(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のバンドパスフィルタ（ＢＦ１）と、ミキサ（Ｍ）と、チャネルフィルタ（ＢＦ２）と、スイッチ（Ｓ）と、制御ユニット（ＳＥ）と、信号強度検知ユニット（ＲＳＳＩ）と、第１の制御可能な増幅器（ＲＶ１）と、第２の制御可能な増幅器（ＲＶ２）と、第３の制御可能な増幅器（ＲＶ３）とを有し、
前記第１の制御可能な増幅器（ＲＶ１）はミキサ（Ｍ）とチャネルフィルタ（ＢＦ２）との間に接続されており、
前記第２の制御可能な増幅器（ＲＶ２）の入力端は前記チャネルフィルタ（ＢＦ２）の出力端に接続されており、
前記第３の制御可能な増幅器（ＲＶ３）は、前記第１のバンドパスフィルタ（ＢＦ１）と前記ミキサ（Ｍ）との間に接続されており、
前記制御ユニット（ＳＥ）は、前記第１から第３の制御可能な増幅器（ＲＶ１〜ＲＶ３）を制御する無線受信ユニットにおける有効信号を改善する方法において、
前記制御ユニット（ＳＥ）は前記スイッチ（Ｓ）を、当該スイッチ（Ｓ）がチャネルフィルタ（ＢＦ２）への入力信号（Ｓ１）と、該チャネルフィルタ（ＢＦ２）からの出力信号（Ｓ２）とを交互に前記信号強度検知ユニット（ＲＳＳＩ）に供給するように制御し、
前記スイッチ（Ｓ）が前記チャネルフィルタ（ＢＦ２）の前記入力信号（Ｓ１）を前記信号強度検知ユニット（ＲＳＳＩ）に供給するとき、該信号強度検知ユニット（ＲＳＳＩ）の出力は第1の出力電圧値（ＡＳ１）であり、
前記スイッチ（Ｓ）が前記チャネルフィルタ（ＢＦ２）の前記出力信号（Ｓ２）を前記信号強度検知ユニット（ＲＳＳＩ）に供給するとき、該信号強度検知ユニット（ＲＳＳＩ）の出力は第２の出力電圧値（ＡＳ２）であり、
前記第１の出力電圧値（ＡＳ１）と前記第２の出力電圧値（ＡＳ２）との差は、無線受信ユニットの受信隣接チャネルにおけるノイズ信号の強度に対する尺度であり、
前記信号強度検知ユニット（ＲＳＳＩ）の前記両出力電圧値（ＡＳ１，ＡＳ２）は出力信号として前記制御ユニット（ＳＥ）に供給され、
前記第１から第３の制御可能な増幅器（ＲＶ１，ＲＶ２，ＲＶ３）は前記制御ユニット（ＳＥ）により、前記信号強度検知ユニット（ＲＳＳＩ）の前記両出力電圧値（ＡＳ１，ＡＳ２）の関数として制御され、これにより前記有効信号が改善される、
ことを特徴とする、無線受信ユニットにおける有効信号を改善する方法。
【請求項２】
前記入力信号（Ｓ１）は有効信号成分とノイズ信号成分とを含み、チャネルフィルタ（ＢＦ２）によりノイズ信号成分を取り出し除去する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
第1の増幅器（ＲＶ１）の増幅率が大きく、かつ強いノイズ信号が存在する場合、第１の増幅器（ＲＶ１）の増幅率を低減し、第２の増幅器（ＲＶ２）の増幅率を増大し、これにより出力信号を改善する、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記信号強度検知ユニット（ＲＳＳＩ）の第１の出力電圧値（ＡＳ１）と第２の出力電圧値（ＡＳ２）とが近似的に同じ大きさである場合、前記第１の増幅器（ＲＶ１）の増幅率を最大にし、第２の増幅器（ＲＶ２）の増幅率を低減する、請求項１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チャネルフィルタと、スイッチと、制御ユニットと、信号強度検知ユニットとを有する無線受信ユニットにおける有効信号を改善する方法から出発する。
【０００２】
【従来の技術】
信号強度検知ユニットを使用して、入力信号とその後で得られる有効信号との比がどれだけの大きさか検知することが公知である。ここでの欠点は、共に増幅されるノイズ成分が信号強度検知ユニットの出力信号にエラーを生じさせるだけでなく、有効信号の品質も損なうことである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、無線受信ユニットにおける有効信号改善のための方法を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この課題は本発明により、制御ユニットは、スイッチが第１の信号をチャネルフィルタの上流で、第２の信号をチャネルフィルタの下流で交互に信号強度検知ユニットに供給するように制御し、
信号強度検知ユニットの出力信号を制御ユニットに供給し、
該出力信号に依存して増幅器を制御するように構成して解決される。
【０００５】
有利な改善実施例は従属請求項に記載されている。
【０００６】
【発明の実施の形態】
出力信号は、改善すべき有効信号と直接的関係にある。出力信号が改善されれば、有効信号も改善される。出力信号が悪化すれば、有効信号も悪化する。
【０００７】
それぞれ第１と第２の信号を信号検知増幅ユニットと、制御ユニットにより行われる比較器とに供給することにより、本発明の方法の適用によって改善された有効信号が得られるように増幅器が制御される。
【０００８】
本発明の方法はさらに、第１の信号が有効信号成分とノイズ信号成分を含んでおり、ノイズ信号成分がチャネルフィルタにより取り出しろ波されることを特徴とする。
【０００９】
ノイズ信号をチャネルフィルタにより除去することにより、ノイズ信号を伴う、または伴わない信号強度を評価することができる。
【００１０】
さらに本発明の方法は、第１の増幅器により第１の信号をチャネルフィルタの上流で増幅し、第２の増幅器で第２の信号をチャネルフィルタの下流で増幅することを特徴とする。
【００１１】
それぞれの信号を複数の増幅器により増幅することにより、２つの検知信号がどのように消失するかに依存して最適化を実行することができる。最適化はこの場合、十分に自動化して制御ユニットにより行うことができる。
【００１２】
本発明の方法はさらに、増幅率調整が、有効信号Ｎとノイズ信号ＳおよびノイズＲとの比Ｎ／（Ｓ＋Ｒ）ができるだけ大きくなるように最適化されることを特徴とする。
【００１３】
通常は第１の増幅器において大きな増幅率により動作され、これにより受信器ノイズが小さく保たれる。しかし本発明の方法により、第１の増幅器の増幅率が大きく、かつ強いノイズ信号が存在し、結果として小さな比Ｎ／（Ｓ＋Ｒ）しか達成できないことを検出できる。この場合、出力信号の改善は、第１の増幅器の増幅率を低減し、第２の増幅器の増幅率を増大することにより得られる。
【００１４】
本発明の方法はさらに、制御ユニットにより有効信号がノイズ信号よりも大きいことが検出されるときに、第１の増幅器で最大増幅率を調整し、第２の増幅器で比較的に小さな増幅率を調整することを特徴とする。
【００１５】
さらに本発明は、第１の増幅器の増幅率が最小であるときに強いノイズが存在し、出力信号の比Ｎ／（Ｓ＋Ｒ）が小さい場合には、周波数領域が変更されることを特徴とする。
【００１６】
第１の増幅器の増幅率が小さくても、相変わらず出力信号の質が悪いときには、チャネルが変更され、有効信号をノイズと比較して増大させることにより出力信号が改善される。
【００１７】
種々の信号を信号強度検知ユニットに供給するスイッチの代わりに、２つの信号強度検知ユニットを使用し、これらが連続的に２つの信号を制御ユニットに供給することも可能である。
【００１８】
【実施例】
本発明を以下、図面に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の方法に対するブロック回路図を示す。入力信号ＥＳは第１のバンドフィルタＢＦ１，ミキサＭ、第１の制御可能な増幅器ＲＶ１，第２のバンドフィルタＢＦ２を介して第２の制御可能な増幅器ＲＶ２に達する。この第２の増幅器の出力側に有効信号ＮＳが発生する。有効信号ＮＳは次にＡ／Ｄ変換器に供給される。第１のバンドフィルタＢＦ１とミキサＭとの間には、第３の制御可能な増幅器ＲＶ３を配置することもできる。この第３の増幅器は必ずしも必要ではないから、ここには破線で示されている。第３の制御可能な増幅器ＲＶ３は調整改善部として用いる。制御ユニットＳＥはメモリＭを有している。メモリも破線で示されている。なぜならメモリは制御ユニットＳＥの外側に存在することもできるからである。制御ユニットＳＥはさらに第１の制御可能な増幅器ＲＶ１，ＰＬＬ回路、スイッチＳ、第２の制御可能な増幅器ＲＶ２および信号強度検知ユニットＲＳＳＩと接続されている。ＰＬＬ回路はさらにミキサと接続されている。第３の制御可能な増幅器ＲＶ３を使用する場合には、この増幅器も制御ユニットと接続される。スイッチＳは、第１の切替位置において第１の信号Ｓ１を、第２のバンドフィルタＢＦ２の上流で信号強度検知ユニットＲＳＳＩに供給し、第２の切替位置において第２の信号Ｓ２を、第２のバンドフィルタＢＦ２の下流で信号強度検知ユニットＲＳＳＩに供給する。
【００２０】
入力信号ＥＳの供給される第１のバンドフィルタＢＦ１には、概略的曲線が示されている。この曲線は９０２〜９２８ＭＨｚの帯域幅を示す。この帯域幅は複数の受信チャネルを含む。有効信号はこの帯域幅中にＮにより、ノイズ信号はＳにより示されている。ろ波された入力信号ＥＳは次にミキサＭに供給される。ミキサＭは、この信号をＰＬＬ回路からの信号と混合し、混合した信号を第１の制御可能な増幅器ＶＲ１を介して第２のバンドフィルタＢＦ２にさらに供給する。第２のバンドフィルタＢＦ２はチャネル選択を行う。チャネル選択に用いるチャネルフィルタはここではバンドフィルタとして構成されている。スイッチＳは制御ユニットＳＥにより制御され、まず第１の切替位置１に切り替えられる。この位置では、信号強度検知ユニットＲＳＳＩに、第１の信号Ｓ１が第２のバンドフィルタＢＦの上流で供給される。次に第２の切替位置２に切り替えられ、この位置では第２の信号Ｓ２が第２のバンドフィルタＢＦ２の下流で信号強度検知ユニットＲＳＳＩに供給される。信号強度検知ユニットＲＳＳＩの出力信号ＡＳは制御ユニットＳＥにも供給される。出力信号ＡＳは電圧値であるから、以下、出力電圧の概念を使用する。制御線路ＳＴ１，ＳＴ２，および場合によりＳＴ３を介して、制御ユニットは制御可能な増幅器ＲＶ１〜ＲＶ３を調整することができ、また相応の増幅率を識別する。
【００２１】
図１の機能を、図２から図２３の線図に基づいて説明する。図２から図５は、信号強度測定の基本を示す。図２は、入力信号ＥＳのスペクトルを入力周波数ｆｉｎに依存して示す。バンドフィルタＢＦ１は、ＩＳＭバンド（Industrial Scientific Medical）の帯域幅を９００MHzから９３０MHzの間に制限する。この帯域幅には有効信号Ｍとノイズ信号Ｓが存在する。図３は、有効信号Ｎとノイズ信号Ｓの第１のスペクトルＳ１を示す。ノイズ信号Ｓは有効信号Ｎより大きい。図４は、有効信号Ｎとこれより小さいノイズ信号ＳのスペクトルＳ２を示す。図５には、出力電圧ＡＳが入力信号ＥＳの信号強度に依存して示されている。出力電圧ＡＳは、改善すべき有効信号ＮＳと直接的比例関係にある。出力電圧ＡＳが改善されれば、有効信号ＮＳも改善される。出力電圧ＡＳが悪化すれば、有効信号ＮＳも悪化する。図３のスペクトルＳ１に対する出力電圧と、図４のスペクトルＳ２に対する出力電圧はそれぞれＡＳ１とＡＳ２により示されている。特性曲線Ｋは、信号強度検知ユニットＲＳＳＩの特性曲線経過を表す。図３のスペクトルＳ１に対する出力電圧ＡＳ１はバンドフィルタＢＦ２の上流で得られた。図４のスペクトルＳ２に対する出力電圧ＡＳ２はバンドフィルタＢＦ２の下流で得られた。出力電圧ＡＳ１が出力電圧ＡＳ２よりも大きい差の値が、隣接チャネルにおけるノイズ信号の強度に対する尺度である。
【００２２】
図６から図１０は、複数のノイズ信号と小さな有効信号が存在する場合での増幅率調整最適化を示す。図６は、２つのノイズ信号Ｓ１とＳ２の存在することを示し、これらは有効信号Ｎよりも大きい。図７は、バンドフィルタＢＦ２の上流での第１のスペクトルＳ１を示し、ハッチングにより相互変調積Ｉが、Ｒによりバックグランドノイズが示されている。図８には第２のスペクトルＳ２が示されており、このスペクトルはバンドフィルタＢＦ２の下流で得られたものである。有効信号Ｎとノイズ信号Ｓ、バックグランドノイズＲおよび相互変調積Ｉに対する比Ｎ／（Ｓ＋Ｒ＋Ｉ）が悪化していることがわかる。
【００２３】
図９には、増幅率調整が最適に行われた後の経過が示されている。この増幅率調整は、第１の増幅器ＲＶ１の増幅率が比較的に低くなるように行われる。ノイズ信号Ｓ１，Ｓ２、有効信号Ｎおよび相互変調積Ｉの信号成分は小さくなる。しかし図１０を図８と比較すると、ノイズ信号成分Ｓ１，Ｓ２と相互変調積Ｉが非常に小さくなっており、したがって比Ｎ／（Ｓ＋Ｒ＋Ｉ）は改善されている。信号強度検知器ユニットＲＳＳＩの出力電圧ＡＳ１は出力電圧ＡＳ２より格段に大きい。最適の増幅率調整はこの場合次の点で異なる。すなわち、まず比較的に低い増幅が行われ、続いて比較的に高い増幅が行われる点で異なる。図７〜図１０からわかるように、このことにより比Ｎ／（Ｓ＋Ｒ＋Ｉ）が改善される。
【００２４】
図１１〜図１７は、増幅率調整の改善に対する別の場合を示す。図１１は、小さな有効信号Ｎと非常に小さなノイズ信号Ｓを示す。図１２は、通常の増幅率によるスペクトルＳ１を示す。図１３はスペクトルＳ２を示し、ここではバックグランドノイズＲだけがノイズ成分として含まれていることがわかる。図１４では、増幅器ＲＶ２によりさらに、有効信号ＮとバックグランドノイズＲが増幅される。図１５では、第１の増幅器ＲＶ１の増幅率が高められ、したがって有効信号Ｎが増大されるが、ノイズ信号Ｓも増大される。図１６は、バンドフィルタＢＦ２がノイズ信号Ｓを除去し、有効信号Ｎが完全に使用される例を示す。図１７は、増幅器ＲＶ２によりさらに有効信号ＮとバックグランドノイズＲが増幅される様子を示す。ここでは、バックグランドノイズが図１４に示した大きさには増幅されない。これは増幅器ＲＶ１の増幅率を低減することにより得られる。この場合に、破線で示した第３の増幅器ＲＶ３を使用すれば、増幅器ＲＶ３の最大増幅によってバックグランドノイズをさらに低減することができる。このことが可能であるのは、出力電圧ＡＳ１が出力電圧ＡＳ２とほぼ同じ大きさだからである。
【００２５】
図１８〜図２３は、隣接して大きなノイズ信号が存在するからチャネル変更した例を示す。図１８は、入力信号ＥＳを入力周波数ｆｉｎに依存して示す。帯域幅はＢＢにより示されている。ノイズ信号Ｓ１が有効信号Ｎに直接並んでいる。第１のスペクトルＳ１では、有効信号Ｎに相互変調積Ｉがかなりの割合で散乱していることがわかる。第２のスペクトルＳ２には、相互変調積Ｉが相変わらず存在している。出力電圧ＡＳ１は出力電圧ＡＳ２よりやや大きく、この場合はチャネルフィルタの上流で増幅器ＲＶ１の増幅率を比較的小さくする。図２１は、チャネル変更を行った様子を示す。これにより、有効信号Ｎがノイズ信号Ｓから離れている。異なるチャネルはＫ１からＫ３により示されている。次に増幅器ＲＶ１の増幅率が比較的に小さくされ、これにより有効信号Ｎ、ノイズ信号Ｓ１および相互変調積Ｉが過度に大きくなることはない。図２３のスペクトルＳ２は、有効信号Ｎがノイズ信号Ｓ１よりも格段に大きいことを示し、したがって出力電圧ＡＳ１は出力電圧ＡＳ２よりも格段に大きい。ここでは、チャネル変更によって出力電圧の改善の得られることが明らかである。
【００２６】
図２４は、図１に示された方法をアナログＩＣに実現した実施例を示す。本発明に関連する構成部材には同じ部材符号が付してあり、機能は図１に示されたブロック回路と同じである。信号経路がＩチャネルとＱチャネルに分岐されていることがわかる。本発明の方法は、直交変調を行う通信システムにも適用することができる。制御ユニットはここでは別個に示されており、一方は第１の制御増幅器ＲＶ１とＲ’Ｖ１に対する増幅率コントロールユニットＳＥ１に、他方は第２の制御可能な増幅器ＲＶ２と別の第２の制御可能な増幅器Ｒ’Ｖ２を制御する別のコントロールユニットＳＥ２に配置されている。Ｓ、Ｓ’に対するそれぞれのスイッチは信号を信号強度検知ユニットＲＳＳＩに供給する。
【００２７】
この回路の機能は、図１と図２から図２３の線図に基づいて説明した機能に相応する。制御可能な増幅器ＲＶ３とミキサはこの図には示されておらず、考慮されていない。第１の制御可能な増幅器ＲＶ１，Ｒ’Ｖ１は、増幅器と第１のバンドフィルタＢＦ１を有する。第２の制御可能な増幅器ＲＶ２，Ｒ’Ｖ２は複数の増幅器に分けられており、これにより比較的に大きな増幅率変化領域を可能にする。第１の制御可能な増幅器ＲＶ１，Ｒ’Ｖ１は、−６ｄＢから＋１８ｄＢの増幅率が可能であるように構成されている。
【００２８】
第１の制御ユニットＳＥ１は増幅係数Ｇａｉｎ１とＧａｉｎ２により制御され、第２の制御ユニットＳＥ２は電圧ＶＡＧＣにより制御される。制御ユニットの一部はここの図示しないＩＣに実現されている。この部分は、スイッチ位置をＲＳＳＩモードを介して制御する。したがってこの部分はスイッチ位置を知っており、信号強度検知ユニットＲＳＳＩがちょうどどのモードにあるかを知っている。すなわち、どの測定値ないし出力電圧がちょうど検出されるかを知っている。この部分は出力電圧ＡＳを評価し、制御電圧Ｇａｉｎ１、Ｇａｉｎ２、ＶＡＧＣを増幅率調整のために送出する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法に対するブロック回路図である。
【図２】特性曲線経過を示す線図である。
【図３】特性曲線経過を示す線図である。
【図４】特性曲線経過を示す線図である。
【図５】特性曲線経過を示す線図である。
【図６】特性曲線経過を示す線図である。
【図７】特性曲線経過を示す線図である。
【図８】特性曲線経過を示す線図である。
【図９】特性曲線経過を示す線図である。
【図１０】特性曲線経過を示す線図である。
【図１１】特性曲線経過を示す線図である。
【図１２】特性曲線経過を示す線図である。
【図１３】特性曲線経過を示す線図である。
【図１４】特性曲線経過を示す線図である。
【図１５】特性曲線経過を示す線図である。
【図１６】特性曲線経過を示す線図である。
【図１７】特性曲線経過を示す線図である。
【図１８】特性曲線経過を示す線図である。
【図１９】特性曲線経過を示す線図である。
【図２０】特性曲線経過を示す線図である。
【図２１】特性曲線経過を示す線図である。
【図２２】特性曲線経過を示す線図である。
【図２３】特性曲線経過を示す線図である。
【図２４】本発明の方法に対する別のブロック回路図である。
【符号の説明】
ＥＳ  入力信号
ＢＦ１，ＢＦ２  バンドフィルタ
Ｍ  ミキサ
ＮＳ  有効信号
ＲＳＳＩ  信号強度検知ユニット
【図１】
0004510176.tif 000002
【図２】
0004510176.tif 000003
【図３】
0004510176.tif 000004
【図４】
0004510176.tif 000005
【図５】
0004510176.tif 000006
【図６】
0004510176.tif 000007
【図７】
0004510176.tif 000008
【図８】
0004510176.tif 000009
【図９】
0004510176.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
0004510176.tif 000012
【図１２】
0004510176.tif 000013
【図１３】
0004510176.tif 000014
【図１４】
0004510176.tif 000015
【図１５】
0004510176.tif 000016
【図１６】
0004510176.tif 000017
【図１７】
0004510176.tif 000018
【図１８】
0004510176.tif 000019
【図１９】
0004510176.tif 000020
【図２０】
0004510176.tif 000021
【図２１】
0004510176.tif 000022
【図２２】
0004510176.tif 000023
【図２３】
0004510176.tif 000024
【図２４】
0004510176.tif 000025