(57)【要約】【課題】周辺の電波環境に応じた最適なアンテナを使用することができるとともに、一定長のトレーニングシーケンスの中でゲイン調整や同期確立などの通信精度向上のための処理時間を増大して、通信精度を向上することができる無線受信機を提供する。【解決手段】複数のアンテナ（Ａ）１１、（Ｂ）１２の中から周辺の電波環境に応じて最適なアンテナを選択する際に、電力測定部１５により、あるアンテナ（Ａ）１１から受信された信号の電力を測定して、復調部１７で十分通信が行えると判断すると、他方のアンテナに切り替えることなく、アンテナ決定部１６により、そのアンテナ（Ａ）１１を受信アンテナとして決定することにより、一定長しかないトレーニングシーケンスの中でアンテナ決定までの処理時間を短縮する。【選択図】図２
2006165922.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナと、前記複数アンテナを切り替えて接続するアンテナ切り替え部と、前記複数アンテナのそれぞれによる受信電力を測定する電力測定部と、前記アンテナ切り替え部の切り替えにより接続された任意のアンテナに対して、前記電力測定部により測定された受信電力が採用範囲内であれば、そのアンテナを受信アンテナと決定し、採用範囲外であれば、前記複数アンテナの各受信電力を比較し、それらの各受信電力が共に前記採用範囲を超える大きな電力のときは、受信電力が小さい方のアンテナを受信アンテナと決定し、それ以外のときは、受信電力が大きい方のアンテナを受信アンテナと決定するアンテナ決定部と、前記アンテナ決定部による受信アンテナの決定後に、その受信アンテナで受信した信号を復調する復調部とを有することを特徴とする無線受信機。
【請求項２】
請求項１に記載の無線受信機であって、過去の通信ごとに用いられた受信アンテナとその場合の通信合否情報を記憶する通信履歴記憶部を設け、前記アンテナ決定部は、前記通信履歴記憶部からの情報を基に、直前の通信が成功していた場合はその時使用していたアンテナを以後の初期アンテナとし、直前の通信が失敗していた場合はその時使用していなかったアンテナを以後の初期アンテナとすることを特徴とする無線受信機。
【請求項３】
請求項１に記載の無線受信機であって、前記復調部は、アンテナ決定後に受信電力が微小である場合は、ゲイン調整を行わずに同期処理を開始することを特徴とする無線受信機。
【請求項４】
請求項１に記載の無線受信機であって、前記アンテナ決定部は、任意のアンテナによる受信電力が、前記採用範囲より広い採用判定範囲内にある場合はそのアンテナを受信アンテナと決定し、採用判定範囲外であれば他のアンテナを受信アンテナと決定することを特徴とする無線受信機。
【請求項５】
請求項１に記載の無線受信機であって、前記アンテナ決定部は、任意のアンテナにより強電界待ち受け受信した場合、他方のアンテナによる受信電力がある閾値より大きい場合は前記他方のアンテナを受信アンテナと決定し、前記閾値より小さい場合は最初のアンテナを受信アンテナと決定することを特徴とする無線受信機。
【請求項６】
請求項１に記載の無線受信機であって、前記アンテナ決定部は、前記複数アンテナによる受信電力差が小さい場合は、その時点で選択されているアンテナを受信アンテナと決定することを特徴とする無線受信機。
【請求項７】
請求項１に記載の無線受信機であって、通信信号の先頭にあるトレーニングシーケンスのマッチングパターンを検出するパターン検出部を設け、前記アンテナ決定部は、そのアンテナ決定時にパターン検出部によるトレーニングシーケンスのパターン検出がある場合は復調処理を行わせ、前記パターン検出がない場合は、前記アンテナ決定部によるアンテナ決定処理を繰り返すことを特徴とする無線受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信用の無線受信機において複数のアンテナの中から通信に最適なアンテナを選択して使用するためのアンテナダイバーシティ技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、無線通信を行う際には、安定でかつ明瞭確実な通信を確保するため、無線送信機や無線受信機等の無線通信設備に対して複数のアンテナを用い、無線受信機において、その受信電力等の受信状況を基に、複数のアンテナから最適なアンテナを選択使用するアンテナダイバーシティ技術が利用されている。
【０００３】
このように、アンテナダイバーシティ機能を有する無線通信（例えば、特許文献１を参照）において、その通信を確立させるためには、図１に示すように、信号の先頭に一定長のトレーニングシーケンスを付加し、無線受信機側で、一定長のトレーニングシーケンスにおいて、使用アンテナの決定処理や、ゲイン調整および同期確立その他の通信精度を向上するための処理が行われる。
【０００４】
上記従来のアンテナダイバーシティ機能を有する無線通信における無線受信機側では、図１の従来方式のように、一定長のトレーニングシーケンス（トレーニング信号期間）において、複数のアンテナによりそれぞれ受信された受信電力を測定し、その結果から最適なアンテナを決定していた。
【特許文献１】特開平８−１７２３７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のような従来の無線受信機では、複数のアンテナのそれぞれにおける電力測定やアンテナ切り替えなどの処理に長い時間を費やしてしまうために、最適なアンテナの決定が完了するまでに時間がかかり、それ以降に、通信精度を向上して安定でかつ明瞭確実な通信を確保することを目的に実行するシーケンスとして、ゲイン調整や同期確立などの処理に割り当てる時間が短縮されてしまい、それらの処理が十分に実行されず通信精度が低下するという問題点を有していた。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、周辺の電波環境に応じた最適なアンテナを使用することができるとともに、一定長のトレーニングシーケンスの中でゲイン調整や同期確立などの通信精度向上のための処理時間を増大して、通信精度を向上することができる無線受信機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の無線受信機は、複数のアンテナと、前記複数アンテナを切り替えて接続するアンテナ切り替え部と、前記複数アンテナのそれぞれによる受信電力を測定する電力測定部と、前記アンテナ切り替え部の切り替えにより接続された任意のアンテナに対して、前記電力測定部により測定された受信電力が採用範囲内であれば、そのアンテナを受信アンテナと決定し、採用範囲外であれば、前記複数アンテナの各受信電力を比較し、それらの各受信電力が共に前記採用範囲を超える大きな電力のときは、受信電力が小さい方のアンテナを受信アンテナと決定し、それ以外のときは、受信電力が大きい方のアンテナを受信アンテナと決定するアンテナ決定部と、前記アンテナ決定部による受信アンテナの決定後に、その受信アンテナで受信した信号を復調する復調部とを有する構成としたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の請求項２に記載の無線受信機は、請求項１に記載の無線受信機であって、過去の通信ごとに用いられた受信アンテナとその場合の通信合否情報を記憶する通信履歴記憶部を設け、前記アンテナ決定部は、前記通信履歴記憶部からの情報を基に、直前の通信が成功していた場合はその時使用していたアンテナを以後の初期アンテナとし、直前の通信が失敗していた場合はその時使用していなかったアンテナを以後の初期アンテナとする構成としたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の請求項３に記載の無線受信機は、請求項１に記載の無線受信機であって、前記復調部は、アンテナ決定後に受信電力が微小である場合は、ゲイン調整を行わずに同期処理を開始する構成としたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項４に記載の無線受信機は、請求項１に記載の無線受信機であって、前記アンテナ決定部は、任意のアンテナによる受信電力が、前記採用範囲より広い採用判定範囲内にある場合はそのアンテナを受信アンテナと決定し、採用判定範囲外であれば他のアンテナを受信アンテナと決定する構成としたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項５に記載の無線受信機は、請求項１に記載の無線受信機であって、前記アンテナ決定部は、任意のアンテナにより強電界待ち受け受信した場合、他方のアンテナによる受信電力がある閾値より大きい場合は前記他方のアンテナを受信アンテナと決定し、前記閾値より小さい場合は最初のアンテナを受信アンテナと決定する構成としたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項６に記載の無線受信機は、請求項１に記載の無線受信機であって、前記アンテナ決定部は、前記複数アンテナによる受信電力差が小さい場合は、その時点で選択されているアンテナを受信アンテナと決定する構成としたことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項７に記載の無線受信機は、請求項１に記載の無線受信機であって、通信信号の先頭にあるトレーニングシーケンスのマッチングパターンを検出するパターン検出部を設け、前記アンテナ決定部は、そのアンテナ決定時にパターン検出部によるトレーニングシーケンスのパターン検出がある場合は復調処理を行わせ、前記パターン検出がない場合は、前記アンテナ決定部によるアンテナ決定処理を繰り返す構成としたことを特徴とする。
【００１４】
以上により、複数アンテナの中から周辺の電波環境に応じて最適なアンテナを選択する際に、あるアンテナから受信された信号の電力を測定して十分通信が行えると判断すると、他方のアンテナに切り替えることなくそのアンテナを受信アンテナとして決定することにより、一定長しかないトレーニングシーケンスの中でアンテナ決定までの処理時間を短縮することができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように本発明によれば、複数アンテナの中から周辺の電波環境に応じて最適なアンテナを選択する際に、あるアンテナから受信された信号の電力を測定して十分通信が行えると判断すると、他方のアンテナに切り替えることなくそのアンテナを受信アンテナとして決定することにより、一定長しかないトレーニングシーケンスの中でアンテナ決定までの処理時間を短縮することができる。
【００１６】
そのため、周辺の電波環境に応じた最適なアンテナを使用することができるとともに、一定長のトレーニングシーケンスの中でゲイン調整や同期確立などの通信精度向上のための処理時間を増大して、通信精度を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を示す無線受信機について、図面を参照しながら具体的に説明する。
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１の無線受信機を図２および図３を用いて説明する。
【００１８】
図２は本実施の形態の無線受信機の構成を示すブロック図であり、図３は本実施の形態１の無線受信機における機能動作を示すフローチャートである。
図２に示す無線受信機（１０）において、アンテナＡ（１１）にて受信された信号の電力を電力測定部（１５）において測定し算出する（フロー１０１）。ここで初期アンテナは任意であるが、以後初期アンテナをアンテナＡ（１１）として説明する。アンテナＡ（１１）による受信電力の測定後、アンテナ決定部（１６）において、アンテナＡ（１１）による受信電力が予め定められた電力範囲内であるかを判定する（フロー１０２）。この電力範囲は、良好（安定でかつ明瞭確実）な通信の確保を実現することができる通信失敗の起こらない電力範囲を、受信電力の採用範囲として経験的に求めたものである。
【００１９】
アンテナＡ（１１）による受信電力がその採用範囲内であればアンテナＡ（１１）を受信アンテナと決定する（フロー１０５）。アンテナＡ（１１）による受信電力がその採用範囲内でない場合、アンテナ切り替え部（１３）において受信アンテナをアンテナＢ（１２）に切り替え、アンテナＢ（１２）の受信電力を測定する（フロー１０３）。
【００２０】
アンテナＢ（１２）の受信電力測定後、この２つのアンテナで最適なアンテナをアンテナ決定部（１６）で決定する。ここで最適なアンテナとは、受信電力が採用範囲外ではあるが通信失敗を起こす可能性が低いアンテナのことを意味し、強い受信レベルにおいては弱い受信レベルの方のアンテナが通信失敗の可能性が低く、それ以外の受信レベルの場合は、強い受信レベルの方のアンテナが通信失敗の可能性が低い。そこで具体的なフローとしては、２つのアンテナの受信電力が共に採用範囲を超える大きい電力の場合（（１）の場合）は小さい電力を受信した方のアンテナを最適アンテナとし、それ以外の場合（（２）の場合）は大きい電力を受信した方のアンテナを最適アンテナとする（フロー１０４）。
【００２１】
アンテナＡ（１１）が最適アンテナと判断した場合は、アンテナ切り替え部（１３）でアンテナＡ（１１）を受信アンテナに切り替え、アンテナＡ（１１）を受信アンテナとする（フロー１０５）。アンテナＢ（１２）が最適アンテナと判断した場合は、アンテナ切り替え部（１３）でアンテナを切り替えず、アンテナＢ（１２）をそのまま受信アンテナと決定する（フロー１０６）。アンテナ決定後は復調部（１７）において、ゲイン調整処理や同期処理などの復調処理を開始する（フロー１０７）。
【００２２】
以上により、一定長しかないトレーニングシーケンスの中でアンテナ決定までの時間を短縮させ、ゲイン調整や同期確立などの通信精度向上のための処理の時間を増大させることにより、通信精度を向上させる効果が得られる。
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２の無線受信機を図２および図４を用いて説明する。
【００２３】
図２は本実施の形態の無線受信機の構成を示すブロック図であり、図４は本実施の形態２の無線受信機における機能動作を示すフローチャートである。実施の形態１においては初期アンテナが任意であったが、本実施の形態２の無線受信機は、図４に示すように、実施の形態１の動作に初期アンテナの決定方法に関する動作を追加したものである。
【００２４】
まず、図２の通信履歴記憶部（２１）により、過去の通信ごとに用いられた受信アンテナとその場合の通信合否情報を記憶する（フロー２００）。次に、通信履歴記憶部（２１）に記憶してある過去の通信のうち例えば直前の通信に用いられた受信アンテナと通信合否情報を読み出し、直前の通信がアンテナＡ（１１）において成功していた場合は（フロー２０１）、アンテナＡ（１１）をこれからの通信の初期アンテナとする（フロー２０２）。また直前の通信がアンテナＡ（１１）において失敗していた場合は（フロー２０１）、アンテナＢ（１２）を初期アンテナとする（フロー２０３）。初期アンテナ決定後は、実施の形態１と同じ処理を行う（フロー２０４）。
【００２５】
以上により、初期アンテナとして過去の通信履歴より最適なアンテナを選択することによって、アンテナ切り替え時間をなくし、アンテナ決定までの時間を短縮させ、ゲイン調整や同期確立などの通信精度向上のための処理の時間を増大させることにより、通信精度を向上させる効果が得られる。
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３の無線受信機を図２および図５を用いて説明する。
【００２６】
図２は本実施の形態の無線受信機の構成を示すブロック図であり、図５は本実施の形態３の無線受信機における機能動作を示すフローチャートである。本実施の形態３の無線受信機の動作は、図５に示すように、フロー１０５またはフロー１０６の動作までが実施の形態１と同じフローであるので、ここではフロー３０１の動作から説明する。
【００２７】
受信アンテナの決定後、その受信アンテナによる受信電力が微弱かどうかを判断する（フロー３０１）。微弱電力であることは、図２のゲインアンプ（１４）が最大のゲイン出力になっている状態に対応させて判断でき、この状態では、それ以降ゲイン調整を行っても最適なゲイン調整を実施することはできず特性の向上は期待できない。そのため、微弱電力の場合は、復調部（１７）においては、ゲイン調整を行わず同期処理から開始する（フロー３０２）。また微弱電力でない場合は、実施の形態１と同じフロー（フロー１０７）の処理を行う。
【００２８】
以上により、ゲイン調整処理を省くことによって、同期確立などの通信精度向上のための処理の時間を増大させ、通信精度を向上させる効果が得られる。
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４の無線受信機を図２および図６を用いて説明する。
【００２９】
図２は本実施の形態の無線受信機の構成を示すブロック図であり、図６は本実施の形態４の無線受信機における機能動作を示すフローチャートである。本実施の形態４の無線受信機の動作は、図６に示すように、フロー１０１の動作が実施の形態１と同じフローであるので、ここではフロー４０１の動作から説明する。
【００３０】
アンテナＡ（１１）による受信電力測定後、アンテナＡ（１１）による受信電力が採用判定範囲内かを判定する（フロー４０１）。この場合の採用判定範囲は、実施の形態１で説明した採用範囲とは異なるもので、その採用判定範囲は実施の形態１の採用範囲よりレベル幅が大きく、その設定基準として、採用判定範囲外の電力で受信した通信は全て失敗するレベルであるとする。アンテナＡ（１１）の受信電力がその採用判定範囲内であれば、アンテナＡ（１１）を受信アンテナと決定する（フロー１０５）。アンテナＡ（１１）の受信電力が採用判定範囲内でない場合は、アンテナＢ（１２）を受信アンテナと決定し（１０６）、それ以降は実施の形態１と同じフロー（フロー１０７）である。
【００３１】
以上により、二つ目以降のアンテナによる受信電力の測定を省くことによって、ゲイン調整や同期確立などの通信精度向上のための処理の時間を実施の形態１の場合より増大させて、通信精度を向上させる効果が得られる。
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５の無線受信機を図２および図７を用いて説明する。
【００３２】
図２は本実施の形態の無線受信機の構成を示すブロック図であり、図７は本実施の形態５の無線受信機における機能動作を示すフローチャートである。本実施の形態５の無線受信機の動作は、図７に示すように、フロー１０２の動作までが実施の形態１と同じフローであるので、ここではフロー５０１の動作から説明する。
【００３３】
アンテナＡ（１１）の受信電力を測定後、アンテナＡ（１１）による受信電力が強電界待ち受け状態におけるものかどうかを判断する（フロー５０１）。この強電界待ち受け状態であるかどうかの判断は、ゲインアンプ（１４）のゲインの大きさが一定値より超えているかどうかを見ることにより行うことができる。ここで強電界待ち受け状態とは、強いレベルの信号を受信するために、図２のゲインアンプ部（１４）において、そのアンプゲインを小さくして信号を待ち受ける状態のことである。
【００３４】
強電界待ち受け状態でない場合は、以後の処理として、実施の形態１のフロー１０３以降と同じ処理を行い（フロー５０２）、強電界待ち受け状態であれば、そのまま強電界待ち受け状態のままでアンテナＢ（１２）に受信アンテナを切り替え、アンテナＢ（１２）による受信電力の測定を行う（フロー５０３）。アンテナＢ（１２）による受信電力測定後、その電力値がある閾値より大きいかどうかを判定する（フロー５０４）。
【００３５】
アンテナＢ（１２）による受信電力がある閾値より大きい場合は、以後のゲイン調整で十分ゲイン追従が可能であり、アンテナＢ（１２）による受信の方が通信成功する可能性が高いと判断でき、強電界待ち受け状態のままで受信アンテナをアンテナＢ（１２）と決定する（フロー１０６）。
【００３６】
アンテナＢ（１２）による受信電力が閾値より小さい場合は、以後のゲイン調整でゲイン追従することができないと判断し、アンテナＡ（１１）による受信の方が通信成功する可能性が高いと判断し、強電界待ち受け状態のままでアンテナＡ（１１）を受信アンテナとして決定する（フロー１０５）。受信アンテナ決定後、強電界待ち受け状態のままでゲイン調整や同期処理を開始する（フロー１０７）。
【００３７】
以上により、一つ目のアンテナの信号を強電界待ち受けで受信した時に、二つ目以降のアンテナにおける受信を、待ち受け状態を変更させることなく、すばやく最適な受信アンテナを決定することによって、ゲイン調整や同期確立などの通信精度向上のための処理の時間を増大させて、通信精度を向上させる効果が得られる。
（実施の形態６）
本発明の実施の形態６の無線受信機を図２および図８を用いて説明する。
【００３８】
図２は本実施の形態の無線受信機の構成を示すブロック図であり、図８は本実施の形態６の無線受信機における機能動作を示すフローチャートである。本実施の形態６の無線受信機の動作は、図８に示すように、フロー１０３の動作までが実施の形態１と同じフローであるので、ここではフロー６０１の動作から説明する。
【００３９】
アンテナＢ（１２）の受信電力を測定後（フロー１０３）、アンテナＡの受信電力とアンテナＢの受信電力の差が、ある一定値より小さいかどうかを判定する（フロー６０１）。これら２つのアンテナによる受信電力差が、ある一定値より大きい場合は、以後のフローとしては、実施の形態１のフロー１０４以降と同じ処理を行う。
【００４０】
２つのアンテナの電力差が、ある一定値より小さい場合は、どちらのアンテナを用いて通信を行っても通信性能に差がないと判断し、２つのアンテナによる受信電力の大小比較の処理（フロー１０４）を行わず、現在選択しているアンテナＢ（１２）を受信アンテナとして決定し（フロー１０６）、以後の処理としては、実施の形態１のフロー１０７と同じ処理を行う。
【００４１】
以上により、複数アンテナにおいて大きな電力差が無い場合、それ以上アンテナ切り替え処理を行わないことによって、早くゲイン調整や同期確立などの通信精度向上のための処理を開始させることができ、これらの復調処理の時間を増大させることにより、通信精度を向上させる効果が得られる。
（実施の形態７）
本発明の実施の形態７の無線受信機を図２および図９を用いて説明する。
【００４２】
図２は本実施の形態の無線受信機の構成を示すブロック図であり、図９は本実施の形態７の無線受信機における機能動作を示すフローチャートである。本実施の形態７の無線受信機の動作は、図８に示すように、フロー１０５またはフロー１０６の動作までが実施の形態１と同じフローであるので、ここではフロー７０１の動作から説明する。
【００４３】
受信アンテナの決定後、その時点で受信している信号がパターン検出部（７１）でトレーニングシーケンスのパターンにマッチングしているかどうかを検出する（フロー７０１）。受信信号がトレーニングシーケンスのパターンにマッチングしていると判断された場合は、ゲイン調整・同期処理が開始され（フロー１０７）、受信信号がトレーニングシーケンスのパターンにマッチングしていると判断されなかった場合は、フロー１０１まで戻り以後同じ処理を繰り返す。
【００４４】
以上により、妨害電波がある環境下において、妨害電波に対しては復調処理を実行させず、妨害電波のない正しい通信信号を受信した時のみに復調処理を行うことによって、通信失敗を減少させることにより、通信精度を向上させる効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明の無線受信機は、周辺の電波環境に応じた最適なアンテナを使用することができるとともに、一定長のトレーニングシーケンスの中でゲイン調整や同期確立などの通信精度向上のための処理時間を増大して、通信精度を向上することができるもので、アンテナダイバーシティ機能を有する無線受信機に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】従来例と本発明の無線受信機におけるトレーニングシーケンスの比較説明図
【図２】本発明の実施の形態の無線受信機の構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態１の無線受信機における機能動作を示すフローチャート
【図４】本発明の実施の形態２の無線受信機における機能動作を示すフローチャート
【図５】本発明の実施の形態３の無線受信機における機能動作を示すフローチャート
【図６】本発明の実施の形態４の無線受信機における機能動作を示すフローチャート
【図７】本発明の実施の形態５の無線受信機における機能動作を示すフローチャート
【図８】本発明の実施の形態６の無線受信機における機能動作を示すフローチャート
【図９】本発明の実施の形態７の無線受信機における機能動作を示すフローチャート
【符号の説明】
【００４７】
１０    無線受信機
１１    アンテナＡ
１２    アンテナＢ
１３    アンテナ切り替え部
１４    ゲインアンプ
１５    電力測定部
１６    アンテナ決定部
１７    復調部
２１    通信履歴記憶部
７１    パターン検出部
【図１】
2006165922.tif 000003
【図２】
2006165922.tif 000004
【図３】
2006165922.tif 000005
【図４】
2006165922.tif 000006
【図５】
2006165922.tif 000007
【図６】
2006165922.tif 000008
【図７】
2006165922.tif 000009
【図８】
2006165922.tif 000010
【図９】
2006165922.tif 000011