(57)【要約】【課題】複数のアンテナを高速かつ適切に選択して受信を行う受信装置を得る。【解決手段】複数のアンテナのうち選択手段で選択されたアンテナを介して無線波を受信する受信手段と、受信した無線波の受信電界強度を表す受信強度信号を生成する受信強度信号生成手段と、受信強度信号における無線波の基本波成分を除去することにより受信強度信号における無線波の多重伝搬波成分を多重伝搬波強度信号として抽出する抽出手段と、多重伝搬波強度信号を用いて受信強度信号を補正することにより多重伝搬波成分を除去した補正受信強度信号を生成する受信強度信号補正手段とを受信装置に設け、アンテナ選択手段は、受信手段の受信開始に応じてアンテナを順次選択することにより各アンテナについての補正受信強度信号を取得し、当該補正受信強度信号の信号レベルが最も大きいアンテナを選択するようにした。【選択図】        図１
2004343656.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナと、
上記複数のアンテナのうちの一つを選択するアンテナ選択手段と、
上記選択手段で選択された上記アンテナを介して所定の無線波を受信する受信手段と、
上記選択手段で選択された上記アンテナを介して受信した上記無線波の受信電界強度を表す受信強度信号を生成する受信強度信号生成手段と、
上記受信強度信号における上記無線波の多重伝搬波成分を多重伝搬波強度信号として抽出する抽出手段と、
上記多重伝搬波強度信号を用いて上記受信強度信号を補正することにより、上記多重伝搬波成分を除去した補正受信強度信号を生成する受信強度信号補正手段と
を具え、
上記アンテナ選択手段は、上記受信手段による上記無線波の受信開始に応じて上記アンテナを順次選択することにより上記複数のアンテナそれぞれについての補正受信強度信号を取得し、当該補正受信強度信号の信号レベルが最も大きい上記アンテナを選択する
ことを特徴とする受信装置。
【請求項２】
上記抽出手段は、受信強度信号における上記無線波の基本波成分を除去した後マイナス検波することにより、マイナスの直流レベル信号でなる上記多重伝搬波強度信号を生成し、
上記受信強度信号補正手段は、マイナスの直流レベル信号でなる上記多重伝搬波強度信号をプラスの直流レベル信号でなる上記受信強度信号に加算することにより、上記補正受信強度信号を生成する
ことを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項３】
上記アンテナ選択手段は、受信した上記無線波のプリアンブル部において複数の上記アンテナを順次選択して上記補正受信強度信号を取得し、当該補正受信強度信号の信号レベルが最も大きい上記アンテナを選択して上記無線波を上記受信手段に受信させる
ことを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は受信装置に関し、複数のアンテナを適宜切り替えて受信するダイバーシチ方式を用いた受信装置に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）システム等のディジタル無線伝送システムにおいては、その伝送速度が向上しており、このためマルチパス（多重伝搬）の影響によって発生するフェージングが問題となっている。
【０００３】
フェージングは、送信装置から送信された送信波が直接到達した直接波と、送信波が障害物で反射された反射波等の多重伝搬波とを受信機が同時に受信した場合に、直接波と多重伝搬波とでは伝搬時間の相違によって位相が異なるため、受信した合成波の波形が乱れて送信波を正常に復元し得なくなる現象であり、当該フェージングによって伝送速度が低下するという問題が発生する。
【０００４】
かかるマルチパスの影響を低減する方法として、空間的に異なる位置に複数のアンテナを設け、受信状態の良いアンテナを選択して使用するアンテナダイバーシチ方式が広く用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１４８６４６公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
アンテナダイバーシチ方式においては、複数のアンテナそれぞれの受信電界強度を取得し、当該受信電界強度が最も高いアンテナを選択して使用する。ところが従来のアンテナダイバーシチ方式においては、単に受信電界強度が最大なアンテナを選択して使用するため、多重伝搬波の影響により正しい電界強度が得られなかった場合、不適当なアンテナを選択してしまうことがあるという問題があった。
【０００７】
またアンテナダイバーシチ方式においては、トレーニング信号であるプリアンブル部と、これに続く情報を伝送するデータ部からなる送信波のうち、プリアンブル部の受信電界強度に基づいて使用するアンテナを選択する必要があり、高速かつ適切なアンテナ選択処理が要求される。
【０００８】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、高速かつ適切にアンテナを選択して受信を行い得る受信装置を提案しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明においては、複数のアンテナと、当該複数のアンテナのうちの一つを選択するアンテナ選択手段と、選択手段で選択されたアンテナを介して所定の無線波を受信する受信手段と、選択手段で選択されたアンテナを介して受信した無線波の受信電界強度を表す受信強度信号を生成する受信強度信号生成手段と、受信強度信号における多重伝搬波成分を多重伝搬波強度信号として抽出する抽出手段と、多重伝搬波強度信号を用いて受信強度信号を補正することにより多重伝搬波成分を除去した補正受信強度信号を生成する受信強度信号補正手段とを受信装置に設け、アンテナ選択手段は、受信手段による無線波の受信開始に応じてアンテナを順次選択することにより、複数のアンテナそれぞれについての補正受信強度信号を取得し、当該補正受信強度信号の信号レベルが最も大きいアンテナを選択するようにした。
【００１０】
受信強度信号における無線波の多重伝搬波成分を多重伝搬波強度信号として抽出し、当該多重伝搬波強度信号を用いて受信強度信号を補正することにより、多重伝搬波成分を除去した補正受信強度信号を得ることができ、当該補正受信強度信号を用いてアンテナを選択することにより、多重伝搬波の電界強度が高い場合でも、電界強度が高く、かつ多重伝搬による影響の少ない電波を良好に受信し得るアンテナを確実に選択することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００１２】
（１）無線ＬＡＮ端末の全体構成
図１において、１は全体として本発明を適用した無線ＬＡＮ端末を示し、他の無線ＬＡＮ端末やアクセスポイントから送信されたＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｎｇｅｎｅｅｒｓ  ）８０２．１１ａ規格に基づくＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）信号をアンテナダイバーシチ方式を用いて受信する。
【００１３】
すなわち、無線ＬＡＮ端末１は空間的に異なる位置に配置された４本の無指向性のアンテナ２（第１のアンテナ２Ａ、第２のアンテナ２Ｂ、第３のアンテナ２Ｃ及び第４のアンテナ２Ｄ）を有しており、アンテナ選択手段としてのアンテナ切替器３は、アンテナ選択部４のアンテナ制御回路１０から供給される切替制御信号Ｓ１に応じてアンテナ２Ａ〜２Ｄのうちの一つを選択し、後段のＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ）回路５に接続する。受信手段としてのＲＦ回路５は、選択されたアンテナを介して受信したＯＦＤＭ信号Ｓ２のパケットを増幅するとともに周波数変換してベースバンド信号Ｓ３を生成し、これをベースバンドプロセッサ６及びアンテナ選択部４に供給する。
【００１４】
図２（Ａ）はＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格によるパケットのフレームフォーマット１００を示し、先頭から順に、信号の開始を示すトレーニング信号であるプリアンブル１０１、伝送速度やパケット長などのヘッダ情報を含むシグナル部１０２、及び伝送するデータを格納するデータ部１０３で構成される。ベースバンドプロセッサ６は、ベースバンド信号Ｓ３のプリアンブル１０１を用いてパケットに対する同期を確立した後、当該ベースバンド信号Ｓ３に対してＯＦＤＭ復調処理を施して受信データＤ１を生成し、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）部７に供給する。
【００１５】
ＭＡＣ部７は受信データＤ１を所定のフレームフォーマットに従ってパケット化し、外部インターフェース８を介してパーソナルコンピュータ等の情報処理装置（図示せず）に出力する。
【００１６】
またＭＡＣ部７は、情報処理装置から外部インターフェース８を介して入力した送信データをパケット化し、ベースバンドプロセッサ６に供給する。ベースバンドプロセッサ６は、送信データに対してＯＦＤＭ変調処理を施してＯＦＤＭ信号を生成し、これをＲＦ部５で増幅及び周波数変換した後、アンテナ２を介して無線ＬＡＮ端末に送信する。
【００１７】
（２）アンテナ選択部によるアンテナの選択
かかる構成に加えて無線ＬＡＮ端末１においては、ＯＦＤＭ信号のパケットに対し、そのプリアンブル１０１を４本のアンテナ２Ａ〜２Ｄを順次選択しながら受信して各アンテナの受信電界強度を比較し、最も受信電界強度の高いアンテナを用いて当該パケットを受信する。
【００１８】
すなわち、アンテナ選択手段としてのアンテナ制御回路１０は、図２（Ｂ）に示すように、パケットのプリアンブル１０１の受信開始タイミングに同期してアンテナ選択信号Ｓ１を切り替えてアンテナ２Ａ〜２Ｄを順次選択する。このアンテナの選択は、プリアンブル１０１の半分以下の期間で行われる。
【００１９】
受信強度信号生成手段としての検波回路１１は、ＲＦ回路５から供給されるベースバンド信号Ｓ３を検波して、図３（Ａ）に示すように、アンテナ選択信号Ｓ１に同期した各アンテナ２Ａ〜２Ｄそれぞれについての受信電界強度を示す受信電界強度信号Ｓ４を生成し、これを平滑回路１２及び多重伝搬検出回路１３に供給する。
【００２０】
そして、受信強度信号生成手段としての平滑回路１２は受信電界強度信号Ｓ４を平滑化することにより、図３（Ｂ）に示すような、受信電界強度が強いほど電圧レベルが高いプラスの直流レベル信号でなる受信強度信号Ｓ５を生成し、これを加算回路１４に供給する。
【００２１】
一方、多重伝搬検出回路１３は受信電界強度信号Ｓ４をフィルタ２０（図４）に入力する。ここで、図５（Ａ）は受信電界強度信号Ｓ４の周波数特性の例を示し、所定間隔で現れるＯＦＤＭ信号の基本波成分Ｓ４Ａの間に、多重伝搬波成分Ｓ４Ｂが現れている。
【００２２】
抽出手段としてのフィルタ２０は、この基本波成分Ｓ４Ａを阻止するようなフィルタ特性（図５（Ｂ））を有するノッチフィルタであり、受信電界強度信号Ｓ４から当該基本波成分Ｓ４Ａを除去することにより、図５（Ｃ）に示すような多重伝搬波成分のみを含む多重伝搬波電界強度信号Ｓ６を生成し、後段の増幅器２１に供給する。
【００２３】
増幅器２１は、フィルタ２０を通過することによって減衰した多重伝搬波電界強度信号Ｓ６を増幅し、検波回路２２に入力する。抽出手段としての検波回路２２は、多重伝搬波電界強度信号Ｓ６をマイナス検波することにより、図３（Ｃ）に示すような、多重伝搬波の電界強度が強いほど電圧レベルが低いマイナスの直流レベル信号でなる多重伝搬波強度信号Ｓ７を生成し、これを加算回路１４に供給する。
【００２４】
受信強度信号補正手段としての加算回路１４は、プラスの直流レベル信号でなる受信強度信号Ｓ５にマイナスの直流レベル信号でなる多重伝搬波強度信号Ｓ７を加算することにより、当該受信強度信号Ｓ５から多重伝搬波の影響を除去した補正受信強度信号Ｓ８（図３（Ｄ））を生成する。
【００２５】
そしてアンテナ選択手段としてのアンテナ選択部４は、補正受信強度信号Ｓ８をアナログディジタルコンバータ１５でディジタル変換してアンテナ制御回路１０に供給する。そしてアンテナ制御回路１０は補正受信強度信号Ｓ８に基づき、最も受信強度が強いアンテナを選択するようにアンテナ切替器３を制御する。
【００２６】
無線ＬＡＮ端末１はこのようにして最適なアンテナを選択した後、プリアンブル１０１の残りの部分を用いて同期を確立し、パケットの以降の部分を復調する。
【００２７】
例えば、図３（Ｂ）に示す受信強度信号Ｓ５では第１のアンテナ及び第３のアンテナの受信強度はほぼ同等に強いものの、図３（Ｃ）に示す多重伝搬波強度信号Ｓ７では第１のアンテナで多重伝搬波の受信強度が強く、第３のアンテナでは多重伝搬波の受信強度は弱い。このため、多重伝搬波の影響を除去した補正受信強度信号Ｓ８は第３のアンテナが最も強くなり、当該第３のアンテナを選択すれば、パケットのプリアンブル以降の部分を、最適なアンテナを介して受信して復調することができる。アンテナ選択部４は、上述したアンテナ選択処理を新たなパケットを受信する度に実行する。
【００２８】
ここでアンテナ選択部４は、アナログディジタルコンバータ１５及びアンテナ制御回路１０のみがディジタル回路で構成されており、他の検波回路１１、平滑回路１２、多重伝搬波検出回路１３及び加算回路１４はいずれもアナログ回路で構成されている。このため当該アンテナ選択部４は、そのすべてをディジタル回路で構成する場合に比べて構成を簡易にし得るとともに、比較的処理時間を要するディジタル演算を最小限に止め、短時間でアンテナ選択処理を実行して高速にアンテナを選択することができる。
【００２９】
（３）動作及び効果
以上の構成において、無線ＬＡＮ端末１のアンテナ選択部４は、パケットの先頭に位置するプリアンブル部をアンテナ２Ａ〜２Ｄを順次切り替えて受信し、アンテナ２Ａ〜２Ｄそれぞれについての受信電界強度を示す受信電界強度信号Ｓ４を生成する。
【００３０】
そしてアンテナ選択部４は、受信電界強度信号Ｓ４を平滑化し、基本波及び多重伝搬波の双方についての受信電界強度を示すプラスの直流レベル信号でなる受信強度信号Ｓ５を生成する。これと同時にアンテナ選択部４は、受信電界強度信号Ｓ４における基本波成分をフィルタ２０によって除去した後検波回路２２によってマイナス検波し、多重伝搬波成分の強度を示す、マイナスの直流レベル信号でなる多重伝搬波強度信号Ｓ７を生成する。
【００３１】
さらにアンテナ選択部４は、受信強度信号Ｓ５に多重伝搬波強度信号Ｓ７を加算することにより、当該受信強度信号Ｓ５から多重伝搬波成分の影響を除去した補正受信強度信号Ｓ８を生成する。
【００３２】
そしてアンテナ選択部４は、補正受信強度信号Ｓ８に基づいて受信強度が強いアンテナを選択し、当該選択したアンテナを用いてパケットのプリアンブル以降の部分を受信する。
【００３３】
以上の構成によれば、多重伝搬波成分を除去した補正受信強度信号Ｓ８に基づいてアンテナを選択することにより、多重伝搬波の電界強度が高い場合でも、電界強度が高く、かつ多重伝搬による影響の少ない電波を良好に受信し得るアンテナを確実に選択することができる。また、上述したアンテナ選択を主としてアナログ回路で処理することにより、簡易な構成で、高速にアンテナを選択することができる。
【００３４】
（４）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、無指向性のアンテナを複数設け、補正受信強度信号Ｓ８に基づいて最適なアンテナを選択して使用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、複数の指向性を選択し得るアンテナを用い、補正受信強度信号Ｓ８に基づいて最適な指向性の方向を選択する場合にも適用できる。
【００３５】
また上述の実施の形態においては、４本のアンテナ２Ａ〜２Ｄを無線ＬＡＮ端末１に設け、当該４本のアンテナ２Ａ〜２Ｄを切り替えて使用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、要は複数のアンテナを選択して使用する場合に適用することができる。
【００３６】
また上述の実施の形態においては、フィルタ２０によって基本波成分Ｓ４Ａを除去した多重伝搬波電界強度信号Ｓ６を検波回路２２でマイナス検波することによりマイナスの直流レベル信号でなる多重伝搬波強度信号Ｓ７を生成し、これをプラスの直流レベル信号でなる受信強度信号Ｓ５に加算することにより、多重伝搬波成分を除去した補正受信強度信号Ｓ８を生成するようにしたが、本発明はこれに限らず、多重伝搬波電界強度信号Ｓ６をプラス検波してプラスの直流レベル信号でなる多重伝搬波強度信号を生成し、これを受信強度信号から減算して補正受信強度信号を生成するようにしてもよく、要は受信強度信号から多重伝搬波の成分を除去して補正受信強度信号を生成すればよい。
【００３７】
また上述の実施の形態においては、検波回路１１がＲＦ回路５から供給されるベースバンド信号Ｓ３を検波して受信電界強度信号Ｓ４を生成するようにしたが、本発明はこれに限らず、受信したＯＦＤＭ信号Ｓ２をＲＦ回路５が周波数変換して中間周波数信号を生成し、これを検波回路１１が検波して受信電界強度信号Ｓ４を生成するようにしてもよい。
【００３８】
また上述の実施の形態においては、補正受信強度信号Ｓ８に基づいて、受信に用いるアンテナを選択する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、補正受信強度信号Ｓ８に基づいて、送信に用いるアンテナも選択するようにしてもよい。
【００３９】
さらに上述の実施の形態においては、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格の無線ＬＡＮ端末に本発明を適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、無線ＬＡＮシステムのアクセスポイント、携帯電話システムの基地局や携帯電話機、あるいは地上波ディジタルテレビの受信器等、受信機能を有する様々な通信装置に本発明を適用することができる。
【００４０】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、受信強度信号における無線波の多重伝搬波成分を多重伝搬波強度信号として抽出し、当該多重伝搬波強度信号を用いて受信強度信号を補正することにより、多重伝搬波成分を除去した補正受信強度信号を得、当該補正受信強度信号を用いてアンテナを選択することにより、多重伝搬波の電界強度が高い場合でも、電界強度が高く、かつ多重伝搬による影響の少ない電波を良好に受信し得るアンテナを確実に選択することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による無線ＬＡＮ端末の構成を示すブロック図である。
【図２】フレームフォーマットとアンテナ選択信号を示す略線図である。
【図３】受信強度信号の波形を示す特性曲線図である。
【図４】多重伝搬波検出回路の構成を示すブロック図である。
【図５】受信電界強度とフィルタの周波数特性を示す特性曲線図である。
【符号の説明】
１……無線ＬＡＮ端末、２……受信アンテナ、３……アンテナ切替器、４……アンテナ選択部、５……ＲＦ回路、６……ベースバンドプロセッサ、７……ＭＡＣ部、８……外部インターフェース、１０……アンテナ制御回路、１１……検波回路、１２……平滑回路、１３……多重伝搬波検出回路、１４……加算回路、１５……アナログ／ディジタルコンバータ、２０……フィルタ、２１……増幅器、２２……検波回路。
【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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