(57)【要約】無線受信装置３０は、クリップカウンタを含むＡＤＣ１３から構成される。ＡＤＣにより供給されるデジタル化された信号のパワーは、パワーエスティメータ３１で見積もられ、そして利得算出装置３２によって見積もられたパワーから理想的な利得値が算出される。利得算出信号はＬＰＦ３３を介して増幅器１１に与えられる。飽和検出器３４はＡＤＣ１３のクリップカウンタ出力とＬＰＦ３３の制御入力に接続される。飽和検出器３４はＡＤＣの飽和が検出されたときに利得設定値を少なくとも２ステップだけ減少させ、これにより、増幅器の利得が迅速に減少する。検出器は受信された信号のドップラー周波数を検出し、増幅動作におけるドロップのサイズを決定する。これはＡＤＣ１３の飽和が検出されたときに実施される。利得の減少は、極めて低いドップラーシフト状態で３ｄＢであり、極めて高いドップラーシフト状態で１２ｄＢである。
2004523147.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダウンコンバータと、
前記ダウンコンバータからの信号を受信するために接続され、一連のステップでの複数の離散値の何れをも受け入れるために利得が制御可能な可変利得増幅器と、
前記増幅器によって供給される信号を標本化するために設けられたアナログ−デジタル変換器と、
前記アナログ−デジタル変換器により供給される信号をモニタすると共に、前記アナログ−デジタル変換器の所定の飽和レベルが検出されることに応答して前記増幅器の利得を少なくとも２つのステップだけ減じるために設けられたモニタと、
を具備する無線受信装置。
【請求項２】
前記モニタが、前記所定の飽和レベルが検出されたときに、３ｄＢから１２ｄＢの範囲における量だけ前記増幅器の利得を減じるために設けられたものであることを特徴とする請求項１に記載された無線受信装置。
【請求項３】
前記モニタが、受信信号が伝送されるチャンネルの減衰特性に依存した量だけ前記増幅器の利得を減じるために設けられたものであることを特徴とする請求項１または２の何れかに記載された無線受信装置。
【請求項４】
前記減衰特性が、前記受信信号のドップラー周波数を検出するために設けられた検出器によって見積もられたものであることを特徴とする請求項３に記載された無線受信装置。
【請求項５】
ダウンコンバータと、
可変利得増幅器と、
アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）と、
前記標本化された信号に基づき利得設定信号を供給するために設けられた利得算出装置と、
メモリを有するフィルタ装置と、
前記ＡＤＣによって供給される信号をモニタすると共に前記ＡＤＣの所定の飽和レベルを検出するために設けられたモニタと、
前記所定の飽和レベルが検出されることに応答して前記利得設定信号を減じるための手段とを順に備え、
前記フィルタ装置が、前記利得設定信号をフィルタすると共に前記フィルタされた信号を前記可変利得増幅器の利得設定入力部に供給するために設けられたものであって、前記フィルタされた利得設定信号を表現するものが前記メモリに蓄えられる無線受信装置。
【請求項６】
前記利得設定信号の減少が、３ｄＢと１２ｄＢとの間の増幅利得の減少をもたらすことを特徴とする請求項５に記載された無線受信装置。
【請求項７】
前記利得設定信号の減少の程度が、信号が受信されるチャンネルの減衰特性に依存することを特徴とする請求項５または６の何れかに記載された無線受信装置。
【請求項８】
前記減衰特性が、前記受信信号のドップラー周波数を検出するために設けられた検出器によって見積もられたことを特徴とする請求項７に記載された無線受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線受信装置に関し、特に、限定されるものではないが、符号分割多重接続無線受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
公知の符号分割多重接続（ＣＤＭＡ）無線受信装置１０の構成を図１に示す。図１を参照すると、無線受信装置１０は、ダウンコンバータ（図示なし）を含む無線回路１２とアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）１３との間に設けられた可変利得増幅器１１を含む。無線回路１２はアンテナ１４から無線周波数信号を受ける。
【０００３】
デジタル信号は、ＡＤＣ１３によって出力１５上に供給され、この出力１５から処理のために抽出される。パワーエスティメータ(power estimator)１６もまた、ＡＤＣ１３の出力に接続されている。このパワーエスティメータ１６は、上記デジタル信号を調べ、そして規定の間隔で受信信号パワーの出力信号指標を供給する。代表的には、１秒あたり３００００回程度、上記出力信号指標を供給する。パワーエスティメータ１６は、ソフトウェアまたはハードウェアの何れによって実現してもよい。
【０００４】
受信信号のパワーは、ある程度、その受信信号に変調された情報に依存するので、パワーエスティメータ１６の瞬間的な出力は、受信される信号強度を正しく示さない。関心は信号強度にあるが、これは直接的に測定することができないので、パワーから見積もるのである。信号強度の見積もりに影響するパワーの見積もりにおける情報に依存した変化を避けるため、パワーエスティメータ１６の後段にロウパスフィルタ（ＬＰＦ）を含むのが通例である。このＬＰＦ１７は、ハードウェアまたはソフトウェアによる比較的簡素な装置でよく、パワーエスティメータ１６によって供給される信号を時間について平均化する。この平均信号は、出力１８上に供給され、ここからゲインコントローラ１９の入力部に与えられ、このゲインコントローラ１９は可変利得増幅器１１の利得を設定する。
【０００５】
増幅器１１の利得は、１０ｄＢから８０ｄＢまでの０．５ｄＢの規定ステップでの離散値の何れをも受け入れるために制御可能となっている。平均化された信号を出力で検出し、この信号を規定の時間間隔でスレッショルドレベルと比較し、そして平均化された信号がこのスレッショルドレベルよりも低いか高いかによって、増幅器の利得をそれぞれ増加または減少させることが通例となっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明の目的は、ＡＤＣ１３が良好に作動できるレベルに増幅器１１の出力を維持することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の特徴によれば、ダウンコンバータと、前記ダウンコンバータからの信号を受信するために接続され、一連のステップでの複数の離散値の何れをも受け入れるために利得が制御可能な可変利得増幅器と、前記増幅器によって供給される信号を標本化するために設けられたアナログ−デジタル変換器と、前記アナログ−デジタル変換器により供給される信号をモニタすると共に、前記アナログ−デジタル変換器の所定の飽和レベルが検出された場合に前記増幅器の利得を少なくとも２つのステップだけ減じるために設けられたモニタとを具備する無線受信装置が提供される。
【０００８】
本発明の上記特徴による受信装置は、特に、減衰が速いチャンネル環境において改良された性能を提供することができる。影響を与える要因が２つある。第１に、本発明は、増幅利得の減少をもたらすパスにロウパスフィルタを必要とせず、このことは遅延（フィルタは余儀なく信号を遅延させる）の原因を除去する。第２に、上記の増幅利得は、各制御間隔に対して単一のステップ以上に減少させることができ、このことは、受信信号の信号強度が従来の１ステップのインクリメンタル／デクリメンタル無線受信装置によって補償できるよりも大きなレートで立ち上がることが可能になるので、利点をもたらす。
【０００９】
望ましくは、前記モニタは、受信信号が伝送されるチャンネルの減衰特性に依存した量だけ前記増幅器の利得を減じるために設けられる。これにより、チャンネルに適した量だけ増幅利得を減少させる適応性のある無線受信装置を構成することが可能になる。
【００１０】
本発明の第２の特徴によれば、ダウンコンバータと、可変利得増幅器と、アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）と、前記標本化された信号に基づき利得設定信号を供給するために設けられた利得算出装置と、メモリを有するフィルタ装置と、前記ＡＤＣによって供給される信号をモニタすると共に前記ＡＤＣの所定の飽和レベルを検出するために設けられたモニタと、前記所定の飽和レベルが検出されることに応答して前記利得設定信号を減じるための手段とを順に備え、前記フィルタ装置が、前記利得設定信号をフィルタすると共に前記フィルタされた信号を前記可変利得増幅器の利得設定入力部に供給するために設けられたものであって、前記フィルタされた利得設定信号を表現するものが前記メモリに蓄えられる無線受信装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら一例として本発明の実施形態を説明する。
図１は、従来技術によるＣＤＭＡ無線受信装置を図式的に示し、そして図２は、本発明の第１の実施形態によるＣＤＭＡ無線受信装置を図式的に示し、図３は、本発明の第２の実施形態によるＣＤＭＡ無線受信装置を図式的に示し、そして図４は、図３にロウパスフィルタ（ＬＰＦ）を図式的に詳細に示している。
【００１２】
上記の図面を参照すると、図２は無線受信装置２０を示す。参照番号は同様の要素に対しては図１と同一にしている。図示されていないが、受信装置２０は、増幅器１１の利得(gain)の従来の制御、即ち単一ステップのインクリメンタル／デクリメンタル方式についての図１に示す上記パワーエスティメータ１６およびＬＰＦ１７を含んでいる。また、受信装置２０はモニタ２１を含み、このモニタはＡＤＣ１３により供給される信号をモニタするために設けられている。
【００１３】
通常の動作期間、即ち、チャンネルが十分な低減衰特性を有している場合、動作は図１を参照して上述した通りである。チャンネルの減衰特性がさほど低くない場合は、ＡＤＣ１３がときおり飽和することがあり得る。即ち、その入力部での信号レベルが、忠実に標本化できる最大レベルに等しいか、それよりも大きくなる。モニタ２１は、上記の最大レベルに相当する相当数のデジタル信号に対するＡＤＣ１３の出力検査から、所定の飽和レベルを検出すると、出力２２上に信号パルスを供給する。この出力２２は、ゲインコントローラ１９に接続されている。この信号パルスは、増幅器１１の利得の減少がたとえ３ｄＢと１２ｄＢとの間のどこにあっても、この増幅器１１の利得を直ちに６ｄＢまたは１２ステップだけ減少させる。ＡＤＣ１３は続いて増幅器１１から信号を受け取る。この信号は、ＡＤＣ１３の動作範囲内でアナログ−デジタル変換器に適したレベルである。この利得の減少に続いて、パワーエスティメータ１６、ゲインコントローラ１９およびＬＰＦ１７により、ＡＤＣ１３の飽和が再び検出されるまで利得制御が実施される。
【００１４】
このように増幅器１１の利得を減少させることは重大な不利益をもたらし、特に、１５分の１または２のデータのフレームが回復不能な程度にまで損なわれる。また、無線受信装置２０がレイク受信装置（複数の線を検出して直ちに合成する受信装置）を具備している場合、レイク受信装置のフィンガーに対するシグナルトラッキングが、短いながらも重要な期間ではできない。しかしながら、本発明は、利益がその不利益を補って余りあると思われ、主要な利益は、ＡＤＣが飽和することによるネガティブな影響が実質的に回避されることである。後で評価するように、これらのネガティブな影響は、出力１５に供給される信号における高いノイズレベルおよびパワー制御アルゴリズムとの干渉を含んでいる。後者は、時折、伝送パワーを増加させてさらに問題を大きくし、従ってそれを回避することが利点となる。
【００１５】
好ましい実施形態（図示なし）では、検出器が、受信された信号のドップラー周波数を一般的な方法で検出し、そして、それに応じてＡＤＣ１３の飽和が検出されたときに実施される増幅におけるドロップのサイズを決定する。より大きなドップラーシフトや、チャンネル減衰特性をより迅速に変化させることが推定され、ゆえに、利得におけるより大きなドロップが得られる。典型的な無線電話受信機においては、極めて低いドップラーシフト状態に対しては３ｄＢ、極めて高いドップラーシフトに対しては１２ｄＢだけ利得がドロップすることが期待される。
【００１６】
ＡＤＣ１３の飽和を検出するため、モニタ２１が例によってＡＤＣの出力を検査し、そしてサンプルの数をカウントし、そのためにＡＤＣが提供できる最大信号レベルをクリップする。カウントは、プラス方向およびマイナス方向の何れにおいてもクリップを行うために適している。クリップ数は１００００チップの更新期間にわたってカウントされ、その更新期間は増幅器１１の利得の更新間隔であり、そして検出されたチップ数がしきい値と比較される。この実施形態では、そのしきい値は１０００チップ、または更新期間におけるチップ数の１０％である。しかしながら、特殊な実施に対して選択されたしきい値は、更新期間およびＡＤＣ１３の分解能に依存する。
【００１７】
ＡＤＣ１３は、モニタ２１によってクリップカウンティングおよびスレッショルディングのみが実施されるように、それ自体、クリップ検出器を含むように設計されたものであってもよい。
【００１８】
図３に、本発明による好ましいＣＤＭＡ無線受信装置３０を示す。図３を参照すると、無線受信装置３０は、クリップカウンタを含むＡＤＣ１３から構成される。ＡＤＣ１３によって供給されるデジタル化された信号のパワーは、パワーエスティメータ３１により見積もられ(estimate)、そして公知の利得算出装置３２によって見積もられたパワーから理想的な利得値が算出される。利得算出信号は、ＬＰＦ３３を介して増幅器１１の利得制御入力に与えられる。このＬＰＦ３３は図４に示されており、これについては後述する。飽和検出器３４はＡＤＣ１３のクリップカウンタ出力に接続されると共に、ＬＰＦ３３の制御入力に接続される。飽和検出器３４は、ＡＧＣの飽和が決定された場合に論理値「１」の信号をその出力に供給し、そして他の場合には論理値「０」を供給する。
【００１９】
ＬＰＦ３３は、飽和検出器３４から論理値「１」の信号を受け取ると、少なくとも２ステップだけ利得設定値を減少させるように調整されており、これにより増幅器の利得が即座に減少する。ＬＰＦ３３の更なる詳細を図４に示す。
【００２０】
図４を参照すると、ＬＰＦ３３は、利得算出装置３２の出力に接続された第１入力３５と、飽和検出器３４に接続された第２入力３６と、出力３７と、第１および第２加算器３８，３９と、コントローラブルスイッチ４０と、利得設定記憶装置４１と、第１ないし第３ビットシフト装置４２ないし４４とを含む。
【００２１】
通常の動作においては、即ち飽和検出器３４が論理値「０」の出力を供給している場合、スイッチ４０は図に示されるように休止する。この状態では、記憶装置４１の利得設定出力は、第１および第３加算器３８，３９を介してそれ自身の入力に接続される。その利得設定数(gain setting number)は、最初に、第１加算器３８において、第１ビットシフタ４２によって供給される利得設定数の端数を減算することにより減少される。第１ビットシフタ４２は、第２のビットシフタ４３も同様ではあるが、２進利得設定数を右にｎ１ビットだけシフトし、その利得設定数を事実上２ｎ１で除算する。そして、第２加算器３９において、結果として得られる数が、利得算出装置３２によって供給される利得設定信号を２ｎ１で除算したものに等しい量だけ増加される。それから、その結果として得られる数が、次の利得設定期間のための利得設定数を設定するために、スイッチ４０を介してＡＧＣ設定記憶装置４１の入力に受け渡される。それゆえに、定常状態では、出力３７は利得算出装置３２の入力の利得設定数に等しい利得設定数を示す。この入力信号が変化するところでは、ＬＰＦ３３はロウパスフィルタとして働き、その入力信号を平均化して滑らかな出力を供給する。入力信号が急速に変化しても、一般のロウパスフィルタと同様に、そのアーキテクチャが遅延を導入するので、ＬＰＦ３３は直ちには反応しない。ＬＰＦ３３の遅延の程度および他の主要な特性は、ｎ１の値と利得設定数により決定される。
【００２２】
ＡＤＣ飽和状態を表す論理値「１」の信号が第２入力３６に受け入れられると、コントローラブルスイッチ４０のポジションが切り替わる。このポジションでは、ＡＧＣ設定記憶装置４１の入力は、第３ビットシフタ４４の出力に接続され、第３ビットシフタ４４の入力がＡＧＣ設定記憶装置の出力に接続されている。従って、この状態において、ＡＧＣ設定記憶装置４１は、２ｎ２で除算されたその出力利得設定数に等しい利得設定数をその入力で受け取る。これは単一の利得設定期間にわたって利得設定数に劇的な減少をもたらし、そして、増幅器１１の利得設定が迅速に減少する結果となる。ｎ２の値は、利得設定数に注意を払って選ばれ、結果として、３ｄＢないし１２ｄＢの範囲の量だけ減少された増幅器の利得となる。
【００２３】
好ましくは、ｎ２の値は、動的に制御可能であり、そして図２の実施形態に関連して前述したように、受信された信号から検出されるドップラー周波数に基づいて決定される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】従来技術によるＣＤＭＡ無線受信装置を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態によるＣＤＭＡ無線受信装置を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施形態によるＣＤＭＡ無線受信装置を図である。
【図４】図３のロウパスフィルタ（ＬＰＦ）の詳細図である。
【符号の説明】
【００２５】
１１  可変利得増幅器
１２  無線回路
１３  ＡＤＣ
１４  アンテナ
１９  ゲインコントローラ
２１モニタ
３１  パワーエスティメータ
３２  利得算出装置
３３  ＬＰＦ
３４  飽和検出器
【図３】
2004523147.tif 000003
【図４】
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【国際公開パンフレット】
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2004523147.tif 000014
2004523147.tif 000015
2004523147.tif 000016
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004523147.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成15年7月18日(2003.7.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダウンコンバータと、
前記ダウンコンバータからの信号を受信するために接続され、一連のステップでの複数の離散値の何れをも受け入れるために利得が制御可能な可変利得増幅器と、
前記増幅器によって供給される信号を標本化するために設けられたアナログ−デジタル変換器と、
前記アナログ−デジタル変換器により供給される信号をモニタすると共に、前記アナログ−デジタル変換器の所定の飽和レベルが検出されることに応答して前記増幅器の利得を少なくとも２つのステップだけ減じるために設けられたモニタと、
を具備する無線受信装置。
【請求項２】
前記モニタが、前記所定の飽和レベルが検出されたときに、３ｄＢから１２ｄＢの範囲における量だけ前記増幅器の利得を減じるために設けられたものであることを特徴とする請求項１に記載された無線受信装置。
【請求項３】
前記モニタが、受信信号が伝送されるチャンネルの減衰特性に依存した量だけ前記増幅器の利得を減じるために設けられたものであることを特徴とする請求項１または２の何れかに記載された無線受信装置。
【請求項４】
前記減衰特性が、前記受信信号のドップラー周波数を検出するために設けられた検出器によって見積もられたものであることを特徴とする請求項３に記載された無線受信装置。
【請求項５】
ダウンコンバータと、
可変利得増幅器と、
アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）と、
前記ＡＤＣの出力信号に基づき利得設定信号を供給するために設けられた利得算出装置と、
利得設定記憶装置を有するフィルタ装置と、
前記ＡＤＣによって供給される信号をモニタすると共に前記ＡＤＣの所定の飽和レベルを検出するために設けられたモニタとを順に備え、
前記フィルタ装置が、前記利得設定信号をフィルタすると共に前記フィルタされた信号を前記可変利得増幅器の利得設定入力部に供給するために設けられ、
前記利得設定記憶装置の出力がその入力に接続され、且つ前記利得設定記憶装置が前記モニタが前記所定の飽和レベルを検出したときに第１の動作状態となり、これにより前記利得設定記憶装置が所定量だけ前記増幅器の利得を減少させる無線受信装置。
【請求項６】
前記増幅器の利得が、一連のステップでの複数の離散値の何れをも受け入れるために制御可能であり、且つ前記利得設定記憶装置が、前記第１の動作状態において、少なくとも２ステップだけ前記増幅器の利得を置き換えることを特徴とする請求項５に記載された無線受信装置。
【請求項７】
前記利得設定記憶装置が、前記モニタが前記所定の飽和レベルを検出しない場合に第２の動作状態になることを特徴とする請求項５または６の何れか１項に記載された無線受信装置。
【請求項８】
前記利得設定信号の減少が、３ｄＢと１２ｄＢとの間の増幅利得の減少をもたらすことを特徴とする請求項５ないし７の何れか１項に記載された無線受信装置。
【請求項９】
前記利得設定信号の減少の程度が、信号が受信されるチャンネルの減衰特性に依存することを特徴とする請求項５ないし７の何れか１項に記載された無線受信装置。
【請求項１０】
前記減衰特性が、前記受信信号のドップラー周波数を検出するために設けられた検出器によって見積もられたことを特徴とする請求項９に記載された無線受信装置。
【国際調査報告】
2004523147.tif 000018
2004523147.tif 000019