(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動局を含む複数の送信局から送信された互いに異なる二つの周波数の送信電波を同時に受信する前記移動局用の無線受信装置において、
前記無線受信装置は、三本の受信アンテナと、同三本の受信アンテナに接続される三つの受信部と、前記無線受信装置全体を制御する受信制御手段と、前記受信制御手段に接続され、自移動局の移動／停止の状態である自局移動状態を検出する自局移動検出手段と、他の前記移動局の移動／停止の状態である他局移動状態を検出する他局移動検出手段と備え、
前記受信制御手段は、自局または他局が移動状態であると検出すると、通信対象となる周波数の受信電波を二つの前記受信部でダイバーシティ受信させ、他方の周波数の受信電波を一つの前記受信部で受信させてなることを特徴とする無線受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は移動局に設置される無線受信装置に係わり、送信周波数の異なる２つの送信局からの無線信号を同時に受信するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
警察や消防署等で使用される無線通信システムは、基地局と、パトカーや消防車、救急車等の緊急車両からなる移動局とで構成され、基地局と移動局の間、あるいは移動局同士間で無線通信ができるようにしているものがある。このような無線通信は、例えば、図７に示すように、基地局21からの送信電波には周波数f1が用いられ、移動局22や23からの送信電波には周波数f2が用いられる。すなわち、移動局22や23には周波数f1の電波を受信する無線受信装置と、周波数f2の電波を受信する無線受信装置とが設けられている。
【０００３】
このため、従来、各移動局には、例えば、図８に示すように、基地局電波受信用と他の移動局電波受信用の二系統の受信装置が設けられている。これらの受信装置を用いて二系統の受信を行なう場合、移動局（例えば、22）は移動中の場合もあり停車中の場合もある。移動中の場合、移動局22と基地局21あるいは移動局23との距離が刻々変わるため、受信電波にフェージング（受信レベルの変動）が生じる。このフェージングの影響を避けるため、各系統の受信装置で二組のアンテナと二組の受信部とを使用して、ダイバーシティ受信を行なうように構成されている。
【０００４】
アンテナは、例えば、図９に示すように、対基地局用のアンテナA1a とA1b を受信周波数帯の波長の1/2 λ（波長）の間隔で設置し、対移動局用のアンテナA2a とA2b を受信周波数帯の波長の1/2 λの間隔で設置する。これにより、例えばアンテナA1a とA1b とで同一の周波数の電波を受信した時、一方のアンテナの受信信号レベルが低い場合でも、他方のアンテナの受信信号レベルが高くなるため、通信対象との間隔（距離）が変わっても、受信信号レベルが高い方のアンテナに切り換えて受信することにより、常に明瞭な音声を受信できるようになっている。アンテナA2a とA2b に関しても同様である。
【０００５】
図８の基地局電波受信用の受信装置では、基地局21からの周波数f1の電波を、アンテナ A1aと受信部R1a 、およびアンテナA1b と受信部R1b の二系統で受信・復調する。同時に、受信レベル判定部31で受信部R1a と受信部R1b の受信レベルの強弱を、例えば、各受信部からのＡＧＣ（自動利得制御）信号を基に判定し、スイッチ32を受信レベルの高い側の受信部に切替え、f1受信出力端33から復調した音声を出力する。
【０００６】
他の移動局電波受信用の受信装置でも、移動局23からの周波数f2の電波をアンテナA2a と受信部R2a 、およびアンテナA2b と受信部R2b の二系統で受信・復調する。同時に、受信レベル判定部34で受信部R2a と受信部R2b の受信レベルの強弱を、例えば、各受信部からのＡＧＣ信号を基に判定し、スイッチ35を受信レベルの高い側の受信部に切替え、f2受信出力端36から復調した音声を出力する。
【０００７】
送信部38では、周波数f2の搬送波信号を送信入力端39からの信号で変調し、アンテナ37を介して送信する。すなわち、基地局21と移動局22や23との間では、基地局21からの下りには周波数f1の電波を用い、基地局21への上りには周波数f2の電波を用いた両方向通信が行われ、移動局同士間の通信には周波数f2の電波を用いて相互一方向通信が行われる。
【０００８】
このシステムでは、図10に示すように、基地局との自移動局との通信時にはアンテナA1a 〜受信部R1a とアンテナA1b 〜受信部R1b が使われ、この交信中では、アンテナA2a 〜受信部R2a とアンテナA2b 〜受信部R2b は他の移動局からの割り込み通信の受信のみに使われるだけである。一方、他の移動局と自移動局との通信時には、アンテナA2a 〜受信部R2a とアンテナA2b 〜受信部R2b が使われ、この交信中では、アンテナA1a 〜受信部R1a とアンテナA1b 〜受信部R1b は基地局からの割り込み通信の受信のみに使われている。（例えば、特許文献１参照。）
【０００９】
また、このような割り込み通信の受信だけでなく、基地局から繰り返して送信される交通規制の情報や他の事件や事故の情報も参考情報として受信する場合がある。この場合、あくまでも参考情報であり、確実に受信すべき必要があるものでない。
【００１０】
しかしながら、移動局は基地局との通信と他の移動局との通信を同時に行うことがなく、一方の局と交信中は、他の局の割り込みによる送信電波の存在を確認するだけであり、このために比較的高価なダイバーシティ受信装置を２組分備えることは不経済である。
又、同様に、繰り返して送信される参考情報を明瞭に受信するため、ダイバーシティ受信装置を２組分備える必要性も少ない。
【００１１】
【特許文献１】特開平８−２７５２４５号公報（第３−５頁、図１−図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は以上述べた問題点を解決し、受信アンテナを３本、また、受信部を３つ設けるだけとし、これらの受信部に受信周波数を適宜に割り当てることにより、通信対象との距離が変動する場合は二つの受信系統を用いてダイバーシティ受信を行い、通信中の割り込み受信には一つの受信系統のみで対応することにより、受信アンテナと受信部とがそれぞれ４つある場合に近い通信状態が得られ、かつ、コストの低減が可能な無線受信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は上述の課題を解決するため、移動局を含む複数の送信局から送信された互いに異なる二つの周波数の送信電波を同時に受信する前記移動局用の無線受信装置において、前記無線受信装置は、三本の受信アンテナと、同三本の受信アンテナに接続される三つの受信部と、前記無線受信装置全体を制御する受信制御手段と、前記受信制御手段に接続され、自移動局の移動／停止の状態である自局移動状態を検出する自局移動検出手段と、他の前記移動局の移動／停止の状態である他局移動状態を検出する他局移動検出手段と備え、前記受信制御手段は、自局または他局が移動状態と検出すると、通信対象となる周波数の受信電波を二つの前記受信部でダイバーシティ受信させ、他方の周波数の受信電波を一つの前記受信部で受信させるように構成する。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明による無線受信装置によれば、受信アンテナと受信部を三系統設け、通信対象の局からの信号は二受信系統を用いてダイバーシティ受信し、残りの一受信系統を通信対象の局以外からの割り込み通信の待機用とするものであるから、通信対象からの信号受信には従来通りにダイバーシティ受信可能であり、かつ、他の局からの割り込み通信があった場合でも、受信系統は一系統ではあるが、割り込みの送信電波の存在を確認するだけであるから事実上支障を生じることがなく、これにより、受信アンテナと受信部を一系統減らすことができ、設備コストを低減でき、同時に消費電力を節減できる有用なものである。
【００１５】
そして、明瞭に受信すべき通信相手を受信優先とし、ダイバーシティ受信を割り当てるので、重要な通信相手からの信号を明瞭に受信することができる。
【００１６】
また、自移動局が停止中で、かつ、通信相手（基地局または移動局）が停止している場合、受信信号にフェージングが生じないのでこれを一受信系統のみで受信することとし、他の移動局からの割り込み通信を受信優先としてダイバーシティ受信系統を割り当てることにより、割り込み通信ありの確認がより確実にできるものとなる。
【００１７】
また、通信対象が他の移動局で、自移動局または他の移動局が移動中の場合、通信対象の移動局を受信優先とし、ダイバーシティ受信を割り当てることにより、フェージングの影響を受けずに受信することができる。
【００１８】
さらに、自移動局と他の移動局の移動／停止状態とに基づいてダイバーシティ受信を割り当てることにより、各移動局の状況に対応して効果的にダイバーシティ受信を割り当てることができる。
【００１９】
なお、三本の受信アンテナを互いに所定の距離（受信周波数帯の１／２λ（波長））となるように等間隔（基端が同一平面上で正三角形となる）に立設することにより、いずれの二本を用いても支障なくダイバーシティ受信ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいた実施例として詳細に説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１は本発明による無線受信装置の第一実施例を示す要部ブロック図である。
図１において、A1、A2およびA3は受信アンテナで、図２に示すように三本の受信アンテナの基端の間隔がそれぞれ互いに受信周波数帯の波長の１／２λ（波長）となる位置、すなわち同一平面上に正三角形状に立設する。
【００２２】
１はアンテナ切替部で、後述する受信制御手段10からの信号により、受信アンテナA1、A2、A3からのそれぞれの信号を受信部R1、R2、R3のいずれか１つに切り替えて接続する機能を有している。受信部R1、R2およびR3は、受信制御手段10からの制御信号により、受信周波数をf1（基地局用）、または、f2（移動局用）に設定され、この周波数に従って受信・復調する。これら受信部R1、R2と、これらに接続される二本の受信アンテナ（A1〜A3のいずれか）と後述する受信レベル判定部２およびスイッチ３とでダイバーシティ受信部４を構成する。
【００２３】
２は受信レベル判定部で、受信部R1と受信部R2から出力されるＡＧＣ（自動利得制御）信号のレベル等を基に、受信部R1とR2で受信される同一周波数の電波の内、どちらの受信レベルが高いかを判定し、受信レベルの高い受信部を選択するように選択信号をスイッチ３へ出力する。また、受信レベル判定部２は、受信部R1と受信部R2とで受信する電波のそれぞれの受信レベルを受信制御手段10へ出力している。
【００２４】
３はスイッチで、受信レベル判定部２から出力される選択信号により、受信部R1とR2で受信される同一周波数の電波の内、受信レベルの高い方の受信部で復調された音声信号を切り替えて出力する。５は受信信号切替部であり、スイッチ３からの音声信号と受信部R3からの信号とを受信制御手段10から出力される切換信号により、基地局からの信号をf1受信出力端６に、他の移動局からの信号をf2受信出力端７に切り替えて出力する。
【００２５】
８は自局移動検出手段で、自移動局を搭載した車輛の車輪の回転検出（移動時は回転）、無線受信装置の振動検出（移動時は振動あり）、エンジン回転検出（移動時は回転）や、車輛の動態検出等により自移動局の移動／停止を検出する。９は他局移動検出手段で、他の移動局からの電波の受信レベルやＢＥＲ（ビットエラーレート）の変動、あるいは基地局からの他局動態情報の入手により他の移動局の移動／停止を検出する。受信制御手段10は、自局移動検出手段８や他局移動検出手段９等からの信号に基づきアンテナ切替部１と受信信号切替部５の切り替え、及び受信部R1、R2、R3の受信周波数を設定する。
【００２６】
図３は図１の無線受信装置の受信部と受信周波数の割当一覧表であり、受信アンテナA1〜A3はアンテナ切替で点線で示す矢印のように受信部A1、A2またはA3に切り替えられることを示している。受信部R1とR2はダイバーシティ受信用に割り当ててあり、受信部R3は単独受信用に割り当ててある。
【００２７】
割当条件は、通信対象（他の移動局／基地局）と、自局の状態（移動中／停止中）と、他局の状態（移動中／停止中）であり、これらの組合せに従って、それぞれの受信部で受信する周波数（ｆ１／ｆ２）を割り当てている。なお、どの割当条件の場合にどの受信周波数を割り当てるのかは、無線システムの仕様で決定されるべきものであり、ここでは、割当の一例を示している。
【００２８】
次に、図１の無線受信装置の動作を、図４に示す受信制御手段10の動作フローチャートを用いて説明する。
まず、受信制御手段10は、通信対象が基地局の場合（ステップ１:Yes、以降、ST１と略す）、自局移動検出手段８により自移動局が移動中であるか否かを検出する。
そして、停止中であれば(ST2：Yes)、受信制御手段10は、受信部R3の受信周波数をf1に設定し（ST３）、同時に、アンテナ切替部１で受信アンテナA1〜A3を順次切り替えて受信部R3に接続し、受信部R3の受信レベルが最高となるアンテナを選択する（ST４）。
そして、他の受信アンテナ二本をダイバーシティ受信部４、すなわち受信部R1とR2に接続し、受信部R1とR2とに受信周波数としてf2を設定し、移動局からの割り込み通信の受信に備える（ST５）。
【００２９】
このように、受信相手が基地局で自局が停止中の場合は、受信電波にフェージングは殆ど生じないので明瞭な受信が可能であり、基地局に対してはダイバーシティ受信を行なわず、移動が予想される他の移動局のためにダイバーシティ受信を割り当てる。
【００３０】
また、通信対象が基地局で、自移動局が移動中の場合（ST２：No) 、受信電波にフェージングが生じやすいので基地局を明瞭に受信すべき通信相手として受信優先度を高くして割当ている。
つまり、受信制御手段10は、アンテナ切替部１に指示し、受信アンテナA1を受信部R1に、受信アンテナA2を受信部R2にそれぞれ接続し、受信部R1とR2とに受信周波数としてf1を設定し、基地局からの送信電波をダイバーシティ受信する（ST６）。そして、受信制御手段10は、受信アンテナA3を受信部R3に接続し、受信部R3に受信周波数としてf2を設定し、移動局からの割り込み通信の受信に備える（ST７）。
【００３１】
通信対象が他の移動局で（ST１：No) 、自局移動検出手段８で自移動局の停止が検出され（ST８：Yes)、かつ、他局移動検出手段９で通信対象の移動局の停止が検出された場合（ST９：Yes)、互いの局が停止中なので受信電波にフェージングは殆ど生じずに明瞭な受信が可能である。そこで、基地局からの電波受信を優先させるため、ダイバーシティ受信を割り当てる。
【００３２】
このため、受信制御手段10は、受信部R3に受信周波数としてf2を設定し（ST10）、同時に、アンテナ切替部１で受信アンテナA1〜A3を順次切り替えて受信部R3に接続し、受信部R3の受信レベルが最高となるアンテナを選択する（ST11）。そして、受信制御手段10は、他の受信アンテナ二本をダイバーシティ受信部４、すなわち受信部R1とR2に接続し、同時に受信部R1とR2とに受信周波数としてf1を設定し、基地局からの割り込み通信の受信に備える（ST12）。
【００３３】
また、受信制御手段10は、通信対象が移動局で、自移動局が移動中（ST８：No）または通信対象の移動局が移動中（ST９：No）の場合（一方または双方が移動中）、受信電波にフェージングが生じやすいので、明瞭に受信すべき通信相手として当該移動局を優先させ、他の移動局からの受信にダイバーシティ受信を割り当てる。
【００３４】
このため、受信制御手段10はアンテナ切替部１に指示し、受信アンテナA1を受信部R1に、受信アンテナA2を受信部R2にそれぞれ接続し、受信部R1とR2とに受信周波数としてf2を設定し、移動局からの信号をダイバーシティ受信する（ST13）。そして、受信制御手段10は、受信アンテナA3を受信部R3に接続し、受信部R3に受信周波数としてf1を設定し、基地局からの割り込み通信の受信に備える（ST14）。
【００３５】
なお、上記では、基地局を中心にして複数の移動局が存在するものとして説明したが、基地局がなく、移動局が複数あるだけの場合にも適用できる。例えば、特定の移動局に周波数f1を送信できる送信機を搭載し、基地局の代替となって指揮をとるような場合である。この場合、上述の「基地局」を「特定の移動局」に置き換えればよい。
【実施例２】
【００３６】
第二実施例について説明する。図５は第二実施例を示す要部ブロック図で、この例ではアンテナ切替部がなく、受信アンテナA1は受信部R1に、受信アンテナA2は受信部R2に、受信アンテナA3は受信部R3にそれぞれ直接接続され、受信部R1〜R3のいずれか二つを適宜に組み合わせてダイバーシティ受信を行う。
【００３７】
受信アンテナA1〜A3の立設条件は第一実施例と同じ（図２に示す）である。11は受信信号切替手段で、受信部R1〜R3で受信・復調された信号が基地局からの信号であればf1受信出力端12に、移動局からの信号であればf2受信出力端13に復調された信号を出力するように切り替える。
【００３８】
14は受信レベル判定手段で、受信部R1〜R3で受信された信号のレベルの高低を受信部R1〜R3からのＡＧＣ信号のレベル等を基に判定する。15は受信制御手段で、自局移動検出手段８や他局移動検出手段９等からの信号に基づき受信部R1、R2、R3の受信周波数を設定し、受信信号切替手段11を制御する。その他の符号は図１と同じであるので説明を省く。
【００３９】
次に、図５の無線受信装置の動作を図６に示す受信制御手段15の動作フローチャートを用いて説明する。
まず、受信制御手段15は、通信対象が基地局の場合（ST21：Yes)、自局移動検出手段８により自移動局が移動中であるか否かを検出し、停止中であれば（ST22：Yes)、一旦受信部R1〜R3全部の受信周波数をf1に設定し（ST23）、受信レベル判定手段14で判定された最も受信レベルの高い受信部、例えば、受信部R3に対して受信周波数f1を設定する（ST24）。
【００４０】
受信制御手段15は、残る二つの受信部R1とR2とに受信周波数f2を設定してダイバーシティ受信用として割り当て、移動局からの割り込み通信の受信に備える（ST25）。そして、受信制御手段15は受信信号切替手段11に指示し、受信部R3で受信・復調された基地局からの信号をf1受信出力端12に出力する。
【００４１】
一方、受信制御手段15は、受信部R1とR2で受信・復調される移動局からの受信信号（フェージングあり）を、受信レベル判定手段14の判定に基づき受信レベルの高い受信部側に切り替えるダイバーシティ受信し、受信レベルの高い方の信号をf2受信出力端13に出力するように受信信号切替手段11に指示して切り替える（ST26）。
【００４２】
通信対象が基地局で、自移動局が移動中の場合（ST22：No) 、受信電波にフェージングが生じやすいので、受信制御手段15により、例えば、受信部R1とR2とに受信周波数としてf1を設定すると共に、ダイバーシティ受信用としてこの２つの受信部を割り当てる。そして、受信レベル判定手段14で受信部R1とR2の受信レベルを比較して、受信信号切替手段11で受信レベルの高い受信部側に切り替えるダイバーシティ受信を行い、受信レベルの高い方の復調信号をf1受信出力端12に出力する（ST27）。そして、残る受信部R3に受信周波数としてf2を設定し、移動局からの割り込み通信の受信に備える（ST28）。
【００４３】
通信対象が他の移動局で（ST21：No) 、自局移動検出手段８で自移動局の停止が検出され（ST29：Yes)、かつ、他局移動検出手段９で通信対象の移動局の停止が検出された場合（ST30：Yes)、受信制御手段15は、一旦受信部R1〜R3全部の受信周波数をf2に設定し（ST31）、受信レベル判定手段14で判定された最も受信レベルの高い受信部、例えば、受信部R3に受信周波数としてf ２を設定する（ST32）。
【００４４】
受信制御手段15は、残る二つの受信部R1とR2とに受信周波数としてf1を設定すると共に、ダイバーシティ受信用として割り当て、基地局からの割り込み通信の受信に備える（ST33）。そして、受信信号切替手段11に指示して、他の移動局からの受信信号をf2受信出力端13に出力させる（ST34）。
【００４５】
また、受信制御手段15は、通信対象が移動局で、自移動局が移動中（ST29：No）または通信対象の移動局が移動中（ST30：No）の場合（一方または双方が移動中の場合）、例えば、受信部R1とR2に受信周波数としてf2を設定すると共に、この２つの受信部を移動局からの信号を受信するダイバーシティ受信用として割り当てる。
【００４６】
そして、受信レベル判定手段14で受信部R1とR2の受信レベルを比較して、受信信号切替手段11で受信レベルの高い受信部側に切り替えるダイバーシティ受信により復調した信号を、受信制御手段15は、受信信号切替手段11に指示して、f2受信出力端13に出力する（ST35）。そして、残る受信部R3に受信周波数としてf1を設定し、基地局からの割り込み通信の受信に備える（ST36）。
【００４７】
なお、第二実施例では、ダイバーシティ受信は受信部R1とR2を用いる例で説明したが、受信部R2とR3または受信部R1とR3を用いるようにしてもよい。
また、第一実施例では受信レベル判定部２は二つの受信部R1とR2の受信レベルを比較・判定するだけなので比較的構成が簡単で安価であり、一方、第二実施例ではアンテナ切替部が不要なのでその分信号切り替えを高速で行うことができる。
【００４８】
なお、第二実施例においても、第一実施例と同様、基地局がなく、移動局が複数あるだけの場合にも適用できる。例えば、特定の移動局に周波数f1を送信できる送信機を搭載し、基地局の代替となって指揮をとるような場合である。この場合、上述の「基地局」を「特定の移動局」に置き換えればよい。
【００４９】
また、以上の実施例において、電波の周波数はf1、f2の２種類を使用した例で説明しているが、これに限るものでなく、例えば呼出しチャネルの周波数と、このチャネルでの通信により指定される複数の個別チャネルの周波数とを、前述した割当条件での使用周波数として割り当ててもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明による無線受信装置の一実施例を示す要部ブロック図である。
【図２】受信アンテナの配置の一例を示す図である。
【図３】図１の無線受信装置の動作例の一覧を示す図である。
【図４】図１の無線受信装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明による無線受信装置の他の実施例を示す要部ブロック図である。
【図６】図５の無線受信装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】従来の無線受信装置の基地局と移動局の関係を説明する図である。
【図８】従来の無線受信装置の一例を示す要部ブロック図である。
【図９】従来の無線受信装置のアンテナ配置の一例を示す図である。
【図１０】従来の無線受信装置の各受信部の受信周波数割り当ての一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
A1、A2、A3 受信アンテナ
R1、R2、R3 受信部
１ アンテナ切替部
２ 受信レベル判定部
３ スイッチ
４ ダイバーシティ受信部
５ 受信信号切替部
６、12 f1受信出力端
７、13 f2受信出力端
８ 自局移動検出手段
９ 他局移動検出手段
10、15 受信制御手段
11 受信信号切替手段
14 受信レベル判定手段
【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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【図７】
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【図８】
0004609344.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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