JPH04501638A - 移動受信のための受信方法及び受信アンテナシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 移動受信のための受信方法及び受信アンテナシステム本発明は、複数の個別受信 アンテナを有し、個別アンテナ信号及び／又はアンテナ信号のリニア結合から作 られた信号間の切替が行われるところの移動受信のための受信方法に関する。本 発明は更に、複数の個別受信アンテナ、個別アンテナ信号及び／又はアンテナ信 号のリニア結合から作られた信号間の切替を行う切替スイッチ、および受信回路 から構成されている移動受信のための受信アンテナシステムに関する。

゛移動受信において、例えば自動車内でラジオ及び／又はテレビジョン放送を受 信する時、受信をかなり害する受信妨害が発生する。このような受信妨害は、ラ ジオまたはテレビジョンの電波が一方向以上からアンテナに到達することによる 。このいわゆる多重通路受信は、ラジオおよびテレビジョンの電波が送信機から 直接到達するばかりではなく、例えばビルディング等から反射され他の通路に沿 っても受信アンテナに到達することから起こる。受信アンテナで受けた複数信号 に対する受信通路は、種々の長さを有するので、ラジオまたはテレビジョン信号 において、特に周波数変調された搬送波の場合混信妨害が起こり、そのため合成 搬送波は振幅変調および位相変調を受ける。これらはかなり受信を害するやっか いな受信妨害となり、アンテナが繰出型アンテナ、電子的な短いロッドアンテナ あるいは電子的なディスク型アンテすの何れであろうとその型に関係な（物理的 要因によって起こる。

例えば、ＮＴＺ、１９５８年Ｎα６，３１５−３１９頁のＲ，）Ｉｅｉｄｅｓｔ ｅｒとに、　１１０ｇｔの論文中に、多重通路受信により起こるこれらの混信を 低減するため、移動受信用の複数の個別受信アンテナを有する受信アンテナシス テムが記載さている。

この既知の配置の中に各個別アンテナに関連して、それぞれの個別アンテナの各 個別信号の振幅が連続的に検出されモニタされる受信機がある。検出されたこの 振幅は比較され、個別アンテナ中の特定の最強信号が受信信号として使用される 。この型のダイパーシティシステムはまた並列ダイパーシティシステムまたは受 信機ダイパーシティシステムとも称されるが、各アンテナに受信機を設けねばな らぬため回路技術か非常に複雑になる。更に特に周波数変調された信号について 、最強のアンテナ信号を与え且つ前述の基準に従ってラジオ受信機に接続されて いる個別アンテナが、常に最善の信号を与えると言うことは、必ずしも真実では ない。

例えば、ＥＰ−Δ２−０　２０１　９７７、ＤＥ−Ａ２３３　３４　７３５およ び雑誌ｒＰｕｎｋｓｃｈａｕ　Ｊ　１９８６年４２−４５頁から、最初に述べた 型式の更に別の受信アンテナシステムが既知であり、それらには受信の質が所定 のしきい値以下に低下したとき、一方のアンテナ信号から他方のアンテナ信号に 、あるいはアンテナ信号の一方のリニア結合から他方のリニア結合への切替えが 行われることが記載されている。

この方法はまたスキャンニングダイバーシティシステムまたはアンテナ選択ダイ パーシティシステムと呼ばれているが、妨害が起こって初めて切替動作が開始さ れるという、本質的な不利がある。アンテナ信号間またはアンテナ信号のリニア 結合間で使用者には聞こえない満足できる切替えを達成するためには、切替えを 極度に高速で行わねばならず、これは回路技術の点から難しく非常に複雑で、限 られた範囲でのみ可能であるに過ぎない。

この受信システムの更に本質的な不利は、他のアンテナは既により混信の少いよ り良い受信信号を供給しているのに、切替しきい値の丁度下にある比較的弱い受 信信号を供給している１つのアンテナが、動作を続けていることにある。

更に、丁度作動しているアンテナで混信が発生するとともに、同様に混信をもつ かまたは既に述べたように切替しきい値の丁度下にあるかも知れぬ任意に選択し た後続のアンテナ信号またはアンテナ信号の他のリニア結合に、切替が起こる。

このダイパーシティシステムの受信特性は、それ故満足できるものではない。

従来のアンテナ選択ダイパーシティ方法およびシステムから出発し、本発明は、 それ故従来のシステムおよび方法の上述の不利を避けるための簡単な回路方法と 手段を使用するという問題、および入来するアンテナ信号またはリニア結合信号 の中から最強力の及び／又は最少妨害の信号が受信用に選択されること、を保証 するという問題に基づいている。

この問題は、個別アンテナのまたはリニア結合の信号の各からサンプル信号か取 られ、特定のサンプル信号が補助変調により振幅変調され及び／又は位相変調さ れ、任意に選択したアンテナのまたはリニア結合の信号に付加されて加算信号を 形成し、その加算信号は受信回路内で増幅され、選択され、復調され、この復調 された信号は振幅及び／又は位相に従って評価され、特定の最強のサンプル信号 が決定され、この最強のサンプル信号に対応するアンテナのまたはリニア結合の 信号が、受信用に選択される、という本発明に従って解決される。

サンプル信号を取り、それを信号強度について連続的にまたは順次にモニタし、 その強度に依存して対応する最強のアンテナのまたはリニア結合の信号を受信回 路に接続するという本発明に従う方法により、受信用に最強の信号を常に利用す ることか可能である。本発明によれば、個別アンテナのまたはリニア結合の信号 は、サンプル信号を取出りすることによりそれらの信号強度が連続的にモニタさ れているので、切替操作を最適化して切替しきい値の直ぐ下にあり、たとえ他の アンテナが一層良好な受信信号を供給していても接続されたままになっている１ つの比較的弱い受信信号を受ける可能性を排除することができる。それ故に各ア ンテナに対し・１台の受信機を設けねばならないという事なしに、個別受信信号 の質を連続的にモニタし、従ってまた最適の各切替を可能にすることが、並列ダ イパーシティ法または受信機ダイパーシティ法におけるように本発明による方法 を用いて可能である。本発明による方法は、このように極めて簡単な回路技術を 用いて実施できる。

°本発明の好ましい実施例によれば、採取された特定のサンプル信号は無搬送波 変調、特に両側波帯変調を受けるのが好ましい。それ故に、無搬送波変調を受け たサンプル信号を任意に選択されたアンテナのまたはリニア結合の信号に、位相 回転を行わずにまた９０°の位相回転を行って付加することが特別に有利である 。搬送波に対する関係は存在しないから、９０°のこの位相回転が意味すること は、サンプル信号の実数部分と虚数部分の両方が単一の復調器を用いて決定され 、その結果から位相のみならず振幅もまた決定されると言うことである。測定の 段の数を２倍にすることにより、振幅復調器または位相復調器の何れでもよいが 単一の復調器を用いて、サンプル信号の振幅と位相を決定することができる。受 信回路のこの復調器は、従ってまた周波数復調器として使用することもできる。

、変調されたサンプル信号の変調パラメータの選択は、補助変調周波数か送信チ ャンネルの未使用の周波数範囲において発生するように行われることが特に有利 である。

この事は、有用な信号それ自体がここで述べた方法での変調操作による妨害を受 けないことを保証する。もしアンテナ信号が周波数復調したステレオの多重信号 を含んでいるときには、補助変調で変調されたサンプル信号がステレオ多重信号 の５７ＫＨｚ以上及び／又は１７ＫＨｚか２１ＫＨｚ近辺の周波数の範囲内に、 後者（サンプル信号）を含むことは、それ故特に有利である。換言すれば、補助 変調によりアンテナの、またはリニア結合の信号に付加されたスペクトル成分が 、有用範囲より外の周波数範囲にあることが有利である。

この有用信号がビデオ信号である場合、補助変調は好都合には個々の信号のライ ンまたはフレームのブランキング期間内に加えられる。ラインまたはフレームの ブランキング期間は各周期で実質的に同じ幅なので、一定の明確に限定された条 件が予め定められる。従って、実際のビデオ情報が非常に異なった振幅で送信さ れている期間に、もし補助変調が加えられる場合にありがちな種々のレベルによ るシステムの測定誤差は起こりえない。この更に別の機能により個別信号の変調 は時間条件の支配を受け、それにより時間多重方法とする。

個別サンプル信号を連続して繰り返し取り出すことは特に有利である。反復周期 は、特定の最適アンテナのまたはリニア結合の信号に対し適度に速い切替を確保 するため、特定の条件に従って選択′することができる。

より高速においても同様に対応して一定の受信の質を達成するために、外部パラ メータたとえば車両速度によってサンプル信号の取り出し頻度を変更することも また有利である。

本発明の特に有利な別の展開は、最強のアンテナのまたはリニア結合の信号を決 定する代りにまたはそれに追加して、受信回路内で増幅され且つ選択された加算 信号の混信信号内容が判定され、この結果が受信用のアンテナのまたはリニア結 合の信号を選択するためパラメータとして使用されると言う点にある。この事は 、高度に妨害された環境で、例えば高層ビルの反射による多重通路受信をしなが ら都市地区を通過するとき、信号レベルが最適信号の選択基準に対し十分な情報 を供給しないとき特に有利である。混信信号の内容を測定し且つその結果によっ て行われるアンテナのまたはリニア結合の信号の選択をすることが、本発明によ る受信方法に更に改善をもたらす。

特定のサンプル信号の取出の瞬間及び／又は順序及び／又は変調を受けた特定の サンプル信号の位相切替が、処理装置（プロセッサ）により制御されることは有 利である。位相情報を用いて１つのアンテナのまたはリニア結合の信号からもう １つの信号に変化するときに起こる位相ジャンプを補償することもまた有利であ る。この事は、追加の回路経費なしで、そのままでは位相ジャンプ時に発生する クリック雑音を防止する。

本発明の問題はまた同様に、最初に述べた型式の受信アンテナシステムと協働し て本発明によれば同様に解決されるが、それは、サンプル信号取り出し回路、取 り出したサンプル信号を補助変調信号で変調する変調器、任意に選択したアンテ ナのまたはリニア結合の信号を復調されたサンプル信号に加えて加算信号を作る 加算回路、受信回路内で増幅され選択された加算信号を復調する復調器、復調さ れた信号を振幅及び／又は位相に従って評価し、特定の最強サンプル信号に対応 するアンテナのまたはリニア結合の信号が受信用に選択されるように選択スイッ チを副側する制御回路をそれぞれもったものである。

本発明による特徴により、すべてのアンテナのまたはリニア結合の信号を連続的 にまた順次にモニタし最強の信号を決定することは可能であり、この動作はそれ ぞれのサンプル信号が取り出されて行われる。この方法で受信用に最適のアンテ ナのまたはリニア結合の信号を選択することがとのような瞬間でも可能である。

本発明による受信アンテナ方法の場合のようにその中で既に述べた理由により、 変調器はサンプル信号に対して無搬送波変調をかけること、およびこの目的のた め好ましくは両側波帯変調器として構成することが有利である。

変調器の出力を交互切替スイッチにより受信回路の入力に選択的に直接または９ ０°移相器を経由して接続するという有利な特徴により、無作為に選択したアン テナのまたはリニア結合の信号を振幅変調したサンプル信号と位相変調したサン プル信号の両者に対して付加して加算信号を作ることは、非常に簡単な方法で可 能である。それ故に振幅変調または位相変調に対し選択的に感度をもつ復調器を 一つだけ用い、且つ測定段の数を２倍にしてサンプル信号の実数部分と虚数部分 を、こうして振幅と位相を、決定することができる。

本発明の更に有利な展開は、サンプル信号取り出し回路がサンプル信号切替スイ ッチに接続されていることにある。サンプル信号切替スイッチを切替えることに より、個別のサンプル信号は順次変調用の変調器に接続され、且つ無作為に選択 したアンテナのまたはリニア結合の信号に付加される。サンプル信号切替スイッ チの制御信号が評価回路または制御回路により作られることは好ましい。この事 は復調した信号の評価時にそれぞれのサンプル信号に対する割当を設けることで ある。

本発明の更に他の実施例によれば、付加的にまたは代替的に混信信号検出器が設 けられ、その出力は評価回路及び／゛又は制御回路の入力に接続されている。既 に述べたように混信信号検出器で混信信号を検出することにより、アンテナのま たはリニア結合の信号用の選択基準を最強信号に限定するだけでなく、また、あ るいはその代替としてそれぞれのアンテナのまたはリニア結合の信号の混信信号 の内容に依存して基準を選択することもできる。その結果信号選択はなお更に改 善される。

評価の及び／又は制御の回路は処理器（プロセッサ）であることが好ましい。

復調器の出力信号及び／又は混信検出器の出力信号は、この場合アナログ−ディ ジタル変換器によりディジタル信号に変換されねばならない。

移相部材を選択スイッチ６と加算回路７の間に接続してもよい。

本発明を一枚の図面によって例について以下に詳細に説明しよう。

個別アンテナ１−１．Ｉ−２，・・・、１−ｎのアンテナ出力信号はマトリック ス回路２まで通過する。そのマトリックス回路２は、出力において好ましくは直 交方向のパターンを有する合成アンテナ信号を、合成機能の重複を最少にして発 生するようにして、アンテナ信号をお互いにリニアに結合する。このようなマト リックス回路は、先に公告されてはいないが先願のドイツ特許出願Ｐ　３７３７ 　０１１に記載されており、その内容はこの出願の主題の一部になっている。

サンプル信号取り出し回路３−１．３−２．・・・、３−ｎ中のアンテナのまた はリニア結合の信号を表わすマトリックス回路２の出力信号から、各の場合サン プル信号が取り出され、それらはサンプル信号切替スイッチ５の端子まで通過す る。サンプル信号取り出し回路３−１゜３−２．・・・、３−ｎの各は結合イン ピーダンス４−１゜４−２．・・・、４−ｎを含み、それを経由してサンプル信 号はターン・オフされる。当該技術に習熟した人達には既−知であるその他の回 路網もサンプル信号取り出し回路として使用できる。

マトリックス回路２の出力で発生するアンテナのまたはリニア結合の信号の１つ か選択スイッチ６を経由して加算回路７に導かれる。サンプル信号切替スイッチ ５は、そのスイッチ位置に対応するサンプル信号の１つを変調器８に導き、そこ で補助発振器９により供給される補助周波数ｆＨにより変調か行われる。

変調器８の出力信号は一方では直接に、他方では９０゜移相器１０を経由して交 互式スイッチ１１の端子まで通過し、その端子は変調器８の変化していない出力 信号と９０°位相回転した出力信号を交互に結合インピーダンス１２を経て加算 回路７に導く。

変調器８は両側波帯変調器である。補助発振器９により供給される補助周波数変 調信号は、有用信号の帯域ギャップ内にある周波数ｆＭを有することが好ましい 。無搬送波変調であるから振幅変調されたサンプル信号と位相変調されたサンプ ル信号は、いずれも任意に選択されたアンテナのまたはリニア結合の信号に付加 され、その信号は選択スイッチ６のスイッチ位置に従って加算回路７に印加され る。前記サンプル信号は、サンプル信号切替スイッチ５のスイッチ位置に対応し て変調器８に導かれる。

加算信号は受信回路１３に供給され、そこで増幅され且つ選択された加算信号は 、ラジオ受信回路の場合濾波されない状態でのステレオ多重信号としてＦＭ復調 器の後で抽出され、フィルタ回路１４とそれに続く同期復調器１５に供給され、 そして補助信号はフィルタで除去され、アナログ−ディジタル変換器１６内でデ ィジタル化された後に処理装置１７に進む。この処理装置１７は特定の最強のア ンテナ信号つまりリニア結合信号を測定し、その結果に依存して選択スイッチ６ は、対応する最強のアンテナ信号つまりリニア結合の信号がスイッチで通過でき るように、バス線経由で処理装置１７により制御される。更に処理装置は別のバ ス線１９経由でサンプル信号切替スイッチ５をサンプル信号取り出し回路３−１ ．３−２．・・・、３−ｎ経由でターン・オフされている個別サンプル信号が変 調器８に順次に導かれるような方法で、制御する。処理装置内におけるサンプル 信号切替スイッチ５のスイッチ位置の認識が、最強のアンテナのまたはリニア結 合の信号を決定することを可能にしている。

更に制御線２０が処理装置１７から交替式スイッチ１１まで通じこの交替式スイ ッチを切替える。この交互式スイッチ１１の切替え頻度は、サンプル信号切替ス イッチ５の切替頻度、すなわちサンプル信号取り出し頻度の２倍の高さである。

選択スイッチ６と加算回路７の間の移相部材２２を制御するため前記部材はバス 線２３経出で処理装置１７に同様接続されている。処理装置１７に存在する位相 情報は移相部材２２を一つのアンテナのまたはリニア結合の信号から他のものに 変るとき起こる位相ジャンプが補償されるような方法で、制御するために利用で きる。この事は、対策しなければ位相ジャンプ時に発生するクリック雑音を簡単 な方法で防ぐ。

本発明の更なる展開によれば、受信回路１３から取り出された濾波していないス テレオ多重信号は、混信検出器２１まで導かれ、この検出器は多重信号中の混信 成分を測定し、それについての情報を処理装置１７に供給する。それぞれのサン プル信号の、従ってアンテナのまたはリニア結合の信号の混信成分に応じて処理 装置は、選択スイッチ６の対応する制御によって、信号強度に関係な（混信が最 少の信号を選択でき、あるいはその代りに信号強度および混信信号成分に応じて 組み合わせた選択もてきる。

国際調査報告 国際調査報告 ＥＰ　８９００４８９ ＳＡ　２８６７０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．複数の個別受信アンテナを有し、個別アンテナ信号及び／又はアンテナ信号 のリニア結合から形成された信号の間の切替えが行われるところの移動受信のた めの受信方法であって、 個別アンテナのまたはリニア結合の信号の夫々からサンプル信号が取り出され、 取り出された特定のサンプル信号が補助変調によって振幅変調及び／又は位相変 調され、任意に選択されたアンテナのまたはリニア結合の信号に付加されて加算 信号を形成し、 受信回路内で増幅され選択された加算信号が復調され、復調された信号は振幅及 び／又は位相に従って評価され、 特定の最強のサンプル信号が決定され、そして最強のサンプル信号に対応するア ンテナのまたはリニア結合の信号が受信用に選択される ことを特徴とする受信方法。 ２．前記取り出された特定のサンプル信号が無搬送波変調を受けることを特徴と する請求項１の受信方法。 ３．前記取り出された特定のサンプル信号が両側波帯変調を受けることを特徴と する請求項２の受信方法。 ４．無搬送波変調を受けた前記サンプル信号が順次に位相回転を伴わずおよび９ ０°の位相回転を伴って任意に選択されたアンテナのまたはリニア結合の信号に 付加されることを特徴とする請求項１から３までのいずれかの受信方法。 ５．前記変調されたサンプル信号の変調パラメータは、補助変調周波数（ｆＮ） が送信チャンネルの不使用の周波数範囲内に発生するように選択されていること を特徴とする請求項１から４までのいずれかの受信方法。 ６．有用信号が周波数変調されたステレオ多重信号であり、補助変調で変調され たサンプル信号がステレオ多重信号の５７ＫＨｚ以上及び／又は１７ＫＨｚまた は２１ＫＨｚ付近の周波数範囲内に補助変調を含むことを特徴とする請求項１か ら５までのいずれかの受信方法。 ７．前記有用信号がビデオ信号であり、補助変調がそれぞれ個別信号のラインの またはフレームのブランキング期間内に印加されることを特徴とする請求項１か ら５までのいずれかの受信方法。 ８．前記個別サンプル信号が継続して繰り返し取り出されることを特徴とする請 求項１から７までのいずれかの受信方法。 ９．前記受信回路内で増幅され、選択される加算信号の混信信号成分が測定され 、前記加算信号がアンテナのまたはリニア結合の信号の選択用パラメータとして サンプル信号の強度に代るものとしてまたは付加として使用されることを特徴と する請求項１から８までのいずれかの受信方法。 １０．前記特定のサンプル信号の取り出し及び／又は変調を受けた特定のサンプ ル信号の位相切替の瞬間及び／又は継続が、処理装置により制御されることを特 徴とする請求項１から９までのいずれかの受信方法。 １１．前記特定の最強のサンプル信号の決定及び１又は最強のサンプル信号に対 応するアンテナのまたはリニア結合の信号の選択が、処理装置により制御される ことを特徴とする請求項１から１０までのいずれかの受信方法。 １２．位相情報が、アンテナのまたはリニア結合の１つの信号からもう１つの信 号に変るときに発生する位相ジャンプを補償するために利用されることを特徴と する請求項１から１１までのいずれかの受信方法。 １３．複数の個別受信アンテナ、個別アンテナ信号及び／又はアンテナ信号のリ ニア結合から形成される信号との間を切替える切替スイッチ、及び受信回路を有 する移動受信のための受信アンテナシステムであって、各の場合に１つのサンプ ル信号取り出し回路（３−１，３−２，・・・，３−ｎ）、 取り出したサンプル信号を補助変調信号で変調する変貌器（８）、 任意に選択したアンテナのまたはリニア結合の信号を復調されたサンプル信号に 付加して加算信号を形成する加算回路（７）、 受信回路（１３）内で増幅され選択された加算信号を変調する変調器（１５）、 復調した信号を振幅及び／又は位相に従って評価し、特定の最強のサンプル信号 を決定する評価回路（１７）、最強のサンプル信号に対応するアンテナのまたは リニア結合の信号が受信用に選択されるように選択スイッチ（６）を制御する制 御回路（１７）、 を有することを特徴とする受信アンテナシステム。 １４．前記変調器（８）がサンプル信号に無搬送波変調を行うことを特徴とする 請求項１３の受信アンテナシステム。 １５．前記変調器（８）が両側波帯変調器であることを特徴とする請求項１３の 受信アンテナシステム。 １６．前記変調器（８）の出力が交替切替スイッチ（１１）により加算回路（７ ）に直接にまたは９０°移相器（１０）経由で交互に接続されることを特徴とす る請求項１３から１５までのいずれかの受信アンテナシステム。 １７．前記サンプル信号取り出し回路（３−１，３−２，，３−ｎ）がサンプル 信号切替スイッチ（５）に接続されていることを特徴とする請求項１３から１６ までのいずれかの受信アンテナシステム。 １８．前記サンプル信号切替スイッチ（５｝の制御信号が制御回路（１７）によ り作られることを特徴とする請求項１３から１７までのいずれかの受信アンテナ システム。 １９．混信信号検出器（２１）が設けられ、その出力が評価及び／又は制御回路 （１７）の入力に接続されていることを特徴とする請求項１３から１８までのい ずれかの受信アンテナシステム。 ２０．前記評価及び／又は制御回路（１７）がが処理装置であることを特徴とす る請求項１３から１９までのいずれかの受信アンテナシステム。 ２１．前記選択スイッチ（６）と加算回路（７）の間に配置された移相部材（２ ２）であって、その制御入力が処理装置（１７）に接続されているものを有する ことを特徴とする請求項１３から２０までのいずれかの受信アンテナシステム。