(57)【要約】変化する利得の支配下にある信号の電力値を平均化するためにフィルタ（２６）が使用される。その利得は２つの因数に因数分解され、第１因数は利得内の２の最高累乗であり、第２因数は利得を再生するために第１因数と乗算されうる因数である。電力値はフィルタ（２６）に到達する前は第２因数により、またフィルタ（２６）を通過した後は第１因数により除算される。フィルタ（２６）に既にある信号値は、フィルタが利得の変化により妨害されないように第１因数の累乗指数が変化する場合にビットシフトされる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変利得のもとに増幅された信号で動作する信号処理装置であって、その信号値をフィルタリングするディジタルフィルタと、前記の利得が変化する場合に、その利得変化によりフィルタリング動作のバイアスを改善するように少なくとも１つの信号値を適応させる適応手段と、を有している信号処理装置。
【請求項２】
前記適応手段が、前記少なくとも１つの信号値を適応させるために該少なくとも１つの信号値をビットシフトするように構成される請求項１に記載の装置。
【請求項３】
第１因数は前記利得に存在する２の最高累乗であり、第２因数は第１因数と乗算された場合にその結果が利得値であるようなものである２つの因数に前記利得を因数分解する手段をさらに有する請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記適応手段が、前記第１因数の変化を検出すると前記少なくとも１つの信号値を変化させるように構成される請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記適応手段が、前記第１因数の累乗指数の数値変化に対応するビット数により前記少なくとも１つの信号値をビットシフトするように構成される請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記信号値が前記のフィルタに到達する前に該信号値を前記第２因数によりスケーリングする第１スケーリング手段をさらに有する請求項３〜５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記信号値が前記フィルタを通過した後に該信号値を前記第１因数によりスケーリングする第２スケーリング手段をさらに有する請求項３〜６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記利得値が対数である請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記フィルタがそれを通過する信号値を平均化するように構成される請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記信号が雑音信号又は雑音成分である請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記のフィルタリングされた信号値が所望信号の１つと雑音信号を供給して、該雑音信号に対する該所望信号を評価する手段をさらに有する請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
可変利得のもとに増幅された信号を処理する方法であって、その信号値をディジタル的にフィルタリングするステップと、前記の利得が変わった場合にその利得変化によりフィルタリング動作のバイアスを改善するように少なくとも１つの信号値を適応させるステップと、を含む信号を処理する方法。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの信号値を適応させるステップは該少なくとも１つの信号値をビットシフトするステップを含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
第１因数は前記利得に存在する２の最高累乗であり、第２因数は第１因数と乗算された場合にその結果が利得であるようなものである２つの因数に前記利得を因数分解するステップをさらに含む請求項１２又は１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの信号値が前記第１因数の変化を検出すると変化させられる請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの信号値の変化が、前記第１因数の累乗指数の数値変化に対応するビット数により前記少なくとも１つの信号値をビットシフトすることにより実施される請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記信号値がフィルタリングされる前に該信号値を前記第２因数によりスケーリングするステップをさらに含む請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記信号値がフィルタリングされた後に該信号値を前記第１因数によりスケーリングするステップをさらに含む請求項１４〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記利得が対数である請求項１２〜１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記フィルタリング動作が電力値を平均化する請求項１２〜１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記の信号が雑音信号又は雑音成分である請求項１２〜２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
前記のフィルタリングされた信号値が所望信号の１つと雑音信号を供給して該雑音信号に対する該所望信号を評価するステップををさらに含む請求項１２〜２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
データ処理装置で実行される場合に請求項１２〜２２のいずれか一項に記載の方法を実行するプログラム。
【請求項２４】
図１と２を参照して上述されたような信号処理装置。
【請求項２５】
図１と２を参照して上述されたような信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は信号処理に関し、具体的には可変利得条件下で生成されたディジタル信号をフィルタリングする方法と装置に関する。
【０００２】
可変利得条件下で受信信号を増幅することは周知のことである。例えば、フェージングを受けている受信信号を増幅する目的の受信機で自動利得制御を使用することは周知である。問題は、増幅された信号について続いて行なわれる信号処理が増幅に使用される利得が可変であるという事実によって複雑になることである。本発明の目的はそのような信号のより簡単な信号処理を提供することである。
【０００３】
１つの態様によれば、本発明は可変利得のもとに増幅された信号に対して動作する信号処理装置を提供し、その装置は信号値をフィルタリングするディジタルフィルタと、利得が変わった場合に利得変化によりフィルタリング動作のバイアスを改善するように少なくとも１つの信号値を適応させる適応手段とを有している。
【０００４】
別の関連する態様によれば、本発明は可変利得のもとに増幅された信号を処理する方法を提供し、その方法は信号値をディジタル的にフィルタリングすることと、利得が変わった場合に利得変化によりフィルタリング動作のバイアスを改善するように少なくとも１つの信号値を適応させることを含んでいる。
【０００５】
従って、本発明は所望のフィルタリング特性をディジタル信号に適用するさらに信頼性のある方法を提供する。
【０００６】
好適実施例では、フィルタリング処理に関係する信号値はビットシフトにより適応される。好適なことに、これは演算により適応される信号値の生成よりもさらに簡単である。
【０００７】
ある実施例では、可変利得は２つの因数に因数分解され、第１因数はその利得に存在する２の最高累乗指数であり、第２因数は第１因数と乗算された場合に結果が利得値であるようなものである。それから、信号値に存在する利得変動のみが第１因数の累乗指数の変動、例えば第１因数が２ｍから２ｍ＋１まで変化するような変動であるように第２因数により除算されうる。好適には、フィルタはこの種の制約された変動に対処可能である必要がある。フィルタリング処理に関係する信号値のビットシフトにより、２の累乗指数である因数によりフィルタリング動作を利得変動に感じにくくすることが出来る。好適には、ビットシフトされた場合、信号値は第１因数の累乗指数の数値変化に対応するいくつかの２進数の桁により置き換えられる。
【０００８】
好適実施例では、フィルタはそれを通過する信号値を平均化する。好適には、この平均化処理は荷重平均処理である。
【０００９】
好適実施例では、フィルタリングされた信号は、雑音信号の１つとその雑音信号に対する所望信号の評価（例えば所望信号電力対雑音信号電力比を計算することにより）に使用されるべき所望信号を表す。一例として、本発明の実施例を添付図面を参照して以下に説明する。
【００１０】
図１の無線受信機は送信された無線信号を受信するアンテナ１１を有する。アンテナ１１で受信された信号はその信号の中からある信号を再生する無線周波回路１２に供給される。再生された信号はディジタル領域への変換のためにＡＤ変換器１３に与えられる。ＲＦ回路１２の役割の１つは再生信号を増幅することである。この増幅は自動利得制御を使用して行われ、従ってＡＤ変換器１３に送られた再生信号は可変利得のもとに生成されている。ＲＦ回路１２が再生信号に適用できる利得は自動利得制御処理により指定される複数の離散値のうちの１つを採用でき、この処理は周知の方法で動作する。
【００１１】
ＡＤ変換器１３のダウンストリーム、すなわち再生信号のディジタルバージョンは無線受信機の主処理ユニット１８に供給され、ここで再生信号に含まれた情報がその対象となる方法で使用される。無線受信機は再生信号の信号対雑音比を計算するように構成される。この目的のために，ＡＤ変換器１３により出力された再生信号のディジタルバージョンは信号電力測定部１４と雑音電力測定部１５に供給される。信号電力測定部１４は再生信号のディジタルバージョンの所望成分に存在する電力を計算する。雑音電力測定部１５は再生信号のディジタルバージョンの不要な成分（すなわち雑音成分）に存在する電力を計算する。所望成分は周知の相関処理により分離されて、雑音成分を生成するために再生信号から差し引かれる。
【００１２】
測定された雑音電力を示す信号（測定部１５からの）は、雑音電力信号を平均化する振幅適応フィルタ１６に供給される。フィルタ１６は平均化処理で使用される荷重因数となるいくつかの係数を有している。振幅適応フィルタ１６は再生信号を増幅するためにＲＦ回路１２で使用する電力利得値を提供されて、この電力利得値を使用し（この後詳細に説明するやり方で）、かつそのフィルタが行なう平均化処理が、再生信号を増幅するのに使用する利得のどのような変化によってもバイアスされないことを確実なものとする。
【００１３】
フィルタ１６の出力は，雑音成分の平均電力を示す信号である。測定部１４の出力は，再生信号の所望成分を示す信号である。測定部１５とフィルタ１６からの信号は、所望電力信号から雑音電力信号を差し引く減算器１７に供給される。この段階では、減算器の動作が除算と等価であるように信号電力信号と雑音電力信号はそれぞれ測定電力の対数を表すので、この減算は信号対雑音電力比を生成する。所望電力，雑音電力，及び信号対雑音電力比を示す信号は無線受信機の別の構成要素に供給されて周知の方法で無線受信機の制御に使用される。
【００１４】
振幅適応フィルタ１６の構成を図２に示す。雑音電力信号は、生の形で測定部１５から乗算器２３の入力まで値Ｐｋ（ここでｋ＝１，２，３．．．．．）のストリームとして供給される。再生信号に適用される電力利得はＲＦ回路１２からフォーマティングユニット２１に対数形式で供給される。
【００１５】
フォーマティングユニット２１に供給された対数信号はセンティベル、ｃＢ（１０ｃＢ＝１ｄＢ）単位の受信機利得を表す。フォーマティングユニット２１はセンティベル利得Ｇを２つの因数Ｍと３０Ｎの和である新しい表示に変換する。従って，Ｇ＝Ｍ＋３０Ｎである。センティベル利得を新しい表示に変換するためには、センティベル利得Ｇを３０で除算し、その結果の整数部がＮという値である。Ｎが決まるとＭは式Ｍ＝Ｇ−３０Ｎから決定される。
【００１６】
【外１】
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【００１７】
【外２】
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【００１８】
ここでフォーマティングユニット２１に戻って、値Ｎｋは遅延ユニット２４、比較ユニット２５及び補正ユニット２８に供給される。遅延ユニット２４はＮｋの値をディジタル信号の１つのサンプル期間だけ遅らせ（すなわち、フォーマティングユニット２１によりＮｋ＋１が出されるまで）、Ｎｋを比較ユニット２５の入力に与える。従って、比較ユニット２５はＮの連続した値、例えばＮｋとＮｋ−１を常に比較することが分かるであろう。比較ユニットがＮの連続した値の変化を検出した場合、ディジタルフィルタ２６に既にあるＰ′の信号値のスケーリングを指示する。
【００１９】
ディジタルフィルタ２６は乗算器２３から受信したＰ′の値について平均化動作を行なう。ディジタルフィルタ２６は入力Ｐ′ｋに対して出力Ｐ″ｋを生成するＰ″ｋはＰ′の連続した値の集合について加重平均をとることにより生成される。フィルタ係数はフィルタ２６により実行される加重平均処理で荷重因数を提供する。
【００２０】
Ｎｋ＋１−Ｎｋ＝ｂ  のようにＮに影響を及ぼすために利得Ｇが変わる場合をいま考える。ここで、ｂは正又は負の整数値をとることができる。
【００２１】
Ｐ″ｋ＋１のフィルタ計算をすると、フィルタ２６内に既にあるＰ′の値は、Ｐ′ｋ＋１とフィルタ２６内に既にあるＰ′の値との間の残りの利得の差によりフィルタリング処理にバイアスがかからないことを確実にするために、最初に２ｂの因数（ｂが負の場合漸減していく）を乗算する必要がある。この乗算を達成するために、フィルタ内に既にあるＰ′の値の各々は、ｂが正なら増加するビット重みの方向に、又はｂが負なら減少するビット重みの方向に、ビット｜ｂ｜の数だけビットシフトされる。従って、Ｐ′の値の変更は時間のかかる演算によらないで達成される。
【００２２】
フィルタ２６の出力のフィルタリングされた電力値Ｐ″ｋはスケーリングユニット２７により線形値からセンティベルスケールの対数値に変換される。センティベルＰ″ｋ値は次にＰ″ｋからＮｋを差し引く補正ユニット２８に供給される。これはＰ″ｋに対応する線形値をＮｋに対応する線形利得因数で除算することと等価である。補正ユニット２８の出力はＲＦ回路１２で再生信号を増幅するのに使用される電力利得の変化に感じにくいセンティベル単位のフィルタリングされた雑音電力である。
【００２３】
本発明を一連の電力値である信号との関連で説明してきたが、当業者は、信号値が同様に（例えば）信号の振幅またはレベルを表わせることを理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は、無線受信機のブロック図を示す図である。
【図２】
図２は図１の振幅適応フィルタのブロック図を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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