(57)【要約】【課題】従来の受信機の自動利得制御装置では、移動受信等によっておこるフェージングのような受信信号レベルの変動をともなう受信環境において、安定したレベルの信号を復調部へ供給する上でアナログ回路であるチューナから供給されるレベル信号を利用して利得制御を行い、チューナ依存性が高かった。【解決手段】チューナは入力信号から所望の帯域の信号を選択した後、アナログ復調信号に周波数変換し、Ａ／Ｄ変換部はアナログ復調信号をデジタル復調信号に変換し、電力検出部は電力信号を算出し、復調部はデジタル復調信号を復調処理し、外部速度計は移動状態を判定し、制御部は移動状態信に応じてゲイン信号を決定し、切替部は電力信号とゲイン信号からレベル判定信号を生成し、制御信号発生部はレベル判定信号から制御信号を生成し、Ｄ／Ａ変換部は制御信号をアナログ信号に変換してチューナへフィードバックする。【選択図】図１
2006148735.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号から所望の帯域の信号を選択した後、アナログ復調信号に周波数変換し、入力信号の信号レベルを可変にする可変増幅器をもつチューナと、
アナログ復調信号をデジタル復調信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、
前記デジタル復調信号から電力信号を算出する電力検出手段と、
前記デジタル復調信号を復調処理する復調手段と、
固定／移動といった移動状態を判定する速度判定手段と、
前記速度判定手段からの移動状態信号によってゲイン信号を決定する制御手段と、
前記電力信号と前記ゲイン信号から復調信号の信号レベルを判定するレベル判定信号を決定する切替手段と、
前記レベル判定信号から前記チューナでの利得を制御する制御信号を生成する制御信号発生手段と、
前記制御信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換手段とを具備し、
Ｄ／Ａ変換された前記制御信号が前記チューナの前記可変増幅器の増幅率を制御することを特徴とする受信機。
【請求項２】
前記制御手段は、前記復調手段からの復調状態の良悪を示す復調状態信号と前記速度判定手段からの移動状態信号とによってゲイン信号を決定することを特徴とする請求項１記載の受信機。
【請求項３】
前記切替手段は、
ゲイン信号に基づいてＡＧＣループにおける信号の単位ステップ幅を調整するゲイン設定手段と、
前記ゲイン設定手段からのゲイン調整された信号を平均化する平均化手段とを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の受信機。
【請求項４】
前記制御手段は、
前記移動状態信号を一定時間保持する移動情報保持手段と現在の前記移動状態信号とから移動状態の変化量を算出する移動情報比較手段と、
前記移動情報比較手段からの移動状態変化量と前記復調状態信号からゲインの増減を決定するゲイン変化選定手段と、
ゲインの増減の変化幅を決定する変化幅選定手段と、
前記変化幅選定手段からのゲイン変化量と保持されたゲイン値を加算するゲイン加算手段と、
前記ゲイン加算手段の値を前記移動情報保持手段で保持した時間と同じ時間保持するゲイン保持手段とを備えることを特徴とする請求項２記載の受信機。
【請求項５】
前記制御手段は、
前記移動状態信号から移動状態を量子化する移動状態判定手段と、
前記移動状態判定手段による判定結果からゲインを決定する変換手段とを備えることを特徴とする請求項１記載の受信機。
【請求項６】
制御手段は、前記復調信号の信号レベルが所定範囲内であることを示すＡＧＣ判定信号と前記速度判定手段からの移動状態信号によってゲイン信号を決定し、
前記切替手段は、前記電力信号と前記ゲイン信号から復調信号の信号レベルを判定するレベル判定信号と前記ＡＧＣ判定信号とを生成することを特徴とする請求項１記載の受信機。
【請求項７】
前記制御手段は、
前記移動状態信号を一定時間保持する移動情報保持手段と、
現在の前記移動状態信号とから移動状態の変化量を算出する移動情報比較手段と、
前記移動情報比較手段からの移動状態変化量と前記ＡＧＣ判定信号とからゲインの増減を決定するゲイン変化選定手段と、
ゲインの増減の変化幅を決定する変化幅選定手段と、
前記変化幅選定手段からのゲイン変化量と保持されたゲイン値を加算するゲイン加算手段と、
前記ゲイン加算手段の値を前記移動情報保持手段で保持した時間と同じ時間保持するゲイン保持手段とを備えることを特徴とする請求項６記載の受信機。
【請求項８】
前記切替手段は、
ゲイン信号に基づいてＡＧＣループにおける信号の単位ステップ幅を調整するゲイン設定手段と、
前記ゲイン設定手段からのゲイン調整された信号を平均化する平均化手段と、
平均化された信号の信号レベルを判定するレベル判定手段とを備えることを特徴とする請求項６に記載の受信機。
【請求項９】
前記制御手段は、前記速度判定手段からの移動状態信号によって積分回数信号を決定し、
前記切替手段は、前記電力信号と前記積分回数信号から復調信号の信号レベルを判定するレベル判定信号を決定することを特徴とする請求項１記載の受信機。
【請求項１０】
前記制御手段は、
前記移動状態信号から移動状態を判定する移動状態判定手段と、
前記移動状態判定手段による判定結果から積分回数を決定する変換手段と
を備えることを特徴とする請求項９記載の受信機。
【請求項１１】
前記制御手段は、前記復調手段からの復調状態の良悪を示す復調状態信号と前記速度判定手段からの移動状態信号によって積分回数を決定することを特徴とする請求項１記載の受信機。
【請求項１２】
前記切替手段は、
ＡＧＣループにおける信号の単位ステップ幅を調整するゲイン設定手段と、
前記ゲイン設定手段からのゲイン調整された信号を前記積分回数信号に基づいて平均化する平均化手段とを備えることを特徴とする請求項９または１１記載の受信機。
【請求項１３】
前記制御手段は、
前記移動状態信号を一定時間保持する移動情報保持手段と現在の前記移動状態信号とから移動状態の変化量を算出する移動情報比較手段と、
前記移動情報比較手段からの移動状態変化量と前記復調状態信号から積分回数の増減を決定する積分回数変化選定手段と、
積分回数の増減の変化幅を決定する変化幅選定手段と、
前記変化幅選定手段からの積分回数変化量と保持された積分回数値を加算する積分回数加算手段と、
前記積分回数加算手段の値を前記移動情報保持手段で保持した時間と同じ時間保持する積分回数保持手段とを備えることを特徴とする請求項１１記載の受信機。
【請求項１４】
前記制御手段は、前記復調信号の信号レベルが所定範囲内であることを示すＡＧＣ判定信号と前記速度判定手段からの移動状態信号によって積分回数を決定することを特徴とする請求項９記載の受信機。
【請求項１５】
前記切替手段は、
ＡＧＣループにおける信号の単位ステップ幅を調整するゲイン設定手段と前記ゲイン設定手段からのゲイン調整された信号を前記積分回数信号に基づいて平均化する平均化手段と、
平均化された信号の信号レベルを判定するレベル判定手段とを備えることを特徴とする請求項１４記載の受信機。
【請求項１６】
前記制御手段は、
前記移動状態信号を一定時間保持する移動情報保持手段と現在の前記移動状態信号とから移動状態の変化量を算出する移動情報比較手段と、
前記移動情報比較手段からの移動状態変化量と前記ＡＧＣ判定信号から積分回数の増減を決定する積分回数変化選定手段と、
積分回数の増減の変化幅を決定する変化幅選定手段と、
前記変化幅選定手段からの積分回数変化量と保持された積分回数値を加算する積分回数加算手段と、
前記積分回数加算手段の値を前記移動情報保持手段で保持した時間と同じ時間保持する積分回数保持手段とを備えることを特徴とする請求項１４記載の受信機。
【請求項１７】
前記速度判定手段は、ドップラーシフト算出により前記移動状態を判定することを特徴とする請求項１〜１６いずれかに記載の受信機。
【請求項１８】
前記受信機の位置情報を判定する位置情報判定手段をさらに有し、
前記速度検出手段は、前記位置情報の変化率から固定／移動の速度を検出することを特徴とする請求項１〜１７いずれかに記載の受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル変調信号の利得を自動制御する自動利得制御装置（ＡＧＣ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）を含む受信機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地上デジタル放送は据え置き型受信機による固定受信に加えて移動体に搭載された受信機による移動受信が可能となる。移動受信環境においてはフェージングによる受信信号レベルの変動がおこり、復調部において良好な受信結果を示さないことが起こりえる。
【０００３】
信号レベルが大きく変化すると、良好な復調を行うのに必要な信号レベルに達することない場合がある上、さらにＡ／Ｄ変換器における大入力信号によるクリッピングや小入力信号による量子化誤差が容易に起こりえる。
【０００４】
前記のような信号レベルの急激な変化による受信信号レベルの急激な劣化、それに伴う復調処理における受信特性の劣化を防ぐ従来の技術として、特許文献１に示されたものがある。図２８は上記従来の受信機の自動利得制御装置の構成を示すブロック図である。自動利得制御装置は可変増幅器１０１を含みチューナとＡ／Ｄ変換部Ａ１０２と電力検出部１０４と平均化部２９１と制御信号発生部２９２とＤ／Ａ変換部１０９と受信信号レベル検出部２９４とＡ／Ｄ変換部Ｂ２９３から構成される。
【０００５】
付記されないアンテナから入力された信号はチューナ内部の周波数変換器で中間周波数（ＩＦ：Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯に周波数変換され、帯域制限された復調信号が可変増幅器１０１、及び受信信号レベル検出部２９４へ供給される。可変増幅器１０１は制御信号に基づいて増幅率を決定し、ＩＦ受信信号を増幅してＡ／Ｄ変換器Ａ１０２へアナログ復調信号を供給する。Ａ／Ｄ変換器Ａ１０２は可変増幅器１０１の出力をアナログ信号からデジタル信号に変換して復調信号を復調部Ａ１０３、及び電力検出部１０４へ供給する。電力検出部１０４は復調信号の電力を算出し、電力信号を平均化部２９１へ供給する。平均化部２９１は電力信号を一定サンプル数で積分し、積分結果を制御信号発生部２９２へ供給する。受信信号レベル検出部２９４は復調信号の信号レベルを算出し、受信信号レベル信号をＡ／Ｄ変換器Ｂ２９３へ供給する。Ａ／Ｄ変換器Ｂ２９３は受信信号レベル信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、制御信号発生部２９２へデジタル受信信号レベル信号を供給する。制御信号発生部２９２はＡ／Ｄ変換器Ｂから供給されるデジタル受信信号レベル信号によるフィードフォワード型の利得制御を行うか、平均化部２９１から供給される平均化した電力信号によるフィードバック型の利得制御を行うかをデジタル受信信号レベル信号の大きさから決定し、選択された利得制御方法によって決定されたデジタル制御信号をＤ／Ａ変換部１０９へ供給する。Ｄ／Ａ変換部１０９は制御信号発生部２９２から供給されたデジタル制御信号をアナログ信号に変換し、アナログ制御信号として可変増幅器１０１へ供給する。
【０００６】
上記自動利得制御装置の動作について説明する。自動利得制御装置は入力される電界強度に応じて復調信号の信号レベルを一定にするように利得制御を行っている。信号受信直後のように理想的な受信信号レベルとのレベル差が大きな場合にはフィードフォワード型の利得制御を行い、理想的な受信信号とのレベル差が瞬間的に小さくなるように制御信号発生部２９２から出力される制御信号を決定する。一方、理想的な受信信号とのレベル差が比較的小さい場合にはフィードバック型の制御を行い徐々にずれを小さくしていく。
【０００７】
制御信号発生部２９２において、前者のフィードフォワード型の制御ではデジタル受信信号レベルに応じて制御信号を決定し、理想的な受信信号レベルとの誤差は大きいながらもすばやい利得制御を行う。後者のフィードバック型の制御では理想的な受信信号とのレベル差をもとに制御信号を決定し、利得制御を複数回数行って誤差の小さな復調信号を復調部Ａ１０３へ出力する。
【０００８】
上記のような利得制御を行うことで受信機が高速移動する場合に生じるフェージングに対してもＡ／Ｄ変換部Ａ１０２における希望受信信号と実入力レベルとの誤差を低減して信頼性の高いデジタル復調を行うことができる。
【特許文献１】特開２００４−６４５２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の受信機の自動利得制御装置では、アナログ回路において受信信号のレベル検出を行っているため、主信号用とレベル検出用の２個のＡ／Ｄ変換部を必要とした。さらに可変増幅器に加えて受信信号レベル検出部を含むチューナを使用するか、あるいはチューナ外部で可変増幅器前のＩＦ受信信号レベルを検出するための出力をチューナに設ける必要があり、チューナへの制約事項が存在した。さらに近年、デジタル回路の集積技術が発達し、同機能を持つ場合においてはアナログ回路で構成するよりもデジタル回路で構成したほうが、実装面積、部品コストの面で有利となってきている。またデジタル回路による構成は、経時変化や温度特性の面でもアナログ回路による構成に比べて有望である。
【００１０】
そこで本発明は前記の問題を解決すべくなされたもので、移動受信等によっておこるフェージングのような受信信号レベルの変動をともなう受信環境においても、安定したレベルの信号を復調部へ供給する受信機の利得制御装置をアナログ回路に依存する割合を小さくして実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために本発明に係る受信機は、入力信号から所望の帯域の信号を選択した後、アナログ復調信号に周波数変換し入力信号の信号レベルを可変にするチューナと、アナログ復調信号をデジタル復調信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、前記デジタル復調信号から電力信号を算出する電力検出手段と、前記デジタル復調信号を復調処理する復調手段と、移動状態を判定する速度判定手段と、前記復調手段からの復調状態信号と前記速度判定手段からの移動状態信号によってゲイン信号を決定する制御手段と、前記電力信号と前記ゲイン信号からレベル判定信号を決定する切替手段と、前記レベル判定信号から制御信号を生成する制御信号発生手段と、前記制御信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換手段を備える。前記切替手段は、ゲイン設定手段と平均化手段を具備する。
【００１２】
上記の構成によれば、前記復調手段で検出された復調状態を示す信号と速度判定手段で検出された移動状態を示す信号をもとにＡＧＣループにおける信号の単位ステップ幅を調整することでデジタル回路のみでＡＧＣの追従性を調整することができる。すなわちフェージング変動に耐性のある自動利得制御装置をもつ受信機を実現できる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明の自動利得制御装置を含んだ受信機は、受信信号レベルが大きく変動するフェージング環境下においてもデジタル回路のみで単位時間における制御信号の変化幅を変化させることができ、安定したレベルの信号を復調部へ供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１における受信機について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の受信機の実施の形態１の構成図である。図１に示した構成は図２９に示した従来の受信機から受信信号レベル検出部２９４とＡ／Ｄ変換器Ｂ２９３、平均化部２９１を取り除き、制御部Ａ１０６、外部速度計１０５、及び切替部Ａ１０７を追加したものである。切替部Ａ１０７は図２に示すように平均化器２０２とゲイン設定器２０１とから構成されている。外部速度計１０５は自動車など乗り物に予め搭載された速度計であって、受信機の移動状態を判定し、移動状態信号を制御部Ａ１０６へ供給する。制御部Ａ１０６は移動状態判定器４０１と変換器４０２から構成され、外部速度計１０５から供給された移動状態信号をもとに制御信号のステップ幅を決めるゲイン信号を切替部Ａ１０７へ供給する。ゲイン設定器２０１は制御部Ａ１０６から供給されたゲイン信号からゲインを決定し、決定されたゲインを用いて電力検出部１０４から供給された電力信号の値を調整する。その出力はレベル判定信号として制御信号発生部１０８へ供給される。他の構成は図２９に示した構成と同一である。同一の構成部分の説明は省略する。
【００１５】
一般的に図３に示すように受信機における信号の受信性能（復調状態）は固定受信に比べ移動受信のほうが悪くなる。これは受信機が移動することによってマルチパス等の受信環境が変化するフェージングがおこることで受信信号レベルが所要レベルに達しないことや、Ａ／Ｄ変換器における大入力信号に対するクリッピング及び小入力信号に対する量子化誤差の増加が起こりえるからである。そこで受信機が移動状態の場合にも復調処理を行う信号レベルが所要レベルを維持し、クリッピングや量子化誤差の増加を抑えるようなゲインを予め求めておき、上記のような受信性能に障害を引き起こさないように移動状態信号と復調状態信号からゲインを決めるゲイン信号を導き出す。
【００１６】
図４は上記実施の形態の制御部Ａ１０６の一例を示すブロック図で説明する。制御部Ａ１０６は移動状態判定器４０１と変換器４０２から構成される。移動状態信号と受信性能に障害を引き起こさないゲイン信号との関係を予めメモリに記憶しておき、各瞬間で移動状態に見合ったゲイン信号を読み出すことで、適当なゲインを遅延なく選定することができる。移動状態とゲイン信号の関係は図５のようになる。回路設計上、選定できるゲイン信号の数に限界があるので、移動状態判定器４０１では外部速度計１０５から供給された移動状態信号をレベルに応じて上記ゲイン信号数と同じ数に領域分割し、移動状態信号を近似してゲイン信号に対応させる。移動状態信号は受信性能に障害を引き起こさないように、領域内において最も高速な移動状態である値に近似させる。
【００１７】
具体的には、移動状態がｖ１〜ｖ２の場合にはゲイン信号としてｇ２を選択し、移動状態がｖ２〜ｖ３の場合にはゲイン信号ｇ３を選択するように変換器４０２を設定する。
【００１８】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２における受信機について図面を参照しながら説明する。図６は本発明の受信機の実施の形態２の構成図である。図６に示した構成は図２９に示した従来の受信機から受信信号レベル検出部２９４とＡ／Ｄ変換器Ｂ２９３、平均化部２９１を取り除き、制御部Ｂ６０２、外部速度計１０５、及び切替部Ａ１０７を追加したものである。制御部Ｂ６０２はゲイン変化選定器７０１と変化幅選定器７０２とゲイン加算器７０３とゲイン保持器７０４と移動情報比較器７０５と移動情報保持器７０６から構成され、外部速度計１０５から供給された移動状態信号と復調部Ｂ６０１から出力される復調状態信号をもとに制御信号のステップ幅を決めるゲイン信号を生成し、切替部Ａ１０７へ供給する。なお復調状態信号としては、誤り率情報に限る必要はなく、復調部Ｂ６０１の等化装置で生成されるＣ／Ｎ情報やノイズ情報を用いてもよい。他の構成は図２９に示した構成と同一である。同一の構成部分の説明は省略する。
【００１９】
制御部Ｂ６０２の機能を図７および図８を用いて説明する。移動情報保持器７０６は外部速度計１０５から供給された移動状態信号を保持し、一定時間経過後に移動情報比較器７０５へ保持された移動情報を供給する。移動情報報比較器７０５は外部速度計１０５から供給された移動状態信号と移動情報保持器７０６から供給された保持された移動情報を比較し、移動状態の変化を示す移動変化信号をゲイン変化選定器７０１へ供給する。ゲイン変化選定器７０１は復調部Ｂ６０１から供給された復調状態信号と移動情報比較器７０５から供給された移動変化信号の関係から移動環境が引き起こす信号レベルが原因で受信特性が劣化しているかを判断し、受信ゲインの増減を判定して増減信号として変化幅選定器７０２に供給する。変化幅選定器７０２はゲイン変化選定器７０１から供給された増減信号をもとにゲイン増減の単位変化幅を決定し、インクリメント信号としてゲイン加算器７０３へ供給する。ゲイン加算器７０３は変化幅選定器７０２から供給されたインクリメント信号とゲイン保持器７０４から供給される従来のゲイン信号との加算を行い、新たなゲイン信号を出力として切替部Ａ１０７、及びゲイン保持器７０４へ供給する。
【００２０】
ゲイン変化選定器７０１は良好な受信特性を示す復調状態信号の限界値を境に良悪を判断し、且つ移動状態については移動変化信号から加速、減速、等速を判断する。復調状態が悪い場合は、ＡＧＣによる復調信号レベルの調整がフェージング等による受信信号レベルの変動に追従せず、過大な復調信号レベルの変化を発生させているといえる。そこで上記の場合には、移動状態に関わらず復調信号レベルの変化をより細かくするようにゲイン信号を大きくするような増減信号を出力する。
【００２１】
復調状態が良い場合で移動状態が加速であるときは、復調信号レベルの変動が受信信号レベルの変動に追従しているのでゲイン信号を大きくする必要はない。また上記の場合にゲイン信号を小さくすると過大な復調信号レベルの変化を発生させることが起こりえる。それゆえ、復調状態が良い場合で移動状態が加速であるときはゲイン信号を変化させないような増減信号を出力する。また復調状態が良い場合で移動状態が等速、及び減速であるときは、受信レベル変動に対しても復調信号レベルをより高速に安定化させることがゲイン信号を小さくするような増減信号を出力することで可能である。
【００２２】
上記制御部Ｂ６０２におけるゲイン保持器７０４、及び移動情報保持器７０６のデータ保持期間は、同じであることが望ましい。さらに変化幅選定器７０２は１つである必要はなく、複数個設けて時間経過や受信状態とともに変化させてもよい。なお受信機の電源投入直後の復調信号レベルをより高速に安定化させるため、変化幅選定器７０２の初期変化幅は小さな値とすることが望ましい。
【００２３】
上記の構成による制御部Ｂ６０２は移動受信のようなフェージング環境下で効果を発揮するだけでなく、チューナの異なる受信機による固定受信においてもチューナを置き換えるだけで復調信号レベルを高速に安定化させるゲイン信号を自動的に検出することができる。固定受信においては信号レベルの大きな変動をともなうフェージングを考慮する必要がないので、チューナを含めたアナログ回路と上記自動利得制御装置を含むデジタル回路で一旦受信機を組めば、ゲイン信号を変える可能性は少ない。そこで図９に示すように制御部Ｂ６０２の構成に選択器９０１を追加し、受信機がリセットされた場合のみ付記されない外部からのプリセット信号をもとにゲイン信号を選択し、それ以外の場合には保持されたゲイン信号を選択するようにしてもよい。このときプリセット信号は良好な復調状態を示すまで状態変化せずリセット状態にする必要がある。固定受信に限定した受信機であれば、ゲイン信号の初期設定値をゲイン信号がとり得る値の最小値に設定すればゲイン変化選定器７０１における増減信号は増加、もしくは増減なしの場合しかありえず、回路構成が容易に出来る利点がある。
【００２４】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３における受信機について図面を参照しながら説明する。図１０は本発明の受信機の実施の形態３の構成図である。図１０に示した構成は図２９に示した従来の受信機から受信信号レベル検出部２９４とＡ／Ｄ変換器Ｂ２９３、平均化部２９１を取り除き、制御部Ｃ１１０、外部速度計１０５、及び切替部Ｂ１１１を追加したものである。切替部Ｂ１１１はゲイン設定器２０１と平均化器２０２とレベル判定器１１３から構成される。レベル判定器１１３は平均化器２０２の出力であるレベル判定信号の値をもとにＡＧＣ制御可能であるかどうかを判定し、判定結果をＡＧＣ判定信号として制御部Ｃ１１０へ供給する。制御部Ｃ１１０は実施の形態２に示す制御部の入力信号の復調状態信号をＡＧＣ判定信号に置き換えたものであり、その動作は実施の形態２の制御部Ｂ６０２と同じである。
【００２５】
ＡＧＣ制御が可能かどうかを判断する指標としてはレベル判定信号のクリップの有無がある。平均化器２０２の処理でデジタル的に表示可能な値の限界値を超えると、ＡＧＣループ内のデジタル回路で十分な利得制御量をアナログ回路に返すことができず、所望の信号レベルにすることができない。ひいては受信特性の劣化を引き起こす。そこでレベル判定器１１３においてレベル判定信号がデジタル的に表示可能な値の限界値に達したかどうかでＡＧＣ制御の可否を判定することが可能である。
【００２６】
また所望の帯域外の信号のみが受信機に入力され、受信機として所望の帯域の信号が充分得られていないと判断するような場合には、レベル判定信号に閾値を設けて信号処理領域による帯域の区別をする必要がある。この場合にはレベル判定信号のクリップの有無に変わり、レベル判定信号と閾値の比較によりＡＧＣ制御の可否を判定する。すなわち、レベル判定信号が閾値より小さければ適切なＡＧＣ制御は行われず、レベル判定信号が閾値より大きければ適切なＡＧＣ制御が行われると判定する。
【００２７】
実施の形態３におけるＡＧＣ制御は、復調処理を行う前のＡＧＣ制御の可否の判定結果により制御部でのゲイン調整を行うので、第２の実施の形態のＡＧＣ制御よりも速いＡＧＣ応答を得ることができるという利点がある。
【００２８】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４における受信機について図面を参照しながら説明する。図１２は本発明の受信機の実施の形態４の構成図である。図１２に示した構成は図２９に示した従来の受信機から受信信号レベル検出部２９４とＡ／Ｄ変換器Ｂ２９３、平均化部２９１を取り除き、制御部Ａ１０６、ドップラーシフト算出部１１２、及び切替部Ａ１０７を追加したものである。他の構成は図２９に示した構成と同一である。同一の構成部分の説明は省略する。
【００２９】
ドップラーシフト算出部１１２ではまず、復調部Ｂ６０１から供給されたｆ軸の復調信号を逆フーリエ変換することで遅延プロファイルを生成し、遅延プロファイルから検出した遅延時間をさらに時系列にフーリエ変換し、その出力を移動状態信号として制御部Ａ１０６に供給する。移動に伴う遅延プロファイルの変動要因は各到来波が受けるドップラーシフトのみであるため、ドップラーシフトは遅延プロファイルを遅延時間毎の時系列でフーリエ変換することで求められる。ドップラーシフトは移動体の速度に比例することから、相対的に速度を表現することができるといえ、この値を移動状態信号として制御部Ａ１０６に供給することで、外部速度計から移動状態信号を供給するのと同様の効果を得ることができる。
【００３０】
また、パイロット信号を用いて求めた伝送路特性の時間的な変動具合を相対的な移動速度とし、この変動具合を移動状態信号としてドップラーシフト算出部１１２から制御部Ａ１０６に供給することでも外部速度計から移動状態信号を供給するのと同様の効果を得ることができる。図１３に上記伝送路特性の変動具合から移動状態信号を算出するモデルのブロック図を示す。復調部Ｂ６０１内の等化処理のパイロット抽出器１５１において復調信号からパイロット信号を抽出し、パイロット発生器１５２で発生させたパイロット信号と除算することで伝送路特性を求める。パイロット信号はフェージングの影響を受けると周波数シフトを生じ、振幅が一定にならず乱れる。この乱れ具合を伝送路特性の時間変化による変動の大きさとして算出することで、相対的な移動速度を算出する。一例として、ＩＳＤＢ−Ｔにおいてはパイロットシンボルの配置パターンから４シンボル遅延後の伝送路特性と減算器１５５で比較することで変動の大きさ、すなわち相対的移動速度を検出することができる。なお、上記過程で算出した伝送路特性の変化量は時間軸補間器１５７及び周波数軸補間器１５８でそれぞれ時間軸補間及び周波数軸補間を実施することで変化量の違いを顕著に表すことができる。
【００３１】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５における受信機について図面を参照しながら説明する。図１４は本発明の受信機の実施の形態５の構成図である。図１４に示した構成は図２９に示した従来の受信機から受信信号レベル検出部２９４とＡ／Ｄ変換器Ｂ２９３、平均化部２９１を取り除き、制御部Ｂ６０２、ドップラーシフト算出部１１２、及び切替部Ａ１０７を追加したものである。他の構成は図２９に示した構成と同一である。同一の構成部分の説明は省略する。
【００３２】
（実施の形態６）
本発明の実施の形態６における受信機について図面を参照しながら説明する。図１５は本発明の受信機の実施の形態６の構成図である。図１５に示した構成は図２９に示した従来の受信機から受信信号レベル検出部２９４とＡ／Ｄ変換器Ｂ２９３、平均化部２９１を取り除き、制御部Ｃ１１０、ドップラーシフト算出部１１２、及び切替部Ｂ１１１を追加したものである。他の構成は図２９に示した構成と同一である。同一の構成部分の説明は省略する。
【００３３】
（実施の形態７）
本発明の実施の形態７における受信機について図面を参照しながら説明する。図１６は本発明の受信機の実施の形態７の構成図である。図１６に示した構成は図１に示した本発明の受信機の実施の形態１から外部速度計１０５を取り除き、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ）１６２、速度検出部１６１を追加したものである。他の構成は図１に示した構成と同一である。同一の構成部分の説明は省略する。ＧＰＳ１６２は衛星を用いて得た現在の位置情報を速度検出部１６１に供給する。速度検出部１６１はＧＰＳ１６２から供給された位置情報の変化量と位置変化に要した時間から移動状態を算出し、制御部Ａ１０６へ供給する。受信機が速度計を持たない携帯端末に搭載された場合もＧＰＳ１６２による位置情報の変化具合を調べることで外部速度計と同様に移動状態を検知することができる。
【００３４】
（実施の形態８）
本発明の実施の形態８における受信機の構成図を図１６に示す。図１７に示した構成は図６に示した本発明の受信機の実施の形態２から外部速度計１０５を取り除き、ＧＰＳ１６２、速度検出部１６１を追加したものである。他の構成は図６に示した構成と同一である。同一の構成部分の説明は省略する。
【００３５】
（実施の形態９）
本発明の実施の形態９における受信機の構成図を図１８に示す。図１８に示した構成は図１０に示した本発明の受信機の実施の形態３から外部速度計１０５を取り除き、ＧＰＳ１６２、速度検出部１６１を追加したものである。他の構成は図１０に示した構成と同一である。同一の構成部分の説明は省略する。
【００３６】
（実施の形態１０）
本発明の実施の形態１０における受信機について図面を参照しながら説明する。図１９は本発明の受信機の実施の形態１０の構成図である。図１９に示した構成は図２９に示した従来の受信機から受信信号レベル検出部２９４とＡ／Ｄ変換器Ｂ２９３、平均化部２９１を取り除き、制御部Ｄ１８１、外部速度計１０５、及び切替部Ｃ１８２を追加したものである。切替部Ｃ１８２は図２０に示すように平均化器１９２とゲイン設定器１９１とから構成されている。ゲイン設定器１９１は設定されたゲインを用いて電力検出部１０４から供給された電力信号の値を調整し、その出力は平均化器１９２へ供給される。平均化器１９２はゲイン設定器１９１から供給された信号を制御部Ｄ１８１から供給された積分回数信号をもとに平均化し、その出力はレベル判定信号として制御信号発生部１０８へ供給される。他の構成は図１に示した構成と同一である。同一の構成部分の説明は省略する。
【００３７】
受信機が移動状態の場合にも復調処理を行う信号レベルが所要レベルを維持し、クリッピングや量子化誤差の増加を抑えるような積分回数を予め求めておき、上記のような受信性能に障害を引き起こさないように移動状態信号と復調状態信号から平均化を行う積分回数を決める積分回数信号を導き出す。
【００３８】
制御部Ｄ１８１は移動状態判定器４０１と変換器４０２から構成される。移動状態信号と受信性能に障害を引き起こさない積分回数信号との関係を予めメモリに記憶しておき、各瞬間で移動状態に見合った積分回数信号を読み出すことで、適当な積分回数を遅延なく選定することができる。回路設計上、選定できる積分回数信号の数に限界があるので、移動状態判定器４０１では外部速度計１０５から供給された移動状態信号をレベルに応じて上記積分回数信号数と同じ数に領域分割し、移動状態信号を近似して積分回数信号に対応させる。移動状態信号は受信性能に障害を引き起こさないように、領域内において最も高速な移動状態である値に近似させる。移動状態と積分回数の関係は図５に示すゲインを積分回数に置き換えた関係と同じである。
【００３９】
（実施の形態１１）
本発明の実施の形態１１における受信機について図面を参照しながら説明する。図２１は本発明の受信機の実施の形態１１の構成図である。図２１に示した構成は図２９に示した従来の受信機から受信信号レベル検出部２９４とＡ／Ｄ変換器Ｂ２９３、平均化部２９１を取り除き、制御部Ｅ２０１、外部速度計１０５、及び切替部Ｃ１８２を追加したものである。制御部Ｅ２０１は付記されない積分回数変化選定器１８４と変化幅選定器１８５と積分回数加算器１８６と積分回数保持器１８７と移動情報比較器７０５と移動情報保持器７０６から構成され、外部速度計１０５から供給された移動状態信号と復調部Ｂ６０１から出力される復調状態信号をもとに切替部Ｃ１８２での平均化に要する積分回数を決める積分回数信号を生成し、切替部Ｃ１８２へ供給する。なお復調状態信号としては、誤り率情報に限る必要はなく、復調部の等化器で生成されるＣ／Ｎ情報やノイズ情報を用いてもよい。他の構成は図６に示した構成と同一である。同一の構成部分の説明は省略する。
【００４０】
上記の構成による制御部は移動受信のようなフェージング環境下で効果を発揮するだけでなく、チューナ部の異なる受信機による固定受信においてもチューナ部を置き換えるだけで復調信号レベルを高速に安定化させる積分回数信号を自動的に検出することができる。制御部Ｅ２０１の構成に選択器を追加し、受信機がリセットされた場合のみ付記されない外部からのプリセット信号をもとに積分回数信号を選択し、それ以外の場合には保持された積分回数信号を選択するようにしてもよい。このときプリセット信号は良好な復調状態を示すまで状態変化せずリセット状態にする必要がある。固定受信に限定した受信機であれば、積分回数信号の初期設定値を積分回数信号がとり得る値の最小値に設定すれば積分回数変化選定器における増減信号は増加、もしくは増減なしの場合しかありえず、回路構成が容易にできる利点がある。
【００４１】
（実施の形態１２）
本発明の実施の形態１２における受信機について図面を参照しながら説明する。図２２は本発明の受信機の実施の形態１２の構成図である。図２２に示した構成は図２９に示した従来の受信機から受信信号レベル検出部２９４とＡ／Ｄ変換器Ｂ２９３、平均化部２９１を取り除き、制御部Ｆ２１１、外部速度計１０５、及び切替部Ｄ２１２を追加したものである。切替部Ｄ２１２はゲイン設定器１９１と平均化器１９２とレベル判定器１１３から構成される。レベル判定器１１３は平均化器１９２の出力であるレベル判定信号の値をもとにＡＧＣ制御可能であるかどうかを判定し、判定結果をＡＧＣ判定信号として制御部Ｆ２１１へ供給する。制御部Ｆ２１１は実施の形態１１に示す制御部Ｅ２０１の入力信号である復調状態信号をＡＧＣ判定信号に置き換えたものであり、その動作は実施の形態１１の制御部Ｅ２０１と同じである。
【００４２】
（実施の形態１３）
本発明の実施の形態１３における受信機について図面を参照しながら説明する。図２３は本発明の受信機の実施の形態１３の構成図である。図２３に示した構成は図１２に示した本発明の実施の形態４における受信機から切替部Ａ１０７と制御部Ａ１０６を取り除き、切替部Ｃ１８２と制御部Ｄ１８１を追加したものである。他の構成は図１２に示した構成と同一である。切替部Ｃ１８２、制御部Ｄ１８１の構成は図１９に示したものと同一である。同一の構成部分の説明は省略する。
【００４３】
（実施の形態１４）
本発明の実施の形態１４における受信機について図面を参照しながら説明する。図２４は本発明の受信機の実施の形態１４の構成図である。図２４に示した構成は図１４に示した本発明の実施の形態５における受信機から切替部Ａ１０７と制御部Ｂ６０２を取り除き、切替部Ｃ１８２と制御部Ｅ２０１を追加したものである。他の構成は図１４に示した構成と同一である。制御部Ｅ２０１、切替部Ｃ１８２の構成は図２１に示したものと同一である。同一の構成部分の説明は省略する。
【００４４】
（実施の形態１５）
本発明の実施の形態１５における受信機について図面を参照しながら説明する。図２５は本発明の受信機の実施の形態１５の構成図である。図２５に示した構成は図１５に示した本発明の実施の形態６における受信機から切替部Ｂ１１１と制御部Ｃ１１０を取り除き、切替部Ｄ２１２と制御部Ｆ２１１を追加したものである。他の構成は図１５に示した構成と同一である。制御部Ｆ２１１、切替部Ｄ２１２の構成は図２２に示したものと同一である。同一の構成部分の説明は省略する。
【００４５】
（実施の形態１６）
本発明の実施の形態１６における受信機について図面を参照しながら説明する。図２６は本発明の受信機の実施の形態１６の構成図である。図２６に示した構成は図１６に示した本発明の受信機の実施の形態７から切替部Ａ１０７と制御部Ａ１０６を取り除き、切替部Ｃ１８２と制御部Ｄ１８１を追加したものである。他の構成は図１６に示した構成と同一である。制御部Ｄ１８１、切替部Ｃ１８２の構成は図２３に示したものと同一である。同一の構成部分の説明は省略する。
【００４６】
（実施の形態１７）
本発明の実施の形態１７における受信機について図面を参照しながら説明する。図２７は本発明の受信機の実施の形態１７の構成図である。図２７に示した構成は図１７に示した本発明の受信機の実施の形態８から切替部Ａ１０７と制御部Ａ１０６を取り除き、切替部Ｃ１８２と制御部Ｅ２０１を追加したものである。他の構成は図１７に示した構成と同一である。制御部Ｅ２０１、切替部Ｃ１８２の構成は図２１に示したものと同一である。同一の構成部分の説明は省略する。
【００４７】
（実施の形態１８）
本発明の実施の形態１８における受信機について図面を参照しながら説明する。図２８は本発明の受信機の実施の形態１８の構成図である。図２８に示した構成は図１８に示した本発明の受信機の実施の形態９から切替部Ｂ１１１と制御部Ｃ１１０を取り除き、切替部Ｄ２１２と制御部Ｆ２１１を追加したものである。他の構成は図１８に示した構成と同一である。制御部Ｆ２１１、切替部Ｄ２１２の構成は図２５に示したものと同一である。同一の構成部分の説明は省略する。
【００４８】
なお本願の実施の形態１〜１８の受信機の自動利得制御装置の電力検出部における電力算出はチューナ部からの出力であるＩＦ帯のデジタル信号を用いて行ったが、直交復調後のベースバンド帯のＩ、Ｑの複素信号を用いて行うことも可能である。
【００４９】
また本願の実施の形態１〜１８の受信機の自動利得制御装置のチューナ部はデジタル回路からの制御信号が１個の１系統ＡＧＣ制御用チューナを用いるものとして説明したが、デジタル回路からチューナへフィードバックする制御信号がＲＦ帯域とＩＦ帯域の２種類必要となる２系統ＡＧＣ用チューナであってもよい。
【００５０】
なお本願の実施の形態２〜３、５〜６、８〜９、１１〜１２、１４〜１５、１７〜１８で説明した受信機の自動利得制御装置の制御部の動作で、移動状態として移動変化情報に加えて移動状態信号をゲイン変化選定器に供給することにより、加速時の受信特性の瞬間的な劣化を防ぐことも可能である。
【００５１】
本願の実施の形態１１〜１２、１４〜１５、１７〜１８で説明した受信機の自動利得制御装置の制御部の動作で、移動状態として移動変化情報に加えて移動状態信号を積分回数変化選定器に供給することにより、加速時の受信特性の瞬間的な劣化を防ぐことも可能である。
【００５２】
本願の実施の形態１〜９で説明した受信機の自動利得制御装置の切替部の動作は、制御部から出力されるゲイン信号の値が小さくなると復調レベル信号の変動幅が大きくなるものとして説明したが、値が大きくなると復調レベル信号の変動幅が大きくなるような構成であってもよい。
【００５３】
本願の実施の形態２〜３、５〜６、８〜９で説明した受信機を固定受信用として使用する場合には、自動利得制御装置の切替部でのゲイン信号の切替えを常にする必要がなく、一定時間経過後に切替制御を停止させることで消費電力の削減を図ることができる。
【００５４】
本願の実施の形態１１〜１２、１４〜１５、１７〜１８で説明した受信機を固定受信用として使用する場合には、自動利得制御装置の切替部での積分回数信号の切替えを常にする必要がなく、一定時間経過後に切替制御を停止させることで消費電力の削減を図ることができる。
【００５５】
なお本願の実施の形態１〜３、１０〜１２で説明した受信機の自動利得制御装置の外部速度計は、自動車など乗り物に予め搭載された速度計として説明したが、速度計を持たない移動無線携帯端末については無線通信装置を用いて移動速度を検出し、検出した移動速度を移動状態信号として受信機に用いることも可能である。一例としては、特開２０００−９２５４０に示すように所定の周期で、ハンドオーバー回数、電界強度変動を検出し、セルサイズと関連づけて移動速度を求める方法がある。これは電界強度の変動とハンドオーバーの発生頻度と、ハンドオーバーが行われた基地局のセルサイズの累積値とに基づいて移動速度を判定するものである。
【００５６】
なお本願の実施の形態１〜１８では受信機の移動状態に応じてデジタル回路内の信号を制御することで良好な信号レベルを復調部へ供給していたが、アナログ回路のみによって構成された自動利得制御装置においても固定／移動といった移動状態に応じてアナログ回路内のゲイン制御、もしくは平均化における積分回数を制御することでデジタル回路内の信号を制御した場合と同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明の受信信号レベル変動に追従性のある自動利得制御装置を内蔵した受信機はデジタルＴＶ放送、デジタルラジオ放送などの移動体用の受信装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の受信機の実施の形態１の構成を示すブロック図
【図２】図１における切替部Ａの内部構成を示したブロック図
【図３】移動状態と復調状態の関係を示すグラフ
【図４】図１における制御部Ａの内部構造を示したブロック図
【図５】図４における変換器の移動状態とゲインの関係を示すグラフ
【図６】本発明の受信機の実施の形態２の構成を示すブロック図
【図７】図６における制御部Ｂの内部構造を示したブロック図
【図８】図７におけるゲイン変化選定器におけるゲインの増減を示す相関図
【図９】図６の制御部Ｂにプリセット機能をつけた制御部Ｂ’の内部構造を示したブロック図
【図１０】本発明の受信機の実施の形態３の構成を示すブロック図
【図１１】図１０における切替部Ｂの内部構成を示したブロック図
【図１２】本発明の受信機の実施の形態４の構成を示すブロック図
【図１３】図１１におけるドップラーシフト算出部の内部構造の一例を示したブロック図
【図１４】本発明の受信機の実施の形態５の構成を示すブロック図
【図１５】本発明の受信機の実施の形態６の構成を示すブロック図
【図１６】本発明の受信機の実施の形態７の構成を示すブロック図
【図１７】本発明の受信機の実施の形態８の構成を示すブロック図
【図１８】本発明の受信機の実施の形態９の構成を示すブロック図
【図１９】本発明の受信機の実施の形態１０の構成を示すブロック図
【図２０】図１８における切替部Ｃの内部構造を示したブロック図
【図２１】本発明の受信機の実施の形態１１の構成を示すブロック図
【図２２】本発明の受信機の実施の形態１２の構成を示すブロック図
【図２３】本発明の受信機の実施の形態１３の構成を示すブロック図
【図２４】本発明の受信機の実施の形態１４の構成を示すブロック図
【図２５】本発明の受信機の実施の形態１５の構成を示すブロック図
【図２６】本発明の受信機の実施の形態１６の構成を示すブロック図
【図２７】本発明の受信機の実施の形態１７の構成を示すブロック図
【図２８】本発明の受信機の実施の形態１８の構成を示すブロック図
【図２９】従来の受信機の自動利得制御の構成を示すブロック図
【符号の説明】
【００５９】
１０１    可変増幅器
１０２    Ａ／Ｄ変換部Ａ
１０３    復調部Ａ
１０４    電力検出部
１０５    外部速度計
１０６    制御部Ａ
１０７    切替部Ａ
１０８    制御信号発生部
１０９    Ｄ／Ａ変換部
２０１    ゲイン設定器
２０２    平均化器
４０１    移動状態判定器
４０２    変換器
６０１    復調部Ｂ
６０２    制御部Ｂ
７０１    ゲイン変化選定器
７０２    変化幅選定器
７０３    ゲイン加算器
７０４    ゲイン保持器
７０５    移動情報比較器
７０６    移動情報保持器
９０１    選択器
１１０    制御部Ｃ
１１１    切替部Ｂ
１１３    レベル判定器
１１２    ドップラーシフト算出部
１２１    復調部Ｃ
１５１    パイロット抽出器
１５２    パイロット発生器
１５３    除算器
１５４    ４シンボル遅延器
１５５    減算器
１５６    電力算出器
１５７    時間軸補間器
１５８    周波数軸補間器
１６１    速度検出部
１６２    ＧＰＳ
１８１    制御部Ｄ
１８２    切替部Ｃ
１９１    ゲイン設定器
１９２    平均化器
２０１    制御部Ｅ
２１１    制御部Ｆ
２１２    切替部Ｄ
２９１    平均化部
２９２    制御信号発生部
２９３    Ａ／Ｄ変換部Ｂ
２９４    受信信号レベル検出部
【図１】
2006148735.tif 000003
【図２】
2006148735.tif 000004
【図３】
2006148735.tif 000005
【図４】
2006148735.tif 000006
【図５】
2006148735.tif 000007
【図６】
2006148735.tif 000008
【図７】
2006148735.tif 000009
【図８】
2006148735.tif 000010
【図９】
2006148735.tif 000011
【図１０】
2006148735.tif 000012
【図１１】
2006148735.tif 000013
【図１２】
2006148735.tif 000014
【図１３】
2006148735.tif 000015
【図１４】
2006148735.tif 000016
【図１５】
2006148735.tif 000017
【図１６】
2006148735.tif 000018
【図１７】
2006148735.tif 000019
【図１８】
2006148735.tif 000020
【図１９】
2006148735.tif 000021
【図２０】
2006148735.tif 000022
【図２１】
2006148735.tif 000023
【図２２】
2006148735.tif 000024
【図２３】
2006148735.tif 000025
【図２４】
2006148735.tif 000026
【図２５】
2006148735.tif 000027
【図２６】
2006148735.tif 000028
【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
2006148735.tif 000031