(57)【要約】【課題】不測な状況であってもＡＧＣによるゲイン調整を適正とすることができる無線通信装置を提供する。【解決手段】受信信号のレベルを調整する可変利得アンプ２１からの出力信号を直交検波器２２を介してＡ／Ｄ変換器２３でデジタル信号化され、そのデジタル信号成分が復調器２４で復調されると共に、Ａ／Ｄ変換器２３でデジタル化されたバースト信号に基づいてバースト検出回路２５により復調器２４での復調開始が制御され、Ａ／Ｄ変換器２３でデジタル化されたバースト信号の受信レベルに基づいてＡＧＣ２７により可変利得アンプ２１がゲイン調整され、Ａ／Ｄ変換器２３でデジタル化されたバースト信号の受信レベルに基づいて無信号判定回路２８により無信号であるか否かを判定すると共に無信号との判定をした場合にはＡＧＣ２７によるゲイン調整が停止される。【選択図】        図１
2005020628.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナから受信された受信信号のレベルを調整する可変利得アンプと、該可変利得アンプからの出力信号を直交検波器を介してデジタル信号化するＡ／Ｄ変換器と、そのデジタル信号成分を復調する復調器と、前記Ａ／Ｄ変換器でデジタル化されたバースト信号を検出して前記復調器での復調開始を制御するバースト検出回路と、前記Ａ／Ｄ変換器でデジタル化されたバースト信号の受信レベルに基づいて前記可変利得アンプをゲイン調整するＡＧＣと、前記Ａ／Ｄ変換器でデジタル化されたバースト信号の受信レベルに基づいて無信号であるか否かを判定すると共に無信号との判定をした場合には前記ＡＧＣによるゲイン調整を停止させる無信号判定回路とを備えていることを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記無信号判定回路は、基地局から加入者局までの伝送路環境に起因する遅延時間を測定するための測定用バースト信号送信要求が基地局から加入者局に送信されると共にその測定用バースト信号送信要求を受けた加入者局から基地局に測定用バースト信号が送信されているときには該測定用バースト信号に対する前記ＡＧＣによるゲイン調整のみを行うことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＦＷＡ（Ｆｉｘｅｄ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ａｃｃｅｓｓ、加入者系無線アクセス）システムにおいて、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ／Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ、時分割多元接続／時分割復信）方式を用いて行う無線通信、特に、Ｐｏｉｎｔ−ｔｏ−Ｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔ（ＰＭＰ／基地局対複数局接続方式）の無線通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通信システムに無線を使用すると、線路を敷設する必要がないためシステム全体の導入コストを低減することができる。
【０００３】
加入者系無線アクセスシステムはその典型例であり、基地局の比較的近くに複数の加入者局を配置し、基地局と各加入者局との間をマイクロ波やミリ波による無線伝送路で接続する。
【０００４】
図１１（Ａ）は、このような加入者系無線アクセスシステムとしてのＰＭＰ通信方式の概念図を示し、ここでは基地局１に対し、４つの加入者局２−１〜２−４が接続されている。尚、以下の説明において基地局１から各加入者局２−１〜２−４への伝送方向を「下り」、各加入者局２−１〜２−４から基地局１への伝送方向を「上り」と称する。
【０００５】
この加入者系無線アクセスシステムにはいくつかの方式があるが、その１つに、単一の周波数チャネルを時分割で下りバースト及び上りバーストの双方の伝送に用いる時分割双方向通信方式（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ：ＴＤＤ）がある。
【０００６】
図１１（Ｂ）は、この時分割双方向通信方式によるバーストの時系列を示す模式図であり、横軸が時間軸である。
【０００７】
先ず、下りバースト３が基地局１から各加入者局２−１〜２−４へと送信される。この下りバースト３には、各加入者局２−１〜２−４から基地局１への上りバースト４−１〜４−４を送信するタイミングやデータ量が指定される。
【０００８】
各加入者局２−１〜２−４、はそれぞれ、その指定されたタイミングにしたがって上りバースト４−１〜４−４を基地局１へと送信する。尚、上りバースト４−１〜４−４は、１バースト周期内で同一加入者局（例えば、加入者局２−１）から複数送信される場合もある。
【０００９】
これにより、単一の周波数チャネル上で上りバースト３と下りバースト４−１〜４−４とを衝突せずに伝送することができる。
【００１０】
図１０は、加入者系無線アクセスシステムにおける基地局１又は加入者局２−１〜２−４の復調部周辺の構成を示すブロック回路図である。即ち、基地局１と加入者局２−１〜２−４とは、基本的に同じ構成を備えている。
【００１１】
基地局１又は加入者局２−１〜２−４の受信系において、図示を略すアンテナから受信された受信ＲＦ信号を低雑音増幅器（ＬＮＡ）で増幅した後、中間周波数（ＩＦ）にダウンコンバートした受信ＩＦ信号は、可変利得アンプ１１を経て直交検波器１２においてＩ信号（同相成分）とＱ信号（直交成分）とに分波される。
【００１２】
この分波されたＩ信号とＱ信号は、Ａ／Ｄ変換器１３によってデジタル信号に変換され、さらに復調器１４によって復調されて復調信号が取得される。また、デジタル信号に変換されたＩ信号とＱ信号とは、バースト検出回路１５並びに受信レベル測定回路１７に出力される。
【００１３】
バースト検出回路１５は、その検出結果に基づいてＡ／Ｄ変換器１３から出力されたＩ信号とＱ信号に基づく復調器１４での復調処理を実行させる。なお、図１０において、太線の矢印はＩ信号とＱ信号とが並列に伝送されていることを意味するものである。
【００１４】
バースト検出回路１５におけるバースト検出は、例えば、図９に示すように、１フレームのバースト信号のうち、伝送対象情報としての通信データのブロック（通信データブロック）の前に設定されるプリアンブルブロックに対して行われる。
【００１５】
また、バースト検出回路１５は、復調器１４から出力されたバースト検出窓開閉信号に基づき、そのバースト検出窓がオープンしている間、バースト信号の先頭を検出し続ける。
【００１６】
そして、加入者局２−１〜２−４では、基地局１から一定周期にて下りバースト３が送信されるため、一旦バースト検出信号が出力されれば、このタイミングが次のバースト信号に対するバースト検出窓をオープンするタイミングとされる。
【００１７】
ＡＧＣ１６は、伝送路の状態（例えば、天候の変化等）によるバースト信号の受信レベルの変動に対する補正として、復調器１４への入力の受信信号が一定となるよう制御するもので、バースト信号毎に更新される。
【００１８】
具体的には、バースト信号が受信される直前において、その受信しようとするバースト信号よりも以前に受信されたバースト信号で得られたゲイン値が設定され、バースト検出信号によりその後に受信されるバースト信号の先頭（プリアンブルのＣＲ）にてそのバースト信号の受信レベルを測定し、ＡＧＣ１６により、その測定値から復調器１４への入力値が最適となるように可変利得アンプ１１のゲインを調整するものである。
【００１９】
尚、例えば、加入者局２−１〜２−３が基地局１と伝送関係にある際、新たに加入者局２−４の電源を立ち上げた場合などの初期接続開始時では、基地局１側のＡＧＣ１６のゲインは受信レベルが測定されていないので、その最適なゲイン値を見つけられないため、不定値或いは所定値に固定されている。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＦＷＡにおいては、バースト信号間のレベル変動は緩やかで大きな変動は無いという仮定のもと、ゲイン更新の最大振れ幅を小さく設定している。
【００２１】
これらの状況のもと、図８（Ａ）に示す正常通信中に、加入者局（例えば、加入者局２−４）がある時刻の下りバーストを何らかの理由により受信できなくなったとき、図８（Ｂ）に示すように、それ以降の上りバーストは送信されないことになる。
【００２２】
基地局１では、この加入者局２−４からのバースト信号を待ち受けるが、上りバーストが送信されないため、加入者局２−４からのバースト信号を受信することができない。
【００２３】
この際、基地局１では、受信レベルが何らかの原因（例えば、降雨）により急激にレベルが低下して受信できなくなったのか、そもそも加入者局からの送信が無かったことに起因して受信できなかったのかの判断が付かないため、ＡＧＣ１６の更新は必要となってしまう。
【００２４】
即ち、図７（Ａ）に示すように、たまたま加入者局２−４の上りバーストがこのバースト周期内で複数バーストを送信することになっているとき、その上りバーストが送信されていないにも拘らずＡＧＣ１６が動作し、その結果、ゲインが最大となってしまう場合も考えられる。
【００２５】
その後、図７（Ｂ）に示すように、次のバースト周期で加入者局２−４から上りバーストを受信することになるが、ゲインが大きく設定されているため受信信号は飽和し、正常に復調することができない。
【００２６】
さらに、図７（Ｃ）に示すように、ＡＧＣ１６によりゲインの更新がなされて正常受信できるまでに受信されたバースト信号は正常受信されないまま破棄されることになる。
【００２７】
一方、図６（Ａ）に示すように、降雨等によって受信レベルが急激に低下してしまい、実際には受信されているにも拘らず、無信号と誤判定されてしまうと、図６（Ｂ）に示すように、ＡＧＣ１６が動かなくなり、その後のバースト信号は受信できなくなることが予想される。尚、図６（Ｃ）に示すように、受信レベルが復帰すればゲインの更新が大きくずれないため、直ちに正常復帰するものと思われる。
【００２８】
本発明は、上記問題を解決するため、不測な状況であってもＡＧＣによるゲイン調整を適正とすることができる無線通信装置を提供することを目的とする。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
その目的を達成するため、本発明の無線通信装置は、アンテナから受信された受信信号のレベルを調整する可変利得アンプと、該可変利得アンプからの出力信号を直交検波器を介してデジタル信号化するＡ／Ｄ変換器と、そのデジタル信号成分を復調する復調器と、前記Ａ／Ｄ変換器でデジタル化されたバースト信号を検出して前記復調器での復調開始を制御するバースト検出回路と、前記Ａ／Ｄ変換器でデジタル化されたバースト信号の受信レベルに基づいて前記可変利得アンプをゲイン調整するＡＧＣと、前記Ａ／Ｄ変換器でデジタル化されたバースト信号の受信レベルに基づいて無信号であるか否かを判定すると共に無信号との判定をした場合には前記ＡＧＣによるゲイン調整を停止させる無信号判定回路とを備えていることを特徴とする。
【００３０】
また、本発明の無線通信装置は、前記無信号判定回路は、基地局から加入者局までの伝送路環境に起因する遅延時間を測定するための測定用バースト信号送信要求が基地局から加入者局に送信されると共にその測定用バースト信号送信要求を受けた加入者局から基地局に測定用バースト信号が送信されているときには該測定用バースト信号に対する前記ＡＧＣによるゲイン調整のみを行うことを特徴とする。
【００３１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の無線通信装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３２】
図１は本発明の無線通信装置の要部のブロック回路図、図２は本発明で使用されるバースト信号の説明図、図３は本発明の無線通信装置の動作フロー図、図４は無信号時のＡＧＣの動作を時系列で示す１周期のバースト構成図、図５は低レベル信号時のＡＧＣの動作を時系列で示す１周期のバースト構成図である。
【００３３】
図１において、基地局１又は加入者局２−１〜２−４の受信系において、図示を略すアンテナから受信された受信ＲＦ信号を低雑音増幅器（ＬＮＡ）で増幅した後、中間周波数（ＩＦ）にダウンコンバートした受信ＩＦ信号は、可変利得アンプ２１を経て直交検波器２２においてＩ信号（同相成分）とＱ信号（直交成分）とに分波される。
【００３４】
この分波されたＩ信号とＱ信号は、Ａ／Ｄ変換器２３によってデジタル信号に変換され、さらに復調器２４によって復調されて復調信号が取得される。また、デジタル信号に変換されたＩ信号とＱ信号とは、バースト検出回路２５並びに受信レベル測定回路２６に出力される。
【００３５】
この受信レベル測定回路２６は、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ：自動利得制御）２７と無信号判定回路２８に受信レベル測定値を出力する。
【００３６】
また、本発明に使用されるバースト信号は、図２に示すように、主に受信レベル測定のためのキャリアリカバリ（ＣＲ）信号を先頭とし、データのシンボルタイミングを抽出するためのビットタイミングリカバリ（ＢＴＲ）信号と、バースト信号が親局（基地局１）の信号なのか子局（加入者局２−１〜２−４）の信号なのかを判定し且つデータの先頭を判定するユニークワード（ＵＷ）信号とから構成され、これらのプリアンブルブロックの後にデータシンボル（データブロック）が存在している。
【００３７】
これにより、新たな参入局（例えば、加入者局２−４）に対して基地局１の延長線上に干渉局（例えば加入者局２−２）の存在がある場合に、その参入局における基地局１と干渉局との区別を容易に行うことができる。
【００３８】
ところで、上述した上りバーストの正確なタイミング指定を行うために、上りバーストの一部に各加入者局２−１〜２−４の遅延時間を測定するための測定用バースト信号（以下、「ＤＭＦ」と称する）を設けている。
【００３９】
このＤＭＦは、基地局１側で受信するタイミングの範囲は既知であるが、タイミング自体は未定であるため、バースト検出回路２５のバースト検出タイミングにて復調を開始する。
【００４０】
加入者局２−１〜２−４の基地局１との接続の最初は、基地局１に登録されている加入者局２−１〜２−４に宛ててＤＭＦの送信要求を定期的に送信し続ける。
【００４１】
電源を立ち上げた加入者局（例えば、加入者局２−４）は、そのＤＭＦの送信要求を受けて１バースト周期の所定送信タイミングにＤＭＦを基地局１に向けて送信する。
【００４２】
基地局１では、ＤＭＦを受信し、そのタイミングから電源を立ち上げた加入者局２−４の遅延時間を計算し、ＤＭＦ以外の上りバーストの送信タイミングが決定され（タイムアライメント）、以後、これを用いデータ通信が行われる。
【００４３】
バースト検出回路２５は、復調器２４から出力されたバースト検出窓開閉信号に基づいてバースト検出窓を開放し、その検出結果に基づいてバースト検出信号を復調器２４に出力する。
【００４４】
無信号判定回路２８は、受信レベル測定回路２６からの受信レベル測定（ステップ１）に基づいて、その測定値（ＲｘＬ）と予め設定された無信号閾値（ＴｈＬ）とを比較し（ステップ２）、無信号閾値の方が測定値よりも大きい場合にはそのまま終了し、無信号閾値よりも測定値の方が大きい場合にはＡＧＣ２７による可変利得アンプ２１のゲイン更新を行う。
【００４５】
これにより、図４（Ａ）に示すように、たまたま加入者局（例えば、加入者局２−４）の上りバーストがこのバースト周期内で複数バーストを送信することになっているにも拘わらず、加入者局２−４で下りバーストを受信することができなかったことに起因して上りバーストが送信されなかった場合に、可変利得アンプ２１のゲイン更新が行われないため、図４（Ｂ）に示すように、次周期等において加入者局２−４から下りバーストが送信されてきてもその下りバーストのレベルと更新されなかったゲインとに大きな崩れはないため、直ちに正常復調を実施することができる。
【００４６】
また、図５（Ａ）に示すように、降雨等により上りバーストに対する受信レベルの急激な低下によって、実際には受信されているような場合、無信号判定回路２８は、擬似的に無信号と判定し、ＡＧＣ２７のゲイン更新を対応する（擬似的に無信号と判定した）上りバーストに対しては行わず、ＤＭＦに限って受信レベルに拘わらずＡＧＣ２７によるゲイン更新を行う。
【００４７】
これにより、図５（Ｂ）に示すように、次周期等において加入者局２−４から下りバーストが送信されてきてもその下りバーストのレベルと更新されなかったゲインとに大きな崩れはないため、直ちに正常復調を実施することができる。
【００４８】
この際、ＤＭＦは無信号でもＡＧＣ２７のゲイン更新が行われるため、無信号もゲインが更新されてしまうと思われるが、ＤＭＦで無信号と判定されたときのＡＧＣ２７によるゲイン更新範囲を通常の更新範囲よりも狭くすることにより緩和することができる。
【００４９】
【発明の効果】
本発明の無線通信装置にあっては、以上説明したように構成したことにより、不測な状況であってもＡＧＣによるゲイン調整を適正とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の無線通信装置の要部のブロック回路図である。
【図２】本発明で使用されるバースト信号の構成図である。
【図３】本発明の無信号判定処理の動作フロー図である。
【図４】（Ａ），（Ｂ）は、無信号時のＡＧＣの動作を時系列で示す１周期のバースト構成図である。
【図５】（Ａ），（Ｂ）は、低レベル信号時のＡＧＣの動作を時系列で示す１周期のバースト構成図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｃ）は、低レベル信号時の従来のＡＧＣの動作を時系列で示す１周期のバースト構成図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｃ）は、無信号時の従来のＡＧＣの動作を時系列で示す１周期のバースト構成図である。
【図８】（Ａ），（Ｂ）は、正常な受信状態から無信号状態となったときを時系列で示す１周期のバースト構成図である。
【図９】バースト信号の構成の概略図である。
【図１０】従来の無線通信装置の要部のブロック回路図である。
【図１１】（Ａ）は加入者系無線アクセスシステムとしてのＰＭＰ通信方式の概念図、（Ｂ）は時分割双方向通信方式によるバーストの時系列を示す模式図である。
【符号の説明】
２１  可変利得アンプ、２２  直交検波器、２３  Ａ／Ｄ変換器、２４  復調器、２５  バースト検出回路、２６  受信レベル測定回路、２７  ＡＧＣ、２８無信号判定回路。
【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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【図１０】
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【図１１】
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