CN1292548C - 接收装置 - Google Patents

Abstract

一种能够恰当地从多个天线中选出一个用于接收的接收装置，包括：接收部件，用于经由选择部件从多个天线中选出的天线接收无线电波；接收电平信号生成部件，用于生成表示所接收的无线电波的接收电场强度的接收电平信号；提取部件，用于从接收电平信号中消除无线电波的基本波分量，以生成接收电平信号中无线电波的多重传播波分量作为多重传播波强度信号；以及接收电平信号校正部件，用于通过使用多重传播波强度信号来校正接收电平信号，以生成没有多重传播波分量的校正后的接收电平信号。响应接收部件的接收开始，天线选择部件通过依次选择各个天线获取用于各个天线的校正后的接收电平信号，并选择具有最大信号电平的校正后的接收电平信号的天线。

Description

接收装置

技术领域

本发明涉及一种接收装置，更具体地说，本发明适用于具有其中多个天线为接收而切换的分集技术的接收装置。

背景技术

尽管近年来数字无线电传输***诸如无线局域网(LAN)***实现了较高传输速率，但是却存在多径(多重传播)衰减问题。

衰减是由于接收的失真复合波所造成的不能正确地恢复传输波的现象。产生这种现象的原因是由于，当接收设备接收直接来自传输设备的传输波的直接波(direct wave)、以及多重传播波(multiple propagatingwaves)诸如由于障碍物反射传输波而产生的反射波时，由于传播时间不同直接波和多重传播波而具有不同的相位。

作为减少多径效应的方法，广泛采用天线分集(antenna diversity)方法，其中多个天线配置在不同的空间位置上，并选择和使用具有较好接收质量的天线(例如，请参见日本待审专利公开第2001-148646号)。

在该天线分集方法中，获得每一个天线的接收电场强度，并选择和使用具有最大接收电场强度的天线。但是，在该传统的天线分集方法中，仅仅简单地选择和使用具有最大接收电场强度的天线，从而如果由于存在多重传播波而造成不能正确获取电场强度时，则可能会选择不适当的天线。

此外，由于天线应该根据适用于前同步部分(preamble part)的接收电场强度来选择，前同步部分是由用于传输连续信息的数据部分和前同步部分构成的传输波中的训练(training)信号，因此要求天线分集方法快速寻踪适当的天线。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种能够快速选择用于接收的适当天线的接收装置。

本发明的上述目的和其它目的通过提供一种接收装置来实现，该接收装置包括：多个天线；天线选择部件，用于从所述多个天线中选出一个天线；接收部件，用于经由选择部件选择的天线接收规定的无线电波；接收电平信号生成部件，用于生成接收电平信号，以表示经由选择部件选择的天线所接收的无线电波的接收电场强度；提取部件，用于从所述接收电平信号中提取多重传播波分量作为多重传播波强度信号；以及接收电平信号校正部件，用于通过使用多重传播波强度信号来校正接收电平信号，以生成没有多重传播波分量的校正的接收电平信号。当接收部件开始接收无线电波时，天线选择部件顺序选择各个天线，以为各个天线获取校正的接收电平信号，并选择具有最大信号电平的校正的接收电平信号的天线。

提取接收电平信号中无线电波的多重传播波分量作为多重传播波强度信号，并使用该多重传播波强度信号来校正接收电平信号，由此获取没有多重传播波分量的校正的接收电平信号。由于通过使用校正的接收电平信号来选择天线，因此能够适当的天线，提供较强的电场强度并能够接收不受多重传播很强影响的传输波。

附图说明

从下面结合附图的详细描述中，本发明的特性、原理和应用将变得更加清楚，其中相类似的部分使用相类似的参考标号或字符表示。

在附图中：

图1是表示根据本发明的无线LAN终端的结构的方框图；

图2A和2B是表示帧格式和天线选择信号的示意图；

图3A至3D是表示接收电平信号的波形的特性曲线；

图4是表示多重传播波检测电路的结构的方框图；以及

图5A至5C是表示接收电场强度和滤波器的频率特性的特性曲线。

具体实施方式

下面将参照附图描述根据本发明的优选实施例。

(1)无线LAN终端的总体结构

参照图1，参考标号1表示应用本发明的无线LAN终端。该无线LAN终端1从其它无线LAN终端和接入点接收基于电气电子工程师协会(IEEE)802.11a标准的正交频分多路复用(OFDM)信号。

具体地说，无线LAN终端1在空间上的不同位置配置有4个无方向性天线2(第一、第二、第三和第四天线2A至2D)。用作天线选择部件的天线切换器3响应从天线选择器4的天线控制电路10接收的切换控制信号S1，从天线2A至2D中选出一个，并将该天线连接到下一级的射频(RF)电路5。用作接收部件的RF电路5对通过所选择的天线接收的OFDM信号S2的数据包(packet)进行放大并频率转换以生成基带信号S3，并将其发送到基带处理器6和天线选择器4。

图2A示出基于IEEE802.11a标准的数据包的帧格式100。该格式100包括作为表示信号开始的训练信号的前同步信号101、包括首标信息诸如传输率和数据包长度的信号部分102、以及存储将要传送的数据的数据部分103。在使用基带信号S3的前同步信号101，基带处理器6建立与数据包的同步之后，通过对基带信号S3执行OFDM解调来生成接收数据D1，并将该数据D1提供给媒体接入控制(MAC)单元7。

此外，MAC单元7将通过外部接口8从信息处理装置接收的传输数据打包，并将结果提供给基带处理器6。基带处理器6通过对该传输数据应用OFDM调制生成OFDM信号。然后，RF电路5对该信号进行放大和频率转换，并将结果通过天线2发送给无线LAN终端。

(2)天线选择器进行的天线选择

除了上述配置之外，在无线LAN终端1中，在依次选择4个天线2A至2D的同时通过接收OFDM信号的数据包中的前同步信号101，相互比较各个天线的接收电场强度。然后，通过具有最大接收电场强度的天线来接收数据包。

也就是说，用作天线选择部件的天线控制电路10通过切换与数据包的前同步信号101的接收开始定时同步的天线选择信号S1，依次选择天线2A至2D，如图2B所示。该天线选择在前同步信号的一半或更短的时间内进行。

用作接收电平信号生成部件的波检测电路11检测从RF电路5发送的基带信号S3，并与如图3A所示的天线选择信号S1同步地生成表示天线2A至2D的接收电场强度的接收电场强度信号S4，将其提供给平滑电路12和多重传播波检测电路13。

用作接收电平信号生成部件的平滑电路12平滑所述接收电场强度信号S4，以生成如图3B所示的包括正直流电平信号的接收电平信号S5，并将该信号S5提供给加法器14。当接收电场强度越高时，该正直流电平信号就具有越高的电压电平。

多重传播波检测电路13将接收电场强度信号S4输入到滤波器20(图4)。图5A示出该接收电场强度信号S4的频率特性。多重传播波分量S4B出现在以预定间隔出现的OFDM信号的基本波分量S4A之间。

用于提取的滤波器20是具有阻止该基本波分量S4A的滤波特性(图5B)的陷波滤波器。滤波器20通过从接收电场强度信号S4中消除基本波分量S4A，产生如图5C所示的仅包括多重传播波分量的多重传播波电场强度信号S6，并将该信号S6提供给下一级的放大器21。

放大器21放大被滤波器20衰减的多重传播波电场强度信号S6，并将结果输入到波检测电路22。用作提取部件的波检测电路22执行多重传播波电场强度信号S6的负检测，以产生如图3C所示的包括负直流电平信号的多重传播波强度信号S7，并将其提供给加法器14。当用于多重传播波的电场强度越高时，该负直流电平信号就具有越低的电压电平。

用作接收电平信号校正部件的加法器14将包括负直流电平信号的多重传播波强度信号S7加到包括正直流电平信号的接收电平信号S5中，以产生作为没有多重传播波效应的接收电平信号S5的校正后的接收电平信号S8(图3D)。

然后，在用作天线选择部件的天线选择器4中，模数转换器15将校正后的接收电平信号S8转换为数字信号并将结果提供给天线控制电路10。天线控制电路10根据校正后的接收电平信号S8控制天线切换器3，从而选择具有最大接收强度的天线。

在如上所述选择适当的天线之后，无线LAN终端1使用除前同步信号101之外的部分建立同步，以便解调数据包的后续部分。

例如，如图3B所示的接收电平信号S5表明第一天线和第三天线具有几乎相同的接收强度。但是，如图3C所示的多重传播波强度信号S7表明第一天线对于多重传播波具有较高的接收电平，而第三天线对于多重传播波具有较低的接收电平。因此，作为没有多重传播波效应的校正后的接收电平信号S8，第三天线具有最高的接收电平。作为结果，选择第三天线意味着能够通过最恰当的天线接收和调制数据包的前同步信号之后的部分。每次接收新的数据包时天线选择器4都执行上述天线选择。

在天线选择器4中，只有模数转换器15和天线控制电路10是数字电路。其它的波检测电路11、平滑电路12、多重传播波检测电路13和加法器14是模拟电路。因此，与使用全数字电路构建模拟选择器的情况相比，该天线选择器4的结构非常简单。此外，可以使需要花费相对较多时间的数字操作最小化，从而以很短的时间进行天线选择，以便高速地选择天线。

(3)操作和效果

根据上述配置，无线LAN终端1的天线选择器4在依次选择天线2A至2D的同时接收作为数据包的开头的前同步部分，并生成表示天线2A至2D的接收电场强度的接收电场强度信号S4。

然后，天线选择器4平滑接收电场强度信号S4，生成包括正直流电平信号的接收电平信号S5，表示基本波和多重传播波两者的接收电场强度。与此同时，天线选择器4通过滤波器20从接收电场强度信号S4中消除基本波分量并使用波检测电路22执行负波形检测，以生成包括负直流电平信号并表示多重传播波分量的强度的多重传播波强度信号S7。

接着，天线选择器4将多重传播波强度信号S7加到接收电平信号S5上，以生成校正后的接收电平信号S8，作为没有多重传播波分量效应的接收电平信号S5。

天线选择器4根据校正后的接收电平信号S8选择具有最高接收电平的天线，并经由所选择的天线接收数据包的前同步信号之后的部分。

根据上述配置，由于根据没有多重传播波分量的校正后的接收电平信号S8选择天线，所以能够选出具有高接收电平的适当的天线，并能够接收不受多重传播波很大影响具有高接收质量的波形。此外，由于天线选择可以主要通过模拟电路来执行，所以能够以简单的结构快速选出天线。

(4)其它实施例

在上面描述的实施例中，提供了多个无方向性天线，以便根据校正后的接收电平信号S8选择适当的天线。但是，本发明不仅限于此，本发明也可以应用到使用能够选择多个方向的天线、并能够根据校正后的接收电平信号S8选出适当的方向的情况中。

此外，在上面描述的实施例中，在无线LAN终端1中配置4个天线2A至2D，并切换和使用该4个天线2A至2D。但是，本发明不仅限于此，并能够应用到，简言之配置多个天线的情况中。

另外，在上面描述的实施例中，波检测电路22执行多重传播波电场强度信号S6的负检测，其中基本波分量S4A由滤波器20消除，以便生成包括负直流电平信号的多重传播波强度信号S7。并且，将信号S7加到包括正直流电平信号的接收电平信号S5上，以便生成没有多重传播波分量的校正后的接收电平信号S8。但是，本发明不仅限于此，而是可以通过执行多重传播波电场强度信号S6的正检测来生成包括正直流电平信号的多重传播波强度信号，并通过将此信号从接收电平信号中减去来生成校正后的接收电平信号，假定通过从接收电平信号中消除多重传播波分量能够生成校正后的接收电平信号。

此外，在上面描述的实施例中，波检测电路11检测从RF电路5输出的基带信号S3，以便生成接收电场强度信号S4。但是，本发明不仅限于此，并且，RF电路5可以对接收的OFDM信号S2进行频率变换以生成中频信号，而波检测电路11可以通过检测该中频信号来生成接收电场强度信号S4。

另外，在上面描述的实施例中，根据校正后的接收电平信号S8来选择用于接收的天线。但是，本发明不仅限于此，也可以根据校正后的接收电平信号S8来选择用于发送的天线。

此外，在上面描述的实施例中，本发明应用到基于IEEE 802.11a标准的无线LAN终端中。但是，本发明不仅限于此，而是可以应用到具有接收功能的各种通信装置中，例如，无线LAN***的接入点、便携电话***的基站和便携电话、以及用于地面电视的接收单元中。

根据本发明，将接收电平信号中无线电波的多重传播波分量提取为多重传播波强度信号，并根据该多重传播波强度信号校正所述接收电平信号，从而获得没有多重传播波分量的校正后的接收电平信号。然后，根据该校正后的接收电平信号选择天线。因此，即使多重传播波的电场强度很高，也能够选择具有高电场强度的适当的天线，并能够接收不受多重传播很强影响的波形。

虽然参照优选实施例描述了本发明，但是对于本领域的技术人员来说很显然，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种其他变更和修改，并且所有这些变更和修改均包括在由所附权利要求限定的本发明范围内。

Claims (3)

1.一种接收装置，包括：

多个天线；

天线选择部件，用于从所述多个天线中选出一个天线；

接收部件，用于经由所述天线选择部件选择的所述天线接收规定的无线电波；

接收电平信号生成部件，用于生成接收电平信号，以表示经由所述天线选择部件选择的所述天线所接收的所述无线电波的接收电场强度；

提取部件，用于在所述接收电平信号中提取所述无线电波的多重传播波分量，作为多重传播波强度信号；以及

接收电平信号校正部件，用于通过使用所述多重传播波强度信号来校正所述接收电平信号，以生成没有所述多重传播波分量的校正后的接收电平信号；其中

响应通过所述接收部件的所述无线电波的接收开始，所述天线选择部件通过依次选择所述多个天线，获取用于所述多个天线的所述校正后的接收电平信号，并选择具有最大信号电平的校正后的接收电平信号的天线。

2.根据权利要求1所述的接收装置，其中：

所述提取部件从所述接收电平信号中消除所述无线电波的基本波分量，然后执行负检测，以生成包括负直流电平信号的所述多重传播波强度信号；以及

所述接收电平信号校正部件将包括负直流电平信号的所述多重传播波强度信号加到包括正直流电平信号的所述接收电平信号上，以生成所述校正后的接收电平信号。

3.根据权利要求1所述的接收装置，其中：

所述天线选择部件通过依次选择所述多个天线，获取接收的所述无线电波的前同步部分中校正后的接收电平信号，并选择具有最大信号电平的校正后的接收电平信号的天线，以使接收部件接收所述无线电波。

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