(57)【要約】増幅した信号の振幅が１組の閾値のうちの下側の閾値Ｌ２より小さい時には、増幅器の利得の対数値が増加され、振幅が前記１組の閾値のうちの上側の閾値を超えた時には、利得の対数値を減少させる自動利得制御システム。【選択図】図１
2004515148.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信信号に適用される利得を制御する方法であって、
前記受信信号の振幅を示すパラメータを決定し、
前記振幅が上側振幅閾値と下側振幅閾値の間で定義された振幅範囲外にあることを前記パラメータが示す時に前記利得を調整することを備える方法。
【請求項２】
前記パラメータは、時間周期に渡る前記受信信号の最大と最小レベルの間の差を備える請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記利得の調整は、前記利得の対数値の調整を備える請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記利得の前記対数値の調整は、前記利得の前記対数値の所定量だけの増加又は減少を備える請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記利得の調整は、前記振幅が前記上側閾値を超えた時に前記利得を減少させ、及び前記振幅が前記下側閾値より下になった時に前記利得を増加させることを備える請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
受信信号を変調する方法であって、
前記受信信号に利得を適用し、
請求項１から５のいずれか１項に記載の方法を使用して前記利得を調整することを備える方法。
【請求項７】
受信信号に適用される利得を制御する装置であって、
前記受信信号の振幅を示すパラメータを決定する手段と、
前記振幅が上側振幅閾値と下側振幅閾値の間で定義された振幅範囲外にあることを前記パラメータが示す時に前記利得を調整する手段とを備える装置。
【請求項８】
前記パラメータは、時間周期に渡る前記受信信号の最大と最小レベルの間の差を備える請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記調整手段は、前記利得の対数値を調整する手段を備える請求項７又は８に記載の装置。
【請求項１０】
前記利得の前記対数値を調整する前記手段は、前記利得の前記対数値を所定量だけの増加又は減少するように構成されている請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記調整手段は、前記振幅が前記上側閾値を超えた時に前記利得を減少させる手段と、前記振幅が前記下側閾値より下になった時に前記利得を増加させる手段とを備える請求項７から１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
受信信号を変調する装置であって、
前記受信信号に利得を適用する手段と、
前記利得を調整する請求項７から１１のいずれか１項に記載の装置とを備える装置。
【請求項１３】
受信信号に適用される利得を調整する方法であって、付属の図面を参照して実質的に説明した方法。
【請求項１４】
受信信号を変調する方法であって、付属の図面を参照して実質的に説明した方法。
【請求項１５】
受信信号に適用される利得を調整する装置であって、付属の図面を参照して実質的に説明した装置。
【請求項１６】
受信信号を変調する装置であって、付属の図面を参照して実質的に説明した装置。
【請求項１７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の方法を実行するプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
この発明は、受信した信号に適用される利得（ゲイン）を制御する方法及び装置に関し、特に電気通信装置により受信された無線信号に関する。
【０００２】
電気通信受信機は、所定の振幅の受信信号で最適に動作するように設計されている。従って、電気通信受信機には増幅装置が設けられており、その増幅装置は受信信号に所定の最適条件に近い振幅を与えるのに適した利得係数（ゲインファクタ）Ｇを有する。
移動体（携帯）電気通信システムでは、受信信号の強度は受信機と送信機の間の離れ具合の変化に従って変化する。このように、固定ゲイン増幅装置は、受信信号を所定の最適な振幅にシフトさせるには有用でない場合がしばしばあり得る。
【０００３】
電気通信受信機に、自動利得（ゲイン）制御（ＡＧＣ）の特徴を有する増幅装置を設けることが知られている。増幅装置により生成された増幅信号の振幅は閾値と比較される。増幅装置のゲインファクタは、測定した振幅と閾値の間の強度と符号の差にそれぞれ応じた強度と符号により修正される。
本発明の目的は、改良した利得（ゲイン）制御を提供することである。
【０００４】
第１の態様によれば、本発明は、受信信号に適用される利得（ゲイン）を制御する方法を提供し、その方法は、受信信号の振幅を示すパラメータを決定し、その振幅が振幅閾値の上限と下限の間で定義された振幅範囲（レンジ）外であることを示す時毎に、利得（ゲイン）を調整することを備える。
【０００５】
第２の態様によれば、本発明は、受信信号に適用される利得（ゲイン）を制御する装置を提供し、その装置は、受信信号の振幅を示すパラメータを決定する手段と、その振幅が振幅閾値の上限と下限の間で定義された振幅範囲（レンジ）外であることを示す時毎に、利得（ゲイン）を調整する手段とを備える。
【０００６】
振幅をレンジと比較することにより、測定した振幅における小さな変化に起因するゲインの急激な、及び可能であれば共振的な変化を避けることが可能である。これにより、処理の負担が軽減される。
１つの実施例では、ゲイン変動は、変化が必要になる時毎に所定の又は固定の量だけゲインパラメータを調整することにより達成される。これは、調整処理が所望の変化の方向を示すことだけを必要とし、その強度を示す必要はないので、都合のよいことに処理の負担を減少させる。
【０００７】
好適な実施例では、調整されるゲインのパラメータは、ゲインの対数である。このことは、ゲイン値の精密な制御を提供し、対数を固定値だけ増加又は減少させるシステムが使用される場合には特にそうである。
本発明は、移動体通信システムにおける基地局又は移動（携帯）ユニットのような電気通信受信機に使用される。
【０００８】
例として示されるだけであるが、本発明の実施例は付属の図面を参照して説明される。
図１に示すように、移動体（携帯）電話１０は、アンテナ１２と、増幅器１４と、振幅測定部（ＡＭＳ）１６と、利得（ゲイン）制御部（ＧＣＳ）１８とそれに続く処理回路２０とを備える。
【０００９】
電話１０は、アンテナ１２を介して信号Ｓ１を受信する。増幅器１４は、Ｓ１をＳ２に増幅し、そこでは、Ｓ２＝ＧＳ１で表され、Ｇは増幅器１４の利得（ゲイン）である。増幅された信号Ｓ２は、例えば、電話１０のユーザに音響信号を提供する次の処理を行うデジタル処理回路２０に供給される。
増幅器１４のゲインＧは、ＧＣＳ１８からのゲイン制御信号Ｓ４により設定される。ここで、信号Ｓ４の決定について説明する。
【００１０】
ＡＭＳ１６は、ある時間周期で受信信号の振幅を測定する。ＡＭＳ１６は、その周期の間の信号Ｓ２の最大値と最小値を記録する。最小値は最大値から減算され、その周期のオフセット誤差の影響のない振幅値を生成する。この振幅値は信号Ｓ３としてＧＣＳ１８に送られ、ＧＣＳ１８はＳ３を使用して増幅器１４のゲインを変化させることについて決定を行う。
一般的には、ＧＣＳは振幅値を閾値の上限及び下限と比較する。ＧＣＳは、振幅が低い側の閾値より下がった時にはゲインを増加させるように指令し（振幅が上側の閾値より低くても何もせず）、振幅が高い側の閾値を超えた時にはゲインを減少させるように指令する（振幅が下側の閾値より高くても何もしない）。
【００１１】
次に、信号Ｓ２のレベルがＡＭＳ１６により監視される周期が繰り返され、連続した振幅値がＧＣＳ１８に送られ、ＧＣＳ１８は増幅器１８のゲインの対数値に対して一連の進行する調整を行う。ゲインは、（増幅器１４の設計に起因する）横切ることのできない全体の最大値と最小値を有することが適当である。これらの限界の１つの到達すると、ＧＣＳ１８による限界を超えようとする試み（制御）は無効になり、この時点でゲイン制御処理は一時的に不可能になる。
【００１２】
Ｓ１が図２に示す形状をとる場合、すなわち信号の振幅がｔ１まで増加し、その後減少する場合を考える。Ｓ２の対応する形状は図３に示され、ここでその内容を図１及び図２を参照して議論する。
図３において、信号Ｓ２は一連の発生現象（イベント）ａからｔに分割される。ａとｂの間では、ＡＭＳ１６は振幅値を決定し、その振幅値はＳ３としてＧＣＳ１８に供給される。ＧＣＳ１８は、振幅値が下側の閾値Ｌ２以下であることを決定し、増幅器１４のゲインを増加させるように動作する。ゲインが増加されることを示す信号Ｓ４はＧＣＳにより増幅器１４に送られる。増幅器１４はＳ４に応答してゲインの対数を固定量だけ増加させ、Ｓ２（＝ＧＳ１）をｂからｃにステップ状に変化させる。
【００１３】
次にＡＭＳ１４は、他のサンプル化周期ｃからｄに進み、その周期の終わりに、新しい信号Ｓ３をＧＣＳ１８に送る。ＧＣＳ１８は、新しい振幅値が下側の閾値Ｌ２以下であることを決定し、増加命令を信号Ｓ４として送る。増幅器１４は増加命令に応答してゲインの対数を前と同じ量だけ増加させる。
点ｅへのステップは振幅を下側の閾値Ｌ２以上に上げる。従って、それに続く周期では、ＧＣＳ１３は、下側の閾値Ｌ２と上側の閾値Ｌ１の間にある（信号Ｓ３における）振幅値を受け取る。この周期の間、Ｓ２における増加はＳ１における増加の傾向だけに起因している（図３はＳ１の変化度を正確には表していない）。
【００１４】
いくらかの時間後、点ｆで、Ｓ２は上側の閾値Ｌ１を超え、この事実がＡＭＳ１６の最後のサンプリング周期におけるＳ２の振幅を表す信号Ｓ３を使用するＧＣＳ１８により決定される。続いて、ＧＣＳ１８は減少命令を信号Ｓ４として増幅器１４に送る。これに応じて、増幅器１４はゲインの対数値を固定量だけ減少させ、Ｓ２が点ｇにステップ状に減少する。
【００１５】
ＡＭＳ１４の次のサンプリング周期の間、信号Ｓ２の振幅は上側の閾値Ｌ１以上の点ｈに増加する。次にＧＣＳ１８は、増幅器にゲインの対数値を同じ量だけ減少させるように指示し、Ｓ２を点ｉに下げる。ゲインの対数値を減少させるこの処理は、点ｎまで連続して続けられ、点ｎは時間ｔ１に対応し、そこでＳ１の変化度は負の定数になる。
【００１６】
いくらかの時間後、信号Ｓ２は点ｏに到達し、そこでＧＣＳ１８はＳ２の振幅が下側の閾値Ｌ２以下であることを決定し、増幅器１４にゲインの対数値を増加するように指示し、信号は点ｐにステップ状に変化する。信号Ｓ３は振幅が減少し続けているので、それが下側の閾値Ｌ２より繰返し低くなり、点ｑとｓにおいて、ゲインの対数値はそれぞれ点ｒとｔで閾値Ｌ２以上にステップ上に変化する。
【００１７】
増幅器１４のゲインの対数値に対して同じ大きさの増加と減少を行うことにより、制御システムは相対的に単純化される。このことは、ゲインにおける減少が幾何級数に従うことを意味し、線形なゲインに対する単なる減少の適用に比べて粗さが少なくなる。
【００１８】
閾値Ｌ１とＬ２の間隔は調整できることが望ましい。この間隔の選択にはトレードオフの関係がある。相対的に小さな間隔は信号Ｓ２のレベルのより厳しい制御を可能にするが、ゲインＧにおけるより頻繁な変化を必要とする。相対的に小さな間隔により、信号Ｓ２のアナログからデジタルへの変換における数値オーバーフローの可能性は小さくなるが、信号Ｓ２に現れる結果としての遷移動作に伴う増加した切り換えの挙動を伴う。閾値Ｌ１とＬ２の相対的に大きな間隔により、遷移の出現の減少に伴い切り換え挙動が減少するが、信号Ｓ２のデジタルからアナログへの変換及び処理回路２０の要素における数値オーバーフローの可能性が増加する。
【００１９】
本発明を受信機１０において受信された信号（Ｓ１）に適用されたゲイン制御の文脈で説明したが、制御機構は行われているいかなる信号増幅にも一般的に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は、移動体（携帯）電話の概略構成に示す。
【図２】
図２は、時間に対する受信信号の振幅を対数表示で示したものである。
【図３】
図３は、図１の電話における増幅後の同じ信号を対数表示で示したものである。
【国際公開パンフレット】
2004515148.tif 000003
2004515148.tif 000004
2004515148.tif 000005
2004515148.tif 000006
2004515148.tif 000007
2004515148.tif 000008
2004515148.tif 000009
2004515148.tif 000010
2004515148.tif 000011
2004515148.tif 000012
2004515148.tif 000013
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004515148.tif 000014
2004515148.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成15年3月17日(2003.3.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信信号に適用される利得を制御する方法であって、
時間周期に渡る前記受信信号の最大と最小レベルの間の差を備えるパラメータを決定し、
前記振幅が上側振幅閾値と下側振幅閾値の間で定義された振幅範囲外にあることを前記パラメータが示す時に前記利得を調整することを備える方法。
【請求項２】
前記利得の調整は、前記利得の対数値の調整を備える請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記利得の前記対数値の調整は、前記利得の前記対数値の所定量だけの増加又は減少を備える請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記利得の調整は、前記振幅が前記上側閾値を超えた時に前記利得を減少させ、及び前記振幅が前記下側閾値より下になった時に前記利得を増加させることを備える請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
受信信号を変調する方法であって、
前記受信信号に利得を適用し、
請求項１から４のいずれか１項に記載の方法を使用して前記利得を調整することを備える方法。
【請求項６】
受信信号に適用される利得を制御する装置であって、
時間周期に渡る前記受信信号の最大と最小レベルの間の差を備えるパラメータを決定する手段と、
前記振幅が上側振幅閾値と下側振幅閾値の間で定義された振幅範囲外にあることを前記パラメータが示す時に前記利得を調整する手段とを備える装置。
【請求項７】
前記調整手段は、前記利得の対数値を調整する手段を備える請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記利得の前記対数値を調整する前記手段は、前記利得の前記対数値を所定量だけの増加又は減少するように構成されている請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記調整手段は、前記振幅が前記上側閾値を超えた時に前記利得を減少させる手段と、前記振幅が前記下側閾値より下になった時に前記利得を増加させる手段とを備える請求項６から８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
受信信号を変調する装置であって、
前記受信信号に利得を適用する手段と、
前記利得を調整する請求項６から９のいずれか１項に記載の装置とを備える装置。
【請求項１１】
受信信号に適用される利得を調整する方法であって、付属の図面を参照して実質的に説明した方法。
【請求項１２】
受信信号を変調する方法であって、付属の図面を参照して実質的に説明した方法。
【請求項１３】
受信信号に適用される利得を調整する装置であって、付属の図面を参照して実質的に説明した装置。
【請求項１４】
受信信号を変調する装置であって、付属の図面を参照して実質的に説明した装置。
【請求項１５】
請求項１から５のいずれか１項に記載の方法を実行するプログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
第１の態様によれば、本発明は、受信信号に適用される利得（ゲイン）を制御する方法を提供し、その方法は、時間周期に渡る前記受信信号の最大と最小レベルの間の差を備えるパラメータを決定し、その振幅が振幅閾値の上限と下限の間で定義された振幅範囲（レンジ）外であることを示す時毎に、利得（ゲイン）を調整することを備える。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
第２の態様によれば、本発明は、受信信号に適用される利得（ゲイン）を制御する装置を提供し、その装置は、時間周期に渡る前記受信信号の最大と最小レベルの間の差を備えるパラメータを決定する手段と、その振幅が振幅閾値の上限と下限の間で定義された振幅範囲（レンジ）外であることを示す時毎に、利得（ゲイン）を調整する手段とを備える。




【国際調査報告】
2004515148.tif 000016
2004515148.tif 000017