ダイバーシチ受信装置

【目的】データ誤り率およびバースト信号非受信率の劣化を軽減でき、良好なダイバーシチ効果が得られるダイバーシチ受信装置を提供する。
【構成】プリアンブルおよび同期語とそれに続くデータ系列により構成されるバースト信号により通信を行うＴＤＭＡ無線通信システムにおいて、アンテナ１１，１２の出力を切替えて取り出すためのスイッチ１３と、取り出されたアンテナ出力を受信する受信回路１４と、その受信信号を復調する検波復調回路１７と、復調出力からデータ系列を再生する再生回路１８〜２１と、受信回路１４の受信レベルを検出する受信レベル検出回路１５と、検出された受信レベルをバースト信号中のプリアンブルおよび同期語の期間内で所定のしきい値と比較し、しきい値以下の場合には該期間内のタイミングでスイッチ１３を切替え制御するしきい値判定回路１６を有する。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）方式の無線通信システムに係り、特にダイバーシチ受信方式の受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＴＤＭＡ方式の無線通信システムにおいては、フェージングによる受信レベルの変動によりデータ誤り率が増加する。この問題を改善するため、回路構成の簡単なダイバーシチ受信方式として、従来から（１）受信相関の異なる複数のアンテナを用意し、受信レベルがしきい値以下になった場合にアンテナを切替えるアンテナ切替えダイバーシチ受信方式と、（２）アンテナおよび受信回路を２系統備え、受信回路から復調器へ入力される受信信号を切替える受信回路切替えダイバーシチ受信方式が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のダイバーシチ受信方式では、アンテナまたは受信回路を切替えたときに発生する切替え雑音により、受信信号のビット列に誤りが発生し、バースト信号非受信率が劣化するという問題がある。
【０００４】また、バースト信号のプリアンブル期間内でアンテナや受信信号の切替えを行えば、切替え雑音によるバースト信号非受信率の劣化は回避される。しかし、通信用バースト信号中のプリアンブル長は一般的に短いことから、プリアンブル期間内でアンテナや受信回路の切替えを行うことは困難であるため、従来のダイバーシチ受信方式では切替え雑音によるバースト信号非受信率の劣化が避けられない。
【０００５】本発明は、このような従来の問題を解決すべくなされたものであり、ＴＤＭＡ無線通信システムにおいて、データ誤り率およびバースト信号非受信率の劣化を軽減でき、良好なダイバーシチ効果が得られるダイバーシチ受信装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決するため、プリアンブルおよび同期語とそれに続くデータ系列により構成されるバースト信号により通信を行う時分割多元接続方式の無線通信システムにおけるダイバーシチ受信装置において、複数のアンテナと、前記複数のアンテナの出力を切替えて取り出すための切替え手段と、前記切替え手段により取り出されたアンテナ出力を受信する受信手段と、前記受信手段から出力される受信信号の受信レベルを検出して前記バースト信号中のプリアンブルおよび同期語の期間内で所定のしきい値と比較し、該受信レベルが該しきい値以下の場合には前記プリアンブルおよび同期語の期間内のタイミングで前記切替え手段を切替え制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】また、本発明はこのような基本構成において、前記制御手段は、前記切替え手段の切替え前と切替え後における前記レベル検出手段により検出された受信レベルを比較し、切替え前の該受信レベルに比して切替え後の該受信レベルが低い場合には切替え前の最も受信レベルが高いアンテナの出力を取り出すように前記切替え手段を再度切替え制御することを特徴とする。
【０００８】さらに、本発明はプリアンブルおよび同期語とそれに続くデータ系列により構成されるバースト信号により通信を行う時分割多元接続方式の無線通信システムにおけるダイバーシチ受信装置において、複数のアンテナと、前記複数のアンテナの出力を受信する複数の受信手段と、前記複数の受信手段から出力される受信信号を切替えて取り出すための切替え手段と、前記複数の受信手段のそれぞれの受信レベルを前記バースト信号中のプリアンブルおよび同期語の期間において比較判定し、受信レベルの最も高い受信手段から出力される受信信号が取り出されるように前記プリアンブルおよび同期語の期間内のタイミングで前記切替え手段を切替え制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
【作用】このように本発明のダイバーシチ受信装置では、プリアンブルと同期語の期間内に受信信号の受信レベルとしきい値を比較し、受信レベルがしきい値以下になったとき、該期間内のタイミングでアンテナ出力を切替えるか、あるいはプリアンブルと同期語の期間内に複数の受信信号の受信レベルを比較し、受信レベルの最も高い受信信号が取り出されるように、該期間内のタイミングで受信信号を切替えることにより、ダイバーシチ受信を行う。
【００１０】従って、受信レベルとしきい値との比較あるいは複数の受信信号の受信レベルの比較と、その比較結果に基づく切替え動作をプリアンブルから同期語にわたる長い期間に行うため、切替え雑音によるバースト信号非受信率の劣化の問題が改善される。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
【００１２】図１は、本発明の基本的な第１の実施例によるダイバーシチ受信装置の構成を示すブロック図である。このダイバーシチ受信装置は、プリアンブルおよび同期語とそれに続くデータ系列により構成されるバースト信号により通信を行う時分割多元接続方式の無線通信システムにおけるダイバーシチ受信装置であり、２個のアンテナ１，２と、アンテナ１，２の出力を切替えて取り出すためのスイッチ３と、スイッチ３により取り出されたアンテナ出力を受信する受信部４と、受信部４から出力される受信信号の受信レベルを検出して、バースト信号中のプリアンブルおよび同期語の期間内で所定のしきい値と比較し、該受信レベルが該しきい値以下の場合にはプリアンブルおよび同期語の期間内のタイミングでスイッチ３を切替え制御する制御部５とから構成されている。
【００１３】図２は、本発明の基本的な第２の実施例によるダイバーシチ受信装置の構成を示すブロック図である。このダイバーシチ受信装置は、図１と同様にプリアンブルおよび同期語とそれに続くデータ系列により構成されるバースト信号により通信を行う時分割多元接続方式の無線通信システムにおけるダイバーシチ受信装置であり、２個のアンテナ１，２と、アンテナ１，２の出力をそれぞれ受信する受信部４ａ，４ｂと、受信部４ａ，４ｂから出力される受信信号を切替えて取り出すためのスイッチ３と、受信部４ａ，４ｂのそれぞれの受信レベルをバースト信号中のプリアンブルおよび同期語の期間において比較判定し、受信レベルのより高い受信部から出力される受信信号が取り出されるようにプリアンブルおよび同期語の期間内のタイミングでスイッチ３を切替え制御する制御部６とから構成されている。
【００１４】図３は、本発明の第３の実施例によるダイバーシチ受信装置の構成を示すブロック図であり、図１をより具体化して示している。また、図４は同実施例のダイバーシチ受信装置が対象とするＴＤＭＡフレームのフレーム構成を示す図であり、それぞれのＴＤＭＡ受信フレーム（バースト信号）は、プリアンブルＰＲ、同期語（ユニークワード）ＵＷ、データ部（データ系列）ＤＡＴＡ、誤り検出用補助符号ＡＵＸおよびガードタイムＧＴからなる。
【００１５】この実施例のダイバーシチ受信装置は、図３R>３に示されるようにアンテナ１１，１２、スイッチ１３、受信回路１４、受信レベル検出回路１５、しきい値判定回路１６、検波復調回路１７、データ判定回路１８、同期語検出回路１９、同期保護回路２０および同期語判定回路２１により構成されている。
【００１６】スイッチ１３は、アンテナ１１，１２の出力を切替えて選択的に取り出すためのもので、このスイッチ１３により取り出されたアンテナ出力は受信回路１４に入力され、増幅その他の受信処理が行われて受信信号となる。受信レベル検出回路１５は、受信回路１４から出力される受信信号の受信レベルを検出する。しきい値判定回路１６は、受信レベル検出回路１５によって検出された受信レベルを所定のしきい値と比較してレベル判定し、その判定結果に従ってスイッチ１３を制御する。
【００１７】一方、受信回路１４から出力される受信信号は検波復調回路１７に入力され、ここで検波および復調された後、データ判定回路１８と同期語検出回路１９に入力される。データ判定回路１８では、同期保護回路２０からのデータ判定タイミング出力２３に基づいて、図４に示すような自局に割り当てられたＴＤＭＡ受信フレーム（バースト信号）を取り込むとともに、取り込んだバースト信号について図４中に示す誤り検出用補助符号ＡＵＸを用いて誤り検出・訂正を行うことによってデータ判定を行い、図４中に示すデータ系列ＤＡＴＡを再生する。データ判定回路１８の出力は、同期保護回路２０に入力される。
【００１８】同期語検出回路１９は、検波復調回路１７の出力から図４中に示す同期語ＵＷを検出する。同期語判定回路２１は、同期語検出回路１９により検出された同期語ＵＷが自局に設定されている同期語と一致しているかどうかを判定する。同期語判定回路２１の判定結果は、同期保護回路２０に入力される。
【００１９】同期保護回路２０は、同期語検出回路１９で同期語ＵＷが一時的に検出されない場合でも、再生されたデータ系列ＤＡＴＡに対応したデータ出力２２が得られるように前方および後方保護の同期動作を行い、さらにデータ判定タイミング出力２３およびしきい値判定タイミング出力２４を生成する。データ判定タイミング出力２３は、自局に割り当てられたＴＤＭＡ受信フレームのバースト信号を抜き取るためのウインドウ信号であり、前述のようにデータ判定回路１８に供給される。
【００２０】一方、しきい値判定タイミング出力２４は、しきい値判定回路１６において受信レベルをしきい値と比較判定するタイミングを定めるための信号であり、本発明では図４のバースト信号中のプリアンブルＰＲと同期語ＵＷにわたる期間に発生されるパルス信号である。
【００２１】しきい値判定回路１６は、しきい値判定タイミング出力２４で指示されたプリアンブルＰＲと同期語ＵＷの期間において、受信レベル検出回路１５で検出された受信レベルとしきい値とを比較して、受信レベルがしきい値より大きいか、しきい値以下かを判定し、受信レベルがしきい値以下となった場合には、プリアンブルＰＲと同期語ＵＷの期間内にスイッチ１３への制御信号を反転させることにより、スイッチ１３を切替え制御する。
【００２２】例えば、スイッチ１３でアンテナ１１の出力が選択されている状態において、しきい値判定回路１６で受信レベルがしきい値以下となったと判定された場合には、スイッチ１３がアンテナ１２の出力を選択する状態に切替えられる。このようにして、アンテナ切替えダイバーシチ受信が行われる。
【００２３】このように本実施例においては、しきい値判定回路１６での受信レベルの判定とスイッチ１３の切替え制御をバースト信号中のプリアンブルＰＲおよび同期語ＵＷの期間に行っているため、プリアンブル期間でのみ受信レベルの判定および切替えを行う従来のアンテナ切替えダイバーシチ受信方式と比較して、スイッチ１３の切替え時の切替え雑音が低減され、データ誤り率およびバースト信号非受信率の劣化を軽減することができる。
【００２４】また、本実施例においては、しきい値判定回路１６はスイッチ１３の切替え前の受信レベル検出回路１５で検出された受信レベルを記憶する機能と、スイッチ１３の切替え前と切替え後における受信レベルを比較し、切替え前の受信レベルに比して切替え後の受信レベルが低い場合には、切替え前の最も受信レベルが高いアンテナの出力を取り出すように、切替えスイッチ１３を再制御する機能を有する。
【００２５】例えば、上述のようにスイッチ１３がアンテナ１１側に接続されている状態において、しきい値判定回路１６で受信レベルがしきい値以下となったと判定された結果、スイッチ１３がアンテナ１２側に切替えられた場合、しきい値判定回路１６はスイッチ１３の切替え前つまりアンテナ１１側に接続されている状態での記憶した受信レベルと、スイッチ１３の切替え後つまりアンテナ１２側に切替えられた後の状態での受信レベルとを比較する。この結果、もしアンテナ１１側に接続されている状態での受信レベルの方が大きければ、しきい値判定回路１６はスイッチ１３を再びアンテナ１１側に切替える制御を行う。
【００２６】なお、アンテナが３個以上備えられているときは、スイッチ切替え前の受信レベルに比して切替え後の受信レベルが低い場合、スイッチ切替え前のアンテナの出力のうち最も受信レベルが高いアンテナの出力を取り出すようにスイッチを再度切替え制御する構成とすればよい。
【００２７】このような制御を行えば、複数のアンテナのどの出力を選択しても受信レベルがしきい値以下となるような場合には、より受信レベルの高いアンテナ出力を選択することができ、データ誤り率の劣化を最小限にとどめることができる。
【００２８】図５は、本発明の第４の実施例に係るダイバーシチ受信装置の構成を示すブロック図であり、図２をより具体化して示している。本実施例ではアンテナ１１，１２に対して個別に受信回路３１，３２が設けられ、これら受信回路３１，３２から出力される受信信号がスイッチ３３で選択される。スイッチ３３は、受信レベル判定回路３４によって制御される。受信回路３１，３２は受信レベル検出機能を持っており、そのレベル検出出力は受信レベル判定回路３４に供給される。受信レベル判定回路３４は、受信回路３１，３２により検出された受信レベルを比較判定し、受信レベルの最も高い受信信号が選択されるようにスイッチ３３を切替え制御する。
【００２９】同期保護回路２０では、同期語判定回路２１の判定結果に基づいて、図３の実施例におけるしきい値判定タイミング出力２４と同様に図４のプリアンブルＰＲおよび同期語ＵＷにわたる期間に発生される受信レベル判定タイミング出力３５を生成し、受信レベル判定回路２４に供給する。受信レベル判定回路２４では、この受信レベル判定タイミング出力３５に従って、受信回路３１，３２のそれぞれの受信レベルの比較判定と、この判定結果に基づくスイッチ３３の切替え制御をプリアンブルＰＲおよび同期語ＵＷにわたる期間内のタイミングで行う。
【００３０】従って、本実施例によれば、プリアンブル期間でのみ受信レベルの比較判定および切替えを行う従来の受信信号切替えダイバーシチ受信方式と比較して、スイッチ３３の切替え時の切替え雑音が低減され、データ誤り率およびバースト信号非受信率の劣化を軽減することができる。
【００３１】図６は、本発明の第５の実施例に係るダイバーシチ送受信装置のブロック図であり、ＴＤＭＡ−ＴＤＤ（ Time Division Multiple Access−Time Division Duplex：時分割多元接続−時分割二重）方式の無線通信システムに適用されるものである。
【００３２】本実施例では、図１の構成に加えて送信系が追加されている。すなわち、アンテナ１，２の出力を切替えて取り出し受信部４に送るためのスイッチ３ａとは別に、送信部７からの出力を切替えてアンテナ１，２に送るためのスイッチ３ｂが設けられ、これらスイッチ３ａ，３ｂはいずれも制御部５によって切替え制御される。
【００３３】制御部５は、図１の場合と同様に、受信部４から出力される受信信号の受信レベルを検出して、バースト信号中のプリアンブルおよび同期語の期間内で所定のしきい値と比較し、該受信レベルが該しきい値以下の場合にはプリアンブルおよび同期語の期間内のタイミングでスイッチ３ａを切替え制御すると同時に、これと連動してスイッチ３ｂを切替え制御する。これにより、同じアンテナで送受信が行われる。
【００３４】本実施例によれば、先の実施例と同様の効果が得られるほか、送受信系が一系統で済み、回路の簡単化と小型化を図ることができる。
【００３５】図６は、本発明の第６の実施例に係るダイバーシチ送受信装置のブロック図であり、図５と同様にＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式の無線通信システムに適用されるものである。
【００３６】本実施例では、図２の構成に加えて送信系が追加されている。すなわち、アンテナ１，２の出力を受信する受信部４ａ，４ｂの出力を切替えて取り出すためためのスイッチ３ａとは別に、送信部７からの出力を切替えてアンテナ１，２に送るためのスイッチ３ｂが設けられ、これらスイッチ３ａ，３ｂはいずれも制御部６によって切替え制御される。
【００３７】制御部６は、図２の場合と同様に、受信部４ａ，４ｂのそれぞれの受信レベルをバースト信号中のプリアンブルおよび同期語の期間において比較判定し、受信レベルのより高い受信部から出力される受信信号が取り出されるように、プリアンブルおよび同期語の期間内のタイミングでスイッチ３ａを切替え制御すると同時に、これと連動してスイッチ３ｂを切替え制御する。これにより、同じアンテナで送受信が行われる。
【００３８】なお、以上の実施例ではアンテナが２個の場合について説明したが、アンテナが３個以上の場合にも同様に本発明を適用することができる。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば複数のアンテナの出力または複数のアンテナに個別に接続された複数の受信回路からの受信信号を切替えてダイバーシチ受信を行う際の切替え雑音が低減され、データ誤り率およびバースト信号非受信率の劣化を軽減することができる。また、本発明は特に小型化が要求される移動通信用の携帯機器や基地局設備に好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係るダイバーシチ受信装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の第２の実施例に係るダイバーシチ受信装置の構成を示すブロック図
【図３】本発明の第３の実施例に係るダイバーシチ受信装置の構成を示すブロック図
【図４】同実施例におけるＴＤＭＡフレームの構成例を示す図
【図５】本発明の第４の実施例に係るダイバーシチ受信装置の構成を示すブロック図
【図６】本発明の第５の実施例に係るダイバーシチ送受信装置の構成を示すブロック図
【図７】本発明の第６の実施例に係るダイバーシチ送受信装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
１，２…アンテナ３，３ａ，３ｂ…スイッチ
４，４ａ，４ｂ…受信部５…制御部
６…制御部７…送信部
１１，１２…アンテナ１３…スイッチ
１４…受信回路１５…受信レベル検出回路
１６…しきい値判定回路１７…検波復調回路
１８…データ判定回路１９…同期語検出回路
２０…同期保護回路２１…同期語判定回路
２２…データ出力２３…データ判定タイミング出力
２４…しきい値判定タイミング出力３１，３２…受信回路
３３…スイッチ３４…受信レベル判定回路
３５…受信レベル判定タイミング出力

【特許請求の範囲】
【請求項１】プリアンブルおよび同期語とそれに続くデータ系列により構成されるバースト信号により通信を行う時分割多元接続方式の無線通信システムにおけるダイバーシチ受信装置において、複数のアンテナと、前記複数のアンテナの出力を切替えて取り出すための切替え手段と、前記切替え手段により取り出されたアンテナ出力を受信する受信手段と、前記受信手段から出力される受信信号の受信レベルを検出して前記バースト信号中のプリアンブルおよび同期語の期間内で所定のしきい値と比較し、該受信レベルが該しきい値以下の場合には前記プリアンブルおよび同期語の期間内のタイミングで前記切替え手段を切替え制御する制御手段とを備えたことを特徴とするダイバーシチ受信装置。
【請求項２】前記制御手段は、前記切替え手段の切替え前と切替え後における前記レベル検出手段により検出された受信レベルを比較し、切替え前の該受信レベルに比して切替え後の該受信レベルが低い場合には切替え前の最も受信レベルが高いアンテナの出力を取り出すように前記切替え手段を再度切替え制御することを特徴とする請求項１記載のダイバーシチ受信装置。
【請求項３】プリアンブルおよび同期語とそれに続くデータ系列により構成されるバースト信号により通信を行う時分割多元接続方式の無線通信システムにおけるダイバーシチ受信装置において、複数のアンテナと、前記複数のアンテナの出力を受信する複数の受信手段と、前記複数の受信手段から出力される受信信号を切替えて取り出すための切替え手段と、前記複数の受信手段のそれぞれの受信レベルを前記バースト信号中のプリアンブルおよび同期語の期間において比較判定し、受信レベルの最も高い受信手段から出力される受信信号が取り出されるように前記プリアンブルおよび同期語の期間内のタイミングで前記切替え手段を切替え制御する制御手段とを備えたことを特徴とするダイバーシチ受信装置。

【図１】