(57)【要約】【課題】グリッジノイズ及び収束時間の低減と無受信期間の短縮とを図ることが可能な無線通信装置を提供する。【解決手段】ダイレクトコンバージョン受信機１から出力されたＩ信号及びＱ信号はそれぞれＡ／Ｄ変換部２２ａ，２２ｂでＡ／Ｄ変換され、そのデータを基に電力計算部２３で電力が計算される。ゲイン計算部２５は電力が入力されると、ゲインの値やゲインの値からオフセットを持たせた値、及び比較電力の計算、その値のメモリ２６への書込み等を行うととも、比較器２４にイネーブル信号を出力する。比較器２４はイネーブル信号が入力されると、電力と、ゲイン計算部２５からの比較電力とを比較し、電力が比較電力よりも小さければセレクタ２７を切替え、メモリ２６に保存されかつ前回のゲインから＋４ｄＢされた大雑把なゲインの値がセレクタ２７からダイレクトコンバージョン部１に入力される。【選択図】      図１
2004193914.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイレクトコンバージョン受信機を用いる無線通信装置であって、前記ダイレクトコンバージョン受信機へのゲインを分割した複数のゲインの値各々を異なるタイミングで前記ダイレクトコンバージョン受信機に設定する設定手段を有することを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
正確なゲイン計算の前に前記ゲインの大きな変化を検出する比較手段を含み、
前記設定手段は、前記比較手段の比較結果に応じて複数のゲインの値各々を異なるタイミングで前記ダイレクトコンバージョン受信機に設定することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項３】
予め大雑把なゲインの値を計算する手段と、前記大雑把なゲインの値を保存するメモリとを含み、
前記設定手段は、前記比較手段の比較結果に応じて前記正確なゲイン計算の値と前記メモリに保存された前記大雑把なゲインとのうちのいずれかを選択して前記ダイレクトコンバージョン受信機に設定することを特徴とする請求項２記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記設定手段は、前記比較手段で前記ゲインの大きな変化が検出された時に、前記大雑把なゲインの値を前記ダイレクトコンバージョン受信機に設定した後に、前記正確なゲイン計算の値を前記ダイレクトコンバージョン受信機に設定することを特徴とする請求項２または請求項３記載の無線通信装置。
【請求項５】
ダイレクトコンバージョン受信機を用いる無線通信装置の自動利得制御方法であって、前記無線通信装置側で、前記ダイレクトコンバージョン受信機へのゲインを分割した複数のゲインの値各々を異なるタイミングで前記ダイレクトコンバージョン受信機に設定することを特徴とする自動利得制御方法。
【請求項６】
正確なゲイン計算の前に前記ゲインの大きな変化を検出する比較手段の比較結果に応じて複数のゲインの値各々を異なるタイミングで前記ダイレクトコンバージョン受信機に設定することを特徴とする請求項５記載の自動利得制御方法。
【請求項７】
前記比較手段の比較結果に応じて前記正確なゲイン計算の値と予め計算されてメモリに保存された大雑把なゲインの値とのうちのいずれかを選択して前記ダイレクトコンバージョン受信機に設定することを特徴とする請求項６記載の自動利得制御方法。
【請求項８】
前記比較手段で前記ゲインの大きな変化が検出された時に、前記大雑把なゲインの値を前記ダイレクトコンバージョン受信機に設定した後に、前記正確なゲイン計算の値を前記ダイレクトコンバージョン受信機に設定することを特徴とする請求項６または請求項７記載の自動利得制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は無線通信装置及びそれに用いる自動利得制御方法に関し、特に無線通信装置に用いられるダイレクトコンバージョン受信回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、携帯電話やその他の無線携帯端末に代表される無線通信装置においては、ゼロ中間周波数（ＩＦ：Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）受信機として知られるダイレクトコンバージョン受信回路が用いられている。
【０００３】
このダイレクトコンバージョン受信回路では入力周波数から直接ベースバンド周波数に変換している。これは、スーパヘテロダイン方式における中間周波数がゼロの場合に相当するので、イメージ周波数応答がなくなり、高周波フィルタが原理的に不要となる。また、ベースバンド信号はゼロ周波数で折返した形になるので、チャネルフィルタはローパスフィルタ（ＬＰＦ：Ｌｏｗ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）でよい。
【０００４】
したがって、チャネルフィルタはスーパヘテロダイン方式が用いられるＢＰＦ（Ｂａｎｄ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）型チャネルフィルタに比較して、ＩＣ（集積回路）化が容易である。すなわち、ダイレクトコンバージョン受信回路は外付け部品が少なく、かつＬＳＩ（大規模集積回路）化がスーパヘテロダイン方式に比べて容易であるため、１チップ受信器に適しており、近年、注目されてきている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
このため、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）受信機で用いているＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）部としては、回路の小型化やコストの面からダイレクトコンバージョン受信回路が使われ始めている。しかしながら、ダイレクトコンバージョン受信回路は信号に直流成分が乗ってしまい、これを除去するために一定の時間がかかってしまうという弱点があるため、一定の無受信期間を設ける方法が提案されている。
【０００６】
このダイレクトコンバージョン受信回路に組込まれているゲインコントロール部（高周波増幅器や既定帯域増幅器、及びゲイン制御器）は、大きなゲインの変化があった時に、図４に示すように、大きなグリッジノイズが発生し、さらに収束にも時間がかかる特性を持つことが知られている。このため、無受信期間等を設け、グリッジノイズが発生する時には受信を行わない等の処置がとられている。つまり、一般的に、ダイレクトコンバージョン受信回路は大きなゲインの変化に弱く、一定期間の無受信期間を設ける等の措置がとられている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−３０８６８４号公報（第５，６頁、図９）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＤＳ―ＣＤＭＡ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅ−ＣｏｄｅＤｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ：直接拡散−符号分割多元接続方式）通信においては、情報データを広帯域な拡散符号で帯域拡散をしており、常に情報を送出しており、受信ＲＦデータに時間的な間隙が存在しないため、無受信期間において受信性能の劣化を招くこととなる。よって、ダイレクトコンバージョン受信回路を用いる時には、無受信期間を設けてしまうと、受信信号に穴が空いてしまい、受信性能が劣化するという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、グリッジノイズ及び収束時間の低減と無受信期間の短縮とを図ることができる無線通信装置及びそれに用いる自動利得制御方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明による無線通信装置は、ダイレクトコンバージョン受信機を用いる無線通信装置であって、前記ダイレクトコンバージョン受信機へのゲインを分割した複数のゲインの値各々を異なるタイミングで前記ダイレクトコンバージョン受信機に設定する設定手段を備えている。
【００１１】
本発明による自動利得制御方法は、ダイレクトコンバージョン受信機を用いる無線通信装置の自動利得制御方法であって、前記無線通信装置側で、前記ダイレクトコンバージョン受信機へのゲインを分割した複数のゲインの値各々を異なるタイミングで前記ダイレクトコンバージョン受信機に設定している。
【００１２】
ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）受信機で用いているＲＦ部では、回路の小型化やコストの面からダイレクトコンバージョン受信回路が使われ始めているが、ダイレクトコンバージョン受信回路は信号に直流成分が乗ってしまい、これを除去するために一定の時間がかかってしまうという弱点がある。そのため、一定の無受信期間を設ける方法が提案されているが、ＲＦ受信データに時間的な間隙のないＤＳ―ＣＤＭＡ（ＤｉｒｅｃｔＳｅｑｕｅｎｃｅ−Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ：直接拡散−符号分割多元接続方式）方式では、この無受信期間において受信性能の劣化を招いてしまう。
【００１３】
この無受信期間においては、大きなゲインの変化がある時に長くとる必要があるので、本発明の無線通信装置では、電力を比較器で比較し、大きなゲインの変化があるかどうかを検出し、大きなゲインの変化がある時に、予め計算して保存してある前回の制御ゲインから比較的小さな差分をもつゲインをＲＦ部にかけ、それからゲインの計算を行い、計算したゲインをＲＦ部にかけることによって、ゲインの変化を時間的及び量的に分割し、大きなゲインの変化がかからないように制御を行うことで、無受信期間の短縮を実現している。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施例による無線通信装置の構成を示すブロック図である。図１において、本発明の一実施例による無線通信装置はＤＳ―ＣＤＭＡ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅ−Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ：直接拡散−符号分割多元接続方式）端末であり、ダイレクトコンバージョン受信機１と、アンテナ２１と、Ａ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換部２２ａ，２２ｂと、電力計算部２３と、比較器２４と、ゲイン計算部２５と、メモリ２６と、セレクタ２７とから構成されている。
【００１５】
ダイレクトコンバージョン受信機１は高周波増幅器１１と、直交ミキサ１２ａ，１２ｂと、局部発信器１３と、９０°移相器１４と、ＬＰＦ（Ｌｏｗ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）１５ａ，１５ｂと、既定帯域増幅器１６ａ，１６ｂと、ゲイン制御器１７とから構成されている。
【００１６】
アンテナ２１から入力された無線受信信号はダイレクトコンバージョン受信機１に入力され、ダイレクトコンバージョン受信機１から出力されたＩ信号（Ｉ  ｄａｔａ）及びＱ信号（Ｑ  ｄａｔａ）はそれぞれＡ／Ｄ変換部２２ａ，２２ｂに入力される。
【００１７】
Ａ／Ｄ変換部２２ａ，２２ｂでＡ／Ｄ変換されたディジタルデータは電力計算部２３に入力される。電力計算部２３で計算された電力は比較器２４及びゲイン計算部２５に入力される。
【００１８】
ゲイン計算部２５はゲインの計算、ゲインの値からオフセットを持たせた値の計算、その値のメモリ２６への書込み、比較器２４で比較を行うための比較電力の計算等を行う機能を備えている。
【００１９】
また、ゲイン計算部２５は電力が入力されると、比較器２４にイネーブル信号を出力して比較器２４を有効にする。比較器２４はイネーブル信号が入力されると、電力と、ゲイン計算部２５によって計算された比較電力との大小比較を行う。
【００２０】
比較器２４において電力が比較電力よりも小さいことが検出された時には、セレクタ２７を切替え、メモリ２６に保存されかつ前回のゲインから＋４ｄＢされた大雑把なゲインの値がダイレクトコンバージョン部１に入力される。
【００２１】
ゲイン計算部２５は正しいゲインの値の計算を行って出力を更新すると同時に、イネーブル信号を取下げて比較器２４を無効にし、計算された制御ゲインをダイレクトコンバージョン受信機１に入力する。また、ゲイン計算部２５は予め比較器２４で使用しかつ電力の閾値である比較電力を比較器２４に入力しておく。
【００２２】
この比較電力はＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）によって収束された電力（もしくは目標電力）よりも６ｄＢ小さな値を設定する。この電力の閾値は毎回更新する必要はない。メモリ２６の値はゲイン計算部２５によって計算され、制御ゲインの計算後に正しい制御ゲインから＋４ｄＢずらした大雑把なゲインである。
【００２３】
図２及び図３は本発明の一実施例による自動利得制御方法を示す図である。図２はゲインに大きな変化がある時の一連の動作を示し、図３はゲインに大きな変化がない時の一連の動作を示している。これら図１〜図３を参照して本発明の一実施例による無線通信装置の動作について説明する。
【００２４】
本実施例による無線通信装置（ＤＳ−ＣＤＭＡ端末）は、受信信号をアンテナ２１によって受信し、その受信信号をダイレクトコンバージョン受信機１に入力する。ダイレクトコンバージョン受信機１の動作については、例えば特許文献１に示されている。
【００２５】
ダイレクトコンバージョン受信機１で整形されたアナログデータは、Ａ／Ｄ変換部２２ａ，２２ｂによってディジタル信号に変更され、Ａ／Ｄ変換されたデータは電力計算部２３に入力され、電力計算部２３において電力が計算される。電力計算部２３にはゲインの更新周期や無受信時間等を考慮し、図２及び図３に示すように、電力の計算を行っている期間と待ち期間とが設けられており、電力の計算期間にわたる平均値を計算期間の終わりに出力する。
【００２６】
電力計算部２３で計算された電力はゲイン計算部２５及び比較器２４に入力される。ゲイン計算部２５は電力が入力された時に、比較器２４にイネーブル信号を発行して比較器２４を有効にさせる。比較器２４では予め設定されている比較電力と電力計算部２３から入力された電力との比較を行う。
【００２７】
この比較によって、今回の電力が比較電力よりも小さい場合には、図２に示す動作を行う。そうでない場合には図３に示す動作を行う。この場合、比較電力は、例えば電源投入時等においてゲイン計算部２５によって予め計算され、比較器２４に設定されている。
【００２８】
大きなゲインの変化がある時、無線通信装置は図２に示す動作を行う。電力計算部２３で計算された電力はゲイン計算部２５及び比較器２４に入力され、電力がゲイン計算部２５に入力されると、ゲイン計算部２５はイネーブル信号を比較器２４に出力する。
【００２９】
イネーブル信号を受信した比較器２４は上記の比較動作を実行し、比較電力よりも電力が小さければ、セレクタ２７に切替え信号を送出する。セレクタ２７は比較器２４からの切替え信号にしたがって、メモリ２６に保存されている前回のゲインの値＋４ｄＢの大雑把なゲインの値をダイレクトコンバージョン受信機１に入力する。
【００３０】
同時に、ゲイン計算部２５では入力された電力を使ってゲインの計算を行う。ゲイン計算部２５はゲインの計算が終わると、正しいゲイン値をセレクタ２７に出力する。また同時に、ゲイン計算部２５は比較器２４へのイネーブル信号を取下げる。比較器２４はイネーブル信号が取下げられるので、セレクタ２７の切替え信号を取下げる。
【００３１】
セレクタ２７は切替え信号が取下げられるので、ゲイン計算部２５の出力の正しいゲインの値をダイレクトコンバージョン受信機１に設定する。次に、ゲイン計算部２５は制御ゲイン＋４ｄＢの値を計算し、その大雑把なゲインの値をメモリ２６に書込む。
【００３２】
一方、大きなゲインの変化がない時、今回の電力が比較電力以上あると判断すると、無線通信装置は図３に示す動作を行う。電力計算部２３で計算された電力はゲイン計算部２５及び比較器２４に入力される。電力がゲイン計算部２５に入力されると、ゲイン計算部２５はイネーブル信号を比較器２４に出力する。
【００３３】
イネーブル信号を受信した比較器２４は比較を実行し、比較電力よりも電力が小さければ、セレクタ２７に切替え信号を送出するが、今回、電力が比較電力よりも小さくないので、比較器２４はセレクタ２７に切替え信号を送出しない。セレクタ２７は切替えを行わず、前回設定されたゲイン値をダイレクトコンバージョン受信機１に送付し続ける。
【００３４】
また同時に、ゲイン計算部２５では入力された電力を使ってゲインの計算を行う。ゲイン計算部２５はゲインの計算が終わると、正しいゲイン値をセレクタ２７に出力する。セレクタ２７ではゲイン計算部２５の出力を選択しているので、直ちにダイレクトコンバージョン受信機１へ計算されたゲイン値を設定する。これと同時に、ゲイン計算部２５は比較器２４へのイネーブル信号を取下げる。比較器２４はイネーブル信号が取下げられるので、セレクタ２７への切替え信号を取下げる。
【００３５】
今回、セレクタ２７に切替え信号が送出されていないので、セレクタ２７は変化しない。次に、ゲイン計算部２５は制御ゲイン＋４ｄＢの値を計算し、その大雑把なゲインの値をメモリ２６に書込む。
【００３６】
図４は図１のダイレクトコンバージョン受信機１に組込まれているゲインコントロール部におけるグリッジノイズの発生を示す図であり、図５は本発明の一実施例による自動利得制御方法を実施した時のグリッジノイズの発生を示す図である。
【００３７】
上述したダイレクトコンバージョン受信機１に組込まれているゲインコントロール部（高周波増幅器１１や既定帯域増幅器１６ａ，１６ｂ、及びゲイン制御器１７）は大きなゲインの変化があった時に、図４に示すように、大きなグリッジノイズが発生し、さらに収束にも時間がかかる特性を持つことが知られている。このため、無線通信装置では無受信期間等を設け、グリッジノイズが発生する時に受信動作を行わない等の処置がとられている。
【００３８】
このようなグリッジノイズの大きさは、一般的に、ゲインの変化量にほぼ比例して大きくなる。よって、本発明の一実施例による自動利得制御方法を実施してゲインの量及び設定時間を分割して制御すると、図５に示すように、グリッジノイズ及び収束時間を低減することが期待でき、それによって、無受信期間の短縮を実現することができる。
【００３９】
また、ｄＢで制御する時にはグリッジノイズの大きさがＥｘｐ特性で変化するので、ゲインをｄＢで設定している時には、さらにグリッジノイズ及び収束時間を低減することが期待でき、それによって、より大幅な無受信期間の短縮を実現することができる。
【００４０】
このように、本実施例では、無受信期間の短縮を行うためにゲインを分割し、さらに時間差を持たせて、複数のゲインの値をダイレクトコンバージョン受信機１に設定することによって、グリッジノイズ及び収束時間の低減と無受信期間の短縮とを図ることができる。
【００４１】
上述したように、本実施例では、前回のゲイン値＋４ｄＢの大雑把なゲインの値を計算してメモリ２６に保存しているが、この値は任意の値で良い。同様に、比較器２４に入力される閾値としては、前回の電力＋６ｄＢの値のように、任意の値でもよい。
【００４２】
また、例えば、メモリ２６に保存されている値が前回のゲイン値＋６ｄＢの場合、閾値を前回の電力＋６ｄＢとするように、閾値とメモリ２６に保存されている変化量とを同じ値としても、上記と同様の効果が期待できる。
【００４３】
さらに、上述した本実施例では、ゲイン変化量での正の方向への制御しか行っていないが、ゲイン変化量での負の方向への制御を行っても、上記と同様の効果が得られる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、ダイレクトコンバージョン受信機を用いる無線通信装置において、ダイレクトコンバージョン受信機へのゲインを分割した複数のゲインの値各々を異なるタイミングでダイレクトコンバージョン受信機に設定することによって、グリッジノイズ及び収束時間の低減と無受信期間の短縮とを図ることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による無線通信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施例による自動利得制御方法を示す図である。
【図３】本発明の一実施例による自動利得制御方法を示す図である。
【図４】図１のダイレクトコンバージョン受信機に組込まれているゲインコントロール部におけるグリッジノイズの発生を示す図である。
【図５】本発明の一実施例による自動利得制御方法を実施した時のグリッジノイズの発生を示す図である。
【符号の説明】
１  ダイレクトコンバージョン受信機
１１  高周波増幅器
１２ａ，１２ｂ  直交ミキサ
１３  局部発信器
１４  ９０°移相器
１５ａ，１５ｂ  ＬＰＦ
１６ａ，１６ｂ  既定帯域増幅器
１７  ゲイン制御器
２１  アンテナ
２２ａ，２２ｂ  Ａ／Ｄ変換部
２３  電力計算部
２４  比較器
２５  ゲイン計算部
２６  メモリ
２７  セレクタ
【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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