(57)【要約】    【課題】      Ａ／Ｄ変換部に入力される信号の振幅レベルをＡ／Ｄ変換部のダイナミックレンジ内に抑え、受信特性の劣化を防ぐこと。    【解決手段】  微分回路１０４は、包絡線検波部１０２にて包絡線検波された検波出力を微分し、閾値判定部１０５に出力する。閾値判定部１０５は、微分回路１０４から出力された信号の振幅レベルの閾値判定及び比較を行い、信号の振幅レベルを補正する制御信号を、利得補正部１０６に出力する。利得補正部１０６は、閾値判定部１０５から出力された制御信号に基づき、可変利得アンプ１０１通過後の受信信号のレベルを補正し、Ａ／Ｄ変換部１０７に出力する。  【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信信号の包絡線検波を行う包絡線検波手段と、前記包絡線検波手段からの出力信号を微分する微分回路と、前記微分回路からの出力信号を所定の閾値と比較する閾値判定手段と、受信信号の振幅レベルを制御する可変利得アンプと、前記閾値判定手段の判定結果に基づいて、前記可変利得アンプからの出力信号の振幅レベルを補正する利得補正手段と、前記利得補正手段からの出力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換手段と、を具備することを特徴とする受信装置。
【請求項２】
前記閾値判定手段は、前記微分回路から出力される信号を所定の閾値と比較し、正の閾値を越えた場合に、閾値を越えたレベル量に比例した負の制御信号を前記利得補正手段に出力し、負の閾値を下回った場合に、閾値を下回ったレベル量に比例した正の制御信号を前記利得補正手段に出力することを特徴とする請求項１記載の受信装置。
【請求項３】
前記閾値判定手段は、包絡線検波出力信号の最大ピーク値を保持し、前記利得補正手段から出力される信号の振幅レベルが前記Ａ／Ｄ変換手段のダイナミックレンジを越えないように、閾値を越えたレベル量と制御信号との間の比例係数を算出することを特徴とする請求項２に記載の受信装置。
【請求項４】
前記利得補正手段は、前記可変利得アンプからの出力信号と前記閾値判定手段から出力される制御信号を加算することを特徴とする請求項２又は請求項３記載の受信装置。
【請求項５】
受信信号の振幅レベルを制御する可変利得アンプと、受信信号の包絡線検波を行う包絡線検波手段と、前記可変利得アンプからの出力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換手段と、前記Ａ／Ｄ変換手段の入力振幅レベルの目標値となる基準信号を補正する基準信号補正手段と、前記包絡線検波手段からの出力信号と前記基準信号補正手段にてレベル補正された基準信号を比較し、比較結果に基づいて利得を制御するための信号を前記可変利得アンプに出力する比較手段と、前記包絡線検波手段からの出力信号を微分する微分回路と、前記微分回路からの出力信号を所定の閾値と比較する閾値判定手段と、を具備し、前記基準信号補正手段は、前記閾値判定手段の判定結果に基づいて前記基準信号を補正することを特徴とする受信装置。
【請求項６】
前記閾値判定手段は、前記微分回路から出力される信号を所定の閾値と比較し、正の閾値を越えた場合に、閾値を越えたレベル量に比例した負の制御信号を前記基準信号補正手段に出力し、負の閾値を下回った場合に、閾値を下回ったレベル量に比例した正の制御信号を前記基準信号補正手段に出力することを特徴とする請求項５記載の受信装置。
【請求項７】
前記閾値判定手段は、包絡線検波出力信号の最大ピーク値を保持し、前記可変利得アンプから出力される信号の振幅レベルが前記Ａ／Ｄ変換手段のダイナミックレンジを越えないように、閾値を越えたレベル量と制御信号との間の比例係数を算出することを特徴とする請求項６に記載の受信装置。
【請求項８】
前記基準信号補正手段は、前記包絡線検波検出手段からの出力信号と前記閾値判定手段から出力される制御信号を加算することを特徴とする請求項６又は請求項７記載の受信装置。
【請求項９】
受信信号の包絡線検波を行う包絡線検波工程と、前記包絡線検波工程からの出力信号を微分する微分工程と、前記微分工程からの出力信号を所定の閾値と比較する閾値判定工程と、受信信号の振幅レベルを制御する可変利得増幅工程と、前記閾値判定工程の判定結果に基づいて、前記可変利得増幅工程からの出力信号の振幅レベルを補正する利得補正工程と、前記利得補正工程からの出力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換工程と、を具備することを特徴とする自動利得制御方法。
【請求項１０】
受信信号の振幅レベルを制御する可変利得増幅工程と、受信信号の包絡線検波を行う包絡線検波工程と、前記可変利得増幅工程からの出力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換工程と、前記Ａ／Ｄ変換工程の入力振幅レベルの目標値となる基準信号を補正する基準信号補正工程と、前記包絡線検波工程からの出力信号と前記基準信号補正工程にてレベル補正された基準信号を比較し、比較結果に基づいて利得を制御するための信号を前記可変利得増幅工程に出力する比較工程と、前記包絡線検波工程からの出力信号を微分する微分工程と、前記微分工程からの出力信号を所定の閾値と比較する閾値判定工程と、を具備し、前記基準信号補正工程は、前記閾値判定工程に基づいて前記基準信号を補正することを特徴とす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、受信装置及び自動利得制御方法に関し、特にバースト受信信号の利得を制御する受信装置及び自動利得制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動利得制御方法を行う受信装置としては、例えば、図７に示したフィードバック型の自動利得制御方法を行うものが知られている（特許文献１）。図７に示す受信装置１０は、可変利得アンプ１１と、包絡線検波部１２と、比較部１３と、Ａ／Ｄ変換部１４と、復号部１５とから主に構成される。
【０００３】
可変利得アンプ１１は、受信信号の振幅レベルを一定に保つように増幅し、増幅した受信信号を包絡線検波部１２及びＡ／Ｄ変換部１４に出力する。包絡線検波部１２は、受信信号の包絡線を検波し、検波出力を比較部１３に出力する。比較部１３は、包絡線検波部１２から入力された受信信号の検波出力と基準信号の振幅とを比較し、基準信号の振幅に対する誤差信号を平均し、可変利得アンプ１１に出力する。可変利得アンプ１１は、比較部１３から入力される誤差信号により受信信号の振幅を制御して、Ａ／Ｄ変換部１４へ出力する。Ａ／Ｄ変換部１４は、可変利得アンプ１１から入力された信号をアナログ／ディジタル変換し、復号部１５へ出力する。復号部１５は、Ａ／Ｄ変換部１４から入力された信号を復号し、受信データを得る。
【０００４】
このように従来の受信装置においては、可変利得アンプ１１により予め利得を制御することにより、Ａ／Ｄ変換部１４に入力される受信信号の振幅レベルを一定に保とうとしている。
【特許文献１】特開２００３−２１８６５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
パケット通信を行う移動体通信システムにおいては、通常、バースト信号が送信されるが、送信時間が短いため振幅レベルが急激に変化する。また、ＣＤＭＡ方式を用いる移動体通信システムでは、一般にピークファクタが大きく、同様に振幅レベルが急激に変化する。
【０００６】
図８は、従来の自動利得制御方法の可変利得アンプの追従特性を示す図である。図８において、横軸は時間を示し、上からバースト信号２１、可変利得アンプの利得特性２２、可変アンプ通過後の信号レベル２３を表している。可変アンプ通過後の信号２３（＝２１＋２２）は、Ａ／Ｄ変換部１４に出力されるが、図８に示すように、バースト信号の立ち上がり変動が急峻な箇所２４で利得制御が追いつかないためＡ／Ｄ変換部のダイナミックレンジ２６をオーバーフローしており、またバースト信号の立ち下がりが急峻な箇所２５では、Ａ／Ｄ変換部のダイナミックレンジ２６をアンダーフローしている。Ａ／Ｄ変換部１４のダイナミックレンジ外の信号がＡ／Ｄ変換部１４に入力されると、量子化誤差が増加し、受信信号の劣化を招くことになる。
【０００７】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、送信時間の短いバースト信号やＣＤＭＡ方式のようなピークファクタの大きい信号などのように振幅レベルが急激に変化する信号を受信した場合であっても、Ａ／Ｄ変換部のオーバーフローもしくはアンダーフローを防ぎ、受信信号の劣化を防ぐことのできる受信装置及び自動利得制御方法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】
【０００８】
かかる課題を解決するため本発明の受信装置は、受信信号の包絡線検波を行う包絡線検波手段と、前記包絡線検波手段からの出力信号を微分する微分回路と、前記微分回路からの出力信号を所定の閾値と比較する閾値判定手段と、受信信号の振幅レベルを制御する可変利得アンプと、前記閾値判定手段の判定結果に基づいて、前記可変利得アンプからの出力信号の振幅レベルを補正する利得補正手段と、前記利得補正手段からの出力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換手段と、を備えた構成を採る。
【０００９】
本発明の自動利得制御方法は、受信信号の包絡線検波を行う包絡線検波工程と、前記包絡線検波工程からの出力信号を微分する微分工程と、前記微分工程からの出力信号を所定の閾値と比較する閾値判定工程と、受信信号の振幅レベルを制御する可変利得増幅工程と、前記閾値判定工程の判定結果に基づいて、前記可変利得増幅工程からの出力信号の振幅レベルを補正する利得補正工程と、前記利得補正工程からの出力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換工程と、を具備する方法を採る。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、受信信号を包絡線検波した後、検波出力を微分し、微分された検波出力に基づき利得補正部でＡ／Ｄ変換部に入力される信号レベルを補正することで、Ａ／Ｄ変換部に入力される信号レベルをＡ／Ｄ変換部のダイナミックレンジ内に抑え、受信特性の劣化を防ぐことができる。
【００１１】
また、通常の自動利得制御方法を用いる受信装置に微分回路部を追加するのみでピークファクタの大きい信号やバースト信号に対して有効な自動利得制御方法を提供できるので、回路の小型化が可能で、また従来のＡＧＣ回路を流用することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態の１に係る受信装置１００の構成を示すブロック図である。図１において、受信装置１００は、可変利得アンプ１０１と、包絡線検波部１０２と、比較部１０３と、微分回路１０４と、閾値判定部１０５と、利得補正部１０６と、Ａ／Ｄ変換部１０７と、復号部１０８とから主に構成されている。
【００１４】
可変利得アンプ１０１は、比較部１０３から出力される制御信号に基づいて受信信号の振幅レベルを一定に保つように増幅し、増幅した受信信号を包絡線検波部１０２及び利得補正部１０６に出力する。
【００１５】
包絡線検波部１０２は、可変利得アンプ１０１通過後の受信信号の包絡線を検波し、検波出力を比較部１０３及び微分回路１０４に出力する。包絡線検波は、ＲＦ帯（高周波数帯）、ＩＦ帯（中間周波数帯）のどちらで行ってもよい。
【００１６】
比較部１０３は、包絡線検波部１０２から出力された検波出力とＡ／Ｄ変換手段に入力される振幅レベルの目標値となる基準信号の振幅とを比較し、比較結果に基づいて、利得を制御するための制御信号を可変利得アンプ１０１に出力する。例えば、包絡線検波部１０２から出力された検波出力とＡ／Ｄ変換部１０７に入力される振幅レベルの目標値となる基準信号の振幅とのレベル差を誤差信号とし、誤差信号を平均し、平均化後の誤差信号を、利得を制御する制御信号とする。利得を制御する制御信号の算出の方法としては、通常の自動利得制御方法で用いられる他の手法を用いてもよい。
【００１７】
微分回路１０４は、包絡線検波部１０２にて包絡線検波された検波出力を微分し、閾値判定部１０５に出力する。
【００１８】
閾値判定部１０５は、微分回路１０４から出力された信号の振幅レベルの閾値判定及び比較を行い、信号の振幅レベルを補正する制御信号を、利得補正部１０６に出力する。なお、制御信号の算出の具体的な方法については後述する。
【００１９】
利得補正部１０６は、閾値判定部１０５から出力された制御信号に基づき、可変利得アンプ１０１通過後の受信信号のレベルを後述する方法を用いて補正し、Ａ／Ｄ変換部１０７に出力する。利得補正部１０６としては、２モード（低利得／高利得）アンプ、または可変利得アンプ、またはアッテネーター、またはこれらの組み合わせを用いることが可能である。
【００２０】
Ａ／Ｄ変換部１０７は、利得補正部１０６から出力された受信信号をアナログ／ディジタル変換し、復号部１０８へ出力する。
【００２１】
復号部１０８は、Ａ／Ｄ変換部１０７から出力された信号を復号し、受信データを得る。
【００２２】
図２は、本発明の実施の形態１に係る利得制御の動作を説明する図である。図２において、横軸は時間を表し、上から、可変利得アンプ１０１に入力される受信信号２０１、可変利得アンプ１０１の利得特性２０２、可変利得アンプ１０１通過後の受信信号２０３、微分回路１０４から出力される微分回路出力信号２０７、閾値判定部より出力される制御信号２０９、利得補正部１０６通過後の受信信号２１０を表している。
【００２３】
微分回路出力信号２０７は、受信信号２０１が微分回路１０４に入力された時の微分回路１０４からの出力信号を表し、受信信号の信号レベルの立ち上がり・立ち下がりの傾きに比例してレベルが変動する。
【００２４】
閾値判定部１０５における制御信号の算出の具体的な方法としては、例えば、微分回路出力信号２０７を閾値と比較し、正の閾値を越えた場合に閾値を越えたレベル量に比例した負の信号を、また、負の閾値を下回った場合には、閾値を下回ったレベル量に比例した正の信号を制御信号とする方法がある。包絡線検波部１０２ではピークを検出できるため、上述する閾値を越えたレベル量と制御信号との間の比例係数を、ピーク値との関係からＡ／Ｄ変換部１０７のダイナミックレンジを越えないように設定することも可能である。
【００２５】
利得補正部１０６では、例えば、可変利得アンプ１０１を通過した受信信号の利得特性２０３と、閾値判定部１０５から出力される制御信号２０９を加算する。この場合、利得補正部１０６通過後の信号は、図２において２１０となる。
【００２６】
従来は、可変利得アンプ１１通過後の受信信号２３がＡ／Ｄ変換部１４に入力されるため、Ａ／Ｄ変換部１４のダイナミックレンジ２６を越える受信信号が入力された場合に、オーバーフロー２４やアンダーフロー２５が発生し、Ａ／Ｄ変換部１４での量子化誤差が大きくなり、受信データの劣化を招いた。これに対し、本発明による受信装置では、受信信号の包絡線検波後の検波出力を微分し、微分された検波出力を閾値判定部１０５から出力される制御信号に基づいてＡ／Ｄ変換部１０７に入力される信号レベルを補正することにより、オーバーフロー２４やアンダーフロー２５が生じていた信号をダイナミックレンジ２０６内（２１１、２１２）に抑えることが可能となる。
【００２７】
このように本実施の形態１によれば、受信信号を包絡線検波した後、検波出力を微分し、微分された検波出力に基づき利得補正部１０６でＡ／Ｄ変換部１０７に入力される信号レベルを補正することで、Ａ／Ｄ変換部１０７に入力される信号レベルをＡ／Ｄ変換部１０７のダイナミックレンジ内に抑え、受信特性の劣化を防ぐことができる。
【００２８】
また本実施の形態は、通常の自動利得制御方法を用いる受信装置に微分回路部を追加するのみでピークファクタの大きい信号やバースト信号に対して有効な自動利得制御方法を提供できるので、回路の小型化が可能で、また従来のＡＧＣ回路を流用することが可能である。
【００２９】
なお、図３に示すように、包絡線検波部３０１が、受信信号の包絡線を検波し、検波出力を比較部１０３及び微分回路１０４に出力するようにしてもよい。
【００３０】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２に係る受信装置の構成を示すブロック図である。図４において、受信装置４００は、可変利得アンプ４０１と、包絡線検波部４０２と、微分回路４０３と、閾値判定部４０４と、基準信号補正部４０５と、比較部４０６と、Ａ／Ｄ変換部４０７と、復号部４０８とから主に構成されている。
【００３１】
可変利得アンプ４０１は、比較部４０６から出力される制御信号に基づいて受信信号の振幅レベルを一定に保つように増幅し、増幅した受信信号を包絡線検波部４０２及びＡ／Ｄ変換部４０７に出力する。
【００３２】
包絡線検波部４０２は、可変利得アンプ４０１通過後の受信信号の包絡線を検波し、検波出力を微分回路４０３及び比較部４０６に出力する。包絡線検波は、ＲＦ帯（高周波数帯）、ＩＦ帯（中間周波数帯）のどちらで行ってもよい。
【００３３】
微分回路４０３は、包絡線検波部４０２にて包絡線検波された検波出力を微分し、閾値判定部４０４に出力する。
【００３４】
閾値判定部４０４は、微分回路４０３から出力された信号の振幅レベルの閾値判定及び比較を行い、制御信号を基準信号補正部４０５に出力する。なお、制御信号の算出の具体的な方法については後述する。
【００３５】
基準信号補正部４０５は、閾値判定部４０４から出力された制御信号に基づき、Ａ／Ｄ変換部４０７に入力される振幅レベルの目標値となる基準信号を後述する方法を用いて補正し、補正後の基準信号を比較部４０６に出力する。
【００３６】
比較部４０６は、包絡線検波部４０２から出力された検波出力と基準信号補正部４０５にてレベル補正された基準信号とを比較し、比較結果に基づいて、利得を制御するための制御信号を可変利得アンプ４０１に出力する。例えば、包絡線検波部４０２から出力された検波出力と基準信号補正部４０５にてレベル補正された基準信号の振幅のレベル差を誤差信号とし、誤差信号を平均し、平均化後の誤差信号を、利得を制御する制御信号とする。利得を制御する制御信号の算出の方法としては、通常の自動利得制御方法で用いられる他の手法を用いてもよい。
【００３７】
Ａ／Ｄ変換部４０７は、可変利得アンプ４０１から出力された受信信号をアナログ／ディジタル変換し、復号部４０８へ出力する。
【００３８】
復号部４０８は、Ａ／Ｄ変換部４０７から出力された信号を復号し、受信データを得る。
【００３９】
図５は、本発明の実施の形態２に係る利得制御の動作を説明する図である。図５において、横軸は時間を表し、上から、可変利得アンプ４０１に入力される受信信号５０１、微分回路４０３から出力される微分回路出力信号５０２、閾値判定部４０４から出力される制御信号５０３、基準信号が補正されなかった場合の可変利得アンプ４０１の利得特性５０４、基準信号が補正された場合の可変利得アンプ４０１の利得特性５０５、可変利得アンプ４０１通過後の受信信号５０６を表している。
【００４０】
微分回路出力信号５０２は、受信信号５０１が微分回路４０３に入力された時の微分回路４０３からの出力信号を表し、受信信号の信号レベルの立ち上がり・立ち下がりの傾きに比例してレベルが変動する。
【００４１】
閾値判定部４０４より出力される制御信号５０３の算出方法としては、例えば、微分回路出力信号５０２を閾値と比較し、正の閾値を越えた場合に、閾値を越えたレベル量に比例した負の信号とし、また、負の閾値を下回った場合には、閾値を下回ったレベル量に比例した正の信号とする方法がある。包絡線検波部４０２ではピークを検出できるため、上述する閾値を越えたレベル量と制御信号との間の比例係数を、ピーク値との関係からＡ／Ｄ変換部４０７のダイナミックレンジを越えないように設定することも可能である。
【００４２】
基準信号補正部４０５は、例えば、閾値判定部４０４から出力される制御信号を、通常使用する基準信号に加算し、比較部４０６に出力する。比較部４０６では、補正後の基準信号５０３と包絡線検波部４０２からの検波出力の振幅とを上述の方法で比較し、可変利得アンプ４０１を制御するための制御信号を可変利得アンプ４０１に出力する。図５に示すように、可変利得アンプ４０１の利得特性は５０５のようになる。
【００４３】
従来は、可変利得アンプ１１通過後の受信信号２３がＡ／Ｄ変換部１４に入力されるため、Ａ／Ｄ変換部１４のダイナミックレンジ２６を越える受信信号が入力された場合に、オーバーフロー２４やアンダーフロー２５が発生し、Ａ／Ｄ変換部１４での量子化誤差が大きくなり、受信データの劣化を招いた。これに対し、本発明による受信装置では、受信信号の包絡線検波後の検波出力を微分し、微分された検波出力を閾値判定部４０４から出力される制御信号に基づいて基準信号の振幅レベルを補正することにより、オーバーフロー２４やアンダーフロー２５が生じていた信号をダイナミックレンジ５０７内（５０８、５０９）に抑えることが可能となる。
【００４４】
このように本実施の形態２によれば、受信信号を包絡線検波した後、検波出力を微分し、微分された検波出力に基づき比較部４０６に入力する基準信号の振幅レベルを補正することで、Ａ／Ｄ変換部４０７に入力される信号レベルをＡ／Ｄ変換部４０７のダイナミックレンジ内に抑え、受信特性の劣化を防ぐことができる。
【００４５】
また本実施の形態は、通常の自動利得制御方法を用いる受信装置に微分回路部を追加するのみでピークファクタの大きい信号やバースト信号に対して有効な自動利得制御方法を提供できるので、回路の小型化が可能で、また従来のＡＧＣ回路を流用することが可能である。
【００４６】
なお、図６に示すように、包絡線検波部６０１が、受信信号の包絡線を検波し、検波出力を微分回路４０３及び比較部４０６に出力するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、パケット通信を行う移動体通信システムに使用される受信装置に用いるのに最適である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る受信装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の自動利得制御方法の動作を説明する図
【図３】本発明の実施の形態１に係る受信装置の構成を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態２に係る受信装置の構成を示すブロック図
【図５】本発明の自動利得制御方法の動作を説明する図
【図６】本発明の実施の形態２に係る受信装置の構成を示すブロック図
【図７】従来の受信装置の構成を示すブロック図
【図８】従来の自動利得制御方法の動作を説明する図
【符号の説明】
【００４９】
１００  受信装置
１０１  可変利得アンプ
１０２  包絡線検波部
１０３  比較部
１０４  微分回路
１０５  閾値判定部
１０６  利得補正部
１０７  Ａ／Ｄ変換部
１０８  復号部
３００  受信装置
３０１  包絡線検波部
４００  受信装置
４０１  可変利得アンプ
４０２  包絡線検波部
４０３  微分回路
４０４  閾値判定部
４０５  基準信号補正部
４０６  比較部
４０７  Ａ／Ｄ変換部
４０８  復号部
６００  受信装置
６０１  包絡線検波部
【図１】
2006140961.tif 000003
【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】
2006140961.tif 000009
【図８】
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