(57)【要約】【課題】  通信品質上の支障がない送信データ期間にアンテナの切り換えタイミングを調節してアンテナ切り換えによる通信品質の劣化の防止を図る。【解決手段】  アンテナの切り替えを行うアンテナ切換部１２を制御する切換制御部１４と、アンテナから送信する信号のデータフォーマット中の基準タイミングを示す基準タイミング情報、及び、該データフォーマット中の期間であってアンテナの切り換えを行っても通信品質上の支障がない切換対象期間についての基準タイミングに対する相対的なタイミングを示す切換対象情報を生成するベースバンド処理部６とを備え、切換制御部１４は、基準タイミング情報および切換対象情報に基づき、アンテナから送信する信号のデータフォーマット中における切換対象期間のタイミングを特定し、該特定した切換対象期間のタイミングでアンテナの切り換えを行うようにアンテナ切換部１２を制御する。【選択図】    図１
2006279815.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナから一のアンテナを選択して信号を送信することができるダイバーシティ無線装置であって、
前記複数のアンテナの中から選択された一のアンテナに切り換えるアンテナ切換手段と、
前記アンテナ切換手段のアンテナ切換動作を制御する切換制御手段と、
前記アンテナから送信する信号のデータフォーマット中の基準タイミングを示す基準タイミング情報を生成する基準タイミング情報生成手段と、
前記データフォーマット中の期間であって前記アンテナの切り換えを行っても通信品質上の支障がない切換対象期間についての前記基準タイミングに対する相対的なタイミングを示す切換対象情報を生成する切換対象情報生成手段とを備え、
前記切換制御手段は、前記基準タイミング情報および前記切換対象情報に基づき、アンテナの切り換えを行うように前記アンテナ切換手段を制御する、
ことを特徴とするダイバーシティ無線装置。
【請求項２】
前記切換制御手段は、前記基準タイミング情報及び前記切換対象情報に基づき、前記アンテナから送信する信号のデータフォーマット中における前記切換対象期間のタイミングを特定し、該特定した切換対象期間のタイミングでアンテナの切り換えを行うように前記アンテナ切換手段を制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載のダイバーシティ無線装置。
【請求項３】
前記切換対象期間は、データが割り当てられていない期間であることを特徴とする請求項１又は２に記載のダイバーシティ無線装置。
【請求項４】
前記切換対象期間は、複数の同一データのうちの一データを送信する期間であることを特徴とする請求項１又は２に記載のダイバーシティ無線装置。
【請求項５】
前記切換対象期間は、未使用のデータを送信する期間であることを特徴とする請求項１又は２に記載のダイバーシティ無線装置。
【請求項６】
前記切換対象期間は、既知のデータを送信する際の期間であることを特徴とする請求項１又は２に記載のダイバーシティ無線装置。
【請求項７】
前記切換対象期間は、通信相手に返送する肯定的な応答信号を送信する期間であることを特徴とする請求項１又は２に記載のダイバーシティ無線装置。
【請求項８】
前記基準タイミング情報生成手段は、ベースバンド処理上の基準タイミングを示す基準タイミング情報を生成するものであり、
前記切換制御手段は、前記基準タイミング情報及び前記切換対象情報に基づいて特定した切換対象期間のタイミングに対して無線処理上の遅延時間分の変動を補正する手段を有する、
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のダイバーシティ無線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイバーシティ無線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信においてその電波環境は、特に移動通信においては、建造物等による反射や回折、散乱等によってマルチパス環境となり、電波レベルが大きく変わるなどの急な電波変動を起こすフェージングが発生する。フェージング発生時には、電波環境が劣化して通信品質の低下を招くことになる。従来、フェージング対策技術の一つとしてダイバーシティ技術が知られている。ダイバーシティ技術は、受信時又は送信時のいずれの場合にも適用することができ、比較的簡単な構成でその効果を得ることができる。例えば、二つアンテナから一つを選択して使用する選択ダイバーシティでは、まず受信時には受信状態のよい方（例えば受信レベルの高い方）のアンテナを選択する。そして、送信時には、受信時に最も受信状態が良好であったアンテナを選択する。
【０００３】
また、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）システムやＴＤＤ（Time Division Duplex）方式では、送受信の切り換えを周期的に行うので、受信から送信に切り換える時に、送信アンテナ選択の判断を行って最良のアンテナに切り換えて送信を行う（例えば特許文献１参照）。他方、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）システムやＦＤＤ（Frequency Division Duplex）方式では、送受信の切り換えを周期的には行わないので、一定期間連続して送信する場合には、アンテナ選択判断基準を満たすか判定して満たすならばアンテナの切り換えを行う。
【特許文献１】特開平１０−３２２２５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述した従来技術では、例えば送受信の切り換え時にアンテナの切り換えを行う場合、切り換えの必要性が生じても送受信の切り換えタイミングまで待たなければならない。このため、フェージング周期が早い電波環境ではアンテナの切り換えが間に合わない場合がある。
【０００５】
一方、アンテナ選択判断基準に基づきアンテナの切り換えを行う場合、必要に応じて適宜切り換えを行うことができる。しかしながら、従来技術では、アンテナの切り換えタイミングの調節を行っていないので、送信データフォーマットに関係なく切り換えが発生し、非線形性による送信波形の歪みや電力損失による送信電力の低下が発生して変調精度や出力効率等の特性が劣化することがある。また、アンテナの切り換えによって、受信側で受信信号の瞬断が発生したり、切り換え前後のアンテナの個体差による受信信号の位相変化などが発生したりして、受信特性が劣化する恐れがある。
【０００６】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、通信品質上の支障がない送信データ期間にアンテナの切り換えタイミングを調節することにより、アンテナ切り換えによる通信品質の劣化を防止できるダイバーシティ無線装置を提供することにある。
【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、本発明に係るダイバーシティ無線装置は、複数のアンテナから一のアンテナを選択して信号を送信することができるダイバーシティ無線装置であって、前記複数のアンテナの中から選択された一のアンテナに切り換えるアンテナ切換手段と、前記アンテナ切換手段のアンテナ切換動作を制御する切換制御手段と、前記アンテナから送信する信号のデータフォーマット中の基準タイミングを示す基準タイミング情報を生成する基準タイミング情報生成手段と、前記データフォーマット中の期間であって前記アンテナの切り換えを行っても通信品質上の支障がない切換対象期間についての前記基準タイミングに対する相対的なタイミングを示す切換対象情報を生成する切換対象情報生成手段とを備え、前記切換制御手段は、前記基準タイミング情報および前記切換対象情報に基づき、アンテナの切り換えを行うように前記アンテナ切換手段を制御する、ことを特徴とする。
【０００８】
本発明に係るダイバーシティ無線装置においては、前記切換制御手段は、前記基準タイミング情報及び前記切換対象情報に基づき、前記アンテナから送信する信号のデータフォーマット中における前記切換対象期間のタイミングを特定し、該特定した切換対象期間のタイミングでアンテナの切り換えを行うように前記アンテナ切換手段を制御する、ことを特徴とする。
【０００９】
本発明に係るダイバーシティ無線装置においては、前記切換対象期間は、データが割り当てられていない期間であることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係るダイバーシティ無線装置においては、前記切換対象期間は、複数の同一データのうちの一データを送信する期間であることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係るダイバーシティ無線装置においては、前記切換対象期間は、未使用のデータを送信する期間であることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係るダイバーシティ無線装置においては、前記切換対象期間は、既知のデータを送信する際の期間であることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係るダイバーシティ無線装置においては、前記切換対象期間は、通信相手に返送する肯定的な応答信号を送信する期間であることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係るダイバーシティ無線装置においては、前記基準タイミング情報生成手段は、ベースバンド処理上の基準タイミングを示す基準タイミング情報を生成するものであり、前記切換制御手段は、前記基準タイミング情報及び前記切換対象情報に基づいて特定した切換対象期間のタイミングに対して無線処理上の遅延時間分の変動を補正する手段を有する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、通信品質上の支障がない送信データ期間にアンテナの切り換えタイミングを調節することができる。これにより、アンテナ切り換えによる通信品質の劣化を防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照し、本発明の各実施形態について順次説明する。
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係るダイバーシティ無線装置の構成を示すブロック図である。図１に示されるダイバーシティ無線装置は、二つのアンテナＡＮＴ１、ＡＮＴ２を備え、送信時にいずれか一方のアンテナを用いて無線送信を行うものである。受信時には、両方のアンテナＡＮＴ１、ＡＮＴ２を用いてそれぞれ無線受信する。
【００１７】
図１において、アンテナＡＮＴ１、ＡＮＴ２で受信した無線信号は、それぞれ接続されたアンテナ共用器２を介してそれぞれ対応する受信無線部４に入力され、無線受信処理される。受信無線部４で無線受信処理された受信信号は、ベースバンド（ＢＢ）処理部６でベースバンド処理された後に上位レイヤ処理部８に入力される。
【００１８】
送信時には、上位レイヤ処理部８から出力されたデータ信号はＢＢ処理部６に入力されてベースバンド処理された後に送信無線部１０に入力され、無線送信処理される。送信無線部１０で無線送信処理された送信信号はアンテナ切換部（アンテナ切換手段）１２に入力される。アンテナ切換部１２は、切換制御部（切換制御手段）１４から入力されるアンテナ切換指示信号に従って、アンテナＡＮＴ１又はＡＮＴ２のいずれか一方のアンテナ共用器２に出力先を切り換えて送信信号を出力する。その後、送信信号はアンテナ共用器２を介して、その選択されたアンテナから無線送信される。
【００１９】
アンテナ選択部１６は、ＢＢ処理部６から入力される受信情報に基づいて、アンテナ選択の判断を行って送信アンテナを選択し、選択結果を示すアンテナ選択信号を切換制御部１４に出力する。なお、アンテナ選択判断に用いる受信情報は、自装置の受信情報であってもよく、或いは通信相手の受信情報のフィードバックを受けてもよい。
【００２０】
切換制御部１４は、ＢＢ処理部６から入力される情報および上位レイヤ処理部８から入力される情報に基づいてアンテナ切換指示信号をアンテナ切換部１２に出力する。図２には、本実施形態のアンテナ切換制御に係る処理フローが示されている。図３には、本実施形態のアンテナ切換制御に係る動作のタイミングチャートが示されている。
【００２１】
図３（ａ）には、ＢＢ処理部６から送信無線部１０に入力される送信データのデータフォーマット中の基準タイミングが示されている。基準タイミングは、例えば送信データフォーマットの先頭のタイミングである。ＢＢ処理部６は、基準タイミングを示す基準タイミング信号を生成する（基準タイミング情報生成手段）。切換制御部１４は、基準タイミング信号をＢＢ処理部６から受け取る。図３（ｂ）には、ＢＢ処理部６から送信無線部１０に入力される送信データが示されている。送信データ中に符号Ｐで示される期間は切換対象期間である。切換対象期間Ｐは、その期間中にアンテナを切り換えても通信品質上の影響が実質的にない期間である。図３（ｃ）には、アンテナ選択部１６から切換制御部１４に入力されるアンテナ選択信号が示されている。
【００２２】
図３（ｄ）には、切換制御部１４の内部信号である第１の切換タイミング信号が示されている。第１の切換タイミング信号はＢＢ処理部６から送信無線部１０に入力される送信データの入力タイミングに対応した切換タイミングである。第１の切換タイミングは、基準タイミングからタイミング調節時間Ｔｓｂｂだけ遅れている。タイミング調節時間Ｔｓｂｂは、切換制御部１４へのアンテナ選択信号の入力時点から最初の切換対象期間Ｐまでの、基準タイミングからの遅延時間である。
【００２３】
図３（ｅ）には、切換制御部１４の内部信号である第２の切換タイミング信号が示されている。第２の切換タイミング信号は、送信無線部１０からアンテナ切換部１２に入力される送信信号の入力タイミングに対応した切換タイミングである。第２の切換タイミングは、第１の切換タイミングからタイミング補正時間Ｔｄだけ遅れている。タイミング補正時間Ｔｄは、送信無線部１０における無線送信処理にかかる処理時間に相当する遅延時間である。
【００２４】
図２において、切換制御部１４は、アンテナ選択部１６からアンテナ選択信号を受信すると（ステップＳ１）、そのアンテナ選択信号をタイミング調節時間Ｔｓｂｂだけ遅延させた第１の切換タイミング信号を生成する（ステップＳ２）（切換対象情報生成手段）。次いで、当該アンテナ選択信号に基づき、選択されたアンテナを判断する（ステップＳ３）。次いで、その判断結果のアンテナに対応する所定のタイミング補正時間Ｔｄを選択する（ステップＳ４又はＳ５）。次いで、その選択したタイミング補正時間Ｔｄだけ第１の切換タイミング信号を遅延させた第２の切換タイミング信号を生成する（ステップＳ６）（特定した切換対象期間のタイミングに対して無線処理上の遅延時間分の変動を補正する手段）。次いで、その第２の切換タイミング信号をアンテナ切換指示信号としてアンテナ切換部１２に出力する（ステップＳ７）。
【００２５】
これにより、アンテナ切換指示信号は、アンテナ切換部１２に入力される送信信号の入力タイミングにおける切換対象期間Ｐに合わせて、アンテナ切換部１２に入力される。この結果、切換対象期間中にアンテナの切り換えが行われるので、アンテナ切り換えによる通信品質の劣化が防止される。
【００２６】
図４には、切換対象期間Ｐの各種の例が示されている。
図４（ａ−１）、（ａ−２）は、上位レイヤレベルで、一送信データフォーマット中に、繰り返しデータが存在する場合である。このとき、繰り返し部分の期間は、アンテナ切り換えによってたとえデータが損失したとしても、同一データが同一データフォーマット中に存在するので影響が少ないことから、切換対象期間Ｐとする。
【００２７】
図４（ｂ−１）、（ｂ−２）は、上位レイヤレベルで、送信データフォーマット中に、未使用のデータ期間が存在する場合である。なお、未使用のデータ期間とは、例えば、電話番号情報や端末（基地局）情報等、通信の確立の際に必要とされ、通信の確立後には不要（未使用）となるデータを送信する期間をいう。この未使用のデータ期間は、アンテナ切り換えを行っても問題ないことから、切換対象期間Ｐとする。
【００２８】
上記繰り返しデータや未使用のデータ期間が存在する場合等の上位レイヤレベルの切換対象期間Ｐの種別およびタイミングは、データの付随情報として切換制御部１４に通知される。データの付随情報は、例えば種別情報Ｉａと切換対象情報Ｉｂから構成される。種別情報Ｉａは２ビットからなり、「００」は切換対象外データ、「０１」は送信しない未使用データ、「１０」は同じデータを繰り返し送信するデータを示す。切換対象情報Ｉｂは１ビットからなり、「０」は切換対象外、「１」は切換対象を示す。種別情報Ｉａは上位レイヤ処理部８によって生成される。種別情報ＩａはＢＢ処理部６および切換制御部１４に通知される。切換対象情報Ｉｂは、ＢＢ処理部６によって、基準タイミングに対する相対的なタイミングを示すタイミング情報として生成される。ＢＢ処理部６は、所定のデータフォーマットに従って送信データを生成しているので、データフォーマット中の特定期間についての基準タイミングに対する相対的なタイミングを把握している。
【００２９】
図４（ｃ）は、送信データフォーマット中に、予めデータの割り当てがない期間が設定されている場合である。データの割り当てがない期間は、アンテナ切り換えを行っても問題ないことから、切換対象期間Ｐとする。このときの切換対象期間Ｐは、そのタイミングが既知であるので、切換制御部１４で切換対象期間Ｐのタイミング情報を生成するように構成する。
【００３０】
なお、上記した以外に上位レイヤレベルの切換対象期間Ｐとしては、例えば通信相手に返送する肯定的な応答信号（ＡＣＫ信号等）を送信する期間がある。ＡＣＫなどの応答信号は、たとえ通信相手に正常に受信されなくても再送が起動される程度の影響しかないからである。また、ハンドオーバー時などの通信相手が変わるタイミングも切換対象期間Ｐとすることができる。
【００３１】
図４（ｄ）、（ｅ）には、物理レイヤレベルの切換対象期間Ｐが示されている。物理レイヤレベルの切換対象期間Ｐとしては、例えば、通信相手に既知のデータ（例えば、トレーニング信号やユニークワードＵＷ）を送信する期間がある。また、物理レイヤレベルでデータが割り当てられていない期間も切換対象期間Ｐとなる。物理レイヤレベルの切換対象期間Ｐの種別およびタイミングの情報は、ＢＢ処理部６によって生成されて切換制御部１４に通知される。或いは、切換制御部１４で、物理レイヤレベルの切換対象期間Ｐの種別およびタイミングの情報を生成するように構成してもよい。
【００３２】
なお、切換制御部１４は、上記した各種の切換対象期間Ｐの中からその優先度に応じて、実際に使用する切換対象期間Ｐを選択するようにしてもよい。切換対象期間Ｐの種別ごとの優先度は予め切換制御部１４に設定する。例えば、データを送信しない期間を最優先とし、繰り返しデータを送信する期間はそれよりも優先度を下げるようにする。
【００３３】
上述したように本実施形態によれば、通信品質上の支障がない送信データ期間にアンテナの切り換えタイミングを調節することができる。これにより、アンテナ切り換えによる通信品質の劣化を防止することが可能となる。また、アンテナごとにアンテナ切換タイミングを補正するので、アンテナ切換タイミングの精度が向上する。
【００３４】
また、送信アンテナと送信無線部とは一対一の関係で動作するので、送信パワーを一つのアンテナに集中させることができ、送信パワーのロスがなく、高い通信品質を維持することができる。
また、アンテナ切換タイミングの調節に係る構成の追加は小規模であり、従来の構成をベースにして実現することができるので、消費電力、コスト、実装面積などへの影響は少ない。
【００３５】
［第２の実施形態］
図５は、本発明の第２の実施形態に係るダイバーシティ無線装置の構成を示すブロック図である。この図５において図１の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。第２の実施形態では、上記したタイミング補正時間Ｔｄを調整する機能を設けている。
【００３６】
図５に示されるダイバーシティ無線装置には、温度センサー２０が設けられている。温度センサー２０で検知された温度は切換制御部１４に通知される。切換制御部１４は、温度に応じたアンテナごとのタイミング補正時間Ｔｄを格納したタイミング補正時間テーブルを有している。図６にはタイミング補正時間テーブルの構成例が示されている。図６に示されるように、タイミング補正時間テーブルには、使用条件（本実施例では温度範囲）ごとに、各アンテナのタイミング補正時間Ｔｄが予め設定されている。タイミング補正時間テーブルは、使用条件ごとに、アンテナごとの遅延時間を予め測定して作成される。
【００３７】
切換制御部１４は、温度センサー２０から通知された温度に合致する使用条件（温度範囲）の各アンテナのタイミング補正時間Ｔｄをタイミング補正時間Ｔｄから読み出して、アンテナ切換タイミングの補正に使用する。
【００３８】
なお、上述した実施形態では、ダイバーシティ無線装置の使用温度に応じたアンテナ切換タイミングの補正を行うようにしたが、他の使用条件に応じた補正を行うようにしてもよい。例えば、キャリア周波数ごとのタイミング補正時間Ｔｄをテーブル化して切換制御部１４に保持し、切換制御部１４は、実際に使用するキャリア周波数のタイミング補正時間Ｔｄをタイミング補正時間テーブルから読み出して使用するようにしてもよい。実際に使用するキャリア周波数は上位レイヤ処理部８等から通知される。
【００３９】
上述した第２の実施形態によれば、ダイバーシティ無線装置の使用環境の変化に対応してアンテナ切換タイミングを適正に補正することができる。
【００４０】
以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るダイバーシティ無線装置の構成を示すブロック図である。
【図２】同実施形態のアンテナ切換制御に係る処理フロー図である。
【図３】同実施形態のアンテナ切換制御に係る動作のタイミングチャート図である。
【図４】本発明に係る切換対象期間Ｐの各種の例を説明するための図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るダイバーシティ無線装置の構成を示すブロック図である。
【図６】同実施形態に係るタイミング補正時間テーブルの構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
２…アンテナ共用器、４…受信無線部、６…ベースバンド（ＢＢ）処理部、８…上位レイヤ処理部、１０…送信無線部、１２…アンテナ切換部、１４…切換制御部、１６…アンテナ選択部、２０…温度センサー、ＡＮＴ１，ＡＮＴ２…アンテナ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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