JPH04127619A - ダイバーシチ受信回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明は、フェージングの影響を受ける無線通信におい
て、複数のフェージング受信波を合成することにより、
包絡線レベルの落ち込みを軽減するダイバーシチ受信回
路に関する。

〔従来の技術］ 特に、陸上移動伝搬路を経由した受信波は多重波干渉に
よるフェージングを受けるが、そのフェージング受信波
の包絡線レベルは受信機の熱雑音レベル近くまで頻繁に
落ち込むことがある。このような受信レベルの低下は高
品質伝送の障害となっている。

ダイバーシチ受信回路は、複数のフェージング受信波を
合成してそれぞれの包絡線レベルの落ち込みを避ける構
成になっているが、ダイバーシチ効果を高めるために、
各フェージング受信波を同位相に合わせ、適当な重み付
けをして合成することが行われている。

第３図は、従来のダイバーシチ受信回路の基本構成を示
すブロック図である。

なお、ここでは、空間ダイバーシチを実現する２本のア
ンテナに受信されるフェージング受信波に対して（ブラ
ンチ数２）、位相制御および包絡線レベルに比例した重
み付けを行って合成する合成回路（ＣＯＭＢ）を一つの
ブロックで示す。

図において、第１アンテナ３１１に受信された信号は、
第１可変利得増幅器（ＡＭＰＩ）３２に入力され、所定
のレベルに増幅されて合成回路３３に入力される。第２
アンテナ３１□に受信された信号は、第２可変利得増幅
器（ＡＭＰ２）３２□に入力され、所定のレベルに増幅
されて合成回路（ＣＯＭＢ）３３に入力される。合成回
路３３では、所定のレベルに制御された各ブランチのフ
ェージング受信波に対して、位相制御と包絡線レベルま
たは信号のキャリア対雑音比（ＣＮ比）の平方根に比例
した重み付けとを行って合成し、そのダイバーシチ合成
出力信号は検波回路（ＤＥＴ）３４に人力されて検波さ
れる。

第１可変利得増幅器３２．の出力信号は、第１検波回路
（ＤＥＴＩ）３５１に入力されてその包路線信号が検出
され、さらに第１低域通過フィルタ（ＬＰＦＩ）３６．
を介してその低周波成分が抽出され、第１可変利得増幅
器３２１の制御信号としてその制御端子Ｃ０ＮＴｌに送
出される。なお、第１低域通過フィルタ３６、では、キ
ャリア成分と変調による包絡線変動成分が除去され、伝
搬路における包絡線変動分のみが抽出されて制御信号と
なる。

この第１可変利得増幅器３２３、第１検波回路３５１お
よび第１低域通過フィルタ３６．により構成される第１
自動利得制御増幅回路（ＡＧＣ増幅回路１）３７．によ
り、第１ブランチのフェージング受信波のレベルがほぼ
一定になるように利得制御が行われる。

また、第二自動利得制御増幅回路（ＡＧＣ増幅回路２）
３７□についても同様である。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、第３図に示す従来のダイバーシチ受信回路で
は、各ブランチにそれぞれ独立して備えられている自動
利得制御増幅回路３７．．３７□に応答遅延およびリン
キング現象がある。その様子を第４図に示す。

第４図（ａ）、（ｂ）は、それぞれ第１ブランチの可変
利得増幅器（ＡＭＰＩ）３２．および第２ブランチの可
変利得増幅器（ＡＭＰ２）３２□の入力信号（実線）と
出力信号（破線）の時間変化をその包路線レベルで示し
たものである。ここで、Ｌｌ。

Ｌ２で示されたレベルは、入力信号レベルに変動がない
ときにそれぞれ利得制御される出力レベルを示す。

図において、Ａでは入力信号レベルの変動が緩やかであ
り、出力信号レベルはほぼ一定に制御されている。

しかし、時刻Ｂあるいは時刻りでは入力信号レベルが急
峻に変動したために、出力信号がＣに示すように大きく
リンキングを起こす。また、その制御動作に時間τの遅
延が生ずる。

これらの現象は、自動利得制御増幅回路３７．．３７□
を構成する低域通過フィルタ３６．．３６□に時定数に
よる応答遅延があり、急峻な変動に追従できないために
発生する。

なお、ここでは包絡線レベルのリンキングについて示し
たが、時刻Ｂ、Ｄのように大きくレベルが低下すると位
相も大きく変動し、位相追従も不十分となって出力位相
のリンキングも発生する。

合成回路３３では、このようなリンキングの大きな変動
に追従してダイバーシチ合成処理を行う必要があるが、
その制御は極めて困難である。特に、変動の速いフェー
ジング条件では、合成された信号の包路線レベルおよび
位相がリンキングのために乱れており、良好なダイバー
シチ効果を得ることができなかった。

本発明は、リンキングによるダイバーシチ効果の低下を
改善するダイバーシチ受信回路を提供することを目的と
する。

〔課題を解決するだめの手段］ 本発明は、複数のアンテナで受信された各ブランチの信
号をそれぞれ所定のレベルに制ｉする複数の可変利得増
幅器と、前記複数の可変利得増幅器の各出力信号を取り
込み、ダイバーシチ合成処理を行う合成回路とを備えた
ダイバーシチ受信回路において、前記複数の可変利得増
幅器の各出力信号を分岐して取り込み、それぞれ検出さ
れる包絡線信号を合成して前記複数の可変利得増幅器の
利得を共通に制御する自動利得制御手段を備えて構成す
る。

〔作　用〕

本発明は、複数の可変利得増幅器の各出力信号からそれ
ぞれ検出される包絡線信号を合成し、その合成された包
路線信号を用いてすべての可変利得増幅器の利得を共通
に制御する。したがって、各ブランチの可変利得増幅器
では、リンキングを発生するような急峻なレベル変動に
対する追従動作が抑圧される。

すなわち、各ブランチの信号（フェージング受信波）の
レベル変動が急峻な場合であっても、他のブランチの信
号から検出される包絡線信号のレベルが高ければその利
得制御が抑圧され、リンキングの発生を最小限に抑える
ことができる。

なお、各ブランチ対応の可変利得増幅器は、それぞれの
信号レベルを所定のレベルに制御するものであるが、他
のブランチよりもレベルの低い入力信号を無理に一定し
ベルに増幅したとしても、合成回路におけるダイバーシ
チ合成処理の基準となるＣＮ比の改善は困難である。し
たがって、各可変利得増幅器で急峻なレベル変動に追従
して所定のレベルに制御されてもＣＮ比の改善が望めな
い以上、むしろそのために発生するリンキングを抑え、
それが合成回路でダイバーシチ合成処理に与える影響を
回避する方が、ダイバーシチ効果を有効に引き出すこと
ができるといえる。本発明は、この原理に基づいたもの
である。

〔実施例〕

以下、図面に基づいて本発明の実施例について詳細に説
明する。

第１図は、本発明ダイバーシチ受信回路の一実施例構成
を示すブロック図である。

なお、本実施例はブランチ数２の場合の構成であり、各
ブランチの信号に対して位相制御および包絡線レベルに
比例した重み付けを行って合成する合成回路（ＣＯＭＢ
）を一つのブロックで示す。

図において、第１アンテナ３１．に受信された信号は、
第１可変利得増幅器（ＡＭＰ　１　）３２゜に入力され
、所定のレベルに増幅されて合成回路３３に入力される
。第２アンテナ３１□に受信された信号は、第２可変利
得増幅器（ＡＭＰ２）３２□に入力され、所定のレベル
に増幅されて合成回路（ＣＯＭＢ）３３に入力される。

合成回路３３では、所定のレベルに制御された各ブラン
チのフェージング受信波に対して、位相制御と包絡線レ
ベルまたは信号のＣＮ比の平方根に比例した重み付けと
を行って合成し、その合成出力は検波回路（ＤＥＴ）３
４に入力されて検波される。

第１可変利得増幅器３２１の出力信号は、第１検波回路
（ＤＥＴＩ）３５．に入力されてその包絡線信号が検出
される。また、第２可変利得増幅器３２□の出力信号は
、第２検波回路（ＤＥＴ２）３５□に入力されてその包
絡線信号が検出される。

包絡線合成回路１１は、各検波回路３５．．３５□から
出力される包路線信号を合成し、低域通過フィルタ（１
−ＰＦ）１３に送出する。低域通過フィルタ１３では、
その合成包絡線信号の低周波成分を抽出し、第１可変利
得増幅器３２．および第２可変利得増幅器３２□の共通
する制御信号としてその制御端子Ｃ０ＮＴ　１、Ｃ０Ｎ
Ｔ２に送出する。

なお、低域通過フィルタ１３は、キャリア成分と変調に
よる包絡線変動成分を除去し、伝搬路における包絡線変
動分のみを抽出して制御信号を出力する構成である。

ここで、本発明による自動利得制御手段は、第１検波回
路３５０、第２検波回路３５□、包絡線合成回路１１お
よび低域通過フィルタ１３により構成される。また、こ
の自動利得制御手段と各ブランチの可変利得増幅器３２
．．３２□とを含めた構成は、本発明の特徴とする自動
利得制御増幅回路（ＡＧＣ増幅回路）１５を構成する。

以下、第２図を参照して、本発明実施例回路の動作につ
いて説明する。

第２図（ａ）、（ｂ）は、それぞれ第１ブランチおよび
第２ブランチの可変利得増幅器３２．．３２□の入力信
号（実線）と出力信号（破線）の時間変化をその包路線
レベルで示したものである。ここで、各入力信号の変動
は従来技術との対比を容易にするために同しものを示し
、Ｌｌ、Ｌ２で示されたレベルは、同様に入力信号レベ
ルに変動がないときに利得制御される出力レベルを示す
。

各ブランチの信号（フェージング受信波）が第２図（ａ
）、（ｂ）に実線で示すように包絡線レベルが変動する
と、その合成包絡線信号は第２図（Ｃ）に実線で示すよ
うに、その高い方が選択された場合とほぼ同様の波形と
なり、各可変利得増幅器３２．．３２□の制御端子Ｃ０
ＮＴ１、Ｃ０ＮＴ２には同し波形の制御信号が同時に入
力される。

すなわち、各包絡線信号は正の値を有するので、その合
成包路線信号はいずれの包路線信号よりもレベルが大き
くなる。したがって、少なくとも一方の包絡線レベルが
大きいときには、その合成包路線レベルは大きく両方の
可変利得増幅器３２１．３２□の利得が抑えられる。一
方、各包絡線レベルがともに小さいときに、はじめてそ
の合成包絡線レベルが小さくなり、両方の可変利得増幅
器３２、　　３２２の利得が大きくなるように制御され
る。その結果、各可変利得増幅器３２．．３２２の出力
信号の包路線レベルは、第２図（ａ）、（ｂ）の破線で
示す状態で変化する。すなわち、各出力信号の包路線レ
ベルは、それぞれ一定になるように制御されているわけ
ではなく、急峻なレベル変動にはあえて追従しないよう
になっている。

このように、時刻Ｂ、時刻Ｄ、時刻Ｅではそれぞれ一方
の入力信号のレベルが低下するが、他方のブランチのレ
ベルが十分に高いので、合成包路線信号のレベル低下は
みられず、その出力信号は入力信号とほぼ同じレベルと
なる。したがって、合成包路線信号の変動は各包路線信
号の変動に比べて緩やかになり、各ブランチの可変利得
増幅器３２□、３２２の出力信号にリンキングが発生す
ることはない。

しかも、合成回路３３ではリンキングが生じていないの
でダイバーシチ合成処理が容易となり、第２図（ｄ）に
示すように、各ブランチからの入力信号に変動があるも
のの、そのダイバーシチ合成処理は有効に働き、ダイバ
ーシチ合成出力信号の包絡線レベルをほぼ一定に制御す
ることができる。

なお、自動利得制御増幅回路１５はフィードバックルー
プを形成しており、ループの動作は低域通過フィルタ１
３により遅延するが、上述したように合成包路線信号の
変動は緩やかであるのでその影響は少ない。

ところで、本実施例を含む以上の説明では、自動利得制
御増幅回路から出力される各ブランチのキャリア変調波
についてダイバーシチ合成する構成を示したが、先に検
波器で同相成分および直交成分を検波してからダイバー
シチ合成する構成においても本発明の適用は可能である
。

〔発明の効果〕

上述したように、本発明ダイバーシチ受信回路の自動利
得制御増幅回路を用いることにより、変動が速いフェー
ジング受信波に対する利得制御が緩やかに行われるので
リンキングの発生が抑圧される。したがって、変動が速
いフェージング伝搬路においてダイバーシチ合成処理が
容易になり、劣化の少ないダイバーシチ受信系を実現す
ることができる。

また、低域通過フィルタも一つにすることができるので
、回路規模を小さくすることができる。

なお、変動が速いフェージング伝搬路においてもダイバ
ーシチ効果を有効に引き出すことが可能であり、さらに
回路構成も簡単になるので、本発明ダイバーシチ受信回
路は移動通信への適用が有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例構成を示すブロック図。 第２図は本発明実施例回路の動作を説明する図。 第３図は従来のダイバーシチ受信回路の基本構成を示す
ブロック図。 第４図は従来回路の動作を説明する図。 １１・・・包絡線合成回路、１３・・・低域通過フィル
タ（ＬＰＦ）、１５・・・自動利得制御増幅回路（ＡＧ
Ｃ増幅回路）、３１・・・アンテナ、３２・・・可変利
得増幅器（ＡＭＰＩ、ＡＭＰ２）、３３・・・合成回路
（ＣＯＭＢ）、３４・・・検波回路（ＤＥＴ）　、３５
・・・検波回路（ＤＥＴＩ、ＤＥＴ２）、３６・・・低
域通過フィルタ（ＬＰＦＩ、ＬＰＦ２）、３７・・・自
動利得制御増幅回路（ＡＣ；Ｃ増幅回路１、ＡＧＣ増幅
回路２）。 第 図 第 図 （ａ） Ｃｂ） 第 図 （ａ） （ｂ） 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数のアンテナで受信された各ブランチの信号を
   それぞれ所定のレベルに制御する複数の可変利得増幅器
   と、 前記複数の可変利得増幅器の各出力信号を取り込み、ダ
   イバーシチ合成処理を行う合成回路とを備えたダイバー
   シチ受信回路において、 前記複数の可変利得増幅器の各出力信号を分岐して取り
   込み、それぞれ検出される包絡線信号を合成して前記複
   数の可変利得増幅器の利得を共通に制御する自動利得制
   御手段を備えた ことを特徴とするダイバーシチ受信回路。