(57)【要約】【課題】ＷＣＤＭＡのコンプレストモード時等に発生する受信無線信号の周波数切り替え時において、短期間の間に制御動作が安定状態に収束する自動利得制御装置およびその自動利得制御方法を提供すること。【解決】自動利得制御装置に利得設定値を保存する記憶装置を設け、保存された過去の利得設定値から、受信信号の周波数切り替え時に、切り替え後の周波数に対応した最適な利得設定値を予測演算する。予測演算された利得設定値を用いて、周波数切り替えを行う。【選択図】図７
2005286806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
利得の設定が可能な受信信号の増幅器と、
前記増幅器の出力を測定する測定手段と、
前記増幅器の出力から制御データを抽出し情報処理する情報処理手段と、
前記増幅器の利得設定値を保存する記憶手段と、
予め定められた制御アルゴリズムに従って前記増幅器の利得を制御する制御手段と、
を備えた自動利得制御装置であって、
異周波モニタに伴う受信信号の周波数の切り替え動作に対応して、
前記制御手段が、前記記憶手段に保存した利得設定値を予め定められたアルゴリズムにより演算した結果に基づいて前記増幅器の利得を制御することを特徴とする自動利得制御装置。
【請求項２】
前記制御手段が、一定時間間隔毎に、前記増幅器の利得設定値を前記記憶手段に保存することを特徴とする請求項１に記載の自動利得制御装置。
【請求項３】
前記制御手段が、受信信号の周波数切り替えを行う毎に、前記増幅器の利得設定値を前記記憶手段に保存することを特徴とする請求項１に記載の自動利得制御装置。
【請求項４】
前記制御手段が、前記増幅器の利得設定値の変動度合いに対応した時間間隔毎に、前記増幅器の利得設定値を前記記憶手段に保存することを特徴とする請求項１に記載の自動利得制御装置。
【請求項５】
前記予め定められたアルゴリズムとは、前記記憶手段に保存した利得設定値の変化に基づいて、前記増幅器の利得設定値を演算するアルゴリズムであることを特徴とする請求項１に記載の自動利得制御装置。
【請求項６】
前記予め定められたアルゴリズムとは、異周波モニタ前の第１の受信信号の利得設定値の変動量と、異周波モニタにかかる時間を用いて、異周波モニタ終了後の第１の受信信号の利得設定値の最適値を予測するアルゴリズムであることを特徴とする請求項１に記載の自動利得制御装置。
【請求項７】
前記予め定められたアルゴリズムとは、異周波モニタ前の第１の受信信号の利得設定値の変動量と、異周波モニタ中の第２の受信信号の利得設定値の変動量とに基づいて、異周波モニタ後の第１の受信信号の利得設定値の最適値を予測するアルゴリズムであることを特徴とする請求項１に記載の自動利得制御装置。
【請求項８】
前記予め定められたアルゴリズムとは、異周波モニタ前の第１の受信信号の利得設定値の変動履歴を曲線近似することにより、異周波モニタ後の第１の受信信号の利得設定値の最適値を予測するアルゴリズムであることを特徴とする請求項１に記載の自動利得制御装置。
【請求項９】
前記異周波モニタとは、ＷＣＤＭＡシステムにおけるコンプレストモードに伴い実行されることを特徴とする請求項１に記載の自動利得制御装置。
【請求項１０】
増幅器の過去の利得設定値の変化に基づいて、自動利得制御再開時に使用する利得設定値を演算し、自動利得制御を再開する時に前記演算結果を使用する自動利得制御装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかに記載の自動利得制御装置を有する無線通信端末。
【請求項１２】
利得の設定が可能で、受信信号を増幅する増幅器と、
前記増幅器の出力を測定する測定手段と、
前記増幅器の出力から制御データを抽出し情報処理する情報処理手段と、
前記増幅器の利得設定値を保存する記憶手段と、
予め定められた制御アルゴリズムに従って前記増幅器の利得を制御する制御手段と、
を備えた、自動利得制御装置の制御方法であって、
異周波モニタに伴う受信信号の周波数の切り替え動作に対応して、
前記制御手段が、前記記憶手段に保存した利得設定値を予め定められたアルゴリズムにより演算した結果に基づいて前記増幅器の利得を制御することを特徴とする自動利得制御装置の制御方法。
【請求項１３】
利得の設定が可能で、受信信号を増幅する増幅器と、
前記増幅器の出力を測定する測定手段と、
前記増幅器の出力から制御データを抽出し情報処理する情報処理手段と、
前記増幅器の利得設定値を保存する記憶手段と、
予め定められた制御アルゴリズムに従って前記増幅器の利得を制御する制御手段と、
を備えた、自動利得制御装置の制御プログラムであって、
前記制御手段に、
異周波モニタに伴う受信信号の周波数の切り替え動作に対応して、
前記記憶手段に保存した利得設定値を予め定められたアルゴリズムにより演算した結果に基づいて、前記増幅器の利得を制御させることを特徴とする自動利得制御装置の制御プログラム。
【請求項１４】
利得の設定が可能な増幅器の自動利得制御方法であって、
通常の受信信号と異なる周波数の信号をモニタする場合に、
前記モニタ前の通常の受信信号の利得設定値の変化履歴から、
前記モニタ後に通常の受信信号の利得設定値を予測して、
前記予測値を用いて、モニタ後の増幅器の利得制御を行う自動利得制御方法。
【請求項１５】
自動利得制御装置を搭載した無線通信端末と、基地局と、基地局制御装置から構成される無線通信システムであって、
前記基地局制御装置は、前記基地局を介して前記無線通信端末に異周波モニタの指令を行い、
前記利得制御装置は、
利得の設定が可能な受信信号の増幅器と、
前記増幅器の出力を測定する測定手段と、
前記増幅器の出力から制御データを抽出し情報処理する情報処理手段と、
前記増幅器の利得設定値を保存する記憶手段と、
予め定められた制御アルゴリズムに従って前記増幅器の利得を制御する制御手段と、
を備えたおり、
前記異周波モニタに伴う受信信号の周波数の切り替え動作に対応して、
前記制御手段が、前記記憶手段に保存した利得設定値を予め定められたアルゴリズムにより演算した結果に基づいて前記増幅器の利得を制御することを特徴とする無線通信システム。
【請求項１６】
第１の無線通信システムとの通信中に、前記第１の無線通信システムとは異なる周波数帯を利用した第２の無線通信システムの信号をモニタする無線受信器に適用する自動利得制御装置であって、
前記第１の無線通信システムの通信時の利得設定値と前記第２の無線通信システムのモニタ時の利得設定値を記憶し、
無線受信器を前記第２の無線通信システムから前記第１の無線通信システムへ切り替える時に、
切り替え前に記憶した前記第１の無線通信システムの利得設定値を使用し、
無線受信器を前記第１の無線通信システムから前記第２の無線通信システムへ切り替える時に、
切り替え前に記憶した前記第２の無線通信システムの利得設定値を使用することを特徴とする自動利得制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は利得設定が可能な増幅器の自動利得制御装置及びその自動利得制御方法に関する。特に、受信信号の周波数の切り替えが可能な無線通信端末の受信部における増幅器の自動利得制御装置およびその自動利得制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、ＰＨＳ、携帯電話機、無線ＬＡＮ接続可能なＰＣ等の情報端末、ＰＤＡなどの無線通信端末において、受信信号（アナログ信号）をディジタル信号に変換する際の精度の向上のために、自動利得制御（ＡＧＣ：Auto Gain Control）が行われている。
【０００３】
通常、無線通信端末において、アンテナで受けた受信信号は、ディジタル信号に変換される必要がある。受信信号は、増幅器で増幅された後、アナログ信号をディジタル信号に変換するＡＤＣ（Analog Digital Converter：アナログ・ディジタル変換器）に入力される。ＡＤＣで、ディジタル信号化された受信信号は、プロセッサ等により、通信データや制御データの抽出、加工等が行われる。受信信号の情報処理がプロセッサ等を用いて行われる。
【０００４】
ところで、ＡＤＣの分解能は固定であるため、限られた分解能を最大限に活用し、精度よくディジタル信号に変換するには、ＡＤＣの入力値は、入力可能な範囲（ダイナミックレンジ）の最大値に近い値であることが望ましい。一方、ＡＤＣの入力値がダイナミックレンジを超えると正しい測定ができなくなるため、ＡＤＣの入力値（ＡＤＣ前段の増幅器の出力）が最大値を超えないことも、必要である。一方、受信信号の強度は外部環境の変化により変動する。
【０００５】
そこで、受信信号の強度変化を吸収してＡＤＣの入力振幅を一定にするためには、増幅器の利得を制御する必要がある。ここで、利得値の設定が可能な増幅器の出力を一定にする制御のことを自動利得制御といい、自動利得制御装置とは、自動利得制御機能を備えた制御装置をいう。
【０００６】
自動利得制御装置の性能は無線通信端末全体の信号受信特性に与える影響が大きく、高性能の自動利得制御装置は、高性能の無線通信端末には不可欠である。無線通信端末の無線信号受信器は、端末自体の移動によって、または電波の障害物の移動によって、さらには無線システム固有の仕様によって、無線信号の受信環境の急激な変化にさらされる。そのような環境の変化時おいても安定して一定の増幅器出力を保持することが、自動利得制御装置に求められている。
【０００７】
現在、自動利得制御に関して、様々な技術が提案されている。
【０００８】
第１に、周波数ホッピング方式を用いたデータ通信におけるＡＧＣの方法に関する技術である（特許文献１）。データ信号は、同期信号と情報信号から構成される。ＡＧＣは、同期信号受信中に動作し、情報信号受信中は停止する。そのことによって、情報信号受信時にはＡＧＣの動作ノイズが発生せず、伝送品質に影響を与えることはない。そして、周波数ホッピング後は、周波数ホッピング前に記憶したＡＧＣの利得値を利用する。
【０００９】
第２に、ＴＤＭＡ方式におけるＡＧＣ技術である（特許文献２）。ＴＤＭＡ方式は、各ユーザに時分割されたデータが割り振られる通信方式である。ユーザ数が少ない場合、データが送信されない時分割された領域（タイムスロット）も存在する。データが送信されないタイムスロット時にＡＧＣを動作させると、入力信号がないためＡＧＣは増幅度を大きくする方向に動作し、再び自己へのデータが格納されたタイムスロットを受信する場合には、ＡＧＣが不適切な増幅度になっている。そこで、無線受信器は、自分へのデータが格納されたタイムスロット時のみＡＧＣを起動させ、それ以外は動作させず、直前のタイムスロットに対応した増幅器の設定を用いる。このことによって、安定した増幅器の出力を得ることができる。
【００１０】
第３に、ＴＤＭＡ方式におけるＡＧＣ技術である（特許文献３）。直前のタイムスロットの特定信号の電界強度に基づいてＡＧＣの利得値の予測値を算出する。予測値を用いてＡＧＣを開始することにより、ＡＧＣ開始当初から、適切な利得値に近い値から制御を行うことが可能となる。
【００１１】
第４に、ＣＤＭＡ／ＴＤＤ方式の高速データ通信時のＡＧＣ技術である（特許文献４）。データレート、ＩＳＣＰ（Interference Signal Code Power）の差、ドップラー周波数の各要素に基づいて同一フレーム内の直前のタイムスロットの受信電力（ＲＳＳＩ）の変動量を測定し、変動が大きい場合は、直前のタイムスロットにおけるＲＳＳＩを基準としてＡＧＣの利得値を決定する。一方、変動が小さい場合は、直前フレーム内の対応するタイムスロットのＲＳＳＩを基準としてＡＧＣの利得値を決定する。そのことにより、ＲＳＳＩの変動が大きい場合においても、早期にＡＧＣの利得値が収束する制御が可能となる。
【００１２】
第５に、ＧＰＳシステムを用いた位置情報に基づくＡＧＣ技術である（特許文献５）。通信開始時にＧＰＳシステムを用いて測定されたＡＧＣ回路の現在位置情報と既知の通信相手局との距離から受信信号レベルを予測する。具体的には、距離情報に基づいて受信信号レベルを予測し、その受信信号レベルに適合したＡＧＣの利得値を予測する。予測された最適な増幅器の利得値を用いることによって、ＡＧＣの動作が安定する。
【００１３】
ところで、ＷＣＤＭＡ標準技術においては、システム固有のモードとして、コンプレストモード（Compressed mode）がある（例えば、非特許文献１、非特許文献２）。コンプレストモードは、基地局が無線信号を送信する時に、送信ギャップという無線信号が送信されない時間帯を設け、送信ギャップによるデータ伝送量の低下を回避するために、送信ギャップの前後にデータを圧縮した無線信号を送信する技術である。一般に、コンプレストモードは、無線通信端末が周波数の異なる基地局間でハンドオーバを行う場合や、周波数の異なる無線システム間でハンドオーバを行う場合に必要な異周波モニタ（通常状態で受信している無線信号の周波数とは異なる周波数の無線信号を測定すること）に使用することが想定されている。
【００１４】
一方、無線通信端末は、製造コスト削減や小型化等の要請により、無線通信端末内部に搭載する無線受信器の対応周波数は１つである。よって、異なる２つの周波数の無線信号を受信するためには、無線受信器の同調周波数を変更する必要がある。
【００１５】
そうすると、コンプレストモードを利用して異周波モニタを行う場合、無線通信端末は、必然的に無線受信器の同調周波数の切り替え動作を行う必要がある。具体的には、無線通信端末は、送信ギャップ発生時に、無線受信器の同調周波数を当初の周波数からモニタ対象となる周波数に変更し、そのモニタ対象となる周波数の受信信号の電界レベル、ノイズレベル、信号タイミング等をモニタし、送信ギャップが終了すると、無線受信器の同調周波数を当初の周波数に変更することが必要になる。一方、ＷＣＤＭＡ標準技術の仕様上、コンプレストモードの送信ギャップは最短で２ｍｓと非常に短い。
【００１６】
また、ＷＣＤＭＡシステムの管理事業者の仕様にも依存するが、無線通信端末がハンドオーバするか否かは、複数回の異周波モニタにて得た情報に基づいて、無線通信端末またはネットワークが決定することが一般的である。
【００１７】
すなわち、ＷＣＤＭＡ標準技術においては、短期間に無線受信器の同調周波数を複数回切り替えできる技術が必要となる。また、異周波モニタに与えられた期間は短く、その期間内に異周波モニタの作業を終了させる必要があるため、無線受信器の同調周波数の切り替え直後から早期に最適状態に収束し安定する自動利得制御装置が必要となる。
【００１８】
ところが、第１乃至第５の技術には、短期間で無線受信器の周波数が複数回切り替わる場合を想定した、自動利得制御装置は開示されていない。また、受信信号の周波数切り替え動作に対応した適切な予測演算により自動利得制御を行う技術も開示されていない。
【００１９】
【特許文献１】特開２０００−２３６２８６
【特許文献２】特開２００２−０７６９９６
【特許文献３】特許第３０６４０８１号
【特許文献４】特開２００３−１２４７５９
【特許文献５】特開２００３−２０９４７７
【非特許文献１】”３ＧＰＰ  ＴＳ  ２５．２１２  Ｖ４．６．０、ｐ５２−５５”、[online]、２００２年９月２７日、3GPP、[平成１６年３月２４日検索]、インターネット＜URL：http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/25212.htm＞
【非特許文献２】立川敬二監修,「Ｗ−ＣＤＭＡ移動通信方式」，丸善株式会社，平成１３年６月２５日，ｐ１４０−１４１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明は、上述のＷＣＤＭＡ標準技術のコンプレストモードを利用した異周波モニタなど、無線受信器の同調周波数を短期間に複数回切り替えるシステムにおいて、早期収束かつ安定な自動利得制御方法および自動利得制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の自動利得制御装置は、
利得の設定が可能な受信信号の増幅器と、
前記増幅器の出力を測定する測定手段と、
前記増幅器の出力から制御データを抽出し情報処理する情報処理手段と、
前記増幅器の利得設定値を保存する記憶手段と、
予め定められた制御アルゴリズムに従って前記増幅器の利得を制御する制御手段と、
を備えた自動利得制御装置であって、
異周波モニタに伴う受信信号の周波数の切り替え動作に対応して、
前記制御手段が、前記記憶手段に保存した利得設定値を予め定められたアルゴリズムにより演算した結果に基づいて前記増幅器の利得を制御することを特徴とする。
【００２２】
また、好ましい態様として、前記自動利得制御装置は、例えば請求項２の記載のように、
前記制御手段が、一定時間間隔毎に、前記増幅器の利得設定値を前記記憶手段に保存してもよい。
【００２３】
また、好ましい態様として、前記自動利得制御装置は、例えば請求項３の記載のように、
前記制御手段が、受信信号の周波数切り替えを行う毎に、前記増幅器の利得設定値を前記記憶手段に保存してもよい。
【００２４】
また、好ましい態様として、前記自動利得制御装置は、例えば請求項４の記載のように、
前記制御手段が、前記増幅器の利得設定値の変動度合いに対応した時間間隔毎に、前記増幅器の利得設定値を前記記憶手段に保存してもよい。
【００２５】
また、好ましい態様として、前記自動利得制御装置は、例えば請求項５の記載のように、
前記予め定められたアルゴリズムとは、前記記憶手段に保存した利得設定値の変化に基づいて、前記増幅器の利得設定値を演算するアルゴリズムであってもよい。
【００２６】
また、好ましい態様として、前記自動利得制御装置は、例えば請求項６の記載のように、
前記予め定められたアルゴリズムとは、異周波モニタ前の第１の受信信号の利得設定値の変動量と、異周波モニタにかかる時間を用いて、異周波モニタ終了後の第１の受信信号の利得設定値の最適値を予測するアルゴリズムであってもよい。
【００２７】
また、好ましい態様として、前記自動利得制御装置は、例えば請求項７の記載のように、
前記予め定められたアルゴリズムとは、異周波モニタ前の第１の受信信号の利得設定値の変動量と、異周波モニタ中の第２の受信信号の利得設定値の変動量とに基づいて、異周波モニタ後の第１の受信信号の利得設定値の最適値を予測するアルゴリズムであってもよい。
【００２８】
また、好ましい態様として、前記自動利得制御装置は、例えば請求項８の記載のように、
前記予め定められたアルゴリズムとは、異周波モニタ前の第１の受信信号の利得設定値の変動履歴を曲線近似することにより、異周波モニタ後の第１の受信信号の利得設定値の最適値を予測するアルゴリズムであってもよい。
【００２９】
また、好ましい態様として、前記自動利得制御装置は、例えば請求項９の記載のように、
前記異周波モニタとは、ＷＣＤＭＡシステムにおけるコンプレストモードに伴い実行されてもよい。
【００３０】
上記課題を解決するために、請求項１０に記載の自動利得制御装置は、
増幅器の過去の利得設定値の変化に基づいて、自動利得制御再開時に使用する利得設定値を演算し、自動利得制御を再開する時に前記演算結果を使用する。
【００３１】
上記課題を解決するために、請求項１１に記載の無線通信端末は、
請求項１乃至１０のいずれかに記載の自動利得制御装置を有する。
【００３２】
上記課題を解決するために、請求項１２に記載の自動利得制御装置の制御方法は、
利得の設定が可能で、受信信号を増幅する増幅器と、
前記増幅器の出力を測定する測定手段と、
前記増幅器の出力から制御データを抽出し情報処理する情報処理手段と、
前記増幅器の利得設定値を保存する記憶手段と、
予め定められた制御アルゴリズムに従って前記増幅器の利得を制御する制御手段と、
を備えた、自動利得制御装置の制御方法であって、
異周波モニタに伴う受信信号の周波数の切り替え動作に対応して、
前記制御手段が、前記記憶手段に保存した利得設定値を予め定められたアルゴリズムにより演算した結果に基づいて前記増幅器の利得を制御することを特徴とする。
【００３３】
上記課題を解決するために、請求項１３に記載の自動利得制御装置の制御プログラムは、
利得の設定が可能で、受信信号を増幅する増幅器と、
前記増幅器の出力を測定する測定手段と、
前記増幅器の出力から制御データを抽出し情報処理する情報処理手段と、
前記増幅器の利得設定値を保存する記憶手段と、
予め定められた制御アルゴリズムに従って前記増幅器の利得を制御する制御手段と、
を備えた、自動利得制御装置の制御プログラムであって、
前記制御手段に、
異周波モニタに伴う受信信号の周波数の切り替え動作に対応して、
前記記憶手段に保存した利得設定値を予め定められたアルゴリズムにより演算した結果に基づいて、前記増幅器の利得を制御させることを特徴とする。
【００３４】
上記課題を解決するために、請求項１４に記載の自動利得制御方法は、
利得の設定が可能な増幅器の自動利得制御方法であって、
通常の受信信号と異なる周波数の信号をモニタする場合に、
前記モニタ前の通常の受信信号の利得設定値の変化履歴から、
前記モニタ後に通常の受信信号の利得設定値を予測して、
前記予測値を用いて、モニタ後の増幅器の利得制御を行う。
【００３５】
上記課題を解決するために、請求項１５に記載の無線通信システムは、
自動利得制御装置を搭載した無線通信端末と、基地局と、基地局制御装置から構成される無線通信システムであって、
前記基地局制御装置は、前記基地局を介して前記無線通信端末に異周波モニタの指令を行い、
前記利得制御装置は、
利得の設定が可能な受信信号の増幅器と、
前記増幅器の出力を測定する測定手段と、
前記増幅器の出力から制御データを抽出し情報処理する情報処理手段と、
前記増幅器の利得設定値を保存する記憶手段と、
予め定められた制御アルゴリズムに従って前記増幅器の利得を制御する制御手段と、
を備えたおり、
前記異周波モニタに伴う受信信号の周波数の切り替え動作に対応して、
前記制御手段が、前記記憶手段に保存した利得設定値を予め定められたアルゴリズムにより演算した結果に基づいて前記増幅器の利得を制御することを特徴とする。
【００３６】
上記課題を解決するために、請求項１６に記載の自動利得制御装置は、
第１の無線通信システムとの通信中に、前記第１の無線通信システムとは異なる周波数帯を利用した第２の無線通信システムの信号をモニタする無線受信器に適用する自動利得制御装置であって、
前記第１の無線通信システムの通信時の利得設定値と前記第２の無線通信システムのモニタ時の利得設定値を記憶し、
無線受信器を前記第２の無線通信システムから前記第１の無線通信システムへ切り替える時に、
切り替え前に記憶した前記第１の無線通信システムの利得設定値を使用し、
無線受信器を前記第１の無線通信システムから前記第２の無線通信システムへ切り替える時に、
切り替え前に記憶した前記第２の無線通信システムの利得設定値を使用することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によって、自動利得制御装置は、ＷＣＤＭＡ標準技術で用いられるコンプレストモードを利用した異周波モニタ時をはじめとして、無線受信器の同調周波数を短期間に複数回切り替える状況下においても、早期収束かつ安定な制御が可能になるという効果を発揮する。
【００３８】
予測演算をして得た最適利得設定値を使用するという方法をとることにより、制御回路の制御周期を早くすることなく、早期に収束する自動利得制御が可能であるという効果を発揮する。
【００３９】
早期収束可能な自動利得制御装置によって、受信信号の周波数切り替え後、早期に異周波モニタを行うことが可能となる。また、早期に異周波モニタを開始できることによって、異周波モニタを行う時間が長くなり、周波数切り替え制御の回数を減らすことができ、また異周波モニタ全体に必要な時間を短縮することができるという効果も発揮する。さらに、周波数切り替え動作の回数を減らすことによって、ネットワークと無線通信端末が行う処理及び通信回数が低減するという効果を発揮する。
【００４０】
早期収束可能な自動利得制御装置によって、本発明に係る自動利得制御装置を搭載した無線通信端末は、通話等のサービス開始までの時間が短縮されるという効果を発揮する。
【００４１】
本発明に係る早期収束可能な自動利得制御装置を搭載した無線通信端末は、同一無線システム内の周波数の異なる基地局とのハンドオーバや、異なる無線システム間の周波数の異なる基地局とのハンドオーバが容易かつ確実になるという効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
本発明を実施するための最良の形態について、主にＷＣＤＭＡ標準技術を前提に説明する。しかしながら、この実施形態は本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【実施例１】
【００４３】
図１は、本発明に係る自動利得制御装置を搭載した無線通信端末を使用するシステムの全体図である。
【００４４】
Ｆ１システム１０６は、基地局１０１と基地局制御装置１０３から構成される。基地局１０１は無線通信端末１００と無線通信を行う基地局である。基地局制御装置１０３は基地局１０１を管理する装置であり、無線通信端末１００に対する制御指示も行う。さらに、無線通信端末１００とネットワーク１０５の通信を仲介する。
【００４５】
Ｆ２システム１０７は、基地局１０２と基地局制御装置１０４から構成される。Ｆ２システム１０７の基地局１０２と基地局制御装置１０４は、Ｆ１システム１０６における基地局１０１と基地局制御装置１０３と同様の役割を果たす。
【００４６】
ここで両システムは、異なる周波数の無線信号を使用するＷＣＤＭＡ無線通信システムである。一般には、両システムの管理者は別であり、単に管理する基地局の単位が異なる同一無線通信システムのサブシステムではない。両システムは、ネットワーク１０５を通じてお互いのシステムについての管理情報を交換することが可能である。なお、Ｆ１システム１０６とＦ２システム１０７の間で無線通信端末１００がシームレスにハンドオーバを行う場合は、両システム間で無線通信端末１００の情報がやり取りされる。
【００４７】
ネットワーク１０５は、専用線、インターネット、公衆電話回線網等を含むネットワークである。無線通信端末１００は、ネットワーク１０５に接続することにより、ネットワーク１０５と接続した図示しない他の通信端末と通話サービスする等、通信サービスを享受することができる。
【００４８】
無線通信端末１００は、無線受信部に本発明の自動利得制御装置を適用している。無線受信器の同調周波数を切り替えることにより、Ｆ１システム１０６ともＦ２システム１０７とも通信接続可能である。
【００４９】
図１において、説明の便宜上、Ｆ１システム１０６とＦ２システム１０７には、基地局、基地局制御装置はそれぞれ１つしか含まれていないが、多数の基地局、基地局制御装置によってＦ１システム１０６、Ｆ２システム１０７を構成してもよい。
【００５０】
図２は、Ｆ１システム１０６とＦ２システム１０７が使用する無線信号の使用周波数帯を表したものである。通常、無線通信システム、ＴＶ放送、ラジオ放送等が使用する無線信号の周波数帯は、政府等によって、お互いに干渉しないように配分されている。
【００５１】
Ｆ１システム１０６とＦ２システム１０７には異なる周波数帯が割り当てられており、Ｆ１システム１０６はｆ１周波数を中心とした周波数帯２０１が、Ｆ２システム１０７はｆ２周波数を中心とした周波数帯２０２が割り当てられている。図２では、周波数帯２０１と周波数帯２０２が隣接しているが、本発明の実施に際して、両システムの使用する周波数帯が隣接している必要はない。
【００５２】
本実施例の説明において、無線通信端末１００は、基本的にＦ１システム１０６と周波数帯２０１を使用して通信し、Ｆ２システム１０７の周波数帯２０２の無線信号を異周波モニタの対象とする。この態様は、本発明を説明する上での便宜のためであり、無線通信端末１００が、Ｆ２システム１０７と周波数帯２０２を使用して通信し、Ｆ１システム１０６の周波数帯２０１の無線信号を異周波モニタの対象とすることを妨げるものではない。
【００５３】
図４は、ＷＣＤＭＡ標準技術に基づくコンプレストモード時の信号を表したものであり、基地局１０１から無線通信端末１００に対して送信する無線信号を表している。横軸は時間、縦軸は無線信号の電力である。
【００５４】
通常モード４０１と異周波モニタモード４０２が存在し、通常モード４０１では基地局１０１から無線信号が送信されている。一方、異周波モニタモード４０５では基地局１０１からの無線信号の送信が停止される。
【００５５】
通常モード４０１において、無線通信端末１００は、基地局１０１と無線通信している。通常フレーム４０３は、基地局１０１が無線通信端末１００に送信する通常の無線信号のフレームである。
【００５６】
異周波数信号測定モード４０２では、送信ギャップ４０５が発生し、基地局１０１から無線通信端末１００へ無線信号が送信されない。送信ギャップ４０５中に、無線通信端末１００はＦ１システム１０６の周波数帯２０１からＦ２システム１０７の周波数帯２０２に無線受信器の同調周波数を変更し、周波数帯２０２の無線信号を測定する。
【００５７】
フレーム４０４は、通信品質の劣化を防ぐために、一時的に送信電力を増大させている。
【００５８】
ＷＣＤＭＡ標準技術におけるコンプレストモードは、通常図４に表すように、送信ギャップが飛び飛びに複数回発生する。
【００５９】
また、コンプレストモードを利用した無線通信端末１００の異周波モニタは基地局制御装置１０３からの命令に従って行われる。つまり、コンプレストモードの発生時刻、発生時間、切り替え後のモニタすべき無線信号の周波数等の情報は、基地局１０１から無線通信端末１００へ通知される。
【００６０】
図３は、本発明の自動利得制御装置を適用した無線通信端末１００の無線信号の受信部分をブロック構成で表したものである。
【００６１】
アンテナ３０１は無線信号の受信アンテナである。
【００６２】
ＲＦ部３０２は、無線受信器であり、フィルタ、増幅器、発振器等から構成される。ＲＦ部３０２はアンテナ３０１からの受信信号を増幅器３０３へ中継する。
【００６３】
増幅器３０３は、利得値の設定が可能な増幅器であり、ＤＡＣ３０７（Digital Analog Converter：ディジタル・アナログ変換器）の出力にて設定された利得設定値に基づいて、ＲＦ部３０２から受けた受信信号を増幅する。
【００６４】
ＡＤＣ３０４は増幅器３０３の出力をディジタル変換し、後段の信号処理部３０５へ出力する。
【００６５】
信号処理部３０５は、ＡＤＣ３０４から出力されるディジタル信号の処理、加工を行う。具体的には、受信信号に含まれる制御データと通信データを抽出し、制御データのうち、自動利得制御装置に関連する制御データは制御部３０６へ出力する。一方、それ以外の通信データや制御データは、図示しない後段の回路部へ出力する。後段の回路部には、例えば、スピーカやディスプレイの制御部がある。制御部は、通信データのうち音声に関わるデータに基づいて音声をスピーカから出力し、また、通信データのうち画像に関わるデータに基づいて画像をディスプレイに表示する。
【００６６】
制御部３０６は、信号処理部３０５から制御データの一部を受信し、受信した制御データに基づいて種々の演算処理を行った後、ＤＡＣ３０７の出力値を設定する。ここで、制御部３０６が信号処理部３０５から受信する制御データには、少なくとも増幅器３０３の出力の振幅に関するデータとコンプレストモードの発生に関するデータが含まれる。コンプレストモードの発生に関するデータとは、例えば、送信ギャップの発生時刻、送信ギャップの発生タイミング、異周波モニタの対象となるシステムの種類（ＷＣＤＭＡ、ＧＳＭ、ＩＳ−９５など）、異周波モニタの対象となる無線信号の周波数である。また制御部３０６はＲＦ部３０２に接続されており、ＲＦ部３０２の同調周波数の切り替え動作も制御する。
【００６７】
メモリ３０８は、受信信号の周波数と、その受信信号に対応した増幅器３０３の利得設定値、および増幅器３０３の自動利得制御に用いる利得設定値の初期値を保存する記憶装置である。
【００６８】
次に、図３に示した自動利得制御装置の基本的な動作について説明する。
【００６９】
無線信号はアンテナ３０１にて受信され、ＲＦ部３０２を介して、増幅器３０３に入力される。増幅器３０３は、ＤＡＣ３０７により設定された利得に従って、受信信号を増幅し、ＡＤＣ３０４へ出力する。ＡＤＣ３０４によって、アナログ信号からディジタル信号に変換された受信信号は、信号処理部３０５へ入力され、信号処理部３０５にてデータが抽出され、増幅器３０３の出力の振幅に関するデータやコンプレストモードの発生に関するデータなどの制御データは制御部３０６へ、それ以外のデータは後段へ出力される。
【００７０】
制御部３０６は、増幅器３０３の出力が一定になるように、信号処理部３０５から受信した制御データに基づいて、ＤＡＣ３０７の出力を制御する。例えば、増幅器３０３の出力が最適値よりも低下した場合は、増幅器３０３の利得を上げる方向にＤＡＣ３０７の出力を変化させ、増幅器３０３の出力が最適値よりも上昇した場合は、増幅器３０３の利得を下げる方向にＤＡＣ３０７の出力を変化させる。また、受信する無線信号の周波数を切り替える場合には、ＲＦ部３０２の同調周波数の切り替え制御を行う。制御の詳細は後述する。
【００７１】
図５は、本発明に係る自動利得制御装置の制御ループの動作を表したものである。なお、図５で表した各処理を管理するのは制御部３０６である。
【００７２】
スタートによって自動利得制御装置は動作を開始する。自動利得制御のスタートは、無線通信端末１００の電源がＯＮされた時、異周波モニタを開始する時、異周波モニタを終了した時など、新たに増幅器３０３の自動利得制御を開始する時である。ここで、自動利得制御開始に際して、利得設定値の初期値を設定しておく必要がある。増幅器３０３には何らかの利得設定値を入力しておく必要があるからである。例えば、増幅器３０３の出力が飽和することを確実に回避する場合には、自動利得制御開始の時点で、増幅器３０３の利得設定値を０にしておく。他にも、増幅器３０３の利得設定範囲の中央値、最小値、最大値など様々な初期値を設定することが可能である。
【００７３】
自動利得制御開始に際して使用する利得設定値の初期値は、図６を用いて後に説明する周波数切り替え動作終了時においては、初期利得設定値又は予測利得演算によって得られた予測利得設定値であり、周波数切り替え動作終了時でない場合は、メモリ３０８から取得した利得設定値の初期値である。詳しくは後述する。
【００７４】
スタートすると、制御部３０６はＡＤＣ３０４のモニタ値を取得する（Ｓ５０１）。実際には、信号処理部３０５経由でディジタル化されたＡＤＣ３０４のモニタ値を取得する。
【００７５】
制御部３０６はＡＤＣ３０４のモニタ値に基づいて利得値演算を行う（Ｓ５０２）。この演算によって、ＡＤＣ３０４のモニタ値（入力）からＤＡＣ３０７の出力設定値（出力）を決定する。この演算は制御演算であり、一般には、ＡＤＣ３０４のモニタ値が予め設定された最適値より大きい場合は、ＤＡＣ３０７の出力を小さく、逆に最適値より小さい場合は、ＤＡＣ３０７の出力を大きくする演算である。制御演算の例としては、例えば、比例演算があり、最適値と測定値の誤差に比例してＤＡＣ出力を増減する。また、他には、制御系の時定数を考慮したＰＩ演算やＰＩＤ演算などが挙げられる。
【００７６】
これら、利得値演算の各種のパラメータは、制御ループの帰還量、時定数や、信号処理部３０５からの制御データ等に含まれる指示に基づいて定められる。これら演算パラメータによって、自動利得制御の制御ループの特性は決定される。
【００７７】
次に、制御部３０６は演算結果をＤＡＣ３０７の出力値に設定する（Ｓ５０３）。ＤＡＣ３０７は設定値に基づき出力を更新する。ＤＡＣ３０７の出力は、増幅器３０３の利得設定値となり、増幅器３０３の利得が制御される。
【００７８】
次に、現在の受信信号の周波数（周波数帯２０１）と、増幅器３０３の利得設定値をメモリ３０８に保存する（Ｓ５０４）。ここで、保存された受信信号の周波数と、その受信信号に対応した増幅器３０３の利得設定値は、後に、再び周波数帯２０１の受信信号を受信する際の利得設定値の予測演算に使用される。なお、増幅器３０３の利得設定値の保存は、メモリ３０８の容量が許す限り上書きせずに追加保存する。保存された利得設定値が多くあるほど、後に説明する最適利得設定値の予測演算に有利だからである。メモリ３０８の容量上問題がある場合は、上書き保存することも可能である。この場合も、古い保存データから上書きする、もしくは同一周波数に対応した利得設定値が多数保存されているものから上書きするほうが、後に説明する最適利得設定値の予測演算に有利である。
【００７９】
次に、制御部３０６は受信周波数の切り替えの必要性を判断する（Ｓ５０５）。
【００８０】
上述の通り、コンプレストモードに関する情報は基地局１０１から無線通信端末１００へ通知される。通知された情報を、情報処理部３０５にて抽出し、制御部３０６が取得することで、制御部３０６は、受信信号の切り替え動作をするか否かを判断することができる。
【００８１】
ＲＦ部３０２の同調周波数の切り替えが必要でない場合は、ＡＤＣ３０４のモニタ値の取得（Ｓ５０１）へ戻り、上述と同様の処理を繰り返す。つまり、ＲＦ部３０２の同調周波数の切り替えをしない限り、ＡＤＣ３０７のモニタ値が最適値になるように、図５に示す制御ループの各処理を繰り返す。
【００８２】
ＲＦ部３０２の同調周波数の切り替えが必要な場合は、切り替え動作に遷移する。
【００８３】
上述の説明において、Ｓ５０５にて、制御部３０６が受信周波数の切り替えの必要性を判断したが、切り替え動作への遷移は、情報処理部３０５から図示しない割り込み信号をトリガとしてもよい。その場合、情報処理部３０５からの制御データに基づいて、制御部３０６が、予めソフトまたはハードの割り込み設定を行っておけばよい。
【００８４】
また、図５の制御ループについて、Ｓ５０５の判定後、すぐにＡＤＣ３０４のモニタ値取得動作へ移行する態様で説明したが、制御周期を一定にするため、Ｓ５０５の判定後、制御周期を管理するタイマによる割り込みまで、無限ループにて待機してもよい。この態様の場合は、タイマ割り込みによって、ＡＤＣ３０４のモニタ値取得動作へ移行する。
【００８５】
また、図５の制御ループについて、制御部３０６は、ＡＤＣ３０４のモニタ値を情報処理部３０５から取得する態様で説明したが、情報処理部３０５が制御部３０６へ定期的にＡＤＣ３０４のモニタ値を報告する態様も可能である。
【００８６】
さらに、利得設定値のメモリ３０８への保存処理は、図５の制御ループが１回まわる毎に１回行う態様で説明したが、これ以外の態様も可能である。具体的には、制御ループの周期と無関係な一定時間間隔で利得設定値をメモリ３０８へ保存する態様、ＡＤＣ３０４のモニタ値が急激に変化した場合に利得設定値をメモリ３０８へ保存する態様、ＡＤＣのモニタ値が急激に変化した場合には、メモリ３０８への保存時間間隔を短くして利得設定値を保存する態様、利得設定値と共に時刻情報を保存する態様等である。保存の態様は、上述のＳ５０４で説明したとおり、上書き保存ではなく追加保存が望ましく、上書き保存をする場合での上書き消去するメモリに優先順位をつけることが望ましい。
【００８７】
また、図５のフローチャートについて、受信周波数の切り替えを、Ｓ５０４で判断した結果に基づいて遷移する態様で説明したが、予めコンプレストモードの発生時刻に対応したタイマ割り込みを制御部３０５が設定しておき、その割り込みによって、切り替え動作に遷移する態様でもかまわない。
【００８８】
図６は、異周波モニタ時の、ＲＦ部３０２の同調周波数の切り替え動作の要部を表したフローチャートである。ここでも、無線通信機の同調周波数をＦ１システム１０６の周波数帯２０１からＦ２システム１０７の周波数帯２０２に切り替えるとして説明する。なお、各処理を管理するのは、制御部３０６である。
【００８９】
切り替え動作がスタートすると、制御部３０６は、切り替え後の周波数の受信信号に対応した増幅器３０３の利得設定値がメモリ３０８に保存されているか否かを判断する（Ｓ６０１）。以下の説明において、利得設定値の前置（または前置利得設定値）とは、切り替え後の周波数の受信信号に対応した増幅器３０３の利得設定値であり、メモリ３０８に保存されているものをいう。なお、制御部３０６がメモリ３０８に保存されているか確認する対象となる前置利得設定値は単数でも複数でもよい。
【００９０】
切り替え後の周波数の受信信号に対応した増幅器３０３の利得設定値が保存されていない場合（Ｓ６０１、ＮＯ）、制御部３０３は、メモリ３０８から増幅器３０３の利得設定値の初期値を取得する（Ｓ６０２）。利得設定値の初期値は、増幅器３０３の利得設定範囲の中央値、最小値など、設計思想によって様々な値に予め設定しておく。
【００９１】
次に、制御部３０３は取得した利得設定値の初期値を、ＤＡＣ３０７の出力値にセットする（Ｓ６０３）。切り替え動作を終了後、ＤＡＣ３０７は、制御部３０３にて設定された出力を増幅器３０３に出力し、増幅器３０３は、設定どおりの利得値で動作する。その後、図５の通常の自動利得制御を開始する。
【００９２】
一方、切り替え後の周波数の受信信号に対応した増幅器３０３の利得設定値が保存されている場合（Ｓ６０１、ＹＥＳ）、制御部３０３は、メモリ３０８から増幅器３０３の利得設定値の前置を取得する（Ｓ６０４）。
【００９３】
次に、制御部３０３は予め定められたアルゴリズムに従って、前置利得設定値を用いた、最適利得設定値を予測演算する。アルゴリズムの詳細については後述する。
【００９４】
予測演算で得た増幅器３０３の最適利得設定値を、ＤＡＣ出力値にセットして（Ｓ６０６）、切り替え動作を終了する。ＤＡＣ３０７は、制御部３０６にて設定された出力を増幅器３０３に出力し、増幅器３０３は、設定どおりの利得値で動作する。切り替え動作終了後は、図５の通常の自動利得制御を開始する。
【００９５】
切り替え動作終了後、すぐに、ＡＤＣのモニタを取得する（Ｓ５０１）と、設定値がＤＡＣ出力に反映される前、または設定利得値で増幅器３０３が動作する前の増幅器３０３の出力のモニタ値を取得するおそれがある。よって、切り替え動作終了後、かかる問題が生じる場合は、所定の期間、待機してから図５の制御を再開する態様も可能である。
【００９６】
次に、前置利得設定値から最適利得設定値を算出するアルゴリズムについて説明する。
【００９７】
予め一定時間毎に、Ｆ１システム１０６の周波数帯２０１の無線信号に対応する増幅器３０３の利得設定値をメモリ３０８へ保存しておく。これら複数の前置利得設定値から、単位時間当たりの利得設定値の変化量を算出する。
【００９８】
そして、Ｆ２システム１０７の周波数帯２０２の無線信号をモニタする時間においても（この時間は周波数帯２０１の無線信号は受信してない）、周波数帯２０１に対応した利得設定値の変化は、先に算出した利得設定値の変化と同じ傾向であると仮定して、異周波モニタからの復帰後の周波数帯２０１に対応した最適利得設定値を算出する。
【００９９】
つまり、最適利得設定値＝最後に記憶した周波数帯２０１に対応した利得設定値＋利得設定値の単位時間あたりの変化量×モニタ時間となる。
【０１００】
ここで、周波数帯２０１に対応した利得設定値の変化の傾向を算出する場合において、サンプルとして抽出する時間幅は、固定値でも変動値でもよい。固定値の場合は、例えば、ＲＦ部３０２の切り替え動作直近の３秒と設定し、周波数帯２０１の受信信号の利得設定値の変化の傾向は、直近３秒間の利得設定値の保存値から算出することとなる。
【０１０１】
一方、変動値を用いた場合は、例えば、利得設定値の変化の傾向が変わった時からＲＦ部３０２の周波数切り替え動作直前までをサンプル抽出時間にすることが効果的である。利得設定値の変化の傾向が変わるということは、無線通信端末１００の移動方向が変わったか、移動速度が変わったか、などの理由により基地局１０１からの無線信号の受信感度の変化傾向が変わった時と考えられる。よって、無線通信端末１００の環境変化の傾向が変わる前の利得設定値のサンプルを用いて利得設定値の変化の傾向を算出するよりも、環境変化の傾向が変わった後の利得設定値のサンプルを用いて利得設定値の変化の傾向を算出する方が、より現実を反映すると考えられ効果的である。また、サンプル抽出時間は、メモリ３０８の空き容量に基づいて、決定してもよい。
【０１０２】
図７は、本実施例の自動利得制御回路を搭載した無線通信端末１００の動作と、無線システムの電界レベルの関係を表したものである。図７は、始め無線通信端末１００が、Ｆ１システム１０６と無線通信を確立しており、Ｆ１システム１０６の基地局制御装置１０３からの指示に基づき、異周波モニタを行う様子を表している。
【０１０３】
電界レベル７０１は、無線通信端末１００が受信するＦ１システム１０６からの周波数帯２０１の無線信号の受信電界レベルである。なお、破線部は、推定値である。
【０１０４】
電界レベル７０２は、無線通信端末１００が受信するＦ２システム１０７からの周波数帯２０２の無線信号の受信電界レベルである。なお、破線部は、推定値である。
【０１０５】
利得設定値７０３は、無線通信端末１００が周波数帯２０１の無線信号を受信する場合の、自動利得制御装置の増幅器３０３の利得設定値である。
【０１０６】
利得設定値７０４は、無線通信端末１００が周波数帯２０２の無線信号を受信する場合の、自動利得制御装置の増幅器３０３の利得設定値である。
【０１０７】
時間帯７０５、７０８、７１０において、無線通信端末１００は周波数帯２０１の無線信号を受信している。時間帯７０６、７０７、７０９において、無線通信端末１００が周波数帯２０２の無線信号を受信している。
【０１０８】
まず時刻ｔ０からｔ１までの時間帯（時間帯７０５）の動作について説明する。無線通信端末１００は中心周波数ｆ１の周波数帯２０１の無線信号を受信しており、自動利得制御装置のＲＦ部３０２は周波数ｆ１に同調している。ここで、無線通信端末１００の移動等により電界レベル７０１は時間と共に上昇している。自動利得制御装置は増幅器３０３の出力値を一定に制御しているため、電界レベル７０１が上昇すると共に、増幅器３０３の利得設定値は下落する（Ｓ７０３）。
【０１０９】
次に、時刻ｔ１からｔ３までの時間帯（時間帯７０６、時間帯７０７）の動作について説明する。時刻ｔ１において、無線通信端末１００は、コンプレストモードに対応して、ＲＦ部３０２の同調周波数をｆ１からｆ２へ切り替える動作を行う。その後、周波数ｆ２の受信信号に対して増幅器３０３の利得設定値が最適になるよう制御を開始する。
【０１１０】
時刻ｔ１において、周波数ｆ２に対応した前置利得設定値がメモリ３０８ないため、制御部３０６は、メモリ３０８に予め保存された利得設定値の初期値によって自動利得制御を開始する（図６参照）。図７の例では、時刻ｔ１において、初期の利得設定値が電界レベル７０２に対する最適値よりも大きいため、増幅器３０３は目標値よりも大きな値を出力する。その後、制御部３０６の自動利得制御によって、増幅器３０３の利得設定値は最適値に収束する（時間帯７０６）。
【０１１１】
自動利得制御によって、時刻ｔ２において、増幅器３０３の利得設定値はほぼ最適値に収束する。その後、自動利得制御によって、電界レベル７０２の下落と共に、利得設定値７０４は上昇する。
【０１１２】
次に、時刻ｔ３からｔ４までの時間帯（時間帯７０８）の動作について説明する。
時刻ｔ３において、無線通信端末１００は周波数ｆ２の受信動作から、コンプレストモード終了により、周波数ｆ１の受信動作に切り替わる。すなわち、自動利得制御装置の制御部３０６はＲＦ部３０２の同調周波数をｆ２からｆ１に切り替え、周波数ｆ１の受信信号に対して増幅器３０３の利得設定値が最適になるよう制御を開始する。
【０１１３】
時刻ｔ３において、周波数ｆ１に対応した利得設定値がメモリ３０８にあるので、制御部３０６は上述の予め定められたアルゴリズムに従って、前置利得設定値から最適利得設定値を予測演算することにより、予測演算された利得設定値を用いて自動利得制御を開始し、時刻ｔ３後、早期に自動利得制御が収束、安定する。
【０１１４】
次に、時刻ｔ４からｔ５までの時間帯（時間帯７０９）の動作について説明する。
時刻ｔ４において、無線通信端末１００は周波数ｆ１の受信動作から、コンプレストモード開始により、周波数ｆ２の受信動作に切り替わる。すなわち、自動利得制御装置の制御部３０６はＲＦ部３０２の同調周波数をｆ１からｆ２に切り替え、周波数ｆ２の受信信号に対して増幅器３０３の利得設定値が最適になるよう制御を開始する。
【０１１５】
時刻ｔ３における動作と同様に、前置利得設定値を用いて自動利得制御を開始することにより、早期に自動利得制御が収束、安定する。
【０１１６】
時刻ｔ５からｔ６までの時間帯（時間帯７１０）の動作についても、上述の時間帯７０８の動作と同様であるので、冗長を避けるために説明を省略する。
【実施例２】
【０１１７】
第２の実施例について説明する。図８は第２の実施例に係る自動利得制御装置の制御ループの動作を表したものである。第１の実施例の、図５の制御ループに対応するバリエーションである。以下、第１の実施例と同一の点については、第１の実施例と同様であるから、冗長を避けるために説明を省略する。
【０１１８】
図５との主な違いは、ＤＡＣ３０７の出力処理（Ｓ８０１）、ＡＤＣ３０４のモニタ値の取得処理（Ｓ８０２）、利得値演算（Ｓ８０３）の順序である。タイマ割り込みによる制御周期管理（Ｓ８０６）については、第１の実施例にてバリエーションとして説明したものである。
【０１１９】
本実施例ではＳ８０６にてタイマ割り込みによる制御周期管理が行われているが、ＤＡＣ３０７の出力値設定（Ｓ８０１）を、割り込み直後に行うことによって、ＤＡＣ３０７の出力の更新タイミングが常に一定に保たれるという効果が発揮され、制御ループが安定する。
【０１２０】
なお、Ｓ８０３の予測値演算のように入力データにより演算処理時間が異なるような処理の後にＤＡＣ３０７の出力値設定（Ｓ８０１）をすることは適切ではない。その点でも、ＤＡＣ３０７の出力値設定（Ｓ８０１）を割り込み直後に行うことは有効である。
【０１２１】
なお、受信周波数の切り替えの判断（Ｓ８０４）の処理時間にばらつきが生じることは考えられないため、タイマ割り込み処理は、Ｓ８０４の手前でもかまわない。また、利得値演算の処理時間のばらつきが少ない演算アルゴリズムを採用する場合には、利得値演算（Ｓ８０２）の後にＤＡＣ３０７の出力値設定（Ｓ８０１）を行ってもよい。
【実施例３】
【０１２２】
第３の実施例について説明する。第３の実施例は、ＲＦ部３０２の同調周波数切り替え後の最適利得設定値を算出するためのアルゴリズムのバリエーションである。本実施例のアルゴリズムは、ＲＦ部３０２の同調周波数の切り替え前の無線信号の受信電界レベルが変動した場合、ＲＦ部３０２の同調周波数の切り替え後の無線信号の受信電界レベルも対応して変動すると仮定するものである。当該アルゴリズム以外は、第１の実施例と同様であるので、冗長を避けるために説明を省略する。以下、本実施例について説明する。
【０１２３】
図９は第３の実施例の動作の様子を表したものである。
【０１２４】
利得設定値９０１は、周波数帯２０１の無線信号に対応した利得設定値である。また、利得設定値９０２は、周波数帯２０２の無線信号に対応した利得設定値である。実線は測定値に基づく利得設定値であり、破線は予測に基づく利得設定値である。
【０１２５】
時刻９０４までは、ＲＦ部３０２の同調周波数は周波数帯２０１である。制御部３０６は、時刻９０４において、ＲＦ部３０２の同調周波数を周波数帯２０１から周波数帯２０２に変更する。さらに、時刻９０５にて、周波数帯２０２の受信感度が変動し、自動利得制御の追従によって、周波数帯２０２に対応する増幅器３０３の利得設定値は図のように低下する。
【０１２６】
制御部３０６は、時刻９０５において、周波数帯２０２に対応する増幅器３０３の利得設定値の変動に対応して、周波数帯２０１に対応する増幅器３０３の利得設定値の予測値を９０３のように変更する。
【０１２７】
ここで、周波数帯２０２に対応する増幅器３０３の利得設定値の変化量に対する、周波数帯２０１に対応する増幅器３０３の利得設定値の予測値への反映量については、隣り合う周波数帯２０１と周波数帯２０２に対応する増幅器３０３の利得設定値の変化方向が同じ符号なら、同じ方向の反映量を、隣り合う周波数帯２０１と周波数帯２０２に対応する増幅器３０３の利得設定値の変化方向が異なる符号なら、異なる方向の反映量であることが望ましい。
【０１２８】
具体的には、図９のように、時刻９０４より前の時間において周波数帯２０１に対応する利得設定値が増加傾向にあり、時刻９０５より後の時間において周波数帯２０２に対応する利得設定値が低下傾向にある場合は、時刻９０５において周波数帯２０２に対応する利得設定値の低下方向はさらに低下した場合、周波数帯２０１に対応する利得設定値の予測値は、増加方向に修正する。
【０１２９】
なぜなら、一般的に基地局１０１と基地局１０２は物理的に異なる地点に立地しているので、無線通信端末１００の移動により無線信号の受信電界レベルが変動するとする場合、基地局１０１と基地局１０２の両方から遠ざかる若しくは近づく、または、基地局１０１と基地局１０２のどちらか一方に近づきかつ他方から遠ざかる、という状況がもっともあり得るからである。
【０１３０】
第１乃至第３の実施例においては、異周波モニタ前の変化傾向がそのまま続く（すなわち直線近似）と仮定したが、本実施例では、モニタ前の利得設定値の変化傾向を算出する際に、ｎ次曲線（ｎは自然数）による近似を行う。nの値は演算量とのバランスで決定すればよい。n次曲線により近似することによって、直線近似よりも正確な近似を行うことができる。
【０１３１】
さらに、他のバリエーションとして、メモリ３０８に保存した利得設定値をフィルタリングする態様が可能である。受信信号には、無線信号の状態で混在したノイズが含まれているため、自動利得制御の利得設定値にはノイズ成分が反映されている。このノイズ成分をフィルタにより除去することにより、ノイズ成分のないより正確な利得設定値の変化傾向を得ることが可能となる。
【０１３２】
第１乃至第３の実施例においてはＷＣＤＭＡ標準技術に基づいて説明したが、本発明はかかる実施例に制限されない。受信周波数の切り替え動作が複数回行われる系に対しては効果を発揮しうる。
【０１３３】
第１乃至第３の実施例においては、Ｆ１システム１０６、Ｆ２システム１０７の２システム間の異周波モニタであるとして説明したが、更に他の無線通信システムを含んだ複数の無線通信システム間での受信周波数の切り替え動作が行われる系に対して本発明を適用してもよい。
【０１３４】
第１乃至第３の実施例においてはＦ１システム１０６、Ｆ２システム１０７は共にＷＣＤＭＡ無線通信システムであるとして説明したが、一方または両方がＧＳＭ等の異なる無線通信システムであってもかまわない。要するに、異なる周波数の無線信号を受信するために、自動利得制御装置を停止、再開する系に対して、本発明は適用しうる。
【０１３５】
また、異周波モニタ直前の増幅器３０３の利得設定値を、異周波モニタ直後の増幅器３０３の利得設定値にそのまま用いてもよい。最適利得設定値を予測演算する場合よりも、利得設定値の予測演算に要する時間が少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【０１３６】
【図１】本発明の自動利得制御装置を搭載した無線通信端末のシステムの全体図である
【図２】無線通信における周波数の配置を表した図である。
【図３】本発明の自動利得制御装置の要部のブロック構成図である。
【図４】コンプレストモードのフレームを表した図である。
【図５】本発明の自動利得制御のフローチャートである。
【図６】本発明の自動利得制御の受信周波数切り替え時の動作を表すフローチャートである。
【図７】本発明の自動利得制御装置の動作を表す図である。
【図８】本発明の実施例２の自動利得制御のフローチャートである。
【図９】本発明の実施例３の自動利得制御装置の動作を表す図である。
【符号の説明】
【０１３７】
１００  無線通信端末
１０１  基地局
１０２  基地局
１０３  基地局制御装置
１０４  基地局制御装置
１０５  ネットワーク
１０６  Ｆ１システム
１０７  Ｆ２システム
２０１  Ｆ1システムの周波数帯
２０２  Ｆ２システムの周波数帯
３０１  アンテナ
３０２  ＲＦ部
３０３  増幅部
３０４  ＡＤＣ
３０５  信号処理部
３０６  制御部
３０７  ＤＡＣ
３０８  メモリ
４０３  通常フレーム
４０５  送信ギャップ
７０１  ｆ１電界レベル
７０２  ｆ２電界レベル
７０３  ｆ１利得設定値
７０４  ｆ２利得設定値
【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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