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発明の名称 ダイバーシティ受信機
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平7−30471
公開日 平成7年(1995)1月31日
出願番号 特願平5−191615
出願日 平成5年(1993)7月6日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】役 昌明 (外1名)
発明者 太郎丸 眞
要約 目的
移動局が停止している場合でも、受信部の障害を誤検出することの無いダイバーシティ受信機を提供する。

構成
複数の受信部1、2のそれぞれにおける受信電界強度の一定時間内の平均値を各々比較して、その少なくとも1つが著しく他と異なるときに検知信号を出力する比較手段6を備えたダイバーシティ受信機において、受信機が移動しているか否かを検出する移動検出手段7と、移動検出手段が受信機の移動を検出し、且つ、比較手段が検知信号を出力したときにのみ受信部の障害の発生を知らせる情報を出力する障害情報出力手段8とを設ける。移動局が停止した場合には、移動検出手段が停止状態であることを検出するので、比較手段が検知信号を出力しても、障害情報出力手段からは障害情報が出力されない。従って、移動局が停止しているために生じる障害発生の誤検出を回避することができる。
特許請求の範囲
【請求項1】 複数の受信部のそれぞれにおける受信電界強度の一定時間内の平均値を各々比較して、その少なくとも1つが著しく他と異なるときに検知信号を出力する比較手段を備えたダイバーシティ受信機において、前記受信機が移動しているか否かを検出する移動検出手段と、前記移動検出手段が受信機の移動を検出し、かつ、前記比較手段が検知信号を出力したときにのみ前記受信部の障害の発生を知らせる情報を出力する障害情報出力手段とを設けたことを特徴とするダイバーシティ受信機。
【請求項2】 前記移動検出手段が、前記受信機を搭載した車両の速度を検出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受信機。
【請求項3】 前記移動検出手段が、前記受信機の動きの加速度を検出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受信機。
【請求項4】 前記移動検出手段が、前記受信電界強度のそれぞれの変化量を検出する変化量検出手段によって構成されたことを特徴とする請求項1に記載のダイバーシティ受信機。
【請求項5】 前記変化量検出手段が、前記受信電界強度の一定時間内の最大値と最小値との差を検出することを特徴とする請求項4に記載のダイバーシティ受信機。
【請求項6】 前記変化量検出手段が、前記受信部の入力信号を微分した値の大きさによって前記変化量の検出を行なうことを特徴とする請求項4に記載のダイバーシティ受信機。
【請求項7】 前記障害の発生を判別するために要する演算をマイクロ・コンピュータを用いて行なうことを特徴とする請求項1乃至6に記載のダイバーシティ受信機。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、移動体通信に用いられるダイバーシティ受信機に関し、特に、受信部における障害の発生を誤り無く検出できるように構成したものである。
【0002】
【従来の技術】ダイバーシティ受信機は、複数の受信部を具備し、各受信部が受信した信号の中から最も高い受信電界強度の受信信号を選択して復号したり(検波後選択ダイバーシティ方式)、各受信部の受信信号を合成した信号に基づいて復号を行なう(検波後合成ダイバーシティ方式)ことにより、フェージングによる影響を除いている。
【0003】このダイバーシティ受信機は、自局または相手局の移動に起因して深いフェージングが発生する自動車電話や携帯電話等の移動体通信で広く利用され、その基地局無線設備ばかりで無く、最近では移動局側にも使われ始めている。
【0004】ダイバーシティ受信機では、複数の受信部の一つに障害が起きた場合にも、他の正常な受信部によって受信出力が得られるために、通常の使用状態では、受信機の使用者がこの障害の発生を認知することが難しい。
【0005】この受信部の障害を、特別な試験用信号や試験設備を用いずに、使用状態において検知できるように構成したダイバーシティ受信機が特公平5−6811号公報に記載されている。
【0006】この受信機は、図5に示すように、空中線を介して受信した信号を復調する受信部1および2と、受信部1および2から得られる受信電界強度の瞬時値を比較する受信電界強度比較手段3と、受信電界強度比較手段3の比較結果に基づいて受信電界強度の瞬時値が大きい方の受信部1または2の出力を復調出力として選択する選択手段4とを具備し、これらにより検波後選択ダイバーシティを構成している。
【0007】さらに、この受信機は、受信部1および2から得られる受信電界強度の瞬時値をそれぞれ短時間平均化する平均値化手段51および52と、平均値化手段51および52からの平均値出力を比較し一方の平均値が他の平均値よりも著しく異なった場合に障害情報を出力する比較手段6とを備えている。
【0008】この平均値化手段51および52は、例えば図6に示すように、抵抗器53とコンデンサ54とから成る積分回路で構成され、また、比較手段6は、例えば図7に示すように、平均値化手段51および52の出力差を求める減算回路61と、その絶対値を求める絶対値回路62と、絶対値回路62の出力を基準電圧と比較する電圧比較器63とから構成される。
【0009】ダイバーシティ受信機の設置された車両が移動したり、または送信局が移動しているときには、受信部1と受信部2との受信電界強度の瞬時値は、フェージングの発生によって一般に大きく異なるが、しかし、その短時間平均値は、受信部1と受信部2とで、ほぼ等しいという特性がある。
【0010】図5のダイバーシティ受信機は、この特性を利用して受信部の障害を検出している。正常時には平均値化手段51および52の出力がほぼ等しくなるために比較手段6からは障害情報が出力されない。これに対して、いずれか一方の受信部1または2に受信不能または感度低下等の障害が発生した場合には、その受信部における電界強度が平均的に低下または零となり、平均値化手段51および52の出力に著しい差が生じるので、比較手段6は障害情報を出力する。
【0011】こうして、このダイバーシティ受信機は、通常の使用状態において受信部に障害が発生すると、それを自動的に検知することができる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のダイバーシティ受信機では、移動局が移動していないとき、例えば自動車電話を設置した車両が停止しているときには、受信部が全て正常であっても、受信部の障害を誤検出する事態が発生する。これは、移動局が停止しているときには、フェージングによる受信電界強度の瞬時値が変化せずにほぼ一定値を維持し、しかも受信電界強度は一般に受信部1と受信部2とで大きく異なる可能性が高いので、全ての受信部が正常であっても平均値化手段51、52の出力に著しい差が生じるためである。
【0013】本発明は、こうした従来の問題点を解決するものであり、移動局が停止している場合でも、受信部の障害を誤検出することの無いダイバーシティ受信機を提供することを目的としている。
【0014】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、複数の受信部のそれぞれにおける受信電界強度の一定時間内の平均値を各々比較して、その少なくとも1つが著しく他と異なるときに検知信号を出力する比較手段を備えたダイバーシティ受信機において、受信機が移動しているか否かを検出する移動検出手段と、移動検出手段が受信機の移動を検出し、かつ、比較手段が検知信号を出力したときにのみ受信部の障害の発生を知らせる情報を出力する障害情報出力手段とを設けている。
【0015】また、前記移動検出手段が、受信機を搭載した車両の速度を検出するように構成している。
【0016】また、前記移動検出手段が、受信機の動きの加速度を検出するように構成している。
【0017】また、前記移動検出手段を、受信部における受信電界強度のそれぞれの変化量を検出する変化量検出手段によって構成している。
【0018】また、前記変化量検出手段が、受信部における受信電界強度の一定時間内の最大値と最小値との差を検出するように構成している。
【0019】また、前記変化量検出手段が、受信部の入力信号を微分した値の大きさによって変化量を検出するように構成している。
【0020】さらに、障害の発生を判別するために必要な演算をマイクロ・コンピュータを用いて行なっている。
【0021】
【作用】そのため、移動局が停止した場合には、移動検出手段が停止状態であることを検出するので、比較手段が検知信号を出力しても、障害情報出力手段からは障害情報が出力されない。従って、移動局が停止しているために生じる障害発生の誤検出を回避することができる。
【0022】また、移動検出手段として、変化量検出手段を用いる場合には、受信電界強度の変化量の大小により受信機が移動しているか停止しているかが判別される。
【0023】
【実施例】(第1実施例)第1実施例のダイバーシティ受信機は、図1に示すように、受信機が搭載された車両等の移動または停止を判別する移動検出手段7と、比較手段6からの検知出力と移動検出手段7からの移動を示す判別信号とが共存するときに障害情報を出力する論理積手段8とを備えている。移動検出手段7は、受信機が例えば車両に積載される場合には、車両の速度計から得られる車速が一定値、例えば時速5km程度を超えるときは「移動」と判別し、また、それ以下の車速のときは「停止」と判別して、判別結果を出力する。その他の構成は、従来の受信機(図5)と変わりが無い。
【0024】このダイバーシティ受信機を設置した車両(移動局)が移動したり、または送信局が移動しているときには、受信部1および受信部2の受信電界強度の瞬時値はフェージングによって一般に大きく異なるが、しかし、それらの短時間平均値はほぼ等しい。従って、受信部が正常であるときは、平均値化手段51および52の出力はほぼ等しくなる。
【0025】これに対して、いずれかの受信部に受信不能や感度低下等の障害が生じた場合には、その受信部における電界強度は平均的に低下したり、または零となり、平均値化手段51および52の出力には著しい差が生じる。このときには、平均値化手段51および52の出力を比較する比較手段6は、障害を検知した旨の出力を論理積手段8に出力する。
【0026】また、移動検出手段7は、移動局が移動中であるときには、論理積手段8に対して、移動している旨の信号を出力する。
【0027】そのため、論理積手段8は、比較手段6から障害情報が出力され、移動検出手段7から移動情報が出力されているときには、障害情報を出力する。
【0028】一方、移動局が停止した場合には、フェージングによる受信電界強度の瞬時値の変化が発生しない。そのため、受信電界強度が受信部1と受信部2とで大きく異なっている場合には、双方の受信部が正常であっても平均値化手段51および52の出力には著しい差が生じ、比較手段6は、論理積手段8に対して検知出力を送出することになる。しかし、移動検出手段7からは停止している旨の信号が出力されるため、論理積手段8は、障害情報を出力しない。
【0029】このように、実施例のダイバーシティ受信機では、通常の使用状態において、受信部での障害の発生の有無を正しく判別することができる。
【0030】なお、第1実施例のダイバーシティ受信機では、移動検出手段7を、車両の速度計から得られる車速に基づいて移動または停止の判別が行なえるように構成しているが、この移動検出手段としては、加速度センサを用いても良い。この場合には、車両に積載する受信機だけでなく、携帯電話機や携帯無線機等にも適用が可能となる。
【0031】(第2実施例)第2実施例のダイバーシティ受信機は、図2に示すように、移動検出手段として、受信部1、2における各受信電界強度の瞬時値の短時間変化量を検出する変化量検出手段71、72と、変化量検出手段71または72の少なくとも一方から検知出力が得られたときに検知出力を発生する論理和手段73とを備えている。その他の構成は、第1実施例の受信機(図1)と変わりが無い。
【0032】この変化量検出手段71、72は、図3に示すように、入力信号を整流するダイオード74、75と、最小電圧が充電されるコンデンサ76と、最大電圧が充電されるコンデンサ77と、コンデンサ76、77の放電の時定数を決める抵抗器78、79、80、81と、抵抗器78、79、80、81と共に減算回路を構成する演算増幅器82と、閾値電圧を決める分圧抵抗器84、85と、閾値電圧と演算増幅器82の出力とを比較する電圧比較器83とを備えている。
【0033】この変化量検出手段に入力した信号は、ダイオード74、75によって整流され、コンデンサ76には短時間における最小電圧が充電され、抵抗器78、79、82との時定数で放電され、同様にコンデンサ77には最大電圧が充電される。抵抗器78、79、80、81と共に減算回路を構成する演算増幅器82の出力には、入力信号の最大電圧と最小電圧の差が現れる。電圧比較器83は、抵抗器84および85で分圧される閾値電圧と減算回路の出力とを比較し、入力信号の最大電圧と最小電圧との差が閾値を超えたとき、即ち、入力信号が変動しているとき、検知出力を発生する。
【0034】このダイバーシティ受信機では、移動局が移動中のときは、障害が発生していない受信部1または2における受信電界強度の瞬時値が変動するから、変化量検出手段71または72の少なくとも一方に検知出力が生じ、そのため論理和手段73に検知出力が発生する。
【0035】また、比較手段6からは、第1実施例において説明したように、受信部1または2に障害が発生したとき、検知出力が送出され、その結果、論理積手段8が障害情報を出力する。
【0036】一方、移動局が停止した場合には、受信電界強度の瞬時値変化が発生しないため、変化量検出手段71、72のいずれにも検知出力が生じない。そのため論理和手段73には検知出力が生じず、従って、論理積手段8からは障害情報が出力されない。
【0037】この第2実施例の受信機は、構成が簡単化できる。また、この装置は、移動局からの電波を受信する基地局の受信機に適用することができる。
【0038】なお、変化量検出手段71、72は、第2実施例で示した、入力信号の短時間における最大値と最小値との差を検出する構成に代えて、微分手段と、この微分手段の出力の絶対値を出力する絶対値手段と、絶対値手段の出力が一定値を超えた場合に検知出力を生じる手段とで構成してもよい。
【0039】(第3実施例)第3実施例のダイバーシティ受信機は、図4に示すように、第1実施例の受信機(図1)の平均値化手段、比較手段および論理積手段に代わるものとして、受信部1および2における受信電界強度のアナログ瞬時値をデジタル・データに変換するAD変換器9、10と、AD変換器9、10のデータと移動検出手段7の情報とに基づいて障害の有無を判別するマイクロ・コンピュータ11とを備えている。その他の構成は、第1実施例の受信機と変わりが無い。
【0040】このダイバーシティ受信機のマイクロ・コンピュータ11は、第1実施例における平均値化手段51、52、比較手段6および論理積手段8の演算を実行し、従って第1実施例の受信機と全く同様に動作する。
【0041】今日の無線機器には、マイクロ・コンピュータが一般的に搭載されている。このマイクロ・コンピュータを前記マイクロ・コンピュータとして用いることにより、回路が簡単化され、平均値化等の演算を精度よく行なうことができる。
【0042】なお、移動検出手段としては、第2実施例に示した変化量検出手段71、72と、論理和手段73とから成る検出手段を用いることもできる。この場合には、平均値化手段51、52、比較手段6、変化量検出手段71、72、論理和手段73および論理積手段8の各演算をマイクロ・コンピュータ11によって実行することができ、それにより第2実施例と全く同様の動作を行なうことができる。
【0043】なお、各実施例では、検波後選択ダイバーシティ方式の受信機について説明したが、本発明は検波後合成ダイバーシティ方式の受信機にも全く同様に適用することができる。この場合には、各実施例における選択手段4を、各無線受信部の各復調出力を加算または重み付き加算する合成手段に代えればよい。
【0044】
【発明の効果】以上の実施例の説明から明らかなように、本発明のダイバーシティ受信機は、使用中であっても、受信部に障害が発生した場合には、それを正しく検出することができる。また、移動局が停止しているときに、受信部の障害を誤って検出する事態が防止できる。




 

 


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