(57)【要約】【課題】高精度かつ高速なアンテナ選択手段を必要とするダイバーシティ受信機等の受信電界強度検出回路及びその受信電界強度検出方法を提供する。【解決手段】弱電界で動作する検波器２ｃ，２ｄにのみ低域通過フィルタ４ａを設ける。このことによって、受信電界強度が設定されたしきい値以下となる弱電界では、ベースバンド変調信号が残留しないため、受信電界強度を精度良く検出でき、アンテナ選択の誤動作やフェージングの誤検出、高速移動の誤認識によるチャンネル切り換え回数の増加を防止することができる。また、受信電界強度の過渡応答時間も従来の受信電界強度より短いため、アンテナ選択時間を高速にすることができる。【選択図】図１
2007235804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信信号を増幅する縦続接続された複数段の増幅器の出力信号をそれぞれ検波することにより、強電界時の受信信号レベルから弱電界時の受信信号レベルまで、検出可能な受信信号下限レベルが順次低くなる状態で受信信号のレベルを検出する複数の検波器と、
前記複数の検波器から出力される検波信号を加算合成して受信電界強度検出信号を出力する第１の加算器と、
前記複数の検波器のうち、前記受信電界強度検出信号が予め設定されたしきい値以下となるような弱電界時の受信信号のレベルの検出を分担する検波器と前記第１の加算器との間に設けられた検波信号平滑用の第１の低域通過フィルタとを備えた受信電界強度検出回路。
【請求項２】
前記複数段の増幅器のうちの連続した２段の増幅器の間に、前段の増幅器から出力された受信信号のうちの所望の受信信号のみを次段の増幅器に入力するフィルタを配置した請求項１記載の受信電界強度検出回路。
【請求項３】
前記第１の加算器の出力信号を平滑する第２の低域通過フィルタを設けた請求項１記載の受信電界強度検出回路。
【請求項４】
前記受信電界強度検出信号が設定されたしきい値以下となるような弱電界時の受信信号のレベルの検出を分担する検波器が少なくとも２個あり、
前記第１の低域通過フィルタは、前記受信電界強度検出信号が設定されたしきい値以下となるような弱電界時の受信信号のレベルの検出を分担する少なくとも２個の検波器と前記第１の加算器との間に個別に設けられ、より弱電界の受信信号のレベルの検出を分担する検波器に対応した前記第１の低域通過フィルタの減衰量をより大きくしている請求項１記載の受信電界強度検出回路。
【請求項５】
前記受信電界強度検出信号が設定されたしきい値以下となるような弱電界時の受信信号のレベルの検出を分担する検波器が少なくとも２個あり、
前記受信電界強度検出信号が設定されたしきい値以下となるような弱電界時の受信信号のレベルの検出を分担する少なくとも２個の検波器から出力される検波信号を加算する第２の加算器を備え、
前記第２の加算器の出力信号が前記第１の低域通過フィルタへ供給されている請求項１記載の受信電界強度検出回路。
【請求項６】
前記複数段の増幅器のうちの初段の増幅器の前段に複数のアンテナと、前記複数のアンテナからの受信信号を切り替えて前記初段の増幅器へ供給するアンテナ切り換え器とを備え、前記第１の加算器の出力に応じて前記アンテナ切り換え器を切り換えるようにした請求項１記載の受信電界強度検出回路。
【請求項７】
受信信号を複数段階で増幅し、各段階で増幅信号を検波することにより各段階で検波信号を生成し、各段階の検波信号を相互に加算合成することにより受信電界強度検出信号を生成する受信電界強度検出方法であって、受信電界強度検出信号が予め設定されたしきい値以下となるような弱電界時の受信信号のレベルに対応した検波信号については平滑した後で加算する受信電界強度検出方法。
【請求項８】
複数のアンテナの受信信号のいずれかひとつを選択するアンテナ選択ステップと、
請求項７記載の受信電界強度検出方法を用いて、前記複数のアンテナのそれぞれの受信電界強度を検出する受信電界強度検出ステップと、
前記受信電界強度検出ステップによって検出された前記複数のアンテナのそれぞれの受信電界強度を比較する比較ステップと、
前記比較ステップによる比較結果に基づいて最大の受信電界強度を有するアンテナ素子からの受信信号を選択する選択ステップとを含む受信アンテナ選択方法。
【請求項９】
複数のアンテナの受信信号のいずれかひとつを選択するアンテナ選択ステップと、
請求項７記載の受信電界強度検出方法を用いて、前記複数のアンテナのそれぞれの受信電界強度を検出する受信電界強度検出ステップと、
前記受信電界強度検出ステップによって検出された受信電界強度の変化からフェージング周期を検出するフェージング検出ステップと、
前記フェージング検出ステップによって検出されたフェージング周期から通信機器の移動速度を判定する判定ステップと、
前記移動速度の判定ステップによって判定された移動速度が所定値より大きいときに基地局を切り換える切り換えステップと、
前記切り換えステップによって切り換えた基地局よりの受信信号を選択する基地局選択ステップとを含む受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフェージングを伴う移動体通信に用いられる無線受信機に関し、特に受信電界強度検出回路及び受信電界強度検出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自局または相手局の移動に起因する深いフェージングが発生する自動車電話・携帯電話等の移動体通信の無線装置には、無線通信におけるフェージングの影響を軽減する手段としてダイバーシティ受信が公知である。最も一般的なダイバーシティ受信機として、単一の受信部と複数のアンテナを有し、適当な条件でアンテナを適宜切り換えて受信する、アンテナ切り換えダイバーシティ受信機が提案されている。
【０００３】
以下、ダイバーシティ受信機の構成について、図３１を参照しながら説明する。図３１において、１０１，１０２はアンテナ、１０３はアンテナ１０１または１０２を選択出力するアンテナ切り換え器である。１０４はアンテナ切り換え器１０３により接続されたアンテナ１０１または１０２を介して所望の受信信号を受け取る受信無線部である。この無線受信部１０４においては、受信信号がローノイズアンプ９で増幅され、ミキサー８に入力される。そして、ミキサー８で受信信号が第１中間周波帯に変換され、バンドパスフィルタ７で第１の所望信号のみがミキサー６に入力される。さらに、この第１の所望信号がミキサー６で第２中間周波帯に変換されて、バンドパスフィルタ５で第２の所望信号のみが電界強度検出回路の増幅器１ａに入力される。そして、この第２の所望信号は、縦続接続された複数の増幅器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄでリミッタ増幅される。１０５はアンテナ選択手段で、受信電界強度が予め設定された切り換えしきい値以下となった場合にアンテナ切り換え器１０３を制御し、現在アンテナ１０１が接続されているならばアンテナ１０２に切り換え、現在アンテナ１０２が接続されているならばアンテナ１０１に切り換える。
【０００４】
以下、従来の受信電界強度検出回路の構成について、図５を参照しながら説明する。無線通信などの受信装置として、アンテナより入力された受信信号を中間周波帯に変換してから復調するスーパーヘテロダイン方式のものがある。図５において、中間周波帯以降の受信無線部では、中間周波信号を増幅するために複数の増幅器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄが設けられている。受信電界強度検出回路１０では、各々の増幅器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄへの受信信号レベルを検出する検波器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを備えている。そして、検波器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの各々の検波信号を加算器３で合成することにより、受信電界強度検出信号を得ている。この受信電界強度検出信号は、低域通過フィルタ４で平滑化されたあと、アンテナ選択手段１０５へ入力される。
る。
【０００５】
以下、受信電界強度検出の回路構成、特に受信信号レベルを検出する検波器について、図６を参照しながら説明する。複数の増幅器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを縦続することにより、各々の増幅器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄで受信信号は増幅される。各々の増幅器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの出力信号は検波器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄで検波される。この検波器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは同じ構成であり、各々４個のトランジスタＡ〜Ｄと電流源と抵抗とで構成されている。４ａは低域通過フィルタ４を構成するコンデンサである。
【０００６】
受信電界強度が弱電界である場合においては、非常にレベルの小さな受信信号が増幅器１ａに入力される。図７，図８，図９，図１０には、各検波器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを構成するトランジスタＡ〜Ｄのベース電圧波形が示されている。図７，図８，図９，図１０に示すように、増幅器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄで徐々に受信信号は増幅され、増幅器１ｄでは受信信号がリミッタ出力される。各々の増幅器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの出力には検波器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが備えられている。各々のトランジスタＡ〜Ｄのエミッタは共通であり、定電流を流す。トランジスタＡ，Ｄのベースは増幅器出力の差動信号が入力され、トランジスタＢ，Ｃのベースは共通であり、増幅器出力の差動信号が加算されて、一定の中点電位となる。トランジスタＢ，Ｃのコレクタは共通であり、トランジスタＡ，Ｄのコレクタも共通である。
【０００７】
検波器２ａでは、トランジスタＡ，Ｄのベースに入力される差動信号が小さいので、トランジスタＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄは平衡状態を保ち、定電流がトランジスタＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに均等に分割されて流れるため、検波器２ａの加算した電流は図１１となる。また、検波器２ｄでは、縦続された複数の増幅器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄにより、リミッタ出力された増幅器１ｄの差動信号がトランジスタＡ，Ｄに入力される。トランジスタＡのベース電位が高く、トランジスタＤのベース電位が低い場合には、定電流がトランジスタＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄのうち、トランジスタＡにのみ全て流れる。また、トランジスタＤのベース電位が高く、トランジスタＡのベース電位が低い場合には、定電流がトランジスタＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄのうち、トランジスタＤにのみ全て流れる。トランジスタＡ，Ｄのコレクタが共通であるため、検波器２ｄの加算した電流は図１４となる。中間の検波器２ｂ，２ｃの出力電流波形は、図１２，図１３に示すように、図１１と図１４の中間の波形となる。
【０００８】
受信電界強度が中電界である場合においては、検波器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの入出力波形は、図１５〜図２２のようになる。また、受信電界強度が強電界である場合においては、検波器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの入出力波形は、図２３〜図３０のようになる。受信電界強度が大きくなるにつれて、より前段の増幅器がリミッタ出力されることになる。
【０００９】
受信電界強度が弱電界である場合における検波器の動作特性（図７〜図１４）、受信電界強度が中電界である場合における検波器の動作特性（図１５〜図２２）、受信電界強度が強電界である場合における検波器の動作特性（図２３〜図３０）を参照しながら、受信信号レベルと受信電界強度検出信号との関係を説明する。
【００１０】
受信信号レベルが小さい場合には、各々の増幅器から図７〜図１０に示すような差動信号が出力され、検波信号は図１１〜図１４に示すようになる。検波器２aでの検波信号ほとんど無く、検波器２ｂでの検波信号は小さく、検波器２ｃでの検波信号は大きく、検波器２ｄでの検波信号はリミッタ波形となる。各々の検波信号が加算された受信電界強度検出信号は小さく、小さい受信信号レベルが入力されたことを表す。
【００１１】
受信信号レベルが中くらいの場合には、各々の増幅器から図１５〜図１８に示すような差動信号が出力され、検波信号は図１９〜図２２に示すようになる。検波器２aでの検波信号は小さく、検波器２ｂでの検波信号は大きく、検波器２ｃ，２ｄでの検波信号はリミッタ波形となる。各々の検波信号が加算された受信電界強度検出信号は中くらいで、中くらいの受信信号レベルが入力されたことを表す。
【００１２】
受信信号レベルが大きい場合には、各々の増幅器から図２３〜図２６に示すような差動信号が出力され、検波信号は図２７〜図３０に示すようになる。検波器２ａでの検波信号は大きく、検波器２ｂ，２ｃ，２ｄでの検波信号はリミッタ波形となる。各々の検波信号が加算された受信電界強度検出信号は大きく、大きい受信信号レベルが入力されたことを表す。
【００１３】
つまり、受信信号レベルと受信電界強度検出信号との関係は、図３２に示すように比例関係となる。図３２において、符号２ａ〜２ｄを付した実線は、各検波器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの動作特性を示し、符号３を付した長破線は加算器３の動作特性を示している。また、短破線はアンテナを切り換えるためのしきい値を示している。受信信号レベルに比例した受信電界強度検出信号をベースバンド部に送ることにより、ベースバンド部では受信信号レベルを認識でき、アンテナ選択や、ダイバーシティ受信が可能となる。
【特許文献１】特開２０００−２９５１５０号公報
【特許文献２】特開平７−２５０００４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
従来の受信電界強度検出回路の構成においては、低域通過フィルタの減衰量が十分ないと、ベースバンド変調信号が残留するため、受信電界強度が正しく検出されなくなってしまうという課題があった。
【００１５】
以下、従来例において、受信電界強度が正しく検出されない場合の動作特性について、図３４（ａ）を参照しながら説明する。図３４（ａ）は受信電界強度と移動速度との関係を示す図である。ダイバーシティ受信機では、受信電界強度が予め設定されたしきい値以下となった場合にアンテナを切り換えるという動作が行われる。しかし、低域通過フィルタの減衰量が十分でないと、ベースバンド変調信号の残留量が大きくなるため、受信電界強度検出信号がしきい値の付近になると、アンテナ選択の誤動作が発生し、アンテナ切り換え回数が増加する。
【００１６】
また、移動通信機器の受信装置は受信電界強度のフェージング周期により、移動速度を認識している。フェージング周期が短い場合には、通信機器は高速移動していると判別し、フェージング周期が長い場合には、通信機器は低速移動していると判別する。例えば、８００ＭＨｚの通信機器を持って、時速１００ｋｍで移動した場合のフェージング周期を以下に算出する。
【００１７】
通信機器の波長＝光の速度／通信機器の周波数
＝３×１０８[m/sec]／８００[MHz]＝３７．５ｃｍ
フェージング周期＝通信機器の波長／移動速度
＝３７．５[cm]／１００[km/h]＝０．０１３５ｓｅｃ
ベースバンド変調信号の残留量が大きい場合には、受信電界強度に現れるベースバンド変調信号の残留成分による揺れがフェージング周期と誤って判別されて、通信機器が高速移動していると誤認識する。そのため、高速移動していると誤認識している通信機器は、新たな基地局を探すために、チャンネル切り換え回数が増加する。
【００１８】
上記のように低域通過フィルタの減衰量が十分ないと、移動通信機器の受信装置においては、アンテナ選択の誤動作やフェージング周期の誤検出、高速移動の誤認識によるチャンネル切り換え回数の増加が発生するため、受信品質が劣化する。そのため、低域通過フィルタでは受信電界強度に現れるベースバンド変調信号の残留量を所望の値まで十分に減衰させる必要がある。
【００１９】
以下、従来例において、受信電界強度が正しく検出される場合の動作特性について、図３５（ａ）を参照しながら説明する。低域通過フィルタの減衰量が十分であるので、ベースバンド変調信号の残留量が小さいため、受信電界強度がしきい値の付近になっても、アンテナ選択の誤動作やフェージング周期の誤検出、高速移動の誤認識によるチャンネル切り換え回数の増加を防止できる。しかしながら、低域通過フィルタの減衰量と受信電界強度の過渡応答時間はトレードオフの関係にあり、減衰量を十分に確保しようとすると過渡応答時間が長くなってしまう。
【００２０】
ここで、図３４（ａ）および図３５（ａ）について説明する。
【００２１】
図３４（ａ）および図３５（ａ）は受信機のフェージング特性を示すものであり、横軸を移動速度とし、縦軸を受信電界強度としている。横軸を移動速度として、受信電界強度検出信号がしきい値以下となることで、フェージング周期を認識している。具体的には、フェージング周期が長い（受信電界強度検出信号がしきい値以下となる回数が少ない）ことで、移動体通信機器が低速移動していると判断する。また、フェージング周期が短い（受信電界強度検出信号がしきい値以下となる回数が多い）ことで、移動体通信機器が高速移動していると判断する。移動体通信機器が高速移動（例えば新幹線に乗った状態）することで、現在、受信している基地局から離れていくので、受信品質が劣化し、通話が切れやすくなる。そのため、移動体通信機器は移動速度を認識することにより、もっと身近で良好な基地局を探し始め、受信品質の劣化を防止する。
【００２２】
つぎに、図３４（ｂ）および図３５（ｂ）について説明する。
【００２３】
図３４（ｂ）および図３５（ｂ）は受信機のアンテナブランチ選択動作を説明するための図であり、横軸に時間をとり、縦軸に受信電界強度をとっている。ダイバーシティ受信機は、ホイップアンテナと内蔵アンテナとの２つのアンテナを持っている。例えば、アンテナ１０１がホイップアンテナであり、アンテナ１０２は内蔵アンテナである。横軸を時間として、移動通信機器では、電源をＯＮにしてから、受信を開始するまでの時間にアンテナブランチ選択を行う。アンテナブランチ選択とは、アンテナ１０１での受信電界強度を検出し、アンテナ選択切り換えを行い、アンテナ１０２でも受信電界強度を検出し、より大きい方の受信電界強度のアンテナを選択して、良好な受信品質で受信を開始するということである。そのときの受信電界強度の変化を図３４（ｂ）および図３５（ｂ）は示している。
【００２４】
以下、従来の受信電界強度が正しく検出される場合の応答特性について、図３５（ｂ）を参照しながら説明する。ダイバーシティ受信機では、アンテナ選択のためのアンテナ切り換え時間は短いほど望ましい。特に電源立ち上げ時には、受信電界強度が強い方のアンテナで受信を開始するために、高速なアンテナ選択手段を必要とし、アンテナ選択にかかる時間は、受信電界強度の過渡応答時間が短いほど高速化する。しかしながら、低域通過フィルタを十分に減衰させた場合には、受信電界強度の過渡応答時間が長くなり、電源立ち上げ時のアンテナ選択が間に合わず、受信エラーが発生する。
【００２５】
図３４（ｂ）の場合は図３５（ｂ）に比べ、受信電界強度の立ち上がり、立ち下がりの応答時間が短く、アンテナ選択切り換えタイミングより十分に早く、アンテナブランチ選択を完了できる。しかし、上記したように、受信電界強度の誤検出が発生する。
図３５（ｂ）は図３４（ｂ）に比べ、受信電界強度の立ち上がり、立ち下がりの応答時間が長く、アンテナ選択切り換えタイミングより遅いため、アンテナブランチ選択が完了できない。
【００２６】
したがって、本発明は、移動通信機器におけるアンテナ選択時間を高速にしながら、受信電界強度のしきい値以下でのアンテナ選択の誤動作やフェージング周期の誤検出、高速移動の誤認識によるチャンネル切り換え回数の増加を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
上記課題を解決するために、本発明の受信電界強度検出回路は、受信信号を増幅する縦続接続された複数段の増幅器の出力信号をそれぞれ検波することにより、強電界時の受信信号レベルから弱電界時の受信信号レベルまで、検出可能な受信信号下限レベルが順次低くなる状態で受信信号のレベルを検出する複数の検波器と、複数の検波器から出力される検波信号を加算合成して受信電界強度検出信号を出力する第１の加算器と、複数の検波器のうち、受信電界強度検出信号が予め設定されたしきい値以下となるような弱電界時の受信信号のレベルの検出を分担する検波器と第１の加算器との間に設けられた検波信号平滑用の第１の低域通過フィルタとを備えている。
【００２８】
この構成によれば、弱電界時の受信信号のレベルの検出を分担する検波器から出力される検波信号について第１の低域通過フィルタで平滑し、それ以外の検波器から出力される検波信号については平滑しないので、アンテナ選択時間を高速にしながら、受信電界強度のしきい値以下となる受信信号の弱電界ではアンテナ選択の誤動作やフェージング周期の誤検出、高速移動の誤認識によるチャンネル切り換え回数の増加を防止することができる。
【００２９】
上記の構成においては、複数段の増幅器のうちの連続した２段の増幅器の間に、前段の増幅器から出力された受信信号のうちの所望の受信信号のみを次段の増幅器に入力するフィルタを配置することが好ましい。
【００３０】
また、上記構成においては、第１の加算器の出力信号を平滑する第２の低域通過フィルタを設けることが好ましい。
【００３１】
この構成によれば、第２の低域通過フィルタを設けたことにより、受信電界強度検出信号には、ベースバンド変調信号が残留しなく、受信電界強度が精度良く検出できる。
【００３２】
また、上記構成においては、受信電界強度検出信号が設定されたしきい値以下となるような弱電界時の受信信号のレベルの検出を分担する検波器が少なくとも２個あり、第１の低域通過フィルタは、受信電界強度検出信号が設定されたしきい値以下となるような弱電界時の受信信号のレベルの検出を分担する少なくとも２個の検波器と第１の加算器との間に個別に設けられ、より弱電界の受信信号のレベルの検出を分担する検波器に対応した前記第１の低域通過フィルタの減衰量をより大きくしていることが好ましい。
【００３３】
また、上記構成においては、受信電界強度検出信号が設定されたしきい値以下となるような弱電界時の受信信号のレベルの検出を分担する検波器が少なくとも２個あり、受信電界強度検出信号が設定されたしきい値以下となるような弱電界時の受信信号のレベルの検出を分担する少なくとも２個の検波器から出力される検波信号を加算する第２の加算器を備え、第２の加算器の出力信号が第１の低域通過フィルタへ供給されていることが好ましい。
【００３４】
また、上記構成においては、複数段の増幅器のうちの初段の増幅器の前段に複数のアンテナと、複数のアンテナからの受信信号を切り替えて初段の増幅器へ供給するアンテナ切り換え器とを備え、第１の加算器の出力に応じてアンテナ切り換え器を切り換えることが好ましい。
【００３５】
本発明の受信電界強度検出方法は、受信信号を複数段階で増幅し、各段階で増幅信号を検波することにより各段階で検波信号を生成し、各段階の検波信号を相互に加算合成することにより受信電界強度検出信号を生成する受信電界強度検出方法であって、受信電界強度検出信号が予め設定されたしきい値以下となるような弱電界時の受信信号のレベルに対応した検波信号については平滑した後で加算する。
【００３６】
この方法によれば、受信電界強度検出信号が予め設定されたしきい値以下となるような弱電界時の受信信号のレベルに対応した検波信号については平滑した後で加算し、それ以外の検波信号については平滑しないで加算するので、アンテナ選択時間を高速にしながら、受信電界強度のしきい値以下となる受信信号の弱電界ではアンテナ選択の誤動作やフェージング周期の誤検出、高速移動の誤認識によるチャンネル切り換え回数の増加を防止することができる。
【００３７】
本発明の受信アンテナ選択方法は、複数のアンテナの受信信号のいずれかひとつを選択するアンテナ選択ステップと、上記の受信電界強度検出方法を用いて、複数のアンテナのそれぞれの受信電界強度を検出する受信電界強度検出ステップと、受信電界強度検出ステップによって検出された複数のアンテナのそれぞれの受信電界強度を比較する比較ステップと、比較ステップによる比較結果に基づいて最大の受信電界強度を有するアンテナ素子からの受信信号を選択する選択ステップとを含む。
【００３８】
この方法によれば、本発明の受信電界強度検出方法と同様の作用効果を奏する。
【００３９】
本発明の受信方法は、複数のアンテナの受信信号のいずれかひとつを選択するアンテナ選択ステップと、上記の受信電界強度検出方法を用いて、複数のアンテナのそれぞれの受信電界強度を検出する受信電界強度検出ステップと、受信電界強度検出ステップによって検出された受信電界強度の変化からフェージング周期を検出するフェージング検出ステップと、フェージング検出ステップによって検出されたフェージング周期から通信機器の移動速度を判定する判定ステップと、移動速度の判定ステップによって判定された移動速度が所定値より大きいときに基地局を切り換える切り換えステップと、切り換えステップによって切り換えた基地局よりの受信信号を選択する基地局選択ステップとを含む。
【００４０】
この方法によれば、本発明の受信電界強度検出方法と同様の作用効果を奏する。
【発明の効果】
【００４１】
本発明に係る受信電界強度検出方法によると、アンテナ選択時間を高速にしながら、受信電界強度のしきい値以下となる受信信号の弱電界ではアンテナ選択の誤動作やフェージングの誤検出、高速移動の誤認識によるチャンネル切り換え回数の増加を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係る受信電界強度検出回路及びその受信電界強度検出方法について図１を参照しながら説明する。中間周波帯以降の受信無線部は、複数の増幅器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄと、各々の増幅器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄへの受信信号レベルを検出する検波器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄと、加算器３ａと、低域通過フィルタ４ａとを備えている。増幅器、検波器の段数は４段である必要はない。従来例との違いは、加算器３ａと低域通過フィルタ４ａとが追加されたことである。この追加回路によって、検波器２ｃ，２ｄの検波信号、すなわち、移動通信機器の受信電界強度がしきい値以下となる受信信号が弱電界において現れる検波信号については、低域通過フィルタ４ａで平滑され、ベースバンド変調信号が残留しない。したがって、しきい値付近のレベルの受信電界強度検出信号には、ベースバンド変調信号が残留せず、ベースバンド変調信号による揺れが生じない。その結果、しきい値付近のレベルでは受信電界強度検出信号を精度よく検出することができる。そのため、しきい値と比較することによって、アンテナ切り換えを行う場合に、誤切り換えを防止できる。また、フェージング周期の誤検出もなくなり、移動通信機器の移動速度の誤検出もなくなり、したがって、チャンネルの切換回数の増加もなくなる。
【００４３】
しかも、受信電界強度検出信号がしきい値を超える、受信信号が強電界の場合には、検波信号は平滑されずにそのまま加算されるので、高速応答を実現することができる。このときには、受信電界強度検出信号はしきい値より十分に高く、しきい値との比較結果が逆転することはないので、受信電界強度検出信号を精度よく検出できなくても問題はない。上記以外の基本的な動作は従来例と同様である。
【００４４】
以下、受信電界強度検出回路の動作特性について図３２を参照しながら説明する。受信信号の電界強度が高くなるにつれて、検波器は２ｄ→２ｃ→２ｂ→２ａの順番で動作する。また、受信電界強度がしきい以下となる受信信号が弱電界においては、検波器２ｄが完全に動作し、検波器２ｃが動作し始め、検波器２ａ，２ｂは動作しない。検波器２ｃ，２ｄの検波信号は加算器３ａで合成されて、低域通過フィルタ４ａで平滑化される。低域通過フィルタ４ａの出力信号と検波器２ａ，２ｂの検波信号は加算器３で合成されて受信電界強度検出信号となる。以上の構成で、受信電界強度検出回路１０が構成される。
【００４５】
以下、本発明の受信電界強度検出の動作特性について図３３（ａ）を参照しながら説明する。図３３（ａ）は図３４（ａ）および図３５（ａ）と同様の図である。移動通信機器の受信電界強度がしきい値以下となる受信信号が弱電界においては、検波器２ｄが完全に動作し、検波器２ｃが動作し始め、検波器２ａ，２ｂは動作しない。検波器２ｃ，２ｄの検波信号は加算器３ａで合成されて、低域通過フィルタ４ａで平滑化されるので、受信電界強度検出信号にはベースバンド変調信号が残留しなく、受信電界強度を精度良く検出できる。
【００４６】
また、移動通信機器の受信電界強度がしきい値以上となる受信信号が強電界においては、検波器２ｃ，２ｄが完全に動作し、検波器２ｂ，２ａも動作し始める。検波器２ｃ，２ｄの検波信号は加算器３ａで合成されて、低域通過フィルタ４ａで平滑化される。低域通過フィルタ４ａの出力信号と検波器２ａ，２ｂの検波信号は加算器３で合成されて、受信電界強度検出信号が生成されるので、受信電界強度検出信号には、ベースバンド変調信号が残留するが、受信電界強度が精度良く検出できなくても、アンテナ選択の誤動作やフェージングの誤検出、高速移動の誤認識によるチャンネル切り換え回数の増加の発生率がかなり低いので、問題とならない。
【００４７】
以下、本発明の受信電界強度検出の応答特性について、図３３（ｂ）を参照しながら説明する。図３３（ｂ）は図３４（ｂ）および図３５（ｂ）と同様の図である。低域通過フィルタ４ａを設けた検波器２ｃ，２ｄは受信電界強度検出信号に現れるベースバンド変調信号の残留量が小さく、過渡応答時間は長い。低域通過フィルタ４ａを設けない検波器２ａ，２ｂは受信電界強度に現れるベースバンド変調信号が大きく、過渡応答時間は短い。受信電界強度に現れるベースバンド変調信号の残留量と過渡応答時間はトレードオフの関係にある。加算器３で合成した受信電界強度の過渡応答時間は従来の受信電界強度より短くなり、アンテナ選択時間を高速にすることができる。
【００４８】
図３３（ｂ）の場合は図３４（ｂ）に比べ、受信電界強度の立ち上がり、立ち下がりの応答時間が長いが、アンテナ選択切り換えタイミングより早く、アンテナブランチ選択を完了できる。しかも、受信電界強度の誤検出が発生しない。
【００４９】
図３３（ｂ）は図３５（ｂ）に比べ、受信電界強度の立ち上がり、立ち下がりの応答時間が短く、アンテナ選択切り換えタイミングより早いため、アンテナブランチ選択が完了できる。
【００５０】
本発明に係る受信装置の受信電界強度検出方法によると、アンテナ選択時間を高速にしながら、受信電界強度のしきい値以下となる受信信号の弱電界ではアンテナ選択の誤動作やフェージングの誤検出、高速移動の誤認識によるチャンネル切り換え回数の増加を防止することができる。
【００５１】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態に係る受信電界強度検出回路及びその受信電界強度検出方法について図２を参照しながら説明する。中間周波帯以降の受信無線部は、複数の増幅器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄと、前段の増幅器１ｂから出力された受信信号のうちの所望の受信信号のみを次段の増幅器１ｃに入力するバンドパスフィルタ５と、各々の増幅器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄへの受信信号レベルを検出する検波器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄと、加算器３ａと、低域通過フィルタ４ａとを備えている。増幅器、検波器の段数は４段である必要はなく、バンドパスフィルタ５は増幅器１ｂと１ｃとの間にある必要はない。また、バンドパスフィルタ５は一般的にセラミックフィルタなどの外付け部品を用いられるが、移動体通信機器の小型化及び受信装置の高集積化のために、本発明の第２の実施形態ではＧｍＣフィルタで半導体集積回路に内蔵する。バンドパスフィルタ５が設けられた以外は、実施形態１と同様である。
【００５２】
本発明に係る受信装置の受信電界強度検出方法によると、アンテナ選択時間を高速にしながら、受信電界強度のしきい値以下となる受信信号の弱電界ではアンテナ選択の誤動作やフェージングの誤検出、高速移動の誤認識によるチャンネル切り換え回数の増加を防止することができる。また、バンドパスフィルタ５をＧｍＣフィルタで半導体集積回路に内蔵することにより、移動体通信機器の小型化及び受信装置の高集積化することができる。
【００５３】
（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態に係る受信電界強度検出回路及びその受信電界強度検出方法について図３を参照しながら説明する。中間周波帯以降の受信無線部は、複数の増幅器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄと、各々の増幅器への受信信号レベルを検出する検波器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄと、加算器３ａと、低域通過フィルタ４ａと、低域通過フィルタ４ｂとを備えている。増幅器、検波器の段数は４段である必要はない。加算器３の出力、つまり受信電界強度検出回路１０の出力に低域通過フィルタ４ｂが追加された以外は、第２の実施形態と同様である。
【００５４】
以下、本発明の受信電界強度検出の動作特性について図３３（ａ）を参照しながら説明する。この実施形態では、受信電界強度検出回路１０の出力にも低域通過フィルタ４ｂを設けるので、受信電界強度検出信号には、ベースバンド変調信号が残留しなく、受信電界強度が精度良く検出できる。その他は、第１の実施形態と同様である。
【００５５】
以下、本発明の受信電界強度検出の応答特性について、図３３（ｂ）を参照しながら説明する。この実施形態では、受信電界強度検出回路１０の出力に設ける低域通過フィルタ４ｂの減衰量は従来に比べ、小さくできるため、受信電界強度の過渡応答時間も従来の受信電界強度より短くなり、アンテナ選択時間を高速にすることができる。その他は、第１の実施形態と同様である。
【００５６】
本発明に係る受信装置の受信電界強度検出方法によると、アンテナ選択時間を高速にしながら、受信電界強度のしきい値以下となる受信信号の弱電界ではアンテナ選択の誤動作やフェージングの誤検出、高速移動の誤認識によるチャンネル切り換え回数の増加を防止することができる。
【００５７】
（第４の実施形態）
以下、本発明の第４の実施形態に係る受信電界強度検出回路及びその受信電界強度検出方法について図４を参照しながら説明する。中間周波帯以降の受信無線部は、複数の増幅器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄと、各々の増幅器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄへの受信信号レベルを検出する検波器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄと、低域通過フィルタ４ｃ，４ｄとを備えている。増幅器、検波器の段数は４段である必要はない。その他の構成は従来例と同様である。
【００５８】
以下、受信電界強度検出の動作特性について図３２を参照しながら説明する。検波器は２ｄ→２ｃ→２ｂ→２ａの順番で動作する。また、受信電界強度がしきい以下となる受信信号が弱電界においては、検波器２ｄが完全に動作し、検波器２ｃが動作し始め、検波器２ａ，２ｂは動作しない。検波器２ｃと加算器３の間に低域通過フィルタ４ｃ、検波器２ｄと加算器３の間に低域通過フィルタ４ｄを設ける。検波器２ｃより検波器２ｄの方が動作順番は早く、受信信号が弱電界においては、検波器２ｄが完全に動作し、検波器２ｃが動作し始める状態であるので、検波器２ｄの検波信号が受信電界強度に支配的となる。よって、検波器２ｄと加算器３の間の低域通過フィルタ４ｄの減衰量は、検波器２ｃと加算器３の間の低域通過フィルタ４ｃに比べ、大きく設定する。
【００５９】
以下、本発明の受信電界強度検出の動作特性について図３３（ａ）を参照しながら説明する。移動通信機器の受信電界強度がしきい値以下となる受信信号が弱電界においては、検波器２ｄが完全に動作し、検波器２ｃが動作し始め、検波器２ａ，２ｂは動作しない。検波器２ｄと加算器３の間の低域通過フィルタ４ｄの減衰量は、検波器２ｃと加算器３の間の低域通過フィルタ４ｃに比べ、大きく設定することにより、受信電界強度検出信号にはベースバンド変調信号が更に残留しなく、受信電界強度が更に精度良く検出できる。また、移動通信機器の受信電界強度がしきい値以上となる受信信号が強電界においては、検波器２ｃ，２ｄが完全に動作し、検波器２ｂ，２ａも動作し始める。検波器２ｃ，２ｄの検波信号は、低域通過フィルタ４ｃ，４ｄで平滑化される。低域通過フィルタ４ｃ，４ｄの出力信号と検波器２ｃ，２ｄの検波信号は加算器３で合成されて、受信電界強度検出信号が生成されるので、受信電界強度検出信号には、ベースバンド変調信号が残留するが、受信電界強度が精度良く検出できなくても、アンテナ選択の誤動作やフェージングの誤検出、高速移動の誤認識によるチャンネル切り換え回数の増加の発生率がかなり低いので、問題とならない。
【００６０】
以下、本発明の受信電界強度検出の応答特性について、図３３（ｂ）を参照しながら説明する。低域通過フィルタ４ｃ，４ｄを設けた検波器２ｃ，２ｄは受信電界強度に現れるベースバンド変調信号の残留量が小さく、過渡応答時間は長い。低域通過フィルタ４ａを設けない検波器２ａ，２ｂは受信電界強度に現れるベースバンド変調信号が大きく、過渡応答時間は短い。受信電界強度に現れるベースバンド変調信号の残留量と過渡応答時間はトレードオフの関係にある。加算器３で合成した受信電界強度の過渡応答時間は従来の受信電界強度より短くなり、アンテナ選択時間を高速にすることができる。
【００６１】
低域通過フィルタ４ｃ，４ｄを設けたことによる動作の変化以外の基本的な動作は従来例と同様である。
【００６２】
本発明に係る受信装置の受信電界強度検出方法によると、アンテナ選択時間を高速にしながら、受信電界強度のしきい値以下となる受信信号の弱電界ではアンテナ選択の誤動作やフェージングの誤検出、高速移動の誤認識によるチャンネル切り換え回数の増加を防止することができる。
【００６３】
本発明の受信アンテナ選択方法は、複数のアンテナの受信信号のいずれかひとつを選択するアンテナ選択ステップと、上記の受信電界強度検出方法を用いて、複数のアンテナのそれぞれの受信電界強度を検出する受信電界強度検出ステップと、受信電界強度検出ステップによって検出された複数のアンテナのそれぞれの受信電界強度を比較する比較ステップと、比較ステップによる比較結果に基づいて最大の受信電界強度を有するアンテナ素子からの受信信号を選択する選択ステップとを含む。
【００６４】
また、本発明の受信方法は、複数のアンテナの受信信号のいずれかひとつを選択するアンテナ選択ステップと、上記の受信電界強度検出方法を用いて、複数のアンテナのそれぞれの受信電界強度を検出する受信電界強度検出ステップと、受信電界強度検出ステップによって検出された受信電界強度の変化からフェージング周期を検出するフェージング検出ステップと、フェージング検出ステップによって検出されたフェージング周期から通信機器の移動速度を判定する判定ステップと、移動速度の判定ステップによって判定された移動速度が所定値より大きいときに基地局を切り換える切り換えステップと、切り換えステップによって切り換えた基地局よりの受信信号を選択する基地局選択ステップとを含む。
【００６５】
上記いずれの発明も、受信電界強度検出方法と同様の効果を奏する。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
以上説明したように、本発明に係る受信電界強度検出回路及びその受信電界強度検出方法によれば、受信信号が弱電界で動作する検波器にのみ低域通過フィルタを設けることにより、受信電界強度が設定されたしきい値以下となる受信信号が弱電界では、ベースバンド変調信号が残留しないため、受信電界強度を精度良く検出でき、アンテナ選択の誤動作やフェージングの誤検出、高速移動の誤認識によるチャンネル切り換え回数の増加を防止することができる。また、受信電界強度の過渡応答時間も従来の受信電界強度より短いため、アンテナ選択時間を高速にすることができる。本発明は、高精度かつ高速なアンテナ選択手段を必要とするダイバーシティ受信機等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の第１の実施形態の受信電界強度検出回路の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施形態の受信電界強度検出回路の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第３の実施形態の受信電界強度検出回路の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第４の実施形態の受信電界強度検出回路の構成を示すブロック図である。
【図５】従来の受信電界強度検出回路の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第１の実施形態の受信電界強度検出回路の構成、特に受信信号レベルを検出する検波器の構成を示す回路図である。
【図７】検波器２ａの動作特性を示す図である。
【図８】検波器２ｂの動作特性を示す図である。
【図９】検波器２ｃの動作特性を示す図である。
【図１０】検波器２ｄの動作特性を示す図である。
【図１１】検波器２ａの動作特性を示す図である。
【図１２】検波器２ｂの動作特性を示す図である。
【図１３】検波器２ｃの動作特性を示す図である。
【図１４】検波器２ｄの動作特性を示す図である。
【図１５】検波器２ａの動作特性を示す図である。
【図１６】検波器２ｂの動作特性を示す図である。
【図１７】検波器２ｃの動作特性を示す図である。
【図１８】検波器２ｄの動作特性を示す図である。
【図１９】検波器２ａの動作特性を示す図である。
【図２０】検波器２ｂの動作特性を示す図である。
【図２１】検波器２ｃの動作特性を示す図である。
【図２２】検波器２ｄの動作特性を示す図である。
【図２３】検波器２ａの動作特性を示す図である。
【図２４】検波器２ｂの動作特性を示す図である。
【図２５】検波器２ｃの動作特性を示す図である。
【図２６】検波器２ｄの動作特性を示す図である。
【図２７】検波器２ａの動作特性を示す図である。
【図２８】検波器２ｂの動作特性を示す図である。
【図２９】検波器２ｃの動作特性を示す図である。
【図３０】検波器２ｄの動作特性を示す図である。
【図３１】ダイバーシティ受信機の構成を示すブロック図である。
【図３２】受信電界強度検出の動作特性を示す図である。
【図３３】本発明の受信電界強度検出の動作特性を示す図である。
【図３４】従来の受信電界強度検出の動作特性を示す図である。（受信電界強度の検出精度が低く、過渡応答時間が短い場合）
【図３５】従来の受信電界強度検出の動作特性を示す図である。（受信電界強度の検出精度が高く、過渡応答時間が長い場合）
【符号の説明】
【００６８】
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｂ  増幅器
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ  検波器
３，３ａ  加算器
４，４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ  低域通過フィルタ
５  バンドパスフィルタ
６  ミキサー
７  バンドパスフィルタ
８  ミキサー
９  ローノイズアンプ
１０  受信電界強度検出回路
１０１，１０２  アンテナ
１０３  アンテナ切り換え器
１０４  受信無線部
１０５  アンテナ選択手段
【図１】
2007235804.tif 000003
【図２】
2007235804.tif 000004
【図３】
2007235804.tif 000005
【図４】
2007235804.tif 000006
【図５】
2007235804.tif 000007
【図６】
2007235804.tif 000008
【図７】
2007235804.tif 000009
【図８】
2007235804.tif 000010
【図９】
2007235804.tif 000011
【図１０】
2007235804.tif 000012
【図１１】
2007235804.tif 000013
【図１２】
2007235804.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2007235804.tif 000019
【図１８】
2007235804.tif 000020
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
2007235804.tif 000025
【図２４】
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【図２５】
2007235804.tif 000027
【図２６】
2007235804.tif 000028
【図２７】
2007235804.tif 000029
【図２８】
2007235804.tif 000030
【図２９】
2007235804.tif 000031
【図３０】
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【図３１】
2007235804.tif 000033
【図３２】
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【図３３】
2007235804.tif 000035
【図３４】
2007235804.tif 000036
【図３５】
2007235804.tif 000037