JP4624186B2 - Diversity device and diversity method - Google Patents
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Description
本発明は、移動体通信システムにおける携帯電話機等の移動局やこの移動局と無線通信を行う基地局に用いて好適なダイバーシチ装置及びダイバーシチ方法に関する。 The present invention relates to a diversity apparatus and a diversity method suitable for use in a mobile station such as a mobile phone in a mobile communication system and a base station that performs radio communication with the mobile station.
移動体通信システムの移動局と基地局との通信においては、様々な電波伝搬環境により受信信号レベルが変動するフェージングを生じる場合が多い。フェージングに対する効果的な対策としてアンテナ選択ダイバーシチ（例えば、特許文献１参照）や合成ダイバーシチがある。 In communication between a mobile station and a base station in a mobile communication system, fading in which the received signal level fluctuates frequently due to various radio wave propagation environments. Effective measures against fading include antenna selection diversity (see, for example, Patent Document 1) and synthesis diversity.
アンテナ選択ダイバーシチでは、通常アンテナを複数個設置して、フェージングで受信状態が悪化したときに条件の良いアンテナを選択して通信を行う。特に、特許文献１では、同一周波数を時分割して複数ユーザで共有するＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）通信方式におけるアンテナ選択ダイバーシチ装置が開示されており、このアンテナ選択ダイバーシチ装置では、受信部に関係のないタイムスロットの期間中にアンテナの受信信号強度をサンプルし、受信部に関係のあるタイムスロットの受信前に最も良好なアンテナを選択することによりダイバーシチを実現している。他方、合成ダイバーシチ装置では、アンテナと受信系の一部又は全部を２系統用意し、この２系統を同相合成することにより合成利得を得るようにしている。アンテナ選択ダイバーシチ装置では、電波伝搬環境が良いアンテナを使用して、また合成ダイバーシチ装置では、受信２系統を合成して、通信ができるので、通信性能の向上が見込める。
しかしながら、従来のダイバーシチ装置においては、次のような問題がある。
アンテナ選択ダイバーシチ装置においては、ＴＤＭＡ以外の通信方式で、受信部に関係のないタイムスロットの期間が無いものでは、通信中にアンテナ受信レベル測定のための正規な測定時間を持てない。また、通信前のダイバーシチのみでは、通信中の電波伝搬環境変動に対応することができないため、通信中にアンテナ受信レベルを測定するためにアンテナを切り替える必要が生じる。しかし、この場合、通信中の切り替えになることから、測定アンテナの受信レベルが小さいときには受信特性劣化が生じ、アンテナ切り替え時の通信環境の悪化を補うことが難しい。
However, the conventional diversity apparatus has the following problems.
In the antenna selection diversity apparatus, if the communication method other than TDMA and there is no time slot period unrelated to the receiving unit, it is not possible to have a normal measurement time for antenna reception level measurement during communication. In addition, since diversity before communication alone cannot cope with radio wave propagation environment fluctuations during communication, it is necessary to switch antennas to measure the antenna reception level during communication. However, in this case, since switching is performed during communication, when the reception level of the measurement antenna is low, reception characteristics deteriorate, and it is difficult to compensate for the deterioration of the communication environment at the time of antenna switching.
合成ダイバーシチ装置においては、常に２系統の受信部を動作させる必要があり、消費電力が大きくなって、電池で運用する携帯電話機等の移動局では１回の充電で使用できる時間が短くなってしまう。 In the combination diversity device, it is necessary to always operate two systems of receiving units, and power consumption increases, and a mobile station such as a mobile phone operated by a battery shortens the time that can be used by one charge. .
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ＴＤＭＡ以外の通信方式において、アンテナ受信レベル測定の際の受信特性劣化を最小限に抑えることができ、さらに低消費電力化が図れるダイバーシチ装置及びダイバーシチ方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and in a communication system other than TDMA, a diversity apparatus capable of minimizing reception characteristic degradation at the time of antenna reception level measurement and further reducing power consumption, and An object is to provide a diversity method.
（１） ダイバーシチ装置において、少なくとも３本のアンテナと、全ての前記アンテナそれぞれを選択可能なアンテナ選択手段と、前記アンテナ選択手段で選択された前記アンテナにて捉えられた無線信号を受信する２つの受信手段と、２つの前記受信手段それぞれから出力される受信信号を同相合成する合成手段と、受信信号を基に受信電界強度を検出する受信電界強度検出手段と、前記受信電界強度検出手段にて検出された受信電界強度を記憶する記憶手段と、前記アンテナが２本ずつ選択された場合、各２本ずつのアンテナの合成受信信号からそれぞれのアンテナにおける受信電界強度を算出する算出手段と、ダイバーシチ制御用期間に前記アンテナ選択手段を制御して前記アンテナを２本ずつ順次選択して２つの前記受信手段で受信させ、それぞれから出力される受信信号を前記合成手段にて同相合成させて、前記受信電界強度検出手段にて検出された受信電界強度を前記記憶手段に記憶させた後、前記受信電界強度算出手段に対し、前記記憶手段に記憶された各２本ずつのアンテナの合成受信信号の受信電界強度からそれぞれのアンテナにおける受信電界強度を算出させ、算出されたそれぞれのアンテナの受信電界強度のうち、最も値の大きな受信電界強度のアンテナを選択し、合成ダイバーシチからアンテナ選択ダイバーシチに切り替える際に、選択した前記アンテナと接続状態にある前記受信手段を前記受信電界強度検出手段に接続する制御手段と、を具備する構成を採る。 (1) In the diversity device, at least three antennas, an antenna selection unit that can select all the antennas, and two radio signals received by the antennas selected by the antenna selection unit A receiving means, a synthesizing means for synthesizing received signals output from each of the two receiving means, a received electric field strength detecting means for detecting a received electric field strength based on the received signal, and the received electric field strength detecting means. A storage means for storing the detected received electric field strength; a calculating means for calculating the received electric field strength at each antenna from the combined received signals of each two antennas when two antennas are selected; and diversity. During the control period, the antenna selection means is controlled so that the antennas are sequentially selected two by two and received by the two receiving means. The received signal output from each of them is synthesized in phase by the synthesizing unit, and the received electric field strength detected by the received electric field strength detecting unit is stored in the storage unit, and then the received electric field strength calculating unit On the other hand, the reception electric field strength at each antenna is calculated from the reception electric field strength of the combined reception signal of each two antennas stored in the storage means, and among the calculated reception electric field strengths of the respective antennas, A control means for connecting the receiving means connected to the selected antenna to the receiving electric field strength detecting means when selecting an antenna having a large received electric field strength and switching from combining diversity to antenna selection diversity; The structure to comprise is taken.
この構成によれば、少なくとも３本のアンテナから２本ずつ順番に選択し、選択した２本のアンテナを使用して受信して得た受信信号を同相合成し、同相合成受信信号に対して受信電界強度の検出を行いその結果を記憶する。そして、記憶した各２本ずつのアンテナの合成測定結果から、それぞれのアンテナでの受信電界強度を算出する。そして、それぞれのアンテナでの受信電界強度を算出した後、それぞれのアンテナの受信電界強度のうち、最も値の大きな受信電界強度のアンテナを選択する選択し、合成ダイバーシチからアンテナ選択ダイバーシチに切り替える際に、受信電界強度の最も値の大きなアンテナと接続状態にある受信手段を選択し、該受信手段からの受信信号を基に受信電界強度の検出を行う。したがって、ＴＤＭＡ以外の通信方式において、アンテナ受信レベル測定の際には２本のアンテナを使用することから受信特性劣化を最小限に抑えることができ、アンテナ切り替え時の通信環境の悪化を補うことができる。また、合成ダイバーシチとアンテナ選択ダイバーシチとを使用したダイバーシチを行うことから、常時合成ダイバーシチを使用する場合と比べて低消費電力化が図れる。 According to this configuration, two antennas are sequentially selected from at least three antennas, and the received signals obtained by using the two selected antennas are in-phase combined and received with respect to the in-phase combined received signal. The electric field strength is detected and the result is stored. Then, the received electric field strength at each antenna is calculated from the stored combined measurement result of each two antennas. Then, after calculating the received field strength at each antenna, when selecting the antenna with the highest received field strength among the received field strengths of each antenna, and switching from combined diversity to antenna selection diversity Then, the receiving means connected to the antenna having the highest received electric field strength is selected, and the received electric field strength is detected based on the received signal from the receiving means. Therefore, in communication systems other than TDMA, two antennas are used for antenna reception level measurement, so that reception characteristic deterioration can be minimized, and the deterioration of the communication environment during antenna switching can be compensated. it can. In addition, since diversity using combination diversity and antenna selection diversity is performed, power consumption can be reduced as compared to the case where combination diversity is always used.
（２） 上記（１）に記載のダイバーシチ装置において、１本の前記アンテナを使用して受信した無線信号を基にフェージングピッチを検出するフェージングピッチ検出手段を具備する構成を採る。 (2) The diversity apparatus according to the above (1) employs a configuration including fading pitch detection means for detecting a fading pitch based on a radio signal received using one antenna.
この構成によれば、フェージングピッチの値に基づいてダイバーシチ制御用期間中の測定時間長の変更が可能となるので、ダイバーシチ制御用期間における受信電界強度検出の精度向上が図れる。 According to this configuration, the measurement time length during the diversity control period can be changed based on the value of the fading pitch, so that it is possible to improve the accuracy of detection of the received electric field strength during the diversity control period.
（３） 上記（１）又は（２）に記載のダイバーシチ装置において、受信電界強度の値が最も良い２本の前記アンテナと２つの前記受信手段とを使用する合成ダイバーシチを行う感度優先モード、受信電界強度の値が最も良い１本の前記アンテナと１つの前記受信手段とを使用する中間モード及び予め設定された優先順位の高い前記アンテナと１つの前記受信手段とを使用する低消費電力モードの切り替えを手動で行うか自動で行うかを選択するモード選択手段を具備し、前記制御手段は、前記感度優先モード、前記中間モード及び前記低消費電力モードを有し、前記モード選択手段におけるモードの切り替えが手動の場合は、手動選択されたモードを実行し、前記モード選択手段におけるモードの切り替えが自動の場合は、データ受信の有無と受信データ量に基づいてモード選択を行い実行する構成を採る。 (3) In the diversity apparatus according to (1) or (2) above, a sensitivity priority mode for performing combined diversity using the two antennas having the best value of the received electric field strength and the two receiving means, and reception An intermediate mode using one antenna and one receiving means having the best value of electric field strength, and a low power consumption mode using one antenna and one receiving means having a preset high priority. Mode selection means for selecting whether to perform switching manually or automatically, and the control means has the sensitivity priority mode, the intermediate mode and the low power consumption mode, and the mode selection means When the switching is manual, the mode selected manually is executed. When the mode switching by the mode selection means is automatic, the presence of data reception is performed. A configuration for performing performs mode selection based on the received data amount and.
この構成によれば、感度優先モード、低消費電力モード及びその中間モードの選択を自動と手動のいずれか一方にて行うことが可能となり、合成ダイバーシチの効果と低消費電力を使用状態に応じて切り替えることが可能となる。 According to this configuration, the sensitivity priority mode, the low power consumption mode, and the intermediate mode can be selected either automatically or manually, and the effect of combining diversity and the low power consumption can be selected according to the use state. It is possible to switch.
（４） 上記（３）に記載のダイバーシチ装置において、電池残量を検出する電池残量検出手段を備え、前記制御手段は、前記モード選択手段におけるモード選択が如何なる場合であっても電池残量が一定量より少なくなったときには強制的に低消費電力モードに切り替える構成を採る。 (4) The diversity apparatus according to (3), further comprising a battery remaining amount detecting unit that detects a remaining battery level, wherein the control unit is operable regardless of the mode selection by the mode selecting unit. When the value becomes less than a certain amount, a configuration for forcibly switching to the low power consumption mode is adopted.
この構成によれば、電池残量を検出してそれが一定量以下となった場合には、モード選択が如何なる場合であっても強制的に低消費電力モードに切り替えるので、電池残量が少なくなったときの通信可能時間の延長化が図れる。 According to this configuration, when the remaining battery level is detected and becomes less than a certain level, the mode is forcibly switched to the low power consumption mode regardless of the mode selection. If this happens, the communication time can be extended.
（５） 移動体通信システムの移動局において、上記（１）から（４）のいずれかに記載のダイバーシチ装置を具備する構成を採る。 (5) The mobile station of the mobile communication system adopts a configuration including the diversity device according to any one of (1) to (4) above.
（６） 移動体通信システムの基地局において、上記（１）から（４）のいずれかに記載のダイバーシチ装置を具備する構成を採る。 (6) The base station of the mobile communication system adopts a configuration including the diversity device according to any one of (1) to (4) above.
（７） ダイバーシチ方法において、ダイバーシチ制御用期間に少なくとも３本のアンテナから２本ずつ順番に選択し、選択した２本のアンテナを使用して２つの受信部で受信して得た受信信号を同相合成し、さらに合成受信信号の受信電界強度測定を行ってその結果を保存し、各２本ずつのアンテナの選択を全て行った後に、保存している各２本ずつのアンテナの合成測定結果からそれぞれのアンテナでの受信電界強度を算出し、合成ダイバーシチからアンテナ選択ダイバーシチに切り替える際には、算出したそれぞれアンテナでの受信電界強度のうち、最も値の大きい受信電界強度のアンテナを使用アンテナとして選択するとともに、２つの受信部のうち一方を前記使用アンテナに割り当てる。 (7) In the diversity method, in the diversity control period, at least two antennas are selected in order from the three antennas, and the received signals obtained by the two receiving units using the two selected antennas are in phase. After combining, further measuring the received electric field strength of the combined received signal, storing the result, selecting all two antennas, and then storing the combined measurement results for each two stored antennas. When calculating the received electric field strength at each antenna and switching from combining diversity to antenna selection diversity, select the antenna with the highest received electric field strength among the calculated received electric field strengths as the antenna to be used. In addition, one of the two receiving units is assigned to the antenna used.
この方法によれば、ＴＤＭＡ以外の通信方式において、アンテナ受信レベル測定の際には２本のアンテナを使用することから受信特性劣化を最小限に抑えることができ、アンテナ切り替え時の通信環境の悪化を補うことができる。また、合成ダイバーシチとアンテナ選択ダイバーシチとを使用したダイバーシチを行うことから、常時合成ダイバーシチを使用する場合と比べて低消費電力化が図れる。 According to this method, in the communication method other than TDMA, since two antennas are used when measuring the antenna reception level, it is possible to minimize reception characteristic deterioration, and deterioration of the communication environment at the time of antenna switching. Can be supplemented. In addition, since diversity using combination diversity and antenna selection diversity is performed, power consumption can be reduced as compared to the case where combination diversity is always used.
本発明は、ＴＤＭＡ以外の通信方式において、アンテナ受信レベル測定の際の受信特性劣化を最小限に抑えることができ、さらに低消費電力化が図れる。 According to the present invention, in communication methods other than TDMA, it is possible to minimize the degradation of reception characteristics when measuring the antenna reception level, and to further reduce power consumption.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るダイバーシチ装置の概略構成を示すブロック図である。この図において、本実施の形態のダイバーシチ装置１は、３本のアンテナ２〜４と、アンテナスイッチ５と、２つの受信部６及び７と、合成部８と、合成ダイバーシチオン／オフスイッチ９と、受信電界強度検出部１０、記憶部１１と、算出部１２と、制御部１３と、受信部切替スイッチ１４とを備えて構成される。なお、本実施の形態のダイバーシチ装置は、移動体通信システムの携帯電話機等の移動局に適用したものであるが、この移動局と無線通信を行う基地局に用いても構わない。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a diversity apparatus according to
３本のアンテナ２〜４は、それぞれ無線信号の受信に用いられる。アンテナスイッチ５は、６つの接点５ａ〜５ｆを有し、接点５ａ及び５ｂそれぞれの一端が共通接続されてアンテナ２に接続され、接点５ａの他端が受信部６の入力端に、接点５ｂの他端が受信部７の入力端にそれぞれ接続される。同様に、接点５ｃ及び５ｄそれぞれの一端が共通接続されてアンテナ３に接続され、接点５ｃの他端が受信部６の入力端に、接点５ｄの他端が受信部７の入力端にそれぞれ接続される。また、接点５ｅ及び５ｆそれぞれの一端が共通接続されてアンテナ４に接続され、接点５ｅの他端が受信部６の入力端に、接点５ｆの他端が受信部７の入力端にそれぞれ接続される。アンテナスイッチ５は、制御部１３からの切り替え信号Ｓ１に従って６つの接点５ａ〜５ｆそれぞれをオン、オフする。
The three
受信部６及び７は、アンテナ２〜４で捉えられた無線信号を増幅、選別及び復調等を行い、受信信号として出力する。合成部８は、受信部６からの受信信号と受信部７からの受信信号とを同相合成し、その結果を出力する。合成ダイバーシチオン／オフスイッチ９は、合成ダイバーシチを行うか否かの切り替えを行うものであり、その接点ｃが受信電界強度検出部１０の入力端に、接点ａが合成部８の出力端に、接点ｂが受信部切替スイッチ１４の接点ｃにそれぞれ接続されて、制御部１３からの切り替え信号Ｓ２に従って接点ｃの切り替えを行う。この場合、接点ｃが接点ａ側に接続することで合成ダイバーシチオンとなり、接点ｂ側に接続することで合成ダイバーシチオフとなる。
The
受信電界強度検出部１０は、ＲＳＳＩ(Received Signal Strength Indicator)測定等の受信電界強度を測定し、その結果を記憶部１１に入力する。記憶部１１は、受信電界強度検出部１０からの受信電界強度測定結果を記憶する。本実施の形態では、各２本ずつのアンテナの合成測定結果を記憶する。算出部１２は、複数の合成ダイバーシチのＲＳＳＩ等測定結果からアンテナ２〜４それぞれにおける受信電界強度を算出する。制御部１３は、図示せぬＣＰＵ、プログラムメモリ、ワークメモリ等から構成され、装置各部を制御する。受信部切替スイッチ１４は、合成ダイバーシチからアンテナ選択ダイバーシチに切り替える際に、優先順位の高いアンテナを選択している側の受信部６又は７のいずれか一方を選択するためのものであり、その接点ｃが合成ダイバーシチオン／オフスイッチ９の接点ｂに、接点ａが受信部７の出力端に、接点ｂが受信部６の出力端にそれぞれ接続され、制御部１３からの切り替え信号Ｓ３に従って接点ｃの切り替えを行う。
The received electric field
制御部１３は、ダイバーシチ制御用期間に、アンテナスイッチ５、合成ダイバーシチオン／オフスイッチ９及び受信部切替スイッチ１４の切り替え制御を行うとともに、受信電界強度検出部１０に対して受信電界強度検出を指示し、さらに算出部１２に対して各アンテナ２〜４における受信電界強度算出を指示する。特に、合成ダイバーシチを行うときは、合成ダイバーシチオン／オフスイッチ９の接点ｃを接点ａ側に接続し、合成ダイバーシチからアンテナ選択ダイバーシチに切り替える際には、合成ダイバーシチオン／オフスイッチ９の接点ｃを接点ｂ側に接続するとともに受信部切替スイッチ１４の接点ｃを接点ａ又は接点ｂのいずれか一方に接続する。なお、受信部切替スイッチ１４の切り替えにおいては、優先順位の高いアンテナを選択している側の受信部６又は受信部７を選択する方の接点に接続する。
The
以上のように構成されたダイバーシチ装置１について、図２に示すフロー図を参照してその動作を説明する。
The operation of the
制御部１３は、まずダイバーシチ制御用期間かどうかを判定し(ステップＳ２０１)、ダイバーシチ制御用期間でなければ、ダイバーシチ制御用期間に至るまで通常受信を行う(ステップＳ２０２)。ダイバーシチ制御用期間に至ると、合成ダイバーシチをオンにする切り替え信号Ｓ２を合成ダイバーシチオン／オフスイッチ９に入力する（ステップＳ２０３）。これより、合成ダイバーシチオン／オフスイッチ９の接点ｃが接点ａ側に設定されて、合成ダイバーシチが開始される。制御部１３は、合成ダイバーシチを開始すると、まずは測定アンテナとして、アンテナ２及び３を選択するための切り替え信号Ｓ１を出力する(ステップＳ２０４)。この場合、まずアンテナ２の接点５ａとアンテナ３の５ｄそれぞれをオンにする切り替え信号Ｓ１を出力する。これにより、アンテナ２で捉えられた無線信号が受信部６に入力され、またアンテナ３で捉えられた無線信号が受信部７に入力される。
The
次いで、アンテナ２及び３で捉えられた無線信号に対して受信電界強度の検出を行う（ステップＳ２０５）。この場合、アンテナ２で捉えられた無線信号が受信部６に入力され、アンテナ３で捉えられた無線信号が受信部７に入力されることで、受信部６及び７それぞれからの受信信号が合成部８に入力される。合成部８では、受信部６及び７から入力された受信信号を同相合成する。同相合成された受信信号は、合成ダイバーシチオン／オフスイッチ９を介して受信電界強度検出部１０に入力される。受信受信電界強度検出部１０は、入力された受信信号に対し、ＲＳＳＩ等の受信電界強度測定を行い、その測定結果を記憶部１１に記憶させる(ステップＳ２０６)。
Next, the received electric field strength is detected for the radio signals captured by the
アンテナ２及び３による受信電界強度測定を行って、その結果を記憶部１１に記憶させた後、アンテナ３及び４を選択するための切り替え信号Ｓ１を出力する(ステップＳ２０７)。この場合、アンテナ３の接点５ｃとアンテナ４の接点５ｆそれぞれをオンにする切り替え信号Ｓ１を出力する。これにより、アンテナ３で捉えられた無線信号が受信部６に入力され、アンテナ４で捉えられた無線信号が受信部７に入力される。そして、アンテナ３及び４で捉えられた無線信号に対して受信電界強度の検出を行う（ステップＳ２０８）。この場合、アンテナ３で捉えられた無線信号が受信部６に入力され、アンテナ４で捉えられた無線信号が受信部７に入力されることで、受信部６及び７それぞれからの受信信号が合成部８に入力される。合成部８では、受信部６及び７から入力された受信信号を同相合成する。そして、同相合成された受信信号が合成ダイバーシチオン／オフスイッチ９を介して受信電界強度検出部１０に入力される。受信電界強度検出部１０は、入力された受信信号に対し、ＲＳＳＩ等の受信電界強度測定を行い、その測定結果を記憶部１１に記憶させる(ステップＳ２０９)。
The reception electric field strength measurement by the
アンテナ３及び４による受信電界強度測定を行い、その結果を記憶部１１に記憶させた後、制御部１３は、アンテナ４及び２を選択するための切り替え信号Ｓ１を出力する(ステップＳ２１０)。この場合、アンテナ４の接点５ｅとアンテナ２の接点５ｂそれぞれをオンにする切り替え信号Ｓ１を出力する。これにより、アンテナ４で捉えられた無線信号が受信部６に入力され、アンテナ２で捉えられた無線信号が受信部７に入力される。次いで、アンテナ４及び２で捉えられた無線信号に対して受信電界強度の検出を行う（ステップＳ２１１）。この場合、アンテナ４で捉えられた無線信号が受信部６に入力され、アンテナ２で捉えられた無線信号が受信部７に入力されることで、受信部６及び７それぞれからの受信信号が合成部８に入力される。合成部８では、受信部６及び７から入力された受信信号を同相合成する。そして、同相合成された受信信号が合成ダイバーシチオン／オフスイッチ９を介して受信電界強度検出部１０に入力される。受信電界強度検出部１０は、入力された受信信号に対し、ＲＳＳＩ等の受信電界強度測定を行い、その測定結果を記憶部１１に記憶させる(ステップＳ２１２)。
After measuring the received electric field strength by the antennas 3 and 4 and storing the result in the
アンテナ４及び２による受信電界強度測定を行い、その結果を記憶部１１に記憶させた後、制御部１３は、算出部１２を用いて複数の合成ダイバーシチのＲＳＳＩ等測定結果から、アンテナ２〜４それぞれによる受信電界強度を算出する(ステップＳ２１３)。この算出方法は、アンテナ２〜４の場合、アンテナ２＋アンテナ３、アンテナ３＋アンテナ４、アンテナ４＋アンテナ２の３つの合成ダイバーシチによるＲＳＳＩ測定結果があるため、代入法等によりそれぞれのアンテナ２〜４における受信電界強度を算出することが可能である。各アンテナ２〜４の受信電界強度の算出後、合成ダイバーシチからアンテナ選択ダイバーシチに切り替える際、アンテナ２〜４それぞれによる受信電界強度を基に使用アンテナの選択を行う(ステップＳ２１４)。
After measuring the received electric field strength by the
使用アンテナの選択を行った後は、選択した使用アンテナに対し、受信部６又は７のいずれか一方に割り当てる（ステップＳ２１５）。例えば、選択したアンテナがアンテナ２であり、このアンテナ２が例えば受信部６に接続された状態であれば、その受信部６を選択するために、受信部切替スイッチ１４の接点ｃを接点ａ側に接続する。
After the used antenna is selected, the selected used antenna is assigned to either the receiving
ダイバーシチ制御用期間は、一定期間ごとに発生し、その都度上記処理を繰り返す。なお、ダイバーシチ制御用期間は、受信電界強度検出部１０の結果が一定の閾値よりも劣化した場合に発生するようにしても良い。
The diversity control period is generated at regular intervals, and the above process is repeated each time. Note that the diversity control period may be generated when the result of the reception electric field
このように本実施の形態のダイバーシチ装置１によれば、３本のアンテナ２〜４から２本ずつ順番に選択し、選択した２本のアンテナを使用して受信して得た受信信号を同相合成し、同相合成受信信号に対して受信電界強度の検出を行い、その結果を記憶する。そして、記憶した各２本ずつのアンテナの合成測定結果から、それぞれのアンテナ２〜４での受信電界強度を算出する。そして、各アンテナ２〜４での受信電界強度を算出した後、各アンテナ２〜４の受信電界強度のうち、最も値の大きな受信電界強度のアンテナを選択し、合成ダイバーシチからアンテナ選択ダイバーシチに切り替える際には、受信電界強度の最も値の大きなアンテナと接続状態にある受信部６又は７を選択し、該受信部からの受信信号を基に受信電界強度の検出を行う。したがって、ＴＤＭＡ以外の通信方式において、アンテナ受信レベル測定の際には２本のアンテナを使用することから受信特性劣化を最小限に抑えることができ、アンテナ切り替え時の通信環境の悪化を補うことができる。また、合成ダイバーシチとアンテナ選択ダイバーシチとを使用したダイバーシチを行うことから、常時合成ダイバーシチを使用する場合と比べて低消費電力化が図れる。
As described above, according to the
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２に係るダイバーシチ装置の概略構成を示すブロック図である。この図において、本実施の形態のダイバーシチ装置１５は、１本のアンテナで無線信号を受信した際の受信電界強度を基に通信環境下のフェージングピッチを検出するフェージングピッチ検出部１６と、フェージングピッチ検出部１６で検出されたフェージングピッチを基にダイバーシチ制御用期間中のアンテナ測定時間を決定する機能を有する制御部１３Ａとを備えており、これら以外は上述した実施の形態１のダイバーシチ装置１と同一の構成を採る。なお、実施の形態１のダイバーシチ装置１と共通する部分には同じ符号を付けてその説明を省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of the diversity apparatus according to
図４は、本実施の形態に係るダイバーシチ装置１５のフェージングピッチ検出処理を示すフロー図である。まず、制御部１３Ａは、フェージングピッチ検出期間において、合成ダイバーシチオン／オフスイッチ９がオンであるか否かを判定する(ステップＳ４０１)。同スイッチ９がオンである場合はそれをオフにし、合成ダイバーシチをオフにする(ステップＳ４０２)。すなわち、合成ダイバーシチオン／オフスイッチ９の接点ｃを接点ｂ側に接続する。このようにするのは、図５に示すように合成ダイバーシチを行っていると、フェージングによる影響が軽減することが考えられるので、フェージングピッチ検出精度が悪化するためである。なお、図５において、アンテナＡ、Ｂは、例えばアンテナ２、３である。
FIG. 4 is a flowchart showing fading pitch detection processing of
合成ダイバーシチオン／オフスイッチ９がオフの場合はそのままの状態でフェージングピッチの検出を行い、合成ダイバーシチオン／オフスイッチ９がオンの場合はオフにした後にフェージングピッチ検出を行う(ステップＳ４０３)。そして、フェージングピッチ検出を行った後、検出したフェージングピッチを基にダイバーシチ制御用期間中のアンテナ測定時間を決定する(ステップＳ４０４)。以上の処理を一定時間間隔ごとに行う(ステップＳ４０５)ことにより、フェージングピッチの変化に追従してアンテナ測定時間を変化させることが可能となる。 When the synthesis diversity on / off switch 9 is off, the fading pitch is detected as it is, and when the synthesis diversity on / off switch 9 is on, the fading pitch is detected after being turned off (step S403). Then, after performing the fading pitch detection, the antenna measurement time during the diversity control period is determined based on the detected fading pitch (step S404). By performing the above processing at regular time intervals (step S405), it is possible to change the antenna measurement time following the change in fading pitch.
このように本実施の形態のダイバーシチ装置１５によれば、フェージングピッチを検出して、フェージングピッチの変化に追従してアンテナ測定時間を変化させるので、ダイバーシチ制御用期間における受信電界強度検出の精度向上が図れる。
As described above, according to the
（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態３に係るダイバーシチ装置の概略構成を示すブロック図である。この図において、本実施の形態のダイバーシチ装置１７は、受信電界強度の値が最も良い２本のアンテナと２つの受信部６及び７とを使用する合成ダイバーシチを行う感度優先モード、受信電界強度の値が最も良い１本のアンテナと１つの受信部６又は７とを使用する中間モード、予め設定された優先順位の高いアンテナと１つの受信部６又は７とを使用する低消費電力モードの３つのモードを実行する機能を備えた制御部１３Ｂと、制御部１３Ｂの各モードの切り替えを手動で行うか自動で行うかを選択するモード選択部１８とを備えており、これら以外は上述した実施の形態１及び２のダイバーシチ装置１、１５と同一の構成を採る。当然ながら実施の形態１及び２と共通する部分には同じ符号を付けてその説明を省略する。
(Embodiment 3)
FIG. 6 is a block diagram showing a schematic configuration of a diversity apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. In this figure, the
図７は、本実施の形態に係るダイバーシチ装置１７の動作を示すフロー図である。まず、制御部１３Ｂは、モード選択部１８による設定が自動モード切替かどうかを判定し(ステップＳ７０１)、自動モード切替の場合はデータ受信中(もしくはデータ受信開始の直前)か否かを判定し(ステップＳ７０３)、データ受信中であればそのデータ量がある定められた一定量以上か否かを判定する(ステップＳ７０４)。データ量が一定量以上である場合は、感度優先モードに設定する(ステップＳ７０５)。
FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the
ダイバーシチ制御用期間中のアンテナ測定期間となると、制御部１３Ｂは、合成ダイバーシチオン／オフスイッチ９とアンテナスイッチ５の切り替えを行い、受信電界強度検出部１０により、２本のアンテナと２系統の受信部６及び７を用いたフル合成ダイバーシチによる受信電界強度検出を行う(ステップＳ７０６)。これは、１本ずつアンテナを替えながらＲＳＳＩ測定を行う。この測定を終えると、測定結果の最も良いアンテナ２本を選択する。そして、選択した２本のアンテナと２系統の受信部６及び７によるフル合成ダイバーシチによる受信を行う(ステップＳ７０７)。ステップＳ７０６及び７０７によるアンテナ測定はアンテナ測定期間が訪れるたびに行い(ステップＳ７０８)、一定期間経過ごとに自動モード切替か否かの検出を行う(ステップＳ７０９)。
When the antenna measurement period during the diversity control period is reached, the
上記ステップＳ７０４におけるデータ量検出の際に、データ量が一定量より少なかった場合は、中間モードに設定する(ステップＳ７１０)。中間モードに移行すると、フル合成ダイバーシチによる受信電界強度検出を行い(ステップＳ７０６)、その後、合成ダイバーシチによる効果が一定量以上か否かの判定を行う(ステップＳ７１１)。これは、算出部１２により求められたアンテナ２〜４それぞれの算出結果と合成ダイバーシチによる電界強度の比較により行い、一定量以上であれば測定結果の最も良いアンテナ２本と２系統の受信部６及び７によるフル合成ダイバーシチによる受信を行う(ステップＳ７０７)。これは、アンテナ１本と１系統の受信部による電界強度の中で最も良いものに対して、合成利得が例えば閾値を２ｄＢとした場合、２ｄＢ以上良ければ合成ダイバーシチを選択するという制御である。
When the data amount is detected in step S704, if the data amount is less than a certain amount, the intermediate mode is set (step S710). When the mode is shifted to the intermediate mode, reception field strength detection by full combining diversity is performed (step S706), and then it is determined whether or not the effect of combining diversity is a certain amount or more (step S711). This is performed by comparing the calculation results of the
このような状態は、図８の（a）に示すような２系統の電界強度が同等の場合に該当する。反対に合成利得が例えば２ｄＢ未満の場合は、測定結果の良いアンテナ１本と受信系１系統による受信を行う(ステップＳ７１２)。このような状態は、図８の（b）に示すような２系統の電界強度に差がある場合に該当する。また、このときの切り替え制御としては、受信状態が良いアンテナを選択している側の受信部を、受信部切替スイッチ１４で選択してから、合成ダイバーシチオン／オフスイッチ９をオフすることにより、アンテナ切り替え時の受信状態悪化を防ぐことができる。アンテナ測定は、アンテナ測定期間が訪れる度に行い(ステップＳ７１３)、一定期間経過ごとに自動モード切替か否かの検出を行う(ステップＳ７１４)。
Such a state corresponds to a case where the electric field strengths of the two systems are the same as shown in FIG. On the other hand, when the combined gain is less than 2 dB, for example, reception is performed with one antenna and one receiving system with good measurement results (step S712). Such a state corresponds to a case where there is a difference in electric field intensity between the two systems as shown in FIG. Further, as the switching control at this time, by selecting the receiving unit on the side where the antenna having a good reception state is selected by the receiving
上記ステップＳ７０３のデータ受信検出結果が、データ受信を行っていない待ち受け時等の場合は、モード選択部１８により低消費電力モードに設定する(ステップＳ７１５)。低消費電力モードでは、アンテナ２〜４それぞれの優先順位を使用状態(通話やｉモード（ＮＴＴドコモの登録商標）等)ごとに予め定めておいて、優先順位の高いアンテナ１本を選択し(ステップＳ７１６)、受信系１系統での受信を行う(ステップＳ７１７)。そして、ＲＳＳＩが指定した閾値よりも低下した場合(ステップＳ７１８)は、優先順位が次に高いアンテナに切替を行う(ステップＳ７１９)。このＲＳＳＩの閾値は、この低消費電力モードの意味を考慮し、受信環境が著しく劣化する値とすることが望ましい。自動モード切替か否かの検出は、一定期間経過ごとに行う(ステップＳ７２０)。
If the data reception detection result in step S703 is, for example, when no data is being received, the
一方、上記ステップＳ７０１の判定において、モード選択部１８による設定が自動モード切替でない場合は、ステップＳ７０２で手動モード切替を行う。そして、手動により感度優先モードと設定した場合はステップＳ７０５に移行し、中間モードと設定した場合はステップＳ７１０に移行し、低消費電力モードと設定した場合はステップＳ７１５に移行する。以降の処理は上記同様であるので省略する。
On the other hand, if it is determined in step S701 that the setting by the
このように本実施の形態のダイバーシチ装置１７によれば、感度優先モードと低消費電力モードとその中間の３モードを有し、この３つのモードの切り替えは自動と手動のどちらにも対応するモード選択部１８を有するので、合成ダイバーシチの効果と低消費電力を使用状態に応じて切り替えることが可能となる。
As described above, according to the
（実施の形態４）
図９は、本発明の実施の形態４に係るダイバーシチ装置の概略構成を示すブロック図である。この図において、本実施の形態のダイバーシチ装置１９は、電池の残量を検出する電池残量検出部２０と、感度優先モード、低消費電力モード及び中間モードの各モードを実行する機能及び電池残量に応じてモード変更を行う機能を備えた制御部１３Ｃとを備えており、これら以外は上述した実施の形態１〜３のダイバーシチ装置１、１５、１７と同一の構成を採る。当然ながら実施の形態１〜３のダイバーシチ装置１、１５、１７と共通する部分には同じ符号を付けてその説明を省略する。
(Embodiment 4)
FIG. 9 is a block diagram showing a schematic configuration of a diversity apparatus according to Embodiment 4 of the present invention. In this figure, the
電池残量検出部２０は、本装置１９が適用される携帯電話機等の移動局の電池残量を検出するものであり、電池残量を制御部１３Ｃに通知する。制御部１３Ｃは、電池残量が一定量以下になると、モード選択部１８によるモード選択が如何なる場合においても強制的に低消費電力モードに切り替えて省電力化を図る。
The remaining battery
このように本実施の形態のダイバーシチ装置１９によれば、電池残量を検出する電池残量検出部２０を備え、電池残量が一定量以下となった場合にはモード選択が如何なる場合においても強制的に低消費電力モードに切り替えるので、電池残量が少なくなったときの通信可能時間の延長化が図れる。
As described above, according to the
なお、上記各実施の形態では、アンテナを３本用いた場合であったが、３本以上であればその数に限定はなく、同様の作用効果が得られる。 In each of the above embodiments, three antennas are used. However, the number of antennas is not limited as long as the number is three or more, and similar effects can be obtained.
なお、上記各実施の形態では、受信電界強度検出部１０にてＲＳＳＩを測定する形態を示したが、信号対雑音比ＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）や信号対干渉信号比ＳＩＲ（Signal to Interference Ratio）などの指標を測定する形態やこれらの指標を組み合わせた形態でも構わない。
In each of the above-described embodiments, the RSSI is measured by the received electric
本発明は、ＴＤＭＡ以外の通信方式や、ＨＳＤＰＡ(High Speed Downlink Packet Access)のような通信状態の良化が特に望まれる通信方式を採用した移動体通信システムの携帯電話機等の移動局やこの移動局と無線通信を行う基地局に適用して好適である。 The present invention relates to a mobile station such as a mobile phone of a mobile communication system adopting a communication method other than TDMA or a communication method in which a communication state is particularly desired to be improved, such as HSDPA (High Speed Downlink Packet Access). It is suitable for application to a base station that performs radio communication with a station.
１、１５、１７、１９ ダイバーシチ装置
２〜４ アンテナ
５ アンテナスイッチ
６、７ 受信部
８ 合成部
９ 合成ダイバーシチオン／オフスイッチ
１０ 受信電界強度検出部
１１ 記憶部
１２ 算出部
１３、１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ 制御部
１４ 受信部切替スイッチ
１６ フェージングピッチ検出部
１８ モード選択部
２０ 電池残量検出部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
全ての前記アンテナそれぞれを選択可能なアンテナ選択手段と、
前記アンテナ選択手段で選択された前記アンテナにて捉えられた無線信号を受信する２つの受信手段と、
２つの前記受信手段それぞれから出力される受信信号を同相合成する合成手段と、
受信信号を基に受信電界強度を検出する受信電界強度検出手段と、
前記受信電界強度検出手段にて検出された受信電界強度を記憶する記憶手段と、
前記アンテナが２本ずつ選択された場合、各２本ずつのアンテナの合成受信信号からそれぞれのアンテナにおける受信電界強度を算出する算出手段と、
ダイバーシチ制御用期間に前記アンテナ選択手段を制御して前記アンテナを２本ずつ順次選択して２つの前記受信手段で受信させ、それぞれから出力される受信信号を前記合成手段にて同相合成させて、前記受信電界強度検出手段にて検出された受信電界強度を前記記憶手段に記憶させた後、前記受信電界強度算出手段に対し、前記記憶手段に記憶された各２本ずつのアンテナの合成受信信号の受信電界強度からそれぞれのアンテナにおける受信電界強度を算出させ、算出されたそれぞれのアンテナの受信電界強度のうち、最も値の大きな受信電界強度のアンテナを選択し、合成ダイバーシチからアンテナ選択ダイバーシチに切り替える際に、選択した前記アンテナと接続状態にある前記受信手段を前記受信電界強度検出手段に接続する制御手段と、
を具備するダイバーシチ装置。 At least three antennas;
An antenna selecting means capable of selecting all the antennas;
Two receiving means for receiving a radio signal captured by the antenna selected by the antenna selecting means;
Synthesizing means for synthesizing received signals output from the two receiving means in phase;
A received electric field strength detecting means for detecting a received electric field strength based on the received signal;
Storage means for storing the received electric field strength detected by the received electric field strength detecting means;
When two antennas are selected, calculating means for calculating the received electric field strength at each antenna from the combined received signal of each two antennas;
In the diversity control period, the antenna selection unit is controlled to sequentially select the antennas two at a time and received by the two reception units, and the reception signals output from the antennas are combined in phase by the combination unit, After the received electric field strength detected by the received electric field strength detecting means is stored in the storage means, the combined received signal of each two antennas stored in the storage means to the received electric field strength calculation means The received electric field strength at each antenna is calculated from the received electric field strength of the selected antenna, and the antenna having the largest received electric field strength is selected from the calculated received electric field strengths of the respective antennas, and switching from combining diversity to antenna selection diversity is performed. Control of connecting the receiving means connected to the selected antenna to the received electric field strength detecting means. And the stage,
A diversity apparatus comprising:
前記制御手段は、前記感度優先モード、前記中間モード及び前記低消費電力モードを有し、前記モード選択手段におけるモードの切り替えが手動の場合は、手動選択されたモードを実行し、前記モード選択手段におけるモードの切り替えが自動の場合は、データ受信の有無と受信データ量に基づいてモード選択を行い実行する請求項１又は請求項２に記載のダイバーシチ装置。 Sensitivity priority mode for combining diversity using the two antennas having the best reception field strength and the two reception means, one antenna and one reception means having the best reception field strength Mode selection means for selecting whether to perform manual mode switching or automatic switching of the low power consumption mode using the preset high priority antenna and one receiving means. And
The control means has the sensitivity priority mode, the intermediate mode, and the low power consumption mode, and when the mode switching in the mode selection means is manual, executes the manually selected mode, and the mode selection means The diversity apparatus according to claim 1, wherein when the mode switching in is automatic, mode selection is performed based on the presence / absence of data reception and the amount of received data.
前記制御手段は、前記モード選択手段におけるモード選択が如何なる場合であっても電池残量が一定量より少なくなったときには強制的に低消費電力モードに切り替える請求項３に記載のダイバーシチ装置。 A battery level detecting means for detecting the remaining battery level,
4. The diversity apparatus according to claim 3, wherein the control means forcibly switches to the low power consumption mode when the remaining battery level is less than a predetermined amount regardless of the mode selection by the mode selection means.
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