JP3732441B2 - 無線システム、特に移動式無線システムにおける受信装置のアンテナ制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１における前提構成に示す無線システム、特に移動式無線システムにおける受信装置のアンテナ制御方法に関するものである。
【０００１】
無線システムにおいて、移動式無線システムの送信装置と受信装置との間、特に基地局と移動局との間に、良好な伝送品質あるいは無線接続を達成するため、受信装置において複数のアンテナを用いることは周知である。従って、受信は、使用できるアンテナの中からその都度最良の受信品質を有するアンテナを用いて行われる（いわゆるアンテナ多様性）。当然、送信にも種々のアンテナが使用される。例えば、無線チャンネルの干渉による、伝送時のフェーディングの影響、特に、信号損失の影響は、種々のアンテナからの選択によって減少される。種々のアンテナは、相互に影響し合わないように、幾何学的に間隔があけられていなければならない。多様性方法としては、「デジタル移動式無線システム」（K.David, T.Benkner, “Digitale Mobilfunksysteme”, Teubner Verlag, １９９６, unter ２．１．７）に記載されている。（空間）多様性方法の基本概念は、アンテナの幾何学的間隔が十分に大きいことを条件として、様々なアンテナを介して受信される信号が相互に関係しないことにある。
【０００２】
例えば、ＤＥＣＴ（デジタル強化コードレステレフォン）システムは、１つの伝送周波数で初めは作動する。つまり、１つの選択された周波数で無線信号が伝送される。従って、ＤＥＣＴシステムは、いわゆるハンドオーバーによって、伝送周波数を変動させる。伝送周波数が変動する度に、多数のアンテナ、大抵の場合ずらして配置された２つのアンテナから、無線信号を受信するために最良の受信品質を有するアンテナが選択される。しかしながら、このためには、接続品質、つまり受信される信号の電界強度を絶え間なく管理することが必要である。選択されたアンテナの受信電界強度が、予め設定された強度より小さければ、より高い受信電界強度を有するアンテナに切り替えられる。
【０００３】
本発明の目的は、容易に実施でき、かつ、低速での周波数ホッピング方法に基づく無線システム（低速周波数ホッピングシステム（Slow Frequency Hopping Systemen））において特に有効に使用できる受信装置のアンテナ制御方法を提供することにある。
【０００４】
本目的は、請求項１の特徴を有する方法によって解決される。本方法の好ましい実施の形態は、従属する請求項の対象である。
【０００５】
本発明の主要概念は、伝送周波数変化する度に、各アンテナの受信品質に関するデータの一覧表（Tabelle）を評価すること、そして、この評価の結果に対応して受信装置のアンテナを選択することにある。伝送周波数が変化するとき、アンテナの受信品質に関するデータに対応する一覧表が持されている（mitgefuehrt）ことにより、最良の受信品質、大抵の場合最高の受信電界強度を有するアンテナは、この一覧表に基づいて選択される。アンテナに割り当てられているデータは、アンテナの受信電界強度、受信電力または様々なパラメータの組み合わせに基づいている。データは、基本的にはアンテナの受信品質を評価するために、好適に用いることができる。本発明による方法が機能する条件は、無線チャンネルが低速で変化することのみである。この無線チャンネルを介して受信装置は信号を受信する。つまり、低速変化の場合、無線チャンネルおよびこれと関連する伝送特性はほとんど変化せず、一覧表に整理されたデータは、個々のアンテナの実際の受信特性あるいは受信品質にほぼ相当する。当然、この方法は、送信／受信装置、例えば移動式電話機または無線電話機に有効に使用できることがさらに明らかである。つまり、この方法は、受信装置に使用できるだけではない。
【０００６】
一覧表は、各伝送周波数での各アンテナの受信品質に関するデータを有することが好ましい。伝送周波数の数に対応して、多数の一覧表エントリーがアンテナごとに備えられている。従って、本方法によると、伝送周波数が変化するときに、ある伝送周波数に関する一覧表における全エントリーを調べ、最良の受信品質を有するアンテナに対応する最大のエントリーを検索する。これにより、このエントリーに関するアンテナが、用意された伝送周波数において使用される。好適な検索アルゴリズムによって、検索工程を適宜短縮することができるため、接続が特に切断されることはない。
【０００７】
第１伝送周波数から第２伝送周波数に変化する度に、一覧表の第２伝送周波数に対応するエントリーは、第２伝送周波数において最も良好な受信品質を有するアンテナが選択されるように評価されることが好ましい。最も良好な受信品質とは、ただ単に最大の受信電界強度にだけではなく、特に、受信電力または最良の信号対雑音比率にも関連する。一覧表は、各アンテナにおける第２伝送周波数用のエントリーを多数有しており、これら多数のエントリーは、第２伝送周波数において、極めて異なるアンテナのパラメータを示している。従って、好適なアルゴリズムは、アンテナごとのパラメータにより、第２伝送周波数用に最も適したアンテナを選択するために使用される要素を考慮することができる。
【０００８】
各アンテナの受信電界強度は、ある伝送周波数に変化する度に、その伝送周波数において測定されることが好ましい。そして、受信品質に対応するエントリーは、その伝送周波数における各アンテナの受信電界強度に応じて、一覧表に蓄積される。このことにより、一覧表エントリーの継続的な更新が可能になることが好ましい。例えば、伝送周波数用のアンテナを選択した直後に測定を行うことができる。このことは、例えば、信号の伝送もしくは受信と平行して行うことができる。伝送周波数が変化する間の無線チャンネルの変更は、特に、伝送周波数が変化する間を、時間的に正確に測定することによりとらえられる。
【０００９】
受信装置は、第１伝送周波数では、第１アンテナを用いて、伝送周波数からホッピングシーケンスを査定することが好ましい。伝送周波数を変化させて、上記第１アンテナの受信品質の全エントリーを査定し、その後、更なるアンテナの各伝送周波数に対する受信品質の全エントリーを査定し、一覧表に蓄積する。これにより、最初に、受信品質に関するデータにより一覧表が形成される。この形成は、受信装置の使用開始時、つまり、例えば移動式電話機を移動式無線システムに「登録」するとき、または、無線電話機のスイッチを入れるときに行われることが好ましい。一覧表が作成されると、本発明の方法により、個々のアンテナの間を適切に切り替えることができる。
【００１０】
受信装置は、伝送周波数を、１秒間に少なくとも７５回変化させることが好ましい。伝送周波数は、いわゆる低速周波数ホッピング方法（Slow Frequency Hopping Systeme）の場合、１秒間に少なくとも７５回変化しなければならない。このことは、ＦＣＣ（米国連邦通信委員会）の２．４ＧＨｚの周波数領域における無線システムに認可されるための規定に相当する。
【００１１】
各アンテナの受信品質に関するデータを有する一覧表は、各アンテナおよび伝送周波数用の更なるパラメータを備えていることが好ましい。この更なるパラメータは、例えば、特定の伝送周波数の場合に、特定のアンテナを選択するためのものである。
【００１２】
無線システムは、ＷＤＣＴ無線システムまたはブルートゥース無線システムであることが好ましい。このようなシステムの場合、本発明による方法を特に好都合に使用できる。
【００１３】
受信装置は、特に２つのアンテナを備えている。これらのアンテナは、異なって（例えば９０°ずれて）受信装置に配置されていることが好ましい。これにより、無線システムの全伝送周波数のための良好な接続品質を、できるだけ僅かな複雑さ（Aufwand）で実現することができる。
【００１４】
更なる利点および使用の可能性を、図を参照しながら以下の実施の形態で説明する。
【００１５】
図１は、本発明による方法を使用するための一覧表の作成を示すフローチャートである。このような一覧表は、例えば、無線電話機もしくは移動式電話機を、無線電話システムもしくは移動式無線システムに接続または登録する際に、作成されなければならない。なぜなら、この時点では、受信装置の種々のアンテナの接続品質、無線チャンネルおよび受信品質に関する情報は、まだ利用できないからである。本実施の形態の場合、受信装置は、ＷＤＣＴ（広帯域デジタルコードレステレフォン）規格に基づく無線電話機の基地局である。しかし、無線システムは、ブルートゥース規格でも同様によく作動することができる。本発明による方法が正しく機能するための条件は、上述したシステムでの場合のように、無線チャンネルの特性の低速変化のみである。さらに、システムは、低速周波数ホッピングシステムでなければならない。つまり、伝送周波数は１秒間に頻繁に変化しすぎてはならない。
【００１６】
基地局は、２つのアンテナを備えている。両アンテナは、互いに十分な距離、例えば数センチメートル離れて基地局に配置されている。さらに両アンテナは、信号が両アンテナを介して様々な受信方向から受信されるように、異なって調整されることが好ましい。理想的には、アンテナは、全く異なる伝播経路を経た信号をそれぞれ受信する。
【００１７】
工程Ｓ１０では、無線システムが作動され、基地局と無線電話機とが相互に同期化される。これに加えて、工程Ｓ１１で、両アンテナのうちの第１アンテナが、基地局で予め設定されたアルゴリズムに基づいて選択される。つまり、基地局の受信回路は、信号を受信するために第１アンテナと接続される。
【００１８】
工程Ｓ１２では、第１アンテナが既に測定されたかどうかが、基地局によって調査される。最初は、この工程は、何の機能も果たさず、いくつかのアンテナが既に測定された後に初めて意味を持つ。
【００１９】
工程Ｓ１３では、同期化信号を交換するための伝送周波数が選択される。この伝送周波数は、大抵の場合予め設定されている。例えば、１０ＭＨｚから１８００ＭＨｚまでのチャンネル間隔において１０個の周波数が利用できるとすると、同期化は、１８００ＭＨｚで行われる。
【００２０】
このとき、基地局および無線電話機は、同期化信号を交換する。これにより、基地局は、第１アンテナを介して信号の送信および受信を行う。工程Ｓ１４では、基地局は、受信された同期化信号の電界強度を測定する。このことは、同期化工程の間に、一度だけ、あるいは好適に複数回行われる。
【００２１】
このとき、測定された受信電界強度から、第１アンテナの受信品質を特徴付けている値もしくは要素が査定される。受信電界強度が複数回測定される場合、平均値を算出することができる。工程Ｓ１５では、この値もしくは要素は、一覧表に入力される。この一覧表では、このような要素もしくは値は、伝送周波数ごとに、両アンテナの各々に対して、アルゴリズムによって整理される。
【００２２】
工程Ｓ１６では、使用できる全ての伝送周波数が既に測定されたかどうかが調査される。全て測定されている場合、第２アンテナに切り替えられるため、アルゴリズムは、このアンテナ用の一覧表エントリーを作成する。全伝送周波数が未だ測定されていない場合、アルゴリズムは、新しい伝送周波数を選択するために、再度工程Ｓ１３に戻る。このとき、伝送周波数の選択は、無線システムに予め設定された条件によって行われる。
【００２３】
各アンテナ用の全周波数が測定されると、一覧表は作成され、アルゴリズムは、工程Ｓ１７で終了する。
【００２４】
ここでは、基地局で伝送周波数が変化すると、一覧表を用いて、蓄積された値もしくは要素に基づき、受信品質が最高であるアンテナを選択される。接続相手、つまり、無線電話器および基地局は、例えば、特定の周波数の場合、特定のアンテナを直接使用することも協定できる。このために、予め設定された特定の一覧表エントリーを用いることにより、利用可能なアンテナの一つが特定の伝送周波数でいつも選択される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による方法を行うための一覧表を形成するためのフローチャートである。

Claims (9)

1. 周波数変化方法によって、無線信号を伝送するために用意されている複数の伝送周波数の間で、無線接続の間に少なくとも一回変化する無線システム、特に移動式無線システムにおける受信装置のアンテナ選択方法であって、
   ある伝送周波数に変化する度に、その伝送周波数での各アンテナの受信電界強度を測定し、受信品質に対応するエントリーを、その伝送周波数での各アンテナの受信電界強度に応じて、一覧表に蓄積し、
   上記一覧表を上記伝送周波数が変化する度に評価し、
   上記評価結果に基づいて、上記アンテナの１つを選択することを特徴とする方法。
2. 上記一覧表は、各伝送周波数での各アンテナの上記受信品質に関するデータを有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 上記一覧表の第２伝送周波数に対応するエントリーは、第１伝送周波数から第２伝送周波数に変化する度に、第２伝送周波数において最も良好な受信品質を有するアンテナが選択されるように評価されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 上記受信装置は、当該受信装置の使用開始時に、
   第１アンテナの第１伝送周波数に対する受信品質のエントリーを査定し、
   次に、伝送周波数を変化させて、上記第１アンテナの受信品質の全エントリーを査定し、
   その後、更なるアンテナの受信品質の全エントリーを査定し、
   上記各査定結果を上記一覧表に蓄積することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
5. 上記受信装置は、上記伝送周波数を、１秒間に少なくとも７５回変化させることを特徴とする上記請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
6. 各アンテナの上記受信品質に関するデータを有する上記一覧表は、各アンテナおよび伝送周波数用に更なるパラメータを有することを特徴とする上記請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
7. 上記の更なるパラメータは、特定の伝送周波数の場合に、特定のアンテナを選択するためのものであることを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 上記無線システムは、ＷＤＣＴ無線システムまたはブルートゥース無線システムであることを特徴とする上記請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
9. 上記受信装置は、２つのアンテナを備えていることを特徴とする上記請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。

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