(57)【要約】【課題】最適なゲイン設定とＤＣオフセットの補正が実現でき、受信信号の信号品質を向上させることが可能な受信装置を提供する。【解決手段】受信信号レベルを制御信号に応じたゲインをもって調整するゲイン可変アンプ１０３と、受信信号レベルを測定する受信信号レベル測定回路１１９と、受信信号のＤＣオフセットを測定し推定値を設定するＤＣオフセット推定回路１１８と、設定された推定値により受信信号のＤＣオフセットを補正するＤＣオフセット補正回路１１２〜１１５と、受信信号レベル測定回路による受信信号レベルに応じて、受信信号レベル測定回路とＤＣオフセット推定回路の測定時間を適切な時間に設定し、予め設定されているレベルに受信信号を設定するように制御信号Ｓ１２１をゲイン可変アンプ１０３に出力するコントロール回路１２０とを有する。【選択図】図３
2008172568.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定形式の無線信号を受信する受信装置であって、
受信信号レベルを制御信号に応じたゲインをもって調整するゲイン可変アンプと、
受信信号レベルを測定する受信信号レベル測定回路と、
上記受信信号のＤＣオフセットを測定し推定値を設定するＤＣオフセット推定回路と、
設定された推定値により受信信号のＤＣオフセットを補正するＤＣオフセット補正回路と、
上記受信信号レベル測定回路による受信信号レベルに応じて、上記受信信号レベル測定回路と上記ＤＣオフセット推定回路の測定時間を適切な時間に設定し、予め設定されているレベルに受信信号を設定するように上記制御信号を上記ゲイン可変アンプに出力するコントロール回路と
を有する受信装置。
【請求項２】
上記アナログゲイン可変アンプは、初期状態では、最大ゲインに設定される
請求項１記載の受信装置。
【請求項３】
上記ＤＣオフセット推定回路は、測定サンプル数の異なる複数の移動平均の計算回路を有する
請求項１記載の受信装置。
【請求項４】
上記受信信号レベル測定回路は、測定サンプル数の異なる複数の受信電界強度指示（RSSI）回路を有する
請求項１記載の受信装置。
【請求項５】
上記コントロール回路は、
測定サンプル数が最小であるＤＣオフセット推定回路の出力値を用いて、受信信号のＤＣオフセットを補正し、その信号レベルを上記受信信号レベル測定回路で測定し、その出力レベル値が予め設定されたしきい値レベルを超えた場合、当該出力レベルを保持し、設定時間経過後、再度、上記受信信号レベル測定回路の出力レベル値を読み出し、その出力値と保持されている値の差分量を計算し、当該差分量の絶対値がしきい値よりも大きい場合、ゲイン設定を行わず、初期状態に設定する第１制御信号を生成する
請求項１記載の受信装置。
【請求項６】
所定形式の無線信号を受信する受信装置であって、
受信信号レベルを第１制御信号に応じたゲインをもって調整するアナログゲイン可変アンプと、
アナログゲイン可変アンプの出力信号をデジタル信号に変換する変換部と、
上記変換部によるデジタル受信信号のＤＣオフセットを測定し推定値を設定するＤＣオフセット推定回路と、
上記デジタル受信信号レベルを測定する受信信号レベル測定回路と、
設定された推定値によりデジタル受信信号のＤＣオフセットを補正するＤＣオフセット補正回路と、
上記ＤＣオフセットが補正された受信信号のレベルを第２制御信号に応じたゲインをもって調整するデジタルゲイン可変アンプと、
上記受信信号レベル測定回路による受信信号レベルに応じて、上記受信信号レベル測定回路と上記ＤＣオフセット推定回路の測定時間を適切な時間に設定し、予め設定されているレベルに受信信号を設定するように上記第１制御信号を上記ゲイン可変アンプに出力し、上記第２制御信号を上記デジタルゲイン可変アンプに出力するコントロール回路と
を有する受信装置。
【請求項７】
上記アナログゲイン可変アンプは、初期状態では、最大ゲインに設定される
請求項６記載の受信装置。
【請求項８】
上記ＤＣオフセット推定回路は、測定サンプル数の異なる複数の移動平均の計算回路を有する
請求項６記載の受信装置。
【請求項９】
上記受信信号レベル測定回路は、測定サンプル数の異なる複数の受信電界強度指示（RSSI）回路を有する
請求項６記載の受信装置。
【請求項１０】
上記デジタル可変アンプ回路は、制御スイッチと可変アンプを有し、
上記制御スイッチは、デジタルゲイン可変アンプの設定ゲイン量が決まるまでは、予め設定された値を出力するために、設定値の供給ラインに接続されており、設定ゲイン量が決定されると、受信信号を出力するようにゲイン可変アンプの出力に接続される
請求項６記載の受信装置。
【請求項１１】
上記ＤＣオフセット補正回路は、
測定時間が最小であるＤＣオフセット推定回路で算出された推定値を用いてＤＣオフセットを補正するＤＣオフセット粗補正回路と、
受信信号レベル測定回路の入力段よりも後段で制御信号によって選択された測定サンプル数のＤＣオフセット回路の出力値と上記補正値との差分値を用いて、受信信号のＤＣオフセットを補正するＤＣオフセット微補正回路と、を有する
請求項６記載の受信装置。
【請求項１２】
上記コントロール回路は、
ＤＣオフセット粗調整回路を用いて受信信号のＤＣオフセットを補正し、当該粗補正された受信信号レベルを上記受信信号レベル測定回路で測定し、測定された受信信号のレベルに応じて、上記アナログゲイン可変アンプのゲイン調整量を指示する第１制御信号と、上記ＤＣオフセット推定回路および受信信号レベル測定回路の測定サンプル数を制御する第３および第４制御信号を生成する
請求項１１記載の受信装置。
【請求項１３】
上記コントロール回路は、
上記選択された測定時間のＤＣオフセット補正回路の出力値を用いて、ＤＣオフセット微補正回路の補正値を制御する第３制御信号を生成し、上記選択された測定時間の受信信号レベル測定回路の出力を用いて、上記デジタル可変アンプのゲイン調整量を制御する第２制御信号を生成する
請求項１２記載の受信装置。
【請求項１４】
上記コントロール回路は、
測定サンプル数が最小であるＤＣオフセット推定回路の出力値を用いて、受信信号のＤＣオフセットを補正し、その信号レベルを上記受信信号レベル測定回路で測定し、その出力レベル値が予め設定されたしきい値レベルを超えた場合、当該出力レベルを保持し、設定時間経過後、再度、上記受信信号レベル測定回路の出力レベル値を読み出し、その出力値と保持されている値の差分量を計算し、当該差分量の絶対値がしきい値よりも大きい場合、ゲイン設定を行わず、初期状態に設定する第１制御信号を生成する
請求項６記載の受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）などの無線通信における受信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
無線通信の受信装置において、通信機器の距離に応じて、受信信号の電界強度が変化するため、一般に、受信装置内に受信信号の増幅利得を調整する機能を有している。
【０００３】
たとえば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａや１１ｇＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)モードにおいては、一般に、パケットの先頭に付加されているＳＴＳ（Short Training Symbol）と呼ばれる既知信号を用いてゲインが決定され、それ以後設定されたゲインを変更しない。これは、ゲイン変動すると、ベースバンドにおけるＯＦＤＭ復調処理の特性が劣化するためである。
このため、ＩＥＥＥ８０２．１１ａや１１ｇＯＦＤＭモードでは、ゲイン調整に許容される時間は、３．２〜４μｓ程度である。
【０００４】
受信装置の構成として、ダイレクトコンバージョン方式を考慮する場合、ローカル信号の漏れの影響または各回路を構成する素子の不整合などの理由により、ＤＣオフセットが生じる。
【０００５】
また、ダイレクトコンバージョン受信装置において、ベースバンド回路の最大ゲインは、６０ｄＢ程度である。これは、１ｍＶのＤＣオフセットが生じると、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）の入力段で１Ｖ程度に増幅されることを意味する。よって、ＡＤＣの入力レンジに入力波をクリッピングされることなく入力するためには、ＤＣオフセットは高精度に補正されなくてはならならない。
【０００６】
ＤＣオフセットの補正を行う方法としては、ハイパスフィルタ（HPF）を用いたり、入力信号の平均値をＤＣオフセットの推定値として補正する方法等考えられるが、いずれも高精度な補正を行うためには、補正処理にかかる時間を大きく設定する必要がある。
しかし、ＤＣオフセット補正は、ゲイン設定時に同時に行う必要があるため、許容時間は、予めシステム仕様で決められている。たとえば、上述したように、１１ａや１１ｇ ＯＦＤＭモードでは、３．２〜４μｓ程度である。
したがって、許容時間内に、いかにして高精度でゲイン調整とＤＣオフセット補正を処理するかということが問題となる。
【０００７】
このような問題点における解決方法は、特許文献１に提案されている。
図１は、提案されている受信装置の構成例を示す図である。
【０００８】
この受信装置は、図１に示すように、アンテナ１、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、ゲイン可変ローノイズアンプ（ＬＮＡ）３、直交復調器４，５、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）６，７、ゲイン可変アンプ８，９、ＤＣオフセット補正回路１０，１１、ゲイン可変アンプ１２，１３、ＤＣオフセット補正回路１４，１５、ＡＤＣ１６，１７、局部発振器１８、フィルタ１９、受信電界強度指示（ＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indicator）回路２０、ＡＤＣ２１、およびコントロール回路２２，２３を有している。
【０００９】
図１の受信装置においては、アンテナ１に、受信信号が入力される。その信号は、ＢＰＦ２、可変ゲインＬＮＡ３を通過して、直交復調器４,５に入力される。また、局部発振器１８では、受信信号の搬送波周波数と同じ周波数を発振し、フィルタ１９において、９０度（deg）の位相差を持つ信号を出力し、それぞれ、直交復調器４,５に入力される。
直交復調器４の出力信号は、ＬＰＦ６、ゲイン可変アンプ８、ＤＣオフセット補正回路１０、ゲイン可変アンプ１２、ＤＣオフセット補正回路１４を通過してＡＤＣ１６でデジタル信号に変換され、Ｉチャンネルの信号が出力される。
また、直交復調器５の出力信号は、同様に、ＬＰＦ７、ゲイン可変アンプ９、ＤＣオフセット補正回路１１、ゲイン可変アンプ１３、ＤＣオフセット補正回路１５を通過してＡＤＣ１７でデジタル信号に変換され、Ｑチャンネルの信号が出力される。
【００１０】
また、直交復調器４,５の出力信号はＲＳＳＩ回路２０に入力されて受信電力が計算され、その演算結果は、ＡＤＣ２１でデジタル値に変換される。
そして、コントロール回路２２は、入力されるデジタル信号に応じて、可変ゲインＬＮＡ３、ゲイン可変アンプ８，９、ＤＣオフセット補正器１０,１１の制御信号を出力する。
また、ＡＤＣ１６,１７の出力信号は、コントロール回路２３に入力される。コントロール回路２３は、入力されるデジタル信号に応じて、ゲイン可変アンプ１２,１３、ＤＣオフセット補正器１４,１５の制御信号を出力する。
【００１１】
図２は、図１の受信装置のＩＥＥＥ８０２．１１ａ,１１ｇＯＦＤＭモードにおける制御タイミングの例を示す図である。
ゲイン設定、ＤＣオフセット補正に許容される時間は、ショートプリアンブル４シンボル以下、すなわち、３．２μｓ以下とする。また、ゲイン可変アンプ８,９のゲイン設定値に対するＤＣオフセットの補正値のテーブルを予め有しているものとする。このテーブルは、電源起動時などに測定して求めることができる。
【００１２】
ステップＳＴＥＰ１.:
０〜０．８μｓの期間は、入力信号を受信したかどうかの判断、または、ＲＳＳＩ回路２０で測定された受信レベルに応じて、ゲイン可変ＬＮＡ３を制御する。
【００１３】
ステップＳＴＥＰ２.:
０．８〜１．６μｓの期間は、ゲイン可変アンプ８,９とＤＣオフセット補正回路１０,１１の設定のために、ＲＳＳＩ回路２０で測定された受信レベルに応じて、ゲイン可変アンプ８,９のゲインレベルを制御する。また、設定ゲインに対応するＤＣオフセットの補正値をテーブルから参照して、ＤＣオフセット補正回路１０,１１を制御する。
【００１４】
ステップＳＴＥＰ３.:
１．６〜２．４μｓの期間は、ＡＤＣ１６,１７の出力信号の平均値を求めることにより、ＤＣオフセットの補正値を導出し、ＤＣオフセット補正回路１４,１５を制御する。ショートプリアンブルは１シンボル分の平均値を導出すると、ゼロになるという性質を有していており、ＤＣオフセットが存在している場合は、ＤＣオフセットが算出される。
【００１５】
ステップＳＴＥＰ４.:
２．４〜３．２μｓの期間は、ゲイン可変アンプ１２,１３の設定のために、ＡＤＣ１６,１７の出力信号から受信信号レベルを導出し、その受信レベルに応じて、ゲイン可変アンプ１２,１３を制御する。
【特許文献１】特開２００５−１３０２０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上記の方法を用いることにより、高速なゲイン設定とＤＣオフセットの補正が実現できるが、下記のような問題が存在する。
【００１７】
アンテナ端の受信レベルが小さいときに、受信信号のＳＮＲ特性は劣化している。このとき、図１のＲＳＳＩ回路２０およびコントロール回路２３を用いた受信レベルの測定精度が劣化する。
【００１８】
さらに、上記の場合、受信装置のゲイン設定値は通常大きく設定される可能性が増加する。このため、ＤＣオフセットの要求仕様は厳しくなるが、受信信号のＳＮＲ特性は劣化している状態にあり、ステップＳＴＥＰ３.のような推定方法では十分な精度を得ることは難しい。
【００１９】
現実には、受信パケットの前にキャリアが付加されているようなケースが存在する。このキャリアリーケージは、図１の直交復調器４，５でＤＣに変換され、ＲＳＳＩ回路２０に入力される。ＲＳＳＩ回路２０では、受信信号であると認識してしまうためにＡＧＣを誤動作させてしまう。
このような誤動作を避けるために、ＲＳＳＩ回路の前段にＨＰＦの挿入することは有効な手段の一つである。
しかし、ＲＳＳＩ回路に許容される時間は０．４μｓ程度と小さい。このため、ＨＰＦのカットオフ周波数を高くする必要があるが、信号エネルギーを損失することにも繋がり、結果的にＳＮＲ特性を劣化させる。このようなＤＣ入力への対策と高精度なＲＳＳＩ測定はトレードオフの関係にあり、これらの問題に対する解決は一般に難しい。
【００２０】
本発明は、最適なゲイン設定とＤＣオフセットの補正が実現でき、受信信号の信号品質を向上させることが可能な受信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の第１の観点は、所定形式の無線信号を受信する受信装置であって、受信信号レベルを制御信号に応じたゲインをもって調整するゲイン可変アンプと、受信信号レベルを測定する受信信号レベル測定回路と、上記受信信号のＤＣオフセットを測定し推定値を設定するＤＣオフセット推定回路と、設定された推定値により受信信号のＤＣオフセットを補正するＤＣオフセット補正回路と、上記受信信号レベル測定回路による受信信号レベルに応じて、上記受信信号レベル測定回路と上記ＤＣオフセット推定回路の測定時間を適切な時間に設定し、予め設定されているレベルに受信信号を設定するように上記制御信号を上記ゲイン可変アンプに出力するコントロール回路とを有する。
【００２２】
本発明の第２の観点は、所定形式の無線信号を受信する受信装置であって、受信信号レベルを第１制御信号に応じたゲインをもって調整するアナログゲイン可変アンプと、アナログゲイン可変アンプの出力信号をデジタル信号に変換する変換部と、上記変換部によるデジタル受信信号のＤＣオフセットを測定し推定値を設定するＤＣオフセット推定回路と、上記デジタル受信信号レベルを測定する受信信号レベル測定回路と、設定された推定値によりデジタル受信信号のＤＣオフセットを補正するＤＣオフセット補正回路と、上記ＤＣオフセットが補正された受信信号のレベルを第２制御信号に応じたゲインをもって調整するデジタルゲイン可変アンプと、上記受信信号レベル測定回路による受信信号レベルに応じて、上記受信信号レベル測定回路と上記ＤＣオフセット推定回路の測定時間を適切な時間に設定し、予め設定されているレベルに受信信号を設定するように上記第１制御信号を上記ゲイン可変アンプに出力し、上記第２制御信号を上記デジタルゲイン可変アンプに出力するコントロール回路とを有する。
【００２３】
本発明によれば、コントロール回路において、受信信号レベル測定回路による受信信号レベルに応じて、受信信号レベル測定回路とＤＣオフセット推定回路の測定時間が適切な時間に設定される。そして、制御信号により予め設定されているレベルに受信信号を設定するようにゲイン可変アンプのゲインが制御される。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、最適なゲイン設定とＤＣオフセットの補正が実現でき、受信信号の信号品質を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態を添付図面に関連付けて説明する。
【００２６】
図３は、本発明の実施形態に係る受信装置の構成例を示す図である。
【００２７】
本受信装置１００は、アンテナ１０１、ＢＰＦ(バンドパスフィルタ)１０２、アナログゲイン可変ＬＮＡ（ローノイズアンプ）１０３、直交復調器（ミキサ）１０４，１０５、局部発振器１０６、フィルタ１０７、変換部としてのＡＤＣ１０８，１０９、ＬＰＦおよびデシメータ（以下、単にＬＰＦという）１１０，１１１、第１ＤＣオフセット補正回路１１２，１１３、第２ＤＣオフセット補正回路１１４，１１５、デジタルゲイン可変アンプ１１６，１１７、ＤＣオフセット推定回路１１８、受信信号レベル測定回路としてのＲＳＳＩ(受信電界強度指示)回路１１９、およびコントロール回路１２０を有する。
【００２８】
アンテナ１０１は、データ信号（ベースバンド信号）が高周波キャリア（搬送波）に搬送された高周波信号を受信し、ＢＰＦ１０２に出力する。
ＷＬＡＮ(無線ＬＡＮ)を例にとると、アンテナ１０１の受信信号は、たとえばＩＥＥＥ８０２．１１ａに準拠したものでは５ＧＨｚ帯のキャリアに搬送される。受信信号は、データ信号をＯＦＤＭ変調したものであり、たとえば５ＧＨｚ帯で所定間隔をおいて少しずつ周波数が異なる多数のサブキャリアにデータ信号が分散されて搬送される。したがって、アンテナ１０１は、多数のサブキャリアが多重された状態の電波を受信する。
【００２９】
アナログゲイン可変ＬＮＡ１０３は、アンテナ１０１で受信されＢＰＦ１０２を介した受信信号のレベルを、コントロール回路１２０の第１制御信号Ｓ１２１に応じたゲインをもって増幅または減衰させて直交復調器１０４，１０５の一方の入力端に出力する。
アナログゲイン可変ＬＮＡ１０３は、制御信号Ｓ１２１により初期状態では、最大ゲインに設定されてように制御される
【００３０】
フィルタ１０７は、局部発振器１０６の発振信号に９０度の位相差を付加する移相器を有し、Ｉ−Ｑの２次元座標上で互いに直交する信号を生成する。フィルタ１０７は、移相差０度の発振信号Ｓ１０７Ｉを直交復調器１０４の他方の入力端に出力し、位相差９０度の発振信号Ｓ１０７Ｑを直交復調器１０５の他方の入力端に出力する。
このように、直交復調器１０４，１０５の他方の入力端には、フィルタ１０７を通して位相差が９０度付加された局部発振器１０６の発振信号がそれぞれ印加される。
直交復調器１０４，１０５は、受信信号と発振信号を混合することにより、両信号の周波数差に応じて受信信号をダウンコンバートする。
直交復調器１０４からは受信信号の同相成分（In-phase）のＩ信号がＡＤＣ１０８に出力され、直交復調器１０５からは受信信号の直交成分（Quadrature）のＱ信号がＡＤＣ１０９に出力される。
【００３１】
ＡＤＣ１０８でデジタル信号に変換されたＩ信号は、ＬＰＦ１１０を介して第１ＤＣオフセット補正回路１１２およびＤＣオフセット推定回路１１８に入力される。
ＡＤＣ１０９でデジタル信号に変換されたＱ信号は、ＬＰＦ１１１を介して第１ＤＣオフセット補正回路１１３およびＤＣオフセット推定回路１１８に入力される。
【００３２】
第１ＤＣオフセット補正回路１１２は、第１測定サンプル数Ｌ、第２測定サンプル数Ｍ、または第３サンプル数Ｎに基づきＤＣオフセット補正回路１１８で推定された推定値を用いて、受信信号のＩ信号のＤＣオフセットを補正し、第２ＤＣオフセット補正回路１１４およびＲＳＳＩ回路１１９に出力する。
第１ＤＣオフセット補正回路１１３は、第１測定サンプル数Ｌ、第２測定サンプル数Ｍ、または第３サンプル数Ｎに基づきＤＣオフセット補正回路１１８で推定された推定値を用いて、受信信号のＱ信号のＤＣオフセットを補正し、第２ＤＣオフセット補正回路１１５およびＲＳＳＩ回路１１９に出力する。
【００３３】
第２ＤＣオフセット補正回路１１４は、たとえば第１測定サンプル数Ｌより多い第２測定サンプル数Ｍ、または第２測定サンプル数より多い第３測定サンプル数Ｎに基づいてＤＣオフセット補正回路１１８で推定された推定値を用いて、第１ＤＣオフセット補正回路１１２で補正後のＩ信号のＤＣオフセットを補正し、デジタルゲイン可変アンプ１１６に出力する。
第２ＤＣオフセット補正回路１１５は、たとえば第１測定サンプル数Ｌより多い第２測定サンプル数Ｍ、または第２測定サンプル数より多い第３測定サンプル数Ｎに基づいてＤＣオフセット補正回路１１８で推定された推定値を用いて、第１ＤＣオフセット補正回路１１３で補正後のＱ信号のＤＣオフセットを補正し、デジタルゲイン可変アンプ１１７に出力する。
【００３４】
デジタルゲイン可変アンプ１１６は、第２ＤＣオフセット補正回路１１４でＤＣオフセットが補正されたＩ信号を、コントロール回路１２０による第２制御信号Ｓ１２２に応じたゲインをもって増幅または減衰させてＩチャンネル信号として出力する。
デジタルゲイン可変アンプ１１７は、第２ＤＣオフセット補正回路１１５でＤＣオフセットが補正されたＱ信号を、コントロール回路１２０による第２制御信号Ｓ１２２に応じたゲインをもって増幅または減衰させてＱチャンネル信号として出力する。
【００３５】
図４は、本実施形態のデジタルゲイン可変アンプの構成例を示す図である。
【００３６】
図４のデジタルゲイン可変アンプ１３０（図３のデジタルゲイン可変アンプ１１６，１１７の相当）は、可変アンプ１３１、および制御スイッチ１３２を有している。
制御スイッチ１３２は、作動接点ａが可変アンプ１３１の出力に接続され、作動接点ｂが設定値の供給ライン１３３に接続され、固定接点ｃとの接続が制御信号ＣＴＬにより切り替え制御される。
制御スイッチ１３２は、デジタルゲイン可変アンプの設定ゲイン量が決まるまでは、予め設定された値を出力するために、固定接点ｃが設定値の供給ライン１３３に接続されており、設定ゲイン量が決定されると、受信信号を出力するように、固定接点ｃが可変アンプ１３１の出力に接続される。
【００３７】
ＤＣオフセット推定回路１１８は、コントロール回路１２０による第３制御信号Ｓ１２３を受けて、ＬＰＦ１１０によるＩ信号およびＬＰＦ１１１によるＱ信号を入力し、入力信号および第１測定サンプル数Ｌに基づいて第１推定値を算出し、あるいは入力信号と第２測定サンプル数Ｍに基づいた第２推定値を算出し、あるいは入力信号と第３測定サンプル数Ｎに基づいた第３推定値を算出し、算出した推定値を第１２ＤＣオフセット補正回路１１２，１１３に出力する。
第１ＤＣオフセット補正回路１１２は第１、第２、または第３推定値を用いてＩ信号のＤＣオフセットを補正する。第１ＤＣオフセット補正回路１１３は第１、第２、または第３推定値を用いてＱ信号のＤＣオフセットを補正する。
【００３８】
また、ＤＣオフセット推定回路１１８は、コントロール回路１２０による第３制御信号Ｓ１２３を受けて、ＬＰＦ１１０によるＩ信号およびＬＰＦ１１１によるＱ信号を入力し、たとえば入力信号および第２測定サンプル数Ｍおよび第３測定サンプル数Ｎに基づいて第２推定値、並びに、第３推定値を算出し、算出した第２推定値、または、第３推定値を第２ＤＣオフセット補正回路１１４，１１５に出力する。
第２ＤＣオフセット補正回路１１４は供給された推定値を用いてＩ信号のＤＣオフセットを補正する。第２ＤＣオフセット補正回路１１５は供給された推定値を用いてＱ信号のＤＣオフセットを補正する。
【００３９】
図５は、本実施形態に係るＤＣオフセット推定回路の構成例を示す図である。
【００４０】
図５のＤＣオフセット推定回路１４０（図３の推定回路１１８に相当）は、測定サンプル数の異なる複数の移動平均の計算回路を有する。
具体的には、ＤＣオフセット推定回路１４０は、第１測定サンプル数Ｌの第１移動平均計算回路１４１、第２測定サンプル数Ｍの第２移動平均計算回路１４２、および第３測定サンプル数Ｎ（Ｎ＞Ｍ＞Ｌ）の第３移動平均計算回路１４３を有する。
第１移動平均計算回路１４１〜１４３は、サンプル数が異なるが、基本的には、加算器１４６、減算器１４７、演算部１４８，１４９、およびバッファ１５０により構成されている。
【００４１】
さらにＤＣオフセット推定回路１４０は、制御スイッチ１４４、および減算器１４５を有している。
制御スイッチ１４４は、作動接点ａが第２移動平均計算回路１４２のバッファ１５０の出力に接続され、作動接点ｂが第３移動平均計算回路１４３のバッファ１５０の出力に接続され、固定接点ｃが減算器１４５の一方の入力に接続されている。そして、減算器１４５の他方の入力は、第１移動平均計算回路１４１のバッファ１５０の出力に接続されている。
【００４２】
このような構成を有するＤＣオフセット推定回路１４０は、第１移動平均計算回路１４１が測定時間が最小であるＤＣオフセット推定回路を形成する。第１ＤＣオフセット補正回路１１２，１１３は、この推定回路１４１で算出された第１推定値Ｓ１１８Ｌ（Ｉ、Ｑ）を用いて受信信号のＤＣオフセットを補正するＤＣオフセット粗補正回路として機能する。
また、第２移動平均計算回路１４２および第３移動平均計算回路１４３が、ＲＳＳＩ回路１１９の入力段よりも後段で制御信号によって選択された測定サンプル数ＭまたはＮのＤＣオフセット推定回路を形成する。
そして、ＤＣオフセット推定回路１４０は、第２移動平均計算回路１４２または第３移動平均計算回路１４３回路の出力値と前段の推定（補正）値Ｓ１１８Ｌとの差分値を第２推定値または第３推定値として第２ＤＣオフセット補正回路１１４，１１５に出力する。第２ＤＣオフセット補正回路１１４，１１５は、第２推定値または第３推定値を.3用いて、受信信号のＤＣオフセットを補正するＤＣオフセット微補正回路として機能する。
【００４３】
なお、第１サンプル数Ｌ、第２サンプル数Ｍ、および第３サンプル数Ｎは、適用システムに応じて設定可能であり、また、３種類ではなく４種類以上のサンプル数を用いるように構成することも可能である。
【００４４】
図６は、ＷＬＡＮ適用時の第１サンプル数Ｌ、第２サンプル数Ｍ、および第３サンプル数Ｎの一例を示す図である。
【００４５】
図６の例においては、周波数が２０ＭＨｚの場合、Ｌが１６に、Ｍが３２に、Ｎが６４に設定される。
また、周波数が４０ＭＨｚの場合、Ｌが３２に、Ｍが６４に、Ｎが１２８に設定される。
【００４６】
以上の構成、機能を有するＤＣオフセット推定回路において、たとえば、ＷＬＡＮのＩＥＥＥ８０２．１１ａ,１１ｇのパケット構成を考慮すると、パケットの先頭に０．８μｓのＳＴＳが１０シンボル付加される。
このＳＴＳは、０．８μｓの倍数の時間で平均値を取ると、どの区間から取り出しても平均値がゼロとなる性質を有する。
このため、受信系列を０．８μｓの倍数の時間で平均値を計算すると、ＤＣオフセットを推定でき、その精度は平均値を求める区間に比例する。すなわち、ＳＴＳ１シンボルを用いて平均値を求める場合と4シンボルを用いる場合とでは、後者の方が高精度な推定を実現することができる。
【００４７】
ＲＳＳＩ回路１１９は、コントロール回路１２０による第４制御信号Ｓ１２４を受けて、第１ＤＣオフセット補正回路１１２，１１３により最小のサンプル数の推定値でＤＣオフセットが補正されたＩ信号およびＱ信号、並びに第１サンプル数Ｌ、第２サンプル数Ｍ、第３サンプル数Ｎに基づいて受信信号の電界強度を測定し、その結果を信号Ｓ１１９としてコントロール回路１２０に出力する。
【００４８】
図７は、本実施形態に係るＲＳＳＩ回路の第１の構成例を示す図である。
【００４９】
図７のＲＳＳＩ回路２００（図３のＲＳＳＩ回路１１９に相当）は、Ｉ，Ｑ信号の絶対値を得る絶対値器２０１，２０２、絶対値器２０１，２０２の出力を加算する加算器２０３、および加算器２０３の出力を入力とする測定サンプル数の異なる複数のＲＳＳＩ計算回路２０４，２０５，２０６を有する。
具体的には、第１ＲＳＳＩ計算回路２０４が第１測定サンプル数ＬによるＲＳＳＩを計算し、第２ＲＳＳＩ計算回路２０５が第２測定サンプル数ＭによるＲＳＳＩを計算し、第３ＲＳＳＩ計算回路２０６が第３測定サンプル数Ｎ（Ｎ＞Ｍ＞Ｌ）によるＲＳＳＩを計算する。
第１〜第３ＲＳＳＩ計算回路２０４〜２０６は、サンプル数が異なるが、基本的には、加算器２０７、減算器２０８、演算部２０９，２１０、およびバッファ２１１により構成されている。
【００５０】
図８は、本実施形態に係るＲＳＳＩ回路の第２の構成例を示す図である。
【００５１】
図８のＲＳＳＩ回路２００Ａが図７のＲＳＳＩ回路２００と異なる点は、絶対値器２０１，２０２の代わりにＩ信号、Ｑ信号の２乗をとる乗算器２１２，２１３を設けたことにあり、その他の構成は図７のＲＳＳＩ回路２００と同様である。
【００５２】
コントロール回路１２０は、ＲＳＳＩ回路１１９の出力信号Ｓ１１９による受信信号レベルに応じて、第３制御信号Ｓ１２３によりＤＣオフセット推定回路１１８の測定時間を適切な時間に設定し、第４制御信号Ｓ１２４によりＲＳＳＩ回路１１９の測定時間を適切な時間に設定し、予め設定されているレベルに受信信号を設定できるように第１制御信号Ｓ１２１によりアナログゲイン可変アンプ１０３のゲインを制御し、第２制御信号Ｓ１２２によりデジタルゲイン可変アンプ１１６，１１７のゲインを制御する。
【００５３】
コントロール回路１２０は、第３制御信号Ｓ１２３により第１ＤＣオフセット補正回路１１２，１１３、およびＤＣオフセット推定回路１１８により形成されるＤＣオフセット粗調整回路を用いて受信信号のＤＣオフセットを補正させ、第４制御信号Ｓ１２４によりその粗補正された受信信号のレベルをＲＳＳＩ回路１１９に測定させる。
コントロール回路１２０は、測定された受信信号のレベルに応じて、アナログゲイン可変アンプ１０３のゲイン調整量を制御する第１制御信号Ｓ１２１とＤＣオフセット推定回路１１８、ＲＳＳＩ回路１１９の測定サンプル数を制御する第３および第４制御信号Ｓ１２３，Ｓ１２４を生成する。
コントロール回路１２０は、第３制御信号により第２ＤＣオフセット補正回路１１４，１１５、およびＤＣオフセット推定回路１１８により形成されるＤＣオフセット微調整回路を用い、選択された測定時間のＤＣオフセット推定回路１１８の出力値を用いて受信信号のＤＣオフセットを補正させる。
また、コントロール回路１２０は、選択された測定時間のＲＳＳＩ回路１１９の出力を用いて、デジタルゲイン可変アンプ１１６，１１７のゲイン調整量を制御する第２制御信号Ｓ１２２を生成する。さらに、コントロール回路１２０は、デジタルゲイン可変アンプ１１６，１１７の出力値を受信信号に切り替える第２制御信号Ｓ１２２を生成する。
【００５４】
図９（Ａ）〜（Ｃ）は、本実施形態に係るコントロール回路における受信制御方法の一例を示す図である。
なお、図９においては、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇのＯＦＤＭモードにおいて、受信装置のＮＦを５ｄＢと仮定している。
【００５５】
この例では、コントロール回路１２０は、アナログゲイン可変ＬＮＡ１０３のゲイン切り替えレベルを２状態として、たとえば初期状態は高いゲインに設定しておく。
コントロール回路１２０は、ＲＳＳＩ回路１１９の出力信号Ｓ１１９により受信レベルがゲイン切り替えレベルより小さい場合には、図９（Ｂ）に示すように、アナログゲイン可変ＬＮＡ１０３のゲイン切り替えは行わず、第１制御信号Ｓ１２１により初期状態の高いゲインに保持させ、その状態でＲＳＳＩの測定、ＤＣオフセットの測定を３．２μｓの間に行い、その結果に応じて、第２ＤＣオフセット補正回路における補正用の第２推定値または第３推定値の設定、およびデジタルゲイン可変アンプ１１６，１１７のゲイン調整量を制御する。
コントロール回路１２０は、ＲＳＳＩ回路１１９の出力信号Ｓ１１９により受信レベルがゲイン切り替えレベル以上の場合には、図９（Ｃ）に示すように、最初の０．８μｓでアナログゲイン可変ＬＮＡ１０３のゲイン切り替えを行い、所定時間（０．８μｓ）待った後、ＲＳＳＩの測定、ＤＣオフセットの測定を３．２μｓの間に行い、その結果に応じて、第２ＤＣオフセット補正回路における補正用の第２推定値または第３推定値の設定、およびデジタルゲイン可変アンプ１１６，１１７のゲイン調整量を制御する。
【００５６】
ここで、上記構成を有する受信装置のＤＣオフセット補正、ゲイン設定の制御手順について、コントロール回路１２０の制御動作を中心に説明する。
【００５７】
図１０は、本実施形態に係る受信装置のＤＣオフセット補正、ゲイン設定の制御手順について説明するためのフローチャートである。
【００５８】
受信装置１００の各部は初期化されている（ＳＴ１）。
そして、アンテナ１０１で受信された高周波信号は、ＢＰＦ１０２を通してアナログゲイン可変ＬＮＡ１０３に入力される。このとき、アナログゲイン可変ＬＮＡ１０３のゲインは初期状態は高い最大ゲインに設定されている。
この高いゲインをもって調整された受信信号は、直交復調器１０４，１０５に入力さされる。直交復調器１０４，１０５においては、受信信号と発振信号を混合することにより、両信号の周波数差に応じて受信信号を中間周波数にダウンコンバートされ、直交復調器１０４からは受信信号の同相成分（In-phase）のＩ信号がＡＤＣ１０８に出力され、直交復調器１０５からは受信信号の直交成分（Quadrature）のＱ信号がＡＤＣ１０９に出力される。
【００５９】
ＡＤＣ１０８でデジタル信号に変換されたＩ信号は、ＬＰＦ１１０を介して第１ＤＣオフセット補正回路１１２およびＤＣオフセット推定回路１１８に入力される。ＡＤＣ１０９でデジタル信号に変換されたＱ信号は、ＬＰＦ１１１を介して第１ＤＣオフセット補正回路１１３およびＤＣオフセット推定回路１１８に入力される。
【００６０】
この場合、ＤＣオフセット推定回路１１８からＬサンプルの移動平均値からＤＣオフセット値が推定され、この第１推定値Ｓ１１８Ｌが第１ＤＣオフセット補正回路１１２，１１３に出力される。
【００６１】
第１ＤＣオフセット補正回路１１２においては、第１測定サンプル数Ｌに基づきＤＣオフセット補正回路１１８で推定された第１推定値を用いて、受信信号のＩ信号のＤＣオフセットが補正され（ＳＴ２）、第２ＤＣオフセット補正回路１１４およびＲＳＳＩ回路１１９に出力される。
同様に、第１ＤＣオフセット補正回路１１３においては、第１測定サンプル数Ｌに基づきＤＣオフセット補正回路１１８で推定された第１推定値を用いて、受信信号のＱ信号のＤＣオフセットが補正され（ＳＴ２）、第２ＤＣオフセット補正回路１１５およびＲＳＳＩ回路１１９に出力される。
【００６２】
ＲＳＳＩ回路１１９においては、ＤＣオフセットが補正されたＩ信号およびＱ信号のＬサンプルを用いてＲＳＳＩが計算され（ＳＴ３）、その結果が信号Ｓ１１９としてコントロール回路１２０に出力される。
【００６３】
コントロール回路１２０においては、ＲＳＳＩは最低受信レベルより大きいか否かの判別が行われる（ＳＴ４）。
ステップＳＴ４において、最低受信レベルにより大きくないと判定した場合には、ステップＳＴ２からの処理が切り返され、最低受信レベルより大きいと判定した場合には、ＲＳＳＩはゲイン切り替えレベルより大きいか否かの判定が行われる（ＳＴ５）。
ステップＳＴ５において、ＲＳＳＩはゲイン切り替えレベルにより大きくないと判定した場合には、図９（Ｂ）のように、アナログゲイン可変ＬＮＡ１０３のゲイン切り替えは行わず、第１制御信号Ｓ１２１により初期状態の高いゲインに保持させ、その状態でＲＳＳＩの測定、ＤＣオフセットの測定が３．２μｓの間に行われる。
この場合、Ｎサンプルの移動平均値からＤＣオフセット値が推定され、このＮサンプルの推定値によりＤＣオフセットが補正されたＩ信号およびＱ信号に基づいてＲＳＳＩが計算される（ＳＴ６）。
そして、推定されたＤＣオフセットに応じて受信系列が第２ＤＣオフセット補正回路１１４，１１５において補正され、ＲＳＳＩの計算結果に基づいてデジタルゲイン可変アンプ１１６，１１７のゲインが決定され（ＳＴ７）、第２制御信号Ｓ１２２が出力される。
【００６４】
ステップＳＴ５において、ＲＳＳＩはゲイン切り替えレベルにより大きいと判定した場合には、図９（Ｃ）のように、第１制御信号Ｓ１２１によりアナログゲイン可変ＬＮＡ１０３のゲイン切り替えが行われ（ＳＴ８）、設定された時間だけ（たとえば０．８μｓ）が待つ（ＳＴ９）。
この場合、Ｍサンプルの移動平均値からＤＣオフセット値が推定され、このＭサンプルの推定値によりＤＣオフセットが補正されたＩ信号およびＱ信号に基づいてＲＳＳＩが計算される（ＳＴ１０）。
そして、推定されたＤＣオフセットに応じて受信系列が第２ＤＣオフセット補正回路１１４，１１５において補正され、ＲＳＳＩの計算結果に基づいてデジタルゲイン可変アンプ１１６，１１７のゲインが決定され（ＳＴ１１）、第２制御信号Ｓ１２２が出力される。
【００６５】
ところで、図１１に示すように、一般的に、たとえば受信信号のＯＦＤＭ信号のＲＳＳＩは受信時刻ｔから所定時間経過した時刻ｔ＋Ｔをおいても、しきい値レベルＶｔｈ以上は保持される。
しかし、ＣＷは受信時刻ｔから所定時間経過した時刻ｔ＋Ｔをおいてはしきい値レベルＶｔｈ以上は保持されない。
そこで、ＣＷによる誤動作を回避するために、図１２に示すようなアルゴリズムを採用することも可能である。
【００６６】
この場合、コントロール回路１２０は、測定サンプル数が最小であるＤＣオフセット推定回路の出力値を用いて、受信信号のＤＣオフセットを補正させ、その信号レベルをＲＳＳＩ回路１１９で測定させＭその出力値が予め設定されたしきい（閾）値レベルを超えた場合、まず、そのＲＳＳＩ値を保持し、設定時間経過後、再度、同一のＲＳＳＩ回路の出力値を読み出し、その出力値と保持されているＲＳＳＩ値の差分量を計算し、その差分量の絶対値が閾値よりも大きい場合、ゲイン設定を行わず、初期状態に設定する制御信号Ｓ１２１を生成する。
【００６７】
図１２は、本実施形態に係る受信装置においてＣＷによる誤動作を回避するための処理の一例を説明するためのフローチャートである。
【００６８】
初期化後（ＳＴ２１）の処理において、第１ＤＣオフセット補正回路１１２においては、第１測定サンプル数Ｌに基づきＤＣオフセット補正回路１１８で推定された第１推定値を用いて、受信信号のＩ信号のＤＣオフセットが補正され（ＳＴ２２）、第２ＤＣオフセット補正回路１１４およびＲＳＳＩ回路１１９に出力される。
同様に、第１ＤＣオフセット補正回路１１３においては、第１測定サンプル数Ｌに基づきＤＣオフセット補正回路１１８で推定された第１推定値を用いて、受信信号のＱ信号のＤＣオフセットが補正され（ＳＴ２２）、第２ＤＣオフセット補正回路１１５およびＲＳＳＩ回路１１９に出力される。
【００６９】
ＲＳＳＩ回路１１９においては、ＤＣオフセットが補正されたＩ信号およびＱ信号のＬサンプルを用いてＲＳＳＩが計算され（ＳＴ２３）、その結果が信号Ｓ１１９としてコントロール回路１２０に出力される。
【００７０】
コントロール回路１２０においては、ＲＳＳＩは最低受信レベルより大きいか否かの判別が行われる（ＳＴ２４）。
ステップＳＴ２４において、最低受信レベルにより大きくないと判定した場合には、ステップＳＴ２２からの処理が切り返され、最低受信レベルより大きいと判定した場合には、そのＲＳＳＩ値が保持される（ＳＴ２５）。
そして、設定された時間だけ待ち（ＳＴ２６）第１ＤＣオフセット補正回路１１２，１１３で第１測定サンプル数Ｌに基づきＤＣオフセット補正回路１１８で推定された第１推定値を用いて、受信信号のＩ信号およびＱ信号のＤＣオフセットが補正され（ＳＴ２７）、補正後の第２ＤＣオフセット補正回路１１４およびＲＳＳＩ回路１１９に出力される。
ＲＳＳＩ回路１１９においては、ＤＣオフセットが補正されたＩ信号およびＱ信号のＬサンプルを用いてＲＳＳＩが計算される（ＳＴ２８）。
そして、保持しているＲＳＳＩ値とステップＳＴ２８で計算されたＲＳＳＩ値の差分が求められ、この差分量がしきい値より小さいか否かの判定が行われる（ＳＴ２９）。
ステップＳＴ２９において、差分量がしきい値より小さい場合は、良好に受信できたとしてゲイン調整を行う。
一方、ステップＳＴ２９において、差分量がしきい値以上の場合には、ＣＷ等であるとしてステップＳＴ２２の処理に戻る。
【００７１】
以上説明したように、本実施形態によれば、コントロール回路１２０は、第３制御信号Ｓ１２３により第１ＤＣオフセット補正回路１１２，１１３、およびＤＣオフセット推定回路１１８により形成されるＤＣオフセット粗調整回路を用いて受信信号のＤＣオフセットを補正させ、第４制御信号Ｓ１２４によりその粗補正された受信信号のレベルをＲＳＳＩ回路１１９に測定させ、測定された受信信号のレベルに応じて、アナログゲイン可変アンプ１０３のゲイン調整量を制御する第１制御信号Ｓ１２１とＤＣオフセット推定回路１１８、ＲＳＳＩ回路１１９の測定サンプル数を制御する第３および第４制御信号Ｓ１２３，１Ｓ１２４を生成し、第３制御信号により第２ＤＣオフセット補正回路１１４，１１５、およびＤＣオフセット推定回路１１８により形成されるＤＣオフセット微調整回路を用い、選択された測定時間のＤＣオフセット推定回路１１８の出力値を用いて受信信号のＤＣオフセットを補正させ、選択された測定時間のＲＳＳＩ回路１１９の出力を用いて、デジタルゲイン可変アンプ１１６，１１７のゲイン調整量を制御する第２制御信号Ｓ１２２を生成し、デジタルゲイン可変アンプ１１６，１１７の出力値を受信信号に切り替える第２制御信号Ｓ１２２を生成する機能を有することから、最適なゲイン設定とＤＣオフセットの補正が実現でき、受信信号の信号品質を向上させることができる。
また、ＤＣオフセット調整とゲイン調整が並列的に動的に行われることから、処理時間が比較的短いという利点がある。
そして、Ｉ信号とＱ信号をそれぞれでゲインとオフセット調整を行うことが可能であり、ＯＦＤＭ変調方式に対応したＯＦＤＭ復調動作を高精度に行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】提案されている受信装置の構成例を示す図である。
【図２】図１の受信装置のＩＥＥＥ８０２．１１ａ,１１ｇＯＦＤＭモードにおける制御タイミングの例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る受信装置の構成例を示す図である。
【図４】本実施形態のデジタルゲイン可変アンプの構成例を示す図である。
【図５】本実施形態に係るＤＣオフセット推定回路の構成例を示す図である。
【図６】ＷＬＡＮ適用時の第１サンプル数Ｌ、第２サンプル数Ｍ、および第３サンプル数Ｎの一例を示す図である。
【図７】本実施形態に係るＲＳＳＩ回路の第１の構成例を示す図である。
【図８】本実施形態に係るＲＳＳＩ回路の第２の構成例を示す図である。
【図９】本実施形態に係るコントロール回路における受信制御方法の一例を示す図である。
【図１０】本実施形態に係る受信装置のＤＣオフセット補正、ゲイン設定の制御手順について説明するためのフローチャートである。
【図１１】ＣＷによる誤動作を回避する方法の一例を説明するための図である。
【図１２】本実施形態に係る受信装置においてＣＷによる誤動作を回避するための処理の一例を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００７３】
１００・・・受信装置、１０１・・・アンテナ、１０２・・・ＢＰＦ(バンドパスフィルタ)、１０３・・・可変ゲインＬＮＡ（ローノイズアンプ）、１０４，１０５・・・直交復調器（ミキサ）、１０６・・・局部発振器、１０７・・・フィルタ、１０８，１０９・・・ＡＤＣ、１１０，１１１・・・ＬＰＦおよびデシメータ、１１２，１１３・・・第１ＤＣオフセット補正回路、１１４，１１５・・・第２ＤＣオフセット補正回路、１１６，１１７・・・ゲイン可変アンプ、１１８・・・ＤＣオフセット推定回路、１１９・・・ＲＳＳＩ回路、１２０・・・コントロール回路。
【図１】
2008172568.tif 000003
【図２】
2008172568.tif 000004
【図３】
2008172568.tif 000005
【図４】
2008172568.tif 000006
【図５】
2008172568.tif 000007
【図６】
2008172568.tif 000008
【図７】
2008172568.tif 000009
【図８】
2008172568.tif 000010
【図９】
2008172568.tif 000011
【図１０】
2008172568.tif 000012
【図１１】
2008172568.tif 000013
【図１２】
2008172568.tif 000014