(57)【要約】システムおよび方法は、ワイヤレス通信装置受信器における増幅を適合的に制御するために提供される。方法は、可変信号強度を有する信号を受信することと、信号強度に応答して受信された信号を増幅し、増幅された信号を供給することとを含む。より詳細に、信号強度に応答して受信された信号を増幅することは、複数の信号強度スイッチポイントに応答してゲイン状態を選択することを含む。方法は、信号品質を測定することと、信号エネルギーを測定することと、測定された信号品質および測定された信号エネルギーに応答して受信器性能と増幅された信号強度との間の関係を修正することとを更に含む。方法の他の局面は、処理された信号品質および処理された信号エネルギーが測定され得るように、増幅された信号を処理することを含む。受信器性能と増幅された信号強度との間の関係は、処理された信号品質および処理された信号エネルギーに応答して修正される。
2007534275.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤレス通信装置受信器における増幅を適合的に制御するための方法であって、該方法は、
可変信号強度を有する信号を受信することと、
該信号強度に応答して該受信された信号を増幅し、増幅された信号を供給する、ことと、
信号品質を測定することと、
信号エネルギーを測定することと、
該測定された信号品質および測定された信号エネルギーに応答して、受信器性能と増幅された信号強度との間の関係を修正することと
を包含する、方法。
【請求項２】
信号品質を測定することが、
複数のテストゲイン状態を生成することと、
各テストゲイン状態に対して帯域内エネルギーを測定することと、
該最小帯域内エネルギーに関連する該テストゲイン状態を決定することとを含み、
該測定された信号品質および測定された信号エネルギーに応答して、受信器性能と増幅された信号強度との間の関係を修正することが、該決定されたゲイン状態に応答して該関係を修正することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
信号強度テストしきい値を確立することをさらに包含し、
複数のテストゲイン状態を生成することが、前記増幅された信号強度と該テストしきい値との間の所定の関係に応答してテストを開始することを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
テスト間隔を確立することをさらに包含し、
複数のテストゲイン状態を生成することが、該テスト間隔と等しい期間を待機することに応答してテストゲイン状態のセットを開始することを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
テスト間隔期間を待機することに応答してテストゲイン状態のセットを開始することが、テストの以前のセット以来のテスト間隔期間を待機することを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
テスト間隔期間を待機することに応答してテストゲイン状態のセットを開始することが、受信された信号強度における変化以来のテスト間隔期間を待機することを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
テスト間隔期間を待機することに応答してテストゲイン状態のセットを開始することが、測定された帯域内エネルギーにおける変化以来のテスト間隔期間を待機することを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記増幅された信号を処理することをさらに包含し、
信号品質を測定することが、該処理された信号品質を測定することを含み、
信号エネルギーを測定することが、該処理された信号エネルギーを測定することを含み、
該測定された信号品質および測定された信号エネルギーに応答して、受信器性能と増幅された信号強度との間の前記関係を修正することが、該処理された信号品質および該処理された信号エネルギーに応答して該関係を修正することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
信号強度に応答して前記受信された信号を増幅することが、増幅された信号強度スイッチポイントに応答してゲイン状態を選択することを含み、
前記処理された信号品質および処理された信号エネルギーに応答して、受信器性能と増幅された信号強度との間の前記関係を修正することが、該スイッチポイントを修正することを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記処理された信号品質および前記処理された信号エネルギーを測定することが、帯域内電力全体に対して当該の識別可能信号を測定することを含み、
該処理された信号品質および処理された信号エネルギーに応答して、受信器性能と増幅された信号強度との間の前記関係を修正することが、該当該の識別可能信号を最適化するために該関係を修正することを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
可変信号強度を有する信号を受信することが、キャリア信号を用いて変調された通信信号を受信することを含み、
前記帯域内電力全体に対して前記当該の識別可能信号を測定することが、キャリア−ノイズ比（Ｃ／Ｎ）を測定することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
可変信号強度を有する信号を受信することが、直交に拡散された通信信号を受信することを含み、
前記帯域内電力全体に対して前記当該の識別可能信号を測定することが、当該の相関可能信号を測定することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
音声およびデータ通信を含む群から選択された通信機能を選択することをさらに包含し、
前記処理された信号品質および処理された信号エネルギーに応答して、受信器性能と増幅された信号強度との間の前記関係を修正することが、
データ通信を選択することに応答して修正処理をイネーブルすることと、
音声通信を選択することに応答して該修正処理をイネーブルしないこととを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
信号強度スイッチポイントに応答してゲイン状態を選択することが、前記増幅された信号強度を複数のスイッチポイントと比較することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記増幅された信号強度を複数のスイッチポイントと比較することが、
第１の信号強度を１回目にて比較することと、
第１の信号強度と第１のスイッチポイントとの間の関係に応答して第１のゲイン状態を選択することとを含み、
前記帯域内電力全体に対して前記当該の識別可能信号を測定することが、該第１の信号強度および該第１のゲイン状態に応答する第１の比率を測定することを含み、
該増幅された信号強度を複数のスイッチポイントと比較することが、２回目にて、該第１の信号強度と異なる第２の信号強度を比較することを含み、
該帯域内電力全体に対して該当該の識別可能信号を測定することが、該第２の信号強度および該第１のゲイン状態に応答する該第１の比率を測定ことを含み、
受信器性能と増幅された信号強度との間の前記関係を修正することが、該第１のスイッチポイントを修正することを含み、
信号強度スイッチポイントに応答してゲイン状態を選択することが、該第２の信号強度と該修正された第１のスイッチポイントとの間の関係に応答して該第１のゲイン状態を選択することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記増幅された信号強度を複数のスイッチポイントと比較することが、
１回目にて第１の信号強度を比較することと、
該第１の信号強度と第１のスイッチポイントとの間の関係に応答して第１のゲイン状態を選択することとを含み、
前記帯域内電力全体に対して前記当該の識別可能信号を測定することが、該第１の信号強度および該第１のゲイン状態に応答する、最小しきい値比より少ない第１の比率を測定することを含み、
受信器性能と増幅された信号強度との間の前記関係を修正することが、該第１のスイッチポイントを修正することを含み、
信号強度スイッチポイントに応答してゲイン状態を選択することが、該第１の信号強度と該修正された第１のスイッチポイントとの間の前記関係に応答して第２のゲイン状態を選択することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
受信器性能と増幅された信号強度との間の前記関係を修正することが、該増幅された信号の直線性を修正することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
受信器性能と増幅された信号強度との間の前記関係を修正することが、該増幅された信号のノイズ指数を修正することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
受信器性能と増幅された信号強度との間の前記関係を修正することが、該増幅された信号に関連する電流引き込みを修正することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
受信器性能と増幅された信号強度との間の前記関係を修正することが、該増幅された信号のゲインを修正することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２１】
前記増幅された信号強度に応答して前記受信された信号を増幅することが、該受信された信号を正のゲインを用いて増幅すること、該受信された信号を減衰すること、該受信された信号を周波数変換および正のゲインを用いて増幅すること、および該受信された信号を周波数変換および減衰することを含む群から選択された処理を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
可変信号強度を有する信号を受信することが、時間を通じて増加する信号強度を有する信号を受信することを含み、
信号強度スイッチポイントに応答してゲイン状態を選択することが、前記第１の信号の前記増幅された信号強度を第１の複数のスイッチポイントと比較することを含み、
可変信号強度を有する信号を受信することが、時間を通じて減少する信号強度を有する第２の信号を受信することを含み、
信号強度スイッチポイントに応答してゲイン状態を選択することが、該第２の信号の測定された該信号強度を該第１の複数と異なる第２の複数のスイッチポイントと比較することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２３】
ワイヤレス通信装置受信器におけるゲインスイッチポイントを適合的に制御する方法であって、該方法は、
可変信号強度を有する信号を受信することと、
該信号強度に応答して該受信された信号を増幅し、増幅された信号を供給する、ことと、
該増幅された信号を処理することと、
信号品質を測定することと、
信号エネルギーを測定することと、
該測定された信号品質および測定された信号エネルギーに応答して、受信器性能と増幅された信号強度との間の関係を修正することと
を包含する、方法。
【請求項２４】
適合的に制御可能なゲインスイッチポイントを用いるワイヤレス通信装置受信器システムであって、該システムは、
可変強度受信信号を受け入れるための入力、ゲイン状態信号を受け入れるための入力、および該ゲイン状態信号に応答して増幅された信号を供給するための出力を有する受信器と、
プロセッサであって、
該増幅された信号を受け入れるための入力および帯域内電力測定を供給するための出力を有する測定回路と、
該帯域内電力測定から信号品質を決定することに応答する、制御信号を供給するための出力を有する制御器と、
該増幅された信号を受け入れるための入力、該制御信号を受け入れるための入力、ならびに該制御信号および増幅された信号強度に応答するゲイン状態信号を供給するために該受信器に接続された出力を有する自動ゲイン制御（ＡＧＣ）回路とを含む、プロセッサと、
を備える、システム。
【請求項２５】
前記ＡＧＣが複数のテストゲイン状態を生成し、
測定回路が該複数のテストゲイン状態において帯域内電力測定を供給し、
前記制御器が、該最小帯域内電力測定に関連する該テストゲイン状態を決定することに応答して制御信号を供給し、
該ＡＧＣ回路が、該制御信号に応答して前記ゲイン状態信号を修正する、請求項２４に記載のシステム。
【請求項２６】
前記ＡＧＣ回路が、信号強度テストしきい値を受け入れるための入力を有し、前記受信された信号強度と該テストしきい値との間の所定の関係に応答して、前記テストゲイン状態を開始する、請求項２５に記載のシステム。
【請求項２７】
前記ＡＧＣ回路が、テスト間隔期間を受け入れるための入力を有し、該テスト間隔と等しい期間を待機することに応答して、テストゲイン状態のセットを開始する、請求項２５に記載のシステム。
【請求項２８】
前記ＡＧＣ回路が、テストの前のセット以来のテスト間隔期間を待機することに応答して、テストゲイン状態のセットを開始する、請求項２７に記載のシステム。
【請求項２９】
前記ＡＧＣ回路が、受信された信号強度における変化以来のテスト間隔期間を待機することに応答して、テストゲイン状態のセットを開始する、請求項２７に記載のシステム。
【請求項３０】
前記制御器が、帯域内電力における変化を測定し、
前記ＡＧＣ回路が、該帯域内電力の測定された変化以来のテスト間隔期間を待機することに応答して、テストゲイン状態のセットを開始する、請求項２７に記載のシステム。
【請求項３１】
測定ユニットが、処理された信号を供給する処理ユニットであり、
前記制御器が、該処理された信号を受け入れるための入力を有し、前記処理された信号品質および処理された信号エネルギーを測定することに応答する制御信号を供給する、請求項２４に記載のシステム。
【請求項３２】
前記ＡＧＣ回路が、前記増幅された信号強度を対応する複数の信号強度スイッチポイントと比較することに応答して選択された複数のゲイン制御信号の１つを供給し、該ＡＧＣ回路が、該制御信号に応答して前記受信器性能と前記スイッチポイントとの間の前記関係を修正する、請求項３１に記載のシステム。
【請求項３３】
前記制御器が、前記帯域内電力全体に対して当該の識別可能信号を測定し、該当該の識別可能信号を最適化するために制御信号を供給する、請求項３２に記載のシステム。
【請求項３４】
前記受信器が、キャリア信号を用いて変調された通信信号を受け入れ、前記制御器が、キャリア−ノイズ（Ｃ／Ｎ）比を測定し、キャリアレベルを最適化するために制御信号を供給する、請求項３３に記載のシステム。
【請求項３５】
前記受信器が、直交符号を用いて拡散された通信信号を受け入れ、
前記制御器が、当該の相関可能な信号を測定し、信号相関を最適化するために制御信号を供給する、請求項３３に記載のシステム。
【請求項３６】
前記制御器が、音声およびデータモードを含む群から選択されたモード信号を受け入れるための追加の入力を有し、データモード信号を受信することに応答してゲイン状態を修正するために制御信号を供給し、かつ音声モード信号を受信することに応答してゲイン状態をロックする制御信号を供給する、請求項３３に記載のシステム。
【請求項３７】
前記受信器が、前記信号強度とスイッチポイントとの間の前記関係を変化させる前記ＡＧＣ回路に応答して、修正された直線性を増幅された信号に供給する、請求項３３に記載のシステム。
【請求項３８】
前記受信器が、前記信号強度とスイッチポイントとの間の前記関係を変化させる前記ＡＧＣ回路に応答して、修正されたノイズ指数を増幅された信号に供給する、請求項３３に記載のシステム。
【請求項３９】
前記受信器が、電力供給電流を受け入れるための入力を有し、前記信号強度とスイッチポイントとの間の前記関係を変化させる前記ＡＧＣ回路に応答して、供給電流レベルを変化させる、請求項３３に記載のシステム。
【請求項４０】
前記受信器が、前記信号強度とスイッチポイントとの間の前記関係を変化させる前記ＡＧＣ回路に応答して、修正されたゲインを増幅された信号に供給する、請求項３３に記載のシステム。
【請求項４１】
前記受信器が、
調節可能ロス減衰器と、
調節可能ゲイン低ノイズ増幅器と
混合器と、
調節可能ゲイン混合器と、
調節可能ロス混合器と
を含む群から選択された回路網を含む、請求項３３に記載のシステム。
【請求項４２】
前記受信器が、時間を通じて増加する信号強度を有する第１の信号を受け入れ、
前記ＡＧＣ回路が、該第１の信号に応答して第１の複数のスイッチポイントを供給し、
該受信器が、時間を通じて減少する信号強度を有する第２の信号を受け入れ、
該ＡＧＣ回路が、該第２の信号に応答する、該第１の複数とは異なる第２の複数のスイッチポイントを供給する、請求項３３に記載のシステム。
【請求項４３】
前記ＡＧＣ回路が、第１の信号強度と第１のスイッチポイントとの間の関係に応答する、第１のゲイン状態信号を前記受信器に供給し、第２の信号強度を続いて測定し、
前記制御器が、該第１の信号強度および該第１のゲイン状態に応答する帯域内電力全体に対する当該の識別可能信号の第１の比率を測定し、該第２の信号強度および該第１のゲイン状態に応答する該比率を測定し、該第１のスイッチポイントを修正するために制御信号を供給し、
該ＡＧＣ回路が、該第１のスイッチポイントを修正することに応答して、該第１のゲイン状態を維持するために信号を供給する、請求項３３に記載のシステム。
【請求項４４】
前記ＡＧＣ回路が、第１の信号強度と第１のスイッチポイントとの間の関係に応答する、第１のゲイン状態信号を前記受信器に供給し、
前記制御器が、該第１の信号強度および該第１のゲイン状態に応答する、最小しきい値比より少ない、帯域内電力全体に対する当該の識別可能信号の第１の比率を測定し、該第１のスイッチポイントを修正するために制御信号を供給し、
該ＡＧＣ回路が、該第１のスイッチポイントを修正することに応答して、第２のゲイン状態を確立するために信号を供給する、請求項３３に記載のシステム。
【請求項４５】
適合的に制御可能なゲインスイッチポイントを用いるワイヤレス通信装置受信器システムであって、該システムは、
可変強度受信信号を受け入れるための入力、ゲイン状態信号を受け入れるための入力、および該ゲイン状態信号に応答して増幅された信号を供給するための出力を有する受信器と、
プロセッサであって、
該増幅された信号および処理された信号を供給するための出力を受け入れるための処理ユニットと、
該処理された信号を受け入れるための入力および前記処理された信号品質および処理された信号エネルギーを測定することに応答して、制御信号を供給するための出力を有する制御器と、
該増幅された信号を受け入れるための入力、該制御信号を受け入れるための入力、ならびに該制御信号および増幅された信号強度に応答するゲイン状態信号を供給するために該受信器に接続された出力を有する自動ゲイン制御（ＡＧＣ）回路とを含む、プロセッサと、
を備える、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、通信受信器に関し、より詳細には、ワイヤレス通信受信器におけるゲインスイッチポイントを適合的に制御するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８は、従来のワイヤレス通信受信器を示す概略ブロック図である（従来技術）。理想的には、ワイヤレス通信装置は、適切な電力レベルにおいて、所望の帯域内通信信号を受信する。しかしながら、実際には、受信された信号は頻繁に、妨害器として言及される不必要な帯域内信号を含む。更に、受信器は、次の処理および復調に対する適切な電力レベル信号を生成するために調節可能なゲインを有する必要がある。妨害器および高電力レベルを有する帯域内通信信号は、増幅された場合、歪みおよび相互変調積（ｉｎｔｅｒｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ｐｒｏｄｕｃｔ）をもたらし得る。受信器の直線性および逆に、受信器における歪みは、三次割込点（ＩＰ３）によって測定され得る。概して、ＩＰ３が高ければ高いほど、増幅器動作はより直線である。代替的に述べると、ＩＰ３および直線性は、増幅器を介してゲインを減少させることによって改良される。
【０００３】
逆に、低電力を受信した信号は、低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）ステージの前に、最小限のロスを用いて増幅される必要がある。不運にも、妨害器に関連する相互変調積の生成を最小化するために実行されるゲイン減少は、低電力を受信した信号を回復するために必要とされる最適ゲインおよびノイズ指数の選択に対して作用できる。
【０００４】
従来的に、受信器ＬＮＡ、減衰器、または混合器は、一連の所定のゲイン状態において動作するように設定される。図８のＬＮＡを例として、ＬＮＡは、自動ゲイン制御（ＡＧＣ）回路によって測定されるトータル帯域内エネルギーまたは電力に応答して、単独でトリガされた４つの異なるゲイン状態を有し得る。例えば、ＬＮＡは、−９０ｄＢｍ以下の電力レベルを測定するＡＧＣに応答して、２０ｄｂのゲインおよび３ｄＢのノイズ指数を有する第１のゲイン状態において動作するように設定され得る。ＡＧＣが、例えば、−９０ｄＢｍより高く、−６０ｄＢｍより低く測定した場合、ＬＮＡは、１５ｄＢのゲインおよび５ｄＢのノイズ指数を有する第２のゲイン状態において動作するように設定され得る。上述の例において、ＬＮＡ設定点は、−９０ｄＢｍおよび−６０ｄＢｍである。ゲイン状態は、Ｃ／Ｎまたは最適受信器性能を考慮に入れて選ばれる。
【０００５】
図９は、入力（ＰＩＮ）に対してプロットされた所望の信号エネルギーおよび信号エネルギー全体の比率、またはキャリア−ノイズ（Ｃ／Ｎ）比を示すグラフである（従来技術）。符号分割多重接続（ＣＤＭＡ）電話音声通信を例として、フレームエラー率を１，０００フレームにつき０．５％以下に保つためには、受信信号のＣ／Ｎを図９に示される−１ｄＢラインの上に保つ必要がある。Ｃ／Ｎにおける劣化（ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ）の突然のスパイクは、上述のＬＮＡスイッチポイントに関連する。
【０００６】
広帯域幅電話データアプリケーションは、インターネットアクセスおよび映像通信のように開発されている。一般的には、Ｃ／Ｎが高ければ高いほど、広帯域アプリケーションはより速く通信され得る。例えば、一部の状況下において、Ｃ／Ｎにおける３ｄＢ増は、デジタルデータ運搬容量を２倍にする。
【０００７】
上記されたように、直線性とノイズ指数との間に行われるトレードオフは、受信器性能を制限し得る。この制限は、従来の音声トラフィックにおいてのように、最小限のＣ／Ｎだけが要求される状況において許容可能になり得る。しかしながら、これらの制限は頻繁に、受信器が意図された信号を最適に処理するように設定されることを妨げる。代替的に述べると、広帯域データアプリケーションの通信に役立つように、従来の受信器設計はＣ／Ｎ比を最適化しない。
【０００８】
受信器性能が、より大きなデータ通信容量のために最適化するように適合的に修正され得る場合、これは有利になる。
【０００９】
受信器性能が、帯域内電力全体に対して、信号の当該の識別可能信号を最適化するように制御され得る場合、これは有利になる。
【００１０】
受信器増幅設定点が、変化する受信シナリオに適合するように修正される場合、これは有利になる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１１】
したがって、システムおよび方法は、ワイヤレス通信装置受信器における増幅を適合的に制御するために提供される。方法は、可変信号強度を有する信号を受信することと、信号強度に応答して受信された信号を増幅し、増幅された信号を供給することとを含む。より詳細には、信号強度に応答して受信された信号を増幅することは、信号強度スイッチポイントに応答してゲイン状態を選択することを含む。典型的には、ゲイン状態は、増幅された信号強度を複数のスイッチポイントと比較することに応答して選択される。
【００１２】
方法は、信号品質を測定することと、信号エネルギーを測定することと、測定された信号品質および測定された信号エネルギーに応答して、受信器性能と増幅された信号強度との間の関係を修正することとを更に含む。
【００１３】
一部の局面においては、信号品質を測定することは、複数のテストゲイン状態において受信された信号を増幅することと、各テストゲイン状態に対して帯域内エネルギーを測定することと、最小帯域内エネルギーに関連するテストゲイン状態を決定することとを含む。次いで、決定されたゲイン状態に応答して、受信器性能と増幅された信号強度との間の関係は修正される。
【００１４】
方法の他の局面は、増幅された信号を処理し、その処理された信号品質および処理された信号エネルギーが測定され得ることを含む。受信器性能と増幅された信号強度との間の関係は、処理された信号品質および処理された信号エネルギーに応答して修正される。例えば、当該の識別可能信号は、帯域内電力全体に対して測定され得、受信器性能と増幅された信号強度との間の関係は、当該の識別可能信号を最適化するように修正される。
【００１５】
受信器性能と信号強度との間の関係は、増幅された信号の直線性、増幅された信号のノイズ指数、増幅された信号に関連する電流引き込み、または増幅された信号のゲインのような特性を修正することを含む。
【００１６】
ワイヤレス通信装置受信器における増幅を適合的に制御するための上述の方法およびシステムの追加の詳細は、以下に提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、適合的に制御可能なゲインスイッチポイントを用いる本発明のワイヤレス通信装置受信器システムを示す概略ブロック図である。システム１００は、可変強度受信信号を受け入れるために、ライン１０４上における入力を有する受信器１０２を含む。示されるように、信号はアンテナ１０６にて受信される。当業者に理解されるように、他のフィルタおよびトランシーバスイッチ要素（図示せず）は、アンテナ１０６と受信器１０２との間に挿入され得る。受信器１０２は、ゲイン状態信号を受け入れるためにライン１０８上に入力を有し、ゲイン状態信号に応答して、増幅された信号を供給するためにライン１１０上における出力を有する。
【００１８】
増幅された信号を受け入れるためにライン１１０上における入力を有する測定回路１１４を含むプロセッサ１１２が示される。測定回路１１４は、帯域内電力測定を供給するためにライン１１６上における出力を有する。制御器１１８は、制御信号を供給するためにライン１２０上における出力を有する。制御信号は、決定された信号品質に応答し、そしてそれが、ライン１１６上の帯域内電力測定に応答する。「帯域内」という用語には複数の解釈があり得ることが理解される。当業者に理解されるように、受信器フィルタリングは、典型的に、広域から狭帯域へと徐々に変化される。すなわち、受信器フロントエンドフィルタは、システムにおける後成フィルタより幅広い。帯域内電力は、したがって、フロントエンド広帯域フィルタ、後成システム狭帯域フィルタ、または変化する帯域幅の組み合わせの観点から理解され得る。本明細書中に説明されるシステムは、「帯域内」の任意の上述された状況を使用して理解され得る。
【００１９】
自動ゲイン制御（ＡＧＣ）回路１２２は、増幅された信号を受け入れるためにライン１１０上に入力を有し、制御信号を受け入れるためにライン１２０上における入力を有する。ＡＧＣ回路１２２は、受信器１０２に接続されたライン１０８上における出力を有する。ＡＧＣ回路１２２は、ライン１２０上の制御信号およびライン１１０上の増幅信号強度に応答するゲイン状態信号を供給する。
【００２０】
ライン１１６上の帯域内電力測定から信号品質を引き出すために使用され得るいくつかのメカニズムがある。一局面においては、ＡＧＣ１２２は、複数のテストゲイン状態を生成し、測定回路１１４は、複数のテストゲイン状態における帯域内電力測定を供給する。制御器１１８は、最小帯域内電力測定に関連するテストゲイン状態を決定し、決定された（最小帯域内電力）ゲイン状態に応答して、ライン１２０上に制御信号を供給する。ＡＧＣ回路１２２は、制御信号に応答して、ライン１０８上のゲイン状態信号を修正する。制御器１１８は、より高い帯域内電力レベルが相互変調積の生成の結果であるという仮定に基づいて、最小帯域内電力と最適ゲイン状態との間に関連を作る。最適性能が、ライン１１０上の増幅信号の直線性を改良することによって得られ得るという更なる仮定がなされる。
【００２１】
一部の局面においては、ＡＧＣ回路１２２は、信号強度テストしきい値を受け入れるためにライン１２４上における入力を有する。ＡＧＣ回路１２２は、受信された信号強度とテストしきい値との間の所定の関係に応答して、テストゲイン状態を開始する。例えば、−９０ｄＢｍの信号強度テストしきい値がライン１２４上に受信された場合、ＡＧＣ回路１２２は、ライン１１０上の増幅された信号の信号強度が−９０ｄＢｍを超えると、一連のテスト状態を開始する。例を続けると、ＡＧＣ回路１２２は、受信器が９０ｄＢ、６０ｄＢ、３０ｄＢ、および−１３ｄＢのような４つの異なるゲイン状態において動作するように信号を送信し得る。
【００２２】
他の局面においては、ライン１２４上のＡＧＣ回路入力は、テスト間隔期間を受け入れ得る。次いで、ＡＧＣ回路１２２は、テスト間隔と等しい期間を待機することに応答して、テストゲイン状態のセットを開始する。すなわち、ＡＧＣ回路１２２は、テストの前のセット以来の、テスト間隔期間を待機することに応答して、テストゲイン状態のセットを開始する。例えば、テストは、毎分開始され得る。代替的に、ＡＧＣ回路１２２は、受信された信号強度における変化以来の、テスト間隔期間を待機することに応答して、テストゲイン状態のセットを開始する。例えば、テストは、ライン１１０上の−９０ｄＢｍ増幅された信号の測定のようなイベントの１秒後に開始され得る。他の局面においては、制御器１１８は帯域内電力における変化を測定し得、ＡＧＣ回路１２２は、帯域内電力の測定された変化以来の、テスト間隔期間を待機することに応答して、テストゲイン状態のセットを開始する。
【００２３】
システム１００の一部の局面においては、測定ユニット１１４は、ライン１１６上の処理された信号を供給する処理ユニットである。本明細書中に使用される処理された信号は、典型的に、キャリア周波数から回復したブロードバンド信号である。回復したブロードバンド信号は、送信された情報を回復するために更なる動作を経験し得る。制御器１１８は、ライン１１６上の処理された信号を受け入れ、処理された信号品質および処理された信号エネルギーを測定することに応答するライン１２０上の制御信号を供給する。
【００２４】
図２ａおよび図２ｂは、信号強度スイッチポイントに対して相互参照された増幅された信号強度を示す例示表である。従来のシステムにおいてのように、ＡＧＣ回路１２２は、増幅された信号強度を対応する複数の信号強度スイッチポイントと比較することに応答して選択された、複数のゲイン制御信号の１つを供給する。しかしながら、従来のシシステムとは違って、ＡＧＣ回路１２２は、制御信号に応答して受信器性能とスイッチポイントとの間の関係を修正する。ライン１２０上に制御信号を受信することに応答して、ＡＧＣ回路１２２は、図２ａの表の代わりに図２ｂの表を使用する。代替的に述べると、ＡＧＣ回路は、スイッチポイントとスイッチポイントをトリガする信号強度レベルとの間の関係を修正する。
【００２５】
図１に戻ると、システム１００の一部の局面においては、制御器１１８は、帯域内電力全体に対して当該の識別可能信号（ｄｉｓｃｅｒｎａｂｌｅ  ｓｉｇｎａｌ）を測定し、当該の識別可能信号を最適化するためにライン１２０上に制御信号を供給する。すなわち、ＡＧＣ回路１２２は、受信器１０２の性能とライン１１０上に測定された、増幅された信号強度との間の関係を修正する。
【００２６】
他の局面においては、受信器１０２は、キャリア信号を用いて変調されたライン１０４上の通信信号を受け入れる。次いで、制御器１１８は、キャリア−ノイズ（Ｃ／Ｎ）比を測定し、キャリアレベルを最適化するためにライン１２０上に制御信号を供給する。一部の局面においては、受信器１０２は、直交符号を用いて拡散されたライン１０４上の通信信号を受け入れる。次いで、制御器１１８は、当該の相関可能信号（ｃｏｒｒｅｌａｔａｂｌｅ  ｓｉｇｎａｌ）を測定し、信号相関を最適化するためにライン１２０上に制御信号を供給する。例えば、受信器１０２は、ＣＤＭＡ電話通信を受信し得、制御器１１８は、逆拡散（ｄｅｓｐｒｅａｄ）されたチップの回復を最適化するためにライン１２０上に制御信号を生成し得る。
【００２７】
システム１００の一部の局面においては、制御器１１８は、モード信号を受け入れるためにライン１２６上に追加の入力を有する。モード信号は、システム１００が音声またはデータトラフィックのどちらにおいて動作しているかを示す。例えば、制御器１１８は、データモード信号を受信することに応答して、ゲイン状態を修正するためにライン１２０上に制御信号を供給し得る。代替的に、制御器１１８は、受信器がライン１２６上にて音声モード信号を受信することに応答して従来的に動作するために、ゲイン状態をロックする制御信号を供給する。システム１００が、音声トラフィックが受信された場合においてもゲイン状態を修正するように動作され得ることに留意したい。
【００２８】
受信器が動作しているスイッチポイントを変化させるＡＧＣ回路１２２の能力は、受信器性能およびライン１１０上の増幅された信号に直接影響を与える。より詳細には、信号強度（ライン１１０上）とスイッチポイントとの間の関係を変化させることによって影響される受信器性能周囲は、増幅された信号の直線性、増幅された信号に関連するノイズ指数、および増幅された信号全体のゲインを含む。一部の局面においては、受信器１０２は、電力供給電流を受け入れるためにライン１２８上における入力を有する。受信器１０２は、信号強度とスイッチポイントとの間の関係を変化させるＡＧＣ回路１２２に応答して、供給電流レベルを修正する。
【００２９】
図３は、図１の受信器１０２をより詳細に例示する概略ブロック図である。示されるように、受信器は、調節可能ロス（ａｄｊｕｓｔａｂｌｅ  ｌｏｓｓ）減衰器３００および定ゲイン増幅器３０２を含む。図１の説明に述べられたゲイン状態は、減衰器３００を介して所定のロス状態（負のゲイン状態）により詳細に対応する。示されるのは、受信された信号をライン１１０上のブロードバンド増幅された信号に直接ダウンコンバートするために混合器３０４を使用するゼロ中間周波数（ＺＩＦ）設計である。示されないが代替的に、受信器は、ダウンコンバージョンを達成するために２つの混合器および２つの局部発信器周波数を使用し得る。更に、受信器１０２は、要素（図示せず）間に追加のフィルタリングを含み得る
図４は、図１の受信器１０２の第２の局面をより詳細に例示する概略ブロック図である。図４は、増幅器３０２が調節可能ゲイン低ノイズ増幅器を有する以外は、図３と同様である。次いで、ゲイン状態における変化は、減衰器３００を介するロスを修正する一方、同時に増幅器３０２を介するゲインを修正することに応答して、達成される。示されない他の局面において、減衰器３００が存在せず、ゲイン状態における変化が増幅器３０２のゲインのみを変化させて達成されることに留意したい。
【００３０】
図５は、図１の受信器１０２の第３の局面をより詳細に例示する概略ブロック図である。この局面においては、混合器３０４は、単に調節可能ゲイン低ノイズ増幅器である。示されるように、混合器は、減衰器３００によって先行され、ゲイン状態における変化は、混合器ゲインおよび減衰器ロスを変化させることによって達成される。
【００３１】
図６は、図１の受信器１０２の第４の局面をより詳細に例示する概略ブロック図である。この局面においては、混合器３０４は調節可能ロス混合器である。ゲイン状態における変化は、増幅器３０２を介してゲインを、混合器３０４を介してロスを変化させることによって達成される。図３から図６までが、受信器設計を実施するいくつかの方法のみを示すことに留意したい。多数の他の設計、または上述された設計のバリエーションは、図１のシステムをイネーブルするために当業者によって作成され得る。
（機能的説明）
図１に戻ると、システム１００は、動作において説明される。動作の一例においては、受信器１０２は、時間を通じて増加する信号強度を有するライン１０４上の第１の信号を受け入れる。例えば、受信器１０２は、基地局に近づいている電話になり得る。同様に、電話が基地局から離れていく場合のような状況において、受信器は、時間を通じて減少する信号強度を有する第２の信号を受信する。ＡＧＣ回路１２２は、第１の信号に応答して、第１の複数のスイッチポイントを供給し、第２の信号に応答して、第１の複数のスイッチポイントとは異なる第２の複数のスイッチポイントを供給する。そのようなメカニズムは、受信器をヒステリシスから防ぐことに役立つ。第１のおよび第２の複数のスイッチポイントが、独立して修正され得ることに留意したい。
【００３２】
動作の他の実施例においては、ＡＧＣ回路１２２は、第１の信号強度と第１のスイッチポイントとの間の関係に応答して、第１のゲイン状態信号をライン１０８上の受信器１０２に供給する。例えば（図２ａの表を使用して）、受信器は、−９１ｄＢｍの信号強度に応答して、９０ｄＢのゲインにおいて動作し得る。ここにおいて、最も近いスイッチポイントは、−９０ｄＢｍである。
【００３３】
ＡＧＣ回路１２２は続いて、例えば−８０ｄＢｍにおいて、第２の信号強度を測定する。従来、受信器１０２は、−９０ｄＢｍスイッチポイントを介して移動することに応答して、ゲイン状態を変化させる。しかしながら、システム１００の制御器１１８は、第１の信号強度および第１のゲイン状態に応答する、帯域内電力全体に対する当該の識別可能信号の第１の比率を測定する。例えば、第１の比率は３ｄＢになり得る。この例においては、制御器は、第２の信号強度および第１のゲイン状態に応答する第１の比率を測定し続ける。これらの測定に応答して、制御器１１８は、第１のスイッチポイントを修正するために、ライン１２０上に制御信号を供給する。ＡＧＣ回路１２２は、第１のスイッチポイントを修正することに応答して、第１のゲイン状態を維持するために、ライン１０８上に信号を供給する。例えば、ＡＧＣ回路１２２は、第１のスイッチポイントを−９０ｄＢｍから−７５ｄＢｍに変化させ得る。それによって、ライン１１０上の信号強度が−９１ｄＢｍから−８０ｄＢｍに変化した場合、９０ｄｂ受信器ゲイン状態は維持される。
【００３４】
比率の第２の測定が、ゲイン状態を維持するために、第１の比率と全く同等である必要はないことに留意したい。例えば、第１の比率は許容範囲を含むように規定され得るように、第１の測定は３ｄＢになり得、第２の測定は３．５または２．７５になり得る。代替的に、少なくとも第１の比率と同等の、続いて測定される比率は、第１の比率として規定され得る。
【００３５】
動作の他の例においては、ＡＧＣ回路１２２は、第１の信号強度と第１のスイッチポイントとの間の関係に応答する受信器１０２に第１のゲイン状態信号を供給する。上述の例においてのように、ライン１１０上の信号強度は−９１ｄＢｍであり、第１のスイッチポイントは−９０ｄＢｍである。この例は、信号強度が第１のスイッチポイントを超えた場合、受信器がゲイン状態を変化させることを仮定する。制御器１１８は、第１の信号強度および第１のゲイン状態に応答する、最小しきい値比より少ない、帯域内電力全体に対する当該の識別可能信号の第１の比率を測定する。制御器１１８は、第１のスイッチポイントを修正するためにライン１２０上に制御信号を供給する。ＡＧＣ回路１２２は、第１のスイッチポイントを修正することに応答して、第２のゲイン状態を確立するために信号を供給する。
【００３６】
例えば、しきい値比は、３ｄＢ以上になり得る。２ｄＢの第１の比率を測定することに応答して、制御器は、ライン１１０上の増幅された信号強度が一定のままであるにも関らず、第１のスイッチポイントを修正するために制御信号を生成する。この例を続けるために、制御器は、第１のスイッチポイントを−９５ｄＢｍに変化させるようにＡＧＣに指図し得る。それによって、受信器は、９０ｄＢの第１のゲイン状態から６０ｄＢの第２のゲイン状態に及ぶ。
【００３７】
図７は、ワイヤレス通信装置受信器における増幅を適合的に制御する本発明の方法を示すフローチャートである。方法は、明瞭性のために番号付けされた一連のステップとして示されるが、明白に述べられない限り、順序は番号付けから推論されるべきではない。これらのステップの一部が抜かされ、並行して行われ、または厳密な順序を維持するという要件なしに行われ得ることが理解されたい。方法はステップ７００にて開始する。
【００３８】
ステップ７０２は、可変信号強度を有する信号を受信する。ステップ７０４は、信号強度に応答して受信された信号を増幅し、増幅された信号を供給する。ステップ７０６は、信号品質を測定する。ステップ７０８は、信号エネルギーを測定する。ステップ７１０は、測定された信号品質および測定された信号エネルギーに応答して、受信器性能と増幅され受信された信号強度との関係を修正する。方法のこの局面は、概して、システムが測定回路（参照番号１１４）を用いてイネーブルされた、図１のシステムと同等である。
【００３９】
方法の一部の局面においては、ステップ７０６における信号品質を測定することはサブステップ（図示せず）を含む。ステップ７０６ａは、複数のテストゲイン状態を生成する。ステップ７０６ｂは、各テストゲイン状態に対して帯域内エネルギーを測定する。ステップ７０６ｃは、最小帯域内エネルギーに関連するテストゲイン状態を決定する。次いで、ステップ７１０における受信器性能と受信された信号強度との間の関係を修正することは、決定された（最小帯域内エネルギー）ゲイン状態に応答して、関係を修正することを含む。
【００４０】
他の局面においては、更なるステップであるステップ７０１ａは、信号強度テストしきい値を確立する。次いで、ステップ７０６ａにおいて複数のテストゲイン状態を生成することは、受信された信号強度とテストしきい値との間の所定の関係に応答して、テストを開始することを含む。代替的に、ステップ７０１ｂはテスト間隔を確立する。次いで、ステップ７０６ａにおいて、複数のテストゲイン状態を生成することは、テスト間隔と等しい期間を待機することに応答して、テストゲイン状態のセットを開始することを含む。
【００４１】
待ち期間テスト開始の一部の例は、図１の説明において上述された。一部の局面において、ステップ７０６ａは、テストの前のセット以来の、テスト間隔期間を待機することに応答して、テストゲイン状態のセットを開始する。他の局面においては、増幅された信号強度における変化以来の、テスト間隔期間を待機することに応答して、テストゲイン状態のセットが開始される。更なる他の局面においては、測定された帯域内エネルギーにおける変化以来の、テスト間隔期間を待機することに応答して、テストゲイン状態のセットが開始される。
【００４２】
方法の他の局面は、図１の処理ユニット（基準デジグネータ１１４）の説明に一般に対応する、処理され受信された信号の使用を含む。方法は、増幅された信号（ステップ７０４の）を処理する更なるステップ、ステップ７０５を含む。次いで、信号品質を測定すること（ステップ７０６）は、処理された信号品質を測定することを含み、信号エネルギーを測定すること（ステップ７０８）は、処理された信号エネルギーを測定することを含む。ステップ７１０において増幅と信号強度との間の関係を修正することは、処理された信号品質および処理された信号エネルギーに応答して関係を修正することを含む。
【００４３】
方法の一部の局面においては、ステップ７１０において受信器性能と信号強度との間の関係を修正することは、増幅された信号の直線性を修正することを含む。代替的に、または更に、ステップ７１０は、増幅された信号のノイズ指数を修正すること、増幅された信号に関連する電流引き込み（ｃｕｒｒｅｎｔ  ｄｒａｗ）を修正すること、および／または増幅された信号のゲインを修正することを含む。
【００４４】
一部の局面においては、ステップ７０４における信号強度に応答して受信された信号を増幅することは、増幅された信号強度スイッチポイントに応答してゲイン状態を選択することを含む。次いで、ステップ７１０における受信器性能と信号強度との間の関係を修正することは、スイッチポイントを修正することを含む。典型的に、ステップ７０４は、増幅された信号強度を複数のスイッチポイントと比較する。
【００４５】
他の局面においては、処理された信号品質（ステップ７０６）および処理された信号エネルギーを測定すること（ステップ７０８）は、帯域内電力全体に対して当該の識別可能信号を測定することを含む。次いで、処理された信号品質および処理された信号エネルギーに応答して、受信器性能と信号強度との間の関係を修正すること（ステップ７１０）は、当該の識別可能信号を最適化するために関係を修正することを含む。
【００４６】
異なる局面においては、ステップ７０２において可変信号強度を有する信号を受信することは、キャリア信号を用いて変調された通信信号を受信することを含む。トータル帯域内電力に対して当該の識別可能信号を測定すること（ステップ７０６／７０８）は、キャリア−ノイズ比（Ｃ／Ｎ）を測定することを含む。他の局面においては、ステップ７０２において、可変信号強度を有する信号を受信することは、直交に拡散された通信信号を受信することを含む。次いで、帯域内電力全体に対して当該の識別可能信号を測定することは、当該の相関可能信号を測定することを含む。
【００４７】
方法の一局面において、更なるステップ、ステップ７０１ｃは、音声またはデータ通信のような通信機能を選択する。データ通信が、異なるサービスのクラス（ＣＯＳ）カテゴリに更に区別され得ることに留意したい。次いで、処理された信号品質および処理された信号エネルギーに応答して、受信器性能と増幅された信号強度との間の関係を修正すること（ステップ７１０）は、サブステップ（図示せず）を含む。ステップ７１０ａは、データ通信を選択することに応答して、修正処理をイネーブルする。代替的に、ステップ７１０ｂにおいて、修正処理は、音声通信を選択することに応答してイネーブルできない。方法の他の局面において、受信器性能修正方法を使用することが固有である利点が、音声トラフィックにも適用され得ることに留意したい。
【００４８】
一部の局面においては、ステップ７０４における信号強度に応答して受信された信号を増幅することは、受信された信号を正のゲインを用いて増幅すること、受信された信号を減衰すること、受信された信号を周波数変換および正のゲインを用いて増幅すること、および／または受信された信号を周波数変換および減衰することような処理を含む。上述の図３〜図６の説明を参照されたい。
【００４９】
方法の一部の局面は、ヒステリシスを防ぐメカニズムを含む。ステップ７０２における可変信号強度を有する信号を受信することは、時間を通じて増加する信号強度を有する信号を受信することを含む。次いで、ステップ７０４における信号強度スイッチポイントに応答してゲイン状態を選択することは、第１の信号の測定された信号強度を第１の複数のスイッチポイントと比較することを含む。代替的に、ステップ７０２は、時間を通じて減少する信号強度を有する信号を受信し、ステップ７０４は、第２の信号の測定された信号強度を、第１の複数とは異なる、第２の複数のスイッチポイントと比較する。
【００５０】
方法の一局面においては、ステップ７０４における増幅された信号強度を複数のスイッチポイントと比較することは、第１の信号強度を１回目にて比較し、第１の信号強度と第１のスイッチポイントとの間の関係に応答して第１のゲイン状態を選択することを含む。ステップ７０６／７０８は、第１の信号強度および第１のゲイン状態に応答する、帯域内電力全体に対する当該の識別可能信号の第１の比率を測定する。２回目においては、ステップ７０４は、第１の信号強度と異なる第２の信号強度を測定する。しかしながら、ステップ７０６／７０８は、第２の信号強度および第１のゲイン状態に現在応答する、第１の比率を測定し続ける。第１の比率が維持されるため、受信された信号電力における変化にも関らず、ステップ７１０は第１のスイッチポイントを修正する。それによって、ステップ７０４は、第２の信号強度と修正された第１のスイッチポイントとの間の関係に応答して、第１のゲイン状態を選択（維持）する。
【００５１】
異なる例においては、ステップ７０４は、第１の増幅された信号強度を１回目にて複数のスイッチポイントと比較し、第１の信号強度と第１のスイッチポイントとの間の関係に応答して第１のゲイン状態を選択する。ステップ７０６／７０８は、最小しきい値比より少ない、または前に測定された比率より少ない、第１の信号強度および第１のゲイン状態に応答する、帯域内電力全体に対する当該の識別可能信号の第１の比率を測定する。ステップ７１０は、第１のスイッチポイントを修正する。それに応答して、ステップ７０４は、第１の信号強度と修正された第１のスイッチポイントとの間の関係に応答して第２のゲイン状態を選択する。
【００５２】
ワイヤレス通信装置受信器における増幅を適合的に制御するためのシステムおよび方法が提供された。一部の例には特定の受信器設計が与えられたが、しかしながら、本発明は単にこれらの例に限定されない。他の例にはシナリオおよびこれらのシナリオに対する本発明の反応が与えられた。再度、本発明はこれらの例に限定されない。本発明は、ワイヤレス電話、特にＣＤＭＡプロトコル電話のコンテキストにおいて示されたが、本発明が配線および光学型受信器に対する応用を有することが理解されたい。本発明の他の変更および実施形態が当業者によって生ずる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】図１は、適合的に制御可能ゲインスイッチポイントを用いる本発明のワイヤレス通信装置受信器システムを示す概略ブロック図である。
【図２】図２ａおよび図２ｂは、信号強度スイッチポイントに信号強度スイッチポイントに対して相互参照された増幅された信号強度を示す例示表である。
【図３】図３は、図１の受信器をより詳細に例示する概略ブロック図である。
【図４】図４は、図１の受信器の第２の局面をより詳細に例示する概略ブロック図である。
【図５】図５は、図１の受信器の第３の局面をより詳細に例示する概略ブロック図である。
【図６】図６は、図１の受信器の第４の局面をより詳細に例示する概略ブロック図である。
【図７】図７は、ワイヤレス通信装置受信器における増幅を適合的に制御する本発明の方法を示すフローチャートである。
【図８】図８は、従来のワイヤレス通信受信器を示す概略ブロック図である（従来技術）。
【図９】図９は、入力（ＰＩＮ）に対してプロットされた所望の信号エネルギーおよび信号エネルギー全体の比率、またはキャリア−ノイズ（Ｃ／Ｎ）比を示すグラフである（従来技術）。
【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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【国際調査報告】
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