(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数が異なる複数の信号が重畳されている信号群を、一括増幅する際の利得を制御する利得制御装置において用いられる利得制御方法であって、
前記信号群を一括増幅する可変利得増幅手順と、
前記可変利得増幅手順からの信号出力に対して、周波数解析を実行し前記複数の信号毎の信号レベルを測定する周波数解析手順と、
予め設定されている選択方法に基づいて、前記複数の信号の中から１つ以上の前記信号を基準信号として選択し、当該選択した前記基準信号の信号レベルに基づいて、前記可変利得増幅手順の利得を制御する利得制御手順とを備え、
前記利得制御手順において、前記可変利得増幅手順の利得を制御する際に、前記複数の信号の中から選択された前記基準信号の前記信号レベルと、予め設定されている利得制御の増加制御或いは減少制御を判定するための利得増加閾値及び利得減少閾値とを比較し、当該比較した結果から前記複数の信号毎に利得の増加制御或いは減少制御を判定し、当該判定した結果の中で一番多い制御を選択することを特徴とする利得制御方法。
【請求項２】
周波数が異なる複数の信号が重畳されている信号群を、一括増幅する際の利得を制御する利得制御装置において用いられる利得制御方法であって、
前記信号群を一括増幅する可変利得増幅手順と、
前記可変利得増幅手順からの信号出力に対して、周波数解析を実行し前記複数の信号毎の信号レベルを測定する周波数解析手順と、
予め設定されている選択方法に基づいて、前記複数の信号の中から１つ以上の前記信号を基準信号として選択し、当該選択した前記基準信号の信号レベルに基づいて、前記可変利得増幅手順の利得を制御する利得制御手順とを備え、
前記利得制御手順において、前記複数の信号の中から１つ以上の前記信号を前記基準信号として選択する場合に、前記重畳されている信号群の信号毎に予め設定された優先度に基づき、前記複数の信号の中から優先度の高い信号を前記基準信号として選択することを特徴とする利得制御方法。
【請求項３】
周波数が異なる複数の信号が重畳されている信号群を、一括増幅する際の利得を制御する利得制御装置において用いられる利得制御方法であって、
前記信号群を一括増幅する可変利得増幅手順と、
前記可変利得増幅手順からの信号出力に対して、周波数解析を実行し前記複数の信号毎の信号レベルを測定する周波数解析手順と、
予め設定されている選択方法に基づいて、前記複数の信号の中から１つ以上の前記信号を基準信号として選択し、当該選択した前記基準信号の信号レベルに基づいて、前記可変利得増幅手順の利得を制御する利得制御手順と、
前記可変利得増幅手順の信号入力の前段に、前記重畳されている信号群を周波数帯域毎に周波数変換を実行する複数の周波数変換手順と、を備え、
前記周波数変換手順は少なくとも可変アッテネータ手順或いは第２の可変利得増幅手順をそれぞれ含み、
前記可変アッテネータ手順において、前記周波数変換手順に割り当てられた周波数帯域毎の受信信号の信号レベルを調整し、
前記第２の可変利得増幅手順において、前記周波数変換手順に割り当てられた周波数帯域毎の受信信号の信号レベルを一括増幅し、
前記利得制御手順において、前記周波数変換手順の信号出力の前記周波数帯域毎に選択された前記基準信号と、予め定められた基準レベルとを比較し、前記基準信号が前記基準レベルと等しくなるように、前記可変アッテネータ手順或いは前記第２の可変利得増幅手順の制御値と、前記可変利得増幅手順の制御値とを算出し、当該算出した制御値に基づいて、前記可変アッテネータ手順或いは前記第２の可変利得増幅手順と、前記可変利得増幅手順とを制御することを特徴とする利得制御方法。
【請求項４】
周波数が異なる複数の信号が重畳されている信号群を、一括増幅する際の利得を制御する利得制御装置において用いられる利得制御方法であって、
前記信号群を一括増幅する可変利得増幅手順と、
前記可変利得増幅手順からの信号出力に対して、周波数解析を実行し前記複数の信号毎の信号レベルを測定する周波数解析手順と、
予め設定されている選択方法に基づいて、前記複数の信号の中から１つ以上の前記信号を基準信号として選択し、当該選択した前記基準信号の信号レベルに基づいて、前記可変利得増幅手順の利得を制御する利得制御手順と、
前記可変利得増幅手順の前記信号出力をアナログ信号からディジタル信号に変換するＡＤ変換手順と、を備え、
前記周波数解析手順は、前記ＡＤ変換手順からの信号出力に対して周波数解析し、前記複数の信号毎に前記信号レベルを測定し、
前記利得制御手順は、前記複数の信号毎の前記信号レベルと予め設定された歪み発生閾値とを比較し、前記歪み発生閾値以上の前記信号レベルの信号を検出した場合、当該信号の周波数情報から不要波を生成し、或いは前記可変利得増幅手順の周波数特性に基づき前記当該信号の位相を補正した信号に基づいて前記不要波を生成し、前記信号出力から前記不要波を除去することを特徴とする利得制御方法。
【請求項５】
周波数が異なる複数の信号が重畳されている信号群を、一括増幅する際の利得を制御する利得制御装置であって、
前記信号群を一括増幅する可変利得増幅部と、
前記可変利得増幅部からの信号出力に対して、周波数解析を実行し前記複数の信号毎の信号レベルを測定する周波数解析部と、
予め設定されている選択方法に基づいて、前記複数の信号の中から１つ以上の前記信号を基準信号として選択し、当該選択した前記基準信号の信号レベルに基づいて、前記可変利得増幅部の利得を制御する利得制御部と、
前記可変利得増幅部の信号入力の前段に、前記重畳されている信号群を周波数帯域毎に周波数変換を実行する複数の周波数変換部と、を備え、
前記周波数変換部は少なくとも可変アッテネータ部或いは第２の可変利得増幅部をそれぞれ含み、
前記可変アッテネータ部は、前記周波数変換部に割り当てられた周波数帯域毎の受信信号の信号レベルを調整し、
前記第２の可変利得増幅部は、前記周波数変換部に割り当てられた周波数帯域毎の受信信号の信号レベルを一括増幅し、
前記利得制御部は、前記周波数変換部の信号出力の前記周波数帯域毎に選択された前記基準信号と、予め定められた基準レベルとを比較し、前記基準信号が前記基準レベルと等しくなるように、前記可変アッテネータ部或いは前記第２の可変利得増幅部の制御値と、前記可変利得増幅部の制御値とを算出し、当該算出した制御値に基づいて、前記可変アッテネータ部或いは前記第２の可変利得増幅部と、前記可変利得増幅部とを制御することを特徴とする利得制御装置。
【請求項６】
周波数が異なる複数の信号が重畳されている信号群を、一括増幅する際の利得を制御する利得制御装置であって、
前記信号群を一括増幅する可変利得増幅部と、
前記可変利得増幅部からの信号出力に対して、周波数解析を実行し前記複数の信号毎の信号レベルを測定する周波数解析部と、
予め設定されている選択方法に基づいて、前記複数の信号の中から１つ以上の前記信号を基準信号として選択し、当該選択した前記基準信号の信号レベルに基づいて、前記可変利得増幅部の利得を制御する利得制御部と、
前記可変利得増幅部の前記信号出力をアナログ信号からディジタル信号に変換するＡＤ変換部と、を備え、
前記周波数解析部は、前記ＡＤ変換部からの信号出力に対して周波数解析し、前記複数の信号毎に前記信号レベルを測定し、
前記利得制御部は、前記複数の信号毎の前記信号レベルと予め設定された歪み発生閾値とを比較し、前記歪み発生閾値以上の前記信号レベルの信号を検出した場合、当該信号の周波数情報から不要波を生成し、或いは前記可変利得増幅部の周波数特性に基づき前記当該信号の位相を補正した信号に基づいて前記不要波を生成し、前記信号出力から前記不要波を除去することを特徴とする利得制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変利得増幅器の利得制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の無線装置において、受信信号を可変利得増幅部で利得制御する場合には、可変利得増幅部への入力信号あるいは可変利得増幅部からの出力信号に対して、フィルタ等でチャネル帯域幅に帯域制限をして、その帯域制限された信号レベルを時間領域で測定し、可変利得増幅部からの出力信号レベルを一定にするように利得制御が行なわれる（非特許引用文献１または２参照）。
【０００３】
図１８は従来の無線装置の一例である。図１８の無線装置は、可変利得増幅部１２と信号レベル判定部１４とを少なくとも具備するＲＦ部１０と、ＡＤ変換部１６と、復調処理部１８とから構成される。
ＲＦ部１０で受信された信号は、可変利得増幅部１２でＲＦ部１０からの出力信号レベルが一定となるように利得制御が実行される。ＲＦ部１０からＡＤ変換部１６に出力する前段では、信号レベル判定部１４で信号レベルが判定され、その判定結果に基づいて、可変利得増幅部１２の制御値が変更される。ＡＤ変換部１６でディジタル信号に変換された受信信号は、復調処理部１８で復調される。
【０００４】
図１９は従来の利得制御の処理フローの一例である。無線装置は、ステップＳ２２で受信信号レベルを測定する。ステップＳ２４で、測定した受信信号のレベルに応じたＲＦ部における可変利得増幅部の制御値を設定し、利得制御を実行する。
【０００５】
このように、従来の無線装置においては、可変利得増幅部への入力信号あるいは可変利得増幅部からの出力信号に対して、この信号レベルを時間領域で測定し、可変利得増幅部からの出力信号レベルを一定にするように利得制御が行なわれている。
なお、可変利得増幅部への入力信号あるいは可変利得増幅部からの出力信号は、フィルタ等で帯域制限してから、その信号レベルを時間領域で測定している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】藤本、他、「屋内用ＦＯＭＡブースタ装置の開発」、ＮＴＴ ＤｏＣｏＭｏテクニカル・ジャーナル、Ｖｏｌ．１３、Ｎｏ．３、ｐｐ．２５−３０。
【非特許文献２】増田、他、「直交復調を用いたＰＨＳにおけるディジタルＡＧＣの一検討」、１９９７年電子情報通信学会総合大会、Ｂ−５−１４０。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、周波数が異なる複数の信号が重畳された信号群を無線装置が一括受信する場合、広い帯域で受信することとなるため、フィルタ等でチャネル帯域幅に帯域制限することができない。そのため、従来の時間領域に基づいた信号レベルの判定による利得制御では、全受信信号に対する一括した利得制御を実行することはできるが、特定した受信信号に特化した利得制御を実行することができないという問題がある。
【０００８】
たとえば、この重畳された信号群の各受信信号レベルは大小様々な場合がある。このとき、従来の利得制御では、全信号に対する一括した利得制御を実行することになるため、最大レベルの信号に対する増幅が過剰となりこの信号に歪みが発生する場合や、最小レベルの信号に対する増幅が不足となりこの信号のＳＮＲが劣化が発生する場合がある。
また、この重畳された信号群には、希望しない信号も重畳されている場合があり、この希望しない受信信号の信号レベルが、可変利得増幅部の利得制御に影響するということも発生する。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、周波数が異なる複数の信号が重畳された信号群を無線装置が一括受信する場合に、特定した受信信号に特化した利得制御を実行する利得制御方法及び利得制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は上述した課題を解決するためになされたもので、本発明の一態様は、周波数が異なる複数の信号が重畳されている信号群を、一括増幅する際の利得を制御する利得制御装置において用いられる利得制御方法であって、前記信号群を一括増幅する可変利得増幅手順と、前記可変利得増幅手順からの信号出力に対して、周波数解析を実行し前記複数の信号毎の信号レベルを測定する周波数解析手順と、予め設定されている選択方法に基づいて、前記複数の信号の中から１つ以上の前記信号を基準信号として選択し、当該選択した前記基準信号の信号レベルに基づいて、前記可変利得増幅手順の利得を制御する利得制御手順とを備え、前記利得制御手順において、前記可変利得増幅手順の利得を制御する際に、前記複数の信号の中から選択された前記基準信号の前記信号レベルと、予め設定されている利得制御の増加制御或いは減少制御を判定するための利得増加閾値及び利得減少閾値とを比較し、当該比較した結果から前記複数の信号毎に利得の増加制御或いは減少制御を判定し、当該判定した結果の中で一番多い制御を選択することを特徴とする利得制御方法である。
【００１５】
また、本発明の一態様は、周波数が異なる複数の信号が重畳されている信号群を、一括増幅する際の利得を制御する利得制御装置において用いられる利得制御方法であって、前記信号群を一括増幅する可変利得増幅手順と、前記可変利得増幅手順からの信号出力に対して、周波数解析を実行し前記複数の信号毎の信号レベルを測定する周波数解析手順と、予め設定されている選択方法に基づいて、前記複数の信号の中から１つ以上の前記信号を基準信号として選択し、当該選択した前記基準信号の信号レベルに基づいて、前記可変利得増幅手順の利得を制御する利得制御手順とを備え、前記利得制御手順において、前記複数の信号の中から１つ以上の前記信号を前記基準信号として選択する場合に、前記重畳されている信号群の信号毎に予め設定された優先度に基づき、前記複数の信号の中から優先度の高い信号を前記基準信号として選択することを特徴とする利得制御方法である。
【００１６】
また、本発明の一態様は、周波数が異なる複数の信号が重畳されている信号群を、一括増幅する際の利得を制御する利得制御装置において用いられる利得制御方法であって、前記信号群を一括増幅する可変利得増幅手順と、前記可変利得増幅手順からの信号出力に対して、周波数解析を実行し前記複数の信号毎の信号レベルを測定する周波数解析手順と、予め設定されている選択方法に基づいて、前記複数の信号の中から１つ以上の前記信号を基準信号として選択し、当該選択した前記基準信号の信号レベルに基づいて、前記可変利得増幅手順の利得を制御する利得制御手順と、前記可変利得増幅手順の信号入力の前段に、前記重畳されている信号群を周波数帯域毎に周波数変換を実行する複数の周波数変換手順と、を備え、前記周波数変換手順は少なくとも可変アッテネータ手順或いは第２の可変利得増幅手順をそれぞれ含み、前記可変アッテネータ手順において、前記周波数変換手順に割り当てられた周波数帯域毎の受信信号の信号レベルを調整し、前記第２の可変利得増幅手順において、前記周波数変換手順に割り当てられた周波数帯域毎の受信信号の信号レベルを一括増幅し、前記利得制御手順において、前記周波数変換手順の信号出力の前記周波数帯域毎に選択された前記基準信号と、予め定められた基準レベルとを比較し、前記基準信号が前記基準レベルと等しくなるように、前記可変アッテネータ手順或いは前記第２の可変利得増幅手順の制御値と、前記可変利得増幅手順の制御値とを算出し、当該算出した制御値に基づいて、前記可変アッテネータ手順或いは前記第２の可変利得増幅手順と、前記可変利得増幅手順とを制御することを特徴とする利得制御方法である。
【００１７】
また、本発明の一態様は、周波数が異なる複数の信号が重畳されている信号群を、一括増幅する際の利得を制御する利得制御装置において用いられる利得制御方法であって、前記信号群を一括増幅する可変利得増幅手順と、前記可変利得増幅手順からの信号出力に対して、周波数解析を実行し前記複数の信号毎の信号レベルを測定する周波数解析手順と、予め設定されている選択方法に基づいて、前記複数の信号の中から１つ以上の前記信号を基準信号として選択し、当該選択した前記基準信号の信号レベルに基づいて、前記可変利得増幅手順の利得を制御する利得制御手順と、前記可変利得増幅手順の前記信号出力をアナログ信号からディジタル信号に変換するＡＤ変換手順と、を備え、前記周波数解析手順は、前記ＡＤ変換手順からの信号出力に対して周波数解析し、前記複数の信号毎に前記信号レベルを測定し、前記利得制御手順は、前記複数の信号毎の前記信号レベルと予め設定された歪み発生閾値とを比較し、前記歪み発生閾値以上の前記信号レベルの信号を検出した場合、当該信号の周波数情報から不要波を生成し、或いは前記可変利得増幅手順の周波数特性に基づき前記当該信号の位相を補正した信号に基づいて前記不要波を生成し、前記信号出力から前記不要波を除去することを特徴とする利得制御方法である。
【００１９】
また、本発明の一態様は、周波数が異なる複数の信号が重畳されている信号群を、一括増幅する際の利得を制御する利得制御装置であって、前記信号群を一括増幅する可変利得増幅部と、前記可変利得増幅部からの信号出力に対して、周波数解析を実行し前記複数の信号毎の信号レベルを測定する周波数解析部と、予め設定されている選択方法に基づいて、前記複数の信号の中から１つ以上の前記信号を基準信号として選択し、当該選択した前記基準信号の信号レベルに基づいて、前記可変利得増幅部の利得を制御する利得制御部と、前記可変利得増幅部の信号入力の前段に、前記重畳されている信号群を周波数帯域毎に周波数変換を実行する複数の周波数変換部と、を備え、前記周波数変換部は少なくとも可変アッテネータ部或いは第２の可変利得増幅部をそれぞれ含み、前記可変アッテネータ部は、前記周波数変換部に割り当てられた周波数帯域毎の受信信号の信号レベルを調整し、前記第２の可変利得増幅部は、前記周波数変換部に割り当てられた周波数帯域毎の受信信号の信号レベルを一括増幅し、前記利得制御部は、前記周波数変換部の信号出力の前記周波数帯域毎に選択された前記基準信号と、予め定められた基準レベルとを比較し、前記基準信号が前記基準レベルと等しくなるように、前記可変アッテネータ部或いは前記第２の可変利得増幅部の制御値と、前記可変利得増幅部の制御値とを算出し、当該算出した制御値に基づいて、前記可変アッテネータ部或いは前記第２の可変利得増幅部と、前記可変利得増幅部とを制御することを特徴とする利得制御装置である。
【００２０】
また、本発明の一態様は、周波数が異なる複数の信号が重畳されている信号群を、一括増幅する際の利得を制御する利得制御装置であって、前記信号群を一括増幅する可変利得増幅部と、前記可変利得増幅部からの信号出力に対して、周波数解析を実行し前記複数の信号毎の信号レベルを測定する周波数解析部と、予め設定されている選択方法に基づいて、前記複数の信号の中から１つ以上の前記信号を基準信号として選択し、当該選択した前記基準信号の信号レベルに基づいて、前記可変利得増幅部の利得を制御する利得制御部と、前記可変利得増幅部の前記信号出力をアナログ信号からディジタル信号に変換するＡＤ変換部と、を備え、前記周波数解析部は、前記ＡＤ変換部からの信号出力に対して周波数解析し、前記複数の信号毎に前記信号レベルを測定し、前記利得制御部は、前記複数の信号毎の前記信号レベルと予め設定された歪み発生閾値とを比較し、前記歪み発生閾値以上の前記信号レベルの信号を検出した場合、当該信号の周波数情報から不要波を生成し、或いは前記可変利得増幅部の周波数特性に基づき前記当該信号の位相を補正した信号に基づいて前記不要波を生成し、前記信号出力から前記不要波を除去することを特徴とする利得制御装置である。
【発明の効果】
【００２１】
この発明によれば、周波数が異なる複数の信号が重畳した信号群を、可変利得増幅器で一括増幅する場合であっても、利得制御部は、この周波数解析された各信号から基準信号を選択し、その基準信号に基づいて利得制御を実行するため、特定した受信信号に特化した利得制御を実行し、増幅後の信号特性を改善することができる。
【００２２】
また、本発明によれば、無線システム或いはユーザレベルで優先度を設定し、優先度に基づいて信号の利得制御をするといった、柔軟な利得制御ができる。
さらに、本発明によれば、複数の無線システムの信号を一括して受信する場合、無線装置には高ダイナミックレンジが要求されるが、利得制御する際に、周波数帯域毎に分割し、受信信号のレベル調整制御もするため、ＲＦ部におけるダイナミックレンジの負担を軽減することができる。
さらに、本発明によれば、利得制御する際に信号の歪みを予測し信号処理により不要波の除去をすることで、受信特性を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】この発明の第１実施形態による利得制御装置を含む無線装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】この発明の第１実施形態における利得制御方法の概要を説明する説明図である。
【図３】図２に記載の利得制御方法の処理フロー図の一例である。
【図４】この発明の第１実施形態において、基準信号を選択する条件が、一番大きい信号レベルの信号である場合についての利得制御方法の概要を説明する説明図である。
【図５】図４に記載の利得制御方法の処理フロー図の一例である。
【図６】この発明の第１実施形態において、基準信号を選択する条件が、一番小さい信号レベルの信号である場合についての利得制御方法の概要を説明する説明図である。
【図７】図６に記載の利得制御方法の処理フロー図の一例である。
【図８】この発明の第１実施形態において、信号毎に信号レベルの閾値判定した結果を多数決して利得制御する場合についての利得制御方法の概要を説明する説明図である。
【図９】図８に記載の利得制御方法の処理フロー図の一例である。
【図１０】この発明の第１実施形態において、基準信号を、受信する信号に予め設定された優先度に基づいて選択する場合の利得制御方法の概要を説明する説明図である。
【図１１】図１０に記載の利得制御方法の処理フロー図の一例である。
【図１２】この発明の第２実施形態による利得制御装置を含む無線装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図１３】この発明の第２実施形態における利得制御方法の概要を説明する説明図である。
【図１４】図１３に記載の中で、受信信号の信号レベルを可変アッテネータと可変利得増幅部で制御する方法についての処理フロー図の一例である。
【図１５】この発明の第３実施形態による利得制御装置を含む無線装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図１６】この発明の第３実施形態における利得制御方法の概要を説明する説明図である。
【図１７】図１６に記載の中で、不要波除去に関する制御についての処理フロー図の一例である。
【図１８】従来の無線装置の構成を示す概略ブロック図の一例である。
【図１９】従来の利得制御の処理フロー図の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以降の実施形態の記載においては、無線の受信機における利得制御の構成により、記述を行う。ただし、本願発明は無線の受信機構成に限定するものではなく、有線伝送における利得制御や、装置内での利得制御など、何れの分野にも適用可能である。
【００２５】
＜第１実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。図１は、本発明の第１実施形態による利得制御装置を含む無線装置の構成を示す概略ブロック図である。
【００２６】
無線装置は可変利得増幅部１０２を含むＲＦ部１００、ＡＤ変換部１０４、周波数解析部１０６、利得制御部１０８、復調処理部１１０、及び無線システムデータベース１１２を備えている。
【００２７】
ＲＦ部１００で受信された受信信号は、ＲＦ部１００が備えている可変利得増幅部１０２に入力され、利得制御される。利得制御され一定の大きさにレベル調整された受信信号は、ＡＤ変換部１０４と周波数解析部１０６とに入力される。
ＡＤ変換部１０４は、可変利得増幅部１０２から入力された受信信号をアナログデータからディジタルデータに変換し、復調処理部１１０に出力する。
復調処理部１１０は、ＡＤ変換部１０４から入力された受信信号であって、ディジタルデータに変換された受信信号を復調する。
【００２８】
一方、周波数解析部１０６は、可変利得増幅部１０２から入力された受信信号を周波数解析することで受信信号に含まれる周波数毎の信号の信号レベルを測定し、利得制御部１０８にその測定結果を出力する。
【００２９】
利得制御部１０８は、無線システムデータベース１１２に登録されている選択条件であって、無線システムの優先度に応じて設定されている基準信号の選択条件に基づき、周波数解析部１０６から入力された測定結果である周波数毎の信号の信号レベルを検出し、検出した結果に基づき選択条件に該当する信号を基準信号として選択する。
また、利得制御部１０８は、無線システムデータベース１１２に登録されている、基準信号と比較するための条件と、選択した基準信号の信号レベルとを比較し、比較した結果から決定した利得制御の設定値を可変利得増幅部１０２に出力する。そして、可変利得増幅部１０２は、設定された利得制御に基づいて、受信信号を増幅する。
本実施形態では、基準信号と比較するための条件として、利得増加閾値及び利得減少閾値を用いる。
【００３０】
なお、周波数解析部１０６は、可変利得増幅部１０２から入力される受信信号に代えて、ＡＤ変換部１０４においてアナログデータからディジタルデータに変換されたデータを用いても良い。
【００３１】
図２は、本発明の第１実施形態における利得制御方法の概要を説明する説明図である。
まず、周波数解析部１０６は、広い周波数の範囲で複数の信号を重畳した信号群（無線では、受信した受信電波などが相当。以降、受信した受信電波と称するが、実施の形態にて対応可能な信号群は、受信電波に限らない。）を周波数解析する。
この時、周波数解析部１０６は、周波数解析方法として、高速フーリエ変換、短時間フーリエ変換、離散フーリエ変換、ウエーブレット変換、ウィグナー分布解析、或いはその組み合わせを利用する。
【００３２】
図２（Ａ）の、縦軸は信号レベル（振幅）であり、横軸は時刻である。図２（Ｂ）の縦軸は信号レベル（振幅）であり、横軸は周波数である。
図２（Ａ）は、受信電波を示している。図２（Ｂ）は、受信電波を周波数解析した結果、受信電波に５つ（信号Ｓ１から信号Ｓ５）の信号が含まれている例を示している。
図２（Ｂ）に示す利得減少閾値は、可変利得増幅部１０２での利得を減少させる判定に用いる閾値であり、利得増加閾値は、可変利得増幅部１０２での利得を増加させる判定に用いる閾値である。
【００３３】
ここでは、利得制御部１０８は、利得制御を判定する際の基準信号として信号Ｓ５を選択している。したがって、利得制御部１０８は、基準信号である信号Ｓ５の信号レベルを一定期間検出し、その検出結果に基づいて利得の増減を判定する。
利得制御部１０８は、利得の増減を判定する場合には、検出期間内の基準信号の信号レベルの平均値と、利得減少閾値及び利得増加閾値とを比較し、比較した結果から利得の増減を実行するかしないかについて判定する。
また、利得制御部１０８は、利得制御量を、現在設定されている利得制御値、受信電波の信号レベル（振幅値）、基準信号レベル（振幅値）、或いはその組み合わせに基づいて決定する。
【００３４】
利得制御部１０８は、このようにして、利得の増減を判定した結果と利得制御量を決定した制御値を、可変利得増幅部１０２に通知又は設定し、利得制御する。
【００３５】
図２では、信号Ｓ５を基準に判定した結果、信号Ｓ５の信号レベルが利得増加閾値よりも小さいため、可変利得増幅部１０２は、利得増加制御と判定し可変利得増幅部１０２の増幅量を増加制御する。
図２（Ｃ）は、増加制御した後の各信号の信号レベルの一例である。
【００３６】
図３は、図２に記載の利得制御方法の処理フロー図の一例である。
まず、周波数解析部１０６は、可変利得増幅部１０２から入力された受信電波を周波数解析する（ステップＳ１０２）。
【００３７】
次に、利得制御部１０８は、周波数解析部１０６から入力された各信号の振幅値を、ある一定期間検出し各信号の平均値を算出する。次に、利得制御部１０８は、選択条件に該当する信号を基準信号として選択する。そして、利得制御部１０８は、基準信号の平均値と利得増加閾値とを比較し、利得増加閾値以下であればステップＳ１０８へ処理を進める。また、利得制御部１０８は、基準信号の平均値と利得増加閾値とを比較し、利得増加閾値以上であればステップＳ１０６へ処理を進める（ステップＳ１０４）。
【００３８】
続いて、ステップＳ１０４でステップＳ１０６へ処理を進めると判定された場合、利得制御部１０８は、ステップＳ１０４で選択した基準信号の平均値と利得減少閾値とを比較し、基準信号の平均値が利得減少閾値以上であれば、ステップＳ１０８へ処理を進める。また、利得制御部１０８は、基準信号の平均値が利得減少閾値以下であれば、利得制御を行なわず処理を終了する（ステップＳ１０６）。
【００３９】
更に、ステップＳ１０４及びステップＳ１０６でステップＳ１０８へ処理を進めると判定された場合、利得制御部１０８は、現在の可変利得増幅部１０２の設定値、受信電波の信号レベル（振幅値）、利得制御対象となった基準信号の信号レベル（振幅値）、或いはそれら２つ以上の組み合わせにより、可変利得増幅部１０２の制御値を決定し、可変利得増幅部１０２に制御値を通知又は設定する（ステップＳ１０８）。
【００４０】
このようにして、本第１実施形態の利得制御装置は、周波数が異なる複数の信号が重畳した信号群を、可変利得増幅部１０２で一括増幅する場合であっても、利得制御部１０８は、この周波数解析された各信号から基準信号を選択し、その基準信号に基づいて利得制御を実行する。これにより、本第１実施形態の利得制御装置は、特定した受信電波に特化した利得制御を実行することができる。
【００４１】
なお、ステップＳ１０２で、周波数解析部１０６は、可変利得増幅部１０２から入力される受信電波に代えて、ＡＤ変換部１０４においてアナログデータからディジタルデータに変換されたデータを用いて、周波数解析してもよい。
【００４２】
なお、ステップＳ１０４で、利得制御部１０８は、基準信号の平均値と利得増加閾値とを比較して判定する代わりに、基準信号が検出期間内に利得増加閾値以下となる回数が予め設定した利得増加と判定する回数以上であるか否かと判定してもよい。
また、ステップＳ１０６で、利得制御部１０８は、基準信号の平均値と利得増加閾値とを比較して判定する代わりに、基準信号が検出期間内に利得減少閾値以上となる回数が予め設定した利得減少と判定する回数以上であるか否かと判定してもよい。
【００４３】
図４から図１１を用いて、基準信号を選択する方法、又は利得制御を決定する方法について説明する。図４から図７を用いて信号レベルの大きさに基づいて基準信号を選択する場合について説明する。図８から図９を用いて各信号を基準信号として信号毎の信号レベルを多数決して制御を決める場合について説明する。図１０から図１１を用いて無線システムにおいて予め設定された優先度に基づいて基準信号を選択する場合について説明する。
【００４４】
まず図４を用いて、上記記載の本発明の第１実施形態において、基準信号を選択する条件が、一番大きい信号レベルの信号である場合についての利得制御方法の概要を説明する。図４（Ａ）、図４（Ｂ）の縦軸と横軸は、図２（Ａ）、図２（Ｂ）の縦軸と横軸と同様である。図４（Ａ）は、受信電波を示している。図４（Ｂ）は、受信電波を周波数解析した結果、受信電波に５つ（信号Ｓ１から信号Ｓ５）の信号が含まれている例を示している。
【００４５】
ここでは、利得制御部１０８は、利得制御を判定する際の基準信号として、５つの信号の中で信号レベルが一番大きい信号Ｓ１を選択している。したがって、信号Ｓ1の信号レベルを一定期間検出し、検出した結果に基づいて利得の増減を判定する。
利得の増減の判定は、検出期間内の基準信号の信号レベルの平均値と、利得減少閾値及び利得増加閾値とを比較し、比較した結果から利得の増減を実行するかしないかについて判定する。
また、利得制御量は、現在設定されている利得制御値、受信電波の信号レベル（振幅値）、基準信号レベル（振幅値）、或いはその組み合わせに基づいて決定する。
【００４６】
利得制御部１０８は、このようにして、利得の増減を判定した結果と利得制御量を決定した制御値を、可変利得増幅部１０２に通知又は設定し、利得制御する。
【００４７】
図４では、信号Ｓ1を基準に判定した結果、信号Ｓ１の信号レベルが利得増加閾値より大きく利得減少閾値よりも小さいため、利得制御部１０８は、利得増加制御及び利得減少制御のどちらも実行しないと判定し、可変利得増幅部１０２の利得制御値は現在の設定から変更しない。
図４（Ｃ）は、制御後の各信号の信号レベルの例で、制御値に変更が無いため、各信号の信号レベルは図４（Ｂ）と同等である。
【００４８】
図５ は、図４に記載の利得制御方法の処理フロー図の一例である。
まず、周波数解析部１０６は、可変利得増幅部１０２から入力された受信電波を周波数解析する（ステップＳ２０２）。
【００４９】
次に、利得制御部１０８は、周波数解析部１０６から入力された各信号の振幅値を、ある一定期間検出し各信号の平均値を算出する。次に、利得制御部１０８は、各信号の中で、一番大きいレベルの平均値を持つ信号を基準信号として選択する。そして、利得制御部１０８は、基準信号の平均値と利得増加閾値とを比較し、利得増加閾値以下であればステップＳ２０８へ処理を進める。また、利得制御部１０８は、基準信号の平均値と利得増加閾値とを比較し、利得増加閾値以上であればステップＳ２０６へ処理を進める（ステップＳ２０４）。
【００５０】
続いて、ステップＳ２０４でステップＳ２０６へ処理を進めると判定された場合、利得制御部１０８は、ステップＳ２０４で選択した基準信号の平均値と利得減少閾値とを比較し、基準信号の平均が利得減少閾値以上であれば、ステップＳ２０８へ処理を進める。また、利得制御部１０８は、基準信号の平均が利得減少閾値以下であれば、利得制御を行なわず処理を終了する（ステップＳ２０６）。
【００５１】
更に、ステップＳ２０４及びステップＳ２０６でステップＳ２０８へ処理を進めると判定された場合、利得制御部１０８は、現在の可変利得増幅部１０２の設定値、受信電波の信号レベル（振幅値）、利得制御対象となった基準信号の信号レベル（振幅値）、或いはそれら２つ以上の組み合わせにより、可変利得増幅部１０２の制御値を決定し、可変利得増幅部１０２に制御値を通知または設定する（ステップＳ２０８）。
【００５２】
このようにして、本第１実施形態の利得制御装置は、信号レベルが一番大きい信号を基準信号として選択すれば、利得制御部１０８は、その基準信号の信号レベルを利得増加閾値以上利得減少閾値以下の範囲になるように利得制御を実行する。これにより、本第１実施形態の利得制御装置は、最大信号レベルの信号に対する増幅が過剰となることを抑圧することができ、この信号に歪が発生するのを防止することができる。
【００５３】
なお、図５のステップＳ２０２、ステップＳ２０４、またはステップＳ２０６においては、図３のステップＳ１０２、ステップＳ１０４、またはステップＳ１０６と同様に処理方法を変更してもよい。
【００５４】
次に、図６を用いて、上記記載の本発明の第１実施形態において、基準信号を選択する条件が、一番小さい信号レベルの信号である場合についての利得制御方法の概要を説明する。図６（Ａ）、図６（Ｂ）の縦軸と横軸は、図２（Ａ）、図２（Ｂ）の縦軸と横軸と同様である。図６（Ａ）は、受信電波を示している。図６（Ｂ）は、受信電波を周波数解析した結果、受信電波に５つ（信号Ｓ１から信号Ｓ５）の信号が含まれている例を示している。
【００５５】
ここでは、利得制御部１０８は、利得制御を判定する際の基準信号として、５つの信号の中で信号レベルが一番小さい信号Ｓ４を選択している。したがって、信号Ｓ４の信号レベルを一定期間検出し、検出した結果に基づいて利得の増減を判定する。
利得の増減の判定は、検出期間内の基準信号の信号レベルの平均値と、利得減少閾値及び利得増加閾値とを比較し、比較した結果から利得の増減を実行するかしないかについて判定する。
また、利得制御量は、現在設定されている利得制御値、受信電波の信号レベル（振幅値）、基準信号レベル（振幅値）、或いはその組み合わせに基づいて決定する。
【００５６】
利得制御部１０８は、このようにして、利得の増減を判定した結果と利得制御量を決定した制御値を、可変利得増幅部１０２に通知又は設定し、利得制御をする。
【００５７】
図６では、信号Ｓ４を基準に判定した結果、信号Ｓ４の信号レベルが利得増加閾値より小さいため、利得制御部１０８は、利得増加制御と判定し可変利得増幅部１０２の増幅量を増加制御する。
図６（Ｃ）は、制御後の各信号の信号レベルの一例で、図６（Ｂ）に対して、各信号の信号レベルは大きくなっている。
【００５８】
図７ は、図６に記載の利得制御方法の処理フロー図の一例である。
まず、周波数解析部１０６は、可変利得増幅部１０２から入力された受信電波を周波数解析する（ステップＳ３０２）。
【００５９】
次に、利得制御部１０８は、周波数解析部１０６から入力された各信号の振幅値を、ある一定期間検出し各信号の平均値を算出する。次に、利得制御部１０８は、各信号の中で、一番小さいレベルの平均値を持つ信号を基準信号として選択する。そして、利得制御部１０８は、基準信号の平均値と利得増加閾値とを比較し、利得増加閾値以下であればステップＳ３０８へ処理を進める。また、利得制御部１０８は、基準信号の平均値と利得増加閾値とを比較し、利得増加閾値以上であればステップＳ３０６へ処理を進める（ステップＳ３０４）。
【００６０】
続いて、ステップＳ３０４でステップＳ３０６へ処理を進めると判定された場合、利得制御部１０８は、ステップＳ３０４で選択した基準信号の平均値と利得減少閾値とを比較し、基準信号の平均値が利得減少閾値以上であれば、ステップＳ３０８へ処理を進める。また、利得制御部１０８は、基準信号の平均値利得減少閾値以下であれば、利得制御を行なわず処理を終了する（ステップＳ３０６）。
【００６１】
更に、ステップＳ３０４及びステップＳ３０６でステップＳ３０８へ処理を進むめると判定された場合、利得制御部１０８は、現在の可変利得増幅部１０２の設定値、受信電波の信号レベル（振幅値）、利得制御対象となった基準信号の信号レベル（振幅値）、或いはそれら２つ以上の組み合わせにより、可変利得増幅部１０２の制御値を決定し、可変利得増幅部１０２に制御値を通知または設定する（ステップＳ３０８）。
【００６２】
このようにして、本第１実施形態の利得制御装置は、信号レベルが一番小さい信号を基準信号として選択すれば、利得制御部１０８は、その基準信号を利得増加閾値以上利得減少閾値以下の範囲になるように利得制御を実行する。これにより、本第１実施形態の利得制御装置は、最小レベルの信号に対する増幅が不足となることを抑圧することができ、この信号のＳＮＲが劣化するのを防止することができる。
【００６３】
なお、図７のステップＳ３０２、ステップＳ３０４、またはステップＳ３０６においては、図３のステップＳ１０２、ステップＳ１０４、またはステップＳ１０６と同様に処理方法を変更してもよい。
【００６４】
次に、図８を用いて、上記記載の本発明の第１実施形態において、利得制御を実行する条件が、信号毎に信号レベルと利得制御閾値との比較から利得制御を判定し、その判定結果の中で一番多い判定結果に基づいて利得制御する場合についての利得制御方法の概要を説明する。
【００６５】
図８（Ａ）、図８（Ｂ）の縦軸と横軸は、図２（Ａ）、図２（Ｂ）の縦軸と横軸と同様である。
図８（Ａ）は、受信電波を示している。図８（Ｂ）は、受信電波を周波数解析した結果、受信電波に５つ（信号Ｓ１から信号Ｓ５）の信号が含まれている例を示している。
ここでは、利得制御部１０８は、利得制御を判定する際の基準信号として、５つの信号（信号Ｓ１から信号Ｓ５）全てを選択している。したがって、５つの信号全ての信号レベルを一定期間検出し、検出結果に基づいて信号毎に利得の増減を判定する。
【００６６】
利得の増減の判定は、検出期間内の基準信号の信号レベルの平均値と、利得減少閾値及び利得増加閾値とを比較し、比較した結果から信号毎に利得の増減を判定する。
そして、信号毎に判定した結果の多数決をして、判定結果の多い方の制御に基づき、利得の増減を実行するかしないかについて判定する。
また、利得制御量は、多数決で選択された複数の信号の信号レベル（振幅値）若しくはその複数の信号の中から更に選択した信号の信号レベル（振幅値）、現在設定されている利得制御値、受信電波の信号レベル（振幅値）、或いはその組み合わせに基づいて決定する。
【００６７】
利得制御部１０８は、このようにして、利得の増減を判定した結果と利得制御量を決定した制御値を、可変利得増幅部１０２に通知又は設定し、利得制御する。
【００６８】
図８では、利得制御部１０８は、信号Ｓ１、信号Ｓ２、信号Ｓ３の３つの信号が利得制御の変更なし、信号Ｓ４、信号Ｓ５の２つの信号が利得増加制御と判定し、この判定結果の多数決により３つの信号の判定結果を選択し、可変利得増幅部１０２の利得制御値は現在の設定から変更しない。
図８（Ｃ）は、制御後の各信号の信号レベルの例で、制御値に変更が無いため、各信号の信号レベルは図８（Ｂ）と同等である。
【００６９】
図９は、図８に記載の利得制御方法の処理フロー図の一例である。
まず、周波数解析部１０６は、可変利得増幅部１０２から入力された受信電波を周波数解析する（ステップＳ４０２）。
次に、利得制御部１０８は、周波数解析部１０６から入力された信号毎に、各信号の振幅値或いは信号レベルの平均値をある一定期間検出し、各信号を基準信号として選択する。利得制御部１０８は、各基準信号の振幅値或いは信号レベルの平均値と利得増加閾値とを比較し、利得増加閾値以下となるかどうか判定し、判定結果を信号毎に保持する。判定方法として、平均値ではなく、利得増加閾値以下となる回数に基づく方法もある（ステップＳ４０４）。
【００７０】
次に、利得制御部１０８は、各基準信号の振幅値或いは信号レベルの平均値と利得減少閾値とを比較し、利得減少閾値以上となるかどうか判定し、判定結果を信号毎に保持する。判定方法として、平均値ではなく、利得減少閾値以上となる回数に基づく方法もある（ステップＳ４０６）。
【００７１】
次に、利得制御部１０８は、ステップＳ４０４及びステップＳ４０６で保持した信号毎の判定結果の中から、一番多い信号の判定結果を選択する（ステップＳ４０８）。
次に、利得制御部１０８は、ステップＳ４０８で選択された判定結果に基づき、可変利得増幅部１０２の利得制御値の変更が必要か否かを判定する（ステップＳ４１０）。
【００７２】
ステップＳ４１０で利得制御値の変更が必要と判定された場合、利得制御部１０８は、受信電波のレベル、利得制御の対象となった信号（対象となる信号が複数存在する場合はその中で一番信号レベルが大きいもの、信号レベルが一番小さいもの、若しくはその平均値）、或いはその組み合わせにより、可変利得増幅部１０２の制御値を算出し、可変利得増幅部に制御値を通知または設定する（ステップＳ４２０）。
【００７３】
ステップＳ４１０で利得制御値の変更が必要ないと判定された場合、利得制御部１０８は、利得制御値の変更は実行せず処理を終了する。
【００７４】
このようにして、本第１実施形態の利得制御装置は、利得制御部１０８は、信号毎に信号レベルと利得制御閾値との比較から利得制御を判定し、その判定結果の中で一番多い判定結果に基づいて利得制御を実行する。これにより、本第１実施形態の利得制御装置は、より多くの信号に対して、増幅が過剰となり歪が発生すること或いは増幅が不足となりＳＮＲが劣化することを防止することができる。
【００７５】
なお、図９のステップＳ４０２においては、図３のステップＳ１０２と同様に処理方法を変更してもよい。
【００７６】
次に、図１０を用いて、上記記載の本発明の第１実施形態において、基準信号の選択条件が、受信する信号に予め設定された優先度に基づき、その優先度の高い信号順に基準信号として選択する場合についての利得制御方法の概要を説明する。
【００７７】
図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）の縦軸と横軸は、図２（Ａ）、図２（Ｂ）の縦軸と横軸と同様である。
図１０（Ａ）は、受信電波を示している。図１０（Ｂ）は、受信電波を周波数解析した結果、受信電波に５つ（信号Ｓ１から信号Ｓ５）の信号が含まれている例を示している。
また、本制御方法では、予め受信している無線システムに応じて信号の優先度が設定されており、図１０（Ｂ）に示すように、優先度１の信号は信号Ｓ５、優先度２の信号は信号Ｓ４、以下順に、信号Ｓ１、信号Ｓ２、信号Ｓ３が優先度の高い順となっている例である。
【００７８】
ここでは、利得制御部１０８は、利得制御を判定する際の基準信号として、５つの信号の中で、信号の優先度が一番高い信号Ｓ５を選択している。したがって、信号Ｓ５の信号レベルを一定期間検出し、検出した結果に基づいて利得の増減を判定する。
【００７９】
利得の増減の判定は、検出期間内の基準信号の信号レベルの平均値と、利得減少閾値及び利得増加閾値とを比較し、比較した結果から利得の増減を実行するかしないかについて判定する。
また、利得制御量は、現在設定されている利得制御値、受信電波の信号レベル（振幅値）、基準信号レベル（振幅値）、或いはその組み合わせに基づいて決定する。
【００８０】
利得制御部１０８は、このようにして、利得の増減を判定した結果と利得制御量を決定した制御値を、可変利得増幅部１０２に通知又は設定し、利得制御をする。
【００８１】
図１０では、信号Ｓ５を基準に判定した結果、信号Ｓ５の信号レベルが利得増加閾値より小さいため、利得制御部１０８は、利得増加制御と判定し可変利得増幅部１０２の増幅量を増加制御する。
図１０（Ｃ）は、制御後の各信号の信号レベルの一例で、図１０（Ｂ）に対して、各信号の信号レベルは大きくなっている。
【００８２】
なお、利得制御部１０８は、基準信号は入力信号の内、優先度の最も高い信号を基準信号として選択する。従って、例えば、信号Ｓ５の入力がない場合は、優先度２の信号Ｓ４が基準信号を選択する。更に、優先度２の信号Ｓ４の入力もない場合は、優先度３の信号Ｓ１を基準信号に選択する。
【００８３】
図１１は、図１０に記載の利得制御方法の処理フロー図の一例である。
まず、周波数解析部１０６は、可変利得増幅部１０２から入力された受信電波を周波数解析する（ステップＳ５０２）。
【００８４】
次に、利得制御部１０８は、周波数解析部１０６から入力された各信号の周波数情報に基づいて、無線システムに対して予め設定された優先度を付与する。各信号に付与した優先度の中から、優先度が一番高い信号を基準信号として選択する。
次に、利得制御部１０８は、選択された基準信号の振幅値を、ある一定期間検出し基準信号の平均値を算出する。
そして、利得制御部１０８は、基準信号の平均値と利得増加閾値とを比較し、利得増加閾値以下であればステップＳ５０８へ処理を進める。
また、利得制御部１０８は、基準信号の平均値と利得増加閾値とを比較し、利得増加閾値以上であればステップＳ５０６へ処理を進める（ステップＳ５０４）。
【００８５】
続いて、ステップＳ５０４でステップＳ５０６へ処理を進めると判定された場合、利得制御部１０８は、ステップＳ５０４で選択した基準信号の平均値と利得減少閾値とを比較し、基準信号の平均値が利得減少閾値以上であれば、ステップＳ５０８へ処理を進める。また、利得制御部１０８は、基準信号の平均値利得減少閾値以下であれば、利得制御を行なわず処理を終了する（ステップＳ５０６）。
【００８６】
更に、ステップＳ５０４及びステップＳ５０６でステップＳ５０８へ処理を進めると判定された場合、利得制御部１０８は、現在の可変利得増幅部１０２の設定値、受信電波の信号レベル（振幅値）、利得制御対象となった基準信号の信号レベル（振幅値）、或いはそれら２つ以上の組み合わせにより、可変利得増幅部１０２の制御値を決定し、可変利得増幅部１０２に制御値を通知または設定する（ステップＳ５０８）。
【００８７】
このようにして、本第１実施形態の利得制御装置は、予め設定された優先度の高い信号を基準信号として選択すれば、利得制御部１０８は、その基準信号を利得増加閾値以上利得減少閾値以下の範囲になるように利得制御を実行する。これにより、本第１実施形態の利得制御装置は、優先度の高い信号に対して、増幅が過剰となり歪が発生すること或いは増幅が不足となりＳＮＲが劣化することを防止することができる。
【００８８】
なお、図１１のステップＳ５０２、ステップＳ５０４、またはステップＳ５０６においては、図３のステップＳ１０２、ステップＳ１０４、またはステップＳ１０６と同様に処理方法を変更してもよい。
【００８９】
＜第２実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。図１２は、本発明の第２実施形態による利得制御装置を含む無線装置の構成を示す概略ブロック図である。
【００９０】
無線装置は、周波数変換部２１４と可変利得増幅部２０２とを含むＲＦ部２００、ＡＤ変換部２０４、周波数解析部２０６、利得制御部２０８、復調処理部２１０、及び無線システムデータベース２１２を備えている。
周波数変換部２１４は、可変アッテネータ２１６、可変利得増幅部２１７(第２の可変利得制御部)、或いはその両方を含み、また、その他に、低雑音増幅器、フィルタ、ミキサ等を備えている。
【００９１】
この図１２に示す可変利得増幅部２０２、ＡＤ変換部２０４、周波数解析部２０６、利得制御部２０８、復調処理部２１０、及び無線システムデータベース２１２は、図１に示す第１実施形態の、可変利得増幅部１０２、ＡＤ変換部１０４、周波数解析部１０６、利得制御部１０８、復調処理部１１０、及び無線システムデータベース１１２に、それぞれ対応する。また、この図１２に示すＲＦ部２００は、図１に示す第１実施形態のＲＦ部１００に対応するが、ＲＦ部２００は周波数変換部２１４を含むところが相違点である。対応する構成の中で同様の構成については、その説明を省略する。
【００９２】
ＲＦ部２００で受信された受信信号は、ＲＦ部２００が備えている複数の周波数変換部２１４に入力される。複数の周波数変換部２１４は、受信信号は複数の周波数帯域毎に割り当てられており、割り当てられた周波数帯域毎に周波数変換する。また、周波数変換部２１４は、周波数変換する際に、周波数変換部２１４に含まれる可変アッテネータ２１６、可変利得増幅部２１７、或いはその両方を用いて信号レベルを調整する。
可変利得増幅部２０２は、周波数変換部２１４において周波数変換及びレベル調整された受信信号を入力し、利得制御する。
可変利得増幅部２０２は、利得制御し一定の大きさにレベル調整した受信信号を、ＡＤ変換部２０４と周波数解析部２０６とに出力する。
【００９３】
利得制御部２０８は、無線システムデータベース２１２に登録されている選択条件であって、無線システムの優先度に応じて設定されている基準信号の選択条件に基づき、周波数解析部２０６から入力された測定結果である周波数毎の信号の信号レベルを検出し、検出した結果に基づき、複数の周波数変換部２１４で割り当てられた周波数帯域毎に、選択条件に該当する信号を基準信号として選択する。
また、利得制御部２０８は、無線システムデータベース２１２に登録されている、基準信号の信号レベルを調整するための基準レベルに基づき、周波数帯域毎に選択された基準信号と基準レベルとを比較する。
更に、利得制御部２０８は、基準信号と基準レベルとを比較した結果から、周波数帯域毎に選択された複数の基準信号の信号レベルが基準レベルと等しくなるように、可変アッテネータ２１６、可変利得増幅部２１７、或いはその両方への設定値と、可変利得増幅部２０２への利得制御の設定値とを出力する。
【００９４】
このように、利得制御部２０８は、周波数帯域毎の基準信号の信号レベルを調整した後に、第１実施形態に記載と同様の利得制御を実行する。
【００９５】
なお、周波数解析部２０６は、可変利得増幅部２０２から入力される受信信号に代えて、ＡＤ変換部２０４においてアナログデータからディジタルデータに変換されたデータを用いても良い。
【００９６】
図１３は本発明の第２実施形態における利得制御方法の概要を説明する説明図である。
本第２実施形態は、アンテナから入力された受信電波を、複数の周波数帯域に分割して、各々の周波数帯域毎に含まれる信号レベルをある一定の信号レベルになるように、利得制御部２０８は、複数の周波数変換部２１４に含まれる可変アッテネータ２１６、可変利得増幅部２１７、或いはその両方の設定値と可変利得増幅部２０２の利得制御値とを制御する。
【００９７】
まず、周波数解析部２０６は、可変利得増幅器２０２から出力された受信電波を周波数解析する。
図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）の縦軸と横軸は、図２（Ａ）、図２（Ｂ）の縦軸と横軸と同様である。
図１３（Ａ）は、受信電波を示している。図１３（Ｂ）は、受信電波を周波数解析した結果、受信電波に５つ（信号Ｓ１から信号Ｓ５）の信号が含まれている例を示している。
【００９８】
また、図１３（Ａ）に示す受信電波は、複数の周波数帯域毎に割り当てられている複数の周波数変換部２１４に入力され、周波数変換部２１４は、各々の周波数帯域の受信電波を周波数変換し可変利得増幅器２０２に出力する。そのため、周波数解析部２０６で解析された結果の５つの信号（信号Ｓ１から信号Ｓ５）は、複数の周波数変換部２１４の何れかに割り当てられている。
ここでは、図１３（Ｂ）に示すように、信号Ｓ１と信号Ｓ２は周波数変換部１に、信号Ｓ３と信号Ｓ４は周波数変換部２に、信号Ｓ５は周波数変換部３に、それぞれ割り当てられている。
【００９９】
また、利得制御部２０８は、周波数変換部１、周波数変換部２、周波数変換部３に含まれる信号の中から、各々一番大きい信号である信号Ｓ１、信号Ｓ３、及び信号Ｓ５を基準信号として選択する。
したがって、利得制御部２０８は、基準信号である信号Ｓ１、信号Ｓ３、及び信号Ｓ５の信号レベルを一定期間検出し、その検出期間内の基準信号の信号レベルの平均値と、予め設定されている基準レベルとを比較し、比較した結果から信号レベルが基準レベルの値と等しくなるように、周波数変換部２１４に含む可変アッテネータ２１６、可変利得増幅部２１７、或いはその両方の設定値及び可変利得増幅部２０２の利得制御値とを制御する。
その後、利得制御部２０８は、一定レベルとなった信号に対して第１実施形態に記載と同様の利得制御を実行する。
【０１００】
図１４は、図１３に記載の中で、受信信号の信号レベルを可変アッテネータで制御する方法についての処理フロー図の一例である。
まず、周波数解析部２０６は、可変利得増幅部２０２から入力された受信電波を周波数解析する（ステップＳ６０２）。
【０１０１】
次に、利得制御部２０８は、周波数変換部２１４において予め分割された周波数帯域毎の各周波数帯域の中に存在する信号レベルと、各周波数帯域の信号レベルを等しくするための基準レベルとを比較し、信号レベルが基準レベルとなるように、ＲＦ部２００の各周波数変換部２１４の可変アッテネータ２１６、可変利得増幅部２１７、或いはその両方の設定値、及び可変利得増幅部２０２の利得制御値を算出する。
利得制御部２０８は、算出した可変アッテネータ２１６、可変利得増幅部２１７、或いはその両方の設定値、及び可変利得増幅部２０２の利得制御値を、各々、可変アッテネータ２１６、可変利得増幅部２１７、或いはその両方、及び可変利得増幅部２０２に通知または設定する（ステップＳ６０４）。
【０１０２】
ステップＳ６０４にて、利得制御部２０８は、周波数変換部２１４において予め分割された周波数帯域毎の各周波数帯域の中に存在する信号レベルと、各周波数帯域の信号レベルを等しくするための基準レベルとを比較し、信号レベルが基準レベルと等しいと判定した場合は処理を終了する。
【０１０３】
このようにして、本第２実施形態の利得制御装置は、複数の無線信号を一括して受信する場合、無線装置には高ダイナミックレンジが要求されるが、利得制御部２０８は、利得制御する際に、周波数帯域毎に分割された受信信号のレベル調整制御も実行する。これにより、本第２実施形態の利得制御装置は、ＲＦ部２００におけるダイナミックレンジの負担を軽減することができる。
【０１０４】
＜第３実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の第３実施形態について説明する。図１５は、本発明の第３実施形態による利得制御装置を含む無線装置の構成を示す概略ブロック図である。
【０１０５】
無線装置は可変利得増幅部３０２を含むＲＦ部３００、ＡＤ変換部３０４、周波数解析部３０６、利得制御部３０８、復調処理部３１０、及び無線システムデータベース３１２を備えている。この図１５に示す、ＲＦ部３００、可変利得増幅部３０２、ＡＤ変換部３０４、周波数解析部３０６、利得制御部３０８、復調処理部３１０、及び無線システムデータベース３１２は、図１に示す第１実施形態の、ＲＦ部１００、可変利得増幅部１０２、ＡＤ変換部１０４、周波数解析部１０６、利得制御部１０８、復調処理部１１０、及び無線システムデータベース１１２に、それぞれ対応する。
ただし、図１に示す第１実施形態において、受信信号はＡＤ変換部１０４から復調処理部１１０へ入力されているが、この図１５では、受信信号は、ＡＤ変換部３０４、周波数解析部３０６、及び利得制御部３０８を順に通ってから復調処理部３１０へ入力される構成である。
対応する構成の中で同様の構成については、その説明を省略する。
【０１０６】
ＲＦ部３００で受信された受信信号は、ＲＦ部３００が備えている可変利得増幅部３０２に入力され、利得制御される。利得制御され一定の大きさにレベル調整された受信信号は、ＡＤ変換部３０４に入力される。
ＡＤ変換部３０４は、可変利得増幅部３０２から入力された受信信号をアナログデータからディジタルデータに変換し、周波数解析部３０６に出力する。
【０１０７】
周波数解析部３０６は、ＡＤ変換部３０４から入力された受信信号を周波数解析することで受信信号に含まれる周波数毎の信号の信号レベルを測定し、利得制御部３０８にその測定結果を出力する。また、周波数解析部３０６は、入力された受信信号のディジタルデータも合わせて利得制御部３０８に出力する。
【０１０８】
まず、第１ステップとして、利得制御部３０８は、無線システムデータベース３１２に登録されている選択条件であって、無線システムの優先度に応じて設定されている基準信号の選択条件に基づき、周波数解析部３０６から入力された測定結果である周波数毎の信号の信号レベルを検出し、検出した結果に基づき選択条件に該当する信号を基準信号として選択する。
また、利得制御部３０８は、無線システムデータベース３１２に登録されている、基準信号と比較するための条件と、選択した基準信号の信号レベルとを比較し、比較した結果から決定した利得制御の設定値を可変利得増幅部３０２に出力する。
ここで、利得制御部３０８は、基準信号と比較するための条件として、利得増加閾値及び利得減少閾値を用いることで、第１実施形態に記載と同様の利得制御を実行する。
【０１０９】
次に、第２ステップとして利得制御部３０８は、第１ステップで得られた受信信号に対して、不要波除去の制御も合わせて実行する。
利得制御部３０８は、無線システムデータベース３１２に登録されている選択条件であって、無線システムの優先度に応じて設定されている基準信号の選択条件に基づき、周波数解析部３０６から入力された測定結果である周波数毎の信号の信号レベルを検出し、検出した結果に基づき選択条件に該当する信号を基準信号として選択する。
ここでの基準信号の選択条件は、周波数解析部３０６から入力された測定結果である周波数毎の信号の全ての信号、優先度が高い複数の信号、或いは任意の複数の信号である。
【０１１０】
次に、利得制御部３０８は、無線システムデータベース３１２に登録されている、基準信号と比較するための条件と、選択した基準信号の信号レベルとを比較する。
ここで、利得制御部３０８は、基準信号と比較する条件として、信号に歪が発生する大きい信号レベルか否かを判定するための歪み発生閾値を用いる。  
【０１１１】
利得制御部３０８は、複数の基準信号の信号レベルと歪み発生閾値とを比較し、基準信号の信号レベルが歪み発生閾値以上であると判定した基準信号があった場合、当該基準信号から、高調波及び低調波を生成する。
更に、利得制御部３０８は、周波数解析部３０６から入力された受信信号のディジタルデータに対して、生成した高調波及び低調波を除去してから、復調処理部３１０に出力する。
復調処理部３１０は、利得制御部３０８から入力された受信信号のディジタルデータを復調する。
【０１１２】
なお、利得制御部３０８は、歪み発生閾値以上と判定した基準信号から高調波及び低調波を生成する場合に、当該基準信号に対して、可変利得増幅部３０２の周波数特性の変化に基づいて位相補正し、その位相補正した信号から高調波及び低調波を生成してもよい。
【０１１３】
図１６は本発明の第３実施形態における利得制御方法の概要を説明する説明図である。
例えば、第１実施形態による利得制御を実行した際に、高い信号レベルを持つ受信信号が可変利得増幅部３０２に入力された場合は、受信信号に歪みが発生し、高調波などの不要波が発生することがある。この場合、第３実施形態による利得制御部３０８は、設定された歪み発生閾値と受信信号の信号レベルとを比較し、信号レベルが歪み発生閾値以上の場合は、当該信号レベルの受信信号は歪みが発生していると判定する。
【０１１４】
図１６（Ａ）、図１６（Ｂ）の縦軸と横軸は、図２（Ｂ）の縦軸と横軸と同様である。
図１６（Ａ）は、受信電波を、周波数解析部３０1で周波数解析した結果、受信電波に４つの信号（信号Ｓ１から信号Ｓ４）が含まれており、信号Ｓ１及び信号Ｓ２が歪み発生閾値以上であると判定されている例を示している。
【０１１５】
利得制御部３０８は、歪み発生閾値以上の受信信号に対して、まず、当該信号を可変利得増幅部３０２の周波数特性の変化に基づいて位相補正し、その位相補正した信号を基に高調波及び低調波を生成する。
そして、利得制御部３０８は、生成した高調波・低調波を受信信号から除去する。
図１６（Ｂ）は、図１６（Ａ）で歪み発生閾値以上であると判定された信号Ｓ１及び信号Ｓ２が位相補正され、その位相補正された信号Ｓ１及び信号Ｓ２に基づいて受信信号から不要波を除去している例を示している。
【０１１６】
図１７は、図１６に記載の中で、不要波除去に関する制御についての処理フロー図の一例である。
まず、利得制御部３０８は、受信信号を周波数解析部３０６において周波数解析された結果に基づいて、受信信号の信号毎の信号レベルと歪み発生閾値とを比較する（ステップＳ７０２）。次に、利得制御部３０８は、受信信号の信号毎の信号レベルが、歪み発生閾値以上であると判定した場合はステップＳ７０６へ処理を進め、歪み発生閾値未満であると判定した場合は処理を終了する（ステップＳ７０４）。
【０１１７】
続いて、利得制御部３０８は、可変利得増幅部３０２の特性に基づいて、ステップＳ７０４で歪み発生閾値以上と判定した信号を位相補正する（ステップＳ７０６）。
更に、利得制御部３０８は、位相補正した信号の周波数情報と信号レベル情報に基づいて、高調波や低調波の不要波を生成し、受信信号から除去する（ステップＳ７０８）。
対象信号の信号レベルは高調波や低調波の大きさ、及び利得制御の制御値から推測する。
【０１１８】
このようにして、本第３実施形態の利得制御装置は、複数の無線信号を一括して受信する場合、利得制御する際に信号の歪みを予測し、信号処理により不要波を除去する。これにより、本第３実施形態の利得制御装置は、受信特性を改善することができる。
【０１１９】
なお、本発明における実施形態では、利得制御装置を含む無線装置の構成を説明してきたが、本発明の利得制御装置は無線装置の構成に限定するものでは無く、有線伝送における利得制御装置、或いは任意の装置における利得制御装置の構成にも適用可能である。
【０１２０】
また、図１、図１２、及び図１５に示した利得制御を構成する各構成の機能を実現するためのプログラムを、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによりこの各構成による処理が実行されてもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【０１２１】
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【０１２２】
以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【０１２３】
１００、２００、３００…ＲＦ部、１０２、２０２、２１７、３０２…可変利得増幅部、１０４、２０４、３０４…ＡＤ変換部、１０６、２０６、３０６…周波数解析部、１０８、２０８、３０８…利得制御部、２１４…周波数変換部、２１６…可変アッテネータ
【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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【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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