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JPH07109997B2 - 受信無線周波信号強度表示の高速決定のための装置と方法 - Google Patents
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JPH07109997B2 - 受信無線周波信号強度表示の高速決定のための装置と方法 - Google Patents

受信無線周波信号強度表示の高速決定のための装置と方法

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JPH07109997B2
JPH07109997B2 JP62096397A JP9639787A JPH07109997B2 JP H07109997 B2 JPH07109997 B2 JP H07109997B2 JP 62096397 A JP62096397 A JP 62096397A JP 9639787 A JP9639787 A JP 9639787A JP H07109997 B2 JPH07109997 B2 JP H07109997B2
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  • Circuits Of Receivers In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は無線周波(RF)信号の振幅の測定方式に関する
ものであり、更に詳しくは区画式(cellular)無線電話
システムに於いて受信信号強度表示(RSSI)を決定する
ための構成に関するものである。
発明の背景 区画式無線電話システムの基本構成と動作については種
々の文献に開示されている。たとえば、ベル・システム
・テクニカル・ジャーナル(The Bell System Technica
l Journal)の1979年1月号、およびエレクトロニック
・インダストリーズ・アソシェーション(Electronic I
ndustries Association)が1984年7月に発行した仕様
書EIA IS-3-B(題名“Cellular System Mobile Station
-Land Station Compatibility Specification")に開示
されている。
周知の通り、「ハンドオフ(hand off)」と呼ばれる処
理が区画式無線電話方式の基本部分である。第1図に区
画式無線電話システム10の概略図を示す。このシステム
10は複数の固定RF送受信局12を含み、各固定局の地理的
なサービス区域は「区画」または「セル」14と呼ばれ
る。中央制御装置16により固定局12の動作が監視および
制御される。移動局18が第1のセル(たとえばセル14
B)から第2のセル(たとえばセル14C)に移動したと
き、中央制御装置16は第1のセル14Bをそのサービス区
域とする固定局12Bを制御して固定局12Bによる移動局の
呼びの取扱いを切断させ、第2のセル14Cをそのサービ
ス区域とする固定局12Cを制御して固定局12Cで上記呼び
の取扱いを開始させる(更にまた移動局を制御して固定
局12Cの動作周波数に同調させる)。このようにして、
移動局18(およびその呼び)はこの移動局から最も強い
信号を受けるセルに「ハンドオフ」される。したがっ
て、移動局18が1つのセルから他のセルに移動している
間も高品質の通信が維持される。
システム10はハンドオフを行なうべき時点を決定するた
めに各々の固定局12で1つの移動局18から伝送されたRF
信号の強度を測定する。1つの固定局12での受信信号強
度が低下することは、信号を送信している移動局18がそ
の固定局のサービス区域であるセル14の縁に近づきつつ
あり、別のセルへのハンドオフを必要とする可能性があ
ることを示す。隣り合うセルをそれぞれ受け持つ固定局
12で信号強度測定を行うことにより、呼びをその内のど
のセルにハンドオフすべきかが決められる(呼びは一般
に最も高い受信信号強度で移動局からの送信を受けるセ
ルにハンドオフされる)。したがって、通信の品質と信
頼度が最大になり、必要なハンドオフの数が最小にな
る。
システムの設計によって区分されたセル(パイ形セク
タ、オーバーレイ形セル等)が含まれるときは、固定局
での信号強度測定値を使うことにより、どのセル区分が
特定の移動局に対して最も良くサービスできるかを判定
することもできる。移動装置を使用して信号強度測定を
行うことにより、伝搬解析の目的で固定局からの伝送の
RF電界強度パターンを検証することもできる。
信号強度測定は区画式無線電話通信システムの設計と動
作に於いて非常に重要なものであり、その装置の設計に
とって必須の要件であることが理解されよう。
区画式無線電話システムではハンドオフ毎に多数の信号
強度測定が必要となる。区画式システムは通常多数の移
動局に対してサービスを行うので、多数の信号強度測定
が必要となる。更に、移動局は通常動いているので、移
動局が1つのセルから別のセルへ移るときに許容可能な
信号レベルを維持するように区画式システムは(たとえ
ば呼びをハンドオフすることによって)受信信号強度の
変化に対して非常に素早く応答しなければならない。こ
のため、高速かつ正確な受信信号強度測定技術に対する
要求が強い。
移動無線局により送信されるRF信号は周知のようにレイ
リー(Rayleigh)フェージングを受けることがある。フ
ェージングの持続時間は短く、そのときの信号レベルは
平均受信信号強度レベルに対して20dB以上低いレベルに
なることがある。このフェージングにより信号強度測定
値を正確かつ迅速に得ることが難しくなる(深いフェー
ジングの間に得られた測定値は真の平均受信信号強度を
表わさない)。
この問題を解消するための従来の方法としては、アナロ
グ波(急速な過渡現象に応答しないようにメータの動
きの制動することに相当)や受信信号強度の多数の測定
サンプルの数学的平均をとる方法等がある。このような
従来の方式では、フェージングの影響をマスクするのに
充分な長い期間にわたって数回の測定を行わなければな
らない。平均化技術を使用して平均をとるサンプルの数
は充分多くして、フェージングの間に得られた測定値に
より平均値が不当な影響を受けないようにしなければな
らない。
このような従来の方法には少なくとも2つの欠点があ
る。第1に、このような方法を使って正確な測定値を得
るために必要な長い時間は受信信号強度測定をできる限
り迅速に行なわなければならないという必要条件と相反
する。第2に、移動局のアンテナがその陰になるような
大きな障害物の背後を移動局が通過するときのように、
平均信号レベルの突然に変化した場合にこの変化を測定
できることが望ましい。高速で動く車の場合、これらの
信号レベルの変化は、マスクしたいレイリー・フェージ
ングよりもほんの少しゆっくりと生じることがある。
従来の平均化技術および制動技術の両者はレイリー・フ
ェージング現象に起因する受信信号強度の変化をマスク
するとともに上記のような急激な信号強度の変化をもマ
スクする傾向がある。フェージングの影響を解消するた
めに「制動」(または平均をとるサンプルの数)を増大
させると、この従来の受信信号強度測定法は(測定する
方が有益でありまたは望ましい)その他の受信信号強度
の変動に感応しなくなる。その結果、区画式システムは
信号強度の変化に対する応答が遅くなり過ぎて、移動局
に対するサービス品質を許容できない程に低下させ、移
動局がサービスを受けられなくなることさえある。更に
重要なことは、測定に長い時間が必要であるため、取扱
い可能な移動局の数が少なくなる(すなわち、システム
容量を増すためには付加的な装置が必要となる)ことで
ある。
米国特許第4,549,311号(1985年10月22日発行)に開示
された方式によれば、所定の期間の間にRF信号を2回以
上サンプリングし、振幅が最大の信号強度サンプルを選
択することによって、RF信号強度測定を行っている。こ
の米国特許の方式は実質的にピーク読取りメータをディ
ジタル化したものである。この方式は常に複数のサンプ
ルのうちの最大のもの(すなわちピーク受信信号強度)
を選択するものであり、したがってサンプリング期間内
のその他の測定値に反映されるような受信信号強度の変
動に感応しない。この方式では新しいサンプリング期間
が得られたときだけしか平均値の急速な変化を検出し始
めることができない。
したがって、レイリー・フェージングの影響をマスクす
るが、レイリー・フェージング以外の影響(たとえば動
いている移動局の信号伝送路中の障害物)によって生じ
る受信信号強度の変化には感応する正確で高速の受信信
号強度測定技術に対する要求が強い。
発明の要約 本発明はレイリー・フェージングの影響をマスクしなが
ら無線周波信号の平均強度の高速かつ正確な推定値を求
めるものである。要約すれば、受信無線周波信号の瞬時
振幅を一連の離散的な時間間隔でサンプリングする。対
応する一連のサンプリングされた信号レベルの各々はそ
の直前にサンプリングされた信号レベルとその直後にサ
ンプリングされた信号レベルと比較されて、そのうちの
少なくとも一方を超えない場合には捨てられる。捨てら
れなかったレベルに基づいて平均値が計算される。この
平均値は平均の受信信号強度表示(RSSI)として出力さ
れる。
本発明は平均信号レベルの突然の変化に感応し、しかも
迅速に決定することができる受信信号強度表示を発生す
る。更に、本発明で遂行される測定の数は、受信信号振
幅に対するレイリー・フェージングの影響による不正確
さを招くことなしに、少なくすることができる。したが
って、少数のサンプルを使って、平均受信信号強度の急
速な変化に感応し、しかも深いフェージングの影響をあ
まり受けないで正確な平均受信信号強度値を得ることが
できる。
本発明の上記および他の特徴と利点は図面を参照した実
施例についての以下の詳細な説明によってより良くかつ
より完全に理解されよう。
実施例の詳細な説明 第2図は本発明による好適実施例の受信信号強度表示シ
ステム100を示す概略ブロック図である。システム100は
無線受信器102、アナログ・ディジタル(A/D)変換器10
4、メモリ106およびディジタル信号処理装置108を含
む。システム100には更にディジタル出力装置110、ディ
ジタル・アナログ(D/A)変換器112、およびアナログ出
力装置114を含めることができる。実施例では、A/D変換
器104、D/A変換器112、ディジタル出力装置110、処理装
置108、メモリ106および受信器102は通常のデータ・バ
スを介して相互に通信する。
無線受信器102はその動作範囲内の任意の周波数に対し
て素早く同調できる通常の無線受信装置である。無線受
信器102のアナログ出力は、受信器に接続されたアンテ
ナ103によって受信される(所望周波数の)無線周波信
号の瞬時振幅の測定値を表わす。文献ではこのような瞬
時信号強度出力は「受信信号強度表示(略してRSSI)」
と呼ばれてきた。好ましい実施例では、受信器102は、G
E刊行物番号LBI 31322に述べられているゼネラル・エレ
クトリック社製の区画式無線局用無線チャネル・ユニッ
ト、またはGE刊行物番号LBI 31355に述べられているゼ
ネラル・エレクトリック社製の区画式移動無線装置で構
成することができる。
受信器102はアナログ電気出力信号すなわちアナログRSS
I信号を発生する。この信号のレベルは受信器が同調し
ている周波数の無線周波(RF)信号の瞬時振幅の関数
(たとえば対数)である。受信器102のアナログ出力は
通常のA/D変換器104の入力に与えられる。A/D変換器104
はアナログ出力をディジタル信号に変換する。A/D変換
器104のディジタル出力はバス116を介して処理装置108
の入出力(I/O)ポートに与えられる。処理装置108は、
受信器102の同調周波数を(通常の方法で)制御するた
めにバス116を介して受信器102のディジタル入力に与え
られるディジタル信号も発生することもできる。
処理装置108は通常の任意のマイクロプロセッサで構成
することができ、中央処理装置、内部レジスタ、内部カ
ウンタ、クロック発振器等を含むことが好ましい。これ
らはすべて周知のものである。処理装置108はメモリ106
にディジタル信号を格納させ、またメモリ106からディ
ジタル信号を読出す。処理装置は1つ以上の出力信号を
発生し、これらの出力信号をディジタル出力装置110を
介して中央制御装置16に伝送し、および/またはD/A変
換器112によってアナログ信号に変換してアナログ出力
装置に送ることにより(たとえば伝搬解析のために信号
強度をプロットするために)チャート・レコーダ等のデ
ィスプレイ装置にグラフ表示することができる。処理装
置108はROM(図示しない)に格納されたプログラム命令
の制御のもとに一連の予め定められたステップを遂行す
る。ROMは処理装置の内部にあってもよいし、外部にあ
ってもよい。
受信器102は処理装置108によって決定された周波数を監
視し、アナログRSSI信号を連続的に発生する。A/D変換
器104はこのRSSI信号をディジタル値に変換する。好適
実施例のA/D変換器104はアナログRSSI信号を周期的にサ
ンプリングし、そのとき受信されているRF信号振幅に応
じてその出力に得られるディジタル値を更新する形式の
ものである。好適実施例では、処理装置108はA/D変換器
104のディジタル値出力を周期的に読出し(サンプリン
グし)、この値を内部レジスタNEW VALUEに格納する。
したがって、レジスタNEW VALUEの内容はRSSIを表わす
現在値(すなわち最も新しくサンプリングされた値)で
ある。
処理装置108はレイリー・フェージングの影響をマスク
するのに必要な程度に遅くした任意の所望のサンプリン
グ速度でA/D変換器104の出力をサンプリングすることが
できる(好適実施例では一定のサンプリング速度が受信
無線周波信号のレイリー・フェージングの発生率に近い
速度となるように選択される)。処理装置がRSSIの現在
値をサンプリングしたとき、処理装置はまず内部レジス
タNEW VALUEの内容をOLD VALUEと記したもう1つの内部
レジスタに格納する。したがって内部レジスタOLD VALU
Eには前に測定されたRSSIの値(好適実施例では最も新
しくサンプリングされた値の直前にサンプリングされた
RSSI値)が格納される。希望する場合には、内部レジス
タのかわりにメモリ106の記憶位置を使用できることが
理解されよう。
メモリ106には値A(1)、A(2)…A(i)…A
(N)のアレー120が格納される(ここでNは正の整数
である)。このアレー120は処理装置108の内部レジスタ
OLD VALUEおよびNEW VALUEから別々にメモリ106に格納
される。処理装置108の内部のカウンタがアレー120の要
素をアドレス指定(インデックス指定)するために使用
される。
第3図はシステム100で実行される各ステップを示すフ
ローチャートである。処理装置108はA/D変換器104のデ
ィジタルRSSI出力を周期的にサンプリングし、このディ
ジタル値を内部レジスタNEW VALUE(図ではNVとして示
す)に格納する(ブロック204)。しかし、A/D変換器の
出力がレジスタNEW VALUEに書込まれる前に、ブロック2
02またはブロック212で示すように、レジスタの前の内
容が内部レジスタOLD VALUE(図ではOVとして示す)に
格納され(または既に格納されている)。(したがって
レジスタOLD VALUEの前の内容をオーバーライトす
る)。どの時点に於いても、内部レジスタNEW VALUEに
はA/D変換器104の出力から最も新しくサンプリングされ
た(たとえば時点tiにサンプリングされた)RSSIを表わ
すディジタル値が格納されており、内部レジスタOLD VA
LUEには「2番目に最も新しくサンプリングされた」RSS
I(すなわち、最も新しいサンプル時点tiの前のサンプ
ル時点ti-1すなわちti−τ(こゝでτは一定のサンプリ
ング周期)にサンプリングされたRSSI)を表わすディジ
タル値が格納される。
処理装置108は次にブロック206に進み、レジスタOLD VA
LUEの内容をレジスタNEW VALUEの内容と比較する(たと
えば通常の「比較」マイクロ命令を実行し、どちらのレ
ジスタに大きい方の値が入っているかを示す論理値を発
生する)。2つの値のうち大きい方が処理装置108の内
部カウンタのカウントCの値により指示されるアレー12
0の位置A(C)に格納される(ブロック208および21
0)。その後、ブロック216でカウンタのカウントCの値
が増数される(すなわち1だけ大きくなる)。
上記の処理はカウンタのカウントCの値がNに達するま
で(すなわちブロック214で試験した結果、N個のアレ
ー要素A(1)乃至A(N)のすべてにRSSIの値が収容
されるまで)周期的に続けられる。換言すれば、処理装
置108は一連のサンプリング時点t1乃至tN+1に於いて受
信RF信号の瞬時振幅を表わす対応する一連の信号振幅サ
ンプルS1乃至SN+1を読み取り、隣り合う値を比較するこ
とによって選択されたN個の値をメモリ106に格納す
る。次に処理装置108は次の計算を行なうことによりア
レー120に格納された値の平均値を計算する。
計算された値AVGは時点t1から時点tN+1までの期間にわ
たるRSSIを表わす。この平均値AVGは、ハンドオフの決
定をさせるために(ディジタル出力装置110を介して)
システム10の中央制御装置16に送ることができ(または
出力装置110の出力に接続されたプリンタによってプリ
ントすることができ)、および/または出力装置114とD
/A変換器112を介して出力することができる。
処理装置108が計算した値AVGはサンプリング時点t1から
tN+1までの期間にわたって受信したRF信号の振幅の実際
の平均値のかなり正確な推定値となる。値AVGがフェー
ジングの間にサンプリングされた値によって不当に影響
される恐れなしに、サンプルの数は比較的少なくするこ
とができる。本発明に従って決定された値AVGと受信信
号強度の実際の平均値との間の緊密な対応性は第5
(A)図および第5(B)図を参照することによって最
も良く理解されよう。
第5(A)図は時間に対して受信RF信号の一例をプロッ
トしたグラフである。第5(A)図に例示した受信RF信
号強度は殆んどの時間にわたってその真の平均値に近い
値を有しているが、レイリー・フェージングによって短
期間の間のこの平均値よりかなり低くなっている。
この場合、システム100が5個のサンプル(すなわち時
点t1,t2,t3,t4およびt5にサンプリングされたサンプ
ル)に基づいて値AVGを求めると仮定する。この例では
N=4である(これは好適実施例のアレー120に格納さ
れるN個の値を得るにはN+1個のサンプルが必要であ
るからである)。
時点t1に於いて、受信信号の第1振幅のピーク・レベル
のサンプル値S1が内部レジスタOLD VALUEに格納される
(第3図のブロック202参照)。次に時点t2に於いて、
受信信号の振幅S2がレジスタNEW VALUEに格納される
(ブロック204)。時点t1に於けるRSSIが時点t2に於け
るRSSIより大きいので、レジスタOLD VALUEの内容がア
レー120の要素A(1)に格納される(ブロック206,21
0)。次に、時点t2に存在するRSSIがレジスタNEW VALUE
からレジスタOLD VALUEにロードされる(ブロック21
2)。
次に、時点t3に存在する瞬時RSSI値を表わす値S3がレジ
スタNEW VALUEにロードされる(ブロック204)。時点t2
に於けるRSSI(OLD VALUEの内容)は時点t3に於けるRSS
I(NEW VALUE)より大きいので、時点t2に於ける値がア
レー120の要素A(2)にロードされる(ブロック206,2
10)。
同様にして、時点t4に於けるRSSIを表わす値S4が(S3
S4であるので)アレー要素A(3)にロードされ、時点
t5に於けるRSSIを表わす値S5が(S4<S5であるので)ア
レー要素A(4)にロードされる。(それぞれ時点t1,t
2,t4およびt5に於けるRSSIを表わす)アレー120に格納
された値S1,S2,S4およびS5から平均値AVGが計算される
(ブロック218)。
時点t3に於けるRSSIを表わす値S3は値AVGの計算に使用
されない。これは、値S3と比較される2つの値(時点t2
に於けるRSSIの値S2および時点t4に於けるRSSIの値S4
がともに値S3より大きいからである。好適実施例では、
任意のサンプリング時点tiに於いて測定されたRSSIの値
Siがその直前のサンプリング時点ti-1に於いて測定され
たRSSIの値Si-1より小さく、かつその直後のサンプリン
グ時点ti+1に於いて測定されたRSSIの値Si+1より小さい
場合、この値Siは平均値AVGの計算に全く用いられず捨
てられる。レイリー・フェージングの間(たとえばサン
プリング時点t3)に生じるサンプルは計算される平均値
AVGに影響を及ぼす可能性は殆んどない。と云うのは、
(サンプリング周期を殆んどのレイリー・フェージング
の持続時間の程度となるように選ぶ限り)レイリー・フ
ェージングの間に生じるサンプルがこのようなフェージ
ングの間に発生しないサンプルによって囲まれる場合が
殆んどだからである。
第5(A)図から、計算された平均値AVGはピーク信号
値より小さく、ピーク値よりも受信信号強度の実際の平
均値の方に近い近似値となることが理解されよう。
第5(B)図はRF信号が急速に変化する場合の受信信号
強度の例を(時間に対して)示すグラフである。このよ
うな信号は例えば大きなビルの「陰」に入る移動局から
受信するときに生じる。第5(B)図に示す信号に対し
て、システム100はアレー要素A(1)の中にサンプリ
ング時点t1に於けるRSSIを表わす値S1(S1>S2)、アレー
要素A(2)の中に時点t2に於けるRSSIを表わす値S2(S
2>S3)、アレー要素A(3)の中に時点t4に於けるRSSI
を表わす値S4(S3<S4)、およびアレー要素A(4)の中
に時点t4に於けるRSSIを表わす値S4(S4>S5)を格納す
る。時点t4に於けるRSSIを表わす値S4は2回(すなわち
アレー要素A(3)およびA(4)の両方に)格納され
る。と云うのは、この値S4が時点t3およびt5に於けるRS
SIを表わす値より大きいからである。
第5(B)図に示す受信信号振幅のピーク値は信号が急
速に変化する(図示の例では減少する)ので受信信号振
幅の真の平均値よりかなり大きくなる。それにも拘わら
ず本発明に従って計算された値AVGは比較的少数のサン
プル(説明している例では5個のサンプル)しか使って
いなくても真の平均値の比較的正確な近似となる。
計算された平均値AVGは平均受信信号強度の急速な変化
に感応するが、持続時間の短い深いフェージングによっ
て過大な影響を受けない。平均値AVGを計算するための
サンプルの数N+1によって、平均受信信号強度の急速
な変化に対する平均値AVGの感度が定められる(たとえ
ば、Nの値を大きくすると平均値AVGは急速な変化に対
して比較的感応しなくなり、Nを小さくすると急速な変
化に対する平均値AVGの感度が大きくなる)。
サンプルの数が一定間隔のどの期間中でも適当で一貫し
た数となるようにするため、本発明では時々、所定のサ
ンプリング時点に於けるRSSIを表わす値をアレー120の
2つの要素に格納する。第5(B)図に例示する信号の
場合、好適実施例ではサンプリング時点t4に於けるRSSI
を表わす値が2回格納されて、計算される平均値AVGを
少しバイアスする。このバイアスは意図的に行なったも
のであり、下記の理由で望ましい。すなわち、時点t4
サンプリングされた値を2回使用しないとすれば(たと
えば、任意の所定のサンプリング時点に於けるRSSIを表
わす値をアレー120の多くても1つの要素にしか格納で
きないとすれば)、(一定期間にわたって一定数のサン
プルが求められると仮定すると)平均値AVGを計算する
基になる測定値の数が少なくなる。この場合、サンプリ
ング時点t5に測定されたRSSIをアレー120に格納すべき
か否かを判定するためには、時点t5より後の時点t6に於
けるもう1つのサンプルが必要となる(こゝで、時点t4
に於けるRSSIを表わす値の方が時点t3またはt5に測定し
た値よりも平均受信信号強度を一層良く表わす推定値に
なっていることが理解されよう)。好適実施例のシステ
ム100では1つのサンプルから得られた値をアレー120の
2個より多い要素に格納されることはない。
除外された(すなわち捨てられた)サンプルを補うため
に(たとえば時点t6に於いて)余分なサンプルを集める
方法は、結果を得るために必要な時間が伸びるので好ま
しくない。可変長のサンプリング周期を使うこと(たと
えば、時点t5に測定されたRSSI値を捨てなければならな
いときには、公称サンプリング周期をτとした場合、t5
+Δt<t5+τである時点(t5+Δt)で再びサンプリ
ングすること)が可能であるが、複雑さが増して得られ
る結果は恐らくあまり改善されない。
好適実施例のシステム100はたとえば多数の異なるチャ
ネルについて高速測定を行なうために必要なセル位置決
定用受信器に使用したときに優れた結果が得られる。こ
のような装置では、処理装置108によって、受信器102を
多数のチャネルの各々に予め定められた順序で順次同調
させ、各チャンネルに対して第3図に示すステップを実
行するように指示する。
しかし時には、受信器102が1つのチャネルに同調して
いる間にRSSI測定を繰り返して行なわなければならない
ことがある。たとえば、固定局からの伝搬を測定する移
動局は、伝搬試験の期間全体にわたって1つの周波数に
同調し続けなければならない。好適実施例のシステム10
0は、希望する場合には、回転平均を計算してサンプリ
ング期間毎に各サンプリング期間の間の計算した平均値
を出力するように少し変形することもできる。
第4図は本発明に従ってRSSIの回転平均を求めるステッ
プを示すフローチャートである。処理装置108の内部カ
ウンタはその内容(カウントC)が増数してNより大き
くなると必らず1にリセットされる(ブロック224,22
6)。正確な計算された平均値AVGはまず処理装置108が
N+1個のサンプルを読取ると直ちに得られ、その後任
意の時点に(たとえば要求のあったとき、各サンプリン
グ時点後、または他の任意の都合の良い間隔で)正確に
計算することができる(ブロック222,218)。サンプル
の数N+1は急速な変化に対する測定感度を調節するた
めに選択することができ、しかもフェージングの間に生
ずるサンプルは平均値AVGに不当な影響を与えない。
第3(A)図および第4(A)図は第3図および第4図
に示すステップと同じ基本的な計算を行なうステップを
示す別の変形フローチャートである。
以上の説明から、RSSIを測定するための従来の方式に比
べて本発明で得られる利点や改良点は明らかになった筈
である。要約すると、本発明によれば強い(深い)フェ
ージングの場合の読取り値を削除して残った値を平均す
ることによって確度が向上する。米国特許第4,549,311
号に開示された方法では、第5(A)図および第5
(B)図に例示した信号に対して単に時点t1に発生する
ピークRSSI値が選択されるだけである。これらの例示し
た信号の各々について、本発明に従って決定された平均
値AVGは真の平均信号レベルにより近くなる。
ピーク読取値は強いフェージングの間に得られた読取値
より真の平均値に近くなることはあるが、ピーク受信信
号強度と平均受信信号強度との間の差は(殆んどの場合
でないにしても)多くの場合著しく大きい。ピーク近似
はレイリー・フェージング以外の要因によって信号強度
が変動する受信信号に対しては正確でない。本発明では
これらの他の要因に感応する値を計算し、(強いフェー
ジングの間に求めた測定値を除きながら)平均受信信号
強度を更に正確に推定するので、平均受信信号強度の更
に一層正確な表示が得られる。
以上、本発明を現在最も現実的で好ましい実施例と考え
られるものについて説明してきたが、本発明の範囲は図
示し説明した実施例に限定されるものではなく、本発明
の新規性のある特徴および利点をそなえた変形、変更お
よび/または同等の構成をすべて包含するものである。
一例として、上記好適実施例の各種のディジタル的な技
術および構成をアナログ的な技術および構成に置き換え
ることができる(たとえば、アナログのサンプルホール
ド回路を用いてアナログRSSI値を記憶してもよいし、演
算増幅器技術を用いて複数のアナログ信号レベルの平均
値を表わす信号を求めてもよい)。処理装置108は第3
図に示すステップの他に多数の機能を遂行し得ることは
もちろんである。希望する場合には、サンプリングされ
たすべてのRSSI値をメモリ106に格納することができ、
格納された値に対して本発明の解析を遂行することがで
きる(実時間で遂行されないこのような解析は格納され
たシーケンスの終りに開始することができ、後にサンプ
リングされた値を前にサンプリングされた値と比較する
ことができる)。代案として、メモリ106を削除して、
選択されたサンプル値の和をランニングさせて維持する
こともできる。更に、本発明による信号処理ステップは
ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはこ
れらの任意の組合わせを使って実現することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は区画式無線電話通信システムの概略図である。
第2図は本発明によるRF受信信号強度表示システムの好
適実施例のブロック図である。第3図および第4図は第
2図の実施例で遂行される関連した制御機能ステップの
うちのいくつかのステップを示すフローチャートであ
る。第3(A)図および第4(A)図は本発明のもう1
つの実施例で遂行される関連した制御機能ステップのう
ちのいくつかのステップを示すフローチャートである。
第5(A)図および第5(B)図は2つの異なる受信RF
信号について第2図の実施例で測定するパラメータを示
すグラフである。 (主な符号の説明) 100……受信信号強度表示システム、102……無線受信
器、104……A/D変換器、106……メモリ、108……ディジ
タル信号処理装置。

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】無線周波信号の瞬時振幅を表わす振幅信号
    を発生する無線周波信号受信手段、 前記受信手段に接続され、一連の離散的な時間間隔で前
    記振幅信号のレベルをサンプリングすることにより、対
    応する一連のサンプリングされた信号レベルを発生する
    サンプリング手段、および 前記サンプリング手段に接続され、前記一連のサンプリ
    ングされた信号レベルの中から、各々の直前にサンプリ
    ングされた信号レベルと各々の直後にサンプリングされ
    た信号レベルのうちの少なくとも一方より大きい上記の
    サンプリングされた信号レベルを選択し、この選択され
    た信号レベルに応じて出力信号を発生する制御手段を含
    むことを特徴とする無線周波受信装置。
  2. 【請求項2】無線周波信号の瞬時振幅を表わす振幅信号
    を出力端に発生する無線周波信号受信手段、前記無線周
    波信号受信手段の出力端に接続され、対応する一連の離
    散的な時間間隔に関連した一連の前記振幅信号を記憶す
    るディジタル・メモリ手段、および 前記ディジタル・メモリ手段に接続され、前記一連の記
    憶された振幅信号の中で、直前に記憶された信号と直後
    に記憶された信号のうちの少なくとも一方より大きい値
    を有する前記記憶された振幅信号の平均値に相当する値
    を有するディジタル信号を発生するディジタル制御手段
    を含むことを特徴とするディジタル制御式受信装置。
  3. 【請求項3】無線周波信号の平均振幅を決定する方法で
    あって、 (a)無線周波信号の瞬時振幅を測定するステップ、 (b)前記瞬時振幅の前回の測定から所定の時間が経過
    した後に、前記無線周波信号の瞬時振幅を再び測定する
    ステップ、 (c)最も新しい測定された2つの前記無線周波信号の
    瞬時振幅のうちのより大きい瞬時振幅を表わす値を記憶
    するステップ、 (d)前記ステップ(b)および(c)を少なくとも1
    回反復するステップ、および (e)前記記憶するステップ(c)において記憶された
    値を平均するステップを含むことを特徴とする無線周波
    信号の平均振幅を決定する方法。
  4. 【請求項4】特許請求の範囲第(3)項記載の無線周波
    信号の平均振幅を決定する方法において、前記反復する
    ステップ(d)は、前記ステップ(b)および(c)を
    所定回数反復するステップを含む無線周波信号の平均振
    幅を決定する方法。
  5. 【請求項5】特許請求の範囲第(3)項記載の無線周波
    信号の平均振幅を決定する方法において、前記反復する
    ステップ(d)は連続的に遂行され、かつ、前記平均す
    るステップ(e)は、Nを所定の整数とするとき、前記
    記憶するステップ(c)によって記憶された最後のN個
    の値だけを平均するステップを含む無線周波信号の平均
    振幅を決定する方法。
  6. 【請求項6】無線周波信号の平均レベルを決定する方法
    であって、 (a)一連の離散的な時点t1乃至tN+1のそれぞれに発生
    する無線周波信号の瞬時信号レベルS1乃至SN+1をサンプ
    リングするステップ、 (b)t1ti<tN+1として、時点t1に前記サンプリング
    するステップによってサンプリングされた瞬時信号レベ
    ルSiを、前記一連の時点のうちの前記時点t1の直後の時
    点ti+1に前記サンプリングするステップ(a)によって
    サンプリングされた次の瞬時信号レベルSi+1と比較する
    ステップ、 (c)前記比較するステップ(b)によって比較された
    2つのサンプリングされた瞬時信号レベルのうちのより
    大きい瞬時信号レベルを選択するステップ、 (d)前記のサンプリングされた瞬時信号レベルS1乃至
    SNの各々に対して、前記比較するステップ(b)および
    前記選択するステップ(c)を反復するステップ、およ
    び (e)前記選択するステップ(c)によって選択された
    複数の前記の瞬時信号レベルを平均するステップを含む
    ことを特徴とする無線周波信号の平均レベルを決定する
    方法。
  7. 【請求項7】特許請求の範囲第(6)項記載の無線周波
    信号の平均レベルを決定する方法において、前記選択す
    るステップ(c)は、任意のサンプリングされた信号レ
    ベルSiを2回まで選択するステップを含む無線周波信号
    の平均レベルを決定する方法。
  8. 【請求項8】特許請求の範囲第(6)項記載の無線周波
    信号の平均レベルを決定する方法において、前記選択す
    るステップ(c)は、更に、上記一連の時点のうちの任
    意の時点tiにサンプリングされた信号レベルSiが、その
    直前の時点ti-1にサンプリングされた信号レベルSi-1
    り小さく、かつ、その直後の時点ti+1にサンプリングさ
    れた信号レベルSi+1より小さい場合は、該信号レベルSi
    を選択しないステップを含む無線周波信号の平均レベル
    を決定する方法。
  9. 【請求項9】特許請求の範囲第(6)項記載の無線周波
    信号の平均レベルを決定する方法において、前記サンプ
    リングするステップ(a)は、前記無線周波信号のレイ
    リー・フェージングの発生率の程度の一定のサンプリン
    グ速度で前記無線周波信号を周期的にサンプリングする
    ステップを含む無線周波信号の平均レベルを決定する方
    法。
  10. 【請求項10】特許請求の範囲第(6)項記載の無線周
    波信号の平均レベルを決定する方法において、前記サン
    プリングするステップ(a)は、一定の期間にわたっ
    て、一定の回数のN+1回だけ前記無線周波信号を周期
    的にサンプリングするステップを含む無線周波信号の平
    均レベルを決定する方法。
  11. 【請求項11】予め設定された周波数の無線周波信号を
    受信し、かつ、前記受信信号の瞬時振幅に応じたRSSI信
    号を発生するための同調可能な無線周波信号受信手段を
    含む形式の無線周波受信装置において、 前記受信手段を制御するように接続されたディジタル信
    号処理装置であって、(a)前記受信手段を所定の無線
    周波数に同調させる機能、(b)一連の離散的な時点t1
    乃至tN+1のそれぞれに発生する前記RSSI信号の瞬時信号
    レベルS1乃至SN+1をサンプリングする機能、(c)1
    〈i〈Nとして、時点tiにサンプリングされた瞬時信号
    レベルSiを、前記一連の時点のうちの前記時点tiの直後
    の時点ti+1にサンプリングされた次の瞬時信号レベルS
    i+1と比較する機能、(d)1〈i〈Nとして、iの各
    整数値に対する2つのサンプリングされ比較された瞬時
    信号レベルのうちのより大きい瞬時信号を選択する機
    能、および(e)前記の選択された瞬時信号レベルの平
    均値に対応するディジタル信号を出力する機能を遂行す
    るようにプログラミングされたディジタル信号処理装置
    を含むことを特徴とする無線周波受信装置。
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