DE69127480T2

DE69127480T2 - Empfangsgerät mit Antennenauswahl-Diversity

Info

Publication number: DE69127480T2
Application number: DE69127480T
Authority: DE
Inventors: Hideshi Murai
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-01-31
Filing date: 1991-01-31
Publication date: 1998-04-02
Anticipated expiration: 2011-02-01
Also published as: JP2552928B2; AU636438B2; DE69127480D1; AU7005691A; CA2035167A1; EP0440239A3; JPH03226124A; US5239541A; CA2035167C; EP0440239B1; EP0440239A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Empfangsgerät mit Antennenauswahl-Diversity, bei welchem das Schalten von Verzweigungen für jedes Zeitteilungs-Multiplex- (nachfolgend als TDM bezeichnet)Bündel von digitalen Signalen in dem digitalen Fahrzeug-Kommunikationssystem durchgeführt wird.
Fig. 1 ist ein Blockschaltbild des Empfangsgerätes mit Antennenauswahl-Diversity gemäß einem Stand der Technik, wie er zum Beispiel in der Literaturstelle beschrieben ist, welche "Mobile Telephone" betitelt ist (zusammengestellt von Kuwabara, veröffentlicht 1985 durch das Institute of Electronics, Information and Communication Engineers). In Fig. 1 bezeichnen die Zahlen 1a, 1b Antennen, welche geeignet sind zum Empfang der digitalen Modulationssignale in dem digitalen Fahrzeug-Kommunikationssystem, und die Zahl 2 ist ein Antennenauswahlsystem zum Auswählen und Schalten der jeweiligen Antennen 1a, 1b. Die Zahl 3 bezeichnet ein Empfangssystem, zu welchem die von der Antenne 1a oder 1b, welche von dem Antennenauswahlsystem 2 ausgewählt wurde, empfangenen Signale geführt werden und in welchem die Signale einer Hochfrequenzverstärkung, Frequenzumwandlung, Zwischenfrequenzverstärkung und so weiter unterzogen werden. Die Zahl 4 bezeichnet ein Demodulationssystem zum Demodulieren der Übertragungsdaten aus den von dem Empfangssystem 3 ausgegebenen Signalen.
Die Zahl 5 bezeichnet ein Antennenauswahl-Entscheidungssystem, das geeignet ist zum Erzeugen von Antennenauswahlsignale für die Steuerung des Antennenauswahlsystems 2 gemäß den Signalen von dem Empfangssystem 3. In dem Antennenauswahl-Entscheidungssystem 5 bezeichnet die Zahl 51 einen Pegeldetektor, welcher geeignet ist zum Erfassen des Pegels der Signale, welche von dem Empfangssystem 3 zu dem Demodulationssystem 4 gesandt werden, und 52 bezeichnet eine Antennenauswahl -Entscheidungsvorrichtung, welche geeignet ist zum Vergleich des von dem Pegeldetektor 51 erfaßten Pegels mit einem Bezugspegel, welcher vorher bereitgestellt wurde, um Antennenauswahlsignale zum Steuern der Auswahl einer der Antennen 1a, 1b zu erzeugen und diese Signale zu dem Antennenauswahlsystem 2 zu liefern.
Die Arbeitsweise des vorbeschriebenen Diversity-Empfangsgerätes wird erläutert. Die Antennen werden entsprechend diesem System geschaltet, wenn der Empfangspegel unter den Bezugspegel fällt. Genauer gesagt, in einem solchen Fall, in welchem die Antenne 1a mittels des Antennenauswahlsystems 2 mit dem Empfangssystem 3 verbunden ist, verstärkt das Empfangssystem 3 bei einer hohen Frequenz das durch die Antenne 1a empfangene Signal, wandelt dieses Signal in einer Zwischenfrequenzsignal um, verstärkt dieses Zwischenfrequenzsignal und liefert es dann zu dem Demodulationssystem 4. Das Demodulationssystem 4 seinerseits erfaßt das Zwischenfrequenzsignal, demoduliert die Übertragungsdaten und gibt diese Daten als Ausgangsdaten aus. Das Signal, welches von dem Empfangssystem 3 ausgegeben wurde, wird auch zu dem Antennenauswahl-Entscheidungssystem 5 geliefert. Das Antennenauswahl -Entscheidungssystem 5 erfaßt seinen Pegel und bestimmt die Antenne für den Empfang. Der Pegeldetektor 51 erfaßt den Pegel des von dem Empfangssystem 3 gelieferten Signals. Die Antennenauswahl-Entscheidungsvorrichtung 52 ist geeignet zum Vergleich des Pegels des Signals, welches von dem Pegeldetektor 51 erfaßt wurde, mit dem Bezugspegel, der vorher bereitgestellt wurde, zum Erzeugen des Antennenauswahlsignals, welches zu dem Antennenauswahlsystem 2 geliefert wird. Das Antennenauswahlsystem 2 wird durch dieses Antennenauswahlsignal gesteuert und ist geeignet, eine der Antennen 1a oder 1b, welche bezeichnet wurde, auszuwählen und das sich ergebende Empfangssignal zu dem Empfangssystem zu senden.
Es ist darauf hinzuweisen, daß auf den Antennenauswahlvorgang sowohl ein "Auswählen und Halten"-Verfahren (nachfolgend als SS-Verfahren bezeichnet) als auch ein "Auswählen und Prüfen"-Verfahren (nachfolgend als SE-Verfahren bezeichnet) anwendbar sind.
Fig. 2A und Fig. 2B zeigen die Veränderungen in den empfangenen Wellenumhüllungspegeln für jedes der vorerwähnten Verfahren. Wie in Fig. 2A gezeigt ist, hält das SS-Verfahren die Empfangsantenne für eine gewisse Zeit, selbst wenn der Pegel des Signals nach dem Auswählen der Antenne niedriger ist als der Bezugspegel.
Andererseits wird gemäß dem SE-Verfahren, wie in Fig. 2B gezeigt ist, wenn der Pegel des Signals nach dem Auswählen der Antenne niedriger ist als der Bezugspegel, der Vorgang des Schaltens der Antennen zwischen 1a und 1b mit einer vorbestimmten Schaltgeschwindigkeit wiederholt, bis der Pegel des durch eine der Antennen 1a oder 1b empfangenen Signais größer als der Bezugspegel wird. Dies wird im einzelnen beschrieben in einer solchen Literaturstelle wie der mit "Principle of Vehicle Communication" betitelten (zusammengestellt von Okumura und Shinji, veröffentlicht 1986 durch das Institute of Electronics, Information and Communication Engineers).
Obgleich die vorbeschriebenen Verfahren der Antennenauswahl geeignet sind für die Miniaturisierung und die Wirtschaftlichkeit der relevanten Schaltung, sind sie dahingehend ungeeignet, daß eine Antennenauswahl vor der Signalerfassung ein unvermeidbares Rauschen erzeugt, das zur Zeit der Auswahl auftritt. In dem Fall eines analogen Übertragungssystems von Frequenzmodulation (FM) oder digitalen Übertragungssystems von Frequenzteilungs-Vielfachzugriff (FDMA) können solche Empfangseigenschaften, wie durch den in den Fign. 2A und 2B durch dick ausgezogene Linien gezeigten Umhüllungspegel ausgedrückten vorgesehen sein, soweit dieses Schaitrauschen auf einem akzeptablen Pegel bleibt. Jedoch wird gemäß dem digitalen TDM- Übertragungssystem, da die Kommunikation in den Einheiten eines TDM-Bündels durchgeführt wird, die Übertragung von zu empfangenden TDM-Bündeln beendet, bevor der Betrieb des Empfängers für den Empfang stabilisiert ist, wenn die Antenne 1a oder 1b im Verlauf eines TDM-Bündels geschaltet wird. Angesichts dieses Problems wird ein derartiges Verfahren zum Empfang eines ganzen TDM-Bündels vorgeschlagen, bei welchem die ausgewählte Antenne 1a oder 1b in solcher Weise verwendet wird, daß die Antenne 1a oder 1b während des Empfangs eines TDM-Bündels nicht geschaltet wird, wo der Pegel der Signale für das vorhergehende, einem anderen Benutzer zugewiesenen TDM-Bündels so erfaßt wird, daß die Antenne 1a oder 1b, welche den höheren Pegel hat, ausgewählt wird.
Das vorerwähnte Verfahren, welches geeignet ist für ein TDM-Übertragungsverfahren, ermöglicht der identischen Antenne 1a oder 1b den Empfang eines Signals insgesamt über ein TDM-Bündel, und es ist in der Lage, das Signal zu demodulieren. In diesem Sinne ist das Verfahren bekannt als ein Empfangsverfahren mit Antennenauswahl -Diversity. Diese Art von Antennenauswahltyp-Diversity-Empfangsverfahren wird im einzelnen in einer solchen Literaturstelle wie einem Artikel, der mit "Antenna Selection Diversity Reception Method of Digital Vehicle Communication" betitelt ist, beschrieben (herausgegeben von Akaiwa, eine Sammlung von Artikeln in Verbindung mit Spring National Session 1989 des Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, Band 2, Seite 360). Gemäß einem solchen Antennenauswahl-Diversity-Empfangsverfahren werden zwei Einleitungsabschnitte 6 oder P&sub1;, P&sub2; und ein Informationsabschnitt 7 in einem Rahmen 8 mit einer gegebenen Länge gebildet, wie in Fig. 3 gezeigt ist, und so übertragen. Das Schalten der Antennen 1a, 1b wird nur in den Zonen der relevanten Einleitungsabschnitte 6 durchgeführt. Genauer gesagt, gemäß dem in Fig. 3 gezeigten Beispiel wird der Pegel des durch die Antenne 1a empfangenen Signals in der Zone P&sub1; in dem Einleitungsabschnitt 6 gemessen, während der Pegel des durch die Antenne 1b empfangenen Signals in der Zone P&sub2; gemessen wird. Demgemäß werden die empfangenen Pegel verglichen. Als das Ergebnis wird die Antenne 1a oder 1b, welche einen höheren Pegel hat, ausgewählt, und der Informationsabschnitt 7 des durch die ausgewählte Antenne 1a oder 1b empfangenen Rahmens 8 wird zu dem Empfangssystem 3 für weiteren Empfang und Demodulation geliefert.
10 Da das herkömmliche Empfangsgerät mit Antennenauswahl-Diversity wie vorbeschrieben ausgebildet ist, sind zwei Einleitungsabschnitte 6, d.h. P&sub1; und P&sub2;, mit derselben Funktion in einem TDM-Bündel erforderlich, was unausweichlich zu einer Herabsetzung des Wirkungsgrades der Informationsübertragung führt. Andererseits wird ein Nacherfassungs-Diversity-Empfang häufig angewendet für in Automobilen installierte Fahrzeug-Kommunikationsgeräte. Probleme treten auch dadurch auf, daß das Vorsehen der mehreren Einleitungsabschnitte 6 mit identischer Funktion nicht vorteilhaft ist angesichts der Systemausbildung nur für das Gerät mit Antennenauswahl-Diversity, welches hauptsächlich für ein tragbares Gerät verwendet wird. Um dieses Problem zu lösen, ist es denkbar, ein solches Verfahren vorzusehen, bei welchem die Messung des Pegeis der Signale für die Auswahl der Antennen durchgeführt wird durch Messen des Empfangspegels des unmittelbar vorhergehenden TDM-Bündels (der Ausdruck "das unmittelbar vorhergehende TDM-Bündel" wird nachfolgend so verwendet, daß es ein TDM-Bündel bedeutet, welches einem anderen Benutzer zugewiesen wurde), indem die Antennen 1a und 1b in bestimmten Zyklen geschaltet werden, um die Antenne 1a oder 1b auszuwählen, welche einen höheren Empfangspegel hat, wodurch ein TDM-Bündel des eigenen Kanals des Benutzers, das durch die ausgewählte Antenne empfangen wurde, empfangen und demoduliert wird. In dem Fall des mobilen digitalen Kommunikationssystems, wenn die Übertragungsleistung von der Basisstation zu der mobilen Station beschränkt ist, um eine Interferenz zwischen den Kanälen herabzusetzen, ist es jedoch möglich, daß der Pegel des durchschnittlichen Empfangssignals des unmittelbar vorhergehenden TDM-Bündels sehr niedrig ist. In einem solchen Fall kann die Wirkung der Messung des Empfangspegels nicht erwartet werden. Wenn kein unmittelbar vorhergehendes TDM-Bündel existiert aufgrund des Vorhandenseins eines leeren Kanals, wird die Messung des Pegels selbst unmöglich aufgrund eines Fehlens der Übertragung von der Basisstation.
EP-A1-0 124 319 beschreibt ein Funktelefonsystem, welches tragbare Funktelefone verwendet, die zwei Antennen, aber nur einen Empfängerabschnitt verwen den. Eine Endgerätestation überträgt dasselbe Einleitungssystem in wenigstens zwei Zeitschlitzen einer Rahmenperiode einer Zeitteilungsfolge, und die tragbare Station empfängt jede der Einleitungsübertragungen über beide unterschiedlich orientierten Antennen und bestimmt, welche Antenne das stärkere Signal empfangen hat, durch Verwendung von Signalvergleichsmitteln. Das Botschaftssignal von der Endgerätestation wird über die Antenne der tragbaren Station empfangen, die das stärkste Signal empfangen hat.
EP-A2-0 318 665 offenbart eine Antennenschalt-Steuerschaltung zum Erzielen einer Antennenauswahl-Diversity in TDM-HF-Empfängern, die die Antennenempfangssignale erfassen und vergleichen und so auswählen, daß der Empfänger im allgemeinen mit der das stärkste Signal empfangenden Antenne arbeitet.
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die vorstehend dargestellten Probleme zu lösen, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Empfangsgerät mit Antennenauswahl-Diversity zu schaffen, das in der Lage ist, adaptiv Hochqualitäts-Empfangseigenschaften zu realisieren, selbst wenn kein unmit telbar vorhergehendes TDM-Bündel vorhanden ist, oder selbst wenn eine Messung des Pegels des TDM-Bündels schwierig ist aufgrund der Übertragungsleistungs- Steuerung bei der Basisstation.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Gerät mit Antennenauswahl-Diversity gemäß den Merkmalen des Hauptanspruchs.
Das Antennenauswahl -Entscheidungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung erfaßt den Pegel des unmittelbar vorhergehenden TDM-Bündels und entscheidet, ob das Antennenauswahl-Diversity-Verfahren oder ein anderes Auswahlkritenum auf der Grundlage des erfaßten Pegels verwendet wird. In dem Fall, daß ein anderes Auswahlkriterien ausgewählt werden sollte, wird die Antenne, welche das nächste TDM-Bündel des eigenen Kanals des Benutzers empfangen sollte, ausgewählt in Abhängigkeit von dem Empfangspegel des TDM-Bündels des eigenen Kanals des Benutzers, wodurch das Empfangsgerät mit Antennenauswahl-Diversity mit einer Hochqualitäts-Empfangseigenschaften adaptiv realisiert werden kann, selbst wenn kein unmittelbar vorhergehendes TDM-Bündel vorhanden ist oder der Pegel eines derartigen TDM-Bündels, wenn es existiert, schwierig zu messen ist.
Diese und andere Aufgaben und Vorteile werden deutlich durch Lesen der folgenden Beschreibung der Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen.
Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, welches ein Empfangsgerät mit Antennenauswahl -Diversity gemäß dem Stand der Technik zeigt;
Fig. 2A und 2B sind erläuternde Zeichnungen, die jeweils die Veränderung des Pegels der empfangenen Wellenumhüllungen nach dem SS-Verfahren und dem SE-Verfahren illustrieren;
Fig. 3 ist eine erläuternde Zeichnung, die die Ausbildung des zu dem Empfangsgerät mit Ante-nnenauswahl-Diversity zu übertragenden Rahmens gemäß dem Stand der Technik zeigt;
Fig. 4 ist ein Blockschaltbild, welches ein Empfangsgerät mit Antennenauswahl-Diversity gemäß einem Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 5 ist ein schematisches Diagramm, welches Dreikanal-Vielfach-TDM-Signale in dem Fall illustriert, in dem die eigene Station der mobilen Station 2 zugewiesen ist; und
Fign. 6 und 7 sind Diagramme, die jeweils anhand eines Flußdiagramms die Arbeitsweise des Komparators und der Antennenauswahl-Entscheidungsvorrichtung illustrieren, die zur Auswahl der Antenne, welche das (i+1)-te TDM-Bündel empfängt, geeignet sind.
In den Zeichnungen bezeichnen dieselben Zahlen dieselben oder ähnliche Teile oder Glieder.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun durch Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Zuerst bezeichnen in Fig. 4 die Zahlen 1a, 1b Antennen, die Zahl 2 ein Antennenauswahlsystem, die Zahl 3 ein Empfangssystem, die Zahl 4 ein Demodulationssystem, die Zahl 5 ein Antennenauswahl-Entscheidungssystem, die Zahl 51 einen Pegeldetektor und die Zahl 52 eine Antennenauswahl-Entscheidungsvorrichtung, welche dieselben oder ähnliche Teile sind wie diejenigen bekannten, die durch dieselben Zahlen in Fig. 1 gekennzeichnet sind.
In dem Antennenauswahlsystem 2 bezeichnen die Zahlen 21a, 21b Empfangsfilter, die jeweils mit der Antenne 1a oder 1b verbunden und geeignet sind, die unerwünschten Komponenten aus dem von den Empfangssignalen eingenommenen Band zu entfernen. Die Zahl 22 bezeichnet einen Antennenschalter, welcher durch die Antennenauswahlsignale gesteuert wird, welche von der Antennenauswahl-Entscheidungsvorrichtung 52 geliefert werden, und der geeignet ist, eines der Empfangsfilter 21a, 21b auszuwählen und das ausgewählte Filter 21a oder 21b mit dem Empfangssystem 3 zu verbinden.
In dem Empfangssystem 3 bezeichnet die Zahl 31 einen Hochfrequenzabschnitt (nachfolgend als HF-Abschnitt bezeichnet), der geeignet ist zur Verstärkung der Signale von einem der Empfangsfilter 21a oder 21b, das durch den Antennenschalter 22 ausgewählt ist, bei einer hohen Frequenz. Die Zahl 32 bezeichnet einen ersten lokalen Oszillationsabschnitt, der geeignet ist zur Erzeugung des ersten lokalen Oszillationssignals, welches mit dem von dem HF-Abschnitt ausgegebenen Signal zu mischen ist. Die Zahl 33 bezeichnet einen Mischer, der zum Mischen der Signale geeignet ist. Die Zahl 34 bezeichnet einen ersten Zwischenfrequenzabschnitt (nachfolgend als erster ZF-Abschnitt bezeichnet), welcher geeignet ist zur selektiven Verstärkung des Ausgangssignals vom Mischer 33. Die Zahl bezeichnet einen zweiten lokalen Oszillator, der zur Erzeugung eines zweiten lokalen Oszillationssignals geeignet ist, welches mit dem von dem ersten ZF-Abschnitt 34 ausgegebenen Signal zu mischen ist; die Zahl 36 einen Mischer, der zum Mischen dieser Signale geeignet ist, und die Zahl 37 einen zweiten ZF-Abschnitt, der zum selektiven Verstärken des Ausgangssignals von dem Mischer 36 geeignet ist.
In dem Demodulationssystem 4 bezeichnet die Zahl 41 einen Detektor, der zum Erfassen des von dem zweiten ZF-Abschnitt 37 ausgegebenen Signais geeignet ist, und die Zahl 42 bezeichnet einen Taktregenerator, der zum Regenerieren eines Taktsignals von dem Ausgang des Detektors 41 geeignet ist. Die Zahl 43 bezeichnet einen Diskriminator, der zum Abtasten und Bestimmen des Ausgangssignals des Detektors 41 in Übereinstimmung mit dem Zeittakt des durch den Taktregenerator 42 regenerierten Taktsignals geeignet ist, um die Übertragungsdaten zu demodulieren und als die Ausgangsdaten zu liefern. In dem Antennenauswahl-Entscheidungssystem 5 bezeichnet die Zahl 53 einen Speicher, der zum Speichern des Pegels des Signals, welches von dem zweiten ZF-Abschnitt 37 ausgegeben und von dem Pegeldetektor 51 erfaßt wird, geeignet ist. Die Zahl 54 bezeichnet einen Rechner, der zum Berechnen der mittleren Pegeiwerte durch Bestimmen des Durchschnittswertes der jeweiligen in dem Speicher 53 gespeicherten Pegel geeignet ist. Die Zahl 55 be zeichnet einen Komparator, der zum Vergleich der mittleren Pegelwerte, die durch den Rechner 54 berechnet wurden, mit dem Bezugswert, welcher vorher bereitgestellt wurde, zur Auswahl des Auswahlkriterium-Auswahlsignals entsprechend dem Ergebnis des Vergleichs und zum Liefern dieses Signals zu der Antennenauswahl -Entscheidungsvorrichtung 52 geeignet ist.
Die Antennenauswahl-Entscheidungsvorrichtung 52 ist geeignet zur Erzeugung der Antennenauswahlsignale zur Auswahl der Antenne 1a oder 1b in Übereinstimmung mit dem Kriteriumauswahlsignal vom Komparator 55 und dem im Speicher 53 gespeicherten Inhalt. Die durch die Entscheidungsvorrichtung 52 vorgenommene Entscheidung wird durchgeführt entsprechend mehreren Auswahlkriterien auf der Grundlage der folgenden Umstände. Wenn nämlich ein Rayleigh-Schwund vorliegt, ist der individuelle Erfassungspegel veränderlich. Jedoch kann der Durchschnittspegel bestimmt werden durch den mittleren Wert des individuellen Erfassungspegels. Wenn die Basisstation den Übertragungsleistungspegel zu der mobilen Station, die dem unmittelbar vorhergehenden TDM-Bündel zugewiesen ist, so steuert, daß er beschränkt ist, wird der mittlere Pegelwert manchmal so schwach, daß es schwierig ist, die relative Schwundbedingung an den Antennen 1a, 1b mit Bezug auf den Empfang auf der Grundlage der Größe der Pegel zu schätzen. Als eine Folge ist nur die Messung des Pegels des unmittelbar vorhergehenden TDM-Bündels manchmal nicht ausreichend als ein Kriterium zur Durchführung einer Entscheidung über die Antennenauswahl. Demgemäß wird das nächste TDM-Bündel des eigenen Kanals des Benutzers ausgewählt auf der Grundlage des Empfangspegels nahe dem Ende des TDM-Bündels des eigenen Kanals des Benutzers. In dieser Hinsicht ist die Antennenauswahl-Entscheidungsvorrichtung 52 unterschiedlich gegenüber der bekannten, welche in Fig. 1 gezeigt ist.
Die Arbeitsweise des in Fig. 4 gezeigten Systems wird nun erläutert. Zuerst gehen in dem Antennenauswahlsystem 2 die von den Antennen 1a und 1b empfangenen Empfangssignale durch die Empfangsfilter 21a und 21b hindurch, um die unerwünschten Komponenten aus dem von den Empfangssignalen eingenommenen Band zu eliminieren, und werden dann in den Antennenschalter 22 eingegeben. Der Antennenschalter 22 wird von den Antennenauswahlsignalen von der Antennenauswahl -Entscheidungsvorrichtung 52 gesteuert und verbindet das von der Antenne 1a oder 1b empfangene Signal mit dem Empfangssystem 3 entsprechend dem Antennenauswahlsignal.
In dem Empfangssystem 3 wird das Signal zu dem HF- Abschnitt 31 geführt, einer Hochfrequenz-Verstärkung unterzogen und zu dem Mischer 33 geführt. Der Mischer 33 ist geeignet, das Signal mit dem ersten lokalen oszillationssignal von dem ersten lokalen Oszillator 32 zu multiplizieren, wodurch sie gemischt werden, und dann die gemischten Signal zu dem ersten ZF-Abschnitt 34 zu führen. Der erste ZF-Abschnitt seinerseits verstärkt selektiv das gemischte Signal, um das erste Zwischenfrequenzsignal zu erzeugen, und liefert es zu dem Mischer 36. Der Mischer 36 multipliziert dann das erste Zwischenfrequenzsignal mit dem zweiten lokalen oszillationssignal von dem zweiten lokalen Oszillator 35, um diese zu mischen, und liefert die so gemischten Signale zu dem zweiten ZF-Abschnitt 37. Der zweite ZF-Abschnitt 37 ist geeignet zum selektiven Verstärken des gemischten Signals, um das zweite Zwischenfrequenzsignal zu erzeugen, und liefert diese sowohl zu dem Demodulationssystem 4 als auch zu dem Antennenauswahl-Entscheidungssystem 5.
In dem Demodulationssystem 4 wird das zweite Zwischenfrequenzsignal von dem zweiten ZF-Abschnitt 37 zu dem Detektor 41 geführt und hierdurch erfaßt. Das erfaßte Signal von dem Detektor 41 wird in den Taktregenerator 42 und den Diskriminator 43 eingegeben. Der Taktregenerator 42 ist geeignet zum Regenerieren des Taktsignals aus dem erfaßten Signal und zum Liefern des regenerierten Taktsignals zum Diskriminator 43. Der Diskriminator 43 ist geeignet zum Abtasten und Bestimmen des erfaßten Signals vom Detektor 41 in Übereinstimmung mit dem Zeittakt des Taktsignals, um die Übertragungsdaten zu demodulieren und sie als Ausgangsdaten zu liefern.
In der Zwischenzeit wird in dem Antennenauwahl-Entscheidungssystem 5 das von dem Empfangssystem 3 gelieferte zweite Zwischenfrequenzsignal zu dem Pegeldetektor 51 geliefert, und die Pegel, die durch Messen des Pegels der zweiten Zwischenfrequenzsignale für eine bestimmte Zeitperiode erfaßt wurden, werden zu dem Speicher 53 geliefert, um darin gespeichert zu werden. Die von dem Pegeldetektor 51 zu erfassenden Pegel sind solche des unmittelbar vorhergehenden TDM- Bündels des eigenen Kanals des Benutzers (nämlich einem anderen Benutzer zugewiesenen TDM-Bündels) und des Endteus des TDM-Bündels des eigenen Kanals des Benutzers für eine bestimmte Zeitperiode. Die Pegel der unmittelbar vorhergehenden TDM-Bündel sind solche Pegel, bei welchen solche TDM-Bündel an den beiden Antennen 1a und 1b empfangen wurden, während der Pegel des TDM-Bündels des eigenen Kanals des Benutzers der Pegel des TDM-Bündels ist, das an der ausgewählten Antenne empfangen wurde. Diese Pegel, welche erfaßt wurden, können in dem Speicher 53 ohne Vermischung gespeichert werden.
Es ist für das Eingangssignal des Pegeldetektors 51 vorteilhaft, aus dem Teil, welcher am wenigstens durch das Rauschen beeinträchtigt ist, herausgezogen zu werden. Dies ergibt sich daraus, daß, je weniger das Rauschen beeinträchtigt, desto geringer die Wahrscheinlichkeit wird, die Antenne mit einem niedrigeren Signalpegel auszuwählen. Demgemäß ist es bevorzugt, daß das in den Pegeldetektor 51 einzugebende Signal aus dem Eingangssignal in den Detektor herausgezogen wird. In Fig. 4 ist eine Ausbildung illustriert, welche zwei Stufen von ZF-Abschnitten aufweist, d.h. den ersten ZF-Abschnitt und den zweiten ZF-Abschnitt. Es ist auch denkbar, eine Ausbildung zu haben, die nur eine Stufe eines ZF-Abschnitts oder mehr als drei Stufen von ZF-Abschnitten aufweist. In solchen Fällen ist das Eingangssignal des Pegeldetektors aus dem Ausgangssignal des letzten ZF-Abschnitts, der mit dem Detektor verbunden ist, herauszuziehen. Genauer gesagt, das Eingangssignal des Pegeldetektors wird normalerweise aus dem Ausgangssignal der letzten Stufe des ZF-Abschnitts herausgenommen und in den Detektor eingegeben.
Nachfolgend werden die mittleren Werte der jeweiligen in dem Speicher 53 gespeicherten Pegel im Rechner 54 berechnet. Die mittleren Pegelwerte, welche durch Bildung des Durchschnittswertes der Empfangspegel des TDM-Bündels des eigenen Kanals des Benutzers erhalten wurden, werden für die Erfassung der Verbindungsqualität, die Bestimmung des Signalaustauschs (oder das Schalten der Basisstation, zu welcher zuzugreifen ist) und so weiter verwendet. Die mittleren Pegelwerte von solchen Pegeln, welche in Verbindung mit den unmittelbar vorhergehenden TDM-Bündeln gemessen wur den, werden verwendet zur Entscheidung, ob das Antennenauswahlkriterium auf der Grundlage der Höhe der Pegel der unmittelbar vorhergehenden TDM-Bündel ausgewählt werden kann. Da es nur erforderlich ist, die mittleren Pegelwerte zu erhalten, kann die Durchschnittsbildung für diesen Zweck durchgeführt werden mit Bezug auf den Empfangspegel nur an der Antenne 1a oder nur an der Antenne 1b oder an beiden Antennen 1a, 1b. Eine Durschnittswertbildung kann durchgeführt werden durch Verwenden des sich bewegenden Durchschnittswerts der jeweils gemessenen Pegel. Der Bereich oder die Breite der Messung zum Erhalten derartiger Durchschnittswerte ist durch die vorliegende Erfindung nicht besonders bestimmt, aber der Bereich der Messung, welcher die Annahme angemessen genauer mittlerer Pegelwerte ermöglicht, ist gut genug.
Auf diese Weise werden die so erhaltenen mittleren Pegelwerte dann durch den Komparator 55 mit dem vorher bereitgestellten Bezugspegel verglichen. Wenn der mittlere Pegelwert größer ist als der Bezugspegel, wird die Antennenauswahl-Diversity in herkömmlicher Weise durchgeführt. Wenn der mittlere Wert geringer ist als der Bezugspegel, dann wird der Inhalt des Kriterium-Auswahlsignals geändert. obgleich der Wert des Bezugspegels durch die vorliegende Erfindung nicht besonders bestimmt ist, kann beispielsweise ein Pegel, der zum Erzielen einer Fehlerrate in der Größenordnung von 102 erforderlich ist, angemessen sein.
In Übereinstimmung mit der Änderung des Kriterium- Auswahisignais ändert die Antennenauswahl -Entscheidungsvorrichtung 52 das Kriterium einer herkömmlichen Antennenauswahl-Diversity in dasjenige, das nachfolgend erwähnt ist. Das heißt, wenn der gemessene Pegel in bezug auf den Endteil des TDM-Bündels des eigenen Kanals des Benutzers größer ist als der Wert, der zur Befriedigung der erforderlichen Fehlerrate notwendig ist, wird das nächste TDM-Bündel des eigenen Kanals des Benutzers durch die gegenwärtige Antenne 1a oder 1b empfangen. Wenn der gemessene Pegel geringer ist als der erforderliche Wert, wird ein Antennenauswahlsignal so ausgegeben, daß das nächste TDM-Bündel des eigenen Kanals des Benutzers durch die Antenne 1b oder 1a empfangen wird, die von der gegenwärtigen Antenne verschieden ist. Während jedoch die Antenne 1a oder 1b in Übereinstimmung mit dem Kriterium wie vorstehend erwähnt ausgewählt ist, wird der Pegel des unmittelbar vorhergehenden TDM-Bündels kontinuierlich gemessen, und wenn der mittlere Pegelwert den Bezugspegel überschreitet, dann wird der Inhalt des Kriterium-Auswahlsignals von dem Komparator 55 so geändert, daß die herkömmliche Antennenauswahl -Diversity wieder ausgeführt wird in Übereinstimmung mit dem Auswahlkriterium als dem Ergebnis des Vergleichs des Pegels des unmittelbar vorhergehenden TDM-Bündels.
Die Arbeitsweise des Antennenauswahl -Entscheidungssystems wird im einzelnen für den Fall erläutert, in welchem drei mobile Stationen vorgesehen sind, Dreikanal-Vielfach-TDM-Signale verwendet werden und die eigene Station der mobilen Station 2 zugewiesen ist.
Fig. 5 illustriert einen Strom von Dreikanal-Vielfach-TDM-Signalen für den Fall, in welchem die eigene Station der mobilen Station 2 zugewiesen ist. In Fig. bezeichnen jeweilige Rahmen in der Reihenfolge von der linken Seite zu der rechten Seite die i-ten TDM Bündel der mobilen Stationen 1 bis 3 und die folgenden (i+1)-ten TDM-Bündel der mobilen Stationen 1 bis 3. Die Symbole L1,i und L2,i bezeichnen jeweils den empfangenen Pegel der Signale in der Nähe des Endteils des zu der mobilen Station 1 zu übertragenden i-ten TDM-Bündels, welches jeweils von den Antennen 1a und 1b der der Station 2 zugewiesenen eigenen Station empfangen wird. Die Symbole L1,i+1 und L2,i+1 bezeichnen jeweils den empfangenen Pegel der Signale in der Nähe des Endteils des zu der mobilen Station 1 zu übertragenden (i+1)-ten TDM-Bündels, welches jeweils von den Antennen 1a und 1b der der Station 2 zugewiesenen eigenen Station empfangen wird. Weiterhin bezeichnen die Symbole L3,i und L3,i+1 die empfangenen Pegel der Signale in der Nähe des Endteils der zu der mobilen Station 2 jeweils zu übertragenden i-ten und (i+1)-ten TDM-Bündel, das heißt der eigenen Station des Benutzers, welche von der ausgewählten Antenne 1a oder 1b empfangen werden.
Wie vorstehend beschrieben ist, werden L1,i, L2,i und L3,i durch den Pegeldetektor 51 erfaßt und im Speicher 53 gespeichert. Der mittlere Pegelwert Lc wird von dem Rechner 54 berechnet durch Verwendung der gespei cherten Empfangspegel L1,i-1 - L1,i-N und L2,i-1 - L2,i-N (worin N eine ganze Zahl ist), zum Beispiel in Übereinstimmung mit dem folgenden Ausdruck:
Fig. 6 und Fig. 7 illustrieren jeweils anhand eines Flußdiagramms die Arbeitsweise des Komparators und der Antennenauswahl -Entscheidungsvorrichtung, die zur Auswahl der Antenne geeignet sind, welche das (i+1)- te TDM-Bündel empfängt.
Bezugnehmend auf Fig. 6 wird die Arbeitsweise des Komparators 55 erläutert, welcher geeignet ist zur Auswahl der Antenne, welche das (i+1)-te TDM-Bündel empfängt. In dem Entscheidungsblock 101 vergleicht der Komparator 55 den mittleren Pegelwert Lv, der durch den Rechner 54 gegeben wird, und den Bezugspegel Lb, welcher vorher zum Komparator 55 geliefert wurde. Wenn der mittlere Pegelwert Lc größer als der oder gleich dem Bezugspegel Lb ist, gibt der Komparator Si = 1 in dem Block 102 aus. Andererseits gibt, wenn der mittlere Pegelwert Lc kleiner ist als der Bezugspegel Lb, der Komparator 55 Si = 0 in dem Block 103 aus.
Durch Bezugnahme auf Fig. 7 wird als nächstes die Arbeitsweise der Antennenauswahl -Entscheidungsvorrichtung 52 zur Auswahl der Antenne, welches das (i+1)-te TDM-Bündel empfängt, erläutert. Die Antennenauswahl -Entscheidungsvorrichtung 52 empfängt das Ausgangssignal Si von dem Komparator 55 und bestimmt in dem Entscheidungsblock 111, ob das Ausgangssignal Si vom Komparator gleich 1 ist oder nicht. Wenn entschieden wird, daß das Ausgangssignal Sf vom Komparator gleich 1 ist, oder wenn der mittlere Pegelwert Lc größer als der oder gleich dem Bezugspegel ist, vergleicht die Antennenauswahl-Entscheidungsvorrichtung 52 in dem Entscheidungsblock 112 den von der Antenne 1a nahe dem Ende des zu der mobilen Station 1 übertragenen i-ten TDM-Bündels empfangenen Pegel L1,i mit dem durch die Antenne 1b nahe dem Ende des i-ten TDM- Bündels empfangenen Empfangspegel L2,i. Wenn L1,i größer als oder gleich L2,i ist, gibt die Antennenauswahl-Entscheidungsvorrichtung 52 im Block 113 das Antennenauswahlsignal für die Auswahl der Antenne 1a zu dem Antennenauswahlsystem 2 aus. Oder wenn L1,i kleiner ist als L2,i, dann gibt die Antennenauswahl-Entscheidungsvorrichtung 52 im Block 114 das Antennenauswahlsignal für die Auswahl der Antenne 1b zu dem Antennenauswahlsystem 2 aus.
Andererseits vergleicht, wenn in dem Entscheidungsblock 111 bestimmt wird, daß das Ausgangssignal Si vom Komparator gleich "0" ist, die Antennenauswahl Entscheidungvorrichtung 52 in dem Block 115 den durch die ausgewählte Antenne nahe dem Ende des zu der mobilen Station 2 oder der eigenen Station des Benutzers übertragenen i-ten TDM-Bündels empfangenen Empfangspegel L3,i mit dem Pegel Ld, welcher vorher zu der Antennenauswahl-Entscheidungsvorrichtung 52 geliefert wurde. Der Pegel Ld ist der Wert, der zur Befriedigung einer erforderlichen Fehlerrate nötig ist. Obgleich der Wert des Pegels Ld durch die vorliegende Erfindung nicht besonders bestimmt ist, kann es angemessen sein, daß er entsprechend der angewendeten Systembedingung ausgewählt wird. Wenn L3,i großer als oder gleich Ld ist, oder der Pegelmeßwert nahe dem Endteil des TDM-Bündels des eigenen Kanals des Benutzers größer als ein erforderlicher Wert zum Befriedigen einer geforderten Fehlerrate ist, ändert die Antennenauswahl -Entscheidungsvorrichtung 52 in dem Block 116 die Empfangsantenne nicht. Wenn andererseits L3,i kleiner als Ld ist oder der Pegelmeßwert nahe dem Endteil des TDM-Bündels des eigenen Kanals des Benutzers ein kleiner Wert ist, der nicht die erforderliche Fehlerrate befriedigen kann, dann gibt die Antennenauswahl -Entscheidungsvorrichtung 52 das Antennenauswahisignal zur Änderung der Empfangsantenne an das Antennenauswahlsystem 2 aus.
Es ist festzustellen, daß, obgleich bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel die Situation, bei welcher zwei Antennen verwendet werden, erläutert wurde, ähnliche Wirkungen wie bei dem obigen Ausführungsbeispiel in dem Fall von drei oder mehr verwendeten Antennen erhalten werden können.
Wie vorstehend erläutert ist, ist die vorliegende Erfindung so ausgestaltet, daß die mittleren Pegelwerte an beiden Antennen mit dem vorher zur Verfügung gestellten Bezugswert verglichen werden, ein spezifiziertes Auswahlkriterium aus mehreren Kriterien ausgewählt wird und das nächste TDM-Bündel in Übereinstimmung mit dem ausgewählten Kriterium ausgewählt wird. Demgemäß kann, selbst wenn die Übertragungsleistung von der Basisstation beschränkt ist, das Kriterium adaptiv so geändert werden, daß die angemessene Antenne ausgewählt wird, so daß eine Diversity-Wirkung selbst dann erzielt werden kann, wenn der Pegel des unmittelbar vorhergehenden TDM-Bündels niedrig ist. Der Grad der Diversity-Wirkung hängt ab von dem Variationszyklus des Schwindens, der Bewegungsgeschwindigkeit der mobilen Ausrüstung und so weiter, aber der Schwundzyklus ist langsam in dem Fall der mobilen Ausrüstung, für welche das Antennenauswahl- Diversity-Verfahren wirksam ist. Wenn daher die Bewegungsgeschwindigkeit in der Größe von 5 - 10 km/h oder geringer ist, kann ein Empfangsgerät mit Antennenauswahl-Diversity vorgesehen sein, für welches ein bestimmter Grad von Diversity-Wirkung erwartet werden kann, selbst wenn das Kriterium, welches den Empfangspegel des vorhergehenden TDM-Bündels des eigenen Kanals des Benutzers benutzt, angewendet wird.
Die vorliegende Erfindung wurde im einzelnen mit Bezug auf bestimmte bevorzugte Ausführungsbeispiele von dieser beschrieben, aber es ist festzustellen, daß Veränderungen und Modifikationen innerhalb des Bereichs der Erfindung bewirkt werden können.

Claims

1. Empfangsgerät mit Antennenauswahl-Diversity für ein digitales Fahrzeug-Kommunikationssystem gemäß einem TDM (Zeitmultiplex) -Verfahren mit mehreren Antennen (1a,1b) zum Empfang von TDM-Bündein von digitalen Modulationssignalen, einem Antennen-Schaltsystem (2) zur Auswahl und zum Umschalten der Antennen, einem Empfangssystem (3), das die TDM-Bündel, die von der Antenne, welche von dem Antennen-Schaltsystem (2) ausgewählt wurde, empfangen wurden, mit einer Hochfrequenz-Verstärkung, Frequenzumwandlung und Zwischenfrequenz-Verstärkung versieht, einem Demodulationssystem (4) zum Demodulieren von Übertragungsdaten aus dem von dem Empfangssystem ausgegebenen Signal, und einem Antennenauswahl-Entscheidungssystem (5) zur Auswahl der mit dem Empfangssystem zu verbindenden Antenne, wobei eine Verzweigungsumschaltung in Übereinstimmung mit TDM-Bündeln durchgeführt wird, enthaltend: einen Pegeldetektor (51) zum Erfassen der Pegel der Signale, die von dem Empfangssystem (3) bereitgestellt werden; und

Antennenauswahl-Entscheidungsmittel (52) zum Erzeugen eines Antennenauswahlsignals auf der Grundlage der von dem Pegeldetektor (51) erfaßten Pegel; wobei das Antennen-Schaltsystem (2) auf das Antennenauswahlsignal anspricht, um die Antennen umzuschalten;

dadurch gekennzeichnet

daß der Pegeldetektor (51) die Pegel der Signale erfaßt, die in dem TDM-Bündel enthalten sind,

das unmittelbar dem TDM-Bündel des dem Gerät zugewiesenen Kanals vorangeht und aufeinanderfolgend von den mehreren Antennen (1a,1b) empfangen wird, und der Pegel des Signals, welches in dem TDM-Bündel des dem Gerät zugewiesenen Kanals enthalten ist und von der Antenne, welche ausgewählt wurde, empfangen wurde, und das Antennenauswahl -Entscheidungs system weiterhin aufweist:

einen Speicher zum Speichern der von dem Pegeldetektor (51) erfaßten Pegel;

eine Rechenvorrichtung (54), die geeignet ist zum Berechnen des Mittelwertes der jeweiligen Pegel der Signale, die in dem unmittelbar vorhergehenden TDM-Bündel enthalten sind und in dem Speicher gespeichert wurden;

ein Komparator (55), der geeignet ist zum Vergleich des Ergebnisses der von der Rechenvorrichtung (54) bewirkten Berechnung mit einem numerischen Bezugswert, welcher zuvor bereitgestellt wurde, und zum Erzeugen eines Steuersignals; und

die Antennenauswahl-Entscheidungsmittel (52) das Antennenauswahlsignal erzeugen in Übereinstimmung mit dem Steuersignal von dem Komparator (55), wo das Steuersignal anzeigt, daß die Antennenauswahl auf die Pegel der Signale zu gründen ist, die in dem unmittelbar vorhergehenden TDM-Bündel enthalten sind, wenn das Ergebnis der Berechnung gleich dem oder größer ist als der numerische Bezugswert, und auf den Pegel des Signals zu gründen ist, das in dem TDM-Bündel des dem Gerät zugewiesenen Kanals enthalten ist, wenn das Ergebnis der Berechnung geringer als der numerische Bezugswert ist.

2. Empfangsgerät mit Antennenauswahl-Diversity nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Komparator (55) ein erstes Steuersignal erzeugt, welches anzeigt, daß eine Antennenauswahl auf der Grundlage der Pegel der Signale, die in dem unmittelbar vorhergehenden TDM-Bündel enthalten sind, zu bewirken ist, wenn das Ergebnis der Berechnung gleich dem oder größer als der numerische Bezugswert ist, und ein zweites Steuersignal erzeugt, welches anzeigt, daß eine Antennenauswahl auf der Grundlage des Pegels des Signals, das in dem TDM-Bündel des dem Gerät zugewiesenen Kanals enthalten ist, zu bewirken ist, wenn das Ergebnis der Berechnung geringer als der numerische Bezugswert ist.

3. Empfangsgerät mit Antennenauswahl-Diversity nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antennenauswahl-Entscheidungsmittel (52) auf das erste Steuersignal ansprechen, indem ein erstes Antennenauswahlsignal erzeugt wird zur Auswahl der Antenne, welche den größeren Pegel der in dem unmittelbar vorhergehenden TDM-Bündel enthaltenen Signale hat, und auf das zweite Steuersignal ansprechen durch Vergleichen des Pegels des Signals, das in dem TDM-Bündel des dem Gerät zugewiesenen Kanals enthalten ist und von der Antenne, welche ausgewählt wurde, empfangen wurde, mit einem zweiten vorbestimmten Pegel, und, wenn der erstgenannte geringer ist als der zweite vorbestimmte Pegel, durch Erzeugen eines zweiten Antennenauswahlsignals zur Änderung der Empfangsantenne.