DE68927936T2

DE68927936T2 - Antennenschaltdiversity mit Hysterese

Info

Publication number: DE68927936T2
Application number: DE68927936T
Authority: DE
Inventors: Harukazu Higuchi; Yoshizo Shibano
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1988-07-06
Filing date: 1989-07-05
Publication date: 1997-07-17
Anticipated expiration: 2009-07-06
Also published as: EP0624006A3; FI893295A; NO892720L; EP0350007A3; DE68922663T2; DE68927936D1; DE68922663D1; DK333389D0; EP0624006A2; NO892720D0; NO175659B; EP0350007B1; CA1311802C; EP0624006B1; DK333389A; US5161252A; EP0350007A2; NO175659C; FI893295A0

Description

Die Erfindung betrifft eine Diversity-Signalempfangsvorrichtung wie im Oberbegriff von Anspruch 1 bezeichnet.
Bei einer Signalübertragung zwischen mobilen Objekten (Mobilstationen), die hauptsächlich mit Radiowellen, die mit digitalen Daten moduliert werden, durchgeführt wird, ist ein Ausbreitungsweg auf dem Boden ein Mehrwegtyp-Ausbreitungsweg, und folglich schwanken die Hüllkurve und die Phase einer Radiowelle zufällig entsprechend dem Rayleigh-Ausbreitungsgesetz bzw. dem gleichförmigen Ausbreitungsgesetz (d.h, die Radiowelle leidet unter Schwund). Um einen solchen Schwund zu vermindern, gibt es ein Kommunikationssystem mit Diversity-Empfangsantennen, bei dem das Empfangssystem von einer Empfangsantenne auf eine andere umgeschaltet wird.
Herkömmliche Kommunikationssysteme mit Diversity-Empfangsantennen werden hauptsächlich bei einem mobilen Objekt verwendet, und Diversitysysteme, die Raum, Polarisation, Eintreffwinkel, Zeit und Frequenz verwenden, sind z.B. benutzt worden. Von diesen Systemen ist ein Diversity-Empfangsantennen-Kommunikationssystem, das sich einen Eintreffwinkel zunutze macht, am besten geeignet, um auf einer Bodenmobilstation (z.B. einem Fahrzeug oder dergleichen) montiert zu werden, weil es kompakt ist und die Fähigkeit besitzt, den Schwund in einem mobilen Objekt, das seine Fortbewegungsrichtung außergewöhnlich verändert, zu vermindern.
Fig. 1 zeigt eine in dem oben beschriebenen Diversityantennen-Kommunikationssystem verwendete Diversity-Signalempfangsvorrichtung. Das heißt, zwei für verschiedene Signalausbreitungswege bereitgestellte Signalempfangsantennen 3a und 3b sind mit zwei Verteilern 4a bzw. 4b verbunden. Der erste Verteiler 4a ist mit einem Signalempfänger 6 und einer ersten Pegelüberwachungsschaltung 12 verbunden, während der zweite Verteiler 4b mit einer zweiten Pegelüberwachungsschaltung 13 und einem Ersatzwiderstand 14, dessen Impedanz dem Signalempfänger 6 entspricht, verbunden ist. Die zwei Pegelüberwachungsschaltungen 12 und 13 sind mit einer Pegelvergleichsschaltung 8 verbunden.
Die Verteiler 4a und 4b verteilen die über die Empfangsantennen 3a und 3b empfangenen Signale auf die Lasten (den Empfänger 6 und den Ersatzwiderstand 14) bzw. auf die Pegelüberwachungsschaltungen 12 und 13. Die Pegelüberwachungsschaltungen 12 und 13 überwachen die Pegel der über die Verteiler 4a und 4b empfangenen Signale (im Folgenden, wenn anwendbar, als "Empfangspegel" bezeichnet). Die Pegelvergleichsschaltung 8 vergleicht die von den Pegelüberwachungsschaltungen 12 und 13 überwachten Empfangspegel zur Erfassung der Umkehr der Empfangspegel miteinander, so daß in dem Signalempfangssystem, das einen höheren Empfangspegel liefert, der Verteiler mit dem Empfänger verbunden wird und in dem vorangehenden Signalempfangssystem der Verteiler mit dem Ersatzwiderstand verbunden wird.
Fig. 2 ist ein Diagramm zur Erklärung von Empfangspegeln in der herkömmlichen Diversity-Signalempfangsvorrichtung und ihres Antennenumschalttimings. Im besonderen zeigen Fig. 2(A) eine elektrische Feldstärke an einem Signalempfangspunkt, Fig. 2(B) das Antennenumschalttiming und Fig. 2(C) die Beziehung zwischen empfangenen Datenblöcken und den Antennenumschaltzeitpunkten.
Die zwei Signalempfangsantennen empfangen eine Funkwelle von einer Signalsendestation, um zwei Empfangspegel zur Verfügung zu stellen (in Fig. 2(A) durch die dünne feste Linie (a) und die unterbrochene Linie (b) angedeutet). Wenn die Empfangspegel umgekehrt werden (wie durch die unterbrochenen Linien in Fig. 2 angedeutet), wird die vorangehend ausgewählte Signalempfangsantenne auf die Empfangsantenne umgeschaltet, die den höchsten Empfangspegel liefert, wodurch eine Diversity-Feldstärke bereitgestellt wird (wie in Fig. 2(A) durch die starke feste Linie (c) angedeutet).
Das Signal kann daher über das Signalempfangssystem empfangen werden, das zu jeder Zeit den höchsten Empfangspegel zur Verfügung stellt. Die Auswirkung von tiefem Fading kann deshalb minimiert werden.
Wenn das Kommunikationssystem von einer Empfangsantenne auf die andere umschaltet, sind jedoch die Phasen vor und nach der Umschaltaktion wegen des Unterschiedes in den Ausbreitungswegen nicht zusammenhängend. Obwohl Daten, die in Blöcke von Datensignalen, z.B. ein Synchronisationswort, ein Steuerwort und ein Sprachwort usw., geteilt sind, fortlaufend gesendet werden, gehen weiter die Kontinuität der Daten und außerdem die Daten selbst zum Zeitpunkt der Umschaltaktion verloren, wie in Fig. 2(C) gezeigt. Um die verlorenen Daten zur Verfügung zu stellen, ist daher eine erneute Übertragung erforderlich.
Außerdem wird in dem Fall, wo der Unterschied im Pegel zwischen den von dem Signalempfangssystem empfangenen Eingangssignalen klein ist, die Schalthäufigkeit des Signalempfangssystems erhöht, und folglich wird die Wahrscheinlichkeit, daß durch das Umschalten der Signalempfangssysteme die Daten verlorengehen, erhöht.
Dieser Nachteil wird mit Verweis auf Fig. 3 im einzelnen beschrieben. In dem Fall, wo der Unterschied im Pegel zwischen dem durch ein Signalempfangssystem A empfangenen Eingang (durch die feste Linie in Fig. 3(A) angedeutet) und dem durch ein Signalempfangssystem B empfangenen Signal (durch die unterbrochene Linie in Fig. 3(A) angedeutet) klein ist (im Folgenden, wenn anwendbar, als "mit im wesentlichen der gleiche Pegel" bezeichnet), wird die Häufigkeit der Umkehr der Empfangspegel erhöht. Eine Empfangspegel-Bestimmungseinheit ermittelt solch eine häufige Pegelumkehr, um Signalempfangssystem-Umschaltsignale auszugeben (wie in Fig. 3(B) und 3(C) gezeigt). Die Signalempfangssysteme werde daher häufig untereinander umgeschaltet mit der Folge, daß während des Schaltvorgangs die Daten abgeschnitten werden oder verlorengehen.
Außerdem besteht ein Problem, daß Daten, die von einer mobilen Einheit gesendet werden, nicht an die gerufene Station übermittelt werden. Um Signale von einer mobilen Einheit zu senden, wird eine ungerichtete Monopolantenne benutzt. Mit der ungerichteten Antenne werden Daten gelegentlich nicht übertragen, weil sich der Standort der mobilen Einheit oft verändert und sich daher der von der gerufenen Station gesendete Empfangspegel häufig ändert.
Für eine Einfachübertragung werden Signale zwischen festen Stationen über gerichtete Diversity-Antennen gesendet und empfangen. Dies geschieht, um eine Zielstation von einer Mehrzahl von Stationen zu trennen, um dadurch selektive Übertragungen durchzuführen.
GB-A-1000606 offenbart ein Diversity-Empfangssystem, das zwei Empfänger für Datensignale in der Form von zeitlich beabstandeten Pulsgruppen einschließt und eine Einrichtung umfaßt, die einen Kanal, der das stärkste Signal liefert, auswählt und sicherstellt, daß der Wechsel von einem Kanal zu einem anderen nur während des Zwischenraumes zwischen Pulsgruppen stattfindet.
EP-A-0 241 193 offenbart eine Diversity-Empfangsvorrichtung mit zwei Empfangssystemen und einer Empfangssystem-Umschalteinrichtung, die von einem Empfangssystem auf das andere, das den maximalen Empfangspegel liefert, umschaltet, aber das Umschalten verhindert, wenn sich der Empfangspegel nur um kleine Beträge verändert.
EP-A-0 124 319 offenbart ein Funktelefonsystem, das die Antenne, die das stärkste Empfangssignal liefert, auch zum Senden verwendet.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Diversity-Signalempfangsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die eine Möglichkeit von Datenverlust beim Umschalten von Signalempfangssystemen verhindert und den Fehler minimiert, daß Daten nicht zu einer gerufenen Station übertragen werden.
Die vorangehende Aufgabe der Erfindung ist durch die in Anspruch 1 bezeichneten Merkmale erfüllt worden.
Bei der Diversity-Signalempfangsvorrichtung der vorliegenden Erfindung wird der Empfangspegel des Abschnitts, der in der Diversity-Antenne nicht in Gebrauch ist, reduziert, und das Empfangssystem als Ganzes wird daran gehindert, sich in einem Zustand häufigen Umschaltens in bezug auf einen Grad tiefen Fadings zu befinden. Sowohl häufiges Umschalten zwischen den im Gebrauch befindlichen Empfangssystemen als auch ein unnötiges Umschalten in dem Empfangssystem werden verhindert.
Weitere Entwicklungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen beansprucht.
In einem erfindungsgemäßen Diversityantennen-Kommunikationssystem wird das Signalempfangssystem mit dem höchsten Signalempfangspegel, das in der Vorrichtung ausgewählt worden ist, mit einem Sender verbunden, so daß die Signalübertragung mit der Antenne in dem Signalempfangssystem mit dem höchsten Signalempfangspegel durchgeführt wird.
In einem Diversityantennen-Kommunikationssystem wird ein Signalempfangssystem, das den niedrigsten Signalempfangspegel von wenigstens zwei Signalempfangssystemen liefert, unterbrochen, und die Antennen in den übrigen Signalempfangssystemen werden zum Senden und Empfangen von Signalen verwendet.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, das den Aufbau einer herkömmlichen Diversity-Signalempfangsvorrichtung zeigt.
Fig. 2 und 3 sind Diagramme, die die Signalempfangspegel der herkömmlichen Diversity-Signalempfangsvorrichtung von Fig. 1 und ihr Antennen- Umschalttiming zeigen.
Fig. 4 ist ein Blockschaltbild, das ein Beispiel einer Diversity-Empfangsvorrichtung zeigt, die eine erste Ausführung der Erfindung ist.
Fig. 5 ist ein Diagramm zur Erklärung der Funktion der in Fig. 4 gezeigten Diversity-Signalempfangsvorrichtung.
Fig. 6 ist ein Blockschaltbild, das den Aufbau eines anderen Beispiels der Diversity-Signalempfangsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführung der Erfindung zeigt.
Fig. 7 ist ein Diagramm zur Erklärung der Funktion der in Fig. 6 gezeigten Diversity-Signalempfangsvorrichtung.
Fig. 8 ist ein Blockschaltbild, das den Aufbau eines weiteren Beispiels der Diversity-Signalempfangsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführung der Erfindung zeigt.
Fig. 9 ist ein Blockschaltbild, das die Diversity-Signalempfangsvorrichtung von Fig. 8, die mit einem Sender ausgestattet ist, gemäß einer vierten Ausführung der Erfindung zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNG

Eine bevorzugte Ausführung des erfindungsgemäßen Diversity-Empfangsantennen-Kommunikationssystems wird mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen im einzelnen beschrieben.
Fig. 4 zeigt ein Beispiel einer Diversity-Signalempfangsvorrichtung, die eine erste Ausführung der Erfindung ist. Die Diversity-Signalempfangsvorrichtung besitzt wenigstens zwei Signalempfangssysteme A und B mit unterschiedlichen Ausbreitungswegen, und eine Pegelvergleichsschaltung 8, die das Signalempfangssystem ermittelt, das einen höheren Empfangspegel liefert als das andere, um ein Signalempfangssystem-Umschaltsignal auszugeben. In dem Signalempfangssystem A ist eine Signalempfangsantenne 3a mit einem Verteiler 4a verbunden, der mit einer Pegelüberwachungsschaltung 12 und einer Signalempfangssystem- Umschalteinrichtung 5a verbunden ist, und die Letztere 5a ist mit einem Empfänger 6a und einem Ersatzwiderstand 14 verbunden, dessen Impedanz niedriger als der Ersatzwiderstand des Empfängers 6a ist. In dem Signalempfangssystem B ist ähnlich wie in dem oben beschriebenen Signalempfangssystem A eine Signalempfangsantenne 3b mit einem Verteiler 4b verbunden, der mit einer Pegelüberwachungsschaltung 13 und einer Signalempfangssystem-Umschalteinrichtung 5b verbunden ist, und die Letztere 5b ist mit einem Empfänger 6b und einem Ersatzwiderstand 15 verbunden, dessen Impedanz niedriger als der Ersatzwiderstand des Empfängers 6b ist. Bei dieser Ausführung werden die Pegelüberwachungsschaltungen 12 und 13 unabhängig von der Pegelvergleichsschaltung 8 bereitgestellt, können aber mit der Pegelvergleichsschaltung zusammengefaßt werden.
Da die zwei Signalempfangssysteme A und B den gleichen Aufbau aufweisen, wird nur das Signalempfangssystem A beschrieben werden. Die Signalempfangsantenne 3a ist eine Richtantenne, die eine Radiowelle, deren Eintreffwinkel in einem vorbestimmten Bereich liegt, empfängt und sie dem Verteiler 4a zuführt. Für die Richtantenne steht eine Vielfalt von Antennen zur Verfügung, z.B. Antennen des Hornreflektortyps und des Winkelreflektortyps.
Der Verteiler 4a verteilt das über die Antenne 3a empfangene Signal an die Pegelüberwachungsschaltung 12 und die Signalempfangssystem- Umschalteinrichtung 5a in einem vorbestimmten Verhältnis. Er besteht aus einer Kombination von Übertragern oder einer Kombination von Kondensatoren. Das Signal kann jedoch auf andere einfache Weisen verteilt werden.
Die Signalempfangssystem-Umschalteinrichtung 5a umfaßt zwei Pfade 5a1 und 5a2, von denen einer als Reaktion auf das von der Pegelvergleichsschaltung 8 bereitgestellte Umschaltsignal ausgewählt wird. Über den Pfad 5a1 wird das von dem Verteiler 4a empfangene Signal an den Empfänger 12 angelegt, während es über den Pfad 5a2 an den Ersatzwiderstand 14 angelegt wird. Die Signalempfangssystem-Umschalteinrichtung kann entweder ein Halbleiter-Schalterelement oder ein Relais sein; für Hochgeschwindigkeits-Schaltbetrieb ist es jedoch vorzuziehen, das Halbleiter-Schalterelement zu verwenden.
Der Empfänger 6a demoduliert das von dem Verteiler 4a bereitgestellte empfangene Signal, um vorbestimmte Daten (z.B. Sprachdaten, Steuerdaten usw.) zu erlangen, und er wird vor dem Gebrauch impedanzmäßig an die Empfangsantenne 3a angepaßt.
Die Impedanz des Ersatzwiderstandes 14 ist niediger als der Ersatzwiderstand des Empfängers 6a. Der Ersatzwiderstand schwächt das Eingangssignal im Vergleich zu dem des Empfängers 6a um mehrere Dezibel (dB) ab. Ein übermäßiges Abschwächen des Eingangssignals wird das Erfassen von Schwund jedoch nachteilig beeinflussen. Die Impedanz des Ersatzwiderstandes wird folglich mit der Beziehung zwischen dem empfangenen Signalpegel und dem Schwund geeignet bestimmt.
Die Pegelüberwachungsschaltung 12 ermittelt die Hüllkurve des über den Verteiler 4a daran angelegten empfangenen Signals, um dadurch seinen Empfangspegel zu erfassen.
Die Pegelvergleichsschaltung 8 vergleicht beide über die Pegelüberwachungsschaltungen 12 und 13 gelieferte Empfangspegel der zwei Signalempfangssysteme, um das Signalempfangssystem mit dem höheren Empfangspegel zu bestimmen, und legt ein Befehlssignal an die Signalempfangssystem-Umschalteinrichtung in dem anderen (vorangehenden) Signalempfangssystem an, um vom Empfänger auf den Ersatzwiderstand umzuschalten, und legt ein Befehlssignal an die Signalempfangssystem- Umschalteinrichtung in dem Signalempfangssystem mit dem höheren Empfangspegel an, um vom Ersatzwiderstand auf den Empfänger umzuschalten.
Die Funktion der Diversity-Signalempfangsvorrichtung wird mit Verweis auf Fig. 5 beschrieben.
Es wird angenommen, daß, wenn die Antenne 3a mit dem Empfänger 6a verbunden ist und die Antenne 3b mit dem Ersatzwiderstand 15 verbunden ist, der Empfangseingang (angedeutet durch die feste Linie in Fig. 5 (A)) des Signalempfangssystems A im wesentlichen gleich dem (angedeutet durch die unterbrochene Linie in Fig. 5 (A)) des Signalempfangssystems B ist.
Radiowellen, die längs verschiedener Ausbreitungswege eintreffen, werden von den Empfangsantennen 3a und 3b empfangen über die Verteiler 4a und 4b an die Signalempfangssystem-Umschalteinrichtungen 5a und 5b und die Pegelüberwachungsschaltungen 12 und 13 angelegt.
Das an die Umschalteinrichtung 5a im Signalempfangssystem A angelegte Empfangssignal wird über den Pfad 5a1 dem Empfänger 6a zugeführt, so daß durch Demodulation vorbestimmte Daten erlangt werden. Andererseits wird das an die Umschalteinrichtung 5b im Signalempfangssystem B angelegte Empfangssignal über den Pfad 5b2 dem Ersatzwiderstand 15 zugeführt.
Andererseits werden die an die Pegelüberwachungsschaltungen 12 und 13 gelieferten Signale zur Erfassung ihrer Empfangspegel verarbeitet, das heißt, die Empfangspegel der zwei Signalempfangssysteme werden durch die Pegelüberwachungsschaltungen 12 und 13 überwacht. In diesem Fall ist wegen der Impedanzfehlanpassung des Ersatzwiderstandes 15 der Empfangspegel des Signalempfangssystems B um einige dB niedriger als der wahre Empfangspegel, wie durch die strichpunktierte Linie in Fig. 5 (A) angedeutet.
Die Pegelvergleichsschaltung 8 vergleicht die durch die Pegelüberwachungsschaltungen 12 und 13 bereitgestellten Empfangspegel der zwei Empfangssysteme, um dadurch eines der Signalempfangssysteme auszuwählen, dessen Empfangspegel höher ist.
Wenn die Empfangspegel nicht wechselweise verändert werden, wird der Signalempfang mit dem momentanen Signalempfangssystem A fortgesetzt. Wenn die Empfangspegel wechselweise verändert werden, wird ein Befehlssignal an die Signalempfangssystem-Umschalteinrichtung 5a im Signalempfangssystem A angelegt, um vom Empfänger 6a auf den Ersatzwiderstand 14 umzuschalten (wie in Fig. 5 (B) gezeigt), während ein Befehlssignal an die Signalempfangssystem-Umschalteinrichtung 5b im Signalempfangssystem B angelegt wird, um vom Ersatzwiderstand 15 auf den Empfänger 6b umzuschalten (wie in Fig. 5 (C) gezeigt).
Wenn die Empfangspegel einander im wesentlichen gleich sind, erlaubt in diesem Fall, da der Empfangspegel des Signalempfangssystems B, in dem der Ersatzwiderstand 15 gewählt ist, um mehrere dB niedriger gesetzt ist als der des Signalempfangssystems A, in dem der Empfänger 6a gewählt ist, die Pegelvergleichsschaltung 8 den Signalempfang durch das Signalempfangssystem A, sofern nicht der Empfangspegel des Signalempfangssystems B den des Signalempfangssystems A um mehrere dB übersteigt. Wenn der Pegel des Eingangssignals im Signalempfangssystem B ansteigt, so daß die Empfangspegel wechselweise verändert werden, werden die Umschaltsignale ausgegeben. Folglich kann in dem Fall, wo die Empfangspegel einander im wesentlichen gleich sind, die Schalthäufigkeit der Signalempfangssysteme verringert und folglich der Datenverlust verhindert werden.
Fig. 6 ist ein Blockschaltbild, das den Aufbau eines anderen Beispiels der in Fig. 4 gezeigten Diversity-Signalempfangsvorrichtung zeigt. Die in Fig. 6 gezeigte Vorrichtung unterscheidet sich von der in Fig. 4 gezeigten dadurch, daß die Impedanzen der Ersatzwiderstände 14 und 15 gleich denen der Empfänger 6a bzw. 6b sind und die Pegelvergleichsschaltung 8 aus einem A/D- (Analog/Digital) Umsetzer 84 und einer CPU 85 besteht.
Der A/D-Umsetzer 84 wandelt die Ausgangssignale der Pegelüberwachungsschaltungen 12 und 13, die durch Hüllkurvengleichrichtung erlangt werden, in Digitalsignale um.
Die CPU 85 vergleicht die Ausgangsdaten des A/D-Umsetzers 84, um den Wechsel der Empfangspegel zu erfassen, und legt den oberen Schwellenwert und den unteren Schwellenwert in bezug auf die Empfangspegel bei deren Wechsel wie in Fig. 7 (A) gezeigt fest, so daß, wenn der Empfangspegel des momentanen Signalempfangssystems niedriger wird als Schwellenwert, während der Empfangspegel des anderen Signalempfangssystems, dessen Empfangspegel höher ist, den oberen Schwellenwert übersteigt, sie ein Befehlssignal ausgibt, um von dem momentanen Signalempfangssystem auf das andere Signalempfangssystem mit dem höheren Empfangspegel umzuschalten. Der Abstand zwischen dem unteren und dem oberen Schwellenwert (Hysterese) wird im voraus bestimmt; das heißt, er weist mehrere dB über dem bei dem Wechsel bereitgestellten Empfangspegel auf.
Die Funktion der Diversity-Signalempfangsvorrichtung wird mit Verweis auf Fig. 7 beschrieben.
Ähnlich wie im Fall von Fig. 5 wird angenommen, daß die Eingangssignale der Signalempfangssysteme im Pegel im wesentlichen einander gleich sind, wie in Fig. 7 (A) gezeigt. In Fig. 7 bezeichnen die Buchstaben C und D die oben beschriebenen unteren bzw. oberen Schwellenwerte.
Die Ausgangshüllkurvensignale der Pegelüberwachungsschaltungen 12 und 13 werden an den A/D-Umsetzer 84 angelegt, wo sie in Digitalsignale umgewandelt werden. Die Digitalsignale werden der CPU 85 zugeführt. Die CPU 85 vergleicht die Digitalsignale, um den Wechsel der Empfangspegel zu erfassen. Danach legt die CPU 85 den unteren und oberen Schwellenwert auf beiden Seiten des zum Zeitpunkt des Wechsels bereitgestellten Empfangspegels fest. Wenn unter dieser Umständen der Empfangspegel des momentanen Signalempfangssystems A niedriger als der untere Schwellenwert wird, während der Empfangspegel des Signalempfangssystems B, dessen Empfangspegel höher ist, den oberen Schwellenwert übersteigt, legt die CPU 85 ein Befehlssignal an die Signalempfangssystem-Umschalteinrichtung 5a im Signalempfangssystem A an, um vom Empfänger 6a auf den Ersatzwiderstand 14 umzuschalten, wie in Fig. 7 (B) gezeigt, und legt ein Befehlssignal an die Signalempfangssystem-Umschalteinrichtung 5b im Signalempfangssystem mit dem höheren Empfangspegel an, um vom Ersatzwiderstand 15 auf den Empfänger 6b umzuschalten, wie in Fig. 7 (C) gezeigt.
Das heißt, bis der Empfangspegel des momentanen Signalempfangssystems niedriger wird als der untere Schwellenwert und der Empfangspegel des anderen Signalempfangssystems den oberen Schwellenwert übersteigt, schaltet die CPU 85 nicht von dem momentanen Signalempfangssystem auf das andere um, d.h, der augenblickliche Signalempfang wird fortgesetzt. Wenn die Empfangspegel im wesentlichen gleich sind, wird demnach das häufige Umschalten zwischen den Signalempfangssystemen unterdrückt, und der Datenverlust wird folglich verhindert. Außerdem werden in der Diversity-Signalempfangsvorrichtung die Ersatzwiderstände 14 und 15 impedanzmäßig an die Empfangsantennen 3a bzw. 3b angepaßt, so daß keine ungewünschten reflektierten Wellen erzeugt werden.
Fig. 8 ist ein Blockschaltbild, das den Aufbau einer Diversity-Signalempfangsvorrichtung zeigt, die eine dritte Ausführung der Erfindung ist. Die in Fig 8 gezeigte Vorrichtung unterscheidet sich von der in Fig. 6 gezeigten dadurch, daß die Verteiler 4a und 4b mit einem Multiplexer 16 verbunden sind, der mit einer Pegelüberwachungsschaltung 12 verbunden ist, und daß die zwei Signalempfangssysteme 5a und 5b gemeinsam mit einem Empfänger 6 und einem Ersatzwiderstand 14 verbunden sind.
Das heißt, der Pfad 5a1 der Signalempfangssystem-Umschalteinrichtung 5a ist mit dem Empfänger 6 verbunden, und der Pfad 5a2 ist mit dem Ersatzwiderstand 14 verbunden; und der Pfad 5b1 der anderen Signalempfangssystem-Umschalteinrichtung 5b ist mit dem Empfänger 6 verbunden, und der Pfad 5b2 ist mit dem Ersatzwiderstand 14 verbunden.
Die so aufgebaute Diversity-Signalempfangsvorrichtung arbeitet wie folgt:
Der Multiplexer 16 schaltet die über die Verteiler 4a und 4b daran angelegten Eingangssignale jede vorbestimmte Zeitdauer gegenseitig um und liefert sie an die Pegelüberwachungsschaltung 12 und die Signalempfangssystem-Umschalteinrichtungen 5a und 5b. Die Pegelüberwachungsschaltung 12 unterzieht die ihr zugeführten Eingangssignale abwechselnd jede vorbestimmte Zeitdauer der Hüllkurvengleichrichtung und legt sie an die Pegelvergleichsschaltung 8 an. Ähnlich wie im Fall von Fig. 6 erfaßt die Pegelvergleichsschaltung 8 den Wechsel der Empfangspegel, so daß ein Befehlssignal an die Signalempfangssystem-Umschalteinrichtung in dem momentanen Signalempfangssystem angelegt wird, um vom Empfänger 6 auf den Ersatzwiderstand 14 umzuschalten, und ein Befehlssignal an die Signalempfangssystem-Umschalteinrichtung in dem anderen Signalempfangssystem mit dem höheren Empfangspegel angelegt wird, um vom Ersatzwiderstand auf den Empfänger umzuschalten.
Die Bereitstellung des Multiplexers 16 erlaubt somit eine Verminderung der Anzahl von Pegelüberwachungsschaltungen, Empfängern und Ersatzwiderständen, das heißt, die Vorrichtung verwendet nur eine Pegelüberwachungsschaltung, einen Empfänger und einen Ersatzwiderstand für die gleiche Wirkung mit dem Ergebnis, daß die Herstellungskosten entsprechend reduziert werden.
Fig. 9 ist ein Blockschaltbild, das die Diversity-Signalempfangsvorrichtung vön Fig. 8 zeigt, die gemäß einer vierten Ausführung der Erfindung mit einer Sendefunktion ausgestattet ist. In der Vorrichtung sind die Signalempfangssystem-Umschalteinrichtungen 5a und 5b mit einer Sende-Empfang-Umschalteinrichtung 9 verbunden, die mit dem Empfänger 6 und einem Sender 10 verbunden ist, und der Empfänger 6 ist mit einem Sende-Empfang-Umschaltsignalerzeugungsabschnitt 11 verbunden, der als Reaktion auf ein Datenempfangsbestätigungssignal oder ein durch den Bediener bereitgestelltes Datensendeanforderungssignal ein Sende-Empfang-Umschaltsignal erzeugt, um von Empfangen auf Senden umzuschalten. Das so erzeugte Sende-Empfang-Umschaltsignal wird an die CPU 85 in der Pegelvergleichsschaltung 8 angelegt.
Als Reaktion auf das Sende-Empfang-Umschaltsignal legt die CPU 85 ein Befehlssignal an die Signalempfangssystem-Umschaltvorrichtungen 5a und 5b an, um das Signalempfangssystem mit dem höchsten Empfangspegel auszuwählen, und liefert ein Sende-Empfang-Umschaltbefehlssignal an die Umschalteinrichtung 9.
In dem oben beschriebenen Diversityantennen-Kommunikationssystem unterdrückt die Pegelvergleichsschaltung 8 die Häufigkeit des Umschaltens zwischen den Antennen, wenn die Empfangspegel einander im wesentlichen gleich sind, mit dem Ergebnis, daß auch beim Senden von Daten mit dem Sender die Häufigkeit des Umschaltens zwischen den Antennen verringert wird und der Verlust von Sendedaten verhindert werden kann.
Bei der oben beschriebenen Ausführung ermittelt die Pegelvergleichsschaltung 8 auf der Basis der ständig überwachten Empfangspegel die Antenne, die den höchsten Empfangspegel liefert. Beim Senden von Daten verbindet die Sende-Empfang-Umschalteinrichtung 9 den Sender mit der so ermittelten Antenne. Das heißt, das Senden wird mit der Antenne durchgeführt, die den höchsten Empfangspegel liefert. In diesem Fall kann die gerufene Station wegen der Antennen-Umkehrbarkeit das Signal bei einem maximalen Pegel empfangen, was bedeutet, daß die Antenne, die auf einer Sendeseite den höchsten Signalempfangspegel liefert, auf einer Empfangsseite den höchsten Signalempfangspegel bereitstellen kann. Die Kommunikation der mobilen Einheit kann daher in der Qualität verbessert werden, und das Problem, daß Sendedaten nicht zu der gerufenen Station gesendet werden, kann im wesentlichen beseitigt werden.
Anders als bei einem herkömmlichen Kommunikationssystem, das Monopolantennen verwendet, werden bei dem Kommunikationssystem der Erfindung die Richtantennen mit abwechselnden Sende- und Empfangsbetriebsarten benutzt, was das Problem beseitigt, daß eine mobile Einheit (Mobilstation) die Funkwelle, die sie gesendet hat, empfängt.
In der Vorrichtung setzt die Überwachungspegeleinstelleinrichtung den Empfangspegel des Signalempfangssystems, das zum tatsächlichen Signalempfang nicht benutzt wird, auf einen niedrigeren Pegel als der Überwachungspegel des Signalempfangssystems, das zum tatsächlichen Signalempfang benutzt wird, und, wenn Eingangssignale im wesentlichen den gleichen Signalpegel aufweisen, ermittelt folglich die Signalempfangssystem-Ermittlungseinrichtung das momentane Signalempfangssystem als im Empfangspegel am höchsten. In dem Fall, wo Signale mit im wesentlichen gleichem Empfangspegel empfangen werden, führt daher die Signalempfangssystem-Umschalteinrichtung das Umschalten der Signalempfangssysteme nicht durch, was die Möglichkeit des Datenverlustes verringert.
In der Vorrichtung wird, wenn der Empfangspegel des momentanen Signalempfangssystems niedriger wird als der untere Schwellenwert, während der Empfangspegel des Signalempfangssystems mit dem höchsten Empfangspegel den oberen Schwellenwert übersteigt, vom momentanen Signalempfangssystem auf das Signalempfangssystem mit dem höchsten Empfangspegel umgeschaltet. Wenn Eingangssignale im wesentlichen den gleichen Empfangspegel aufweisen, wird daher das Umschalten der Signalempfangssysteme nicht durchgeführt. Mit anderen Worten, wenn Eingangssignale im wesentlichen den gleichen Empfangspegel aufweisen, arbeitet die Signalempfangssystem-Umschalteinrichtung nicht, mit dem Ergebnis, daß die Möglichkeit des Datenverlustes verringert wird.

Claims

1. Diversity-Signalempfangsvorrichtung mit:

mehreren Empfangssystemen (3a, 4a; 3b, 4b) zum Empfangen einer Reihe von Signalen;

mindestens einem Empfänger (6; 6a; 6b) zum Empfangen und Demodulieren der Reihe von Signalen, die von den mehreren Empfangssystemen abgegeben werden;

einer Empfangssystem-Erfassungseinrichtung (8, 12, 13) zum Überwachen und Vergleichen der Signalempfangspegel der mehreren Empfangssysteme, um einen Änderungszeitpunkt des maximalen Empfangspegels bei den mehreren Empfangssystemen zu erfassen und ein Umschaltsignal für die Empfangssysteme nach Maßgabe des Vergleichsergebnisses zu erzeugen, und

einer Empfangssystem-Umschalteinrichtung (5a, 5b) zum Schalten von einem gegenwärtigen Empfangssystem auf das Empfangssystem, das den maximalen Empfangspegel hat, im Ansprechen auf das Umschaltsignal;

gekennzeichnet durch:

eine Empfangspegel-Einstelleinrichtung (14, 15, 85) zum Einstellen eines oberen Schwellenwertpegels (C) und eines unteren Schwellenwertpegels (D) für einen Signalempfangspegel zu dem Änderungszeitpunkt und zum Abgeben des Empfangssystem-Umschaltsignals, wenn der Signalempfangspegel des gegenwärtigen, für den augenblicklichen Signalempfang benutzten Empfangssystems niedriger als der untere Schwellenwertpegel (D) ist, und wenn der Signalempfangspegel eines Signalempfangssystems, das den maximalen Empfangspegel hat, den oberen Schwellenwertpegel (C) überschreitet

2. Diversity-Signalempfangsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der mehreren Empfangssysteme (3a, 4a; 3b, 4b) eine Antenne (3a; 3b) zum Empfangen der Reihe von Signalen und einen Verteiler (4a; 4b) zum Verteilen der Reihe von Signalen von der Antenne auf die Empfangssystem-Umschalteinrichtung (5a, 5b) und die Empfangssystem-Erfassungseinrichtung (8, 12, 13) umfaßt.

3. Diversity-Signalempfangsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere und der untere Schwellenwertpegel (C; D) derart bestimmt sind, daß ein "deep fading" erfaßbar ist.

4. Diversity-Signalempfangsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangspegel-Einstelleinrichtung (14, 15, 85) einen Dummy-Widerstand (14, 15) aufweist, der eine niedrigere Impedanz als ein äquivalenter Widerstand des Empfängers (6; 6a; 6b) hat.

5. Diversity-Signalempfangseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit:

einem Sender (10) zum Senden einer Reihe von Signalen und

einer Sende- und Empfangs-Umschalteinrichtung (9) zum Schalten der Verbindung zwischen dem Empfänger (6) und den Empfangssystemen (3a, 4a; 3b, 4b) auf die zwischen dem Sender (10) und den Empfangssystemen (3a, 4a: 3b, 4b), um dadurch den Sender (10) mit dem Empfangssystem zu verbinden, das den maximalen Empfangspegel hat, und die Reihe von Signalen unter Benutzung des Empfangssystems zu senden, das den maximalen Empfangspegel hat.

6. Diversity-Signalempfangseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Empfangssystem, das den minimalen Empfangspegel unter den mehreren Empfangssystemen (3a, 4a; 3b, 4b) hat, abgeschaltet wird und die übrigen Empfangssysteme für das Aussenden und Empfangen von Signalen benutzt werden.