、ダイバーシチアンテナとして動作する。第１のチューナ部１１０３及び第２のチューナ部１１０４は、第１のアンテナ１１０１、第２のアンテナ１１０２からの受信信号から所望のチャンネルの選局を行う。第１の復調部１１０５及び第２の復調部１１０６は、第１のチューナ部１１０３、第２のチューナ部１１０４からの信号の復調を行う。合成部１１０７は、第１の復調部１１０５、第２の復調部１１０６からの信号を合成したものを復調データとして出力する。受信電界検出部１１０８は、第１の復調部１１０５及び第２の復調部１１０６の信号から電界強度値を算出し出力する。フェージングピッチ検出部１１０９は、受信電界検出部１１０８からの電界強度値よりフェージング周波数を検出する。合成停止判定部１１１０は、フェージングピッチ検出部１１０９の値より合成を停止させるのに最適な閾値を算出し、受信電界検出部１１０８からの電界強度値が閾値を満たしていることを判断した後、合成部１１０７に停止を命令する。以上の構成及び動作にて受信電界強度、受信品質、フェージング周波数に応じて適応的にダイバーシチ受信とシングルブランチ受信を切替えることで、低消費電力化を実現している。
一方、携帯無線端末や地上ディジタル放送受信機などの複数の無線システムを搭載した無線端末は、ある無線システム（例えば、地上ディジタル放送）の受信部において、他の無線システム（例えば、携帯電話通信）の送信部が送信した信号によって受信信号が抑圧されないように、ＢＰＦ（Band Pass Filter）等の妨害波信号除去フィルタを設けている（例えば、非特許文献３参照）。なお、ある無線システムの受信部側からみれば、他の無線システムの送信部が送信した信号は妨害信号となる。
特開２０００−３５７９８３号公報 特開平８−２２３１０８号公報 三瓶政一著，「ディジタルワイヤレス伝送技術」，（株）ピアソン・エデュケーション，２００２年９月１日，ｐ．１４６−１５４ 斉藤洋一著，「ディジタル無線通信の変復調」，電子情報通信学会，１９９６年２月１０日，ｐ．１８９−１９３ Behzad Razavi著，「ＲＦマイクロエレクトロニクス」，丸善株式会社，２００２年３月２５日，ｐ．１２９−１３３
ところで、従来のダイバーシチ受信装置は、以下に示す問題がある。
・受信品質の劣化を確認してからダイバーシチ受信を起動するようにしているが、受信品質の劣化を確認してからの起動ではタイミング的に遅くなるので、データ誤り（受信誤りとも言う）が発生し易い。なお、受信品質の劣化前にダイバーシチ起動を行うと、それだけ動作時間が長くなり、消費電力が増加する。
・複数の無線システムを搭載する無線端末に適用する場合、ある無線システムの受信部からの受信信号が他の無線システムの送信部から送信された信号によって抑圧されないように、ＢＰＦ等の妨害波信号除去フィルタを設けるようにしているが、妨害波信号を抑圧するために必要な減衰量を確保するため、受信帯域内においても挿入損失が発生し、受信機のＮＦ（Noise Figure、雑音指数）を劣化させる。結果として受信感度が劣化する。一般的に、妨害波を抑圧するための減衰量を大きくすると受信帯域内の挿入損失が大きくなる傾向にあり、受信帯域外減衰量と受信帯域内挿入損失はトレードオフの関係にある。
図１２は、受信帯域外減衰量と受信帯域内挿入損失の関係を示す図である。同図において、横軸は周波数、縦軸は減衰量を示す。符号１２０１は受信帯域（通過域）、符号１２０２は妨害帯域（減衰域）、符号１２０３は第１の減衰特性、符号１２０４は第１の減衰特性にて妨害帯域で得られる第１の減衰量、符号１２０５は第１の減衰特性の受信帯域における第１の挿入損失、符号１２０６は第１の減衰特性の受信帯域における高いチャンネルの挿入損失、符号１２０７は減衰量０ｄＢのラインを意味している。例えば、地上テレビジョン放送などの広帯域無線システムの場合、帯域内で挿入損失を確保しつつ、帯域外の減衰量を確保するのは困難で、受信帯域１２０１における高いチャンネル側の第２の挿入損失１２０６が、低いチャンネル側の第１の挿入損失１２０５に比べ大きくなり、チャンネル間のＮＦに差が発生し、結果として感度に差が発生してしまい、高いチャンネル側で受信感度劣化が発生してしまう。
本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、受信誤りがなくダイバーシチ起動を行うことができるとともに、感度を向上させることができるダイバーシチ受信装置及びダイバーシチ受信方法を提供することを目的とする。
上記目的は下記構成及び方法により達成される。
本発明のダイバーシチ受信装置は、第１の無線システムと第２の無線システムを搭載した無線端末の前記第１の無線システムに用いられるダイバーシチ受信装置において、前記第１の無線システムの受信品質を検出する受信品質検出部と、前記第２の無線システムを送信状態とする送信制御信号を検出する送信制御信号検出部と、前記送信制御信号が検出された時点で前記第１の無線システムがダイバーシチ受信状態である場合にはダイバーシチ受信を継続し、前記送信制御信号が検出された時点で前記第１の無線システムがシングルブランチ受信状態である場合には受信品質に応じて合成ダイバーシチ受信を起動する制御部と、を備える。
本発明のダイバーシチ受信装置は、前記第２の無線システムの送信出力に応じた送信レベル信号を検出する送信レベル信号検出部を備え、前記制御部は、前記送信制御信号が検出された時点でシングルブランチ受信状態でかつ、前記送信レベル信号が所定値以下であればシングルブランチ受信を継続する。
本発明の無線端末は、第１の無線システムとして地上ディジタル放送受信機を、第２の無線システムとして携帯電話用受信機を搭載した無線端末において、本発明のダイバーシチ受信装置を備える。
本発明の無線端末は、第２の無線システムにおける受信フィルタの減衰量をダイバーシチ受信時のダイバーシチ利得分だけ減少した減衰量となるよう構成した。
本発明のダイバーシチ受信方法は、ダイバーシチ受信機能を有する第１の無線システムと変調信号を送信する第２の無線システムとが同一機器内に存在する場合のダイバーシチ受信方法において、前記第１の無線システムの復調結果を元に受信品質を検出し、前記第２の無線システムが送信状態となったときに前記第１の無線システムがダイバーシチ受信状態であればダイバーシチ受信を継続し、前記第２の無線システムが送信状態となったときに前記第１の無線システムがシングルブランチ受信状態であれば受信品質に応じてダイバーシチ受信を起動する。
本発明のダイバーシチ受信方法は、前記第２の無線システムの送信出力を検出し、前記第２の無線システムが送信状態となったときに前記第１の無線システムがシングルブランチ受信状態でかつ前記第２の無線システムの送信出力が所値以下の場合にシングルブランチ受信を継続する。
本発明のダイバーシチ受信装置は、第２の無線システムを送信状態とする送信制御信号を元に事前にダイバーシチ起動を行うので、受信誤りがなく、かつ受信感度を向上させることが可能となる。
また、変調信号を送信する無線システムの送信出力に応じた送信レベル信号を検出することで、送信制御信号が検出された時点でシングルブランチ受信状態かつ送信レベル信号が所定値以下であればシングルブランチ受信を継続するので、不要にダイバーシチ受信が起動することがなく、省電力化が図れる。
本発明の無線端末は、本発明のダイバーシチ受信装置を備えているので、上述した効果と同様の効果が得られる。
また、第２の無線システムが送信状態となってもダイバーシチ受信を起動することによってダイバーシチ利得が得られるので、受信感度の向上が図れる分、第２の無線システムの受信フィルタの減衰量を減少させることができる。
本発明のダイバーシチ受信方法は、変調信号を送信する第２の無線システムが送信状態となったときにダイバーシチ起動を行うので、受信誤りがなく、かつ受信感度を向上させることが可能となる。
また、変調信号を送信する第２の無線システムの送信出力を検出することで、送信状態となった時点でシングルブランチ受信状態であっても送信出力が所定値以下であればシングルブランチ受信を継続するので、不要にダイバーシチ受信が起動することがなく、省電力化が図れる。
以下、本発明を実施するための好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態１に係る無線端末の概略構成を示すブロック図である。同図において、本実施の形態の無線端末は、携帯電話と地上ディジタル受信機を搭載したものであり、地上ディジタル受信機の受信部である第１の無線システムの受信部（ダイバーシチ受信装置）１０４と、携帯電話の送信部である第２の無線システムの送信部１０５と、第２の無線システムの送信部１０５の送信制御を行う送信信号制御部１０６とを備えて構成される。
第１の無線システムの受信部１０４は、第１のアンテナ１０１、第２のアンテナ１０２、第１の受信部１０７、第２の受信部１０８、第１の位相検波部１０９、第２の位相検波部１１０、合成部１１１、復調復号部１１２、受信状態検出部（請求項における受信品質検出部に相当する）１１３及び制御部（請求項における送信制御信号検出部を含む）１１４を備えて構成される。第２の無線システムの送信部１０５は、第３のアンテナ１０３、第１の変調部１１５及び第１の送信部１１６を備えて構成される。なお、この図において、符号Ｓ１１７は送信タイミング信号、符号Ｓ１１９は第１の変調信号、符号Ｓ１２０は第２の変調信号を示している。
図２は、第１の無線システムの受信部１０４の第１の受信部１０７の概略構成を示すブロック図である。同図において、第１の受信部１０７は、バンドパスフィルタ（以下ＢＰＦと呼ぶ）２０１により受信帯域外信号を除去し、ＲＦアンプ２０２にて受信信号を増幅し、ローカル発振器２０３の正弦波信号とＲＦアンプ２０２の出力信号とをミキサ２０４にて乗算して周波数変換を行う。そして、ミキサ２０４の出力信号をローパスフィルタ（ＬＰＦ）２０５に入力してチャンネル選択を行い、ＩＦアンプ２０６にて増幅する。そして、増幅した信号をＡ／Ｄ変換器２０７にてディジタル信号に変換して出力する。ＢＰＦ２０１は、受信帯域外妨害波信号を除去するために挿入されている。なお、第２の受信部１０８も第１の受信部１０７と同様の構成となっている。
図３は、第１の受信部１０７のＢＰＦ２０１の減衰特性を示す図である。同図において、横軸は周波数、縦軸は減衰量を表している。符号３０１は受信帯域（通過域）、符号３０２は妨害帯域（減衰域）、符号３０３は通常のシングル受信にて必要とされるＢＰＦの減衰特性（第１の減衰特性）、符号３０４はダイバーシチ受信による利得を考慮した減衰特性（第２の減衰特性）、符号３０５は第１の減衰特性３０３にて妨害帯域３０２で得られる第１の減衰量を示している。符号３０６は第２の減衰特性３０４にて妨害帯域３０２で得られる第２の減衰量、符号３０７は第１の減衰量３０５と第２の減衰量３０６の減衰量差、符号３０８は減衰量０ｄＢのラインを示している。符号３０９は第１の減衰特性３０３の受信帯域３０１における第１の挿入損失、符号３１０は第２の妨害特性３０４の受信帯域３０１における第２の挿入損失、符号３１１は第１の妨害特性の受信帯域の高いチャンネルにおける第３の挿入損失を示している。図３に示す第１の減衰特性からＢＰＦ２０１において、の減衰特性は、妨害帯域３０２における受信感度の劣化無く受信するためには、第１の減衰量３０５だけ減衰させる必要がある。そこで、本構成では、第２の減衰特性３０４となるよう、ダイバーシチ利得分（減衰量差３０７）だけ妨害帯域３０２の減衰量を緩和することで、減衰量を第２の減衰量３０６となるように構成し、挿入損失を第２の挿入損失３１０と小さくしている。したがって、本構成では、ダイバーシチ受信を見込んで、シングル受信時に必要となるフィルタの減衰量を減少させるよう構成することで、ＢＰＦなどの挿入損失を抑えることができる。これにより、受信機の雑音指数などの劣化を抑え、受信感度を改善することができる。
図４は、合成ダイバーシチ受信及びシングルブランチ受信における希望波と妨害波の比（以下Ｄ／Ｕ比と略記）と、受信品質（ビットエラーレート：以下ＢＥＲと略記）とを示す図である。同図において、横軸はＤ／Ｕ比、縦軸はＢＥＲを表している。符号４０１はシングルブランチ受信時のＤ／Ｕ比とＢＥＲの特性を示し、符号４０２はダイバーシチ受信時のＤ／Ｕ比とＢＥＲの特性を示している。基準受信品質を符号４０３で示す値とした場合、シングルブランチ受信４０１で基準受信品質４０３を得るためには第２の許容妨害波比４０５のＤ／Ｕ比以上である必要がある。また、ダイバーシチ受信４０２で基準受信品質４０３を得るためには第１の許容妨害波比４０４のＤ／Ｕ比以上である必要がある。第２の許容妨害波比４０４から第１の許容妨害波比４０５を減算した値をここではダイバーシチ利得と言う。この合成ダイバーシチにおいては、ダイバーシチ利得分だけ妨害波耐性が改善する特性を示す。
次に、上記構成の無線端末の動作を説明する。第１の変調信号Ｓ１１９を受信可能な第１の無線システムの受信部１０４において、第１のアンテナ１０１、第２のアンテナ１０２はそれぞれ第１の受信部１０７、第２の受信部１０８に接続されており、受信した第１の変調信号Ｓ１１９はそれぞれ第１の受信部１０７、第２の受信部１０８に入力される。第１の受信部１０７に入力された変調信号Ｓ１１９は周波数変換されてベースバンドディジタル信号として出力され、第１の位相検波部１０９に入力される。また、第２の受信部１０８入力された変調信号Ｓ１１９は周波数変換されてベースバンドディジタル信号として出力され、第２の位相検波部１１０に入力される。
第１の位相検波部１０９及び第２位相検波部１１０に入力されたディジタルベースバンド信号は、互いの位相が揃うように一方の位相を他方の位相に合わせた信号が出力され、合成部１１１に同相合成が行われる。そして、合成部１１１からの合成出力信号が復調復号部１１２に入力されて、復調、復号された後、復調信号（データ）として受信状態検出部１１３に入力される。受信状態検出部１１３には、復調信号の入力と同時に第１の受信部１０７及び第２の受信部１０８の受信信号情報が入力され、受信品質や受信ＣＮＲが計算される。受信状態検出部１１３で計算された結果は制御部１１４に入力される。
一方、第２の変調信号Ｓ１２０を送信する第２の無線システムの送信部１０５では、第１の変調部１１５にて被変調データが変調されてアナログ信号が出力され、第１の送信部１１６に入力される。そして、第１の送信部１１６にて周波数変換されて第３のアンテナ１０３から第２の変調信号Ｓ１２０として出力される。送信信号制御部１０６は、第２の無線システムの送信部１０５への送信タイミング信号Ｓ１１７を、トリガとして制御部１１４に入力する。制御部１１４は、送信信号制御部１０６からの送信タイミング信号Ｓ１１７と受信状態検出部１１３の出力結果に基づいて、第１の受信部１０７と第１の位相検波部１０９及び第２の受信部１０８と第２の位相検波部１１０の電源を制御する。
本実施の形態の無線端末の受信動作としては、第２の無線システムの送信部１０５が第３のアンテナ１０３を経由して第２の変調信号Ｓ１２０の送信を行わない通常モード、第２の無線システムの送信部１０５が第３のアンテナ１０３を経由して第２の変調信号Ｓ１２０の送信を行う送信モードが存在し、本制御は送信信号制御部１０６からの送信タイミング信号Ｓ１１７を元に第２の無線システム送信部１０５が行う。また、第１の無線システムの受信部１０４には第１のシングルブランチ受信モード、第２のシングルブランチ受信モード、ダイバーシチ受信モードが存在する。図５はこれら３受信モードの電源状態を示す図である。
第１のシングルブランチ受信モードにおいて、制御部１１４は、第１の受信部１０７、第１の位相検波部１０９の電源がＯＮ状態で、第２の受信部１０８、第２の位相検波部１１０の電源がＯＦＦ状態となるよう電源制御を行う。第２のシングルブランチ受信モードにおいて、制御部１１４は、第２の受信部１０８、第２の位相検波部１１０の電源がＯＮ状態で、第１の受信部１０７、第１の位相検波部１０９の電源がＯＦＦ状態となるよう電源制御を行う。ダイバーシチ受信モードにおいて、制御部１１４は、第１の受信部１０７、第２の受信部１０８、第１の位相検波部１０９、第２の位相検波部１１０の電源がＯＮ状態となるよう電源制御を行う。
図６は、本実施の形態の無線端末の状態制御を示すフロー図である。同図において、制御部１１４は、第２の無線システムの送信部１０５が送信しているかどうかを、送信タイミング信号Ｓ１１７を送信信号制御部１０６から入手し、動作モードの判定を行い、送信モードか通常モードかの判定を行う(ステップＳ１０１)。通常モードの場合、制御部１１４は、現在の受信モードが、第１のシングルブランチ受信モード、第２のシングルブランチ受信モード、ダイバーシチ受信モードのどの受信モードかの判定を行い(ステップＳ１０２)、第１のシングルブランチ受信モードあるいは第２のシングル受信モードの場合は、受信状態検出部１１３によって得られた計算結果を元に閾値計算を行う(ステップＳ１０３)。そして、閾値判定を行い(ステップＳ１０４)、判定結果がシングルブランチ受信継続の判定であれば再度ステップＳ１０１に戻る。
一方、ステップＳ１０４においてダイバーシチ受信と判定した場合、制御部１１４は、ダイバーシチ受信モードの電源制御を行い（ステップＳ１０５）（電源制御の制御方法は図５参照）、ステップＳ１０１に戻る。現在の受信モードがダイバーシチ受信モードの場合は、受信状態検出部１１３によって得られた計算結果を元に閾値を計算し(ステップＳ１０６)、ダイバーシチ受信を継続するか、シングルブランチ受信モードに移行するかを判定する(ステップＳ１０７)。シングルブランチ受信モードに移行すると判定すると、ブランチ判定を行い(ステップＳ１０８)、制御部１１４で電源をＯＦＦ制御するブランチを選択する。ステップＳ１０８において第１のシングル受信モードと判定した場合、第１のシングルブランチ受信モードへ移行するよう制御部１１４は電源制御を行う(ステップＳ１０９)。一方、ステップＳ１０８において第２のシングル受信モードと判定した場合、第２のシングルブランチ受信モードへ移行するよう制御部１１４は電源制御を行う(ステップＳ１１０)。電源制御後はそれぞれステップＳ１０１へ戻る。
一方、ステップＳ１０１において送信モードと判定した場合、現在の受信モードがダイバーシチ受信モードかシングルブランチ受信モードかを判定する(ステップＳ１１１)。ダイバーシチ受信モードの場合はステップＳ１０１に戻る。シングルブランチ受信モードの場合は第１のシングル受信モードかどうかの判定を行い(ステップＳ１１２)、第１のシングル受信モードの場合は、第２の受信部１０８と第２の位相検波部１１０の電源をＯＮするよう制御部１１４の電源制御を行う(ステップＳ１１３)。第２のシングル受信モードの場合は、第１の受信部１０７と第１の位相検波部１０９の電源をＯＮするよう制御部１１４の電源制御を行い(ステップＳ１１４)、再びステップＳ１０１へ戻る。
図７は、動作モード判定を示す図である。同図において、符号７０１は送信信号制御部１０６から出力され制御部１１４に入力される送信タイミング信号（送信タイミング信号Ｓ１１７に相当する）、符号７０２は受信モード判定信号、符号７０３は送信開始時刻、符号７０４は送信終了時刻、符号７０５は送信期間、符号７０６は第２の無線システムの送信部１０５の送信ＯＮ状態、符号７０７は第２の無線システムの送信部１０５の送信ＯＦＦ状態、符号７０８は送信モードＯＮ状態、符号７０９は通常モードＯＮ状態を表している。この図に示す通り、送信タイミング信号７０１が送信ＯＮ状態になると同時に受信モード判定信号７０２が通常モード７０９から送信モード７０８に変化し、結果として第１の無線システムの受信部１０４がダイバーシチ受信モードになる。
図６における判定に関して、ステップＳ１０４、ステップＳ１０７に関して、例えば図８に示すような制御を行う。図８を用いて説明を行う。同図において、符号８０１はシングルブランチ受信時のＣ／Ｎ比とＢＥＲ特性カーブ、符号８０２はダイバーシチ受信時のＣ／Ｎ比とＢＥＲ特性カーブ、符号８０３は復調信号がある一定の受信品質となる基準受信品質、符号８０４はシングルブランチ受信時に基準受信品質を得るための必要となる第１のＣ／Ｎ比、符号８０５はダイバーシチ受信時に基準受信品質を得るための必要となる第２のＣ／Ｎ比を示している。
例えば、第１のＣ／Ｎ比８０４以上のＣ／Ｎが受信装置に入力された場合、ＢＥＲは基準受信品質８０３以下となるが、一方で第１のＣ／Ｎ比８０４以下の入力Ｃ／Ｎ比であるとすると、シングルブランチ受信８０１では、ＢＥＲは基準受信品質以上となり、データに信頼性が無くなる。一方、ダイバーシチ受信の場合、第２のＣ／Ｎ比８０５以上の入力Ｃ／Ｎ比であれば、ＢＥＲは基準受信品質以下となり、本装置の入力Ｃ／Ｎ比が第２のＣ／Ｎ比８０５から第１のＣ／Ｎ比８０４まではダイバーシチ受信８０２、第１のＣ／Ｎ比以上の入力Ｃ／Ｎ比であればシングルブランチ受信８０１となるように制御を行えば、効率よくダイバーシチ受信を行うことができ、消費電流を削減することが可能である。
このような動作を行うダイバーシチ受信装置は、シングルブランチ受信、ダイバーシチ受信において（第１の挿入損失）−（第２の挿入損失）分の感度改善が見られる。また、ＵＨＦ帯のような広帯域信号受信装置において、高い受信チャンネルの場合のフィルタ改善量についてもＢＰＦ２０１の妨害帯域３０２の減衰量を小さくすることで挿入損失が小さくなり、感度が改善する。更に、事前に送信信号制御部１０６から送信タイミング信号Ｓ１１７を得ることで、不要な誤りを抑えつつ、ダイバーシチ受信モードへ受信モードを移行することが可能である。
このように本実施の形態の無線端末によれば、第１の無線システムの受信部１０４であるダイバーシチ受信装置において、復調結果を元に受信品質を検出し、第２の無線システムの送信部１０５が送信状態となったときにダイバーシチ受信状態であれば、受信品質の如何に拘わらずそのままダイバーシチ受信を継続し、第２の無線システムの送信部１０５が送信状態となったときにシングルブランチ受信であれば受信品質に応じてダイバーシチ受信を起動するので、受信誤りがなくかつシングルブランチ受信時及びダイバーシチ受信時ともに受信感度向上が図れる。
また、第２の無線システムの送信部１０５が送信状態となってもダイバーシチ受信を起動することによってダイバーシチ利得が得られるので、受信感度の向上が図れる分、第２の無線システムの送信部１０５から送信される信号に対する妨害波除去フィルタの減衰量を減少させることができ、受信感度の向上が図れる。
なお、本実施の形態では、受信機能を有した第１の無線システムの受信部１０４と、送信機能を有した第２の無線システムの送信部１０５は、それぞれ異なる第１の変調信号Ｓ１１９、第２の変調信号Ｓ１２０をモデルとして説明を行ったが、第１の変調信号と第２の変調信号は同じものであっても良い。
また、本実施の形態では、第２の無線システムの送信部１０５のアンテナ１０３及び第１の送信部１１６、第１の変調部１１５の数を１個として説明を行ったが、これに限定するものではない。
また、合成部１１１における合成時において、位相合成後のＳ／Ｎ比が最大となるように一方の信号に重みをつけて、最大比合成を行っても良い。
また、図３においては図２におけるＢＰＦ２０１の減衰特性を例にとって減衰量差３０７をダイバーシチ利得に設定したが、図２におけるＢＰＦ２０１からＩＦアンプ２０６までの減衰特性として考えても良い。その場合においても、妨害帯域３０２における減衰量の殆どが図２におけるＢＰＦ２０１による減衰であり、本構成を利用することで挿入損失が減少し、受信感度が改善する。
また、図６における閾値計算ステップＳ１０３及び閾値計算ステップＳ１０６は、第１の無線システムの受信部１０４における復調復号部１１２から得られる情報を元に計算を行うが、本実施の形態ではＢＥＲにて説明を行ったが、フェージング周波数、受信Ｃ／Ｎ比を用いるか、またそれらを組み合わせて用いても良い。
また、送信タイミング信号Ｓ１１７を送信する送信信号制御部１０６は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）などのデバイスに含まれることが多い。
次に、本発明の実施の形態２について説明する。図９は、本発明の実施の形態２に係る無線端末の概略構成を示すブロック図である。なお、この図において前述した図１（実施の形態１）と同様の機能を有するブロックについては同様の符号を与えている。
図９において、送信信号制御部１０６は、送信タイミング信号Ｓ１１７に加え、現在送信している電力に応じて出力する送信レベル信号Ｓ１１８を制御部（請求項における送信レベル信号検出部を含む）１１４に入力する。図１０は、送信レベル信号Ｓ１１８の出力信号と受信モードの変化を示す図である。同図において、横軸は送信レベル信号、縦軸は受信モードを表しており、受信モードは送信モード１００１と通常モード１００２の２状態が存在する。符号１００３は通常モード１００２から送信モード１００１に変化する起動開始レベルで、起動開始レベル１００３以上の送信レベル信号が入力された場合は送信モード１００１になる。また、符号１００４は送信レベル信号Ｓ１１８が想定している最大レベルの場合の値である。以上のような構成、動作を行い、起動開始レベル１００３を（想定最大レベル１００４）−（ダイバーシチ利得１００５）と設定することで、第２の無線システムの送信部１０５が送信している場合においても、不要にダイバーシチ起動になることが無くなり、省電力化が図れる。
すなわち、第２の無線システムの送信部１０５の送信出力を検出し、該送信部１０５が送信状態となったときにシングルブランチ受信状態であっても第２の無線システムの送信部１０５の出力が所定値以下であればダイバーシチ受信を起動せずそのままシングルブランチ受信を継続するので、不要なダイバーシチ起動を抑えることができることから省電力化が図れる。
本発明は、受信誤りがなくダイバーシチ起動を行うことができるとともに、感度を向上させることができるといった効果を有し、携帯電話と地上ディジタル受信機などの複数の無線システムが搭載された無線端末などへの適用が可能である。
本発明の実施の形態１に係る無線端末の概略構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係る無線端末の第１の受信部の概略構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係る無線端末の第１の受信部におけるＢＰＦの特性を示す図 本発明の実施の形態１に係る無線端末の第１の無線システムの受信部における妨害波Ｄ／Ｕ比とＢＥＲの関係を示す図 本発明の実施の形態１に係る無線端末における受信モードに対する電源制御内容を示す図 本発明の実施の形態１に係る無線端末の動作を説明するためのフロー図 本発明の実施の形態１に係る無線端末における送信タイミング信号と受信モード判定のタイミングを示す図 本発明の実施の形態１に係る無線端末における入力Ｃ／Ｎ比とＢＥＲの関係を示す図 本発明の実施の形態２に係る無線端末の概略構成を示すブロック図 本発明の実施の形態２に係る無線端末における送信レベル信号と受信モードの状態を示す図 従来のダイバーシチ受信装置の概略構成を示すブロック図 従来のダイバーシチ受信装置におけるフィルタ減衰量を説明するための図
符号の説明
１０１ 第１のアンテナ
１０２ 第２のアンテナ
１０３ 第３のアンテナ
１０４ 第１の無線システムの受信部
１０５ 第２の無線システムの送信部
１０６ 送信信号制御部
１０７ 第１の受信部
１０８ 第２の受信部
１０９ 第１の位相検波部
１１０ 第２の位相検波部
１１１ 合成部
１１２ 復調復号部
１１３ 受信状態検出部
１１４ 制御部
１１５ 第１の変調部
１１６ 第１の送信部
２０１ バンドパスフィルタ
２０２ ＲＦアンプ
２０３ ローカル発振器
２０４ ミキサ
２０５ ローパスフィルタ
２０６ ＩＦアンプ
２０７ Ａ／Ｄ変換器

Claims (6)

  1. 第１の無線システムと第２の無線システムを搭載した無線端末の前記第１の無線システムに用いられるダイバーシチ受信装置において、
    前記第１の無線システムの受信品質を検出する受信品質検出部と、
    前記第２の無線システムを送信状態とする送信制御信号を検出する送信制御信号検出部と、
    前記送信制御信号が検出された時点で前記第１の無線システムがダイバーシチ受信状態である場合にはダイバーシチ受信を継続し、前記送信制御信号が検出された時点で前記第１の無線システムがシングルブランチ受信状態である場合には受信品質に応じて合成ダイバーシチ受信を起動する制御部と、
    を備えるダイバーシチ受信装置。
  2. 前記第２の無線システムの送信出力に応じた送信レベル信号を検出する送信レベル信号検出部を備え、前記制御部は、前記送信制御信号が検出された時点でシングルブランチ受信状態でかつ、前記送信レベル信号が所定値以下であればシングルブランチ受信を継続する請求項１に記載のダイバーシチ受信装置。
  3. 第１の無線システムとして地上ディジタル放送受信機を、第２の無線システムとして携帯電話用受信機を搭載した無線端末において、
    請求項１又は請求項２に記載のダイバーシチ受信装置を備える無線端末。
  4. 第２の無線システムにおける受信フィルタの減衰量をダイバーシチ受信時のダイバーシチ利得分だけ減少した減衰量となるよう構成した請求項３に記載の無線端末。
  5. ダイバーシチ受信機能を有する第１の無線システムと変調信号を送信する第２の無線システムとが同一機器内に存在する場合のダイバーシチ受信方法において、前記第１の無線システムの復調結果を元に受信品質を検出し、前記第２の無線システムが送信状態となったときに前記第１の無線システムがダイバーシチ受信状態であればダイバーシチ受信を継続し、前記第２の無線システムが送信状態となったときに前記第１の無線システムがシングルブランチ受信状態であれば受信品質に応じてダイバーシチ受信を起動するダイバーシチ受信方法。
  6. 前記第２の無線システムの送信出力を検出し、前記第２の無線システムが送信状態となったときに前記第１の無線システムがシングルブランチ受信状態でかつ前記第２の無線システムの送信出力が所値以下の場合にシングルブランチ受信を継続する請求項５に記載のダイバーシチ受信方法。
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