JPH0697858A - 無線受信機 - Google Patents

無線受信機

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JPH0697858A
JPH0697858A JP3241807A JP24180791A JPH0697858A JP H0697858 A JPH0697858 A JP H0697858A JP 3241807 A JP3241807 A JP 3241807A JP 24180791 A JP24180791 A JP 24180791A JP H0697858 A JPH0697858 A JP H0697858A
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ERICKSON G II MOBIL COMMUN HOL
ERICKSON G II MOBIL COMMUN HOLDING Inc
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  • Noise Elimination (AREA)
  • Circuits Of Receivers In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 干渉及びノイズ信号を無視できる場合に、バ
イパスフィルタを有する受信径路をバイパスさせフィル
タ台数の少いもしくは無い径路を介して信号を受信する
ことにより、無線受信装置の感度を高める。 【構成】 バンドパスフィルタ３４を含む信号径路３０
及び低減濾波器３６を含む信号径路３２が各無線周波増
幅器３８，４０に接続されている。両増幅器の電流源出
力インピーダンスが同じであれば、出力信号は同相なら
ばそのまま加算され、同相でなければ位相反転器５８が
一方の信号の位相を反転させて加算できるようにする。
合成信号はスーパヘテロダイン受信機１５の信号処理要
素４２，４４，４６，４８へ通される。コントロールユ
ニット５０が利得変動信号を発生して、所望信号を第１
の径路３０から受信するか、第２の信号径路３２から受
信するか、両者の重み付け組合せとして受信するかを制
御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般的に無線周波信号受
信機に関し、より詳細には２つもしくはそれ以上の選択
的受信径路を有しそれらが各径路に受信される信号の各
信号品質に従って選択もしくは組み合される無線受信機
に関する。
【０００２】
【従来の技術】セルラー移動無線電話通信等の多くのシ
ステム応用において、無線信号を受信する２つ以上の受
信径路を有する無線受信機を提供することが望ましい。
例えば、２つ以上の周波数で無線周波信号を送信したり
２台以上の受信アンテナを使用する場合には、複数の受
信径路を介して受信機が受信する出力信号を合成して受
信信号内の所望情報の最適検出を行うことができる。し
ばしば、各受信信号間で信号品質及び信号強度が変動す
ることがある。複数チャネル信号を合成するかもしくは
最適受信信号を有するチャネルを選定することにより、
高品質受信が行われる。
【０００３】複数チャネルを介して受信される信号を処
理する技術が２つある。第１の技術は選定ダイバシティ
であり、名称が示すように複数の受信信号の中から一つ
の最良信号処理チャネルが選定される。第２の技術、ダ
イバシティ合成では複数のチャネルを介して受信される
異なる信号が並列処理され何らかの最適方法により合成
される。処理された信号が復調の前に合成されるか後で
合成されるかに従って、ダイバシティ合成はさらに２つ
のカテゴリに分けられる。復調を行う前に信号を合成す
る場合には、処理された信号が同相合成されることを保
証するために制御装置が必要となる。これに対して、復
調後に信号を合成する場合には、一般的に位相差には無
感応に合成が行われる。従って、検出前合成ダイバシテ
ィは復調を行う前の信号合成であり、検出後合成ダイバ
シティは復調後の信号合成である。
【０００４】図１に示す従来のスーパヘテロダイン受信
機では、受信信号は最初にバンドパスフィルタ１０を通
過しその後ＲＦ増幅器１２により増幅される。バンドパ
スフィルタ１０はＲＦ増幅器１２を飽和させる帯域外信
号を濾波する。すなわち、フィルタ１０により所望の信
号成分だけを増幅することが保証される。増幅された
後、増幅器１２からの出力信号は第２のバンドパスフィ
ルタ１４へ通される。第２のバンドパスフィルタ１４は
バンドパスフィルタ１０により完全には抑制されなかっ
た任意の残りの帯域外信号を濾波する。さらに、バンド
パスフィルタ１４はミキサが望ましくない応答を示す他
の周波数におけるノイズ及び干渉を低減する。第２のバ
ンドパスフィルタ１４からの出力信号は周波数ミキサ１
６により受信される。局部発振器１８からの信号をフィ
ルタ出力信号と混合することによりミキサ１６は、復調
器２０により指示される、復調等の従来の受信機処理に
適した中間周波数へ受信周波数を変換する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】残念ながら、２つのバ
ンドパスフィルタ１０，１４により所望の信号エネルギ
に幾分損失が生じる。従って、無線受信機の設計では所
望の信号成分に対する感度と背景ノイズ及び他の周波数
の干渉信号成分に対する無感応性とは妥協されることに
なる。干渉及び／もしくはノイズ信号成分が無いかもし
くは無視できるレベルである場合には、バンドパスフィ
ルタ１０及び１４により生じる所望の信号に対する感度
低下を排除することが有利である。
【０００６】従って、本発明の主要目的は干渉及び／も
しくはノイズ信号が無いかもしくは無視できるレベルで
ある場合に、１台以上のバイパスフィルタ１０及び１４
を有する受信径路をバイパスさせフィルタ台数の少いも
しくはフィルタの無い他の径路を介して信号を受信する
ことにより、無線受信装置の感度を高めることである。
【０００７】
【発明を解決するための手段】無線受信機は各々が無線
周波信号を受信する２つ以上の信号径路を含んでいる。
一つ以上の信号径路が干渉及びノイズ信号を除去する従
来のバンドパスフィルタを含んでいる。一つ以上の残り
の信号径路が所望信号に対する無線周波受信機の感度を
高める低減濾波装置を含んでいる。各受信径路は各無線
周波増幅器に接続されている。各無線周波増幅器の電流
源出力インピーダンスが等しい場合には、各増幅器から
の出力信号は同相であれば建設的に加算される。出力信
号が同相でなければ、位相反転器が一方の信号の位相を
反転させて両信号を建設的に加算できるようにする。２
台以上の無線周波増幅器の合成された信号は従来のスー
パヘテロダイン受信機に付随するさまざまな信号処理要
素へ通される。制御装置が各無線周波増幅器の利得を制
御する利得変動信号を発生する。従って、制御装置によ
り所望の信号が第１の信号径路から受信されるか、第２
の信号径路から受信されるか、あるいはいくつかの信号
径路の重み付け組合せによるかが決定される。
【０００８】
【実施例】図２は本発明を実施するシステムの略ブロッ
ク図である。本発明の特定応用の一つはセルラー移動無
線電話受信機であるが、本発明は任意の信号受信装置に
使用できることをお判り願いたい。
【０００９】２つの別々の受信径路３０及び３２がアン
テナ（図示されず）により発生する無線周波（ＲＦ）信
号を受信する。２つだけの信号受信径路しか図示されて
いないが、本発明は任意数の信号受信径路に応用するこ
とができる。さらに、各受信ＲＦ信号はそれぞれ独立し
たアンテナから到来することができる。信号径路なる用
語は、例えば、セルラー移動無線電話システムの通信チ
ャネルを含むことができる。第１の信号径路３０を介し
た受信信号はバンドパスフィルタ３４により濾波され、
濾波された信号はＲＦ増幅器３８へ加えられる。同様
に、第２の信号径路３２を介して受信される信号は所要
信号に対する信号損失がバンドパスフィルタ３４よりも
低くなるように設計することができるバンドパスフィル
タ３６により濾波される。例えば、フィルタ３６はフィ
ルタ３４よりも極数の少い簡単な低コスト装置とするこ
とができる。さらに、フィルタ３４を含む“主”受信径
路は高電力送信機と同じアンテナに二重接続することが
できるが、フィルタ３６は無線送信機からの絶縁を心配
することなくコンパクトな低コスト技術を使用して製造
することができる。第２の信号径路３２からの信号はＲ
Ｆ増幅器４０へ加えられる。
【００１０】各信号径路３０，３２からの増幅された信
号は加算接合点４１において加算される。従来のインピ
ーダンス整合技術を使用することにより、増幅器３８，
４０が整合された高インピーダンスを有するようにされ
両増幅器の出力信号を加算することができる。この特定
状況において、増幅器の出力信号は同相であれば建設的
に並列に加算される。増幅された出力信号が同相ではな
い状況では、破壊的信号加算が生じる。別の実施例で
は、整合を必要としない加算接合点としてハイブリッド
カップラを使用することができる。
【００１１】加算接合点４１において合成された増幅器
３８及び４０の出力信号は従来のスーパヘテロダイン受
信機１５の信号処理素子により処理される。制約はされ
ないが、これらの素子にはプリミキサバンドパスフィル
タ４２、受信信号を簡便な中間無線周波数へ変換する周
波数ミキサ４４、及びキャリアからの情報信号を復調す
る復調器４８が含まれる。スーパヘテロダイン受信機か
らの出力信号６０は応用に応じてさらに処理することが
できる。
【００１２】メモリ５１を含むコントロールユニット５
０がスーパヘテロダイン受信機４８からの出力信号をサ
ンプルする。実施例において、コントロールユニット５
０は従来のマイクロプロセッサである。最も簡単な状況
では、コントロールユニット５０は増幅器３８からの増
幅信号もしくは増幅器４０からの増幅信号のみを使用し
て良好な信号品質が得られるかどうかを決定する。より
複雑な状況では、コントロールユニット５０は最適信号
品質を得るのに両増幅器３８，４０からの増幅出力がど
の程度合成手段４１からの合成出力に影響を及ぼすべき
かを決定する。
【００１３】コントロールユニット５０はいくつかの基
準を使用して最適信号品質をテストする。任意数及び／
もしくは種類の基準を使用することができるが、コント
ロールユニット５０が迅速にテストを行うための最も簡
単な量は信号強度である。ビットエラーレートをもう一
つの基準とすることができる。テスト状態中に、スーパ
ヘテロダイン受信機からの出力信号の信号強度のいくつ
かのサンプルが処理されて、合成出力信号における各増
幅信号の、存在する場合の、度合いを決定する。例え
ば、コントロールユニット５０は信号径路３０のみをイ
ネーブルさせて受信機出力信号６０の品質をテストす
る。この場合、増幅器４０の利得制御信号５４はゼロで
あり増幅器３８の利得制御信号は非ゼロである。次に、
増幅器４０の利得制御信号５４を非ゼロ値としながら増
幅器３８の利得制御信号５２をゼロとすることにより第
１の増幅器３８が非活性化される。各制御線５２，５４
を介して両増幅器３８，４０に対して可変利得及び重み
付けの異なる組合せを適用することができる。これらの
各テスト条件から生じる信号強度値は制御装置５０によ
りメモリ５１内に記憶される。
【００１４】一つの信号径路に挿入された位相反転器５
８によりもう一つのテストを行って、例えば、増幅器３
８の出力信号の位相を反転させることができる。両信号
径路３０，３２がイネーブルされている時に破壊信号加
算が生じると、コントロールユニット５０は位相反転器
５８を活性化させて一方の信号径路の位相を反転させ建
設的信号加算を達成することができる。さらに、位相反
転器５８を２つ以上の信号径路に含ませて、コントロー
ルユニット５０により複数の選択的位相偏位を選定する
ことができる。同様に、位相反転器の替りに、可変移相
器を使用して異なる信号径路の位相差をより正確に補償
することができる。
【００１５】通常、最強測定信号強度を有する信号径路
が選定される。しかしながら、最強信号であっても復調
信号の品質が悪かったりビットエラーレートが高いこと
がある。このような場合には、その信号径路に関するウ
ォーニングフラグが選定されデータの品質劣化が表示さ
れる。次に、２つの信号径路の弱い方が選定される。弱
い信号が受信を著しく損う程に弱くなる場合には、強い
信号径路を再チェックすることができる。強い信号から
生じるデータが改善されていると、それが再び選定され
て付随するウォーニングフラグがリセットされる。
【００１６】最適信号品質テストを実施するのにコント
ロールユニット５０が従うプログラムフローの例を図３
（ａ）及び図３（ｂ）に示す。機能ブロック７０におい
て、第２の増幅器４０の利得Ｇ2 は０に低減され、増幅
器径路３０だけがイネーブルされる。この場合、コント
ロールユニット５０から増幅器４０への利得制御信号５
４は０であり、増幅器３８への利得制御信号５２は非ゼ
ロである。プログラム制御は機能ブロック７２へ通さ
れ、そこで第１の信号径路３０からの増幅信号がバンド
パスフィルタ４２により受信される。機能ブロック７４
において、受信機出力信号６０の強度が測定されメモリ
５１に記憶される。次に、機能ブロック７６において、
利得制御信号５２を介して利得Ｇ1 をゼロへ低減するこ
とにより第１の増幅器３８が不活性化される。機能ブロ
ック７８において、増幅器４０の利得Ｇ2 は利得制御信
号５４を介して非ゼロ値Ｋへ増大される。機能ブロック
８０において、第２の信号径路３２からの増幅信号はバ
ンドパスフィルタ４２により受信される。プログラムフ
ローは機能ブロック８２へ進み、そこで受信機出力信号
６０の強度が測定されメモリ５１に記憶される。
【００１７】それぞれ増幅器３８，４０に適用される可
変利得Ｇ1 ，Ｇ2 の異なる組合せは適応利得制御線５
２，５４を介して達成することができる。機能ブロック
８４において、利得Ｇ1 及びＧ2 で表わされる適応利得
値はそれぞれ信号Ｓ1 及びＳ2に適用され、式Ｇ1 Ｓ1
＋Ｇ2 Ｓ2 に従った合成信号が得られる。利得Ｇ1 及び
Ｇ2 を逐次変えることにより、加算接合点において２つ
の信号の重み付けの異なる合成信号が得られ、機能ブロ
ック８６に示すように合成信号はバンドパスフィルタ４
２により受信される。フローは機能ブロック８８へ進
み、そこで重み付け合成の各逐次変動に対する受信機出
力信号６０の強度が測定されメモリ５１に記憶される。
判断ブロック９０において、第１の信号径路の信号Ｓ1
の位相が反転していなければ、プログラムフローは機能
ブロック９２へ進みそこで第１の信号Ｓ1 の位相が反転
される。次に、フローは機能ブロック８４へ戻る。第１
の信号径路３０からの第１の信号Ｓ1 の位相が反転され
ておれば、プログラムフローは機能ブロック９４へ進
み、そこで各テスト条件に対してメモリ５１内に記憶さ
れたさまざまな信号強度に基いて最適受信機出力信号品
質が得られる条件が決定される。
【００１８】コントロールユニット５０はさまざまなテ
スト条件の各々を逐次テストした後、どの条件により出
力信号の最適信号品質が得られるかを決定する。前記し
たように、各テスト条件の元でコントロールユニット５
０によりテストされる信号品質の測定は対応するどの受
信機出力信号６０により最高信号強度のいくつかのサン
プルが得られるかに基いている。どの信号が最高品質を
有するかを決定するのに、公知のさまざまな統計分析を
適用することができる。例えば、各信号径路のみ及び信
号径路の和（位相反転器ディセーブル）及び差（位相反
転器イネーブル）に対する復調信号品質（すなわち、所
与のデータバーストのビットエラー）対測定信号強度を
テーブルに格納することができる。テーブルには平均
値、最大及び最小値、標準偏差、もしくは所与の信号強
度において特定の信号径路を使用して最近の履歴に基づ
くあるデータバースト品質を生じる確率を評価するのに
必要な他の情報を含めることができる。テーブルを使用
して、新たに測定される信号強度を期待された数のビッ
トエラーへ変換することができ、次に最少数のビットエ
ラーが期待される信号径路が選定される。その信号径路
を実際に使用した結果期待される数よりも多いビットエ
ラーが生じると、統計テーブルが更新されてエラーの期
待数のより正確な評価が行われ、恐らくは前に選定され
た信号径路が今度は選定されなくなる。
【００１９】実施例において、無線信号は時分割形式で
受信される。すなわち、受信される無線信号データの内
容の一部は他の受信機、例えば他の移動電話器へ向けら
れる情報である。本発明の一つの利点は他の無線受信機
へ指向される情報に割り当てられた多重化データ流の期
間中に、前記さまざまなテスト条件の元でコントロール
ユニット５０が受信機出力信号品質を決定することであ
る。時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）通信では、各無線
周波数は一連のフレームへ分割され、各フレームは例え
ば３ないし６スロットの特定数のタイムスロットを含ん
でいる。一つの通信径路すなわちチャネルは特定のタイ
ムスロットへ割り当てられる。従って、コントロールユ
ニット５０は受信機に割り当てられた適切なタイムスロ
ット中に送信情報を受信して記憶する。フレーム内の残
りのタイムスロット中に、コントロールユニット５０は
必要なテスト条件を実施する。従って、増幅器３０，４
０の利得変化等のさまざまなテスト条件をこれらのタイ
ムスロットすなわち期間中に処理すれば、受信されるデ
ータ流の所望信号が改変されることはない。
【００２０】判り易くするために特定実施例について本
発明の説明を行った。しかしながら、前記実施例は説明
用であって制約的なものではない。当業者であれば本発
明の精神及び範囲を逸脱することなく前記実施例を修正
できることは自明である。従って、本発明は実施例に制
約されるものではなく、特許請求の範囲により規定され
るものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のスーパヘテロダイン無線受信機の略ブロ
ック図。
【図２】本発明を実施したシステムの略ブロック図。
【図３】本発明を実施するためのプログラム制御を示す
フロー図。
【符号の説明】
１０ バンドパスフィルタ １２ ＲＦ増幅器 １４ バンドパスフィルタ １５ スーパヘテロダイン受信機 １６ 周波数ミキサ １８ 局部発振器 ２０ 復調器 ３０ 受信径路 ３２ 受信径路 ３４ バンドパスフィルタ ３６ バンドパスフィルタ ３８ ＲＦ増幅器 ４０ ＲＦ増幅器 ４１ 加算接合点 ４２ バンドパスフィルタ ４４ 周波数ミキサ ４６ 局部発振器 ４８ 復調器 ５０ コントロールユニット ５１ メモリ ５２ 制御線 ５４ 制御線 ５８ 位相反転器 ６０ 出力信号

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 無線周波信号を受信して所望の出力信号
    を発生する無線受信機において、前記受信号を濾波する
    濾波手段と前記濾波された信号を増幅して増幅された信
    号を発生する増幅器手段とをそれぞれが具備する複数の
    信号径路と、前記各増幅器手段に接続され前記対応する
    信号径路からの一つ以上の前記増幅された信号を選択的
    に合成して前記無線周波信号の所望の情報に対する感度
    を高める制御手段とを有する無線受信機。
  2. 【請求項２】 請求項１記載において、前記制御手段は
    前記出力信号が最適信号品質を有するような一つの信号
    径路を選定する、受信機。
  3. 【請求項３】 請求項１記載において、前記制御手段は
    前記増幅器手段の少くとも一つの利得を選択的に適合さ
    せて前記出力信号の測定信号品質の測定を行う、受信
    機。
  4. 【請求項４】 請求項３記載において、前記測定された
    信号品質は前記出力信号の信号強度である、受信機。
  5. 【請求項５】 請求項３記載において、前記測定された
    信号品質は前記出力信号のビットエラーレートである、
    受信機。
  6. 【請求項６】 請求項１記載において、前記制御手段
    は、各々が前記一つ以上の増幅器手段に対する異なる利
    得を有する、前記信号径路の複数の選択組合せをテスト
    し、各組合せに対応する前記出力信号の測定された信号
    強度に基いて前記信号品質を決定する、受信機。
  7. 【請求項７】 無線周波信号を受信して所望の出力信号
    を発生する無線受信装置において、前記受信信号を濾波
    する濾波手段と前記濾波された信号を増幅して増幅され
    た信号を発生する増幅器手段とをそれぞれが具備する複
    数の信号径路と、前記増幅器手段に接続されて前記各信
    号径路からの増幅された信号の適応合成を行う合成手段
    と、前記合成手段に接続され前記合成且つ増幅された信
    号を処理して処理された信号を発生する処理手段と、前
    記処理手段に接続され前記処理された信号の特性を検出
    して前記合成手段において前記増幅された各信号の適応
    重み付けを行うための制御信号を発生する制御手段とを
    有する、無線受信装置。
  8. 【請求項８】 請求項７記載において、前記制御信号は
    前記各増幅器手段へ印加して前記増幅された信号の大き
    さを変えるバイアス電圧である、受信機。
  9. 【請求項９】 請求項８記載において、前記バイアス電
    圧は増幅器の利得を制御する、受信機。
  10. 【請求項１０】 請求項７記載において、前記制御手段
    は受信径路数及び前記各増幅信号に適用される重み付け
    を体系的に変更することにより、受信径路の組合せを遂
    次テストする、受信機。
  11. 【請求項１１】 請求項７記載において、さらに前記増
    幅器手段の少くとも一つの出力に接続され少くとも一つ
    の増幅信号の位相を反転させて前記各信号径路からの増
    幅された信号を建設的に合成する位相反転手段を有する
    受信機。
  12. 【請求項１２】 請求項１１記載において、前記位相反
    転手段は複数の選択的位相偏位を有し、前記制御手段は
    前記複数の選択的位相偏位の各々を遂次選択して前記処
    理された信号の信号品質が最高となる信号径路の組合せ
    を決定する、受信機。
  13. 【請求項１３】 請求項７記載において、前記制御手段
    はさまざまな信号径路の組合せを遂次選定し前記各信号
    径路組合せの元における前記処理信号の信号品質を測定
    して最適組合せを決定する、受信機。
  14. 【請求項１４】 請求項１３記載において、前記制御手
    段は高信号品質の確率の最も高い前記処理信号を統計的
    に決定する、受信機。
  15. 【請求項１５】 請求項１３記載において、前記受信信
    号は他の情報と時分割多重化され、前記制御手段は他の
    受信機が前記他の情報を受信している期間中前記最適組
    合せを決定する、受信機。
  16. 【請求項１６】 請求項１３記載において、前記信号品
    質は前記情報信号のビットエラーレートの関数として決
    定される、受信機。
  17. 【請求項１７】 無線周波信号を受信して所望の出力信
    号を発生する無線受信装置において、前記受信信号を濾
    波する濾波手段と前記濾波された信号を増幅して増幅信
    号を発生する増幅器手段とをそれぞれ含む複数の信号径
    路と、各信号径路内の前記各増幅器手段に選択的に接続
    され前記増幅信号の合成を処理して処理信号を発生する
    処理手段と、前記処理信号の周波数を変える周波数混合
    手段と、前記周波数混合手段からの出力信号を復調して
    情報信号を発生する復調手段と、前記復調手段に接続さ
    れ前記情報信号の特性を検出して前記合成に及ぼす各信
    号径路の影響を選択的に強調する制御信号を発生する制
    御手段とを有する無線受信装置。
  18. 【請求項１８】 請求項１７記載において、前記制御手
    段は受信径路数及び前記各増幅器信号に適用される重み
    付けを体系的に変更することにより受信径路の組合せを
    遂次テストする、受信機。
  19. 【請求項１９】 請求項１７記載において、さらに前記
    少くとも一つの前記増幅器手段の出力に接続され少くと
    も一つの増幅信号の位相を反転させて前記各信号径路か
    らの増幅信号を建設的に合成する位相反転手段を有する
    受信機。
  20. 【請求項２０】 請求項１９記載において、前記位相反
    転手段は複数の選択的位相偏位を含み、前記制御手段は
    前記複数の選択的位相偏位の各々を遂次選定して前記処
    理された信号の信号品質が最高となる信号径路の組合せ
    を決定する、受信機。
  21. 【請求項２１】 請求項１７記載において、前記制御手
    段はさまざまな信号径路の組合せを遂次選定し前記各信
    号径路組合せの元における前記処理信号の信号品質を測
    定して最適組合せを決定する、受信機。
  22. 【請求項２２】 請求項２１記載において、前記制御手
    段は高信号品質の確率の最も高い前記処理信号を統計的
    に決定する、受信機。
  23. 【請求項２３】 請求項２１記載において、前記受信信
    号は他の情報と時分割多重化され、前記制御手段は他の
    受信機が前記他の情報を受信している期間中に前記最適
    組合せを決定する、受信機。
  24. 【請求項２４】 請求項２１記載において、前記信号品
    質は前記情報信号のビットエラーレートの関数として決
    定される、受信機。
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