JPH11122132A

JPH11122132A - 無線装置

Info

Publication number: JPH11122132A
Application number: JP28234097A
Authority: JP
Inventors: Hideo Nabeshima; 秀生鍋嶋; Minoru Kanda; 実神田; Koji Kobayashi; 浩治小林; Atsushi Misawa; 篤志三澤; Takashi Fujii; 隆藤井
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1997-10-15
Filing date: 1997-10-15
Publication date: 1999-04-30

Abstract

(57)【要約】【課題】幅広いダイナミックレンジの受信電力検出機能
を維持しながら、しかも高い検出精度を有する無線装置
を提供することにある。【解決手段】ＩＦアンプ１０はアンテナ端から入力され
る受信電力を検出し、ＲＳＳＩ信号として出力する。Ｉ
Ｆアンプ１０が出力したＲＳＳＩ信号は、Ａ／Ｄ変換器
２３の入力条件に適応させるために利得およびオフセッ
ト値を調整する複数系統のアンプ２１、２４と、時定数
を異ならせたＬＰＦ２２、２５とからなる波形整形部２
８、２９の何れかに、受信電力を検出する目的に対応し
て入力する。連動スイッチ２６、２７はこの目的に応じ
て波形整形部２８，２９を選択するためのスイッチであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は受信側で受信した受
信電力を検出する機能を有する無線装置に関し、例え
ば、自動車電話、携帯電話やその基地局、および無線Ｌ
ＡＮ等の無線通信分野に好適する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種無線装置について図面を参
照して説明する。図５は従来の無線装置の概略を示す構
成図である。図において、送受信のための共通要素とし
て、搬送波となる電波の送受信を行なうアンテナ１、送
受信時に不要な周波数を阻止し、使用する全チャンネル
の帯域のみを通過させる帯域通過フィルタ２、送受信信
号の方向性を決定するサーキュレータ３を備えている。

【０００３】そしてまず受信側について説明すると、サ
ーキュレータ３を通過した受信信号は強入力時の回路保
護や受信電力調整に用いられるアッテネータ４と、微弱
な信号を低雑音で増幅するローノイズアンプ５（以下、
ＬＮＡ：ＬｏｗＮｏｉｓｅＡｍｐｌｉｆｅｒと記す）
と、受信時の不要な電波を阻止し、使用する全チャンネ
ルの帯域のみを通過させる帯域通過フィルタ６とを通過
してダウンコンバータ７に入力する。ダウンコンバータ
７では搬送波周波数が第１の中間周波数（以下、ＩＦ：
ＩｎｔｅｒｍｉｄｅｄｉａｔｅＦｒｅｑｕｅｎｃｙと
記す）に変換され、変換された第１の中間周波数は帯域
通過フィルタ８でチャンネルの帯域外成分が除去され、
さらにダウンコンバータ９で第２のＩＦ周波数に変換さ
れる。

【０００４】第２のＩＦ周波数はＩＦアンプ１０で増幅
されるともに受信電力が検出される。検出した受信電力
は電力の大きさに応じた電圧値を持つ受信電力検出信号
（以下、ＲＳＳＩ信号：ＲｅｃｅｉｖｅＳｉｇｎａｌ
ＳｔｒｅｎｇｔｈＩｎｄｉｃａｔｏｒと記す）とし
て出力される。ＩＦアンプ１０で増幅された第２のＩＦ
周波数の受信信号は復調部１１に入力され、復調部１１
はベースバンドの受信データおよびそれに同期するクロ
ックを再生する。その再生された受信データとクロック
は無線部のタイミング制御、誤り訂正、同期補足等の制
御を行なう制御部２０に送られる。

【０００５】一方、ＩＦアンプ１０より出力されるＲＳ
ＳＩ信号はアンプ２１で次段のＡ／Ｄ変換器２３の入力
条件に適応させるために増幅やオフセット調整された
る。このアンプ２１から出力されるＲＳＳＩ信号はロー
パスフィルタ２２（以下、ＬＰＦ：ＬｏｗＰａｓｓ
Ｆｉｌｔｅｒと記す）でＲＳＳＩ信号に重畳する雑音成
分が除去されて波形整形され、その波形整形されたＲＳ
ＳＩ信号は制御部２０にデジタル信号として取り込める
ようにＡ／Ｄ変換器２３でＡ／Ｄ変換される。

【０００６】また、送信側については、直交変調部１７
で制御部２０より送られたベースバンドの送信データで
変調し、ＩＦアンプ１６でその変調信号を増幅し、アッ
プコンバータ１５でその変調信号を搬送波周波数に変換
する。そして、搬送波周波数に変換された変調信号は、
送信時に不要な周波数を阻止し使用する全チャンネルの
帯域のみを通過させる帯域通過フィルタ１４を介してプ
リアンプ１３に入力し、該プリアンプ１３で次段のパワ
ーアンプ１２の適正な入力電力まで増幅され、更にパワ
ーアンプ１２で所望の送信電力まで増幅され、サーキュ
レータ３および帯域通過フィルタ２を経由してアンテナ
１より送信電波として放射される。

【０００７】尚局部発振回路１８および１９は周波数変
換時や変復調時に使用される高安定な局部発振信号を発
生させるものである。このような構成の無線装置は特開
平７−２８８４８５号公報に開示されているように受信
電力を検出する機能を有しており、幅広いダイナミック
レンジで受信電力をモニタすることができる。とくに、
ＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式の無線装置では、空チャンネルや
空スロットを検索するキャリァセンス時にこの機能が活
用される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、無線
装置の受信機に入力される電波は通信相手となる無線装
置との距離や電波伝搬環境により絶えず幅広い電力範囲
で受信信号が変動している。このような電波伝搬環境の
中で微弱な信号から強入力な信号までを検出できるよう
に幅広いダイナミックレンジで無線装置は設計されてい
る。ところが、狭い電力検出範囲で精度良くモニタする
用途、例えば、無線装置に接続されているアンテナの状
態をモニタするアンテナ異常検出、送信出力を受信側で
モニタする送信電力モニタには、前述したような幅広い
ダイナミックレンジでは精度良くモニタすることができ
なくなる。

【０００９】本発明の目的は、上記の問題点を解決する
ために、幅広いダイナミックレンジの受信電力検出機能
を維持しながら、しかも高い検出精度を有する無線装置
を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明では、アンテナ端から入力される受信
電力を検出し、ＲＳＳＩ信号として出力する受信電力検
出部と、ＲＳＳＩ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ
変換器と、前記受信電力検出部が出力したＲＳＳＩ信号
を、前記Ａ／Ｄ変換器の入力条件に適応させるために、
利得およびオフセット値を調整する複数系統のアンプと
を有する無線装置であって、受信電力を検出する目的に
対応して、前記受信電力検出部との接続を前記複数系統
のアンプのいずれかに切り替える切替手段を具備して成
ることを特徴とする。

【００１１】請求項２の発明では、請求項１の発明にお
いて、受信電力検出部が出力したＲＳＳＩ信号から雑音
成分を取り除く、時定数を異ならせた複数系統のローパ
スフィルタを具備し、受信電力を検出する目的に対応し
て、前記受信電力検出部との接続を複数系統のアンプに
切り替えるとともに、前記複数系統のローパスフィルタ
のいずれかに切り替える切替手段を具備して成ることを
特徴とする。

【００１２】請求項３の発明では、請求項１の発明にお
いて、Ａ／Ｄ変換器が受信信号のサンプリング回数を変
更可能に構成され、取り込んだデジタル信号で平均化の
演算を実施して、重畳する雑音成分を演算上で除去する
機能を具備して成ることを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明について、図面を参
照して説明する。（実施形態１）本実施形態としてＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式
を採用するヘテロダイン方式の無線装置について説明す
る。

【００１４】本実施形態は送信時のアンテナ１の接続状
況をモニタするアンテナ異常検出機能を有しており、ア
ンテナ端での反射電力を受信側のＲＳＳＩ信号検出機能
を有するＩＦアンプ１０にてモニタする方式で実現して
いる。この無線装置は、図１に示すように、従来の例と
同様に、搬送波となる電波の送受信のための共通要素と
して、アンテナ１、送受信時に不要な周波数を阻止し、
使用する全チャンネルの帯域のみを通過させる帯域通過
フィルタ２、送受信信号の方向性を決定するサーキュレ
ータ３を備えている。

【００１５】受信側について説明すると、サーキュレー
タ３を通過した受信信号は強入力時の回路保護や受信電
力調整に用いられるアッテネータ４と、微弱な信号を低
雑音で増幅するローノイズアンプ５（以下、ＬＮＡ：Ｌ
ｏｗＮｏｉｓｅＡｍｐｌｉｆｅｒと記す）と、受信
時の不要な電波を阻止し、使用する全チャンネルの帯域
のみを通過させる帯域通過フィルタ６とを通過してダウ
ンコンバータ７に入力する。ダウンコンバータ７では搬
送波周波数が第１の中間周波数（以下、ＩＦ：Ｉｎｔｅ
ｒｍｉｄｅｄｉａｔｅＦｒｅｑｕｅｎｃｙと記す）に
変換され、変換された第１の中間周波数は帯域通過フィ
ルタ８でチャンネルの帯域外成分が除去され、さらにダ
ウンコンバータ９で第２のＩＦ周波数に変換される。

【００１６】第２のＩＦ周波数はＩＦアンプ１０で増幅
されるともに受信電力が検出される。検出した受信電力
は電力の大きさに応じた電圧値を持つ受信電力検出信号
（以下、ＲＳＳＩ信号：ＲｅｃｅｉｖｅＳｉｇｎａｌ
ＳｔｒｅｎｇｔｈＩｎｄｉｃａｔｏｒと記す）とし
て出力される。ＩＦアンプ１０で増幅された第２のＩＦ
周波数の受信信号は復調部１１に入力され、復調部１１
はベースバンドの受信データおよびそれに同期するクロ
ックを再生する。その再生された受信データとクロック
は無線部のタイミング制御、誤り訂正、同期補足等の制
御を行なう制御部２０に送られる。

【００１７】一方ＩＦアンプ１０より出力されるＲＳＳ
Ｉ信号は、波形成形部２８又は２９に入力される。波形
整形部２８はアンプ２１およびＬＰＦ２２より構成さ
れ、アンプ２１はＩＦアンプ１０より出力されるＲＳＳ
Ｉ信号を次段のＡ／Ｄ変換器２３の入力条件に適応させ
るために増幅やオフセット調整を行ない、ＬＰＦ２２は
ＲＳＳＩ信号に重畳する雑音成分を除去して波形を整形
するものである。

【００１８】同様に波形整形部２９は、アンプ２４およ
びＬＰＦ２５より構成され、アンプ２４はアンプ２１よ
り大きな利得を持つもので、ＩＦアンプ１０より出力さ
れるＲＳＳＩ信号を次段のＡ／Ｄ変換器２３の入力条件
に適応させるために増幅やオフセット調整を行ない、Ｌ
ＰＦ２５はＬＰＦ２２と同様にＲＳＳＩ信号に重畳する
雑音成分を除去して波形を整形するものであるが、ＬＰ
Ｆ２２より大きな時定数を持ち、アンプ２４との組み合
わせでＲＳＳＩ信号の取り込み精度を上げることができ
るものである。

【００１９】これらの波形整形部２８，２９の入出力端
には互いに連動する連動スイッチ２６，２７が挿入され
ており、Ａ／Ｄ変換器２３とＩＦアンプ１０との間に挿
入される波形整形部を、受信電力検出目的に従い、スイ
ッチ２６，２７で選択あれるようになっている。波形整
形部２８又は２９で波形整形されたＲＳＳＩ信号は制御
部２０にデジタル信号として取り込めるようにＡ／Ｄ変
換器２３でＡ／Ｄ変換される。

【００２０】また、本発明のアンプ２４はアンプ２１と
同様にＩＦアンプ１０より検出されたＲＳＳＩ信号を次
段のＡ／Ｄ変換器２３の入力条件に適応させるために増
幅やオフセット調整を行なうが、アンプ２１より大きな
利得を持っている。そして、本発明のＬＰＦ２５はＬＰ
Ｆ２２より大きな時定数を持ち、アンプ２４との組合せ
でＲＳＳＩ信号の取込精度を上げることができる。これ
らアンプ２４とＬＰＦ２５とで波形整形部Ｂ２９が構成
されている。

【００２１】連動スイッチ２６、２７はその受信電力検
出目的に従い、ＲＳＳＩ信号の波形整形部Ａ２８と波形
整形部Ｂ２９とを切り替えて次段のＡ／Ｄ変換器２３へ
の出力信号を選択する。その選択された出力信号は制御
部２０にデジタル信号として取り込めるようにＡ／Ｄ変
換器２３にてＡ／Ｄ変換される。また、送信側について
は、直交変調部１７で制御部２０より送られたベースバ
ンドの送信データで変調し、ＩＦアンプ１６でその変調
信号を増幅し、アップコンバータ１５でその変調信号を
搬送波周波数に変換する。そして、搬送波周波数に変換
された変調信号は、送信時に不要な周波数を阻止し使用
する全チャンネルの帯域のみを通過させる帯域通過フィ
ルタ１４を介してプリアンプ１３に入力し、該プリアン
プ１３で次段のパワーアンプ１２の適正な入力電力まで
増幅され、更にパワーアンプ１２で所望の送信電力まで
増幅され、サーキュレータ３および帯域通過フィルタ２
を経由してアンテナ１より送信電波として放射される。

【００２２】尚局部発振回路１８および１９は周波数変
換時や変復調時に使用される高安定な局部発振信号を発
生させるものである。このように構成された本実施形態
では、空チャンネルや空スロットをサーチするキャリア
センスや通信チャンネル確立後の受信電力をモニタする
場合は、連動スイッチ２６、２７を波形整形部２８側へ
倒すと、利得が小さく、幅広いダイナミックレンジを有
するアンプにより、マルチパスやフェージング等に起因
する受信電力変動をも検出できるように広いダイナミッ
クレンジ（図２（ａ）のＡ−Ａ’）で受信電力をモニタ
できる。

【００２３】さらに、波形整形部２８のＬＰＦ２２が小
さい時定数を持つフイルタ構成となっているため、バー
スト動作するスロット毎の受信信号も確実にモニタでき
る。次に、アンテナ異常検出を行なう場合、前述したよ
うにアンテナ異常検出は送信時のアンテナ端での反射電
力を受信側のＲＳＳＩ信号検出機能を有するＩＦアンプ
１０にて電圧値に変換する方式を採用しており、受信側
に入力される反射信号と送信信号とを分離するためサー
キュレータ３を使用し、送信時は受信側を保護する目的
でアッテネータ４をオンにする。

【００２４】ここで、サーキュレータ３に入力する送信
電力をＰtx（正）、サーキュレータ３からアンテナ１ま
でのロスをＬ（正）、アンテナ端での入力電力に対する
反射電力の大きさを表すＳパラメータをＲ（負）、サー
キュレータ３の送受信間ポートのアイソレーションをＩ
so（正）とするならば、アンテナ異常を検出するための
電力範囲は、（Ｐtx−Ｌ＋Ｒ）−（Ｐtx−Ｉso）＝Ｉso
＋（Ｒ−Ｌ）で表すことができる。この式よりアンテナ
異常検出の電力範囲はサーキュレータ３のアイソレーシ
ョンで決まり、図２（ｂ）のＢ−Ｂ’に示すように狭い
範囲で反射電力を検出する必要がある。

【００２５】そこで、連動スイッチ２６、２７を波形整
形部２９に倒すと、微小な電力変動を検出できるように
大きな利得を持つアンプ２４と大きな時定数を持つＬＦ
Ｐ２５により、重畳している雑音成分を充分に除去した
後に、Ａ／Ｄ変換器２３を通してデジタル信号が精度良
く取り込めることになる。以上説明したように、本実施
形態では、キャリアセンスや受信電力モニタ等の広いダ
イナミックレンジを必要とする電力検出と、アンテナ異
常検出等の狭いダイナミックレンジで高い精度を必要と
する電力検出とを簡単な構成で実現することができる。

【００２６】（実施形態２）本実施形態は、図３（ａ）
に示すように、実施形態１と略同じ構成からなるもので
あるが、連動スイッチ２６、２７にて異なる利得のアン
プ２１、２４のみからなる波形整形部３０、波形整形部
３１を切り替え、一つのＬＰＦ２４を共用しているとこ
ろが相違する。

【００２７】但し、Ａ／Ｄ変換器２３における受信信号
のサンプリング回数は自由に制御できるようになってお
り、受信電力を検出する目的により、そのサンプリング
回数を変更し、取り込んだデジタル信号で平均化の演算
を行なって平均値を図３（ｂ）に示すように求める機能
を有している。この実施形態の要部の動作について説明
する。

【００２８】空チャンネルや空スロットをサーチするキ
ャリアセンスや通信チャンネル確立後の受信電力をモニ
タする場合は、連動スイッチ２６、２７を波形整形部３
０側に倒し、マルチパスやフェージング等に起因する受
信電力変動を検出できるように、広いダイナミックレン
ジ（図４（ａ）のＡ−Ａ’）でモニタする。ここで、波
形整形部３０および波形整形部Ｂ３１で兼用するＬＰＦ
２２はスロット毎の受信信号をモニタする必要があるた
め、小さい時定数を持つフィルタ構成となっている。

【００２９】次に、送信電力をモニタする場合について
説明する。サーキュレータ３へ入力される送信電力をＰ
tx、サーキュレータ３のアイソレーションをＩsoとする
と、Ｐtx−Ｉsoの電力が受信側へ入力される。通常、こ
の電力は受信側にとって過入力となるため、送信時はア
ッテネータ４をオンにする。受信側での送信電力をモニ
タする電力検出範囲は、送信電力が既知で変動範囲も微
小なので、狭いダイナミックレンジ（図４（ｂ）のＣ−
Ｃ’）でモニタする必要がある。したがって、連動スイ
ッチ２６、２７を波形整形部３１側に倒し、微小な電力
変動を検出できるように利得の大きいアンプ２４で増幅
する。

【００３０】その増幅後の信号には雑音成分が無視でき
ない振幅で重畳しており、Ａ／Ｄ変換器２３のサンプリ
ング回数を許容できる範囲で充分増やし、その取り込ん
だデータを平均化することにより、時定数の大きなＬＰ
Ｆで雑音除去を行なうのと同様な機能を果たすことがで
きる。したがって、本実施形態でも、キャリアセンスや
受信電力モニタ等の広いダイナミックレンジを必要とす
る電力検出と、送信電力モニタ等の狭いダイナミックレ
ンジで高い精度を必要とする電力検出とを簡単な構成で
実施することが可能となる。

【００３１】尚その他の動作を実施形態１と同じである
から動作説明は省略し、同じ構成要素には同じ番号、記
号を付す。

【００３２】

【発明の効果】請求項１の発明は、アンテナ端から入力
される受信電力を検出し、ＲＳＳＩ信号として出力する
受信電力検出部と、ＲＳＳＩ信号をデジタル信号に変換
するＡ／Ｄ変換器と、前記受信電力検出部が出力したＲ
ＳＳＩ信号を、前記Ａ／Ｄ変換器の入力条件に適応させ
るために、利得およびオフセット値を調整する複数系統
のアンプとを有する無線装置であって、受信電力を検出
する目的に対応して、前記受信電力検出部との接続を前
記複数系統のアンプのいずれかに切り替える切替手段を
具備しているので、切替手段によりその受信電力を検出
する目的に対応して、異なる利得を持つアンプを切り替
えることにより、複数のダイナミックレンジを選択する
ことができるため、広いダイナミックレンジを必要とす
る受信電力検出から、アンテナ異常検出や送信電力モニ
タ等の狭いダイナミックレンジを必要とする電力検出ま
でを正しくレベル判定することができるという効果があ
る。

【００３３】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、受信電力検出部が出力したＲＳＳＩ信号から雑音成
分を取り除く、時定数を異ならせた複数系統のローパス
フィルタを具備し、受信電力を検出する目的に対応し
て、前記受信電力検出部との接続を複数系統のアンプに
切り替えるとともに、前記複数系統のローパスフィルタ
のいずれかに切り替える切替手段を具備しているので、
請求項１の発明におけるＲＳＳＩ信号処理用のアンプの
切り替えによる受信電力のダイナミックレンジの選択だ
けでなく、バースト信号の受信電力モニタやアンテナ異
常検出等の高い精度が必要となる用途に対してまで雑音
成分を充分に除去しながら正しいレベル判定ができると
いう効果がある。

【００３４】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、Ａ／Ｄ変換器が受信信号のサンプリング回数を変更
可能に構成され、取り込んだデジタル信号で平均化の演
算を実施して、重畳する雑音成分を演算上で除去する機
能を具備しているので、受信信号検出信号から雑音成分
を取り除くＬＰＦを異なる時定数を選択する代わりに、
次段のＡ／Ｄ変換器のサンプリング回数が変更可能と
し、平均化の精度を調整することができるようになって
いるため、ＬＰＦを増加することなしに、請求項１の発
明におけるＲＳＳＩ信号処理用のアンプの切り替えによ
る受信電力のダイナミックレンジの選択だけでなく、バ
ースト信号の受信電力モニタやアンテナ異常検出等の高
い精度が必要となる用途に対してまで雑音成分を充分に
除去しながら正しいレベル判定ができるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１の無線装置の構成図であ
る。

【図２】（ａ）は受信電力検出時のＲＳＳＩレベルの検
出範囲を示す説明図である。（ｂ）は送信電力検出時の
ＲＳＳＩレベルの検出範囲を示す説明図である。

【図３】（ａ）は本発明の実施形態２の無線装置の構成
図である。（ｂ）は同上ＮＯＡ／Ｄ変換器のサンプリン
グ値の平均化の説明図である。

【図４】（ａ）は受信電力検出時のＲＳＳＩレベルの検
出範囲を示す説明図である。（ｂ）は送信電力検出時の
ＲＳＳＩレベルの検出範囲を示す説明図である。

【図５】従来の無線装置の構成図である。

【符号の説明】

１アンテナ１０，１６ＩＦアンプ２１，２４アンプ２２，２５ＬＰＦ２３Ａ／Ｄ変換器２６，２７連動スイッチ２８波形整形部２９波形整形部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者三澤篤志大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者藤井隆大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アンテナ端から入力される受信電力を検出
し、受信電力検出信号として出力する受信電力検出部
と、受信電力検出信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ
変換器と、前記受信電力検出部が出力した受信電力検出
信号を、前記Ａ／Ｄ変換器の入力条件に適応させるため
に、利得およびオフセット値を調整する複数系統のアン
プとを有する無線装置であって、受信電力を検出する目
的に対応して、前記受信電力検出部との接続を前記複数
系統のアンプのいずれかに切り替える切替手段を具備し
て成ることを特徴とする無線装置。
【請求項２】前記受信電力検出部が出力した受信電力検
出信号から雑音成分を取り除く、時定数を異ならせた複
数系統のローパスフィルタを具備し、受信電力を検出す
る目的に対応して、前記受信電力検出部との接続を前記
複数系統のアンプに切り替えるとともに、前記複数系統
のローパスフィルタのいずれかに切り替える切替手段を
具備して成ることを特徴とする請求項１記載の無線装
置。
【請求項３】前記Ａ／Ｄ変換器が受信信号のサンプリン
グ回数を変更可能に構成され、取り込んだデジタル信号
で平均化の演算を実施して、重畳する雑音成分を演算上
で除去する機能を具備して成ることを特徴とする請求項
１記載の無線装置。