(57)【要約】【課題】無線ＬＡＮなどで、信号レベルの変化が大きいＯＦＤＭ変調方式の受信信号を、高速にかつ高精度にゲイン調整することが困難である。【解決手段】Ｉ信号とＱ信号のそれぞれを、その入力レンジに対し出力レンジが非線形圧縮された信号に変換する非線形変換手段としてのＲＳＳＩ回路２０と、その出力に基づくＩ信号やＱ信号の信号レベルに応じて一意に決められる特定ゲイン値Ｇ１に、入力した受信信号のゲインを調整するゲイン調整回路としてのcoarse ＶＧＡ（５Ｉと５Ｑ）とを有する。【選択図】図１
2005130203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信信号の信号レベルに応じて当該受信信号のゲインを調整する機能を備える受信装置であって、
入力した受信信号を、その入力レンジに対し出力レンジが非線形圧縮された信号に変換する非線形変換手段と、
前記非線形変換手段の出力に基づく受信信号の信号レベルに応じて一意に決められる特定ゲイン値に、前記入力した受信信号のゲインを調整するゲイン調整回路と、
を有する受信装置。
【請求項２】
前記非線形変換手段は、ログスケール対応の入力レンジで受信信号を受けて、その受信信号レベルをリニアスケールで表示するログ変換回路からなる
請求項１に記載の受信装置。
【請求項３】
前記特定ゲイン値に対して一意に決められるオフセットキャンセル値を受信信号に加算するオフセット調整回路を有する
請求項１に記載の受信装置。
【請求項４】
第１および第２のゲイン調整回路、ならびに、第１および第２のオフセット調整回路を有し、
前記第１のゲイン調整回路が、前記特定ゲイン値に受信信号のゲインを粗調整し、
前記第１のオフセット調整回路が、前記特定ゲイン値に対して一意に決められるオフセットキャンセル値を受信信号に加算して、その直流オフセットを粗調整し、
前記第２のゲイン調整回路と前記第２のオフセット調整回路が、粗調整後の受信信号レベルと直流オフセットの各値に基づいて、粗調整後の受信信号のゲインと直流オフセットのそれぞれを微調整する
請求項１に記載の受信装置。
【請求項５】
前記ゲイン調整後の受信信号をＡＤ変換してディジタル信号処理を施す後段回路と、
前記ゲイン調整およびオフセット調整のための調整信号を発生させる調整信号発生回路と、を有し、
前記調整信号発生回路は、前記後段回路に入力される前のアナログ信号である前記粗調整後の受信信号を入力し、その粗調整後の受信信号レベルに応じて微調整用のゲイン調整信号を発生させ、発生させたゲイン調整信号を前記第２のゲイン調整回路に出力し、前記入力した粗調整後の受信信号から直流オフセット値を検出し当該直流オフセット値の極性を反転させて微調整用のオフセットキャンセル値を発生させ、発生させた微調整用のオフセットキャンセル値を前記第２のオフセット調整回路に出力する
請求項４に記載の受信装置。
【請求項６】
複数のアンテナそれぞれから無線信号を受信可能に構成され、
前記非線形変換手段の出力に基づいて信号レベルがより強いアンテナからの受信信号を選択し、当該選択した受信信号に対し、前記非線形変換手段の出力に基づいたゲインの調整を行う
請求項１に記載の受信装置。
【請求項７】
無線搬送波と同じ周波数の受信信号をダイレクトに直交検波してベースバンドのＩ信号とＱ信号に分離し、Ｉ信号とＱ信号のそれぞれに対し、前記非線形変換手段の出力に基づいたゲインの調整を行う
請求項１に記載の受信装置。
【請求項８】
無線搬送波と同じ周波数の受信信号をダイレクトに直交検波してベースバンドのＩ信号とＱ信号に分離し、Ｉ信号とＱ信号のそれぞれに対し、前記非線形変換手段の出力に基づいたゲインの調整と、当該特定ゲイン値に応じた前記直流オフセットの調整とを行う
請求項３に記載の受信装置。
【請求項９】
前記ゲイン調整信号およびオフセット調整信号を発生させる調整信号発生回路を有し、
当該調整信号発生回路が、前記オフセットキャンセル値を設定し前記オフセット調整信号として出力する機能を有し、入力される制御信号に応じて前記特定ゲイン値が変更されたとき、出力する調整信号を、変更後の目標値に対応した新たなゲイン調整信号と新たなオフセット調整信号に切り替えて、それぞれ前記ゲイン調整回路と前記オフセット調整回路に出力する
請求項３に記載の受信装置。
【請求項１０】
前記オフセットキャンセル値を前記特定ゲイン値ごとに保持したテーブルを有し、
信号受信に先立つキャリブレーション時に、特定ゲイン値ごとに、当該特定ゲイン値を前記ゲイン調整回路に与えたときに、その出力信号の直流オフセットが最も小さくなるオフセットキャンセル値を検出し、検出したオフセットキャンセル値を前記テーブルに格納する
請求項３に記載の受信装置。
【請求項１１】
前記ゲイン調整後の受信信号をＡＤ変換してディジタル信号処理を施す後段回路を有し、
前記受信信号のゲイン調整を、前記ＡＤ変換を行うＡＤコンバータの入力レンジを超えない範囲で行い、
信号受信の待機時から前記受信信号のゲイン調整の途中まで、前記ＡＤコンバータを含む前記後段回路の少なくとも一部の機能を停止または休止させる電源供給制御のモードを備える
請求項１に記載の受信装置。
【請求項１２】
受信信号の信号レベルに応じて当該受信信号のゲインを調整する機能を備える受信装置であって、
入力した受信信号の信号レベルを検出する信号レベル検出手段を有し、
前記信号レベル検出手段が検出した受信信号の信号レベルに応じて一意に決められる値に受信信号のゲインと直流オフセットの粗調整を行い、粗調整の結果に応じた値に前記ゲインと前記直流オフセットの微調整を行う
受信装置。
【請求項１３】
前記受信信号の信号レベルに応じた特定ゲイン値に対して一意に決まるオフセットキャンセル値を求め、
前記特定ゲイン値と前記求めたオフセットキャンセル値に応じて前記粗調整を行う
請求項１２に記載の受信装置。
【請求項１４】
前記ゲインと直流オフセットが微調整された後の信号をＡＤ変換するＡＤコンバータを有し、
前記粗調整では、前記ＡＤコンバータを超えない範囲でゲイン調整を行い、
粗調整後の受信信号レベルと直流オフセットを検出し、当該検出された受信信号レベルと直流オフセットに応じて前記微調整を行う
請求項１２に記載の受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば無線ＬＡＮなどの用途に用いられ、とくに受信信号のゲイン制御を高速かつ高精度で行う受信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通信分野では、一般に、通信機器同士の距離に応じて受信信号の電界強度が変化することから受信装置内に受信信号の増幅利得（ゲイン）を調整する機能を有している。通信機器に用いられる最も典型的なゲイン調整回路は、検波器の入力レベルまたは出力レベルを測定し、その測定したレベルによってゲインをフィードバック制御し、これによって検波器の入力レベルを目標値にするように動作させるものである。このときゲイン調整範囲が狭いと、受信可能な信号のダイナミックレンジを広くできないことが原因で送信出力が限定され、あるいは、受信信号の品質が低下するなどの不具合が生じる。したがって、これらの不具合を防止するためには、広いゲイン調整範囲の確保が必要である。
【０００３】
また、移動体通信の分野では、電波を受信しながら幾つものセル間を受信装置が移動するため、時々刻々と受信信号の電界強度が変化する。その受信電界強度の変化は、移動体（受信装置）の速度や搬送波周波数が高ければ高いほど顕著である。このため、とくに高周波の移動体通信では、受信電界強度の変化に対応し、ある程度高速で、かつ、範囲が広いゲイン調整が要求される。
さらに、無線ＬＡＮなどの分野では、野外での複雑なマルチパス環境に強いＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)等の変調方式が用いられ、そのような変調方式の受信機で送信データを正しく受信するためには、より一層、高速かつ広範囲なゲイン調整を行うことが要求される。これに加えて、ＯＦＤＭ変調を用いた通信では高いゲイン精度、すなわち受信信号レベルを高精度で制御することも要求される。
【０００４】
ＯＦＤＭ変調方式を用いた受信機器では、ある受信信号区間、たとえばパケット内のデータブロック内でゲインが変更されると、１パケットで２つのゲインのデータが混在することになり、後段のベースバンド処理回路に入力されるＡＤコンバータのパケットデータ出力値が途中変更される結果、ベースバンド処理回路内で高速フーリエ変換（ＦＦＴ）が正しくできなくなる。したがって、パケットのデータブロックまでにゲイン調整処理を完了しておかなくてはならない。通常、ＯＦＤＭ信号のパケットには、データブロックに先立って同期をとるための信号区間（プリアンブル）が存在し、ゲイン調整は、このプリアンブルで行う必要がある。ところが、たとえば無線ＬＡＮの場合、プリアンブルの時間は８μ秒と短く、その中で同期確立のために必要な時間を除くと、ゲイン調整に割り当て可能な時間は最大でも４μ秒程度と非常に短い。
このような高速ゲイン調整が要求される通信方式では、前述したように検波器の入力レベルまたは出力レベルを検出しながらフィードバック制御を行うゲイン調整方法の適用は困難である。
【０００５】
ＯＦＤＭ変調方式の通信は、連続した周波数帯域の多数のサブキャリアに分散してデータを搬送するマルチキャリア変調方式の一種である。一般に、マルチキャリア受信信号は、シングルキャリア受信信号に比べると、マルチパスの影響で位相が異なる信号がより複雑に多重化されている。この影響と、さらには空間（あるいはアンテナ）ダイバーシティで複数のアンテナを頻繁に切り換えることの影響とにより、ＯＦＤＭ受信信号は、同期をとって１つの信号に復調するまでは信号レベルの変動が大きく、そのために受信信号の入力レンジを広くする必要がある。また、受信信号の大きな変動のために、それを量子化するＡＤコンバータが飽和しやすく、これがＯＦＤＭ復調で重要な信号レベルの直線性を損なうおそれがある。
【０００６】
そこで、受信信号レベルを複数のレンジに分けて検出し、その検出レンジに応じて受信信号をゲイン調整の前に予め減衰させ、ＡＤコンバータが飽和しないようにする受信装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００７】
ところが、この特許文献１に記載された技術は、受信信号レベルを検出するＩＦレベル検出器の入力レンジを超えた過大なレベルの受信信号が入力された場合、そのＩＦレベル検出器で受信信号レベルのレンジ決定ができなくなる可能性がある。
また、ＡＤコンバータの出力をモニタして最終的な受信信号レベルとするための制御量を決定するフィードバック制御であり、フィードバックによる時間ロスのためゲイン制御の応答性が悪い。しかも、最初の入力レンジ検出に応じたゲイン制御（粗調整）が、特許文献１に記載された実施例では３段階でそれぞれ２０ｄＢと粗く、高いゲイン精度を得るためには、ＡＤコンバータの出力をモニタして行うフィードバック制御の回数を増やす必要があると考えられる。以上の理由により、特許文献１に記載のゲイン調整方法は、ＯＦＤＭ信号の受信処理などで、たとえば４μ秒以内の短い時間で精度が高いゲイン調整を安定して行うには無理がある。
【０００８】
また、ＯＦＤＭ信号の受信処理時に、とくに直交検波時のミキサでのＶＣＯ発振信号の受信信号入力端側への洩れ、さらには、各回路を構成する素子の不整合などの理由により、受信信号に直流（ＤＣ）オフセットが発生するという問題がある。ＯＦＤＭ変調方式ではＤＣオフセットレベルの影響が高い中央の周波数近傍のサブキャリアは用いないように規定されている。ところが、たとえば、周波数が高いままの受信信号（無線信号）を、その搬送波（キャリア）と同じ程度のＶＣＯ発振信号を用いてダイレクトに検波およびダウンコンバートするダイレクトコンバージョン方式において、高い周波数信号はそれ自体で洩れやすく、また周波数が高いと素子不整合の影響が大きくなる。そのため、ダイレクトコンバージョン方式は通常のコンバージョン方式と比較すると、より大きいＤＣオフセットが生じやすい方式である。受信信号のＤＣオフセットが大きいと後段のＯＦＤＭ復調が正しくできないことがあることから、ゲイン調整と同時に、ＤＣオフセットの除去も高速かつ高精度に行う必要がある。しかし、短時間のゲイン調整期間で直流オフセット調整を同時に行う受信装置の実現は難しいというのが実情である。
【特許文献１】特開２００３−０４６３５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
解決しようとする第１の問題点は、信号レベルの変化が大きい受信信号を、高速にかつ高精度にゲイン調整する受信装置の実現が難しいことである。また、解決しようとする第２の問題点は、ゲイン調整と直流オフセット調整をともに高速かつ高精度に行う受信装置の実現が難しいことである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明にかかる受信装置は、上記第１の問題点を解決するためのものであり、受信信号の信号レベルに応じて当該受信信号のゲインを調整する機能を備える受信装置であって、入力した受信信号を、その入力レンジに対し出力レンジが非線形圧縮された信号に変換する非線形変換手段と、前記非線形変換手段の出力に基づく受信信号の信号レベルに応じて一意に決められる特定ゲイン値に、前記入力した受信信号のゲインを調整するゲイン調整回路と、を有する。
【００１１】
本発明の受信装置は、好適に、前記特定ゲイン値に対して一意に決められるオフセットキャンセル値を受信信号に加算するオフセット調整回路を有する。
あるいは、好適に、第１および第２のゲイン調整回路、ならびに、第１および第２のオフセット調整回路を有し、前記第１のゲイン調整回路が、前記特定ゲイン値に受信信号のゲインを粗調整し、前記第１のオフセット調整回路が、前記特定ゲイン値に対して一意に決められるオフセットキャンセル値を受信信号に加算して、その直流オフセットを粗調整し、前記第２のゲイン調整回路と前記第２のオフセット調整回路が、粗調整後の受信信号レベルと直流オフセットの各値に基づいて、粗調整後の受信信号のゲインと直流オフセットのそれぞれを微調整する。
【００１２】
このような構成の受信装置によれば、受信信号が非線形変換手段に入力されると、その出力に基づく受信信号レベルが、非線形変換手段の非線形性に応じたスケールで表示される。たとえば、非線形変換手段の入力がログスケール対応で出力がリニアスケール対応の場合、その出力に基づく受信信号レベルはリニアスケール上でのデシベル表示となる。本発明では、非線形変換手段の出力に基づく受信信号レベルに対して特定ゲイン値が１対１に関係付けられており、したがって、受信信号レベルがわかれば、それに対応する特定ゲイン値が一意に決まる。そこで、本発明では、この特定ゲイン値にゲイン調整回路のゲインを設定する。特定ゲイン値は予め決められ、回路ばらつきや環境変化など、その時々で異なるような変動要因を考慮できない。したがって、特定ゲイン値は、最終的に得たい信号レベルを保証するものではない。ところが、これらの要因による信号レベルの変動は、全体の信号レベル変動に対する割合としては小さいものである。そのため、特定ゲイン値で制御したゲイン調整回路から出力された受信信号のレベルは、所望のレベルの近似値となる。このゲイン調整は、ゲイン調整回路より後段で受信信号レベルを検出して前段のゲイン調整回路の制御量を決めるフィードバック制御でないことから、受信信号が当該受信装置に入力されてから短い時間で、ゲイン調整回路による受信信号のレベル調整が終了する。
【００１３】
本発明にかかる他の受信装置は、前記第２の問題点を解決するためのものであり、受信信号の信号レベルに応じて当該受信信号のゲインを調整する機能を備える受信装置であって、入力した受信信号の信号レベルを検出する信号レベル検出手段を有し、前記信号レベル検出手段が検出した受信信号の信号レベルに応じて一意に決められる値に受信信号のゲインと直流オフセットの粗調整を行い、粗調整の結果に応じた値に前記ゲインと前記直流オフセットの微調整を行う。
【００１４】
上記他の構成の受信装置では、ゲインの粗調整が前述した特定ゲイン値を用いて実行され、微調整がフィードバック制御で実行される。信号レベルの精度を高めるには、このように前述したフィードバック制御が必要となる。この受信装置では、特定ゲイン値を用いた粗調整で所望の受信信号レベルの近似値が得られることから、つぎの微調整の調整範囲を狭くしてもレンジオーバが起こらない。また、粗調整の精度を高くでき微調整の調整範囲を狭くすると、微調整用の第２のゲイン調整回路の出力側で受信信号レベルを検出する際に検出感度を高くできる。さらに、粗調整により早い段階で大まかなゲイン調整が終了することになるが、そのときのゲイン調整量を後段回路の入力レンジに適合させたものとすると、受信信号レベルが後段回路の入力レンジを超えない。
一方、直流オフセットの調整は、オフセット調整回路により粗調整と微調整の２段階で実行される。粗調整では、特定ゲイン値に応じて一意に決まるオフセットキャンセル値を用いる。粗調整後のオフセット調整回路の出力で直流オフセットを検出し、その検出値に応じて微調整が行われる。このようなオフセット調整は、ゲイン調整の場合と同様に、粗調整は予め一意に決められる値を用い、微調整のみフィードバック制御を行うことから、短い時間の粗調整で大まかなオフセットキャンセルが終了し、粗調整後の受信信号に対し高い検出感度で直流オフセットが検出され、その検出値により微調整が実行される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の受信装置によれば、非線形変換手段を用いて強度検出の入力レンジを広くでき、そのために受信信号の信号レベルが入力レンジ不足で歪むことがない。ゲイン調整は、それぞれがある範囲をもつ幾つかのレンジを切り替えるのではなく、非線形変換手段からの出力に応じて一意に決められる特定ゲイン値に制御される。このため、所望の信号レベルの近似値に短い時間でゲインを調整できる。
本発明の他の受信装置によれば、受信信号レベルに応じて一意に決められる特定ゲイン値にゲインが粗調整され、特定ゲイン値に応じて一意に決められるオフセットキャンセル値で直流オフセットの粗調整がなされる。そのため、ゲインおよび直流オフセットが所望の値の近似値に高速に調整される。その結果、粗調整後の受信信号の検出感度を高くでき、この検出値を用いた微調整でゲインおよび直流オフセットを所望の値に高精度で制御できる。言い換えると、当該他の構成の受信装置は、粗調整と微調整の２段階制御であるにもかかわらず短いトータル時間で高精度なゲインと直流オフセットの調整を同時に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を、ダイレクトコンバージョンを行うＯＦＤＭ変調方式の受信装置（以下、単に「ＯＦＤＭ受信装置」という）を例とし、図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は、ＯＦＤＭ受信装置のブロック図である。
図１に示すＯＦＤＭ受信装置は、アンテナ（ＡＮＴ）１、ローノイズアンプ（ＬＮＡ）２、ミキサ（ＭＩＸＥＲ）３Ｉと３Ｑ、フィルタ（ＦＩＬＴＥＲ）４Ｉと４Ｑ、第１のゲイン調整回路としてのコース・ゲイン可変アンプ（coarse ＶＧＡ）５Ｉと５Ｑ、第１のオフセット調整回路としての粗調整用の加算器６Ｉと６Ｑ、第２のゲイン調整回路としてのファイン・ゲイン可変アンプ（fine ＶＧＡ）７Ｉと７Ｑ、第２のオフセット調整回路としての微調整用の加算器８Ｉと８Ｑ、受信信号を量子化するためのデータ用アナログ−ディジタル・コンバータ（データＡＤＣ）９Ｉと９Ｑ、および、ベースバンド処理回路１０を有する。
【００１８】
アンテナ１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）に搬送されて飛来する高周波信号を受信する。無線ＬＡＮを例にとると、アンテナ１の受信信号は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂに準拠したものでは２．４ＧＨｚ帯のキャリアに搬送され、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２．４ＧＨｚ帯または５ＧＨｚ帯で、所定間隔で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して搬送される。したがって、アンテナ１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。
【００１９】
２．４ＧＨｚ帯または５ＧＨｚ帯と高い周波数の受信信号は、最初に、ＬＮＡ２により信号レベルが増幅または減衰され、２つのミキサ３Ｉと３Ｑの一方側の入力にそれぞれ送られる。２つのミキサ３Ｉと３Ｑの他方側の入力に、局部発振器（たとえば電圧制御発振器：ＶＣＯ）１１の発振信号が印加される。各ミキサは、２つの入力信号（受信信号と発振信号）を混合することにより、その２つの入力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する。図１ではＶＣＯ１１は２つのミキサ３Ｉと３Ｑに共通に設けられているが、Ｉ−Ｑ平面上で互いに直交する位相差（９０度位相差）の発振信号を生成する２つのＶＣＯを用いてもよい。なお、図１に示すようにＶＣＯ１１が共通の構成では、図示を省略した移相器がミキサ３Ｉと３Ｑの一方側に設けられ、その移相器の出力がミキサ３Ｉまたは３Ｑに出力される。そのため、ミキサ３Ｉから受信信号の同相成分（In-phase）の信号：Ｉ信号が出力され、ミキサ３Ｑから受信信号の直交成分（Quadrature）の信号：Ｑ信号が出力される。
【００２０】
図１に示すダイレクトコンバージョン方式のＯＦＤＭ受信装置では、これら２つのミキサ３Ｉと３Ｑ、ＶＣＯ１１（および不図示の移相器）により、直交周波数逓降変換器（quadrature downconverter）が構成されている。また、ダイレクトコンバージョン方式では、ＶＣＯ１１の発振周波数が受信信号のキャリアとほぼ同じ２．４ＧＨｚ帯または５ＧＨｚ帯の周波数となっており、そのため、直交周波数逓降変換器によって、高周波の受信信号からベースバンドのＩ信号とＱ信号がダイレクトに検波される。あるいは、ＶＣＯ１１の発振周波数がキャリア周波数より若干低い周波数に設定され、その場合、高周波の受信信号から中間周波数のベースバンドのＩ信号とＱ信号（ゼロＩＦ信号）がダイレクトに検波される。
【００２１】
なお、ＬＮＡは固定ゲインであってもよいが、ここではゲインが可変のＬＮＡ２が用いられ、固定ゲインと可変ゲインの切り替えが可能になっている。また、図１ではアンテナ１とＬＮＡ２はそれぞれ１つずつ設けられているが、ダイバーシティ動作を行うためには、後述するように、アンテナとＬＮＡをそれぞれ複数備えるように構成される。
【００２２】
ミキサ３Ｉから出力されるＩ信号の経路には、前述したフィルタ４Ｉ、coarse ＶＧＡ（第１のゲイン調整回路）５Ｉ、加算器（第１のオフセット調整回路）６Ｉ、fine ＶＧＡ（第２のゲイン調整回路）７Ｉ、加算器（第２のオフセット調整回路）８Ｉ、および、データＡＤＣ９Ｉが、ベースバンド処理回路１０に向かってこの順で直列に接続されている。同様に、ミキサ３Ｑから出力されるＱ信号の経路には、前述したフィルタ４Ｑ、coarse ＶＧＡ（第１のゲイン調整回路）５Ｑ、加算器（第１のオフセット調整回路）６Ｑ、fine ＶＧＡ（第２のゲイン調整回路）７Ｑ、加算器（第２のオフセット調整回路）８Ｑ、および、データＡＤＣ９Ｑが、ベースバンド処理回路１０に向かってこの順で直列に接続されている。
【００２３】
つぎに、ゲインとＤＣオフセットの調整回路の基本的な動作を簡単に説明する。
フィルタ４Ｉと４Ｑはローパスフィルタであり、Ｉ信号およびＱ信号に含まれる隣接チャネルの信号、高調波などの不要雑音を除去する。
フィルタ４ＩからのＩ信号はcoarse ＶＧＡ５Ｉに送られ、フィルタ４ＱからのＱ信号はcoarse ＶＧＡ５Ｑに送られる。これらのcoarse ＶＧＡ５Ｉと５Ｑで、それぞれ独立に、あるいは一括して、Ｉ信号とＱ信号のゲインが粗調整される。
ゲインが粗調整された後のＩ信号は加算器６Ｉの一方側の入力に印加され、ゲインが粗調整された後のＱ信号は加算器６Ｑの一方側の入力に印加される。加算器６Ｉと６Ｑの他方側の各入力に、それぞれ独立にあるいは一括して設定された粗調整用のオフセットキャンセル値（直流電圧値）ＣＩ１またはＣＱ１が入力される。そのため、加算器６Ｉから出力されるＩ信号、加算器６Ｑから出力されるＱ信号は、それぞれ、直流（ＤＣ）オフセット（理想ベースバンド信号に対する直流電圧のずれ）がある程度まで抑圧された信号となる。
【００２４】
このようにしてゲインと直流オフセットが粗調整された信号のうちＩ信号はfine ＶＧＡ７Ｉに送られ、Ｑ信号はfine ＶＧＡ７Ｑに送られ、それぞれ独立に、あるいは一括して、Ｉ信号とＱ信号のゲインが微調整され、所望のゲインとなる。
ゲインが微調整された後のＩ信号は加算器８Ｉの一方側の入力に印加され、ゲインが微調整された後のＱ信号は加算器８Ｑの一方側の入力に印加される。加算器８Ｉと９Ｑの他方側の各入力に、それぞれ独立にあるいは一括して設定された微調整用のオフセットキャンセル値ＣＩ２またはＣＱ２が入力される。そのため、加算器８Ｉから出力されるＩ信号、加算器８Ｑから出力されるＱ信号は、それぞれ、ＤＣオフセットが完全にキャンセルされ、あるいは十分に抑圧された信号となる。
【００２５】
加算器８Ｉと８Ｑから出力されたＩ信号とＱ信号は、それぞれデータＡＤＣ９Ｉと９Ｑで量子化された後、ベースバンド処理回路１０に送られる。ベースバンド処理回路１０で所定の信号処理、たとえば同期検出、ガードインターバル除去、データの等化、ＯＦＤＭ復調（高速フーリエ変換：ＦＦＴ）および誤り訂正復号などの処理が実行される。
【００２６】
このような構成のＯＦＤＭ受信装置では、上記したようにＩ信号とＱ信号のゲインとＤＣオフセットを、粗調整と微調整の２段階で調整する。
このとき高精度なゲイン調整を行うために、coarse ＶＧＡ５Ｉ，５Ｑで切り替え可能な最小のゲイン・ステップ幅に比べ、fine ＶＧＡ７Ｉ，７Ｑで切り替え可能な最小のゲインの切り替えステップ幅を十分に細かくする。より詳しくいうと、粗調整後のゲインを中心とした、ある程度小さい範囲に、ゲインの微調整範囲を設定し、その中を粗調整時より十分細かく、かつ、ＯＦＤＭ受信装置で必要とされる精度が達成されるステップ幅で刻むように、微調整のゲインの切り替えステップ幅を設定する。
なお、ゲイン調整範囲について、粗調整で広くする必要があるが、微調整範囲ではそれほどまでに広い必要がない。しかしゲイン調整精度は、粗調整に比べ微調整で、より高くする必要がある。また、より望ましくは、coarse ＶＧＡとfine ＶＧＡをともに、あるいは、その一方を、リニアにゲインが制御できる構成とする。
【００２７】
ところで、先の記述では、ゲインの粗調整と微調整ならびにＤＣオフセットの粗調整と微調整は、それぞれ、Ｉ信号側とＱ信号側で独立に行ってもよく、あるいは、一括して行ってもよいとした。
ただし、ゲインの粗調整のみをＩ信号とＱ信号で一括にする、あるいは、ゲインの粗調整と微調整をそれぞれＩ信号とＱ信号で一括にすると、それだけ、ゲイン調整信号の種類を少なくできる利点がある。この場合、ＤＣオフセットについては、粗調整と微調整の両方をそれぞれＩ信号とＱ信号で独立に行うようにすることが望ましい。なぜなら、ダイレクトコンバージョン方式では、Ｉ信号とＱ信号間のゲインのインバランスの程度に比べ、ＤＣオフセットのインバランスの程度が大きいことが一般的だからである。図１では、ゲインの粗調整と微調整をそれぞれＩ信号とＱ信号で一括に行い、ＤＣオフセットの粗調整と微調整をＩ信号とＱ信号で独立に行う場合を示している。
【００２８】
つぎに、ゲインとＤＣオフセットの制御系の回路構成を説明する。
本実施の形態では、このような２段階調整を高速かつ高精度に行うための手段として、図１に示すように、受信電界強度指示（ＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indicator）回路２０と、ＲＳＳＩ回路２０の出力に基づく受信信号の電界強度に応じて、ゲインおよびＤＣオフセットの各調整信号を発生させる調整信号発生部３０とを有する。
【００２９】
一般に、実効アンテナ長が一定の場合、電波を受信したアンテナ１に誘起される受信信号電圧はその受信電界強度に比例した値を有する。したがって、実効アンテナ長が一定の場合に、ＲＳＳＩ回路２０は受信信号レベルを検出する回路により構成される。本例のＲＳＳＩ回路２０は、その入力レンジに対し出力レンジが非線形圧縮された信号に変換して出力する非線形変換手段の機能を有する受信レベル検出回路から構成されている。このためＲＳＳＩ回路２０の入力レンジは、その出力レンジより広く設定されている。このようなＲＳＳＩ回路２０として、たとえばログスケール対応の入力レンジで受信信号を受けて、その受信信号のレベルをリニアスケールで表示する信号（受信レベル信号）を出力するログ変換回路を用いることができる。
【００３０】
調整信号発生部３０は、セレクタ（ＳＥＬ．）３１、測定用アナログ−ディジタル・コンバータ（測定ＡＤＣ）３２、調整信号発生回路３３、キャリブレーション回路（ＣＡＬＩＢ．）３４、および、制御回路（ＣＯＮＴ．）３５を有する。制御回路３５は、調整信号発生部３０内の他の回路の動作許可（イネーブル）、その起動、停止あるいは切り替えなどのタイミング制御を含むすべての制御をつかさどる回路であり、たとえばマイクロコンピュータなどから構成される。
【００３１】
セレクタ３１は、ＲＳＳＩ回路２０からの受信レベル信号Ｓ２０と４つの検出信号ＳＩ１，ＳＱ１，ＳＩ２，ＳＱ２を適宜入力し、制御回路３５で生成したタイミング信号に応じて、その入力した信号を切り替えて、測定ＡＤＣ３２に出力する。４つの検出信号ＳＩ１，ＳＱ１，ＳＩ２，ＳＱ２は、それぞれ、前述した４つの加算器６Ｉ，６Ｑ，８Ｉ，８Ｑの出力から分岐されたＩ信号またはＱ信号である。
【００３２】
測定ＡＤＣ３２は、セレクタ３１により選択された信号を入力し、量子化して調整信号発生回路３３に出力する。
このとき取り扱う信号に必要な精度に応じて、測定ＡＤＣ３２の量子化ビット数が規定され、一般に、ＡＤＣの量子化ビット数が大きければ、それだけ入力信号のダイナミックレンジ（入力レンジ）を広くできる。その一方で、必要以上に量子化ビット数を増やすと測定ＡＤＣ３２の回路規模が大きくなる。したがって、測定ＡＤＣ３２の入力レンジは予め適度に設定されている。この入力レンジを超える振幅変化の信号が測定ＡＤＣ３２に入力されると、測定ＡＤＣ３２の出力で信号の線形性が損なわれる。前述したＲＳＳＩ回路２０の出力レンジは、後段回路、とくに測定ＡＤＣ３２の入力レンジに適合して決められている。ＲＳＳＩ回路２０の入力レンジと出力レンジが線形である場合、その入力レンジが出力レンジと同等となるので、信号レベル変化の大きな受信信号に対応できない。
そこで、本実施の形態では、ＲＳＳＩ回路２０に非線形変換手段の機能をもたせ、出力レンジを一定としながら入力レンジの拡大を図っている。その非線形変換特性は、当該ＯＦＤＭ受信装置を用いた通信システムでの受信信号レベルの最大変化幅と、後段回路、とくに測定ＡＤＣ３２の入力レンジを考慮して最適化されている。
【００３３】
調整信号発生回路３３は、測定ＡＤＣからの出力に基づいて受信信号のレベルを検出する機能を有する。このとき調整信号発生回路３３は、たとえば受信信号のピーク値または平均値を測定することによって受信信号レベルを検出する。また、調整信号発生回路３３は、検出した受信信号レベルに基づいて、制御回路３５で生成したタイミング信号に応じた各タイミングで各種調整信号ＡＳを演算により、あるいは、テーブル参照により発生させる回路である。調整信号ＡＳは、ＬＮＡ２のゲイン、coarse ＶＧＡ５Ｉ，５Ｑの共通ゲインＧ１、fine ＶＧＡ７Ｉ，７Ｑの共通ゲインＧ２、および、４つの加算器６Ｉ，６Ｑ，８Ｉ，８Ｑの各他方側入力に供給されるオフセットキャンセル値ＣＩ１，ＣＱ１，ＣＩ２，ＣＱ２から構成される。
キャリブレーション回路３４は、粗調整に関する調整信号をテーブル参照により求める場合に必要となる回路であり、すべての調整信号ＡＳを演算により求める場合は省略可能である。
【００３４】
つぎに、前述したゲインとＤＣオフセットの調整時に、このような構成のＲＳＳＩ回路２０と調整信号発生部３０を用いて行う制御動作を説明する。
受信に先立ってキャリブレーションの指示があると制御回路３５が、そのイネーブル信号をキャリブレーション（ＣＡＬＩＢ．）回路３４に出力し、キャリブレーション動作が開始される。以後、制御回路３５は、キャリブレーションの所定のシーケンスに従ったタイミングで、他の回路２０，３１，３２，３３，３４を制御する。
キャリブレーションの目的は、調整信号発生回路（ＡＳ−ＧＥＮ．）３３内に保持されるテーブル（ＴＡＢＬＥ）３３Ａを作成することである。テーブル３３Ａは、入力信号レベルごとに、粗調整用の共通ゲインＧ１と、オフセットキャンセル値ＣＩ１，ＣＱ１とを保存するものである。キャリブレーション回路３４は、共通ゲインＧ１をスキャンする機能と、共通ゲインＧ１の各値を固定した状態でオフセットキャンセル値ＣＩ１とＣＱ１の各値を独立にスキャンする機能とを有する。なお、共通ゲインＧ１の値が本発明の「特定ゲイン値」に相当する。
【００３５】
動作が開始されると入力レベルに対する粗調整ゲインの値（特定ゲイン値）を決めるために、電力が既知のキャリブレーション信号をＬＮＡ２に供給する。その信号がＲＳＳＩ回路２０で変換され、セレクタ３１で選択され、さらに測定ＡＤＣ３２で量子化されてディジタルの受信レベル信号が生じ、そのディジタル値を調整信号発生回路３３が読み取ることにより受信信号レベルを検出する。この既知の電力に対する最適な粗調整ゲインは一意に決まることから、受信信号レベルのディジタル値に対しての粗調整用の特定ゲイン値をテーブル３３Ａに保持させる。以後キャリブレーション信号の電力を変化させながら上記操作を繰り返すと、受信信号レベルのディジタル値と粗調整用の特定ゲイン値の対応関係が求まる。なお、この対応関係をＬＮＡ２のゲインＧ０ごとに求めてよい。
【００３６】
あるいは、受信信号レベルのディジタル値に対する粗調整用の特定ゲイン値が予め確定しており調整不要な場合には上記キャリブレーションを実施する必要はなく、このデータをＲＯＭ化してテーブルを生成しておけばよい。また、ＲＯＭの代わりにＲＡＭ化して最適なテーブルを変更できるようにしてもよい。
【００３７】
つぎに、共通ゲインＧ１の設定値ごとに、それに対応するオフセットキャンセル値ＣＩ１，ＣＱ１をキャリブレーションによって求める。詳細には、まずＬＰＦ４Ｉの入力を短絡し、coarse ＶＧＡ５Ｉの共通ゲインＧ１を固定する。そして、検出信号ＳＩ１のオフセットが最小になるように粗調整用のオフセットキャンセル信号ＣＩ１を調整して、その値をテーブル３３Ａに保存する。つぎに、共通ゲインＧ１の値を変えて、同様に検出信号ＳＩ１のオフセット値が最小になるようにオフセットキャンセル信号ＣＩ１を調整して、その値をテーブル３３Ａの別の場所に保存することを共通ゲインＧ１の値ごとに繰り返す。この操作をＱ信号側のcoarse ＶＧＡ５Ｑでも同様に実行して、coarse ＶＧＡ５Ｉ，５Ｑそれぞれに共通ゲインＧ１ごとのオフセットキャンセル値のテーブルを生成する。
あるいは、全ての共通ゲインＧ１の値ごとにテーブルを生成せずに、間引いた共通ゲインＧ１ごとのオフセットキャンセルテーブルを生成して、間引かれた共通ゲインＧ１に対するオフセットキャンセル値は生成したオフセットキャンセルテーブルから補完した値を用いるようにしてもよい。
【００３８】
キャリブレーションが終了すると、当該受信装置は受信感度、たとえばＬＮＡのゲイン０を最も上げた状態で電波の飛来を待機する。
受信状態になりＲＳＳＩ回路２０が一定レベル以上の受信信号を検知すると、その情報が制御回路３５に送られる。制御回路３５は、この情報により受信を開始するタイミングを得て、以後、セレクタ３１の切り替え、Ｉ信号とＱ信号の測定ＡＤＣ３２でのサンプリングの動作および切り替えのタイミング、粗調整と微調整の切り替え、ゲインとオフセット調整の切り替え、および、これらの組み合わせ制御の切り替えなどの各種動作のタイミング信号を生成し、所定のシーケンスに従って必要な回路に出力することで受信動作全体を制御する。
【００３９】
まず、粗調整を固有の一定区間内で実行する。
この粗調整の目的は、後段の微調整用fine ＶＧＡ７Ｉ，７Ｑの入力レベルが過大で飽和しない、あるいは、過小にならず、fine ＶＧＡ７Ｉ，７Ｑが正確に調整できる範囲にcoarse ＶＧＡ５Ｉ，５Ｑの各出力を収めることにある。実行する内容は、受信信号をＲＳＳＩ回路２０で非線形変換された後の受信信号レベルを調整信号発生回路３３で検出し、検出した受信信号レベルに応じてcoarse ＶＧＡのゲイン調整とＤＣオフセットの粗調整を同時に行うことである。
【００４０】
受信待機時に通常、セレクタ３１がＲＳＳＩ回路２０側入力を選択していると、受信状態になった最初にセレクタ３１の切り替えが不要である。このとき受信レベル信号Ｓ２０がセレクタ３１から出力され、これを量子化する測定ＡＤＣ３２からはディジタルの受信レベル値が出力される。つぎに調整信号発生回路３３が、入力した受信レベル値に応じて一意に決められる特定ゲイン値、すなわちＬＮＡ２のゲインＧ０と、それに対応したcoarse ＶＧＡ５Ｉ，５Ｑの共通ゲインＧ１とを設定する。ゲインＧ０および特定ゲイン値Ｇ１は、演算により求めてもよいし、また、前述したキャリブレーションで作成した内蔵のテーブル３３Ａを参照して求めてもよい。このようにして発生されたゲインＧ０がＬＮＡ２に出力され、特定ゲイン値Ｇ１がcoarse ＶＧＡ５Ｉと５Ｑに出力され、その結果、ゲインの粗調整が実行される。
本例の場合、粗調整に用いるオフセットキャンセル値ＣＩ１とＣＱ１は、この共通の特定ゲイン値Ｇ１の値に応じて一意に決められる値に設定される。この場合に調整信号発生回路３３は、設定した特定ゲイン値Ｇ１を用いた演算により、あるいは、内蔵のテーブル３３Ａを参照して粗調整用のオフセットキャンセル値ＣＩ１とＣＱ１を求める。このようにして発生された２つのオフセットキャンセル値ＣＩ１とＣＱ１は、それぞれ加算器６Ｉと６Ｑに出力され、その結果、ＤＣオフセットの粗調整が実行される。
このようにして設定された粗調整用の特定ゲイン値とオフセットキャンセル値は固定され、これにより一定区間内の粗調整が終了する。
【００４１】
つぎに、微調整を固有の一定区間で実行する。ここでは、すべての回路特性のばらつき、環境依存性変動などが加味されたデータＡＤＣ９Ｉと９Ｑに入力される直前のＩ信号とＱ信号のそれぞれに対し、ＤＣオフセットとゲインの微調整を実行する。
粗調整後のＩ信号は加算器６Ｉの出力端で検出され、粗調整後のＱ信号は加算器６Ｑの出力端で検出され、それぞれ検出信号ＳＩ１とＳＱ１としてセレクタ３１に出力される。セレクタ３１は制御回路３５に制御されて、検出信号ＳＩ１とＳＱ１を順次切り換えて測定ＡＤＣ３２に送る。測定ＡＤＣ３２からはディジタルのＩ信号とＱ信号が順次出力され、調整信号発生回路３３に入力される。
調整信号発生回路３３は、Ｉ信号とＱ信号のそれぞれでゲインの測定とＤＣオフセットの測定とを行う。ただし、信号にＤＣオフセットが残留していると、微調整のためにfine ＶＧＡ７Ｉと７Ｑに入力すべき共通ゲインＧ２の値が正しく得られない。そこで、Ｉ信号とＱ信号のＤＣオフセットを測定し、そのキャンセル値を先に求めオフセットキャンセルを実行した後、ゲインの微調整を行う。
【００４２】
ＤＣオフセットの測定は、受信信号パケット内で電圧が周期的に変化する区間で行うことができる。この区間の電圧値を積分すれば、その１周期分の積分値は理想的にはゼロになるはずであるが、回路のＤＣ的なばらつきや環境要因で、この区間にＤＣオフセットが生じている。このＤＣオフセットはデータブロックでも同様に重畳されていることから、この周期的電圧変化の区間でＤＣオフセットの測定ができる。
【００４３】
たとえば無線ＬＡＮ規格のＩＥＥＥ８０２．１１ａの場合、周期的電圧変化の区間として、ＯＦＤＭ受信信号のパケットの先頭部分にプリアンブルが存在する。その波形を、図２に示す。
図２からわかるように、プリアンブルでは０．８μ秒ごとに同じ波形が繰り返し送られてくる。この繰り返し波形の１周期を短い時間でサンプリングして、そのサンプリング値を加算する。その加算値は理想的にはゼロとなるはずであるが、現実にはゼロとならない。サンプリング時間を十分短くしたときの１周期分のサンプリング値の合計をＤＣオフセット量とみなすことができる。信号経路が異なるＩ信号とＱ信号には、独立した別のＤＣオフセットが生じている。前述したように、本実施の形態ではオフセット調整をＩ信号とＱ信号で個別に実行し、そのためには、ＤＣオフセットの測定もＩ信号とＱ信号で個別に行う必要がある。
しかし、Ｉ信号とＱ信号のＤＣオフセットを１周期ずつ順に測定すると２周期分の時間がかかることから、ここでは、動作時間短縮のためにＤＣオフセットの測定を１周期内でサンプリング時間ごとにＩ信号とＱ信号で交互に測定する。すなわち、Ｉ信号とＱ信号のそれぞれで２倍のオーバサンプリングを実行する。
【００４４】
調整信号発生回路３３に入力されるＩ信号とＱ信号はディジタルなので、シフトレジスタなどの簡単な回路を用いてＤＣオフセットの測定が可能である。調整信号発生回路３３は、測定したＤＣオフセットの極性を反転して微調整用のオフセットキャンセル値ＣＩ２とＣＱ２をＩ信号とＱ信号のそれぞれで算出し、算出したオフセット値ＣＩ２とＣＱ２をそれぞれ加算器８Ｉと８Ｑに出力する。
【００４５】
これによりオフセットが完全にキャンセルされたＩ信号とＱ信号が、再びセレクタ３１と測定ＡＤＣ３２を通って調整信号発生回路３３に入力される。調整信号発生回路３３は、それらのピーク値、ＲＭＳ値または平均値を測定し、その測定結果をもとに微調整用の共通ゲイン値Ｇ２を算出し、coarse ＶＧＡ７Ｉとfine ＶＧＡ７Ｑに出力する。
【００４６】
この微調整の区間と前述した粗調整の区間のそれぞれの長さは、一般的に、受信信号の方式（たとえば変調方式の違い）によって異なり、この方式の違いに応じて制御回路３５により制御される。
また、受信信号の方式、たとえば変調方式の違いによって受信信号の振幅の変化が異なる。したがって、ＯＦＤＭで変調された受信信号（ＯＦＤＭ受信信号）の受信レベル、特定ゲイン値Ｇ１および粗調整用のオフセットキャンセル値ＣＩ１，ＣＱ１の対応関係を保持したテーブル３３Ａは、ＯＦＤＭ受信信号固有のものである。たとえばＣＣＫ(Complementary Code Keying）方式の受信信号は、ＯＦＤＭ受信信号と比較するとピーク値の変化が小さく信号レベルが安定している。このため、とくにピーク値やＲＭＳ値により信号レベルを測定し、信号レベルに応じて得られた制御量によるゲインの最適化では、その最適値がＣＣＫとＯＦＤＭでは異なることから、方式ごとにテーブルをもつ必要がある。
【００４７】
図１に示す構成において、複数の方式に対応させるには算出式またはテーブル３３Ａを方式ごとに保持させ、たとえばベースバンド処理回路１０で検出された方式の違いに応じて、用いる算出式またはテーブルを切り替える機能を調整信号発生回路３３にもたせる。このようにすると、方式が切り替わるたびに、それに連動して前述した粗調整と微調整時の制御パラメータが動的に変更され、対応する方式に適した値にゲインとオフセットの調整への移行がスムーズに行われる。
【００４８】
また、このゲインとオフセットの調整方法は、たとえばダイバーシティ受信動作させるために複数のアンテナを有する場合でも、その切り替えを動的に変化させることで対応することができる。図３に、２つのアンテナを有する、図１の受信装置の変形例を示す。ここで、図１と共通する構成は同一符号を付して、その記述を省略する。また、基本的な調整方法は図１の場合と共通する。
図３に示す受信装置は、coarse ＶＧＡ５Ｉと５Ｑ、fine ＶＧＡ７Ｉと７ＱのそれぞれでＩ信号とＱ信号を個別にゲイン調整可能に構成されている。そのためのゲイン値としてＧＩ１，ＧＱ１，ＧＩ２およびＧＱ２が、調整信号発生回路３３から各ＶＧＡに出力される。このようにすることは図１に示す受信装置でも許容される。
【００４９】
図３に示す受信装置の特徴は、２つのアンテナ（ＡＮＴ１）１Ａとアンテナ（ＡＮＴ２）１Ｂと、それぞれのアンテナに対応したローノイズアンプ２Ａおよび２Ｂと、２つのアンテナ１Ａと１Ｂを切り替えるアンテナスイッチ４０とを有していることである。制御回路（ＣＯＮＴ．）３５は、初期段階でアンテナの切り替え制御を行う。より詳細には、２つのローノイズアンプ２Ａと２ＢのゲインＧ０ＡとＧ０Ｂを一定としたときに、検出信号ＳＩ１とＳＱ１から、アンテナスイッチ４０がオンしている一方のアンテナの受信信号のレベルを測定し、つぎに、アンテナスイッチ４０を切り替えて他方のアンテナの受信信号のレベルを測定する。そして、電界強度、たとえば受信レベルが高いほうのアンテナを選択して、その情報をアンテナスイッチ４０に送る。以後、この電界強度が高いアンテナの接続状態が維持され、前述したと同様な粗調整と微調整の２段階によるゲインとオフセットの調整が実行される。
制御回路３５は一定期間ごとに、電波を発信している基地局が切り替わるごとに、あるいは、受信電波が弱いと判断したときに、上記アンテナの切り替えと受信電界強度の測定とを適宜行って、常に、より受信電界強度または受信信号品質が高いアンテナの接続を確保する。
図３に示す受信装置は、このようなアンテナ切り替えと連動してゲインとオフセットの調整が動的に行われるため、高速かつ高精度な制御が可能である。
【００５０】
図１〜図３に示す本実施の形態にかかる受信装置では、ゲインとオフセットの調整に連動して消費電力制御を実行させることができる。つまり、受信待機状態では、データＡＤＣ９Ｉと９Ｑ以降の後段回路の少なくとも一部を停止または休止させておき、必要になった時点から起動させるようにする低消費電力モードの採用が可能である。このような消費電力制御は、本実施の形態の特徴であるゲインとオフセットの調整制御が、データＡＤＣの出力をモニタし、そのモニタ値を前段に帰還するフィードバック制御でないため応答性が高いことによる。たとえばＯＦＤＭ方式の信号受信では、各パケットのプリアンブルでゲインとオフセットの調整を行っている途中で初めて後段回路を起動させる制御を行っても、ゲインとオフセットの調整が高速であるため以後の受信動作を正常に行うことができる。
この低消費電力モードでは、さらに、その後データ受信を行っている間は、ＲＳＳＩ回路２０と調整信号発生部３０の電力供給を停止または抑制する制御を行う。
なお、このような消費電力制御は、図示を省略した電源回路と受信装置全体を制御するマイクロコンピュータとを、制御回路３５と連動させることによって実現することも可能である。
【００５１】
なお、図１と図３に共通するが、制御回路３５と全体制御用のマイクロコンピュータとを１つの構成で実現することが可能である。さらに、たとえば調整信号発生回路３３、キャリブレーション回路３４および制御回路３５の少なくとも一部の機能を、マイクロコンピュータに記述されたプログラム上で実現することも可能である。
【００５２】
本実施の形態にかかる受信装置は以下の様々な利点を有する。
第１に、受信信号レベルの変動が大きい場合でも、たとえばログ変換回路など非線形変換手段（ＲＳＳＩ回路２０）を用いることにより、広範な入力レンジで受信レベルを正しく検出できる。つまり、受信信号レベルが飽和することなく、その結果、正確なゲイン調整等ができるという利点がある。
第２に、ゲインを粗調整と微調整の２段階で行うが、微調整のみ受信信号の検出値に基づくフィードバック制御であることにより、最初からフィードバック制御する方法に比べゲインの収束性が高いという利点がある。
第３に、粗調整が速やかであるという利点がある。本実施の形態にかかるゲイン調整方式では、粗調整時に、受信電界強度から一意に決まる特定ゲイン値ＧＩ１とＧＱ１を計算またはテーブル参照により求め、特定ゲイン値ＧＩ１とＧＱ１のみ用いてゲインの粗調整を終わらせる。この点に関し、従来のフィードバック制御によるゲイン調整方式は、ゲイン調整回路（ＡＧＣアンプ）の出力側、たとえばデータ用のＡＤＣの出力で受信信号を検出し、そのレベルをもとにゲイン調整を行うフィードバック制御であることから、どうしてもゲイン調整に時間がかかっていた。これに対し本実施の形態では、粗調整ではゲイン調整回路の出力を検出しないことから、ある程度大きな電波の入力を検知すると直ぐに粗調整に用いるべきゲイン（特定ゲイン値）が決定される。
第４に、上記特定ゲイン値は範囲を持たない１ポイントの数値であり、しかも所望のゲインの近似値であることから微調整すべき範囲が絞られ、その結果、緻密な制御であっても高速なゲイン調整が可能である。
第５に、受信信号レベルをディジタルに変換し、そのディジタル値を用いてゲインの調整値を算出することから、単純な比較器を用いた場合に比べて精度よくゲイン調整が可能である。
第６に、オフセット調整がゲイン調整とシリアルに実行されるのではなく、ゲイン調整と連動してオフセット調整が動的に実行され、そのためトータルの時間が比較的短いという利点がある。つまり、本実施の形態では、粗調整に用いるオフセットキャンセル値ＣＩ１とＣＱ１が、特定ゲイン値ＧＩ１とＧＱ１に応じて計算またはテーブル参照により一意に決まる値であることから、特定ゲイン値ＧＩ１とＧＱ１が決まると、それに連動してオフセットキャンセル値ＣＩ１とＣＱ１の値が直ぐに確定する。また、たとえばデータＡＤＣ９Ｉと９Ｑの入力レンジと信号歪みの補正、ならびに、制御系回路での歪みの補正を考慮して、計算式やテーブル値３３Ａを決めることができる。
第７に、Ｉ信号とＱ信号のそれぞれでゲインとオフセットの微調整ができる。言い換えると、ＯＦＤＭ変調方式で重要なＩ信号とＱ信号のオフセットインバランス調整に対応しており、その結果、高精度にＯＦＤＭ復調動作を行うことができるという利点がある。
第８に、テーブル３３Ａの作成が受信に先立つキャリブレーション時に行われることから、実際の受信動作では、受信レベル、ゲイン値およびオフセットキャンセル値を相互に関係付けるために時間を費やすことがないという利点がある。
第９に、想定される受信信号が、たとえば変調方式や通信方式に応じて異なる場合、その種類ごとに算出式またはテーブル３３Ａを保持し、受信信号が変われば算出式またはテーブル３３Ａを切り替えることにより、多くの通信方式やマルチバンド化に対応できるという利点がある。しかも、ゲインおよびオフセットの調整が受信信号の変更に対応して動的に対応するため無駄な時間ロスがない。この場合、回路規模が増大せず、外付け部品に依らない特性切り替えであることが、時間遅れがない速やかな動的特性変更に寄与している。また、計算式やテーブル３３Ａの調整信号発生回路３３内で行われることも、スムーズな動的特性変更にとって有利な点である。
第１０に、複数のアンテナで送信信号をダイバーシティ受信する場合、アンテナごとのゲイン確認とアンテナ切り替え制御が、調整信号発生部３内の各構成を利用して行われるため、効率がよく、アンテナ切り替え後のゲイン粗調整への移行がスムーズであるという利点がある。また、最適なアンテナを決定する際に受信電界強度あるいは受信レベルが大きいアンテナ、または、信号品質が高いアンテナを選ぶことにより、できるだけノイズレベルや歪み量が小さい信号で最善な受信が可能である。さらに、アンテナごとに受信回路を設け、あるいは、アンテナ制御のための特別な回路を設ける必要がなく、ローノイズアンプの増設とアンテナスイッチの付加という最小限の回路規模増大ですむ。
第１１に、上述した利点を有するゲイン（およびオフセット）の制御が後段回路、とくにデータＡＤＣ９Ｉと９Ｑの出力を用いないため、これらデータＡＤＣ以降の後段回路の少なくとも一部の動作を、調整時に停止または休止できる。また、その後のデータ受信時に、ゲイン（およびオフセット）の制御系回路を停止または休止できる。その結果、消費電力を小さくできるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】ＯＦＤＭ受信装置のブロック図
【図２】無線ＬＡＮ規格ＩＥＥＥ８０２．１１ａのフレーム構成で規定されたプリアンブルにおける波形の例を示す図
【図３】２つのアンテナを有するＯＦＤＭ受信装置のブロック図
【符号の説明】
【００５４】
１，１Ａ，１Ｂ…アンテナ、５Ｉ，５Ｑ…coarse ＶＧＡ（第１のゲイン調整回路）、６Ｉ，６Ｑ…加算器（第１のオフセット調整回路）、７Ｉ，７Ｑ…fine ＶＧＡ（第２のゲイン調整回路）、８Ｉ，８Ｑ…加算器（第２のオフセット調整回路）、９Ｉ，９Ｑ…データＡＤＣ（後段回路）、２０…ＲＳＳＩ回路（非線形変換手段）、３３…調整信号発生回路、３３Ａ…テーブル、Ｇ０，Ｇ１，Ｇ２，ＧＩ１，ＧＱ１…粗調整用のゲイン調整信号（特定ゲイン値）、ＣＩ１，ＣＱ１…粗調整用のオフセットキャンセル値、ＳＩ１，ＳＱ１，ＳＩ２，ＳＱ２…検出信号
【図１】
2005130203.tif 000003
【図２】
2005130203.tif 000004
【図３】
2005130203.tif 000005