TWI259671B - Signal receiving device - Google Patents

Description

1259671 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種信號接收裝置’特別是關於適用於使 用適當地切換複數個天線接收信號之天線分集方式的信號 接收裝置者。 【先前技術】 近年來，於無線LAN(Local Area Network，區域網路）系 統等數位無線傳送系統中，存在有因提高其傳送速度，故 而造成因多路（多重傳播）之影響而產生衰減之問題。 衰減係於接收機同時接收自發送裝置傳送之發送波直接 到達的直接波以及發送波受障礙物反射之反射波等多重傳 輸波之情形時，因直接波與多重波於傳播時間之差異而導 致相位不同，因此接收之合成波之波形產生紊亂，無法正 常恢復發送波的現象，藉由該衰減會產生傳播速度降低之 問題。 作為降低上述多路之影響的方法，廣泛應用有天線分集 方式’其於不同空間之位置上設置複數個天線，選擇接收 狀態良好之天線而使用（例如，參照專利文獻丨）。 [專利文獻1] 曰本專利特開200 1-148646公報 【發明内容】 [發明所欲解決之問題] 天線分集方式係獲得複數個天線之各自的接收電場強 度，選擇該接收電場強度最高之天線而使用。然而，先前 91877.doc 1259671 之天線分集方式僅是單純選擇接收電場強 传爾，士/Γ二士尺厂1 ^ X敢大之天線而 而方；因夕重傳輸波之影響 % ^ ^ ^ + 日I成無法獲取正確電場 會有選擇不適當之天線的問題。 天線刀木方式中’必須選擇根據包含訓練信號之前 置部與連接於其之傳送資 P的發迗波中之前置部 ^接收電㈣度而使用的天線，^要求高速 線選擇處理。 本發明係考量上述問題點而開發完成者 w；从百，具提迁 可兩速且適當地選擇天線進行接收之信號接收裝置 (解決問題之手段） 為了解決該種問題之本發明，提供—種信號接收裝置， 其包含：複數個天線；天線選擇機構，其選擇該複數個天 線中之-個；接收機構，其經由選擇機構所選擇之天線接 收特定無線電波；接㈣度信號產生機構，其產生表示經 由&擇機構所4擇之天線而接收之無線電波的接收電場強 度之接收強度信號；抽取機構，其將接收強度信號中之無 線電波的多重傳輸波成分作為多重傳輸波強度信號而抽 取’以及接收強度信號修正機構，其ϋ由使用多重傳輸波 強度信號修正接收強度信號，產生除去多重傳輸波成分之 修正接收強度信號；且天線選擇機構係藉由按照使用接收 機構之無線電波的接收開始而依次選擇天線，以取得對應 複數個天線之各個修正接收強度信號，並選擇該修正接收 強度信號之信號位準為最大的天線。 藉由將接收強度信號中之無線電波的多重傳輸波成分作 91877.doc 1259671 圖2(A)表示依據IEEE8〇2.lla規格之封包的訊框格式 100’其構成為自前端依次為：作為表示信號開始之訓練信 號的丽置信號101，含有傳送速度或封包長度等標頭資訊之 信號部102’以及儲存傳送資料的資料部1〇3。基頻處理器6 於使用基頻信號S3之前置信號1〇1確立對於封包之同°°步 後，對該基頻信號S3實施01?1)]^解調處理，產生接收資料 D1，供給至MAC(Media A⑽ss Control，媒體存取控制）部7。 MAC部7依據特定訊框格式將接收資料以封包化，經由 外部介面8輸出至個人電腦等資訊處理裝置（未圖示 又，MAC部7將經由外部介面8自資訊處理裝置輸入之發 送資料封包化，供給至基頻處理6。基頻處理6對於發送^ 料實施OFDM調變處理，產生〇FDM信號，於灯部5將其放 大以及變換頻率後，經由天線2發送信號至無線㈣終端 機。 (2)藉由天線選擇部之天線選擇 ”述構成之外，於無線LAN終端機1，相對於〇FDM信 號之封包，依次選擇4條天線2A〜2D,接收該前置1〇1，比 較各天線之接收電場強度，使用接收電場強度最大之天線 接收該封包。 一即作為天線選擇機構之天線控制電路1〇，如圖2(B)所 示’同步於封包之前置信號⑻之接收開始時序，切換天線 «信號si，順次選擇天線2A~2D。該天線之選擇執行於 刖置信號101之一半以下的期間。 作為接收強度信號產生機構之檢波電路u，檢波供給自 91877.doc 1259671 RF電路5之基頻^號S3，如圖3(A)所示，產生同步於天線選 擇信號s 1之分別表示各天線2A〜2D之接收電場強度的接收 電％強度“唬S4，將其供給至平滑電路〗2以及多重傳輸波 檢測電路13。 然後，作為接收強度信號產生機構之平滑電路12藉由將 接收電場強度信號S4平滑化，產生如圖3(B)所示之接收電 場強度越高則電壓位準越高之正直流位準信號即接收強度 k號S 5 ’將其供給至加法運算電路14。 另一方面，多重傳輸檢測電路13將接收強度信號以輸入 至濾、波器20(圖4)。在此，圖5(A)表示接收電場強度信號以 之頻率特性之例，其於特定間隔出現之〇FDM信號之基諧波 成分S4A之間，產生有多重傳輸波成分S4B。 作為抽取機構之濾波器20，其係具有阻止該基諧波成分 S4A之過濾特性（圖5(B))之凹口波濾波器，藉由自接收電場 強度信號S4除去該基諧波成分S4A，產生如圖5((：：)所示之僅 包含多重傳輸波成分之多重傳輸波電場強度信號S6，供給 至後段之放大器21。 放大器21放大因通過濾波器2〇而衰減之多重傳輸波電場 強度S6,輸入至檢波電路22。作為抽取機構之檢波電路22, 藉由負檢波多重傳輸波電場強度信號如，產生如圖3(c)所 示之多重傳輸波電場強度越高則電壓位準越低之負直流位 準信號即多重傳輸強度信號S7 ’將其輸入至加法運算電路 14 〇 作為接收強度信號修正機構之加法運算電路14 ,藉由於 91877.doc 10 1259671 正直流位準信號即接收強度信號S5加法運算負直流位準信 號即多重傳輪波強度信號S7，產生自該接收強度信號邮 去夕重傳輸波之影響的修正接收強度信號88(圖3(〇))。 ;、、'後作為天線選擇機構之天線選擇部4，其以類比數位 轉換器15數位變換修正接收強度信號S8，供給至天線控制 電路10。而後天線控制電路1〇以依據修正接收強度信號s8 選擇接收強度最強之天線之方式控制天線切換器3。 無線LAN終端機丨以如此之方式選擇最適宜之天線後，使 用前置HH之剩餘部分確立同步後，解調封包之剩餘部分。 例如，如圖3(B)所示，接收強度信號“中第i天線以及第 3天線之接收強度為大致強度相等者，如圖3(c)所示多重傳 輸波強度信號S7中第i天線之多重傳輸波之接收強度較 強’第3天線之多重傳輸波之接收強度較弱。故而，除去多 重傳輸波之影響的修正接收強度信號S8於第3天線為最 強’若選擇該第3天線，則封包前置以後之部分可經由最適 宜之天線接收而解調。天線選擇部4,於每次接收新封包時 執行上述天線選擇處理。 僅類比數位轉換器丨5以及天線控制 ’其餘檢波電路11、平滑電路12、 此處，天線選擇部4， 電路1 0以數位電路構成 多重傳輸波檢測電路13以及加法運算電路14皆以類比電路 構成。因此該天線選擇部4，可較其所有部分讀位電路構 成之情形更容易地獲取其構成，並且可將需要較多處理時 間之數位演算㈣於最小程度，以較短時間執行天線 處理，高速地選擇天線。 91877.doc Ϊ259671 (3)動作以及效果 於上述構成中，無線LAN終端機1之天線選擇部4，依次 切換天線2A〜2D接收位於封包之前端之前置部，產生分別 表示天線2A〜2D之接收電場強度的接收電場強度信號§4。 而後，天線選擇部4將接收電場強度信號S4平滑化，產生 具有基諧波以及多重傳輸波雙方之接收電場強度的正直流 位準信號即接收強度信號S5。與此同時，天線選擇部4藉由 濾波器20除去接收電場強度信號S4中之基諧波成分後，藉 由松波電路22執行負檢波，產生表示多重傳輸成分之強度 的負直流位準信號即多重傳輸強度信號S7。 進而，天線選擇部4,藉由於接收強度信號S5加法運算多 重傳輸波強度信號S7，產生自該接收強度信號“除去多重 波傳輸成分之影響的修正接收強度信號S8。 而後，天線選擇部4依據修正接收強度信號S8選擇接收強 度較強之天線，使用該選擇之天線接收封包之前置以後的 部分。 根據上述構成，藉由依據除去多重傳輸波之修正接收強 度信號S8選擇天線，即使於多重傳輸波之電場強度較高之 情形，亦可確切地選擇電場強度較高且彳良好地接收多重 傳播影響較少之電波的天線。又，上述天線選擇主要藉由 類比電路處理，故而可以簡單之構成高速地選擇天線： (4)其他實施形態 再者於上述實施形態中，就設置複數個無指向性天線， 依據修正接收強度信號S8iS擇最適合天線之情形加以說 91877.doc 1259671 明，但本發明並非僅限於此，亦同樣適用於可選擇複數個 指向性天線，依據修正接收強度信號S8選擇最適宜指向性 之方向的情形。 又’上述實施形態中，就設置4根天線2A〜2D於無線LAN 終端機1，切換該4根天線2A〜2D而使用之情形加以說明， 但本發明並非僅限於此，亦可適用於選擇複數個天線而使 用之情形。 又，上述實施形態中，以檢波電路22負檢波藉由濾波器 20除去基諧波成分S4A之多重傳輸波電場強度信號g6，藉 此產生負直流位準信號即多重傳輸波強度信號，將其加 法運算於正直流位準信號即接收強度信號S5，產生除去多 重傳輸波成分之修正接收強度信號S8，但本發明並非僅限 於此，亦可正性檢波多重傳輸波電場強度信號S6，產生正 直流位準信號即多重傳輸波強度信號，將其自接收強度信 號減去以產生修正接收強度信號，亦可自接收強度信號除 去多重傳輸波成分產生修正接收強度信號。 又，上述實施形態中，檢波電路11檢波自RF電路5供給之 基頻k號S 3 ’產生接收電場強度信號S 4 ’但本發明並非僅 限於此，亦可RF電路5將接收之OFDM信號S2變換頻率，將 其以檢波電路11檢波，產生接收電場強度信號S4。 又’於上述實施形態中，就依據修正接收強度信號S 8， 選擇用於接收信號之天線的情形加以說明，但本發明並非 僅限於此，亦可依據修正接收強度信號S8，選擇用於發送 之天線。 91877.doc 1259671 進而，於上述實施形態中，就將本發明適用於IEEE8〇2. 規t之無線LAN終端機之情形加以說明，但本發明並非僅 限於此，亦可將本發明適用於無線Lan系統之存取點、行 動電話系統之基地局或行動電話機、或者表面波數位電視 之接收器等具有接收功能之各種通信裝置。 [發明之效果] 如上所述根據本發明，將接收強度信號中之無線電波之 夕重傳輸波作為多重傳輸波強度信號來抽取，使用該多重 傳輸波強度修正接收強度信號，藉此獲得除去多重傳輸波 成刀之修正接收強度#號’精由使用該修正接收強度信號 選擇天線，即使於多重傳輸波之電場強度較高之情形時， 亦可確切地選擇電場強度較高且可良好地接收多重傳輸影 響較少之電波的天線。 【圖式簡單說明】 圖1係表示本發明之無線LAN終端機之構成的方塊圖。 圖2(A)、（B)係表示訊框格式以及天線選擇信號之簡略線 圖。 圖3(A)〜(D)係表示接收強度信號之波形的特性曲線圖。 圖4係表示多重傳輸波檢測電路之構成的方塊圖。 圖5(A)〜（C)係表示接收電場強度以及濾> 波器頻率數特性 之特性曲線圖。 【主要元件符號說明】 1 無線LAN終端機 2 接收天線 91877.doc 天線切換器 天線選擇部 RF電路 基頻處理器 MAC部 外部介面 天線控制電路 檢波電路 平滑電路 多重傳輸波檢測電路 加法運算電路 類比數位轉換器 濾波器 放大器 檢波電路 15-

Claims (1)

1259691112586號專利申請案 \ 丨 中文申請專利範圍替換本(94年12月）丨. …二 …;丨 十、申請專利範圍： _ 1 · 一種信號接收裝置，其係含有： 配置於空間上相異位置之複數個天線； 天線選擇機構，其選擇上述複數個天線中之一個； 接收機構，其經由以上述選擇機構所選擇之上述天線 接收特定無線電波； 接收強度信號產生機構，其產生表示經由以上述選擇 機構所選擇之上述天線而接收之上述無線電波的接收電 場強度之接收強度信號； 该#號接收裝置之特徵為包含： 抽取機構，其將上述接收強度信號中之上述無線電波的 多重傳輸波成分作為多重傳輸波強度信號而抽取；以及 接收強度信號修正機構，其藉由使用上述多重傳輸波 強度信號修正上述接收強度信號，產生除去上述多重傳 輸波成分之修正接收強度信號；且 上述天線選擇機構藉由按照使用上述接收機構之上述 無線電波的接收開始而依次選擇上述天線，以自上述接 收強度信號修正機構取得上述複數個天線之各個修正接 收強度信號，並選擇該修正接收強度信號之信號位準為 最大之上述天線。 2.如請求項1之信號接收裝置，其中 上述接收機構，係接收〇FDM信號之無線電波； 接收強度信號產生機構，其係產生某一極性之直流位 準信號所成之上述接收強度信號； 91877-941216.doc 1259671 \ 上述抽取機構，係於除去接收強度信號中之上述〇FE)]V[ 信號之無線電波的基諧波成分後，藉由以另一極性進行 檢波’產生另一極性之直流位準信號所成之上述多重傳 輸波強度信號； 上述接收強度信號修正機構，係藉由將上述另一極性 之直流位準信號所成之上述多重傳輸波強度信號加上上 述某一極性之直流位準信號之上述接收強度信號，產生 上述修正接收強度信號。 3.如晴求項丨之信號接收裝置，其中上述天線選擇機構係於 已接收之上述OFDM信號之無線電波之前置部依次選擇 複數個上述天線’以藉由上述接收強度信號修正機構依 j取得上述修正接收強度信號，並選擇該修正接收強度 信號之信號位準為最大的上述天線，使上述接收機構接 收上述OFDM信號之無線電波。 91877-941216.doc