CN1367588A - 天线分集通信装置 - Google Patents

Abstract

一种天线分集通信装置,具有:从多个天线中选择1个天线的切换部件;测定选择的天线的接收状态的接收信息测定部件;存储当前信道和下次信道的频率差信息的存储部件;控制切换部件的切换控制部件。根据当前信道和下次信道的频率相关性进行天线切换。接收信息测定部件存储测定的信号信息,并根据存储的信号信息选择天线。

Description

天线分集通信装置

                          技术领域

本发明涉及使用多个天线，通过频率跳跃和天线分集进行通信的天线分集通信装置。

                          背景技术

近年来，在数字无线通信中，广泛采用了频谱扩散法。其中的一种即是频率跳跃。频率跳跃是一种发送频率不固定在特定频率，而是顺序切换到其他频率的通信方式。

在数字无线通信中，除了直达波外，还形成反射波、绕射波重叠在一起接收的多路波传播路径，由于到来时间不同的多个波合成产生的衰减，是传输错误发生原因的一个。

作为一种由该多路波传播路径产生的衰减的对策，已知的有频谱扩散通信方式、直接扩散(Direct Sequence：DS)方式、频率跳跃(Frequency Hopping：FH)方式等。

其中，频率跳跃方式是按一定顺序切换信号的中心频率(跳跃)，进行频谱扩散。

将跳跃速度是信息速度以上的情况称为高速频率跳跃方式，将跳跃速度是信息速度以下的情况称为低速频率跳跃方式。

在高速频率跳跃中，用几个频率传送1个信息符号。在低速频率跳跃方式中，用1个频率传输多个信息符号。

低速频率跳跃方式与高速频率跳跃方式相比较，可用简易的装置构成，传输效率低下，但由于并用重放和纠错符号，也得到了衰减对策效果，因而在无线LAN等系统中采用。

另外，天线分集准备了衰减相关性较低的多个天线，合成或切换天线的接收电力，减少了衰减。

天线分集有：采用在空间分离开的多个天线的空间分集；采用极化波不同的多个天线的极化波分集；采用定向性不同的多个天线的定向性分集等。本发明涉及天线分集。

天线分集的接收信号的合成方法有：将各接收信号同相化，以各接收信号的SN比加权合成的最大比合成法；将各接收信号同相化，仍按原样合成的等增益合成法；在各接收信号中选择最大接收电平信号的选择合成法。

在合成法中，按照在接收机的哪个级进行合成，可分为在检波前进行的合成法和在检波后进行的合成法。然而，这些合成法都必须有多个接收机，硬件规模很庞大。

较为简易的方法是天线切换法。天线切换法是切换多个天线用1个接收机接收，当接收电平为所定切换电平以下时，切换到其他天线进行接收。

在天线切换时，若切换地点的天线接收电平在所定切换电平以下，则作为动作方法具有：随时切换天线，连续寻找切换电平以上的天线的SE(Swich-and-Examie)法；将一次切换的切换天线，切换到从按原样接收再次切换电平以上推移到以下时的其他天线的SS(Swich-and-Stay)法。

在采用日本国内的TDMA(Time Division Multipe Access)方式的数字携带电话移动局，在本局时隙的信号接收前的时隙信号区间，检出和比较2个天线的接收电平，采用切换到电平较高的天线的天线切换法。

图12是现有天线分集通信装置的概略方框图。如图12所示，该通信装置具有2个天线101、102，切换部件103择一地选择天线101、102中任意一个。

LNA(Low Noise Amplifier)104放大切换部件103选择的天线的信号，并输出到混频器105。并且，本机振荡器106生成的信号也输入到混频器105，混频器105将这些信号进行混频，变换为IF(Intermediate Frequency)信号，并输出到AGC(Automatic Gain Control)107。AGC107放大输入的信号，并输出到检波器侧。

切换部件103切换天线101、102，RSSI(Received Signal StrengthIndicator)108测定通过天线101、102的信号强度并输出到比较部件109，比较部件109对天线101、102的信号强度的大小进行比较。

该大小比较，如图13所示，在本局时隙之前的时隙进行，切换部件103在本局时隙之前的时隙中，切换到强度大的天线，实现天线分集。这样，在本局时隙内不发生天线切换，可以避免因切换产生的噪声。

然而，在频率跳跃方式中，并用该天线切换法，因下述理由，是不容易的。

通常，在频率跳跃方式中，以1个跳跃频率来看，是窄带信号。

因此，以各跳跃频率来看，受到了衰减，然而在高速频率跳跃方式中，由于以多个频率传输1个信息符号，则得到了频率分集效果。

对此，在低速频率跳跃方式中，由于以1个频率传输多个信息符号，则难以得到频率分集效果。这里，通过并用重放和纠错符号，可以改善传输质量，但传输效率低下。

针对这个问题，考虑在频率跳跃方式特别是在低速频率跳跃方式中并用天线分集的方法，特别是使用硬件构成及处理采用简易的天线切换法，例如对于移动局等是有效的。

然而，在频率跳跃方式中，并用根据天线切换法的天线分集时，存在以下课题。

下面，作为使用低速频率跳跃方式的数字无线通信，以Bluetooth为例予以说明。本发明在其宗旨限度内，也可适用Bluetooth以外的情况。

Bluetooth是其标准化团体Bluetooth由SIG(http：//www.bluetooth.com)制定的短距离无线通信标准，其概要见于“Jaap C.Haartsen，“Bluetooth TM：Anew radio interface providing ubiquitous connectivity”，IEEE VehiclarTechnology Conference，Vol.1，pp107-111，May 2000”等。

1时隙是625μsec，基本上是每1时隙进行频率跳跃。跳跃速度是1600hop/sec。

由于用1个跳跃频率发送1个字组，则在字组中途频率不跳跃。

在静止或步行等使用状态，1字组接收中的接收电平变动，小到可以忽视。

因此，并用天线切换法时的天线切换，在各跳跃频率进行，是足够的。

然而，由于近前的时隙为不同的跳跃频率，则对于上述的SE法和SS法或近前的时隙，虽然仍适用进行各天线接收电平的检出、比较、切换的天线切换法，但未得到天线分集效果。

另外，在接收时隙内，在切换进行天线接收电平的检出、比较的天线时，受到因切换产生的噪声的影响。

                           发明内容

本发明的目的是提高频率跳跃和天线分集通信的亲和性，改善通信性能。

更详细地说，其目的是提供一种采用硬件规模小的天线切换法，并且在频率跳跃方式下可得到天线分集效果的技术。

在第1发明的天线分集通信装置中，使用多个天线，在进行频率跳跃和分集通信的同时，根据当前信道和下次信道的频率相关性，进行天线切换。

在第2发明的天线分集通信装置中，具有：多个天线；从这些天线中择一地选择1个天线的切换部件；测定表示该切换部件选择的天线接收状态的接收信息的接收信息测定部件；存储当前信道和下次信道的频率差信息的存储部件；控制切换部件的切换控制部件，切换控制部件参照频率差信息和信号信息，在当前信道和下次信道具有较高频率相关性而且接收状态不良的情况下，在跳跃到下次信道时，命令切换部件进行天线切换。

按这些结构，若采用频率相关性，在当前信道和下次信道的频率相关性较高的情况下，当跳跃到下次信道时，可以保证天线的接收状态具有较高的可能性接近当前信道的天线接收状态。

因此，在频率相关性高而且当前信道接收状态不良的情况下，当跳跃到下次信道时，判断该天线的接收状态不良，则切换天线。在该相关性高而且当前信道接收状态良好的情况下，当跳跃到下次信道时，判断该天线的接收状态良好，则不进行天线切换。

在该相关性低的情况下，由于当前信道的接收电平和下次信道的接收电平不相关地变动，则切换天线和不切换天线时的期待值是相同的。因此，在频率相关性低的情况下，进行或不进行天线切换都可以。

然而，在频率跳动方式下，即使采用天线切换法，也可以维持良好的接收状态。

在第3发明的天线分集通信装置中，频率差信息是当前信道的频率和下次信道的频率，并且信号信息是该天线的接收强度。

采用这种构成，切换控制部件可以容易地求出频率差。而且，信号信息准确地表示接收状态是否良好。

在第4发明的天线分集通信装置中，具有存储确定频率相关性高低的第1阈值和确定接收状态是否良好的第2阈值的阈值存储部件，切换控制部件对当前信道和下次信道的频率差和第1阈值进行大小比较，对信号信息和第2阈值进行大小比较。

采用这种构成，仅进行与阈值的大小比较，即可简单且迅速地判定相关性的高低、和接收状态是否良好。

在第5发明的天线分集通信装置中，具有接受进行通信的周围空间的环境信息输入的输入部件，切换控制部件根据输入的环境信息更新第1阈值。

采用这种构成，由于周围空间的宽阔，可以适应于频率相关性的变化。

在第6发明的天线分集通信装置中，环境信息是区别宅内、办公室或室外的信息。

采用这种构成，可以适应代表性的周围空间。

在第7发明的天线分集通信装置中，环境信息表示宅内时，第1阈值是10MHz指令，环境信息表示办公室时，第1阈值是1MHz指令，环境信息表示室外时，第1阈值是200KHz指令。

采用这种构成，当相尖性系数为0.5以上1以下时，可认为是较高频率相关性。一般来说，将相关性系数为0.5频率差称为相关性带宽B。

在第8发明的天线分集通信装置中，切换控制部件，在当前信道和下次信道具有较高频率相关性而且接收状态良好的情况下，当跳跃到下次信道时，不命令切换部件进行天线切换。

采用这种构成，继续使用现在的天线时，可以维持良好的接收状态，在可能性较高的情况下，可以继续使用现在的天线。

在第9发明的天线分集通信装置中，具有：含有天线的多个通信路径；从这些通信路径中择一地选择1个通信路径的切换部件；测定表示该切换部件选择的通信路径接收状态的信号信息的接收信息测定部件；存储接收信息测定部件测定的信号信息的存储部件，切换部件根据存储部件存储的信号信息，选择通信路径。

采用这种构成，接收信息测定部件测定现在通信路径和当前信道的跳跃频率的信号信息，存储部件予以存储。这样，路跃到该信道时，即可参照存储部件的信号信息。根据该参照，在跳跃后，有更大的可能性保证接收状态良好，抑制衰减，提高接收质量。该效果在使用低速频率跳跃时是显著的，也可以将本发明与高速频率跳跃组合，这时，可以期待性能改善。

该信号信息是表示接收强度的数值、表示接收状态是否良好的值、接收错误检出结果等。

在第11发明的天线分集装置中，存储部件对于全部跳跃频率存储测定的信号信息。

采用这种构成，存储部件存储全部跳跃频率的信号信息，可以更周密地管理接收状态。

在第12发明的天线分集装置中，切换部件根据存储部件存储的下次信道的信号信息，在切换跳跃频率时，切换通信路径。

采用这种构成，在接收时隙内不发生通信路径的切换，可以抑制噪声的发生。

在第13发明的天线分集装置中，存储部件的适合跳跃频率的信号信息，在每个跳跃频率切换时更新。

采用这种构成，更新信号信息，可以适应通信装置移动等状况的变化。

在第14发明的天线分集装置中，存储部件的信号信息，在与适合跳跃频率相关性较高的范围内，集中进行更新。

采用这种构成，集中更新与适合跳跃频率相关性较高范围的信号信息，缩短了信号信息更新的间隔，可以进一步提高对状况变化的追随性。

在第15发明的天线分集装置中，存储部件的信号信息集中更新的范围是可变的。

采用这种构成，存储部件初始化后，在广阔范围更新信号信息，在一定程度上提高了信号信息的准确性，当更新一轮以后，可以仅在可靠性高的狭窄范围更新信号信息。

在第16发明的天线分集装置中，存储部件不是在全部跳跃频率而是在每个分割频谱扩散频带的频带存储测定的信号信息。

采用这种构成，集中在每个分割了频谱扩散频带的频带，缩短了信号信息更新的间隔，可进一步提高对状况变化的追随性。

在第17发明的天线分集装置中，切换部件在下次信道所属的频带，根据存储部件存储的信号信息，在切换跳跃频率时，切换通信路径。

采用这种构成，在接收时隙内不发生通信路径的切换，可以抑制噪声的发生。

在第18发明的天线分集装置中，存储部件的适合频带的信号信息，每当跳跃频率切换时更新。

采用这种构成，可以适应通信装置移动等状况的变化。

在第19发明的天线分集装置中，存储部件仅存储由切换部件选择的1个通信路径的信号信息，若该通信路径的信号信息比所定值小，则切换部件切换到其他通信路径。

采用这种构成，切换通信路径，可以实现通信状态的改善。并且，可以节约存储部件的存储容量。

在第20发明的天线分集装置中，存储部件存储多个通信路径的全部信号信息，切换部件切换到具有良好通信状态的通信路径。

采用这种构成，可以更周密地管理接收状态。

在第21发明的天线分集装置中，在初始状态，以均等的概率选择多个通信路径。

在初始状态，使用哪个通信路径时，是否为良好的通信状态是不清楚的。因此，在以均等概率选择的中间状态开始，其后，可以转移到更良好的通信状态。

在第22发明的天线分集装置中，在连续一定时间未进行通信时，存储部件返回到初始状态。

在长期未进行通信时，信号信息长期未能更新，当恢复通信时，状况变化很大。因此，返回到中间状态，此后，再转移到更良好的通信状态。

在第23发明的天线分集装置中，信号信息是适合通信路径的天线接收强度。

采用这种构成，可以准确表现通信状态。

在第24发明的天线分集装置中，使用切换的通信路径的天线进行发送。

若接收状态良好，则预想发送状态也是良好的。这样，利用接收状态的监视结果，可以改善发送状态。

在第25发明的天线分集装置中，存储部件的发送信道的信号信息，使用在发送回答中的ACK/NCK信息更新。

采用这种构成，可以更新发送时隙的通信信息，缩短更新的间隔，进一步提高对通信状况变化的追随性。

                           附图说明

图1是本发明实施例1的天线分集通信装置的概略方框图。

图2是表示同频率相关性的图形(宅内)。

图3是表示同频率相关性的图形(室外)。

图4是同天线分集通信装置的流程图。

图5是同天线分集通信装置的流程图。

图6是本发明实施例2的天线分集通信装置的概略方框图。

图7是同天线切换定时的说明图。

图8(a)是同接收信道的通信信息更新说明图，图8(b)是同发送信道的通信信息更新说明图。

图9是本发明实施例3的天线分集通信装置的概略方框图。

图10是本发明实施例4的天线分集通信装置的概略方框图。

图11～图12是已有的天线分集通信装置的概略方框图。

图13是已有的天线切换定时的说明图。

                        具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施例。

(实施例1)

首先，对本例使用的Bluetooth予以追加说明。

Bluetooth的频率是2.4GHz，跳跃信道数是79个，1信道的频带是1MHz。因此Bluetooth的跳跃频带是79MHz。在该频率内随机地跳跃，同时进行通信。

Bluetooth的接收强度规定为-70dBm以上，接收强度低于该值时，不能接收。

图1是本发明实施例1的天线分集通信装置的概略方框图。

如图1所示，该天线分集通信装置具有多个天线10、11，使用这些天线10、11，通过频率跳跃和分集进行通信。如图所示，天线可以是2个，也可以是3个以上。

天线10、11分别与切换部件12的输入用端子12a、12b连接。切换部件12有1个输出用端子12c，该端子12c与信号信息测定部件13连接。切换部件12根据切换控制部件15的切换信号，择一地选择天线10、11中的任一个，并与信号信息测定部件13连接。

信号信息测定部件13测定由切换部件12选择的天线接收强度，并将测定的接收强度作为接收信息输出到切换控制部件15。该接收信息若可判定天线接收状态是否良好，则是任意的。

信号信息测定部件13将接收信号输出到解调器14。解调器14以后的各级是任意的，与本发明的要点无关，省略说明。

信道频率存储部件16存储在通信中使用的各信道的频率。因此，切换控制部件15参照信道频率存储部件16，即可知道当前信道和下次信道(下一个跳跃地址的信道)的各频率，求出当前信道和下次信道的频率差。

本例中，由于进行按照Bluetooth的通信，则信道频率存储部件16存储79信道的频率就足够了。

另外，阈值存储部件17存储第1阈值Th1(确定频率相关性高低的频率差)和第2阈值Th2(确定接收状态是否良好的接收强度)。本例中，按照Bluetooth，第2阈值Th2通常是-70dBm。

第1阈值Th1，如下所述，可采用10MHz、1MHz、200KHz等3个值。这些值是一个例子，根据需要有些变更也是可以的。阈值存储部件17存储这3个值和现在的第1阈值Th1、第2阈值Th2。

下面，对这些值予以说明。一般来说，在无线通信中，产生由反射波、绕射波、折射波等多路波干涉形成的驻波。该多路波称为多路径，将该多路径引起的接收强度变化称为衰减。该衰减的频率相关性ρ可表示为：

[式1] $\mathrm{\ρ}\left(\mathrm{\Δf}\right)=\frac{1}{1+2\mathrm{\π}{\left(\mathrm{\Δf\σ}\right)}^2}$

(式1)中σ表示延迟扩展，f表示频率。当Δf变大时ρ变小。频率相关性小意味着各衰减独立，频率相关性大意味着各衰减进行相似的变动。

若在频率跳跃的当前信道和下次信道的关系上应用该相关性，则变成如下。即：若当前信道和下次信道的频率差Δf小，则当前信道和下次信道的接收状态大体一致的概率较高，反之，若频率差Δf大，则接收状态是否一致是不明确的。

当包含并考察天线分集时，若频率差Δf小而且当前信道的接收状态良好，仍使用现在的天线(天线未切换)，跳跃到下次信道时，则在下次信道，得到良好的接收状态的概率也较高。

若频率差Δf小而且当前信道的接收状态不良，仍使用现在的天线时，则在下次信道，形成不良接收状态的概率较高。因此，在这种情况下，当跳跃到下次信道时，切换天线，利用天线相互间的相关性，可以使用其他天线。本发明人得到以上知识，完成了本发明。

下面，用图2、图3等说明进行通信的周围环境与频率相关性的关系。以下，作为区别相关性高低的阈值，使用相关性系数＝0.5，但根据需要该值也可以变更。

本例中，假定周围环境为：“宅内(狭窄空间)”、“办公室(具有中间宽阔的空间：所谓“办公室”是表现上的问题，实际上，若仓库、工厂等房屋宽阔时，也可以归入该范畴)”。“室外(障碍物少的宽阔空间)”。

这样区别是对多路径发生的周围环境进行了代表性的分类，可以以更少的区别进行对应，也可以更细地进行分类。

以上的区别中，对于宅内，根据本发明人的实测，得到了图2所示的特性。如图2所示，从(数1)可见，该特性表示频率差Δf(横轴)变大时，相关性系数变小，有右下降的倾向。

相关性系数＝0.5～1，可知频率差Δf大致是10MHz以下。本例中，认为宅内的第1阈值Th1为10MHz。

办公室中，在“电波传播手册REALIZE INC.370页”中，并于延迟扩展σ，在办公室内有称为σ＝100nsec的数据。当延迟外形轮廊是指数函数型时，设定延迟带宽B、延迟扩展σ时，具有B＝1/2πσ的关系。

按以上进行换算，相关性系数＝0.5～1，频率差Δf约为1～2MHz以下。本例中，认为办公室的第1阈值Th1为1MHz。

在室外，有“市街地传播的频率相关特性(三石日本电信电话公社，横须贺电气通信研究所)3页图4各分类的频率相关特性”文献，归纳起来，如图3所示。

从图3可见，本例中，室外的第1阈值Th1为200KHz。

当然，以上3种的第1阈值Th1(10MHz、1MHz、200KHz)都可按这些规则进行各种变更。

如图1所示，在该天线分集通信装置中，设置了用于输入周围环境(这里是宅内、办公室、室外的其中之一)的输入部件18。输入部件18可以简单构成，用户用按钮等进行人工输入。当然，作为输入部件18，只要能输入周围环境信息就可以了，也可以使用其他众知部件。

切换控制部件15按照图4、图5的流程，控制切换部件12等其他元件。特别是，切换控制部件15参照频率差信息和信号信息，在当前信道和下次信道具有较高的频率相关性而且接收状态不良的情况下，当跳跃到下次信道时，命令切换部件12进行天线切换。

切换控制部件15在当前信道和下次信道具有较高的频率相关性而且接收状态良好的情况下，当跳跃到下次信道时，不再命令切换部件进行天线切换。

切换控制部件15为了输入环境信息，进行图4的处理。首先，切换控制部件15等待来自输入部件18的输入。这里，周围环境是宅内时(步骤1)，第1阈值Th1＝10MHz(步骤2)，转移到步骤6。

同样，周围环境若是办公室时(步骤3)，第1阈值Th1＝1MHz(步骤4)，若周围环境是室外时(步骤3)，第1阈值Th1＝200KHz(步骤5)，转移到步骤6。

然后，在步骤6，切换控制部件15将得到的第1阈值Th1存储在阈值存储部件17中。

在信号接收时，切换控制部件15进行图5的处理。首先，在步骤10，切换控制部件15从信号信息测定部件13输入信号信息，得到现在天线的接收强度。

此后，切换控制部件15在信道频率存储部件16进行选取，取得当前信道和下次信道的频率(步骤11)，求得这些频率的差Δf(步骤12)。

在步骤13，切换控制部件15在阈值存储部件17进行选取，得到第1阈值Th1和第2阈值Th2。

在步骤14，切换控制部件15对频率差Δf和第1阈值Th1进行大小比较。若Δf＞Th1，因当前信道和下次信道的频率相关性低，则现状结束。若Δf≤Th1，则转移到步骤15。

在步骤15，切换控制部件15对现在天线的接收强度和第2阈值Th2进行大小比较。若接收强度大接收状态良好，在下次信道使用现在天线时，由于能以较高的概率维持良好的接收状态，所以切换控制部件15结束天线切换。

另一方面，当接收状态不良、而且仍是现在天线时，由于在下次信道以较高的概率仍为接收不良，则切换控制部件15在步骤16中向切换部件12输出切换信号，切换天线。

本例中，如图5所示，在步骤14，Δf＞Th1时，不切换天线。然而，在当前信道和下次信道的频率相关性较低(Δf＞Th1)的情况下，当前信道的接收状态和下次信道的接收状态大体上没有关系，无论切换还是不切换天线，接收状态是良好的，期待值相同。

因此，这种情况下，如图5所示，不切换天线可以，切换天线也可以。

实施例1具有如下效果。

(效果1)使用频率相关性，在跳跃后也能有较高的可能性保证天线的接收状态保持良好。而且，天线切换法可实用分集，能减小硬件规模。

(效果2)低速频率跳跃通信方式中，在接收中的字组的中途，不切换天线而进行天线分集，则不会发生切换噪声，能提高通信质量。

(实施例2)

图6是本发明实施例2的天线分集通信装置的概略方框图。图中，对于与表示已有技术的图12同样的构成元件，附与相同符号，并省略说明。

本例的通信路径是从天线101到切换部件103和从天线102到切换部件103的2个系统。当然，也可以设置3个系统以上。本例中，用2个系统进行天线分集，同时，进行低速频率跳跃。但是，也适用于进行高速频率跳跃的情况。

图6中，频率跳跃代码生成部件109生成用于低速频率跳跃的跳跃代码。

频率合成器110生成对应于生成的跳跃代码的信号，并输出到混频器105。

比较部件111从RSS 1108(与接收信息测定部件对应)输入信号，同时，保持用于判定接收状态是否良好的阈值。然后，比较部件111对阈值和信号信息进行大小比较，若信号信息小于阈值，则判定接收状态不良，否则，判定接收状态良好。

本例中，接收信息和阈值是接收强度。这样，适于可准确判定接收状态是否良好。另外，阈值也可以为最低接收强度。

接收信息能判定接收状态是否良好就足够了，例如CRC等也可以。

本例中，存储部件112对于上述2系统的各通信路径，在每个跳跃频率、存储接收信息。这样，可周密地管理接收状态。

在存储部件112也可以仅存储1系统的通信路径的信号信息。这样，由于各系统的通信路径的相关性低，仅能以1个通信路径的接收状态进行对应。因此，由于1个通信路径的通信状态不良时，其他通信路径的通信状态良好的概率较高，则对于系统的一部分可省略通信信息的存储。这样，节约了存储部件112的存储容量，利用相关性，进行合理的信息管理。

存储部件112的存储内容，在初始状态，按均等的概率选择上述2系统通信路径的方式进行初始化。

关于这一点，如图6所示，以2系统通信路径的情况为例，在初始状态，任一方通信路径为通信状态良好，另一方则为不良的情况。

然而，在初始状态，不知道哪个系统是良好的。例如，在初始状态，仅一方的系统可全面地进行通信时，如果该系统为良好的一方，而如果该系统为不良的一方，则不能确保通信，从而不能完成分集控制。

本例中，为了避免这种情况，在初始状态，并不决定哪一个系统，而从中间状态开始，再向理想的状况转移。

以上所述情况也适合于通信在一定时间以上不能继续进行，然后再恢复通信的状况。在这种状况下，本例中，与初始状态一样，将存储部件112初始化。

另外，存储部件112的信号信息，每当跳跃时，都通过比较部件111更新。这时，仅能更新适合跳跃频率的信号信息，希望集中更新与适合跳跃频率相关性较高的范围。

具体地说，按照Bluetooth，与相邻信道的频率差是1MHz，包含相邻信道，集中更新3信道或5信道的信号信息。

这些信道中由于相关性较高，则具有相同通信状态的概率较高。这样，通过集中更新，缩短了信号信息更新的间隔，对于接收状况的变化(例如随用户移动通信装置也移动时)，可提高追随性。

此外，(1)希望在存储部件112初始化后的一定时间，设更新信号信息的范围为广阔的范围(例如10信道)，而经过一定时间后，为狭窄的范围(例如5信道)。

首先，在存储部件112初始化后，天线的通信状态是否良好的可能性各半。因此，在这种状态下，极力扩大更新信号信息，初始化后，作为整体来说一定程度上提高了信号信息的准确性。另一方面，初始化后经过一定时间，和完全更新一个轮回以后，与初始化后比较，信号信息的准确性又有一定程度提高，可靠性较高，有利于仅在狭窄范围更新信号信息。如上所述，可按照刚初始化之后广阔、其后狭窄的方式改变更新信号信息的范围。

(2)可用发送的回答中的ACK/NCK信息，更新发送信道的通信信息。

在接收时的分集，在字组接收中进行信号信息的测定和更新，下次可使用相同信道进行通信。然而，在发送时的分集，不能用本机直接测定信号信息。

因此，利用发送的回答中的ACK(acknowlegment)/NCK(noacknowlegment)信息。该ACK/NCK信息在无线字组通信中经常利用。

具体地说，当发送字组无错误地到达对方机时，对方机在字组上附加ACK信息，作为回答。这时，根据附加在字组上的ACK信息，即认为有关ACK信息的发送时的通信信息为“良”。

另一方面，当对方机在字组上附加NAK信息时和没有任何回答(未收到回答)时，即认为通信信息“不良”。

按照以上观点，实质上可以更新发送时使用的信道的通信信息，缩短了通信信息更新的间隔，进一步提高了对通信状况变化的追随性。

下面，用图8(b)说明发送信道的通信信息更新。首先，图8(b)左端的时隙是发送时隙，本机向对方机发送ch8的发送字组。

下一个时隙是接收时隙，本机从对方机接收ch4的接收字组。在该接收字组中附加了表示从前面ch8的本机向对手机的发送状况是否良好的ACK/NAK信息。

因此，在ch4的接收时隙，若可以接收到ACK信息，则认为前面ch8的发送时隙的通信信息“良”。否则，认为该通信信息“不良”。

这样，在ch4的接收时隙中，可以更新ch8的发送时隙的通信信息。

以下同样，在ch8、ch9、ch4的各接收时隙中，更新ch1、ch5、ch1的各发送时隙的通信信息。

接收信道的通信信息更新，如图8(a)所示，比图8(b)简单。这时，不使用ACK/NAK信息，如上所述，测定并更新通信信息。

也就是说，在从图8(a)左起的第2个ch4接收时隙，更新ch4的接收时隙的通信信息。以下同样，在ch8、ch9、ch4的各接收时隙，更新ch8、ch9、ch4的各接收时隙的通信信息。

当然，在以上通信信息的更新时，如上所述，不仅是1个信道，可以集中更新几个信道的通信信息。

图6中，切换部件103参照存储部件112的信号信息，择一地选择天线101或天线102中之一的通信路径。

下面，说明本例的天线分集通信装置的动作。首先，LNA 104放大由切换部件103切换的天线的接收信号。

频率合成器110从频率跳跃代码生成部件109读出路跃代码，生成对应于跳跃代码的信号，混频器105将LNA 104放大的信号和频率合成器110的输出进行混频，变换为IF信号。

AGC 107放大变换的IF信号，传送到检波器，进行频率跳跃方式的接收解调。

比较部件111对RSS 1108测定的接收信号强度和阈值进行比较，并将比较结果输出到存储部件112。存储部件112组合存储该比较结果和现在跳跃代码和现在天线的选择信号。该选择信号是控制切换到哪个天线的信号。

下面，以Bluetooth的情况为例，说明天线切换动作。如图7所示，在Bluetooth的情况下，发送和接收时隙交互配置，在各时隙进行频率跳跃。

首先，来自频率跳跃代码生成部件9的下一个跳跃代码输入到存储部件112。

切换控制部件120参照存储部件112，取得发送时隙的跳跃代码，以及与该代码对应存储的比较结果和天线选择信号。

然后，切换控制部件120，当比较结果不良时，选择与取得的天线选择信号不同的天线，当比较结果良好时，选择与取得的天线选择信号相同的天线。

切换控制部件120将反映该选择结果的天线选择信号输出到切换部件103，并存储在存储部件112。

如图7所示，该选择信号保持在接收时隙区间中。

在图7所示接收时隙，以切换部件103选择的天线，用上述频率跳跃方式的接收方法进行接收解调。

在接收间隙中，比较部件111对RSS 1108测定的接收信号强度和阈值进行比较，并将比较结果输出到存储部件112。然后，存储部件112组合存储该比较结果和现在的跳跃代码和现在的天线选择信号。

在各发送时隙和接收时隙进行以上动作，在每个接收时隙随时更新对应于跳跃代码的信号信息和选择信号。

这样，跳跃频率在各接收时隙不同的频率跳跃方式，可以得到天线分集效果。

(实施例3)

图9是本发明实施例3的天线分集通信装置的概略方框图。

本例的通信路径是从天线101到切换部件103和从天线102到切换部件103的2个系统。当然，也可以设置3系统以上。本例中，在该2系统进行天线分集，同时，进行低速频率跳跃。但是，也适用于高速频率跳跃的情况。

本例的天线分集通信装置在每个多次分割了频谱扩散频带的频带存储接收信号的信号强度，由于在切换通信路径时根据过去存储的跳跃频率所属的分割频带的信号强度进行通信路径的切换，则通信路径的切换在切换跳跃频率时进行，在接收中测定信号强度，更新存储部件的跳跃频率所属分割频带的信息。

本例与实施例2的不同是在频率跳跃代码生成部件109和存储部件112之间，设置了判定部件113。

该判定部件113从频率跳跃代码生成部件109读出跳跃代码，判别该跳跃代码属于多次分割了频谱扩散频带的频带的哪个频带。该判定部件113的判定结果输入到存储部件112，根据所属频带的信号强度和选择信号，进行通信路径的切换。

在接收时隙中，比较部件111对RSS 1108测定的接收信号强度和阈值进行比较，并将比较结果输出到存储部件112。然后，存储部件112组合存储该比较结果和现在的跳跃代码和现在的天线选择信号。

本例中，关于多次分割频谱扩散频带，如在实施例1已说明的一样，利用(数1)所示的衰减的频率相关性。

当频率相关性大时，频率不同的2个接收信号的衰减大致同样变动，当频率相关性小时，2个接收信号的衰减近似独立变动。

因此，在频率相关性较高的频率差内的各天线的信号强度，其相同程度的概率较高。

这样，若以每个频率相关性较高的频率差分割频带，可以仅存储1个分割频带内的跳跃频率的信号强度，节约存储容量。

发明者根据在一般住宅内测定衰减的频率相关性结果，频率相关值低达0.5的频率差平均是10MHz。

以Bluetooth为例，频谱扩散带宽约为80MHz，各跳跃频率的间隔是1MHz。

这时，可以每10MHz将频谱扩散频带分割为8个频带。

通过分割频带，可以减少存储的信号强度和选择信号数。其他均与实施例2一样。

(实施例4)

图10是本发明实施例4的天线分集通信装置的概略方框图。

本例的通信路径是天线101、LNA 104、混合器105、AGC 107和切换部件103，以及天线102、LNA 124、混频器125、AGC 127和切换部件103的2系统。当然，也可以设置3系统以上。本例中，以该2系统进行天线分集，同时，进行低速频率跳跃。但是，也适用于进行高速频率速跳跃的情况。

本例的天线分集通信装置在每个多次分割了频谱扩散频带的频带存储接收信号的信号强度，由于在切换通信路径时根据过去存储的跳跃频率所属的分割频带的信号强度进行通信路径的切换，则通信路径的切换在切换跳跃频率时进行，接收中测定信号强度，更新存储部件的跳跃频率所属分割频带的信息。

此外，如图10所示，本例中，与实施例3不同，设置了RSS 1108、128这2个系统。存储部件133从判定部件132输入判定所属频带的判定结果，所属频带的2个通信路径的信号强度输出到比较部件134。

比较部件134对RSS 1108、128测定的接收信号强度和阈值进行比较，并将比较结果输出到存储部件133。存储部件133组合存储该比较结果和现在的跳跃代码和现在的天线选择信号。存储部件133在接收时隙中，与判别的频带组合，存储2个信号强度。

多次分割频谱扩散频带的方法，与实施例3一样。

通过测定，存储2个通信路径的信号强度，可以切换到更大信号强度的通信路径。

例如，当2个通信路径都超过阈值时，也可以切换到信号强度更大的通信路径，则可进一步提高接收质量。其他方面与实施例2是一样的。

实施例2到4具有以下效果。

(效果1)在频率跳跃方式中适用天线切换法和检波前进行的选择合成法的天线分集，可能得到天线分集效果。这样，可以减少在各跳跃频率受到的衰减，实现接收质量的提高。

(效果2)由于在接收时隙内不切换天线，则不会发生因切换引发的噪声。

Claims (25)

1.一种天线分集通信装置，使用多个天线，通过频率跳跃和分集进行通信，

其特征是：根据当前信道和下次信道的频率相关性，进行天线切换。

2.一种天线分集通信装置，其特征是具有：

多个天线；

从这些天线择一地选择1个天线的切换部件；

测定表示该切换部件选择的天线的接收状态的接收信息的接收信息测定部件；

存储当前信道和下次信道的频率差信息的存储部件；

控制上述切换部件的切换控制部件，

上述切换控制部件，参照频率差信息和信号信息，在当前信道和下次信道具有较高的频率相关性而且接收状态不良的情况下，当跳跃到下次信道时，命令上述切换部件进行天线切换。

3.权利要求2记载的天线分集通信装置，其特征是：上述频率差信息是当前信道的频率和下次信道的频率，而且，上述信号信息是对应的天线的接收强度。

4.权利要求3记载的天线分集通信装置，其特征是：具有存储确定频率相关性高低的第1阈值和确定接收状态是否良好的第2阈值的阈值存储部件，上述切换控制部件将当前信道和下次信道的频率差与第1阈值进行大小比较，而且，将信号信息与第2阈值进行大小比较。

5.权利要求4记载的天线分集通信装置，其特征是：具有接受进行通信的周围空间的环境信息输入的输入部件，上述切换控制部件根据输入的环境信息更新第1阈值。

6.权利要求5记载的天线分集通信装置，其特征是：上述环境信息是区分宅内、办公室或室外的信息。

7.权利要求6记载的天线分集通信装置，其特征是：当上述环境信息表示宅内时，第1阈值是10MHz；当上述环境信息表示办公室时，第1阈值是1MHz；当上述环境信息表示室外时，第1阈值是200KHz。

8.权利要求2记载的天线分集通信装置，其特征是：上述切换控制部件在当前信道和下次信道具有较高的频率相关性而且接收状态良好的情况下，当跳跃到下次信道时不命令上述切换部件进行天线切换。

9.一种天线分集通信装置，通过频率跳跃进行通信，其特征是：具有：

含有天线的多个通信路径；

从这些通信路径中，择一地选择1个通信路径的切换部件；

测定表示该切换部件选择的通信路径接收状态的信号信息的接收信息测定部件；

存储上述接收信息测定部件测定的信号信息的存储部件，

上述切换部件根据上述存储部件存储的信号信息，选择通信路径。

10.权利要求9记载的天线分集通信装置，其特征是：上述存储部件存储的信号信息是在表示接收强度的数值、表示接收状态是否良好的值或接收错误检出结果中，由一种或二种以上组合构成。

11.权利要求9记载的天线分集通信装置，其特征是：上述存储部件对全部跳跃频率存储测定的信号信息。

12.权利要求11记载的天线分集通信装置，其特征是：上述切换部件根据上述存储部件存储的下次信道的信号信息，在切换跳跃频率时，切换通信路径。

13.权利要求11记载的天线分集通信装置，其特征是：上述存储部件的符合跳跃频率的信号信息，每当跳跃频率切换时更新。

14.权利要求13记载的天线分集通信装置，其特征是：上述存储部件的信号信息，在与符合跳跃频率相关性较高的范围内集中更新。

15.权利要求14记载的天线分集通信装置，其特征是；上述存储部件的信号信息集中更新的范围是可变的。

16.权利要求9记载的天线分集通信装置，其特征是：上述存储部件不是对全部跳跃频率而是在每个分割频谱扩散频带的频带，存储测定的信号信息。

17.权利要求16记载的天线分集通信装置，其特征是：上述切换部件，关于下次信道所属的频带，根据上述存储部件存储的信号信息，在切换跳跃频率时，切换通信路径。

18.权利要求16记载的天线分集通信装置，其特征是：上述存储部件的适当频带的信号信息，每当跳跃频率切换时更新。

19.权利要求16记载的天线分集通信装置，其特征是：上述存储部件仅存储由上述切换部件选择的1个通信路径的信号信息，上述切换部件在该通信路径的信号信息小于所定值时切换到其他通信路径。

20.权利要求9记载的天线分集通信装置，其特征是：上述存储部件存储上述多个通信路径的全部信号信息，上述切换部件切换到最良好通信状态的通信路径。

21.权利要求9记载的天线分集通信装置，其特征是：在初始状态，以均等的概率选择上述多个通信路径。

22.权利要求9记载的天线分集通信装置，其特征是：在继续一定时间未进行通信的情况下，上述存储部件返回到初始状态。

23.权利要求9记载的天线分集通信装置，其特征是：上述信号信息是符合通信路径的天线接收强度。

24.权利要求9记载的天线分集通信装置，其特征是：使用切换的通信路径的天线发送。

25.权利要求9记载的天线分集通信装置，其特征是：上述存储部件的发送信道的信号信息，使用在发送回答中的ACK/NCK信息更新。

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