(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信機であって、
フィードバック制御ループを有するゲイン制御された増幅器と、
複数のモードの１つを選択するためのモード選択器と、
前記増幅された信号をデジタル値の連なり(stream)に変換するためのアナログ・デジタルコンバータと、
プロセッサとを備える受信機であって、
前記プロセッサはデジタル値の連なりを受け取り、
前記受信機が前記複数のモードのうちの第１モードで動作している時は、パラメータ値の第１の集合を使用して、前記受信機が前記複数のモードのうち第２モードで動作している時は、パラメータ値の第２の集合を使用して、前記受信機が前記複数のモードのうち第３モードで動作している時は、パラメータ値の少なくとも第３集合を使用して、前記ゲイン制御されている増幅器のゲインを選択的に制御することを特徴とする受信機であって、
前記プロセッサは低域フィルタを使用して、前記アナログ・デジタルコンバータによって平均信号レベル出力を決定し、
前記低域フィルタが１次フィルタであって、前記パラメータ値の第１集合は第１フィルタ時間定数を含み、前記パラメータ値の第２集合は第２フィルタ時間定数を含み、
前記第１モードは、前記受信機に割り当てられたトラフィックチャンネル上の前記信号を受け取るためのトラフィックモードであり、前記第２モードは、他のチャンネル上の信号を測定するための測定モードであり、また、前記第１フィルタ時間定数は、前記第２フィルタ時間定数より小さいフィルタ帯域幅を提供することを特徴とする受信機。
【請求項２】
受信機内のデジタル自動ゲイン制御（ＡＧＣ）回路を制御する方法であって、
前記受信機の第１動作モードから前記受信機の第２動作モードに切り替えるステップと、
前記受信機が前記第２動作モードに切り替えられた後、前記受信機内の増幅器に関連するゲインを制御するステップであって、その際に、前記第２動作モードに関連するパラメータ値の集合を使用し、このパラメータ値の集合は、前記第１モードに対するものと、第２モードに対するものとでは異なることを特徴とするステップと、
前記受信機の第３動作モードへ切り替えるステップと
を備えることを特徴とする方法であって、更に、
前記増幅器の出力をＡ−Ｄ変換してデジタル信号を生成するステップと、
低域フィルタを使用して、前記デジタル信号の平均信号レベルを決定するステップと
を備え、
前記低域フィルタは１次フィルタであり、前記第１モード用の前記パラメータ値の集合は、第１フィルタ時間定数を含み、前記第２モード用の前記パラメータ値の集合は、前記第１フィルタ時間定数とは異なる第２フィルタ時間定数を含み、
前記第１モードは、前記受信機に割り当てられたトラフィックチャンネル上の前記信号を受け取るためのトラフィックモードであり、前記第２モードは、他のチャンネル上の信号を測定するための測定モードであり、前記第３モードは、スリープモードであり、また、前記第１フィルタ時間定数は、前記第２フィルタ時間定数より小さいフィルタ帯域幅を提供することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（背景）
本発明は、通信システムに関するものであり、より具体的には、無線通信システムにおいて使用される自動ゲイン制御回路に関する。
【０００２】
多くの無線受信機において、自動ゲイン制御（ＡＧＣ）回路が、受信信号のダイナミックレンジを制御するのに使用されている。典型的なＡＧＣ回路は、受信された信号における変化を追跡して、それに従って受信機のゲインを設定できるようになっている。そのようなＡＧＣ回路は、例えば、セルラ電話の移動局あるいは符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）システムのような無線通信システムにおける自動車に搭載された移動電話において使用される受信機に組み込むことができる。
【０００３】
手で把持される端末（「セルラ電話」）あるいは同様の携帯端末のような移動局における無線受信機の異なる部分におけるダイナミックレンジは、電力消費に関係する必要性のため、重要となる。携帯端末は、典型的には、バッテリから電力を得るもので、その電力を節約することへの高い関心がある。当業者によく知られているように、受信機内の受信信号のダイナミックレンジを制限することによって、消費電力節約を実現することができる。例えば、Ａ/Ｄコンバータへの無線信号入力のダイナミックレンジは、できるだけ抑えて、受信機において、低い解像度で、低い電力のＡ/Ｄコンバータの使用を可能としなければならない。更に、アナログ増幅器及びフィルタ部における電力消費は、入力信号のダイナミックレンジに直接的に比例する。従って、効率のよいＡＧＣ回路を使用して、アナログ及びデジタル回路領域の両方において入力信号のダイナミックレンジを制限することが必要になってくる。
【０００４】
デジタルＡＧＣ回路は、典型的には、受信信号における変化を追跡することによって、入手することのできるダイナミックレンジの使用を最適化する。信号電力は、一般的に、制御パラメータとして重宝されているが、それは、受信機内の電力に、最も直接的に影響を与えるからである。典型的受信機において、受信信号電力の変化は、高速フェーディング、シェーディング（例えば、ビルディングによる信号のブロッキング、及び同様の外部干渉変則（anomalies））によることもあれば、あるいは、受信信号電力は、内部システム電力制御イベントや内部干渉ソースにより変化することもある。また、受信信号電力の変化は、セルラ・トポロジの様々な構成に関連した周波数チャンネル切り替えによることもある。
【０００５】
セルラ無線通信システムは、しばしば、階層的セル構成を使用して、ユーザタイプに基づいてセルのレイアウト及び周波数再使用による利点を達成する。このような階層的セル構成については、更に、米国特許出願第０８/８７２，０６５号「テイラード(Tailored)ＨＣＳ」、１９９７年６月１０日出願に記載されており、本明細書において、これを参照することによりここに含める。移動ユーザは、高速移動や低速移動（例えば、自動車に基づく移動ユーザ、及び歩行ユーザ）というような異なった使用カテゴリに分かれ、異なるセル構成は異なる動作パラメータを使うことができる。例えば、ユーザの低速移動中及び高速移動中に最適なセルの異なったカテゴリ内に周波数を設定することができる。一般に、階層的セルラシステムにおいて、低速移動中ユーザ用セルは、高速移動中ユーザ用の大きなセルのサブセットであることがあり、例えば、「ピコセル」と呼ばれる。これについては、米国特許出願第０８/１７９，９５８号「自己同調信号強度スレッショルド」１９９８年１０月２８日出願に詳しく記載され、それを本明細書において参照することによりここに含める。しかしながら、高速移動ユーザが低速移動ユーザになったり、あるいはその逆が生じるので、また正常な動作の間にセルからセルへのハンドオフ(handoffs)を行うために、移動局は、しばしば、セル変更又はハンドオフを予期して、同じ及び/又は他の周波数チャンネルをモニタする必要がある。従来、ハンドオフを予期してそのようなモニタを行う際にＡＧＣゲイン値を調整するためのいくつかのシステムが存在する。そのようなシステムの１つが米国特許第５，５２４，００９号、Tuutijarvi 他、１９９６年６月４日に開示されている。この特許は、受信された信号の強度（ＲＳＳ）測定手順を使用して高速ＡＧＣ設定を行うことを開示している。この特許において、ハンドオフコマンドが移動局への基地局へ送られるときに、移動局におけるチャンネル切り替えの前に、「フリー(free)」スロットを使用して信号強度を測定してＡＧＣを設定する。このようなシステムは、ハンドオフ時間を改善するが、ＡＧＣ回路用時間定数を実際に変更するものではなく、他の無線チャンネルを常時モニタしている受信機において過負荷状態になる可能性がある。
【０００６】
ＣＤＭＡシステムにおいて、受信信号は、所望の信号と干渉からなる可能性がある。典型的には、受信信号において干渉が主となり、特に、広帯域(wide spreading)法の使用を考慮する場合に、干渉が主となる。このように、ＡＧＣ回路は、信号強度だけでなく干渉の強度も追跡することになる。ＣＤＭＡシステムにおいて、移動局は、周波数間ハンドオーバ(inter-frequency hand-over)の準備をするために、複数の周波数チャンネルで測定を行うよう期待されることがある。異なる周波数チャンネルで、受信信号強度は、異なる干渉レベル、異なる負荷、また異なる無線ネットワークトポロジにより、大きく異なることがある。移動局は、また、他の無線通信システムと関連した周波数チャンネルで測定を行って、システム間ハンドオーバを行うべく期待されることがある。測定を要求するものが何であれ、測定は、できるだけすみやかに行う必要があり、例えば、進行中の呼び出しと関連した音声の質を邪魔しないように、あるいは呼び出し接続を失うことのないようにしなければならない。
【０００７】
ＣＤＭＡシステムは、干渉レベル及び/又は所望の信号レベルを状況によって変更しなければならないことが生じる可能性がある。例えば、いくつかの無線通信システムにおいて、移動局位置付け(positioning)のために他の信号を受信すべく切り替えることもある。位置付けは、移動局において、移動局内の受信機において複数の基地局からの異なる周波数において信号を測定することによって行われることがある。測定された信号は、信号を送った基地局と関連した既知の位置と共に使用して、トライアンギュレーションのような既知の方法で、受信機の位置を計算する。そのような測定が行われる間、所望の信号と同じ基地局からの、あるいは隣接する基地局から来る干渉信号の強度を減少させることが有利になることがある。測定は、反復して行われることがあり、移動局は、その位置を計算及び/又は更新するために数個の測定を要求することがあり、特に、移動中はそのようになる。このように、正常な受信と位置付け用測定モード、ハンドオフモードなどとの間で高速切り替えが行われることになる。非同期ソースを特定するのに、受信機は異なる受信信号の間で切り替えることが必要になる場合があり、これについては、上記と関連する米国特許出願第０９/０９３，３１５号に詳しく述べられ、本明細書中で参照することによりここに含める。
【０００８】
しかしながら、ＡＧＣ回路を新規周波数で立ち上げる場合、特に、周波数チャンネルを突然変更する場合、受信機において問題が生じる。典型的ＡＧＣ回路は、制御ループを備え、連続した信号サンプルをフィルタすることに頼るため、ＡＧＣ回路を設定するのにいくらかの時間を必要とする。これは、ＡＧＣ「設定時間」(settling time)と呼ばれることがある。このＡＧＣ設定時間を最小にして、ＡＧＣにより制御される信号レベルが目標範囲にない時間を最小にすることが望ましい。複数の切り替えあるいは周波数スイッチが、高い頻度で、あるいは連続的に生じると、ＡＧＣ設定時間は、全切り替え時間の中で大きな比率を占め、信号の質を維持する上で、また、電力節約の上で、大きな障害となる。
【０００９】
従って、当分野において、受信機ゲインをできるだけすみやかに測定し調節し、設定時間を最小にすることのできるＡＧＣ回路を備えることが望ましい。そのような回路は、電力消費を抑制し、しかもアクティブ呼び出し接続上での質を改善することができる。
【００１０】
（要約）
従って、本発明の目的は、ＡＧＣ制御された信号レベルが目標範囲の外にある時間を最小にする改良型デジタルＡＧＣ回路を有する受信機を提供することにある。
【００１１】
更に、本発明の目的は、複数の受信信号の間で切り替えを行う際に、デジタルＡＧＣ回路の設定時間を縮小し、受信信号のダイナミックレンジが、デジタルＡＧＣ回路によってできるだけすみやかに制限されて、電力節約ができるようにすることである。
【００１２】
従って、本発明の一態様によれば、前記及びその他の目的が達成されるのは、デジタルＡＧＣ回路が複数の受信信号の間で切り替わるセルラ通信システムで使用されるデジタルＡＧＣ回路を有する受信機においてである。受信機は、制御プロセッサに接続された周波数を変更するための周波数シンセサイザを備える。制御プロッセッサは、ＡＧＣパラメータを記憶するためのメモリに接続される。信号入力は、異なる周波数チャンネルで複数の受信信号を受信することができる。例えば、階層的セルラシステムにおいて、複数の受信信号は、例えば、ハンドオーバのためにモニタされている多様なセルからの信号を表すことができる。周波数シンセサイザ、メモリ、及びデジタルＡＧＣ回路に接続されたコントローラは、複数の受信信号のうちの第１の信号の受信から、複数の受信信号のうちの第２の信号の受信に切り替えることができる。また、コントローラは、記憶されたＡＧＣパラメータの第１の集合と、記憶されたＡＧＣパラメータの第２の集合との間で、また、第１のシステム状態と第２のシステム状態との間で切り替えることができる。更に、コントローラは、例えば、受信機が最後に第２システム状態に切り替えられたときに、先に記憶された第２のシステム状態に関連したゲイン制御パラメータを、デジタルＡＧＣ回路へ適用することができる。
【００１３】
デジタルＡＧＣ回路は、本発明の一実施の形態によれば、更に、係数の集合と内部状態を特徴とするデジタルフィルタを備えることができ、記憶されたＡＧＣパラメータは、この係数の集合と、各周波数チャンネル及び/又はシステム状態の番号に対するデジタルフィルタの内部状態の最後に知られた値とを備えることができる。フィルタ係数を備える第１のパラメータの集合は、更に、第１のシステム状態と、複数の受信信号のうちの第１信号と関連したゲイン値と関連付けることができる。第２のフィルタ係数の集合を備える第２のパラメータの集合は、第２のシステム状態と、複数の受信信号の第２の信号と関連付けられた第２のゲイン値と関連づけることができる。第１のゲイン値は、第１の信号を受信している間に調整することができ、第２のゲイン値は、第２の信号を受信している間に調整することができる。
【００１４】
本発明の１実施の形態において、コントローラは、第２のシステム状態と関連付けられた第２の信号を受信することから、例えば、第１のシステム状態と関連付けられた複数の受信信号の最初の信号を受信することに切り替え戻し、第１のシステム状態と関連づけられて以前に記憶されたゲイン値をメモリから検索し、第１のシステム状態と関連づけられ検索された第１のゲイン値をデジタルＡＧＣ回路に適用することができ、更新し、第２のシステム状態及び第２の受信信号に関連付けられた第２のゲイン値を記憶することができる。
【００１５】
本発明の別の実施の形態において、コントローラは、線形予測器を使用することができ、メモリは、線形予測器で使用される各システム状態と関連付けられた１つ以上の以前のＡＧＣパラメータを記憶するのに使用することができる。第１のシステム状態と関連付けられた第１の受信信号に切り替え戻す際に、コントローラは、第１のシステム状態と関連付けられた以前に記憶された値を線形予測器に提供して、第１ゲイン値に対する現在値を生成し、それをデジタルＡＧＣに適用することによって、複数の受信信号のうちの第１信号について、デジタルＡＧＣ回路の設定時間を短縮することができる。第１のシステム状態は、更に、タイマを備えることができ、これによりコントローラは、第１のＡＧＣパラメータがメモリに記憶された時間を決定し、メモリから第１ゲイン値を検索し、もしその時間が所定のしきい値より低ければ、その第１ゲイン値をデジタルＡＧＣ回路に適用することができる。従って、使用可能な値を超えた状態値が適用されることはない。しかしながら、ゲイン値が記憶された時間が所定のしきい値より高ければ、デフォルトゲイン値をデジタルＡＧＣ回路に適用することができる。
【００１６】
本発明の更に別の実施の形態において、コントローラは、第１の測定時間の間に、デジタルＡＧＣ回路を第１の受信信号に適用するような構成にすることができる。第１の受信信号に適用した後、デジタルＡＧＣ回路は、デジタルＡＧＣ回路と、第１入力信号と、メモリにおける第１測定時間に関連付けられた第１のパラメータ集合を退避させることができる。第１のパラメータ集合は、例えば、参照(reference)又は関連付け(association)によって定義されたものとしてのシステム状態を備えることができる。これは、特に、次のようなメモリにおいてである。例えば信号周波数又はチャンネル番号を含む第１受信信号、例えばタイマ値を含む第１測定時間を備え、またデジタルＡＧＣ回路と関連付けられた状態であって例えばそれと関連する係数及びパラメータを含むシステム状態と関連付けるメモリにおいてである。コントローラは、本発明による動作の間、更に、第２入力信号から第１入力信号へ切り替え戻し、その時にコントローラがデジタルＡＧＣ回路を第１退避状態から検索された状態に設定するように構成することができる。第１退避状態から検索された状態のデジタルＡＧＣ回路を設定することは、特に第１入力信号はあまり変化しない場合に、デジタルＡＧＣ回路の設定時間について、多大な効果をもたらす。コントローラは、更に、第２の測定時間の間に、デジタルＡＧＣ回路を第１入力信号に適用するように構成することができる。更に、例えば、第２以降の測定時間の後、デジタルＡＧＣ回路、第１信号、及び第２以降の測定時間に関連付けられた状態も、先に第１測定時間について述べたのと同様な方法で記憶することもできる。
【００１７】
本発明の目的及び利点について、以下に、添付図面を参照して詳しく述べる。
【００１８】
（詳細説明）
以下、限定のためではなく、説明のために、具体的な詳細、例えば、特定の回路、回路構成要素、技術などについて述べる。これは、本発明の全体を理解するためである。しかしながら、当業者であれば明らかなように、本発明は、これらの特定の詳細から離れた他の実施の形態において実現することもできる。他の場合、本発明の説明を明確にするために、良く知られた方法、装置、回路についての詳細な説明は省略する。
【００１９】
図１は、移動ネットワーク階層内の移動電話１０を示し、これは、マクロセルに属す基地局１１あるいは長範囲(long-range)階層と、ミクロセルに属す基地局１２あるいは短範囲（short-range）階層を備える。マクロセルは、典型的には、１０−３０ｋＭの範囲の通信サービスを提供し、ミクロセルは、典型的には、屋内、例えば、ショッピングセンタにおける通信サービスを提供する。ミクロセルは、しばしばマクロセル内に含まれ、２つの階層間での干渉を防止すべく、異なる周波数チャンネルが使用され、例えば、マクロセルには周波数チャンネルＦ１を、ミクロセルには周波数チャンネルＦ２が使用される。移動電話１０は、それがミクロセル１２の範囲内にあると、それを自動的に検出し、マクロセルを介したサービスの受信から、ミクロセルを介したサービスの受信に切り替える。これにより、全体のシステム容量が最適化される。というのは、移動電話１０がマクロセルからのサービスを受け続けると、マクロセルがカバーする範囲の別の移動電話へ周波数チャンネルＦ１を使用することを拒否することになり、一方、ミクロセルからのサービスを受ける方に切り替えると、別の移動電話が周波数Ｆ２を、ミクロセルだけの限定されたカバー範囲だけに使用することを拒否することになる。
【００２０】
１つのセルからのサービスから別のセルからのサービスに引き渡すことは「ハンドオフ」と呼ばれ、移動電話は異なる送信の信号強度を測定し、例えば、周波数Ｆ１とＦ２での受信信号強度を測定し、測定結果を、現在サービスを行っている基地局あるいはセルに報告する。次に、ネットワークは、各周波数及び各セルにおける使用可能容量を勘案してハンドオフを行うか否か判定し、対応のコマンドを移動電話に対して発行する。
【００２１】
ハンドオフ手順は、移動電話が既に呼び出しを行っている場合に適用される。例えば、音声トラフィックを既に渡している場合、他の周波数チャンネル上で測定する必要に起因する音声トラフィックの中断が長引かないようにする必要がある。また、小型で低コストのバッテリで動作する移動電話においてトラフィック受信機と測定受信機を別々に有する複合性を回避するのが望ましい。従って、測定は、一時的に受信機をＦ１からＦ２へ同調し、そして戻すことによって行われる。測定を行うチャンネルは複数個、つまり１つ以上あってもよく、その場合、測定が行われる周波数チャンネルのリストを、サービスを行っている基地局から移動局へ送信しなければならない。このリストは、隣接マクロセル、ミクロセル、私設ピコセル、家庭用又はオフィス用システム、あるいは通信サテライトを含むことができる。
【００２２】
移動電話がアイドル状態の時、即ち、会話が行われてない時、移動電話は、間欠的に、現在選択される基地局送信機からの信号をモニタし、その際、バッテリの電力を最大限に節約する所定のデューティファクタを使用する。基地局が特定の移動電話を呼び出すことができるのは、それが聞いている時間、即ち、「スリープモードスロット」だけである。異なる移動電話は異なるスリープモードスロットに割り当てられ、呼び出し負荷の時間的多様性の外にあってもよい。スリープモードスロットとスリープモードスロットの間に、移動電話は、多大な時間的余裕があり、他の周波数チャンネル上で信号測定を行うことができるが、測定は、なるべくすみやかに実行して、受信機がバッテリから電力を取る時間を最小にすることが望ましい。
【００２３】
従って、本発明の目的の１つは、他の基地局上での測定に関連する受信機オン時間を短縮することである。
【００２４】
図１からわかるように、移動電話からマクロセル基地局までの距離及びミクロセル基地局までの距離間の比は、それぞれかなりの距離になり、例えば、１０ＫＭ：１００ｍになる。信号強度は、距離の約４乗(fourth power)に応じて変化することが知られている。ミクロセルは、マクロセルとは異なるアンテナゲインと高さ、及び異なる送信電力(transmit power)を使用することがあり、このような差異が、移動電話の位置の不確かさと一緒になって、移動電話は信号レベルで大きな変化に対処しなければならない。受信機が対処することのできる信号レベルの変化量は、一般に、「ダイナミックレンジ」と呼ばれている。普通、大きなダイナミックレンジを得るには、何らかの形式の自動ゲイン制御（ＡＧＣ）が必要となり、そこにおいて、ＡＧＣ回路は、増幅された受信機出力信号を所望のしきい値と比較し、自動的に増幅を増減し、出力信号を所望の範囲（レンジ）に維持する。あるいは、別の対処の仕方が米国特許第５，０４８，０５９号、デント(Dent)の「ログポーラ(Logpolar)信号処理」に記載されており、それについて本明細書において参照することによりここに含める。ログポーラ技術は、ＦＤＭＡあるいはＴＤＭＡ受信機のような狭い帯域幅の受信機においては簡単に使用することができるが、ＣＤＭＡ受信機のような広い帯域幅の受信機には、必ずしも適応しない。
【００２５】
受信機のもう１つの重要な特性として、「瞬間ダイナミックレンジ」と呼ばれるものがある。受信機が振幅変調された（ＡＭ）信号あるいは振幅不定信号を受信する場合、振幅変化は重要な情報を含むので、歪められてはならない。従って、ＡＭ信号上で動作するＡＧＣシステムは、増幅された受信機出力信号の比較的長い時間の平均値を制御することによって、より高速の情報を有する振幅変化を歪めないようにする。従って、ＡＧＣシステムは、通常、低域フィルタを備え、例えば、フェーディングによる比較的ゆっくり変化する振幅変化を、情報変調により比較的高速で変化する振幅変化から切り離す。４ＭＨｚの領域のチップ率を伴う無線周波数搬送波の線形変調を使用するＣＤＭＡシステムにおいては、原則として、これらの高い変調成分を１ＫＨｚ未満のフェーディング成分から区別することは困難ではない。平均信号レベルが何らかの値、例えば１ボルトあるいは１ユニットに制御され、信号が低ノイズ信号、例えば、多数のＣＤＭＡ信号の合計に制御されている場合、その瞬間的振幅は、簡単に平均値の３倍以上になることがある。実際、真性ガウス雑音信号のピークは、無制限である。しかしながら、実際的受信機増幅器は、これらの信号をあるレベルに制限することによって、歪を生じさせ、ＡＧＣの目的は、信号の平均レベルないし実効値（ｒｍｓ）レベルを、例えばｒｍｓレベルの３倍のピークがクリップされないようにすることにある。平均制御信号レベルと受信機のクリップレベルの割合が瞬間的ダイナミックレンジである。
【００２６】
近代的なセルラ電話システムは、ＴＤＭＡやＣＤＭＡのようなデジタル送信方法を使用して、高い送信容量及び高い質を得ている。受信機におけるこれらの信号の処理は、信号の増幅、フィルタリング、及び適当な低い中間周波数へのダウンコンバーティングを含み、ＤＣを中心とするベースバンドＩ及びＱ信号にすることもあり、これは複素ベースバンドと呼ばれ、更に、Ａ−Ｄコンバータを使用して無線信号の位相及び振幅変化を表す複素ベクトルを維持する。広帯域ＣＤＭＡ信号をデジタル化するために必要とされる高速Ａ−Ｄコンバータは、電力を消費するので、そのような装置の解像度をビットで制限し、電力を節約することが望ましい。ＣＤＭＡ信号は、ユニティよりずっと小さい信号−雑音−プラス−干渉割合でデコードされるので、雑音を量子化する必要上、Ａ−Ｄコンバータのワード長さは、それほど大きなものではなく、例えば、Ｉ及びＱビットストリームの各々に対して２ビットプラス符号である。しかしながら、もし信号のｒｍｓ値が、歪なしで表されるピーク値より低い係数３であれば、更に、３又は１．５ビットヘッドルームの係数３が必要になり、３−４ビットプラス符号にしなければならない。これは、ＡＧＣシステムが、Ａ−Ｄコンバータに示された符号のｒｍｓレベルを厳格に正しい範囲にあるよううまく制御できたことを仮定している。もし、ＡＧＣシステムが、信号レベルを＋/−３ｄＢ以内に制御できただけであれば、Ａ−Ｄコンバータにおいて、更なる解像度ビットが必要になる。ＡＧＣがなければ、図１の場合の信号レベルの変化は、勿論、＋/−３ｄＢよりずっと大きくなる。このように、広帯域ＣＤＭＡ受信機は、対処すべき可能な信号レベルの全ダイナミックレンジに関して非常に限定された瞬間ダイナミックレンジを持つことができる。
【００２７】
図２は、本発明に基づくＡＧＣシステム及び方法を導入することのできる典型的無線電話ブロック図である。セルラ周波数帯域にある様々な周波数の信号が移動電話アンテナ１００により受信され、デュプレクサ１０１を介して、受信機ＲＦ回路１０４に到達する。ＲＦ回路１０４は、固定及び可変ゲイン増幅器を備えることができ、フィルタリング、ヘテロダイン、ヘテロダイン・ダウンコンバージョン、及びＡ−Ｄコンバージョンを行うことによって、信号処理１０６用の複素数サンプルを生成する。周波数シンセサイザ１０５は、制御プロセッサ１０７により制御されて、ヘテロダイン・ダウンコンバージョンのために様々な自局オシレータ周波数を生成することによって、信号処理用に変換されるべく選択された受信信号の周波数を制御する。制御プロセッサ１０７は、様々の異なる瞬間に、第１周波数チャンネル上のコード化音声信号を含むトラフィック信号を受信し処理するか、あるいは第２周波数チャンネル上で信号強度測定を行う。
【００２８】
図２の受信機が、第２周波数上の信号であって、その直前に行われた第１周波数上での処理より遥かに強い信号を処理するべく突然に切り替えられると、受信機の瞬間ダイナミックレンジが一時的に越されて、Ａ−Ｄコンバータがフルスケールに駆動され、クリッピングを生じる可能性がある。信号が実際にクリッピングレベルよりどれほど強いかは、信号処理からは見えない。反対に、もし受信機が第１周波数から信号強度が遥かに弱い第２周波数に突然に切り替えられた場合は、Ａ−Ｄコンバータの入力における減少した信号レベルは、振幅の最下位ビットに到達せずに、Ａ−Ｄコンバータが一連のゼロ値を出力する可能性がある。第２信号が第１信号よりどれくらい弱いかは、やはり、信号処理にとっては見えない。
【００２９】
ＡＧＣが使用されていると仮定すると、ＡＧＣ検出器は、Ａ−Ｄコンバータへの信号入力レベルが再度その最適範囲の中央になるまで、上記条件のいずれかを検出し、それに応じてゲインを減少又は増大させることになる。しかしながら、低域フィルタが所望の振幅変調成分を、より低速のフェーディング成分から分ける必要があるため、従来のＡＧＣシステムは瞬間的に信号レベルを変化させることができない。
【００３０】
上記問題を解決する１つの方法は、他の信号を測定している間、トラフィック信号を処理するのと比較して、ＡＧＣの帯域幅を変化させてＡＧＣシステムをスピードアップすることである。ＡＧＣは、信号レベルを測定するだけの場合、高周波数で情報を有する振幅変調成分を歪めるのを回避する必要はなく、情報をデコードする必要もない。しかしながら、ＡＧＣの帯域幅は、コンデンサのようなメモリを備える成分によって決定される。可変ＡＧＣが必要な場合は、デジタルメモリエレメントの方が、コンデンサのようなアナログ構成要素より適当である。また、トラフィックモードで使用される低域フィルタのメモリエレメントに記憶される値は、測定モード期間中、保存されなければならず、トラフィックモードを再開するのに呼び戻される。
【００３１】
このように、本発明によるデジタルＡＧＣシステムは、第１周波数で受信されたトラフィック信号のデコードのような第１動作モードに関連して記憶されたＡＧＣ値を記憶するためのメモリエレメントと、第２周波数での信号強度測定のような第２動作モードに関連して記憶されたＡＧＣ値を記憶するためのメモリエレメントを備える。一般に、可能性のあるシステム状態のリストを記憶するためのメモリがあり、システム状態は動作モード（トラフィックモード、測定モードなど）を示す多数の値を備えることができ、状態と関連した周波数チャンネル、状態と関連したＡＧＣフィルタ係数、及び最後に知られたＡＧＣフィルタメモリエレメント値、例えば、状態と関連したゲイン値である。また、本発明は、信号プロセッサ１０６あるいは制御プロセッサ１０７におけるソフトウェアプログラムのような信号処理を備え、メモリから以前の状態を検索し、検索された値をＡＧＣシステムの動作レジスタに登録し、周波数シンセサイザ及びデジタルに制御されるゲイン増幅器段を備える。信号処理は、検索された信号サンプルを処理することも含み、検索されたフィルタ係数を使用して、検索された状態、例えば、ゲイン値その他のフィルタメモリエレメントを更新してから、その状態から出て異なる記憶状態にする際に、更新された値を退避させる。所望するなら、この信号処理は、線形予測を備えることができ、以前に最適であると決定されたゲインに基づく所与の周波数チャンネル上で信号を受信するのに最適になるゲインを予測する。この線形予測は、所望するなら、以前のゲイン値が最適であると決定されてから経過した時間を示すタイマ値を使用することもできる。現在のタイマ値は、未来の線形予測に使用する更新されたゲイン値と一緒に、状態メモリに記憶することができる。本発明は、関連する記憶されたタイマ値がしきい値より長い経過時間を示す時には、予測された値あるいは検索されたゲイン値を使用しないこともでき、そのような場合、デフォルトゲイン値が使用されるか、あるいは使用されるべきゲイン値のデフォルト計算が行われる。
【００３２】
図３は、本発明の一例としての実施の形態を導入するためのデジタルにゲイン制御された受信機を示す。アンテナで受信された信号は、送受信デュプレクサを通過して低ノイズ増幅器（ＬＮＡ５０）に到達する。その後、ＲＦフィルタ５１でフィルタリングされ、受信信号は、プログラム可能周波数シンセサイザからの自局オシレータ信号と共に、ミキサ５２におけるヘテロダイン混合によって、中間周波数に変換される。この中間（ＩＦ）周波数信号は、次に、ＩＦフィルタ５３において帯域フィルタリングされ、信号帯域幅が実質的に１つの無線チャンネルになる。
【００３３】
ＩＦ信号は、更に、デジタルにゲイン制御されたＩＦ増幅器６０を使用して増幅される。ＩＦ信号は、ブロック７０内でＡ−Ｄ処理して、直積なら（Ｉ，Ｑ）として示される一連の複素数になる。
【００３４】
あるいは、ポーラ又はログポーラで表すこともできる。信号プロセッサ１０６/１０７は、上記一連の複素数を処理して受信情報をデコードし、デジタルにゲイン制御された増幅器６０に対してデジタル制御ビットを生成し、最適な範囲にあるＡ−Ｄコンバータに対する信号のレベルを維持する。
【００３５】
図４ａ及び図４ｂは、本発明の例としての実施の形態に基づくデジタルにゲイン制御された増幅器６０の２つの可能な構成を示す。図４ａにおいて、電圧又は電流が制御されたＩＦ  ＡＧＣ増幅器の連なり６１ａ、６１ｂ、６１ｃが入力信号を増幅し、Ｄ−Ａコンバータ６２により増幅器段に供給されるアナログ制御信号（電圧又は電流）に依存する量だけ増幅された出力信号を生成する。複数段ＡＧＣ増幅器において、全ゲインを段段に減少させる増大するＡＧＣ制御信号を提供することができる。まず最初に、最終段のゲインを減少させ、次に、更なるゲイン減少のために最後から２番目の段のゲインを減少させ、最後に、大きなゲイン減少が必要な場合のみ、第１段のゲインを減少させる。この、いわゆる「遅延(delayed)ＡＧＣ」システムは、信号が中間(medium)信号レベルにはまだ弱い時に、増幅器のノイズ量が多すぎないようにする。特徴的なゲイン制御カーブ対制御ビットは、信号プロセッサ１０６内の参照表を記憶することによって、任意の所望するものにすることができる。この参照表は、所望のゲイン減少率を正しい制御ビットにマップすべく前もって校正されている。例えば、０．５ｄＢ刻みのゲイン減少率でＤ−Ａコンバータ６２に適用されるビットパターンを制御すべく校正することができ、次にデシベルで線形制御することを可能にする。
【００３６】
図４ｂは、制御ビットｂ１、ｂ２、ｂ３の番号により直接的にゲイン制御される増幅器を示す。バイポーラトランジスタＴＲ１，ＴＲ２は、複数エミッタトランジスタであり、（この例では）、それぞれが、４つのエミッタと、１つのベースと、１つのコレクタを有する。このようなトランジスタは、４つのバイポーラトランジスタのベースとコレクタ端子を並列にすることによって作成することができる。２つのトランジスタは、平衡(balanced)入力信号（Ｖｉｎ，−Ｖｉｎ）が供給される平衡入力ベースの間に、差動増幅器を形成し、増幅された出力信号電流（Ｉｏｕｔ，−Ｉｏｕｔ）が平衡コレクタ出力端子に現れる。入力電圧＋/−Ｖｉｎから出力電流＋/−Ｉｏｕｔへの増幅は、次の式によって得ることができる。
Ｉｏｕｔ  ＝  Ｖｉｎ/Ｒ
式中、Ｒはエミッタ端子間の全等価抵抗である。Ｒは、電源Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３をそれぞれ制御ビットｂ１、ｂ２、ｂ３をＯＮ/ＯＦＦすることによって制御することによって変化させることができる。例えば、ｂ１がＩ１をオンにすれば、全エミッタ抵抗Ｒは、Ｒ１と平行してＲｏ（これは常に存在する、何故ならＩｏは常にＯＮだからである）になる。即ち、
Ｒ  ＝  ＲｏＲ１/（Ｒｏ＋Ｒ１）
あるいはまた、ビットｂ２又はｂ３をアサートすることもでき、あるいはビットｂ１及びビットｂ２、あるいはビット１とビットｂ３をアサートすることもでき、あるいは、３つのビットすべてをアサートしてＲの８つの可能な値から選択することができる。次に、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３及びＲｏの値は、制御ビットがその８つの可能な値を通して増大するように線形にconductanceが変化するように選択することができる。あるいはまた、０．５ｄＢ刻みで８に近似することもできる。
【００３７】
図４ｂの増幅器は、同様の増幅器の連なりの内の１つの増幅器であってもよい。この場合、例えば、第１の増幅器が８つの０．５ｄＢ刻みを提供することができれば、連なりの中の別の増幅器は約４ｄＢ刻みで提供することができ、又、もし第２の増幅器が８つの４ｄＢ刻みを提供することができれば、第３の増幅器は約３２ｄＢ刻みを提供することができる。このように、図４ｂに示されたタイプのカスケード型に設計された増幅器によって、制御ビットコードに対して近似的にデシベルの線形制御を提供することができる。どちらの場合にも、即ち、図４ａでも図４ｂでも、コンデンサを使用して明示的ゲイン値の間に滑らかな段階遷移を提供することができる。典型的には、多数のチップ期間を含む１つのＣＤＭＡシンボル期間で殆ど定常的ゲインを維持することが望ましいので、適当な刻み遷移期間は、例えば、６４チップシンボル期間、又は４ＭＨｚのチップ速度で１６uＳである。これは、電源Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３のＯＮ/ＯＦＦする割合をゆっくりにすることにより、あるいはＤ−Ａコンバータの出力電圧ラインのコンデンサによって提供することができる。
【００３８】
図５は、本発明に基づいて使用することのできる複素Ａ−Ｄコンバータ６２を示す。ＡＧＣ制御された増幅器６０から来る増幅されたＩＦ信号は、位相内ミキサ７１ａで構成されるquadratureダウンコンバータの入力に適用され、そこで入力信号は、自局発振器７２によって生成されたＩＦ中央周波数における余弦波によって乗算される。また、ＩＦ信号は、quadratureミキサ７１ｂに適用され、そこで、発振器７２からの正弦波によって乗算される。ミキサの出力は、フィルタ７３ａ、７３ｂでフィルタにかけられ、２重ＩＦ成分を除去し、部分的に既にＩＦフィルタ５３によって行われているチャンネルフィルタリングを補足する。フィルタ７３ａ、７３ｂからの出力は、次に、フラッシュコンバータ７４ａ、７４ｂに供給され、そこで、信号は４ビット値に量子化される。即ち、最大可能な正のレベルと最大可能な負のレベルの間に分布する１６の可能なレベルに最も近い値に量子化される。フラッシュコンバータは様々な構成が可能である。例えば、１６個の比較器を使用して、入力信号を１６レベルのそれぞれと比較することもできれば、あるいは、１つの比較器が信号をゼロと比較して、信号の符号を判定してから、８個の比較器が大きさを３ビットに量子化して符号付き大きさを表すこともできる。量子化レベルは、非均一の間隔でもよく、４つのビット出力は次に実際のレベルに変換され、その際、４より大きいビット数に対するレベルを指定する参照表が使用される。均一に間隔を空けたレベルについては、レベルは、＋/−１ユニット、＋/−３ユニット、＋/−５ユニット、＋/−７ユニット、＋/−１１ユニット、＋/−１３ユニット、＋/−１５ユニットの信号を表すことができる。本発明のＡＧＣシステムの目的の１つは、信号が、平均して、ＦＬＡＳＨコンバータの１６の可能なレベルの中央前後のレベルに維持されることであり、例えば、レベル＋５と−５の間で揺れて、最大の正のレベル＋１５あるいは最小の負のレベル−１５を超えることを抑制することにある。信号プロセッサ１０６/１０７は、このようにして平均（例えば、ｒｍｓ又は平均２乗）信号レベルを決定し、高すぎれば、制御ビットを変化させて増幅器６０のゲインが減少され、逆に、平均信号レベルが低すぎれば、ゲインが増大される。
【００３９】
無線信号の量子化方法は、他にもあり、それらを使用することができる。例えば、前述の米国特許第５，０４８，０５９号のログポーラ方法や、パケット（Puckette）他の米国特許第４，８８８，５５７号に開示されているquadrature サンプリング方法を使用することができ、これについては本明細書において参照することによりここに含める。
【００４０】
図６は、前述の機能を行うために信号プロセッサ１０６/１０７が使用することができる平均信号レベル検出器の１つの型を示す。そこにおいて、４ビットＩ信号は、２乗論理８０ａに適用され、Ｑ信号は、同様に、８０ｂにおいて２乗される。４ビット量は、２乗を与える１６値参照表に適用することによって２乗することができる。符号−強度の表現において、３ビットの大きさだけが８エレメント参照表に適用することによって、２乗が得られる。２乗値は加算器８１において加算される。Ｉ２乗プラスＱ２乗は、複素ベクトル無線信号の瞬間的振幅の２乗値になり、純粋に位相変調された信号に対する定数になる。しかしながら、その結果、非定数振幅変調により、高い周波数で変動し、高い周波数での変動は除去しなければ、平均２乗信号レベルをスムーズな値にすることができない。第１段（単極）低域フィルタが図６に示され、それは次のようなアルゴリズムを導入している。
次の平均値  ＝  最後の平均値  ＋（入力値  −  最後の平均値）/２n
【００４１】
除数２nは、単純ｎ−場所右シフトによって導入されるように選択され、低域フィルタが入力変化をどれくらい素早く追えるかを決定する。異なる受信機モードにおいて異なるフィルタ速度が必要になるため、「ｎ」は、プロセッサ１０６/１０７から設定できるようにしておく。同様に、受信モードの変化により、現在の累算器（current accumulator）値を退避させ、メモリから以前の値を検索することによって置き返る必要が生じる可能性があるので、累算器をプロセッサ１０６/１０７からの値に設定できるようにしておく。低域フィルタは、勿論、プログラムすることができるデジタル信号プロセッサ内の適当なソフトウェアプログラムとして全体を構成することができる。
【００４２】
所望するなら、平均２乗信号強度を表す累算器出力値は、実効値が必要な場合は平方根動作に適用することができ、あるいは、平均信号レベルをデシベルで表現するなら、対数機能に適用することができる。また、平均信号レベルは他の方法によっても測定することができ、例えば、符号−強度表現において、ＩとＱの大きさの和を使用して、低域フィルタにかけることができるし、あるいは、Ｉ又はＱが何回、最大の正の値あるいは負の値を超えたを観測して、制御パラメータとして使用することもできる。上記どの方法を使用するかは、大した問題ではない。ＡＧＣシステムの目的の１つは、どのように表現されたパラメータも、同様に表現された場合に、平均して目標値に等しくなるように制御することである。
【００４３】
図７は、信号レベルを目標平均値に近づけるべく制御するための１次（first-order）制御ループである。測定された信号は、定義され測定されたものとして、比較器８８において除算によって目標信号レベルと比較され、同様に定義される。差は、所望の目標値とのずれ又はエラーである。このエラーは、計数器(scaler)８９において２mによる除算によってスケーリングされてから、積分器(integrator)９０において、加算器９１内のスケーリング値の蓄積によって、累算器９２からの以前の蓄積値と共に積分され、これは、適当なクロック又は時間ベースで行われる。前述のように、ＣＤＭＡシンボル間隔について定常的ゲインを維持したいので、クロック期間は、１６ｕＳのようなＣＤＭＡシンボル期間が適当であろう。
【００４４】
蓄積された値が正であれば、信号は、目標レベルより大きいレベルにあり、累算器９２から抽出された制御ビットは、ＡＧＣ増幅器６０がゲインを減少するように制御する。反対に、蓄積されたエラー値が負であれば、信号は、低すぎるレベルにあり、累算器９２からの制御ビットは、増大されたゲインを表す。このように、負の蓄積値は高いゲインを選択し、一方、正の蓄積値は、低いゲインを選択する。もちろんこの符号は、所望すれば、簡単に逆にする、あるいは変更することができる。それは、累算器９２とＡＧＣ増幅器６０との間に参照表を挿入し、累算器のビットフォーマットを、ＡＧＣ増幅器を制御するためのフォーマットにすることによって行われる。
【００４５】
１/２mによるスケーリングによりＡＧＣが信号レベルの変化に反応する速度が決まる。最適反応速度は、異なる受信機動作モードにおいて異なるので、プロセッサ１０６/１０７からの値に「ｍ」を設定することにより「ｍ」を変更することになる。同様に、累算器の値は、１つの受信機モードから別のモードに変更される場合に、退避し、新しいモードのために以前に退避されていた値を呼び戻して置換することになるので、プロセッサから累算器の値を設定することになり、これにより、受信機ゲインが決定される。比較器８８への測定された平均信号レベル入力は、ＡＧＣに入力される前に、ダウンサンプルすることによって、低域フィルタ及びＡＧＣにおいて異なるサンプリング速度を設定することができる。
【００４６】
このように、図６及び図７を組み合わせると、４つのＡＧＣ関連パラメータが特定され、それらは、受信機動作モードが第１モードから第２モードに変更されるのに応じて退避し、第１モードに戻る際に呼び戻して設定するのが有利である。これらのパラメータは次の通りである。
１．  フィルタ時間定数をスムーズにする信号強度測定に関係する「ｎ」
２．  フィルタをスムーズにするための累算器値（Ｖ）
３．  ＡＧＣ制御ループ速度に関係する「ｍ」
４．  電流ゲイン設定に関係する累算器値（Ｇ）
【００４７】
このように、４つのパラメータが１次平滑フィルタと１次制御ループを使用する。勿論、より高次のフィルタ及び制御ループを使用することもできる。例えば、２次無限インパルスレスポンス（ＩＩＲ）を使ってフィルタを平滑化し、２つの係数によって定義し、２つの内部メモリ状態を退避させることもできる。同様に、２次制御ループを使用して、２つの累算器―積分器をカスケードで使用し、減衰時間を安定させることもできることは、位相ロックループの理論から良く知られている。また、２次制御ループの特徴として、２つの係数がループ固有周波数を決定し、退避するのが有利である２つの内部メモリ状態を有する。しかしながら、２次制御ループは、ループが飽和エレメントを含み、低解像度Ａ−Ｄコンバータがそのようなエレメントを表す場合、不安定になる可能性がある。
【００４８】
図８は、本発明に基づき、前述のエレメントを組み合わせた、モード適応ＡＧＣシステムを示す。フィードバック制御ループの動作の説明は図３についての説明と同じである。ただし、「ｎ」、Ｖ，「ｍ」、「Ｇ」という印のついているパラメータは、ループの性能を特徴付けるものであり、メモリ１００に接続された現状が示され、メモリ１００は、モード選択コントローラ１０１にも接続される。メモリ１００、モード選択コントローラ１９１、平滑化フィルタ（図６）、及びループ積分器（図７）は、すべて、図２の信号プロセッサ１０６及び制御プロセッサ１０７の部分に相当するので、周波数シンセサイザ１０５のような他のブロックを制御する。
【００４９】
本発明の１つの例としての実施の形態に基づく図８の回路を実現する受信機は、図８においてモード１，モード２，モード３，モード４という印がつけられた様々のモードで動作することができ、各モードは、記憶されたＡＧＣ係数の集合及び状態パラメータと関連付けられる。図１１のマクロセル/ミクロセルに記載されている２つの例としてのモードは、それぞれ、１つのセルからの情報信号をデコードし、瞬間的に周波数を別のセルのものに切り替えて、他のセルからの全信号強度を測定するようになっている。しかしながら、他のモードは、例えば、スリープモードと見なすことができ、その場合、アイドルモードにある位相電話は、電力を減少させてバッテリを節約し、周期的に、例えば２０ｍＳごとに指定されたページングスロットで目覚めさせ、そこに向けられた呼び出しメッセージがネットワークによって送信されていないかどうかを判定する。スリープモードから目覚めるとき、異なるＡＧＣパラメータを使用する必要が出てくる可能性があり、例えば、より素早く受信機ゲインを信号レベルに再調整する。信号レベルは、ＡＧＣが殆ど連続的に動作可能であるトラフィックモードと比較して、１秒間で大きく変化した可能性がある。本発明によれば更に別のモードが可能であり、電源オンの後の初期獲得（initial acquisition）モードでは、移動電話が信号用の無線周波数の表を検索し、好ましくは、学習したような順序で検索し、見つかった最強の信号を処理することによって、ネットワーク局から出された放送制御信号と同期させ、デコードする。初期獲得は、受信機モードの素早さを必要とし、その際の動作については、米国特許出願第０９/２３６，０８３号（デント（Dent）、１９９９年１月２５日出願）「平列実行を伴う多段ＣＤＭＡ同期（Multi-Stage CDMA Synchronization with Parallel Execution）」に記載されており、本明細書において参照することによりここに含める。
【００５０】
各モードに対してどんなＡＧＣパラメータが最適であるかを決めることは、本発明の目的ではなく、むしろ、パラメータが異なることを予測して、各モードに対して別々に記憶及び検索するメカニズムを提供することが目的である。記憶は、コントローラ１０１の制御下でメモリ１００によって行われ、検索は、異なるモード又は周波数チャンネルと同期してコントローラ１０１によって行われる。
【００５１】
モードを変更する際、例えば、スリープモードから目覚めモードに変更する場合、あるいは、瞬間的にトラフィックモードを間欠的に中断して、別の周波数チャンネルをスキャンする場合、新しいモードに対して以前に記憶されたパラメータの適当な集合がメモリ１００から呼び出される。係数は、ダイナミックにパラメータを変更しないかも知れないが、フィルタ及びコントローラの状態パラメータ（例えば、Ｖ及びＧ）は、サンプルされている信号の測定に継続的に使用できないために、時代遅れになる可能性がある。従って、過去の測定値あるいは過去のゲイン値から、未来において使用されるゲイン値Ｇを予測する必要が出てくる。また、新しい信号の初期平滑化のために、Ｖをデフォルト値にリセットする必要も出てくるかも知れない。予測は、一般に、過去の歴史からの変更の割合を決定すること、及び、経過した時間を知る必要のある外挿(extrapolation)を含む。外挿がうまく行くか否かは、時間の長さにも依存する。経過した時間が長すぎる場合、外挿したとしても、予測は正確にならないかも知れない。このような場合、いつ予測が不正確になるかを検出し、動作のデフォルトモードに戻ることが望ましい。例えば、デフォルトゲインを設定する、第１の大きなゲイン刻みを作ることによって、正しいゲイン値を検索するために拡大検索を行い、測定された信号強度がゼロであるか、検出器を飽和させたかを判定し、もしそうであれば、信号強度が信号強度検出器の範囲内になりループを閉めることができるようになるまで、連続的にゲイン刻みサイズを減少させる。従って、タイマは、記憶されたパラメータの集合が最後に更新された時から経過した時間を決定しなければならない。タイマは、例えば、コントローラ１０１によって、パラメータの集合がモードを出る際に退避される時に読まれる。モードを次に再開する際に、現在のタイマ値が記憶された値と比較され、経過時間を決定し、それがしきい値と比較される。経過時間がしきい値より大きければ、初期ＡＧＣパラメータを決定するデフォルト方法が立ち上げられ、経過時間がしきい値より小さければ、記憶されたパラメータと経過時間に基づいて、ＡＧＣパラメータが予測される。
【００５２】
単数又は複数のパラメータを以前の値から予測する様々な方法が当業者には知られており、例えば、線形予測や、自動リグレッションや、カルマン(Kalman)フィルタリングがある。例えば、カルマンフィルタは、未来の信号強度と信号の信号強度の変化率を同時に予測するように構成されている。信号強度及びその派生（delivative）は、ゲインＧとその派生によって置き換えることができるのは、以前に使用されたゲインが緊密に信号強度に関連しているからである。このような２変数カルマンフィルタは、一般にＰで表される２ｘ２のマトリックスを備え、これは、大きな対角項(diagonal terms)によって開始され、各測定の後で連続的に更新される。Ｐマトリックス要素の大きさは、各新規測定がどの程度変数の予測に影響するかを決定し、各測定の後に、予測を改善すべく反映するように減少させる。Ｐマトリックスは、ゼロにならないようにしてある。もしゼロになると、変化する値をトラッキングする代わりに、変数の平均値を提供するだけになる。変化する値をトラッキングするために、Ｐマトリックスは、各測定の後、一般にＱで表される定数マトリックスを加えることによって「バンプアップ」される。Ｑマトリックスは、フィルタが変化する数を追いかけるときの速度を反映する。明らかに、メモリ１００は、カルマンＰマトリックス、Ｑマトリックス、タイマ値、ゲイン派生、ゲイン値、また、モードインジケータや周波数チャンネル番号のような他のインジケータを記憶すべく拡張することができ、これにより、本発明は、ゲイン又は信号強度値の線形予測を行い、間欠的に受信される信号に対してゲイン適用を改善することができる。このような計算は、信号プロセッサ１０６又は制御プロセッサ１０７に記憶された適当なソフトウェアプログラムによって行うことも可能である。
【００５３】
当業者であれば、特許請求の範囲に記載された本発明の精神及び範囲から離れることなく、前述の教示において与えられたテーマで多数の変形を使用してモード適応ＡＧＣシステムを構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  マクロセル/ミクロセル階層構成にある移動端末である。
【図２】  無線端末のブロック図である。
【図３】  本発明の一実施の形態例によるデジタルにゲインされ制御された受信機である。
【図４Ａ】  本発明に基づくデジタルにゲインされ制御された増幅器の一例である。
【図４Ｂ】  本発明に基づくデジタルにゲインされ制御された増幅器の他の例である。
【図５】  本発明と関連して使用することのできる複合Ａ−Ｄコンバータである。
【図６】  本発明の一実施の形態による平均信号レベル検出器である。
【図７】  本発明の一実施の形態に基づく１次ＡＧＣ制御ループである。
【図８】  本発明に基づくモード切り替え自動ゲイン制御システムを示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４（ａ）】
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【図４（ｂ）】
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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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