JP4323381B2

JP4323381B2 - 無線受信装置

Info

Publication number: JP4323381B2
Application number: JP2004165938A
Authority: JP
Inventors: 利晴木槫
Original assignee: Oki Semiconductor Co Ltd
Current assignee: Lapis Semiconductor Co Ltd
Priority date: 2004-06-03
Filing date: 2004-06-03
Publication date: 2009-09-02
Anticipated expiration: 2024-06-03
Also published as: JP2005348137A; KR20060043232A; US20050272384A1; KR101169357B1; CN1705258A; US7400872B2

Description

本発明は、無線受信装置に関するものである。本発明の無線受信装置は、たとえば無線LAN（Local Area Network）に代表され、無線パケットを受信するダイバーシティ方式による装置に関するものである。

ダイバーシティは、２本以上のアンテナで電波を受信し、より受信状態の良いアンテナからの電波を用いるようにアンテナを切り替えながら、電波を受信する方式である。この方式を適用する無線パケット受信装置は、高周波部およびベースバンド処理部を有している。高周波部は、各アンテナからの無線受信信号を切り替える切替スイッチと、切替スイッチからの出力をディジタル信号に変換するA/D部を備えている。

切替スイッチは、装備されているアンテナを一定時間毎に切り替えて電波を受信する。A/D部は、電波の強さを測定するRSSI（Received Signal Strength Indicator）用A/D変換器およびそれぞれI/Q（In-phase/Quadrature）成分用A/D変換器を有している。A/D部は、これら変換したディジタル信号をそれぞれ、ベースバンド部に供給している。ベースバンド部は、RSSIパワー検出部、I/Q検出部およびI/Q復調部を有している。

高周波部のRSSI用A/D変換器は、変換したディジタル信号をRSSIパワー検出部に供給する。また、高周波部のI/Q成分用A/D変換器は、I/Q検出部およびI/Q復調部にそれぞれ変換したディジタル信号を供給している。

I/Q検出部は、データを検出すると、I/Q復調部を動作させる。I/Q復調部は、選択された一方のアンテナからの受信データに対する自己相関を求め、得られた相関値を保存する。次に他方のアンテナからの電波を受信するように、切替スイッチで切り替えて、このアンテナでの受信データに対する自己相関値を求める。ベースバンド部では、この算出した自己相関値と保存した自己相関値とを比較し、大きい値を提供するアンテナを選び、その後の受信アンテナに使用する。

一方、RSSI用A/D変換器とRSSIパワー検出部の信号系は、送信時に他の端末装置が電波を出しているか否かの検出に使用する。すなわち、本装置が送信してよいか否かの判断に用いている。

より具体的なダイバーシティ方式が特許文献１および２に提案されている。特許文献１は、逆拡散復調回路26の出力を切替制御回路27に供給し、切替制御回路27にてパケットのプリアンブル部を受信したときに発生する相関出力に基づいてダイバーシティ受信アンテナを選択し、パケットの受信中にアンテナ切替をしないことによりビットエラーの発生しない状態を維持して、マルチパス環境下での伝送効率低下を防止する。

特許文献２は、無線通信システムでのマルチパス・フェーディング現象に対処して、送信アンテナ・ダイバーシティ手法および受信アンテナ・ダイバーシティ手法の両方を動的に組み合わせて調整することを開示している。とくに、特許文献２には、選択アンテナ・ダイバーシティおよび切換アンテナ・ダイバーシティが記載されている。前者は局に少なくともフェーディング・コヒーレンス距離だけ離れた別々のアンテナに接続された複数の別々の無線通信トランシーバが存在し、復調およびパケット緩衝の後に選択する手法である。後者は、前述したように複数のアンテナを一定時間毎に切り替える手法である。
特開平10−28107号公報特許第2692779号

ところで、無線環境における電波受信では、所望の受信電波以外の電波が妨害電波として存在している。妨害電波等の影響を考慮すると、RSSIパワー検出部による単純なパワー検出では、装備するアンテナのいずれが良好な状態にあるか判断できない。この判断のためにダイバーシティでは、上述したように、I/Q復調部で各アンテナの相関値を求め、相関値を比較することによりアンテナを選択している。しかしながら、I/Q復調部は、動作する回路が多く、アンテナ選択までに多大な電力が消費されてしまう。特許文献１および２は、ともに、ダイバーシティにおいて複数のアンテナの中から一つを選択して、良好な電波の受信を可能にするアンテナの選択について開示されているが、消費電力の低減について開示も示唆もされていない。

本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、確実に良好なアンテナを選択し、消費電力を抑制することができる無線受信装置を提供することを目的とする。

本発明は上述の課題を解決するために、複数のアンテナと、これらのアンテナで受信した信号を切り替える切替手段と、受信した信号それぞれに含まれる同相/直交成分に対する相関値を比較して、アンテナの一つを選択し、切替手段を制御する第１の選択制御手段と、受信した信号の強度を指標として測定するとともに、ダイバーシティの受信におけるアンテナの選択制御および第１の選択制御手段の起動を制御する第２の選択制御手段とを含むことを特徴とする。

本発明の無線受信装置は、受信した信号のそれぞれを切替手段で切り替えて、第１の選択制御手段に供給し、第１の選択制御手段でアンテナの選択制御を切替手段に対して行い、この時点でのアンテナの確定に応じて第２の選択制御手段を起動させる起動信号を供給して、第２の選択制御手段での処理がノイズ等を誤検出して動作することなく、確実に受信したい信号に対して動作させることにより、無駄な動作をなくすことができ、ノイズ等による誤動作もなくすことができる。

また、本発明は上述の課題を解決するために、無線端末装置のインフラストラクチャモードにおいて、複数のアンテナの中から一つのアンテナを選択する方法において、この方法は、最初に選んだアンテナから供給される現在の受信信号の相関値を求める第１の工程と、この現在の受信信号の相関値があらかじめ設定した安定な受信を可能にする閾値以上の高い相関値か否かを判断する第２の工程と、この閾値より小さい相関値の場合、複数のアンテナから供給される受信信号それぞれの相関値を基に一つのアンテナを選択する第３の工程とを含むこと特徴とする。

本発明のアンテナ選択方法は、インフラストラクチャモードで最初に選んだアンテナがあらかじめ設定した安定な受信を可能にする閾値より高い相関値を有する受信信号を供給する場合、このアンテナを使い続けることにより、ダイバーシティの受信によるアンテナ選択を回避して、I/Q部の動作を抑制することができる。

さらに、本発明は上述の課題を解決するために、無線端末装置のインフラストラクチャモードにおいて、複数のアンテナの中から一つのアンテナを選択する方法において、この方法は、複数のアンテナからの受信信号それぞれの相関値を基にするダイバーシティによるアンテナの選択を行う第１の工程と、この選択により供給される受信信号が正常な受信か否かを判断する第２の工程と、この判断にて正常と判断された際に得られたアンテナの受信信号に対する値を保持する第３の工程と、この保持した値より低い受信信号の相関値が得られた際にダイバーシティにより複数のアンテナから一つのアンテナを選択する第４の工程とを含むことを特徴とする。

本発明のアンテナ選択方法は、最初の１回だけダイバーシティによるアンテナ選択を行い、正常な受信による相関値を保持し、この値より低い受信信号を検出したときを除き、選択したアンテナを使うことにより、ダイバーシティの受信によるアンテナ選択を減らして、I/Q部の動作を抑制することができる。

次に添付図面を参照して本発明による無線受信装置の実施例を詳細に説明する。

本実施例は、本発明の無線受信装置をダイバーシティ受信機10に適用した場合である。本発明と直接関係のない部分について図示および説明を省略する。以下の説明で、信号はその現れる接続線の参照番号で指示する。

ダイバーシティ受信機10は、図１に示すように、アンテナ12aおよび12b、高周波（Radio Frequency）部14、ならびにベースバンド部16を含む。アンテナ12aおよび12bは、無線LAN（Local Area Network）で使われる空間/偏波ダイバーシティアンテナである。アンテナ12aおよび12bは、それぞれ、受信した信号をRF部14に供給される。

RF部14は、RFスイッチ部18およびAD変換部20を有している。RFスイッチ部18は、アンテナ12aおよび12bから供給される信号のいずれか一方を選択する機能を有している。この選択は、ベースバンド部16から供給されるアンテナ切替信号22および24に応じて行われる。RFスイッチ部18は、選択したアンテナの信号26をAD変換部20に供給する。

AD変換部20は、供給される信号26をディジタル信号に変換する機能を有する。AD変換部20は、RSSI AD変換部28およびI/Q AD変換部30を含む。RSSI AD変換部28は、信号26をディジタル信号32に変換して、ベースバンド部16のダイバーシティ機能付RSSIパワー検出部34に供給する。I/Q AD変換部30も信号26をディジタル信号36に変換して、ベースバンド部16のI/Q部38に供給する。

ベースバンド部16は、ダイバーシティ機能付RSSIパワー検出部34およびI/Q部38を含む。ダイバーシティ機能付RSSIパワー検出部34は、供給されるディジタル信号32を基に送信時に他の端末装置が電波を出しているか否かを検出するとともに、ダイバーシティ機能を備えている。ダイバーシティ機能付RSSIパワー検出部34は、アンテナ切替信号22およびIQ起動信号40を生成し、それぞれ、RFスイッチ部18およびI/Q部38に供給する。

ダイバーシティ機能付RSSIパワー検出部34は、図２に示すように、ダイバーシティ起動部42、ラッチ部44、制御部46およびデータ比較部48を含む。ダイバーシティ起動部42は、RSSI AD変換部28からのディジタル信号32を基にRSSIパワー検出部34における起動信号としてのパワー検出信号50を生成する機能を有している。ダイバーシティ起動部42は、生成したパワー検出信号50を制御部46に供給する。

ラッチ部44は、アンテナ12aおよび12bから供給されるディジタル信号32をそれぞれ一時格納する機能を有し、バッファ52および54を含む。バッファ52および54には、それぞれ、アンテナ12aおよび12bからのディジタル信号をロードするロード信号56および58が供給される。バッファ52および54は、それぞれ、制御部46の比較部56Aに読み出したデータ58および60を出力する。

制御部46は、アンテナ切替信号22およびIQ起動信号40をそれぞれ、生成する機能を有している。制御部46は、比較部56Aを含む。比較部56Aは、あらかじめ設定した比較条件を満足するか否かに応じてアンテナ切替信号22を出力する。本実施例の比較部56Aでは、データ60がデータ62より大きいという比較条件が設定されている。比較部56Aは、比較条件が真の場合、反転したアンテナ切替信号22を出力する。制御部46は、上述した比較条件が偽の場合、反転しないアンテナ切替信号22を出力するとともに、後述するデータ比較部48の結果が真に応じてアンテナ確定させ、IQ起動信号40を生成する。

データ比較部48は、供給されるディジタル信号32とあらかじめ設定したパワー検出閾値64とを比較し、この比較によって誤検出か否かを判断する機能を有している。データ比較部48は、たとえばパワー検出閾値64よりディジタル信号32が大きいとき誤検出でないとする判断信号66（真）を制御部46に供給する。

図１に戻って、I/Q部38は、I/Q検出部380およびI/Q復調部382を含む。I/Q部38は、ダイバーシティ機能付RSSIパワー検出部34から供給されるIQ起動信号40に応じて動作を開始する。I/Q検出部380は、供給される信号36に含まれる同相成分と直交成分を検出する機能を有する。I/Q復調部382は、供給される信号36から同相成分と直交成分を復調し、アンテナ12aおよび12bから得られた信号の自己相関値を求め、相関値の高いアンテナを選択するアンテナ切替信号24を生成する機能を有する。I/Q部38は、生成したアンテナ切替信号24をRFスイッチ部18に供給する。I/Q部38は、最終的にアンテナを確定させる機能を有し、I/Q部38での確定したアンテナがダイバーシティ機能付RSSIパワー検出部34でのアンテナと異なる場合、I/Q部38のアンテナ確定を採用する。

なお、本実施例のダイバーシティ受信機10は、ベースバンド部16までで物理層を形成している。

次にダイバーシティ受信機10の動作について説明する。アンテナ12aおよび12bは、それぞれ、図3(a)および図3(b)に示すように電波を受信し、受信信号がRFスイッチ部18に供給される。RFスイッチ部18は、図3(c)に示すように、RSSI AD変換部28に出力信号26を一定時間毎に切り替えて、出力する。一定レベル（パワー検出閾値：THp）以上の電波を待ち、一定レベル以上の電波を示す出力信号26がダイバーシティ起動部42に供給されると、ダイバーシティ起動部42は、図3(d)のパワー検出信号50を出力する。これにより、RSSIパワー検出部34はダイバーシティ検出モードにする。このモードにおいて、RSSI AD変換部28は、図3(e)の出力信号32を供給する。この供給は、図3(f)のアンテナ切替信号22のレベルに応じてRFスイッチ部18を切り替えることで行われる。

出力信号32は、ダイバーシティ起動部42だけでなく、ラッチ部44にも供給される。ラッチ部44のバッファ52には、ある程度、出力信号32が安定する時間の経過後に図3(g)のロード信号56が供給される。バッファ52は、出力信号32のアンテナ12aのデータを保持する。同様に、バッファ54も図3(i)のロード信号58に応じてアンテナ12bのデータを保持する。バッファ52および54は、それぞれ、ロード信号56および58の異なる立下りタイミングで図3(h)および図3(j)に示すデータ60および62を比較部56Aに出力する。

比較部56Aは、データ60がデータ62より大きい場合、アンテナ切替信号22のレベルを反転させ、図3(f)のレベル“L”をRFスイッチ部18に供給する。このとき図3(c)に示すアンテナ12aの受信信号が信号32としてデータ比較部48に供給される。データ比較部48は、パワー検出閾値64と信号32との大きさを比較して、瞬間的なノイズ等による誤検出か否かを判断する。データ比較部48は、判断信号66を制御部46に供給する。制御部46は、正常な信号と確認された際に図示しないが、アンテナを確定し、I/Q部38を起動するIQ起動信号40を生成する。制御部46は、生成したIQ起動信号40を図3(k)のタイミングにて立ち上げてI/Q部38の受信を開始させる。

また、上述した場合と逆に、図3(l)および図3(m)が示すように、アンテナ12aの入力レベルがアンテナ12bの入力レベルより小さい場合、図3(n)のように、RFスイッチ部18は出力信号26を出力する。ラッチ部44の動作は前述した通りである。この場合、比較部56は、データ60がデータ62以下であるから、図3(o)のアンテナ切替信号22を時刻Tにてレベル反転させずに出力する。この後、データ比較部48は、パワー検出閾値64と図3(n)に示すアンテナ12bの受信信号である信号32との大きさを比較して、瞬間的なノイズ等による誤検出か否かを判断する。データ比較部48は、判断信号66を制御部46に供給する。制御部46は、正常な信号と確認された際にアンテナを確定し、I/Q部38を起動するIQ起動信号40を生成する。制御部46は、生成したIQ起動信号40を図3(p)に示すように図3(k)と同じタイミングにて立ち上げてI/Q部38の受信を開始させる。

次に瞬間的なノイズが入った場合の動作について図４を参照しながら、説明する。図4(a)〜図4(k)の各信号は、図3(a)〜図３(k)で説明した信号に同じである。図4(a)および図4(b)に示すようなノイズを含む信号を受信すると、RFスイッチ部18は、図4(c)に示す出力信号26を出力する。RSSIパワー出部34は、信号の入力を受けて、図4(d)に示すパワー検出信号50を出力する。比較部56は、アンテナ切替信号22に応じたRSSI
AD変換部28の出力信号32をラッチ部44から入力して、比較する。この比較によりアンテナを確定させる。この後、データ比較部48にて判断するが、図4(c)の時刻68における出力信号32は、パワー検出閾値64よりも小さい。したがって、データ比較部48は判断信号66を偽として出力する。

制御部46は、判断信号66を受けて、IQ起動信号40を生成せず、パワー検出信号50の出力も停止させる。制御部46は、ダイバーシティ受信機10を待ち受けの動作に戻す。

このように動作させることにより、瞬間的なノイズが入っても、アンテナ確定後、再度入力信号のパワーレベルを比較し、判断することでI/Q部38を起動させない。一般的に、たとえば家庭や小規模なオフィスでの使用を考えると、RSSIパワー検出部34でのアンテナ選択は、I/Q部38での相関値を基にしたアンテナ選択と同じ結果がほとんどの場合に得られると考えられる。したがって、ダイバーシティ受信機10は、RSSIパワー検出部34をこれまでのI/Q部38によるアンテナ選択に代わって動作させ、起動の要求に応じてI/Q部38を動作させると、消費電力の大きいI/Q部38の動作時間を減らすことになる。この結果として消費電力を抑制することができる。

ところで、図5(a)に示すように、２度目のパワー検出するタイミング70でノイズが発生すると、データ比較部48は、真、すなわち正常と判断する。ノイズにより、ダイバーシティ受信機10は、図5(i)のIQ起動信号40を出力し、誤動作してしまう。

そこで、本発明の無線受信装置を適用したダイバーシティ受信機10における他の実施例を説明する。図６に示すダイバーシティ受信機10は、図２の構成要素にフィルタ部72をダイバーシティ起動部42およびラッチ部44の入力側に新たに設けている。フィルタ部72は、フィルタ74および76を含む。フィルタ74は高感度特性を有し、フィルタ76は低感度特性を有している。フィルタ74は、出力信号78をダイバーシティ起動部42に出力する。フィルタ74は、誤検出防止を無視し、ダイバーシティ起動部42の動作開始タイミングを早くする。これにより、たとえばOFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）のフレームで規定されているように時間的に余裕のない信号を扱う場に合でも追従を可能にする。また、フィルタ76は、出力信号80をラッチ部44およびデータ比較部48の一端側に出力する。フィルタ76は、誤検出防止を重視し、高速追従性を考慮していない。制御部46は、リセットするリセット信号82を生成し、ダイバーシティ起動部42およびラッチ部44のそれぞれに供給している。

次にダイバーシティ受信機10の動作について図７を参照しながら、説明する。図7(a)のRFスイッチ部18の出力信号26は、タイミング84以降が受信したい信号で、これ以前の２回のノイズを表している。図7(b)に示すように、フィルタ74は、高感度特性によりRFスイッチ部18の出力信号26とほぼ同じ出力信号78を出力する。また、フィルタ76は、低感度特性により出力が平均化され、たとえば図7(c)のような出力波形になる。

ダイバーシティ起動部42は、図7(d)に示すように、フィルタ74の出力信号78によりパワー検出信号50を出力してしまう。そして、図7(f)〜図7(k)に示すように、アンテナを切り替えて、ラッチ部44にロードしたデータを出力し、比較部56Aでデータ60および62を比較する。この比較により、アンテナを確定した後、データ比較部48でパワー検出閾値64とフィルタ76の出力信号80とを比較し、判断する。このとき、出力信号80は、パワー検出閾値64のレベルに達していない。データ比較部48は、偽と判断して、判断信号66を制御部46に出力する。制御部46は、判断信号66を受けて、２回目の信号がノイズによる誤検出と判断して、リセット信号82を生成する。ダイバーシティ起動部42は、リセット信号82を入力して、パワー検出信号50をネゲートする。ダイバーシティ起動部42は信号待ち状態に戻る。したがって、制御部46は、ノイズ検出期間にわたりIQ起動信号40も生成しない。

この後、本来の受信したい信号を受信した際に、ダイバーシティ起動部42は、出力信号78を基にパワー検出信号50を出力する。アンテナ確定後のデータ比較まで十分な時間が取れるから、フィルタ76の出力信号80は図7(c)に示すパワー検出閾値64を越える。データ比較部48は、判断信号66を制御部46に供給する。制御部46は、この時点86でアンテナを確定し、はじめてIQ起動信号40を生成し、出力する。

このように起動処理、確定処理、ならびに２系統のフィルタ74および76を持たせて、動作させることにより、アンテナ確定時間の短縮化とアンテナ確定における安定性の要求をともに満たすことができる。

先の実施例のようにI/Q部38によりアンテナを切り替えるダイバーシティ受信機10は、OFDM方式のフレーム規格が要求する時間に対して検出時間が長すぎ、ダイバーシティ動作を断念するしかなかった。しかしながら、本実施例の構成によるダイバーシティ受信機10は、I/Q部38による検出よりも短時間で検出できることから、OFDM方式のフレーム規格でもダイバーシティを実現することができる。また、ダイバーシティ受信機10はノイズの誤検出にも対応することができる。

前述した実施例は、物理層において消費電力を抑制することを説明した。I/Q部38における消費電力の抑制は、物理層だけに限定されるものでなく、物理層と異なるMAC（Media Access Control）層で行うようにしてもよい。実際にダイバーシティ受信機10を無線LAN装置に適用し、I/Q部38を動作対象とするインフラストラクチャモードで使う場合について説明する。インフラストラクチャモードでの無線LAN装置におけるデータ送受信はアクセスポイントと行うことが決まっている。また、無線端末装置をパーソナルコンピュータとすると、一般的に設置を変えることはない。また、本実施例のインフラストラクチャモードは、端末装置同士を一対一で通信するアドホックモードも含んでいる。したがって、最初に相関値を採り、アンテナを決定すると、インフラストラクチャモードで同じ状態が続くと考えられる。この考えを基にして、この状況を考慮すると、相関値を比較するか否かの判定に応じて動作させることにより受信毎に相関値を比較し、アンテナ選択しなくても済むようになる。次に本発明のアンテナ選択方法を適用した具体的なアンテナ選択方法について説明する。

なお、本実施例における構成は、従来の構成要素を具備していればよい。

ダイバーシティ受信機10は、図８に示すように、ノンダイバーシティ受信における現在の受信相関値をNDとして取得する（ステップS10）。すなわち、設定されているアンテナにより電波を受信する。次に現受信相関値NDが検出閾値Z以上か否かを判断する（ステップS12）。検出閾値Zは、安定な受信可能が期待できる相関値である。現受信相関値NDが検出閾値Z以上の場合（YES）、データ受信に進む（ステップS14へ）。また、現受信相関値NDが検出閾値Zより小さい場合（NO）、ダイバーシティ受信してアンテナの選択処理に進む（ステップS16へ）。

ステップS14においてダイバーシティ受信機10は、上述した条件の下でデータを受信する。この受信後、設定中のアンテナによる電波の受信に再び戻る。

また、ステップS16において、ダイバーシティ受信を行い、アンテナを選択する。この選択では、たとえば最も高い受信相関値が得られるアンテナを選ぶ。選択したアンテナを介してデータを受信する（ステップS14へ）。

ダイバーシティ受信機10は、アクセスポイントとの距離が近いと、現受信相関値NDが検出閾値Z以上の関係にあると考えられることから、ダイバーシティ受信によるアンテナ選択を行わずに済ます可能性が高い。すなわち、消費電力の大きいI/Q部の相関値によるアンテナ選択がなくなる。このようなアンテナの使用により、ダイバーシティ受信機10は、消費電力を抑制することができる。

次に無線LAN端末装置に適用したダイバーシティ受信機10における他の実施例としての動作手順を説明する。本実施例のアドホックモードを含むインフラストラクチャモードでは各端末装置がデータを送受信するアクセスポイントは限定されている。したがって、一度ネットワークに接続されると、端末装置はアクセスポイントとの距離が極端に変動することが考えられない。まず、図９に示すように、ダイバーシティ受信して、アンテナを選択する（ステップS20）。このときの現受信相関値Yを取り込む。

次に受信が正常か否かを判断する（ステップS22）。正常な場合（YES）、データの保存に進む（ステップS24へ）。異常な場合（NO）、ダイバーシティ受信に戻る（ステップS20へ）。

ステップS24では、データ（現受信相関値Y）を変数Xに保存する。この後のデータ送受信では、ダイバーシティによるアンテナ選択を行わず、前回の受信にて使用したアンテナを用い、受信する。すなわち、ノンダイバーシティ受信を行う（ステップS26）。このとき、受信した現受信相関値をYとして取り込む。

次にノンダイバーシティ受信による現受信相関値Yが変数X以上か否かを判断する（ステップS28）。この条件が真（YES）の場合、受信の状況の判断に進む（ステップS30へ）。また、この条件が偽（NO）の場合、再びダイバーシティ受信に戻す（ステップS20へ）。

ステップS30にて再び受信が正常か否か判断する。正常な場合（YES）、ノンダイバーシティ受信に戻る（ステップS26へ）。異常な場合（NO）、ダイバーシティ受信に戻す（ステップS20へ）。前述したように相関値Yが変数Xより小さくなったり、正常な受信ができなくなったりするとき、端末装置が移動して離れていると考えられる。この考えを基にダイバーシティ受信によるアンテナ選択を行う。

このように移動しない限り相関値が変数Xの関係にあると考えるから、最初の１回だけI/Q部における相関値を比較すればよいことになる。この1回に限定できることにより、消費電力を抑制することができる。

さらに、前述した２つの実施例を合成した手順を説明する。図10に示すように、検出閾値Zを変数Xに保存する（ステップS40）。この後、ノンダイバーシティ受信を行う（ステップS42）。このとき得られた現受信相関値Yとする。

次に現受信相関値Yが変数Xの値以上か否かを判断する（ステップS44）。この条件が真（YES）の場合、受信状況の判断に進む（ステップS46へ）。この条件が偽（NO）の場合、さらなる判断に進む（ステップS48へ）。

受信状況の判断は、受信が正常か否かを判断する（ステップS46）。正常な場合（YES）、ノンダイバーシティ受信に戻る（ステップS42へ）。異常な場合（NO）、最初の処理に戻る（ステップS40へ）。

さらなる判断としてノンダイバーシティにおける現受信相関値Yが変数Xの値以上か否かを判断する（ステップS48）。この条件が真（YES）の場合、前述した受信状況の判断に進む（ステップS46へ）。この条件が偽（NO）の場合、ダイバーシティ受信処理に進む（ステップS50へ）。

ダイバーシティ受信処理では、ダイバーシティ受信し、たとえば最も高い受信相関値を提供するアンテナを選択する（ステップS50）。このとき得られた現受信相関値をYとして格納する。

次にこのダイバーシティ受信が正常か否かを判断する（ステップS52）。正常な場合（YES）、データの保存処理に進む（ステップS54へ）。異常な場合（NO）、最初の処理に戻る（ステップS40へ）。

次にデータ保存処理は、ダイバーシティ受信で得られた現受信相関値Yを変数Xに保存する。この保存後、ノンダイバーシティ受信に戻して、電波の受信を継続する。

上述した工程は、それぞれ次のような意味を含む。すなわち、受信した現受信相関値Yが安定受信を期待できる検出閾値である閾値Zより大きければ、ダイバーシティ受信によるアンテナ選択は行わない。現受信相関値Yが検出閾値Zより小さければ、ダイバーシティ受信によるアンテナ選択を行う。さらに、受信が正常ならば、現受信相関値Yを変数Xに受信相関値として保存する。現受信相関値Yが検出閾値Zより小さく、かつ変数Xより小さくならない限り、ダイバーシティによるアンテナ選択を行わない。

アクセスポイントまでの距離が近い状況の場合、一度もダイバーシティによるアンテナ選択を行わずに済ますことができ、アクセスポイントとある程度の距離があっても、正常に受信できれば、１回のダイバーシティ受信によるアンテナ選択だけで済ますことができることから、消費電力を抑制することができる。

本発明の無線受信装置は、たとえば家庭や小規模なオフィス等の環境にて使用することが好ましい。このようなノイズの少ない環境下で低消費電力化を実現させ、ノイズの多い環境下では従来のダイバーシティ方式を採用し、安定した受信を行うことが望ましい。

また、無線端末装置の数においても同様のことが言える。すなわち、無線端末装置の数が少ない環境で本発明を採用し、装置数の多い環境で従来の方式を採用するとよい。この他、本発明と従来の方式の切替えは、誤検出率の自動計測値と所定の誤検出率とを比較し、所定の誤検出率より計測値が低くなった際に本発明の受信モードにするようにすることが好ましい。

以上のように構成することにより、ダイバーシティ受信機10は、受信した信号のそれぞれをRFスイッチ部18で切り替えて、ダイバーシティ機能付RSSIパワー検出部34に供給し、ダイバーシティ機能付RSSIパワー検出部34でアンテナ切替信号22をRFスイッチ部18に対して供給し、この時点でのアンテナの確定に応じてI/Q部38を起動させるIQ起動信号40を供給して、I/Q部38での処理がノイズ等を誤検出して動作することなく、確実に受信したい信号に対して動作させ、無駄な動作をなくすことにより、ノイズ等による誤動作もなくすことができる。これにより、ダイバーシティ受信機10にて消費電力の大きいI/Q部38の動作を抑制することができ、省電力化することができる。

ダイバーシティ機能付RSSIパワー検出部34は、ダイバーシティ起動部42で供給される受信信号を基に信号の強度指標を測定させるパワー検出信号50を生成し、ラッチ部44ではアンテナそれぞれから供給される受信信号32を保持し、制御部46ではパワー検出信号50がレベル“H”で出力される期間に保持した受信信号32のそれぞれを基にあらかじめ設定した条件を満足するか否かに応じてアンテナの切替を生成し、アンテナの選択を確定し、データ比較部48でアンテナ確定後に供給される受信信号32と所定の閾値との比較に基づいて受信信号が誤検出か否かを判断し、制御部46は、判断信号66に応じてI/Q部38を起動するIQ起動信号40を生成することにより、ノイズによる誤動作を防止して、無駄なI/Q部38の動作を避けることができ、結果として消費電力を低下させることができる。

ダイバーシティ機能付RSSIパワー検出部34は、フィルタ部72で供給される受信信号に対して異なる感度で平均化するフィルタ処理をそれぞれ施し、フィルタ74では供給される受信信号とほぼ同じ特性の受信信号78をダイバーシティ起動部42に出力し、フィルタ76ではフィルタ74に比べて感度を低下させ、より平均化された受信信号80をラッチ部44およびデータ比較部48にそれぞれ、出力し、制御部46でパワー検出信号50のHレベル期間に保持した受信信号60および62のそれぞれを基にあらかじめ設定した条件を満足するか否か比較し、この比較に応じてアンテナの切替を生成し、アンテナの選択を確定するとともに、このアンテナ確定後にデータ比較部48にて供給される受信信号80と所定の閾値との比較に基づいて受信信号32が誤検出か否かの判断信号66に応じてダイバーシティ起動部42およびラッチ部44にそれぞれリセットする信号82、ならびにI/Q部38を起動する起動信号40を生成することにより、２回目の信号がノイズによる誤検出と判断し、無駄なI/Q部38の動作を避け、アンテナ確定時間の短縮化とアンテナ確定における安定性の要求をともに満たすことができる。

また、本発明のアンテナ選択方法は、I/Q部38を動作対象とするインフラストラクチャモードで最初に選んだアンテナがあらかじめ設定した安定な受信を可能にする閾値より高い相関値を有する受信信号を供給する場合、このアンテナを使い続けることにより、ダイバーシティの受信によるアンテナ選択を回避して、I/Q部の動作を抑制し、消費電力を低下させることができる。

上述した手順に加えて、ダイバーシティによるアンテナ選択を行い、この選択に応じて正常な受信かを判断し、正常な場合、得られた相関値を保持し、この値より低い受信信号を検出したときを除き、選択したアンテナを使うことにより、ダイバーシティの受信によるアンテナ選択を少なくとも１回に減らして、I/Q部の動作を抑制し、消費電力を低下させることができる。

さらに、本発明のアンテナ選択方法は、インフラストラクチャモードで最初の１回だけダイバーシティによるアンテナ選択を行い、正常な受信による相関値を保持し、この値より低い受信信号を検出したときを除き、選択したアンテナを使うことにより、ダイバーシティの受信によるアンテナ選択を少なくとも最初の１回だけに減らすことができ、I/Q部の動作を抑制により、消費電力を抑えることができる。

本発明の無線受信装置を適用したダイバーシティ受信機における実施例の概略的な構成を示すブロック図である。図１に示したダイバーシティ機能付RSSIパワー検出部の構成を示すブロック図である。図１のダイバーシティ受信機における動作を説明するタイミングチャートである。図１のダイバーシティ受信機において瞬間的なノイズが入力した場合の動作を説明するタイミングチャートである。図１のダイバーシティ受信機において誤動作する動作を説明するタイミングチャートである。図１に示したダイバーシティ機能付RSSIパワー検出部における他の構成を示すブロック図である。図６に示したダイバーシティ機能付RSSIパワー検出部を用い、誤動作を防ぐ動作を説明するタイミングチャートである。本発明のアンテナ選択方法を適用した実施例の動作手順を説明するフローチャートである。本発明のアンテナ選択方法を適用した他の実施例の動作手順を説明するフローチャートである。本発明のアンテナ選択方法を適用した他の実施例の動作手順を説明するフローチャートである。

符号の説明

10 ダイバーシティ受信機
12a, 12b アンテナ
14 RF部
16 ベースバンド部
18 RFスイッチ部
20 AD変換部
28 RSSI AD変換部
30 I/Q AD変換部
34 ダイバーシティ機能付RSSIパワー検出部
38 I/Q部
380 I/Q検出部
382 I/Q復調部

Claims

複数のアンテナと、
該アンテナで受信した信号を切り替える切替手段と、
前記受信した信号それぞれに含まれる同相/直交成分に対する相関値を比較して、前記アンテナの一つを選択し、前記切替手段を制御する第１の選択制御手段と、
前記受信した信号の強度を指標として測定するとともに、ダイバーシティの受信におけるアンテナの選択制御および第１の選択制御手段の起動を制御する第２の選択制御手段とを含み、
第２の選択制御手段は、供給される受信信号に対して平均化するフィルタ処理を感度として異なる感度でそれぞれ施すフィルタ手段を具備し、
該フィルタ手段は、前記フィルタ処理の感度を高めて、前記供給される受信信号とほぼ同じ特性の受信信号を出力する第１のフィルタ手段と、
第１のフィルタ手段に比べて前記感度を低下させ、より平均化された受信信号を出力する第２のフィルタ手段とを含み、
第１のフィルタ手段からの出力を基に信号の強度指標を測定させる第１の起動信号を生成する起動手段と、
第２のフィルタ手段から供給される前記アンテナそれぞれの受信信号を保持する保持手段と、
第１の起動信号が出力される期間に前記保持した受信信号のそれぞれを基にあらかじめ設定した条件を満足するか否かに応じて前記アンテナの切替を生成し、前記アンテナの選択を確定する制御手段と、
前記アンテナ確定後に第２のフィルタ手段を介して供給される受信信号と所定の閾値との比較に基づいて前記受信信号が誤検出か否かを判断する判断手段とを含み、
前記制御手段は、前記誤検出の判断に応じて前記起動手段および前記ラッチ手段にそれぞれリセットする信号、ならびに第２の選択制御手段を起動する第２の起動信号を生成することを特徴とする無線受信装置。
請求項１に記載の装置において、第２の選択制御手段は、供給される受信信号を基に信号の強度指標を測定させる第１の起動信号を生成する起動手段と、
前記アンテナそれぞれから供給される受信信号を保持する保持手段と、
第１の起動信号が出力される期間に前記保持した受信信号のそれぞれを基にあらかじめ設定した条件を満足するか否かに応じて前記アンテナの切替を生成し、前記アンテナの選択を確定する制御手段と、
前記アンテナ確定後に供給される受信信号と所定の閾値との比較に基づいて前記受信信号が誤検出か否かを判断する判断手段とを含み、
前記制御手段は、前記判断信号に応じて第２の選択制御手段を起動する第２の起動信号を生成することを特徴とする無線受信装置。