(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信端末であって、
前記無線通信端末の受信信号に対して自動利得制御を行う自動利得制御手段と、
ギャップの開始及び終了を制御するギャップ制御手段と、
次のギャップで行う操作を特定するギャップ操作特定手段と、
前記特定された操作に基づいて次のギャップにおける自動利得制御手段のモードを設定するモード制御手段と、
を備え、
前記自動利得制御手段のモードは高速モードと、低速モードと、停止モードとを含み、前記自動利得制御手段は、高速モードにおける利得値の調整周期が低速モードにおける利得値の調整周期より小さく、前記自動利得制御手段は停止モードにおいて自動利得制御を行わず、
前記自動利得制御手段は低速モードにおいてギャップ毎に一つの利得値のみを使用し、当該利得値は一つ前のギャップにおいて生成される、無線通信端末。
【請求項２】
前記次のギャップで行う操作は、利得値初期収束操作、プライマリ同期シンボル検出操作、セカンダリ同期シンボル検出操作、利得値再収束操作、チャンネル測定操作及びスリープ操作のうちの一つ又はこれらの複数を含み、
前記モード制御手段は、次のギャップで行う操作が利得値初期収束操作、プライマリ同期シンボル検出操作又はセカンダリ同期シンボル検出操作である場合に、次のギャップにおける自動利得制御手段のモードを高速モードに設定し、次のギャップで行う操作が利得値再収束操作又はチャンネル測定操作である場合に、次のギャップにおける自動利得制御手段のモードを低速モードに設定し、次のギャップで行う操作がスリープ操作である場合に、次のギャップにおける自動利得制御手段のモードを停止モードに設定する、請求項１に記載の無線通信端末。
【請求項３】
前記自動利得制御手段は、
利得値を生成する利得生成器と、
前記利得生成器により生成された利得値に基づいて受信信号の振幅を調整し、調整された信号を出力する可変利得増幅器と、
前記可変利得増幅器から出力された信号をデジタル信号に変換するアナログ/デジタル変換器と、を備え、
前記利得生成器は、
受信信号の電力を測定する電力測定モジュールと、
測定された受信信号の電力と目標電力とを比較して電力調整量を特定する電力比較モジュールと、
特定された現在の電力調整量と前の電力調整量とを加重平均する平均モジュールと、を備える、請求項１に記載の無線通信端末。
【請求項４】
前記自動利得制御手段が高速モードにある時に、前記平均モジュールにおいて前の電力調整量の重みが０に設定される、請求項３に記載の無線通信端末。
【請求項５】
前記自動利得制御手段が高速モードにある時に、前記電力測定モジュールの測定周期が受信信号のうちのレファレンス信号の最大時間領域の間隔に、又は受信信号のうちのレファレンス信号の最大時間領域の間隔より一つのシンボルの長さ大きくなるように設定され、各測定周期が互いに重ならず、前期自動利得制御手段の利得値の調整周期が前記電力測定モジュールの測定周期より大きいか又は等しい、請求項３に記載の無線通信端末。
【請求項６】
前記自動利得制御手段が高速モードにある時に、前記電力測定モジュールの測定周期が受信信号のうちのレファレンス信号の最大時間領域の間隔に、又は受信信号のうちのレファレンス信号の最大時間領域の間隔より一つのシンボルの長さ大きくなるように設定され、各測定周期が互いに重なり、前期自動利得制御手段の利得値の調整周期が前記電力測定モジュールの測定周期より小さい、請求項３に記載の無線通信端末。
【請求項７】
前記自動利得制御手段が低速モードにある時に、前記平均モジュールにおいて前の電力調整量の重みと現在の電力調整量の重みとの比が１〜９となる、請求項３に記載の無線通信端末。
【請求項８】
無線通信端末用の自動利得制御方法であって、
次のギャップで行う操作を特定する工程、
前記特定された操作に基づいて次のギャップにおける自動利得制御操作のモードを設定する工程、及び
設定された自動利得制御のモードに従って前記無線通信端末の受信信号に対して自動利得制御操作を行う工程を含み、
前記自動利得制御操作のモードは高速モードと、低速モードと、停止モードとを含み、前記自動利得制御操作は、高速モードにおける利得値の調整周期が低速モードにおける利得値の調整周期より小さく、停止モードにおいて自動利得制御操作を行わず、
前記自動利得制御操作は低速モードにおいてギャップ毎に一つの利得値のみを使用し、当該利得値は一つ前のギャップにおいて生成される、自動利得制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線通信に関し、特に時分割二重（TDD）無線通信システムにおける自動利得制御（AGC）に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信端末には、無線チャンネルの減衰効果（経路損失、シャドウフェージング、マルチパスフェージング等）及び業務負荷の変化により、受信信号の振幅及び電力が動的に大幅変化することになる。このようなダイナミックレンジの大きい信号による信号量子化歪みに対して、一般的に自動利得制御（Automatic  gain  control,  AGC）技術を利用して解決する。アナログ/デジタル変換器（Analog  to  Digital  Converter,  ADC）のワード長が増えないことを前提として、ダイナミックレンジの大きい信号をADCワード長に適するダイナミックレンジに自動調整して量子化歪みを減少する。AGC技術によるもう一つの利点としては、実装コストが低減されることであり、小さいADCのワード長を採用して、十分な量子化精度が得られ、後続のベースバンド回路の実装の複雑度が低減される。
【０００３】
3GPP（第三世代パートナーシッププロジェクト）LTE（長期進化）システムにおいて、初期セルサーチ、隣接セルサーチ等を含むセルサーチは重要な物理過程である。同一システムの隣接セルサーチ過程には、更に同一周波数のセルサーチと異周波数のセルサーチとが含まれる。異周波数のセルサーチについて、3GPP  36.133規格により、システムにおいて一定の期間内に一定の周期（40ms又は80ms毎）で一つのGAP（ギャップ）（長さが6ms）を区分することが規定される。図１に示されるように、GAPにおいて、サービングセルは、端末にデータを送信せずに、当該端末にこの期間を利用して異周波数のセルサーチ及びセル測定を行わせる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
無線通信端末とサービングセルとの対話過程において、無線通信端末の利得値がサービングセルに合わせるように調整されているが、異周波数の隣接セルサーチ及び測定を行う際にノンサービングセルの占用する周波数に切替えられる可能性がある。この場合に、無線通信端末において新たに調整して異周波数のセル信号の特性に適合させる必要がある。
【０００５】
異周波数のセルサーチには、セル間の基地局が非同期である可能性がある。つまり、端末は異周波数のセルのタイミング情報を知らない。TD−LTEシステムにおいて、AGCは上り信号から導出された利得値を下り信号に使用する可能性があり、上り下り変換間隔に対応する利得値を下り信号に使用する可能性もある。これにより、下り信号の量子化誤差が大きすぎたり、クリッピングが多すぎたりすることになる。そのため、GAP内のAGCアルゴリズムに対して設計を行う必要がある。
以下に、本発明の幾つかの実施形態についての基本的な理解のために、本発明についての概要を記述する。この概要は本発明についての一側面の記述であると理解すべきである。これは、本発明を特定するものではなく、また、本発明の範囲を限定するものでもない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一観点によれば、無線通信端末であって、無線通信端末の受信信号に対して自動利得制御を行う自動利得制御手段と、ギャップの開始及び終了を制御するギャップ制御手段と、次のギャップで行う操作を特定するギャップ操作特定手段と、特定された操作に基づいて次のギャップにおける自動利得制御手段のモードを設定するモード制御手段とを備える、無線端末が提供される。
【０００７】
本発明の別の一観点によれば、無線通信端末に用いられる自動利得制御方法であって、次のギャップで行う操作を特定する工程、特定された操作に基づいて次のギャップにおける自動利得制御操作のモードを設定する工程、及び設定された自動利得制御のモードに従って無線通信端末の受信信号に対して自動利得制御操作を行う工程を含む方法が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
開示の無線端末は、無線通信システムにおけるGAPの特徴に対して設計されたものであり、無線通信端末においてGAPに各動作状態での量子化信号の精度が確保される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】LTEシステムのGAPを示す模式図である。
【図２】TD−LTEシステムのフレーム構造を示す図である。
【図３】TD−LTEシステムのフレーム構造におけるレファレンス信号の位置を示す図である。
【図４】本発明による一実施例の無線通信端末を示す図である。
【図５】本発明による一実施例の無線通信端末における自動利得制御手段を示す図である。
【図６】本発明による一実施例の無線通信端末における利得生成器を示す図である。
【図７】本発明による一実施例の高速モードの実現方法を示す図である。
【図８】本発明による一実施例の高速モードの別の実現方法を示す図である。
【図９】本発明による一実施例の低速モードにおける自動利得制御の操作を示す図である。
【図１０】本発明による一実施例の無線通信端末に用いられる自動利得制御方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に図面に基づく本発明に係る実施例に対する説明を参照すれば、本発明の上記及びその他の目的、特徴と利点をより容易に理解することができる。図面における要素は本発明の原理を示すためのものに過ぎない。図面において、同一又は類似の技術的特徴又は要素は、同一又は類似の図面符号で示される。
【００１１】
以下に、図面を参照して本発明の実施例を説明する。本発明の一つの図面、又は一実施形態において記述された要素と特徴は、一つ又は複数の別の図面又は実施形態において示した要素又は特徴と組合せてもよい。明瞭化のため、図面及び明細書において、本発明との関係が薄く、当業者にとって既知の要素又は処理に対する表示と記述を省略することがある点に留意すべきである。
【００１２】
以下に、TDDシステムの一例として3GPPのLTE（長期進化）TDDシステム（TD−LTEシステム）を例示する。しかしながら、本発明は、TD−LTEシステムに限定されず、類似するシステムに適用されても良い点に留意すべきである。
【実施例】
【００１３】
図２はTD−LTEシステムのフレーム構造を示す模式図である。TD−LTEシステムにおいて、三種類のサブフレーム構造、即ちアップリンクサブフレーム（subframe）と、ダウンリンクサブフレームと、スペシャルサブフレームとが含まれる。図１には、サブフレーム#0、#3、#4はダウンリンクサブフレーム、サブフレーム#2はアップリンクサブフレーム、サブフレーム#1はスペシャルサブフレームである。以下に、ダウンリンクサブフレームは「D」で、アップリンクサブフレームは「U」で、スペシャルサブフレームは「S」で示す。また、「X」は、カレントサブフレームの種類が未知であることを示す。各サブフレームのそれぞれは、長さが0.5msのスロット（slot）を二つ含む。スペシャルサブフレームは、DwPTSと、GPと、UpPTSとからなる。図１に示されるように、プライマリ同期シンボル（Primary  synchronization  symbol,  PSS）はDwPTSの３個目のシンボルに位置し、セカンダリ同期シンボル（Secondary  synchronization  symbol,  SSS）は１個目のサブフレーム（SF#0）の最後のシンボルに位置する。セルサーチとは、これら二つの同期シンボルの検出によりフレームタイミングとセルIDを取得するものである。
【００１４】
表１はTD−LTEシステムにおける幾つかのフレーム配置を示している。
【表１】
0005861301.tif 000002
【００１５】
図３はTD-LTEシステムのフレーム構造におけるレファレンス信号の位置を示している。図３において、R0で示された位置はport0のレファレンス信号の位置であり、ハッチングされた位置はport1のレファレンス信号の位置である。図３に示すように、レファレンス信号はslotにおける#0，#4シンボルに位置する。下り信号において、レファレンス信号がデータ伝送の有無に拘わらず送信される。
【００１６】
図４は、本発明の一実施例の無線通信端末４００を示している。
【００１７】
無線通信端末４００は、ギャップ制御手段４０２と、ギャップ操作特定手段４０４と、モード制御手段４０６と、自動利得制御手段４０８とを備える。自動利得制御手段４０８は、無線通信端末４００の受信信号に対して自動利得制御を行う。ギャップ制御手段４０２は、ギャップの開始と終了を制御する。例えば、ギャップ制御手段４０２は、基地局からGAPに係るシグナルを受信することによってギャップの開始と終了とを制御し、ローカル周波数制御手段（図示せず）に、GAPの開始後に所定の異周波数の周波数ポイントまで調整し、GAPの過程が終了する前にサービス基地局の周波数ポイントに戻るように調整するように通知することができる。また、VCOに所要の調整時間が経過した後に、隣接セルサーチ手段（図示せず）、チャンネル測定手段（図示せず）等に起動するように通知し、VCOが調整し戻されるのに必要な時間が経過する前に、対応する手段をオフする。ギャップ操作特定手段４０４は、次のギャップにおいて行う操作を特定する。モード制御手段４０６は、特定された操作に基づいて次のギャップにおける自動利得制御手段４０８のモードを設定する。一つの例示において、自動利得制御手段は、高速モードにおいては、利得値の調整周期が一つのサブフレームの長さより小さいか又は等しいが、低速モードにおいては、利得値の調整周期が一つのサブフレームの長さより大きい。
【００１８】
一つの例示において、自動利得制御手段のモードは、高速モードと、低速モードと、停止モードとを含む。自動利得制御手段４０８において、高速モードにおける利得値の調整周期は低速モードにおける利得値の調整周期より小さい。自動利得制御手段４０８は停止モードにおいて自動利得制御を行わない。
【００１９】
無線通信端末は、異周波数の隣接基地局の時間と周波数を同期させて、異周波数のセルのIDを検出するステップと、隣接セルサーチによる同期に基づいて、時間と周波数の同期をより精密に追跡するステップと、異周波数の隣接セルの信号品質と信号干渉レベルを測定するステップとにより、異周波数のセルサーチを行う。前記のステップ、及びこれらのステップを実現する要素は、当業者が適宜に実施できるものであるため、ここでは詳しく述べない。
【００２０】
一つの例示において、ギャップ操作特定手段４０４により特定された次のギャップで行う操作は、例えば、利得値初期収束操作と、プライマリ同期シンボル検出操作と、セカンダリ同期シンボル検出操作と、利得値再収束操作と、チャンネル測定操作と、スリープ操作とのうちの一つ又はこれらの複数の操作を含むことができる。利得値初期収束操作は、一番最初のGAP、又はスリープモードから復帰した（この時に無線通信システムはフレームタイミングを取得しておらず）GAPにおいて利得値の収束を行うために用いることができる。プライマリ同期シンボル検出操作はプライマリ同期シンボルの検出を行うために用いることができる。セカンダリ同期シンボル検出操作はセカンダリ同期シンボルの検出を行うために用いることができる。利得値再収束操作は、無線通信端末がセカンダリ同期シンボルを検出した後に利得値を更に収束し安定させるために用いることができる。チャンネル測定操作は、異周波数の隣接セルの信号品質と信号干渉レベルを測定するために用いることができる。スリープ操作は、チャンネルの測定を完了した後、又はセルサーチが一時的に失敗した後に実行することができ、この時に異周波数のセルサーチに関する操作を行わない。
【００２１】
モード制御手段４０６は、次のギャップにおいて行う操作が利得値初期収束操作、プライマリ同期シンボル検出操作、又はセカンダリ同期シンボル検出操作である場合に、次のギャップにおける自動利得制御手段４０８のモードを高速モードに設定し、次のギャップにおいて行う操作が利得値再収束操作又はチャンネル測定操作である場合に、次のギャップにおける自動利得制御手段のモードを低速モードに設定し、次のギャップにおいて行う操作がスリープ操作である場合に、次のギャップにおける自動利得制御手段４０８のモードを停止モードに設定する。
【００２２】
ギャップ操作特定手段４０４は、所定の設定に従って次のギャップにおいて行う操作を特定することができる。例えば、1〜L1個目のGAPにおいて利得値初期収束操作を行い、次のL2個のGAPにおいてプライマリ同期シンボル検出操作を行い、次のL3個のGAPにおいてセカンダリ同期シンボル検出操作を行い、次のL4個のGAPにおいて利得値初期収束操作を行い、次のL5個のGAPにおいてチャンネル測定操作を行い、次のL6個のGAPにおいてスリープ操作を行うように予め設定しておくことができる。ギャップ操作特定手段４０４は、無線通信端末４００における異周波数のセルサーチのステップに関する実行状況に基づいて次のギャップにおいて行う操作を特定しても良い。例えば、ギャップ操作特定手段４０４は、無線通信端末のセカンダリ同期シンボル検出用の要素（図示せず）と通信することができ、当該要素がセカンダリ同期シンボル検出を完了すると、ギャップ操作特定手段４０４は、次のギャップにおいて行う操作が利得値再収束操作であることを特定することができる。
【００２３】
本実施例において、モード制御器４０６は、ギャップ操作特定手段４０４により特定された次のギャップにおいて行う操作に基づいて、自動利得制御手段４０８を異なるモードに調整することにより、無線通信端末４００においてギャップにおける各動作状態での必要な量子化信号の精度が保証されることになる。
【００２４】
図５は本発明による一実施例の無線通信端末における自動利得制御手段５００を示している。
【００２５】
自動利得制御手段５００は、利得値を生成する利得生成器５０６と、利得生成器５０６により生成された利得値に基づいて受信信号の振幅を調整し、調整された信号を出力する可変利得増幅器５０２と、可変利得増幅器５０２から出力された信号をデジタル信号へ変換するアナログ/デジタル変換器５０４とを備える。
【００２６】
利得生成器５０６は、ある時間帯における受信信号（ADCを経た信号）の電力を測定して参考電力と比較し、一定のアルゴリズムに従って利得値（gain）を生成し、そして可変利得増幅器５０２に伝送して、次の時間帯において受信されるアナログ信号の振幅を調整することができる。
【００２７】
図６は本発明による一実施例の無線通信端末における利得生成器６００を示している。
【００２８】
利得生成器６００は、受信信号の電力を測定する電力測定モジュール６０２と、測定された受信信号の電力と目標電力とを比較して電力調整量を特定する電力比較モジュール６０４と、特定された現在の電力調整量と前の電力調整量とを加重平均する平均モジュール６０４とを備える。
【００２９】
以下に、より具体的な例示を用いて利得生成器６００の各モジュールの操作を説明する。
【００３０】
一つの例示において、電力測定モジュール６０２は、受信信号r(i)に対して、Nmeasure個のサンプル区間内の平均電力を測定する。Nmeasure個のサンプルに対応する時間の長さTmeasはTDD-LTEシステムにおいてNormal  CPを使用するシンボルの長さに相当し、14個のTmeasの長さは一つのサブフレームの長さ1msとなる。求められた平均電力は以下のようになる。
【数１】
0005861301.tif 000003
Ksetは１より大きいか又は等しい整数である。
【００３１】
以上に平均電力を信号強度のメジャーとして採用したが、本発明はこれに限定されず、平均振幅を信号強度のメジャーとして採用しても良い。
次に、Kset個の測定された電力から最大値を取得する。
【数２】
0005861301.tif 000004
選択的に、対数変換により、
【数３】
0005861301.tif 000005
が得られる。
【００３２】
以上の説明では、Kset個の測定された電力のうちの最大値を測定電力として採用したが、本発明はこれに限定されず、Kset個の測定された電力の平均値を、測定電力として採用しても良い。
【００３３】
電力比較モジュール６０４は、測定された受信信号の電力と目標電力とを比較して電力調整量を特定する。目標電力は、アナログ/デジタル変換器の最大量子化電力と余裕値（Headroom）との差分から特定することができる。アナログ/デジタル変換器の最大量子化電力はADCのワード長から特定される。仮に、ADCのワード長をNbitとし、余裕値をPHR[dB]とする。
【数４】
0005861301.tif 000006
【００３４】
ただし、PHRは、異なる自動利得制御手段の異なるモードに基づいて設定しても良く、信号がADCによりクリッピングされた程度に基づいて設定しても良い。
【００３５】
次に、目標電力と測定された電力との差分ΔPを算出することができる。
【数５】
0005861301.tif 000007
【００３６】
j個目の測定区間の電力の差分ΔP（即ち電力調整量）は以下のように示されても良い。
【数６】
0005861301.tif 000008
【００３７】
平均手段６０６は、下記の式により現在の電力調整量と前の何回かの調整量とを加重平均することができる。
【数７】
0005861301.tif 000009
【００３８】
なお、
【数８】
0005861301.tif 000010
を仮定する。αは忘却因子であり、異なる自動利得制御手段のモードに対して、忘却因子は０＜＝α＜＝１である。
【００３９】
これにより、最終的な利得値は以下のように更新される。
【数９】
0005861301.tif 000011
【００４０】
以下に、異なるモードにおける自動利得制御手段の操作を説明する。
一つの実施例において、無線通信端末は、連続するGAPにおいて、利得値初期収束操作（当該操作が自動利得制御手段により実行される）と、プライマリ同期シンボル検出操作と、セカンダリ同期シンボル検出操作と、利得値再収束操作と、チャンネル測定操作と、スリープ操作とを順次に実行する。無線通信端末が利得値初期収束操作、プライマリ同期シンボル検出操作、及びセカンダリ同期シンボル検出操作を実行する時に、自動利得制御手段はモード制御手段により高速モードに設定される。無線通信端末が利得値再収束操作（当該操作が自動利得制御手段により実行される）又はチャンネル測定操作を実行する時に、自動利得制御手段はモード制御手段により低速モードに設定される。無線通信端末がスリープ操作を実行する場合に、自動利得制御手段はモード制御手段により停止モードに設定される。
【００４１】
1.高速モード
表１に示されたフレーム構造によれば、スペシャルサブフレームの前のサブフレームは必ずダウンリンクサブフレームである。当該サブフレーム及びスペシャルサブフレームにおけるDwPTSでの調整により、利得値を同期シンボルに適する利得値まで収束させる。
【００４２】
図７は本発明による実施例の高速モードの一種の実現方法を示した。図７において、TmeasKsetは測定（Measure）時間であり、Tapplyは、利得値の計算を行ってから、利得値をVGAにフィードバックし、VGAが利得値に基づいて調整して安定になるまでに必要な処理遅延であり、デバイスレベルによって定まる。一般的に、TapplyはTmeas・Ksetと比べてはるかに小さく、無視できる程度である。
【００４３】
高速モードの開始（例えば、同図に示されたGAPのヘッド）、例えば端末が起動され、又はスリープ状態から復帰された後に、まず何回かの測定・調整（warm  up）により異周波数セルの受信信号のレベルをADCの動作範囲内になるまで調整する。調整の回数は、ADCのダイナミックレンジ及び受信信号のダイナミックレンジに基づいて設定することができる。例えば、12bit  ADCで72dBのダイナミックレンジの信号に対して、ランダムに設定された利得値から利用可能な利得値まで収束することを保証するために、初期段階で3-5回の利得値の調整が行われる。次に、無線通信端末は、異周波数の隣接セルサーチを開始する。AGCが信号電力の変動を追跡できることを保証するために、忘却因子αの値を１とすることができる。つまり、平均モジュールにおいて前の電力調整量の重みを０に設定することができる。また、信号ができるだけクリッピングされないようにし、且つ合理的なダイナミックレンジを有することを確保するために、PHRの値を9〜36dBとし、より好ましくは、約18〜27dBに選択する。
【００４４】
TD-LTEシステムにおいて、異周波数の隣接セルが非同期のセルである可能性がある。異周波数の隣接セルの同期情報が未知の場合に、できるだけスペシャルサブフレームの前のダウンリンクサブフレームを利用して利得値調整をより多い回数行う必要がある。この時、Ksetの値が小さいほど良くなる。しかし、完全な空のシンボルが測定されることを回避するため、レファレンス信号の間の最大時間領域の間隔より小さくならないようにKsetを設定することを考慮して、図３を参照してKsetの値を4-5とすることができる。つまり、電力測定モジュールの測定周期を、受信信号におけるレファレンス信号の最大時間領域の間隔にし、或は受信信号におけるレファレンス信号の最大時間領域の間隔よりも一つのシンボルの長さ大きくなるものにする。図６に示されたように、各測定周期は互いに重ならず、且つ、自動利得制御手段の利得値の調整周期（G0,G1，…）は電力測定モジュールの測定周期に等しい。一つの実施例において、自動利得制御手段の利得値の調整周期は電力測定モジュールの測定周期より大きくなっても良い。
【００４５】
また、上り下り間隔GPによるAGCへの影響を避けるために、PHRを一定にしたうえで一つの余裕値のオフセット値を増加することができる。これにより、目標電力は、以下のように示される。
【数１０】
0005861301.tif 000012
【００４６】
ここで、Poffset＞＝０であり、信号のクリッピングに比例して決まり、多くクリッピングされるほどPoffsetが大きくなる。例えば、ADCのoverflow（オーバーフロー）出力機構を利用して余裕値のオフセット値を求めることができる。具体的に、対応する高速モードの測定区間Tmeas・Kset内のoverflowのサンプル数と総サンプル数との比を計算することができる。固定閾値法を採用しても良く、この比の値が10%を超えた場合にPoffset=3dBとなり、比値が20%を超えた場合にPoffset=6dBとなる。ADCがoverflow出力機能を具備しなければ、代わりにフルスケール出力のサンプル数と総サンプル数との比を採用しても良い。
【００４７】
図８は本発明による実施例の高速モードの別の実現方法を示している。図７と比べて、各測定周期（Measure）が互いに重なり、自動利得制御手段の利得値の調整周期（G0，G1，…）が電力測定モジュールの測定周期より小さくなり、調整周期が1-2個のTmeasであることが異なる。また、図７におけるTapplyが無視されている。図７と比べて、図８では利得値の収束速度が速い。
【００４８】
セカンダリ同期シンボル検出が終了すると、セルサーチ手段は、異周波数のある基地局のタイミング情報、キャリア周波数位置及びセルIDが検出される。これにより、制御器がトリガされ、更にAGC手段に高速モードを停止し低速モードへ移行するように通知する。
【００４９】
高速モードから低速モードへ移行する時に、以下の二つの方法を採用することができる。
【００５０】
1．高速モードの最後のGAPにおいて、GAPが終了した時のAGC利得値を記憶し、端末はサービングセルのキャリア周波数に調整し戻し、サービング基地局に対応するAGCを用いて信号を受信する。次のGAPから、即ち低速モードの開始のGAPから、異周波数の基地局に対応する記憶された利得を利用して異周波数の基地局に対する操作を行うことを回復する。
【００５１】
2．GAP内の高速モードでの前N回の更新値を記憶し、Nは１より大きいか又は等しい整数である。当該GAPにおいてセカンダリ同期シンボルの検出が成功すると、高速モードが当該GAPで停止する。次のGAPにおいて低速モードに移行する。この時に、セカンダリ同期シンボルに対応してピーク値を検出した所在区間に対応するAGC利得を使用して当該GAPの利得とする。
【００５２】
2．低速モード
図９は本発明による実施例の低速モードにおける自動利得制御の操作を示している。低速モードにおいて、フレームタイミングを既に取得している（プライマリ同期シンボルの検出とセカンダリ同期シンボルの検出が既に完了している）。この時に、AGCはフレームタイミング情報に基づいて、サブフレーム０又はサブフレーム５において低速のAGC利得値の測定を行う。GAP毎に一つの利得値が使用され、一つ前のGAPにおいて生成された利得値（gain）が次のGAPの自動利得制御手段（例えば自動利得制御手段における可変利得増幅器）により使用される。チャンネル測定操作が終了した時に、無線通信端末は異周波数の隣接基地局に対応するAGC利得値を記憶する。GAPの終了部分において、VCOをサービング基地局のキャリア周波数に調整し戻し、サービング基地局のAGC利得を使用して信号を受信する。次のGAPが到来する時に、無線通信端末は記憶されている異周波数の隣接基地局の利得を使用する。
【００５３】
低速モードにおいて、利得値の安定性を保証するために、忘却因子αの値を0.1〜0.5とする。つまり、平均モジュールにおける前の電力調整量の重みと現在の電力調整量の重みとの比は1〜9となる。Ksetは14であり、即ち電力測定モジュールの測定周期は一つのサブフレームである。PHRの値は、9-36dBとなり、好ましくは約18〜27dBとなる。
【００５４】
一つの実施例において、自動利得制御手段の各モードにおける動作パラメータ、例えば忘却因子α、Kset、PHR等は、モード制御手段により設定することができる。別の一つの実施例において、モード制御手段は、自動利得制御手段のモード及び/又はモード中の段階のみを設定し、各動作モードにおけるパラメータは予め自動利得制御手段に設定しておいても良い。
【００５５】
図１０は本発明による実施例の無線通信端末に用いられる自動利得制御方法を示している。
【００５６】
ステップ１００２において、次のギャップで行う操作を特定する。ステップ１００４において、特定された操作に基づいて次のギャップでの自動利得制御操作のモードを設定する。ステップ１００６において、設定された自動利得制御のモードに従って無線通信端末の受信信号に対して自動利得制御操作を行う。
【００５７】
一つの例示において、自動利得制御操作のモードは、高速モードと、低速モードと、停止モードとを含む。前記自動利得制御操作は、高速モードにおける利得値の調整周期が低速モードにおける利得値の調整周期より小さく、停止モードにおいて自動利得制御操作を行わない。
【００５８】
一つの例示において、自動利得制御操作は、高速モードにおいては、利得値の調整周期が一つのサブフレームの長さより小さいか又は等しいが、低速モードにおいては、利得値の調整周期が一つのサブフレームの長さより大きい。
【００５９】
一つの例示において、次のギャップで行う操作は、利得値初期収束操作、プライマリ同期シンボル検出操作、セカンダリ同期シンボル検出操作、利得値再収束操作、チャンネル測定操作及びスリープ操作のうちの一つ又はこれらの複数を含む。次のギャップで自動利得制御操作のモードを設定することは、次のギャップで行う操作が利得値初期収束操作、プライマリ同期シンボル検出操作、又はセカンダリ同期シンボル検出操作である場合には、次のギャップでの自動利得制御操作のモードを高速モードに設定すること、次のギャップで行う操作が利得値再収束操作又はチャンネル測定操作である場合には、次のギャップでの自動利得制御操作のモードを低速モードに設定すること、次のギャップで行う操作がスリープ操作である場合には、次のギャップでの自動利得制御操作のモードを停止モードに設定することを含む。
【００６０】
一つの例示において、自動利得制御操作は、低速モードにおいて、各ギャップのそれぞれに一つの利得値のみを使用することを含む。当該利得値は一つ前のギャップで生成されたものである。
【００６１】
一つの例示において、自動利得制御操作は、利得値を生成すること、利得値に基づいて受信信号の振幅を調整すること、及び、調整された信号に対してアナログ/デジタル変換を行ってデジタル信号へ変換することを含む。一つの例示において、利得値を生成することは、受信信号の電力を測定すること、測定された受信信号の電力と目標電力とを比較して電力調整量を特定すること、及び、特定された現在の電力調整量と前の電力調整量とを加重平均することを含む。
【００６２】
一つの例示において、自動利得制御操作が高速モードである場合に、前の電力調整量の重みが０に設定される。
【００６３】
一つの例示において、目標電力は最大量子化電力と余裕値との差であっても良い。自動利得制御操作が高速モードである場合に、余裕値が9〜36dBに設定され、好ましくは18〜27dBとなる。
【００６４】
一つの例示において、目標電力は最大量子化電力から余裕値と余裕のオフセット値との和を引いて得られたものである。余裕値のオフセット値は、アナログ/デジタル変換においてクリッピングされた信号の比例の増大に伴って大きくなる。自動利得制御操作が高速モードである場合に、余裕値が9〜36dBに設定され、好ましくは18〜27dBとなる。
【００６５】
一つの例示において、自動利得制御操作が高速モードである場合に、受信信号の電力の測定における測定周期は、受信信号のうちのレファレンス信号の最大時間領域の間隔に、又は受信信号のうちのレファレンス信号の最大時間領域の間隔より一つのシンボルの長さ大きくなるように設定され、各測定周期は互いに重ならず、自動利得制御操作の利得値の調整周期は測定周期より大きいか又は等しい。
【００６６】
一つの例示において、前記自動利得制御操作が高速モードである場合に、前記受信信号の電力の測定における測定周期は、受信信号のうちのレファレンス信号の最大時間領域の間隔に、又は受信信号のうちのレファレンス信号の最大時間領域の間隔より一つのシンボルの長さ大きくなるように設定され、各測定周期は互いに重なり、前期自動利得制御操作の利得値の調整周期は前記測定周期より小さい。
【００６７】
一つの例示において、自動利得制御操作が低速モードである場合に、前の電力調整量の重みと現在の電力調整量の重みとの比は1〜9となる。
【００６８】
一つの例示において、目標電力は最大量子化電力と余裕値との差である。自動利得制御操作が低速モードである場合に、余裕値が9〜36dBに設定され、好ましくは18〜27dBとなる。
【００６９】
一つの例示において、自動利得制御操作が低速モードである場合に、受信信号の電力の測定における測定周期は一つのサブフレームに設定される。
【００７０】
図１０における操作の詳細については、図４〜図９に基づく無線通信端末の操作と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００７１】
本発明の実施例において、無線通信端末は、携帯電話、ポータブルコンピュータ、PDA、データカード、USBスティック、車載受信機、スマートアプライアンス、インテリジェント計測器等、LTEチップが搭載されている電子装置であっても良い。
【００７２】
以上に本発明の幾つかの実施形態について具体的な説明を行った。当業者が理解できるように、本発明の方法及び装置の全て、或は任意のステップ又は要素は、いかなる演算装置（プロセッサ、記憶媒体等を含む）又は演算装置のネットワークにおいてハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア又はそれらの組合せでも実現可能である。これは、本発明の内容を理解した当業者による基本的なプログラミングスキルで実現可能なものであるため、ここでの具体的な説明は行わない。
【００７３】
また、以上の説明において必要な外部からの操作を行う場合、いかなる演算装置に接続される、適切ないかなる表示装置及び入力装置、対応するインターフェース及び制御プログラムを使用してもよい。すなわち、コンピュータ、コンピュータシステム又はコンピュータネットワークにおける関連するハードウェア、ソフトウェアと、本発明を実現する前記方法における各操作のハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア又はそれらの組合せとにより、本発明の装置及びその各コンポーネントが構成される。
【００７４】
また、本明細書を理解することにより、本発明は、いかなる情報処理装置においても、一つのプログラム又は一組のプログラムを実行することによって実現可能である。前記の情報処理装置は周知の汎用装置であっても良い。したがって、本発明は、前記方法又は装置を実現するプログラムコードを含むプログラム製品を提供するだけによっても、実現可能である。すなわち、このようなプログラム製品と、このようなプログラム製品を記憶する媒体も本発明を構成する。勿論、前記記憶は、当業者に既知の、あるいは、将来開発される任意の種類の記憶であってもよい。
【００７５】
勿論、本発明の装置及び方法において、各要素又はステップは、分離、統合及び/又は分離してから新たに統合されても良い。これらの分離及び/又は新たな組合せは、本発明の均等物と見なすことができる。また、前記の一連の処理を実行するステップは、説明の順序に従って時系列的に実行しても良いが、必ず時系列で実行する必要はない。幾つかのステップは並行、又は互いに独立に実行可能である。また、上述の本発明の具体的な実施例に対する説明において、一つの実施形態に対して説明され、及び/又は示された特徴は、同一又は類似した形態で一つ又はそれ以上の他の実施形態において使用し、あるいは、他の実施形態における特徴と組み合わせ、あるいは、他の実施形態における特徴の代替とすることができる。
【００７６】
なお、用語「含む／有する」が本文で使用される場合には、特徴、要素、ステップ又はコンポーネントの存在を意味するが、一つ又は複数の他の特徴、要素、ステップ又はコンポーネントの存在又は付加を排除しない。
【００７７】
本発明及びその利点を具体的に説明したが、添付された特許請求の範囲により限定された本発明の主旨と範囲を超えない限り、各種の変更、置換及び変換を行っても良い。そして、本発明の技術的範囲は、明細書に記述された過程、装置、手段、方法及びステップの具体実施例に限定されない。当業者は、本発明の公開内容から、本発明によれば、ここで記述された対応する実施例と略同じ機能を実行し、又はそれと略同じ結果を取得する、既存及び将来に開発される過程、装置、手段、方法又はステップを使用できることが容易に理解することができる。したがって、添付された特許請求の範囲は、このような過程、装置、手段、方法又はステップをそれらの技術的範囲含むものである。
【００７８】
以上の各実施例を含む実施形態について、更に以下の付記を開示する。
（付記１）無線通信端末であって、
前記無線通信端末の受信信号に対して自動利得制御を行う自動利得制御手段と、
ギャップの開始及び終了を制御するギャップ制御手段と、
次のギャップで行う操作を特定するギャップ操作特定手段と、
前記特定された操作に基づいて次のギャップにおける自動利得制御手段のモードをするモード制御手段と、
を備える無線通信端末。
（付記２）前記自動利得制御手段のモードは高速モードと、低速モードと、停止モードとを含み、前記自動利得制御手段は、高速モードにおける利得値の調整周期が低速モードにおける利得値の調整周期より小さく、前記自動利得制御手段は停止モードにおいて自動利得制御を行わない、付記１に記載の無線通信端末。
（付記３）前記自動利得制御手段は、高速モードにおける利得値の調整周期が一つのサブフレームの長さより小さいか又は等しい一方、低速モードにおける利得値の調整周期は一つのサブフレームの長さより大きい、付記２に記載の無線通信端末。
（付記４）前記次のギャップで行う操作は、利得値初期収束操作、プライマリ同期シンボル検出操作、セカンダリ同期シンボル検出操作、利得値再収束操作、チャンネル測定操作及びスリープ操作のうちの一つ又はこれらの複数を含み、
前記モード制御手段は、次のギャップで行う操作が利得値初期収束操作、プライマリ同期シンボル検出操作又はセカンダリ同期シンボル検出操作である場合に、次のギャップにおける自動利得制御手段のモードを高速モードに設定し、次のギャップで行う操作が利得値再収束操作又はチャンネル測定操作である場合に、次のギャップにおける自動利得制御手段のモードを低速モードに設定し、次のギャップで行う操作がスリープ操作である場合に、次のギャップにおける自動利得制御手段のモードを停止モードに設定する、付記２に記載の無線通信端末。
（付記５）前記自動利得制御手段は低速モードにおいてギャップ毎に一つの利得値のみを使用し、当該利得値は一つ前のギャップにおいて生成される、付記２に記載の無線通信端末。
（付記６）前記自動利得制御手段は、
利得値を生成する利得生成器と、
前記利得生成器により生成された利得値に基づいて受信信号の振幅を調整し、調整された信号を出力する可変利得増幅器と、
前記可変利得増幅器から出力された信号をデジタル信号に変換するアナログ/デジタル変換器と、を備え、
前記利得生成器は、
受信信号の電力を測定する電力測定モジュールと、
測定された受信信号の電力と目標電力とを比較して電力調整量を特定する電力比較モジュールと、
特定された現在の電力調整量と前の電力調整量とを加重平均する平均モジュールと、を備える、付記２に記載の無線通信端末。
（付記７）前記自動利得制御手段が高速モードにある時に、前記平均モジュールにおいて前の電力調整量の重みが０に設定される、付記６に記載の無線通信端末。
（付記８）前記目標電力は前記アナログ/デジタル変換器の最大量子化電力と余裕値との差であり、前記自動利得制御手段が高速モードにある時に、前記余裕値が9〜36dBに設定される、付記６に記載の無線通信装置。
（付記９）前記目標電力は前記アナログ/デジタル変換器の最大量子化電力から余裕値と余裕値のオフセット値との和を引いて得られたものであり、前記余裕値のオフセット値は前記アナログ/デジタル変換器においてクリッピングされた信号の比例の増大に伴って大きくなり、前記自動利得制御手段が高速モードにある時に、前記余裕値が9〜36dBに設定される、付記６に記載の無線通信端末。
（付記１０）前記自動利得制御手段が高速モードにある時に、前記余裕値が18〜27dBに設定される、付記８又は付記９に記載の無線通信装置。
（付記１１）前記自動利得制御手段が高速モードにある時に、前記電力測定モジュールの測定周期が受信信号のうちのレファレンス信号の最大時間領域の間隔に、又は受信信号のうちのレファレンス信号の最大時間領域の間隔より一つのシンボルの長さ大きくなるように設定され、各測定周期が互いに重ならず、前期自動利得制御手段の利得値の調整周期が前記電力測定モジュールの測定周期より大きいか又は等しい、付記６に記載の無線通信端末。
（付記１２）前記自動利得制御手段が高速モードにある時に、前記電力測定モジュールの測定周期が受信信号のうちのレファレンス信号の最大時間領域の間隔に、又は受信信号のうちのレファレンス信号の最大時間領域の間隔より一つのシンボルの長さ大きくなるように設定され、各測定周期が互いに重なり、前期自動利得制御手段の利得値の調整周期が前記電力測定モジュールの測定周期より小さい、付記６に記載の無線通信端末。
（付記１３）前記自動利得制御手段が低速モードにある時に、前記平均モジュールにおいて前の電力調整量の重みと現在の電力調整量の重みとの比が１〜９となる、付記６に記載の無線通信端末。
（付記１４）前記目標電力は前記アナログ/デジタル変換装置の最大量子化電力と余裕値との差であり、前記自動利得制御手段が低速モードにあり且つ前記無線通信端末がフレームタイミングを既に取得しているがフレーム配置を取得していない状態にある場合に、前記余裕値が9〜36dBに設定される、付記６に記載の無線通信端末。
（付記１５）前記自動利得制御手段が低速モードにあり、且つ前記無線通信端末がフレームタイミングを既に取得しているがフレーム配置を取得していない状態にある場合に、前記余裕値が18〜27dBに設定される、付記１４に記載の無線通信端末。
（付記１６）前記自動利得制御手段が低速モードにある時に、前記電力測定モジュールの測定周期が一つのサブフレームに設定される、付記６に記載の無線通信端末。
（付記１７）無線通信端末用の自動利得制御方法であって、
次のギャップで行う操作を特定する工程、
前記特定された操作に基づいて次のギャップにおける自動利得制御操作のモードを設定する工程、及び
設定された自動利得制御のモードに従って前記無線通信端末の受信信号に対して自動利得制御操作を行う工程を含む方法。
（付記１８）前記自動利得制御操作のモードは高速モードと、低速モードと、停止モードとを含み、前記自動利得制御操作は、高速モードにおける利得値の調整周期が低速モードにおける利得値の調整周期より小さく、停止モードにおいて自動利得制御操作を行わない、付記１７に記載の方法。
（付記１９）前記自動利得制御操作は、高速モードにおける利得値の調整周期が一つのサブフレームの長さより小さいか又は等しい一方、低速モードにおける利得値の調整周期は一つのサブフレームの長さより大きい、付記１８に記載の方法。
（付記２０）前記次のギャップで行う操作は、利得値初期収束操作、プライマリ同期シンボル検出操作、セカンダリ同期シンボル検出操作、利得値再収束操作、チャンネル測定操作及びスリープ操作のうちの一つ又はこれらの複数を含み、
前記次のギャップにおける自動利得制御操作のモードを設定する工程は、次のギャップで行う操作が利得値初期収束操作、プライマリ同期シンボル検出操作又はセカンダリ同期シンボル検出操作である場合に、次のギャップにおける自動利得制御操作のモードを高速モードに設定し、次のギャップで行う操作が利得値再収束操作又はチャンネル測定操作である場合に、次のギャップにおける自動利得制御操作のモードを低速モードに設定し、次のギャップで行う操作がスリープ操作である場合に、次のギャップにおける自動利得制御操作のモードを停止モードに設定する工程を含む、付記１８に記載の方法。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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