(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動する複数のブランチを持ち、該複数のブランチのうち受信状態が良好な一のブランチを選択して通信を行うアンテナダイバーシチ方式の無線通信機において、
前記複数のブランチのそれぞれに対応して設けられており、対応する前記ブランチが所定以上のアンテナ放射利得が得られる非格納状態である第１の可動範囲のときに第１の論理値のスイッチ信号を発生し、対応する前記ブランチが通信機本体の側部に沿う格納状態である第２の可動範囲のときに第２の論理値のスイッチ信号を発生する複数のスイッチ手段と、
通信に使用されている前記一のブランチの受信状態が第１の所定値以下に低下したときに、通信に使用されていない残りのブランチの中から一のブランチを通信に使用するように選択する際に、前記残りのブランチに対応する各スイッチ手段からの各スイッチ信号のうち、前記第１の論理値のスイッチ信号を出力するスイッチ手段に対応するブランチの中から受信状態が前記第１の所定値より大きなブランチを選択する前記アンテナダイバーシチ動作を行い、前記残りのブランチに対応する各スイッチ手段からの各スイッチ信号のすべてが前記第２の論理値であるときには、前記残りのブランチのうち受信状態が前記第１の所定値よりも低い第２の所定値より大きなブランチを選択する前記アンテナダイバーシチ動作を行うように選択する選択手段と
を有することを特徴とする無線通信機。
【請求項２】
前記複数のスイッチ手段のそれぞれは、前記ブランチと一体的に可動する第１の接触金具と、通信機本体に固定されており、前記第１の可動範囲では前記第１の接触金具に接触又は非接触となり、前記第２の可動範囲では前記第１の接触金具に非接触又は接触する位置に設けられた第２の接触金具と、前記第１及び第２の接触金具が接触しているか否かに応じて異なる論理の信号を発生する回路とよりなることを特徴とする請求項１記載の無線通信機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は無線通信機に係り、特にアンテナダイバーシチ方式を用いた無線通信機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５〜図８は従来の無線通信機の各例の斜視図を示す。この無線通信機３０は、直方体状の通信機３１本体の両側に、一端を回動軸とする棒状のアンテナである、２つのブランチ１ａ及び１ｂが設けられている。図５は一方のブランチ１ａが通信機本体３１に対して垂直に立てられ、他方のブランチ１ｂが通信機本体３１の側部に沿うように水平に位置するように（すなわち、格納状態にあるように）されている状態を示す。
【０００３】
また、図６は両方のブランチ１ａ及び１ｂがそれぞれ垂直に立てられた状態の無線通信機３０を示し、図７は両方のブランチ１ａ及び１ｂの両方が、通信機本体３１の側部と反対側に水平に位置するように倒された状態の無線通信機３０を示し、図８は両方のブランチ１ａ及び１ｂの両方が、通信機本体３１の側部に沿うように水平に位置するように倒された状態の無線通信機３０を示す。ブランチ１ａ及び１ｂは通信状態などに応じて操作される。
【０００４】
このようなアンテナダイバーシチ方式を用いた無線通信機３０は、例えば図９に示すように、自営用の電話機システムの移動体電話機用基地局３２として使用される。移動体電話機用基地局３２は、有線電話機３４及び３５と共に電話交換機３３に収容されており、移動体電話機３６、３７、３８などと無線通信する。これにより、例えば移動体電話機３６、３７、３８は、移動体電話機用基地局３２及び電話交換機３３を通して、有線電話機３４あるいは３５と通話可能である。
【０００５】
また、アンテナダイバーシチ方式を用いた無線通信機３０は、図１０に示すように、公衆用電話機システムの移動体電話機用基地局４１としても使用される。移動体電話機用基地局４１は、公衆網を介して公衆用電話交換機４２と、家庭用電話４３や公衆電話４４に接続され、また、移動体電話機４５、４６及び４７と無線通信可能な構成とされている。移動体電話機用基地局４１は、移動体電話機４５、４６又は４７と、通信相手の家庭用電話４３又は公衆電話４４との間を公衆用電話交換機４２を介して通話可能とする。
【０００６】
無線通信機３０である移動体電話機用基地局３２、４１は、電話交換機３３、４２の回線信号と音声データを、移動体電話機３６〜３８、４５〜４７と無線通信するための変換をし、移動体電話機３６〜３８、４５〜４７が電話交換機３３、４２に接続を可能にする役目をしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように、移動体電話機用基地局３２、４１として用いられる無線通信機３０は、オフィスの天井裏や柱や壁の側面、あまり人の目につかない狭い隙間などに設置されるため、図６や図７に示すような状態にブランチ１ａや１ｂを可動できない場所での使用が多く見られ、図５や図８のような使用状態の場合、アンテナダイバーシチの動作によって、無線送受信特性を劣化させ、サービスエリアを狭めてしまったり、音声に雑音が発生したり、無音声の状態を発生させたり等の通話品質の劣化を招いてしまっている。
【０００８】
すなわち、例えば図５の状態では、ブランチ１ｂが無線機本体３１の側面に畳まれた状態（格納状態）にあるが、この状態ではブランチ１ｂのアンテナ放射利得、アンテナ指向性が著しく劣化してしまう。また、アンテナダイバーシチの制御は、ブランチ１ａで送受信中、受信電界レベルがあるレベル以下になると、ブランチ１ａと１ｂの受信電界レベルを比較する目的で、ある一定時間ブランチ１ｂに切り替え、受信電界レベルを調査するが、このときブランチ１ｂが上記の格納状態にあるときは、その受信電界レベルが著しく低いため、少なくともブランチ１ｂ側に切り替わっている間、無線送受信特性の劣化を招き、サービスエリアを狭めてしまったり、音声に雑音が発生したり、無音声の状態を発生させたりしてしまう。
【０００９】
本発明は以上の点に鑑みなされたもので、  アンテナダイバーシチの動作による通話品質の劣化を軽減し得るアンテナダイバーシチ方式の無線通信機を提供することを目的とする。
【００１０】
また、本発明の他の目的は、受信状態調査のために選択したブランチでの受信状態劣化を防止し得る無線通信機を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は可動する複数のブランチを持ち、複数のブランチのうち受信状態が良好な一のブランチを選択して通信を行うアンテナダイバーシチ方式の無線通信機において、複数のブランチのそれぞれに対応して設けられており、対応するブランチが所定以上のアンテナ放射利得が得られる非格納状態である第１の可動範囲のときに第１の論理値のスイッチ信号を発生し、対応するブランチが通信機本体の側部に沿う格納状態である第２の可動範囲のときに第２の論理値のスイッチ信号を発生する複数のスイッチ手段と、通信に使用されている一のブランチの受信状態が第１の所定値以下に低下したときに、通信に使用されていない残りのブランチの中から一のブランチを通信に使用するように選択する際に、残りのブランチに対応する各スイッチ手段からの各スイッチ信号のうち、第１の論理値のスイッチ信号を出力するスイッチ手段に対応するブランチの中から受信状態が第１の所定値より大きなブランチを選択するアンテナダイバーシチ動作を行い、残りのブランチに対応する各スイッチ手段からの各スイッチ信号のすべてが第２の論理値であるときには、残りのブランチのうち受信状態が第１の所定値よりも低い第２の所定値より大きなブランチを選択するアンテナダイバーシチ動作を行うように選択する選択手段とを有する構成としたものである。
【００１４】
この発明では、複数のスイッチ信号がすべて同一論理値であるときは、複数のブランチのうち受信状態が良好な一のブランチを選択するアンテナダイバーシチ動作を行うようにしているため、複数のブランチがすべて前記の第２の可動範囲内にあるときには、アンテナダイバーシチ動作を行うことができる。
【００１６】
この発明では、フェージング等の影響で通信に使用されている一のブランチの受信状態が所定値以下に低下したときに、通信に使用されていない残りのブランチの受信状態を調査する際に、残りのブランチのすべてが第２の可動範囲にあることを識別したときには、残りのブランチのいずれかが第１の可動範囲にあることを識別したときに比べて、所定値をより低い値に変更するようにしているため、所定以上のアンテナ放射利得が得られない第２の可動範囲にあるブランチの受信状態の調査及びブランチ選択の機会をできるだけ少なくすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について、図面と共に説明する。図１は本発明になる無線通信機の一実施の形態のブロック図を示す。この実施の形態は、前述した移動体電話機用基地局３２、４１として用いられる無線通信機であり、またその概略外形形状も図５〜図８に示した無線通信機３０と同様であるが、従来の無線通信機３０と異なり、ブランチ１ａ及び１ｂの回動角度が所定値以上のときにアンテナのグラウンド（ＧＮＤ）が接点に接触し、所定値未満のときにアンテナのＧＮＤが接点に接触しない構造のブランチ格納スイッチ（ＳＷ）と、アンテナ格納ＳＷの状態によりアンテナダイバーシチ制御を変更できる回路を有する。
【００１８】
図１において、アンテナ部１は、前記のブランチ１ａ及び１ｂを有している。ブランチ１ａ及び１ｂは、それぞれＲＦコネクタ２ａ、２ｂを介してブランチ切替スイッチ（ＳＷ）３に接続されている。ブランチ切替ＳＷ３は、ブランチ１ａ及び１ｂでそれぞれ受信した電波による受信信号の一方を選択して無線送受信部４に供給する。無線送受信部４は、変復調チャネルコーデック部５からの無線制御信号７により制御され、ブランチ切替ＳＷ３で選択された受信信号を送受信信号６として変復調チャネルコーデック部５へ出力したり、変復調チャネルコーデック部５からの送信信号を送受信信号６として入力として受け、送信信号に変換してブランチ切替ＳＷ３及びＲＦコネクタ２ａ又は２ｂを通してブランチ１ａ又は１ｂから送信させる。
【００１９】
また、無線送受信部４は、ブランチ切替ＳＷ３で選択された受信信号の受信電界レベルを検出して受信電界レベル信号８として変復調チャネルコーデック部５へ出力する。変復調チャネルコーデック部５は、この受信電界レベル信号８などに基づいて、ブランチ切替信号９を生成出力してブランチ切替ＳＷ３を切替制御する。また、変復調チャネルコーデック部５は、内部バスを介して、中央処理装置（ＣＰＵ）１０、メモリ部１１及び回線インタフェース（Ｉ／Ｆ）部１２に接続されている。
【００２０】
ＣＰＵ１０は、変復調チャネルコーデック部５の諸設定、無線通信シーケンス等の指示や、回線Ｉ／Ｆ部１２の諸設定、無線通信シーケンス等の指示を行う。メモリ部１１は、ＣＰＵ１０の制御プログラムなどを記憶しているリード・オンリ・メモリ（ＲＯＭ）と、データの書き込みや読み出しを行うランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）と、この無線通信機自身のＩＤを記憶しているＩＤ−ＲＯＭとで構成されている。
【００２１】
回線Ｉ／Ｆ部１２は、電話交換機接続部１３と接続され、電話交換機との通信を確立するための回線通信を行い、変復調チャネルコーデック部５からの音声データは電話交換機接続部１３へ出力し、電話交換機接続部１３からの音声データは変復調チャネルコーデック部５へ出力する。電源部１４は、ＡＣアダプタ１５や電話交換機からの電源供給により、この無線通信機の各部で使用する電源を作成し、電源供給を行う。
【００２２】
また、変復調チャネルコーデック部５は、プルアップ抵抗１６に接続されており、後述するようにブランチ１ａの回動位置に応じたブランチ格納ＳＷ信号１７が入力されると同時に、ブランチ１ｂの回動位置に応じたブランチ格納ＳＷ信号１８が入力される。これらのブランチ格納ＳＷ信号はプルアップ抵抗１６でプルアップされ、後述するように各ブランチの各接触金具が接触している状態、すなわち、格納状態で“Ｌ”、格納以外の状態では“Ｈ”として、変復調チャネルコーデック部５に入力される。
【００２３】
以上の回路構成の無線通信機において、まず、変復調チャネルコーデック部５は、各ブランチ１ａ、１ｂの受信電界レベルを比較し、レベルが高い方のブランチを選択するように、ブランチ切替信号９を出力してブランチ切替ＳＷ３を切替制御し、以後この状態に固定しておく。しかし、この受信状態において、選択ブランチの受信電界レベルが所定値以下になったとき、あるいは、受信データのビットエラーがある一定値以上になると、変復調チャネルコーデック部５は、現在選択中のブランチの受信状態が良くないと判断し、それまで使用していなかった方のブランチを選択するように、ブランチ切替信号９を出力してブランチ切替ＳＷ３を切替制御する。
【００２４】
続いて、変復調チャネルコーデック部５は、選択したブランチの受信状態を受信電界レベル信号８などに基づき、調査し、その結果、受信状態の良い方のブランチを選択する。また、送信する場合は、受信時に選択したブランチをそのまま使用したり、ブランチ固定であったりして、制御方法は様々である。以上の動作を繰り返すことで、アンテナダイバーシチ動作が行われる。
【００２５】
次に、ブランチ格納スイッチ（ＳＷ）の構成及び動作について説明する。図２はブランチ１ｂの基部に設けられているアンテナ可動部の一例の詳細構成図を示す。なお、ブランチ１ａの基部に設けられているアンテナ可動部も図２と同じ構成である。
【００２６】
同図において、アンテナ可動部２０は、ブランチ１ｂ（アンテナ２１）の一端と一体的に設けられている。このアンテナ可動部２０の円筒状の一部には接触金具（アンテナのＧＮＤ）２２が固定されており、ブランチ１ｂ（アンテナ２１）の回動に伴って一体的に回動する。アンテナ可動部２０は、受信信号伝送用の同軸ケーブル２４を介して図１のＲＦコネクタ２ｂに接続されており、また、ほぼ同径の円筒状部を有するアンテナ固定金具２５により通信機本体の所定位置に回動自在に固定されている。
【００２７】
一方、通信機本体の筐体２６の内部で、前記接触金具２２の対向する位置にはアンテナ格納ＳＷ信号接触金具２３が固定されている。また、このアンテナ格納ＳＷ信号接触金具２３は信号線２７を介して図１のプルアップ抵抗１６及び変復調チャネルコーデック部５に接続されている。接触金具２２とアンテナ格納ＳＷ信号接触金具２３により、アンテナ格納ＳＷが構成されている。
【００２８】
上記のブランチ１ｂ（１ａも同様）は、アンテナ可動部２０を回動支点として、図３にθで示す１８０゜の範囲内で回動可能とされ、かつ、手を放した位置で静止する構成とされている。また、上記の全回動範囲θのうち、θ１で示すブランチ１ｂが通信機本体の筐体２６の側部にある格納状態の範囲内では、図４（Ａ）に示すように、接触金具２２とアンテナ格納ＳＷ信号接触金具２３とが接触し、また、図３の全回動範囲θのうち、θ１以外のθ２で示す未格納状態の範囲内では、図４（Ｂ）に示すように、接触金具２２とアンテナ格納ＳＷ信号接触金具２３とが非接触となるように、アンテナ格納ＳＷが構成されている。
【００２９】
図４（Ａ）の格納状態では、ブランチ１ｂが図５や図８に示す位置にあり、このときは接触金具２２とアンテナ格納ＳＷ信号接触金具２３とが接触しているので、図２に示した信号線２７を介して“Ｌ”のブランチ格納ＳＷ信号１８が変復調チャネルコーデック部５に入力され、これにより格納状態であることが通知される。
【００３０】
一方、図４（Ｂ）に示す未格納状態では、ブランチ１ｂが図６や図７に示す位置にあり、このときは接触金具２２とアンテナ格納ＳＷ信号接触金具２３とが接触していないので、プルアップ抵抗１６により “Ｈ”のブランチ格納ＳＷ信号１８が変復調チャネルコーデック部５に入力され、これにより未格納状態であることが通知される。
【００３１】
次に、本実施の形態のアンテナダイバーシチの制御動作について説明する。今、図５に示したように、ブランチ１ａを通信機本体に対して垂直に立て、ブランチ１ｂを水平にした格納状態であるものとし、ブランチ１ａを選択して無線通信を行っているものとする。このときは、格納状態にあるブランチ１ｂのアンテナ放射利得、指向性は著しく劣化することが分かっている。
【００３２】
この状態で無線通信を続けていたが、その後、ブランチ１ａの受信状態が劣化し、ブランチ１ａの受信信号の電界レベルが所定値以下、又はその受信信号のビットエラー値がある一定値以上となったときには、前述したように、従来は変復調チャネルコーデック部５がブランチ１ａの受信状態が良くないと判断し、ブランチ１ｂの受信状態を調査し、ブランチ１ａと１ｂの受信状態を比較する。
【００３３】
このとき、ブランチ１ａの受信状態の劣化は、電波のフェージングによるものであるのに対し、現在ブランチ１ｂは格納状態にあるので、アンテナ放射利得及び指向性が著しく劣化しているため、ブランチ１ｂの受信状態の方が悪いと判断されるはずである。このため、変復調チャネルコーデック部５は、上記の判断結果に基づいて、引き続きブランチ１ａを選択して通信を行うが、上記のブランチ１ｂの受信状態の調査の際にブランチ１ｂを選択している間は、ブランチ１ａ選択時よりも更に受信状態が悪く、音声に雑音が入ったり、無音声の状態を招いてしまう。
【００３４】
そこで、本実施の形態では、図５の状態では、図１の変復調チャネルコーデック部５は“Ｈ”のブランチ格納ＳＷ信号１７の入力に基づき、ブランチ１ａが未格納状態であり、かつ、“Ｌ”のブランチ格納ＳＷ信号１８の入力に基づき、ブランチ１ｂが格納状態であることが分かっているので、このときにはブランチ１ｂの受信状態の調査は行わず、常にブランチ１ａのみで送受信を行うように、ブランチ切替信号９によりブランチ切替ＳＷ３を制御する。これにより、ブランチ１ｂの受信状態の調査の際の、音声に雑音が入ったり、無音声の状態となる通信品質の劣化の状態を未然に防止することができる。
【００３５】
なお、図６及び図７に示す場合は、図１の変復調チャネルコーデック部５は、入力されるブランチ格納ＳＷ信号１７及び１８がいずれも“Ｈ”であることから、両ブランチ１ａ及び１ｂが共に未格納状態であることが分かるので、選択している一方のブランチの受信状態が所定値よりも劣化した場合は、他方のブランチの受信状態を調査した後両ブランチの受信状態を比較して、受信状態が良い方のブランチを選択する、アンテナダイバーシチ動作を行う。
【００３６】
また、図８に示す場合は、図１の変復調チャネルコーデック部５は、入力されるブランチ格納ＳＷ信号１７及び１８がいずれも“Ｌ”であることから、両ブランチ１ａ及び１ｂが共に格納状態であることが分かり、いずれのブランチの受信状態も著しい劣化が予想されるので、図６及び図７に示す場合と同様に、受信状態が良い方のブランチを選択する、アンテナダイバーシチ動作を行う。
【００３７】
次に、本発明の他の実施の形態について説明する。上記の実施の形態では、ブランチ格納ＳＷ信号１７及び１８が異なる論理値の場合（図５）では、格納状態にあるブランチ１ｂは使用せず、ブランチ１ａのみ使用し、ブランチ格納ＳＷ信号１７及び１８が同一の論理値の場合（図６、図７、図８）では、アンテナダイバーシチ動作を行うようにしたが、この実施の形態では、いずれの場合もアンテナダイバーシチ動作を行うものである。
【００３８】
ただし、この実施の形態では、ブランチ格納ＳＷ信号１７及び１８が同一の論理値の場合（図６、図７、図８）では、ある受信電界レベルＡ１以下、又は受信データのビットエラー値がある一定値Ｂ１以上になったときに、アンテナダイバーシチ動作を行うのに対し、ブランチ格納ＳＷ信号１７及び１８が異なる論理値の場合（図５）では、ある受信電界レベルＡ２（＜Ａ１）以下、又は受信データのビットエラー値がある一定値Ｂ２（＞Ｂ１）以上になったときに、アンテナダイバーシチ動作を行うように、ブランチ格納ＳＷ信号１７及び１８の相対的な論理値関係に応じてアンテナダイバーシチ動作以降条件を変更する。
【００３９】
これにより、図５に示す状態でも、ブランチ１ｂの受信状態の調査はブランチ１ａの受信状態がかなり悪くならない限り行われないので、ブランチ１ｂの受信状態の調査の際の、音声に雑音が入ったり、無音声の状態となる通信品質の劣化の状態の発生割合を大幅に低減することができる。
【００４０】
なお、本発明は以上の実施の形態に限定されるものではなく、例えば、ブランチは３以上であってもよく、また、ブランチ格納ＳＷ信号１７及び１８の論理値は実施の形態と逆であってもよいことは勿論である。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、フェージング等の影響で通信に使用されている一のブランチの受信状態が所定値以下に低下したときに、所定以上のアンテナ放射利得が得られない第２の可動範囲にあるブランチの受信状態を調査しないようにしたため、受信状態調査のために選択した第２の可動範囲にあるブランチにより受信状態が劣化することを防止でき、通話品質の劣化を軽減できる。
【００４２】
また、本発明によれば、複数のスイッチ信号がすべて同一論理値であるときは、複数のブランチのうち受信状態が良好な一のブランチを選択するアンテナダイバーシチ動作を行うことにより、複数のブランチがすべてアンテナ放射利得特性が悪い第２の可動範囲内にあるときでも、アンテナダイバーシチ動作を行うことができるため、通信品質の劣化を極力小さくすることができる。
【００４３】
また、本発明によれば、フェージング等の影響で通信に使用されている一のブランチの受信状態が所定値以下に低下したときに、通信に使用されていない残りのブランチの受信状態を調査する際に、残りのブランチのすべてが第２の可動範囲にあることを識別したときには、残りのブランチのいずれかが第１の可動範囲にあることを識別したときに比べて、所定値をより低い値に変更することにより、ブランチの受信状態の調査及びブランチの選択の機会をできるだけ少なくできるため、受信状態調査のために選択した第２の可動範囲にあるブランチにより受信状態が劣化することを極力防止でき、通話品質の劣化を軽減できる。
【００４４】
以上より、本発明によれば、サービスエリアを狭めてしまったり、音声に雑音が混入したり、無音声の状態を発生させたりするなどの現象を極力軽減でき、無線通信機の信頼性向上に寄与するところ大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明になる無線通信機の一実施の形態のブロック図である。
【図２】本発明になる無線通信機の要部の一実施の形態の斜視図である。
【図３】図２のブランチの可動範囲の説明図である。
【図４】図２中の接触金具とアンテナ格納ＳＷ信号接触金具との接触／非接触状態の説明図である。
【図５】無線受信機のブランチ状態の第１の例を示す斜視図である。
【図６】無線受信機のブランチ状態の第２の例を示す斜視図である。
【図７】無線受信機のブランチ状態の第３の例を示す斜視図である。
【図８】無線受信機のブランチ状態の第４の例を示す斜視図である。
【図９】自営用の電話機システムの一例を示す図である。
【図１０】公衆用の電話機システムの一例を示す図である。
【符号の説明】
１  アンテナ部
１ａ、１ｂ  ブランチ
３  ブランチ切替スイッチ（ＳＷ）
４  無線送受信部
５  変復調チャネルコーデック部
８  受信電界レベル信号
９  ブランチ切替信号
１７、１８  ブランチ格納ＳＷ信号
２０  アンテナ可動部
２２  接触金具（アンテナのＧＮＤ）
２３  アンテナ格納ＳＷ信号接触金具
【図１】
0003555855.tif 000002
【図２】
0003555855.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003555855.tif 000008
【図８】
0003555855.tif 000009
【図９】
0003555855.tif 000010
【図１０】
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