(57)【要約】【課題】所要Ｃ／Ｎを維持し、且つ、妨害波特性による劣化がないようにバイパスさせる。【解決手段】受信信号を増幅する信号増幅手段と、信号増幅手段をバイパスするバイパス手段と、受信信号の信号強度を検出する強度測定手段と、強度測定手段にて検出された信号強度が閾値に達するとバイパス手段を動作させるバイパス制御手段と、を備え、閾値は、所定の受信信号の電界レベルで規定の妨害波入力時の電界強度をＥｄ、受信信号が信号増幅手段を介するときの雑音指数をＮＦｏｎ、所定の最大データスルレートを得るための搬送波と雑音の比をＣＮ、熱雑音レベルをＮとすると、閾値Ｓｈは、Ｅｄ＞Ｓｈ＞（ＣＮ＋Ｎ＋ＮＦｏｎ）を満たす。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信信号を増幅する信号増幅手段と、
前記信号増幅手段をバイパスするバイパス手段と、
前記受信信号の信号強度を検出する強度測定手段と、
前記強度測定手段にて検出された信号強度が閾値に達すると前記バイパス手段を動作させるバイパス制御手段と、を備え、
前記閾値は、所定の前記受信信号の電界レベルで規定の妨害波入力時の電界強度をＥｄ、前記受信信号が前記信号増幅手段を介するときの雑音指数をＮＦｏｎ、所定の最大データスルレートを得るための搬送波と雑音の比をＣＮ、熱雑音レベルをＮとすると、閾値Ｓｈは、
Ｅｄ＞Ｓｈ＞（ＣＮ＋Ｎ＋ＮＦｏｎ）
を満たすことを特徴とする無線通信端末。
【請求項２】
前記閾値は、前記受信信号の電界レベルが高い状態から低い状態へ遷移するときに到達すると前記バイパス制御手段により前記受信信号が前記信号増幅手段へ入力されるように前記バイパス手段を制御するＳｈ１と、低い状態から高い状態へ遷移するときに到達すると前記バイパス制御手段により前記受信信号が前記信号増幅手段をバイパスするように前記バイパス手段を制御するＳｈ２とで構成され、前記Ｓｈ１、及び前記Ｓｈ２は、
Ｅｄ＞Ｓｈ２＞Ｓｈ１＞（ＣＮ＋Ｎ＋ＮＦｏｎ）
を満たすことを特徴とする請求項１記載の無線通信端末。
【請求項３】
前記Ｓｈ１、及び前記Ｓｈ２は、条件範囲内において差が最大となるように設定されることを特徴とする請求項２記載の無線通信端末。
【請求項４】
前記Ｅｄ、あるいは前記（ＣＮ＋Ｎ＋ＮＦｏｎ）とのオフセット値を格納する第１の記憶手段を備えることを特徴とする請求項１記載の無線通信端末。
【請求項５】
前記Ｅｄ、及び前記（ＣＮ＋Ｎ＋ＮＦｏｎ）とのオフセット値を格納する第２の記憶手段を備えることを特徴とする請求項２記載の無線通信端末。
【請求項６】
低雑音増幅器による受信信号を増幅する信号増幅ステップと、
前記受信信号の信号強度を検出する強度測定ステップと、
前記強度測定ステップにて検出された信号強度が閾値に達すると前記低雑音増幅器をバイパスするバイパスステップと、を備え、
前記閾値は、所定の前記受信信号の電界レベルで規定の妨害波入力時の電界強度をＥｄ、前記受信信号が前記低雑音増幅器を介するときの雑音指数をＮＦｏｎ、所定の最大データスルレートを得るための搬送波と雑音の比をＣＮ、熱雑音レベルをＮとすると、閾値Ｓｈは、
Ｅｄ＞Ｓｈ＞（ＣＮ＋Ｎ＋ＮＦｏｎ）
を満たすことを特徴とする無線通信端末の電界強度調整方法。
【請求項７】
前記閾値は、前記受信信号の電界レベルが高い状態から低い状態へ遷移するときに到達すると前記バイパスステップにて前記受信信号が前記低雑音増幅器へ入力されるように制御するＳｈ１と、低い状態から高い状態へ遷移するときに到達すると前記バイパスステップにて前記受信信号が前記低雑音増幅器をバイパスするように制御するＳｈ２とで構成され、前記Ｓｈ１、及び前記Ｓｈ２は、
Ｅｄ＞Ｓｈ２＞Ｓｈ１＞（ＣＮ＋Ｎ＋ＮＦｏｎ）
を満たすことを特徴とする請求項６記載の無線通信端末の電界強度調整方法。
【請求項８】
前記Ｓｈ１、及び前記Ｓｈ２は、条件範囲内において差が最大となるように設定されることを特徴とする請求項７記載の無線通信端末の電界強度調整方法。
【請求項９】
前記Ｅｄ、あるいは前記（ＣＮ＋Ｎ＋ＮＦｏｎ）とのオフセット値を格納する第１の記憶ステップを備えることを特徴とする請求項６記載の無線通信端末の電界強度調整方法。
【請求項１０】
前記Ｅｄ、及び前記（ＣＮ＋Ｎ＋ＮＦｏｎ）とのオフセット値を格納する第２の記憶ステップを備えることを特徴とする請求項７記載の無線通信端末の電界強度調整方法。
【請求項１１】
請求項６から１０のいずれか1項に記載の無線通信端末の電界強度調整方法をコンピュータに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低雑音増幅器（ＬＮＡ）をバイパスすることで電界強度の調整を行う無線通信端末、その電界強度調整方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の無線通信端末においては、受信部が良好な受信感度特性を得るために、受信信号から中間周波信号にダウンコンバートするミキサや信号を検波する直交検波器などの前段には、受信信号を増幅する低雑音増幅器（ＬＮＡ）が配置され、受信部の総合雑音指数
（ＮＦ）の改善が行われている。
【０００３】
しかしながら、ＬＮＡの配置により、妨害波特性が劣化するという問題も発生する。そこで、ＬＮＡや後段のミキサの駆動電流を増加させて妨害波特性を良好に保つ手段が良く用いられている。
【０００４】
しかしながら、上記方法は、消費電力が増加する不具合が生じるとともにＬＮＡの駆動電流を増加させるとＮＦが劣化し、さらには、受信感度の劣化に繋がってしまう。
【０００５】
そこで、妨害波特性を改善するために十分な受信電界レベルが得られる時には、ＬＮＡをバイパスするスイッチを設けて、ＬＮＡをバイパスして妨害波特性を改善する手段が用いられている。
【０００６】
昨今、受信データ速度の高速化と大容量化に伴って、所望する搬送波と雑音の比（Ｃ／Ｎ）が増大し、ＬＮＡの切り替え閾値によっては、所定のＣ／Ｎが得られず、受信データ速度の向上が得られない不具合が生じる。
【０００７】
また、より高いＣ／Ｎが求められる状態では、スイッチの切り替え動作自体で生じる歪や雑音でもＣ／Ｎが劣化する為に頻繁にスイッチ切り替えが起こらない工夫が必要である。
【０００８】
更に、なるべく得られる最大所要Ｃ／Ｎを増大させ、且つ、妨害波特性が良好な受信機を得るためには、入力受信電界強度によって正確にスイッチ切り替えが必要となっている。
【０００９】
図６に従来におけるＬＮＡスイッチ切り替え時の電界レベルとＣ／Ｎ値の軌跡を示す。入力電界が上がって閾値に達するとスイッチが切り替えられてＬＮＡがバイパスされることになる。
【００１０】
図のように閾値にて、ＬＮＡをバイパスさせると、上の直線に従って増加していた入力電界は、Ｃ／Ｎの低下により下の直線に従うことになるが、切り替えた際に低下したＣ／Ｎ値は、所要Ｃ／Ｎ以下になってしまい、スルーレートの維持が出来なくなってしまっている。
【００１１】
そこで、例えば特許文献１には、信号強度検出器によって検出された受信信号の信号強度と検出頻度との関係を示すヒストグラムを生成し、該ヒストグラムを用いて受信信号が所定の頻度よりも高頻度な信号か否かにより、互いに異なる２つの閾値を持ったヒステリシスに基づいて受信信号の信号強度に応じてバイパス状態を切り替える技術について開示されている。
【００１２】
また、特許文献２には、Ｃ／Ｎが予め定められた範囲内にある場合には、ＬＮＡを介し、それ以外の時には、バイパスさせる技術について開示されている。
【００１３】
さらに、特許文献３では、ＬＮＡの前段に減衰器を備え、減衰器を動作させるスイッチとＬＮＡをバイパスさせるスイッチとを設けることで、受信信号の減衰量の切り替えを信号強度に応じて多段階に行う技術について開示されている。
【特許文献１】特開２００４−２９７３６２号公報
【特許文献２】特開２００６−３３２７７０号公報
【特許文献３】特開平１０−０２８０６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、特許文献１に記載の発明は、フェージング環境で頻繁にスイッチの切替が発生することを抑止するために、電界強度の頻度をグラフ化して、不要な切り替えをなくしているが、フェージングでの落ち込みを無視しているために、高レートの受信データを受信することが困難である。
【００１５】
また、特許文献２に記載の発明では、バイパスさせるための閾値をＣ／Ｎ値のみに基づいて決めているため、妨害波特性の劣化を回避できない。
【００１６】
また、特許文献３に記載の発明では、ＬＮＡの前段に減衰器を設置するため、受信感度が劣化してしまうという問題がある。
【００１７】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、所要Ｃ／Ｎを維持し、且つ、妨害波特性による劣化がないようにバイパスさせる無線通信端末を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するため、本発明における無線通信端末は、受信信号を増幅する信号増幅手段と、信号増幅手段をバイパスするバイパス手段と、受信信号の信号強度を検出する強度測定手段と、強度測定手段にて検出された信号強度が閾値に達するとバイパス手段を動作させるバイパス制御手段と、を備え、閾値は、所定の受信信号の電界レベルで規定の妨害波入力時の電界強度をＥｄ、受信信号が信号増幅手段を介するときの雑音指数をＮＦｏｎ、所定の最大データスルレートを得るための搬送波と雑音の比をＣＮ、熱雑音レベルをＮとすると、閾値Ｓｈは、Ｅｄ＞Ｓｈ＞（ＣＮ＋Ｎ＋ＮＦｏｎ）を満たすことを特徴とする。
【００１９】
閾値は、受信信号の電界レベルが高い状態から低い状態へ遷移するときに到達するとバイパス制御手段により受信信号が信号増幅手段へ入力されるようにバイパス手段を制御するＳｈ１と、低い状態から高い状態へ遷移するときに到達するとバイパス制御手段により受信信号が信号増幅手段をバイパスするようにバイパス手段を制御するＳｈ２とで構成され、Ｓｈ１、及びＳｈ２は、Ｅｄ＞Ｓｈ２＞Ｓｈ１＞（ＣＮ＋Ｎ＋ＮＦｏｎ）を満たすことを特徴とする。
【００２０】
Ｓｈ１、及びＳｈ２は、条件範囲内において差が最大となるように設定されることを特徴とする。
【００２１】
Ｅｄ、あるいは（ＣＮ＋Ｎ＋ＮＦｏｎ）とのオフセット値を格納する第１の記憶手段を備えることを特徴とする。
【００２２】
Ｅｄ、及び（ＣＮ＋Ｎ＋ＮＦｏｎ）とのオフセット値を格納する第２の記憶手段を備えることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明における無線通信端末の電界強度調整方法は、低雑音増幅器による受信信号を増幅する信号増幅ステップと、受信信号の信号強度を検出する強度測定ステップと、強度測定ステップにて検出された信号強度が閾値に達すると低雑音増幅器をバイパスするバイパスステップと、を備え、閾値は、所定の受信信号の電界レベルで規定の妨害波入力時の電界強度をＥｄ、受信信号が低雑音増幅器を介するときの雑音指数をＮＦｏｎ、所定の最大データスルレートを得るための搬送波と雑音の比をＣＮ、熱雑音レベルをＮとすると、閾値Ｓｈは、Ｅｄ＞Ｓｈ＞（ＣＮ＋Ｎ＋ＮＦｏｎ）を満たすことを特徴とする。
【００２４】
閾値は、受信信号の電界レベルが高い状態から低い状態へ遷移するときに到達するとバイパスステップにて受信信号が低雑音増幅器へ入力されるように制御するＳｈ１と、低い状態から高い状態へ遷移するときに到達するとバイパスステップにて受信信号が低雑音増幅器をバイパスするように制御するＳｈ２とで構成され、Ｓｈ１、及びＳｈ２は、Ｅｄ＞Ｓｈ２＞Ｓｈ１＞（ＣＮ＋Ｎ＋ＮＦｏｎ）を満たすことを特徴とする。
【００２５】
Ｓｈ１、及びＳｈ２は、条件範囲内において差が最大となるように設定されることを特徴とする。
【００２６】
Ｅｄ、あるいは（ＣＮ＋Ｎ＋ＮＦｏｎ）とのオフセット値を格納する第１の記憶ステップを備えることを特徴とする。
【００２７】
Ｅｄ、及び（ＣＮ＋Ｎ＋ＮＦｏｎ）とのオフセット値を格納する第２の記憶ステップを備えることを特徴とする。
【００２８】
また、本発明におけるプログラムは、上記いずれかに記載の無線通信端末の電界強度調整方法をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
本発明により、所要Ｃ／Ｎと妨害波特性の劣化とを考慮してＬＮＡをバイパスさせるスイッチの切り替え閾値を設定することで高レートの受信データを受信することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
次に、発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００３１】
図１は、本発明の実施形態における無線通信端末のＬＮＡ制御回路の構成図である。入力信号を受信する受信部２は、低雑音増幅器（ＬＮＡ）１０と、スイッチ１１と、ミキサ２１と、オシレータ（ＯＳＣ）２２と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２３と、アナログベースバンド（ＡＢＢ）２４と、デジタルベースバンド（ＤＢＢ）２５とを有して構成され、復調後に出力を行う。
【００３２】
また、受信部２は、電界強度測定部３と制御部１に接続され、電界強度測定部３の出力結果に従って、制御部１は、スイッチ１１の制御を行う。
【００３３】
入力される受信電界は、受信部２のスイッチ１１によって、ＬＮＡ１０を介して低雑音増幅された後、あるいはＬＮＡ１０を介さずにそのままミキサ２１へと入力される。
【００３４】
ミキサ２１には、ＯＳＣ２２が接続されていて、受信波と局部発信信号とが混合されベースバンド帯域に変換され出力される。
【００３５】
ＬＰＦ２３は、入力される信号の低周波数成分を取り出し帯域制限を行う。ＡＢＢ２４は、入力されるアナログ信号であるベースバンド信号をデジタル信号に変換を行い、ＤＢＢ２５では、復調処理が行われ、出力される。
【００３６】
電界強度測定部３は、受信部２に入力された信号のレベルを測定し、結果を制御部１へ渡す。制御部１は、受信電界レベルがあらかじめ決められた閾値を下回る場合は、入力信号がＬＮＡを介して出力されるようスイッチ１１を制御し、一方、閾値を上回る場合は、入力信号がＬＮＡをバイパスするようにスイッチ１１の制御を行う。
【００３７】
次に、本発明の実施形態における、スイッチの制御閾値における条件について詳細に説明する。本実施形態においては、以下に示す条件式を満足する値にて閾値を設定し、スイッチを制御する。
【００３８】
制御電界強度閾値をＳｈ、所定の受信電界レベルで規定の妨害波入力時の電界強度をＥｄ（ｄＢｍ）とすると、Ｓｈの上限は、規定の妨害波入力時の電界強度より低くなるよう次式で表される。
【００３９】
Ｓｈ＜Ｅｄ  （１）
【００４０】
また、ＬＮＡのスイッチオン時の受信部ＮＦをＮＦｏｎ（ｄＢ）、所定の最大データスルレートを得るためのＣ／ＮをＣＮ（ｄＢ）、熱雑音レベルをＮ（ｄＢｍ）とすると、Ｓｈの下限は、切り替えたときのＣ／Ｎ値が常に所要Ｃ／Ｎより大きくなるよう次式で表される。
【００４１】
Ｓｈ＞（ＣＮ＋Ｎ＋ＮＦｏｎ）  （２）
【００４２】
すなわち、式（１）、及び式（２）より次式を満足するようにＬＮＡ制御閾値を設定することで、所要Ｃ／Ｎと妨害波特性の劣化とを考慮してＬＮＡのバイパススイッチを制御することが可能となる。
【００４３】
Ｅｄ＜Ｓｈ＜（ＣＮ＋Ｎ＋ＮＦｏｎ）  （３）
【００４４】
例えば、ＬＮＡのスイッチオン時の受信部ＮＦをＮＦｏｎ＝１７（ｄＢ）、所定の最大データスルレートを得るためのＣ／ＮをＣＮ＝１５（ｄＢ）、所定の受信電界レベルで規定の妨害波入力時の電界強度をＥｄ＝−７２（ｄＢｍ）、熱雑音レベルをＮ＝−１０８（ｄＢｍ）とすると、制御電界強度閾値をＳｈは、式（３）にこれらを代入すれば、
【００４５】
Ｅｄ＞Ｓｈ＞（ＣＮ＋Ｎ＋ＮＦｏｎ）
−７２＞Ｓｈ＞（１６−１０８＋１８）
−７２（ｄＢｍ）＞Ｓｈ（ｄＢｍ）＞−７６（ｄＢｍ）
【００４６】
よって、制御電界強度閾値を−７２〜−７６の間の値で設定すれば良い。
【００４７】
図２に本実施形態におけるＬＮＡスイッチ切り替え時の入力電界レベルとＣ／Ｎ値の軌跡を示す。
【００４８】
例えば、制御電界強度閾値が式（３）を満足する下限値に設定されていたとしても、入力電界が閾値まで上がってきてスイッチが切り替えられても、ＮＦの劣化によりＣ／Ｎは低下するが、所要Ｃ／Ｎ以下にはならずにスルーレートの維持が可能であり、大容量のデータを高速で受信できる。なお、式（３）を満足する上限値に設定しても、妨害波特性は維持される。
【００４９】
次に、本発明の他の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図３は、本発明の他の実施形態におけるＬＮＡスイッチ切り替え時の入力電界レベルとＣ／Ｎ値の軌跡を示す図である。
【００５０】
本実施形態では、歪や雑音でもＣ／Ｎが劣化する為に頻繁にスイッチ切り替えが起こらないように、スイッチの制御電界強度閾値を２条件設定する。電界レベルが高い状態から低い状態に遷移し、ＬＮＡをバイパスした状態から接続状態へとスイッチを切り替えて制御する閾値を閾値（Ｓｈ）１、電界レベルが低い状態から高い状態に遷移し、ＬＮＡに接続した状態からバイパス状態へとスイッチを切り替えて制御する閾値を閾値（Ｓｈ）２として、それぞれ別に２つ設ける。
【００５１】
Ｓｈ１とＳｈ２は、いずれも式（３）を満足し、且つ、次式を満たす。
【００５２】
Ｓｈ１＜Ｓｈ２  （４）
【００５３】
すなわち、
【００５４】
Ｅｄ＞Ｓｈ２＞Ｓｈ１＞（ＣＮ＋Ｎ＋ＮＦｏｎ）  （５）
【００５５】
２つの閾値Ｓｈ１、及びＳｈ２において、式（５）を満足するように２条件の閾値を設定し、それぞれをスイッチのオン、及びオフの閾値とすることで、Ｓｈ１とＳｈ２の間で電界レベル変動があってもスイッチは、切り替わらず安定動作をし、頻繁なスイッチ動作によるＣ／Ｎ劣化を抑制することができる。
【００５６】
なお、スイッチ動作をなるべく抑えるためにＳｈ１とＳｈ２の差が最大となるように制御電界強度閾値を設定すると良い。
【００５７】
図４は、本実施形態におけるフローチャート図である。電界強度測定部において測定された電界レベルが閾値１未満であるか否かの判断を行う（ステップＳ１）。
【００５８】
閾値１未満であった場合には、入力電界が上がって閾値２に到達したか否かを判断し（ステップＳ２）、閾値２に達した時点でスイッチを切り替えて、ＬＮＡのバイパスを行う（ステップＳ３）。このときには、Ｓｈ２は、式（１）を満足しているため、妨害波特性が維持される。
【００５９】
一方、ステップＳ１にて閾値１以上であった場合には、入力電界が下がってきて閾値１に到達したか否かを判断し（ステップＳ４）、閾値１に達した時点で入力信号がＬＮＡを経由するようにスイッチを切り替える（ステップＳ５）。
【００６０】
図５は、本発明の他の実施形態における無線通信端末のＬＮＡ制御回路の構成図である。本実施形態におけるＬＮＡ制御回路には、図１の構成に加え、さらに記憶部４が制御部１に接続される。
【００６１】
記憶部４には、電界強度測定部の出力する電界レベルが正確に出力されるように予め個々に規定の妨害波入力時の電界強度、及び所定の最大データスルレートを得るための所要Ｃ／Ｎ値とのオフセット値が記憶されている。
【００６２】
所定の受信電界レベルで規定の妨害波入力時の電界強度Ｅｄ（ｄＢｍ）を与えてオフセット値を調整することで精度の向上が見込める。
【００６３】
また、Ｃ／Ｎ値を計測し所定の最大データスルレートを得るためのＣ／Ｎ値を与える電界レベルを与えてオフセット値を調整することでも精度の向上が見込める。
【００６４】
以上、本発明の好適な実施の形態により本発明を説明した。ここでは特定の具体例を示して本発明を説明したが、特許請求の範囲に定義された本発明の広範囲な趣旨および範囲から逸脱することなく、これら具体例に様々な修正および変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施形態に係る無線通信端末のＬＮＡ制御回路の構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係るＬＮＡスイッチ切り替え時の入力電界レベルとＣ／Ｎ値の軌跡である。
【図３】本発明の他の実施形態に係るＬＮＡスイッチ切り替え時の入力電界レベルとＣ／Ｎ値の軌跡である。
【図４】本発明の他の実施形態に係るフローチャート図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る無線通信端末のＬＮＡ制御回路の構成図である。
【図６】従来のＬＮＡスイッチ切り替え時の入力電界レベルとＣ／Ｎ値の軌跡である。
【符号の説明】
【００６６】
１    制御部
２    受信部
３    電界強度測定部
４    記憶部
１０    低雑音増幅器
１１    スイッチ
２１    ミキサ
２２    オシレータ
２３    ローパスフィルタ
２４    アナログベースバンド
２５    デジタルベースバンド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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