(57)【要約】【課題】それぞれ１つの特定の信号の種類について最適化された２つの動作モード、およびいずれについても最適化されない第３のモードをサポートすることにより単一受信機フロント・エンドを使用して少なくとも２種類の入力信号を処理できるデジタル・ラジオ受信機で使用するための自動利得制御（ＡＧＣ）を提供すること。【解決手段】ＡＧＣを使用することで、非最適化モードを介して最適化された動作モードを滑らかに切り替えることができる。復調された信号の間の強度の差を測定し、それを２つのプリセット値と比較することにより、受信機が入る動作モードをＡＧＣで決める。適切な着信信号がアナログ−デジタル（ＡＤＣ）コンバータに適しているレベルまで増幅されるように、動作モードは可変利得増幅器（ＶＧＡ）の利得を調整することにより保持される。ＡＧＣは、既存の衛星デジタル・オーディオ・ラジオ・システム（ＳＤＡＲＳ）送信機能に互換性を有する。【選択図】図１
2007053766.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル・ラジオ受信機の自動利得制御方法であって、
ａ）第１の信号の種類と第２の信号の種類の両方と関連して使用されるように適合された第３の動作モードで動作するステップと、
ｂ）前記第１の信号の種類に対応する第１の出力レベルを前記第２の信号の種類に対応する第２の出力レベルと比較するステップと、
ｃ）前記比較ステップに応答して、前記第３のモードから、前記第１の信号の種類に関連して使用されるように適合された第１の動作モードおよび前記第２の信号の種類に関連して使用されるように適合された第２の動作モードのうちの１つに遷移するステップとを含む自動利得制御方法。
【請求項２】
さらに、ｄ）前記比較ステップに応答して、前記第１の動作モードから前記第３の動作モードに遷移するステップと、ｅ）前記比較ステップに応答して、前記第２の動作モードから前記第３の動作モードに遷移するステップとを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ステップｂ）は、前記第１の出力レベルと前記第２の出力レベルとの差を計算するステップを含み、ステップｃ）は、前記差が第１の定数よりも小さいことに応じて前記第１のモードに遷移し、前記差が第２の定数よりも大きいことに応じて前記第２のモードに遷移するステップを含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
ステップｄ）は、前記差が前記第１の定数よりも大きいことに応じて行われ、ステップｅ）は、前記差が前記第２の定数よりも小さいことに応じて行われる請求項２に記載の方法。
【請求項５】
ステップｃ）は、前記差が前記第１の定数からプリセット・ヒステリシス・オフセット値を引いた値よりも小さいことに応じて前記第３のモードから前記第１のモードに遷移するステップを含み、ステップｄ）は、前記差が前記第１の定数に前記プリセット・ヒステリシス・オフセット値を加えた値よりも大きいことに応じて前記第１のモードから前記第３のモードに遷移するステップを含む請求項４に記載の方法。
【請求項６】
さらに、第１の追跡信号は前記第１の信号の種類の存在に対応し、第２の追跡信号は前記第２の信号の種類の存在に対応する、前記第２の信号の種類について最適化された第４のモードを含み、さらに、ｆ）前記第１の追跡信号が存在しないことに応じて前記第１のモードから前記第４のモードに遷移するステップと、ｇ）前記第２の追跡信号が存在しないことに応じて前記第４のモードから前記第３のモードに遷移するステップとを含む請求項３に記載の方法。
【請求項７】
さらに、ｈ）前記第１の追跡信号が存在しないことに応じて前記第３のモードから前記第４のモードに遷移するステップを含む請求項５に記載の方法。
【請求項８】
ステップｃ）は、遷移条件が最初に確定された後、プリセットされた時間だけ遷移を遅らせるステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記信号強度は、復調後、前記信号の電力を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の信号の種類は、時分割多重（ＴＤＭ）信号を含み、前記第２の信号の種類は、符号直交周波数分割多重（ＣＯＦＤＭ）信号を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
デジタル・ラジオ受信機の自動利得制御デバイスであって、
プロセッサであって、
第１の信号の種類と第２の信号の種類の両方と関連して使用されるように適合された第３の動作モードで前記デジタル・ラジオ受信機を動作させ、
前記第１の信号の種類に対応する第１の出力レベルを前記第２の信号の種類に対応する第２の出力レベルと比較し、
前記比較ステップに応答して、前記第３のモードから、前記第１の信号の種類に関連して使用されるように適合された第１の動作モードおよび前記第２の信号の種類に関連して使用されるように適合された第２の動作モードのうちの１つに前記デジタル・ラジオ受信機を遷移させることができるようにプログラムされたプロセッサを備える自動利得制御デバイス。
【請求項１２】
前記プロセッサは、さらに、前記比較に応答して、前記第１の動作モードから前記第３の動作モードに前記デジタル・ラジオ受信機を遷移させ、前記比較に応答して、前記第２の動作モードから前記第３の動作モードに前記デジタル・ラジオ受信機を遷移させることができる請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記プロセッサは、さらに、前記第１の出力レベルと前記第２の出力レベルとの差を計算することができ、前記第３の動作モードから前記第１の動作モードに前記デジタル受信機を前記遷移させることは、前記差が第１の定数よりも小さいことに応じて行われ、前記第３の動作モードから前記第２のモードに前記デジタル受信機を前記遷移させることは、前記差が第２の定数よりも大きいことに応じて行われる請求項１２に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記プロセッサは、さらに、前記差が前記第１の定数よりも大きいことに応じて、前記第１の動作モードから前記第３の動作モードに前記デジタル・ラジオ受信機を遷移させ、前記差が前記第２の定数よりも小さいことに応じて、前記第２の動作モードから前記第３の動作モードに前記デジタル・ラジオ受信機を遷移させることができる請求項１２に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記プロセッサは、さらに、前記差が前記第１の定数からプリセット・ヒステリシス・オフセット値を引いた値よりも小さいことに応じて前記第３のモードから前記第１のモードに前記デジタル・ラジオ受信機を遷移させ、前記差が前記第１の定数に前記プリセット・ヒステリシス・オフセット値を加えた値よりも大きいことに応じて前記第１のモードから前記第３のモードに前記デジタル・ラジオ受信機を遷移させることができる請求項１３に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記デジタル受信機は、さらに、第１の追跡信号は前記第１の信号の種類の存在に対応し、第２の追跡信号は前記第２の信号の種類の存在に対応する、前記第２の信号の種類について最適化された第４のモードを備え、前記プロセッサは、さらに、前記第１の追跡信号が存在しないことに応じて前記第１の動作モードから前記第４の動作モードに前記デジタル・ラジオを遷移させ、前記第２の追跡信号が存在しないことに応じて前記第４の動作モードから前記第３の動作モードに前記デジタル・ラジオを遷移させることができる請求項１３に記載のデバイス。
【請求項１７】
前記プロセッサは、さらに、前記第１の追跡信号が存在しないことに応じて前記第３の動作モードから前記第４の動作モードに前記デジタル・ラジオを遷移させることができる請求項１６に記載のデバイス。
【請求項１８】
前記プロセッサは、さらに、プリセット時間値を格納することができ、前記遷移は、前記プリセット時間値に少なくとも等しい時間の間、遷移状態を維持する前記比較に依存する請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１９】
前記信号強度は、復調後、前記信号の電力を含む請求項１１に記載のデバイス。
【請求項２０】
前記第１の信号の種類は、時分割多重（ＴＤＭ）信号を含み、前記第２の信号の種類は、符号直交周波数分割多重（ＣＯＦＤＭ）信号を含む請求項１１に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラジオ受信機の自動利得制御に関するものであり、具体的には、無線周波数および中間周波数（ＲＦ／ＩＦ）フロント・エンドの単一経路および単一アナログ・デジタル・コンバータを使用して複数の種類の信号を受信するように適合されたデジタル・ラジオ受信機の自動利得制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
衛星デジタル・オーディオ・ラジオ・サービス（ＳＤＡＲＳ）では、衛星から直接エンド・ユーザのラジオ受信機にオーディオ番組を放送するため、典型的なＳＤＡＲＳ放送は、広範囲にわたる、多様な、地理的地域に届く。この放送が届く全受信地域内において高品質の途切れることのない伝送を保証するために、ＳＤＡＲＳ放送事業者は、典型的には、高層ビルが建ち並ぶ都市など、衛星受信状態がよくないか、まったくない地域に配置された地上放送局を利用してギャップ・フィリング再放送で衛星放送を補完する。衛星から、および地上放送局により放送される信号は、同じオーディオ・データを含み、典型的には、隣接周波数で搬送されるが、異なる変調法を使用する。地上波信号は、さらに、典型的には、著しく高い信号強度で放送されるが、それは主に、地上放送局は電力を容易に利用できるが、衛星は太陽パネルから利用できる電力に制限される。
【０００３】
例示的なＳＤＡＲＳシステムは、ニューヨーク州ニューヨークのＳｉｒｉｕｓ  Ｒａｄｉｏ  Ｓｙｓｔｅｍｓにより提供されているサービスであり、衛星から直接、適切な受信機を備えるユーザに１００チャンネルを超えるオーディオ番組を放送する。
【０００４】
図１は、Ｓｉｒｉｕｓシステムにおける信号の相対周波数および電力レベルを示している。２基の静止衛星がＳバンド（２．３ＧＨｚ）の時分割多重（ＴＤＭ）信号を直接エンド・ユーザの受信機に送信するが、エンド・ユーザの受信機は、典型的には、自動車またはトラックに搭載された移動体受信機である。衛星受信状態のよくない地域では、地上中継局が、衛星信号で放送されるデータと同じオーディオ・データを含む符号直交周波数分割多重（ＣＯＦＤＭ）信号を放送する。地上ＣＯＦＤＭ信号は、２つの衛星ＴＤＭ信号の周波数の間にあるＳバンド周波数で、著しく高い電力レベルにより、放送される。
【０００５】
図２は、Ｓｉｒｉｕｓシステム信号に含まれるオーディオ・チャンネルを受信し、復号化するように設計された従来技術によるデジタル・ラジオ受信機の概略図を示している。受信機１０は、２つの復号化回路１２および１４を備え、一方はＴＤＭ信号を直接衛星から受信し、もう一方はＣＯＦＤＭ信号を受信する。ＴＤＭ復号化回路は、信号を受信するためのＴＤＭアンテナ１６を備え、次いで信号はＴＤＭ可変利得増幅器（ＶＧＡ）１８により増幅される。増幅された信号は、ＴＤＭアナログ−デジタル・コンバータ（ＡＤＣ）２０によりデジタイズされる。デジタイズされたＴＤＭ信号は、ＴＤＭデジタル・ダウン・コンバータ（ＤＤＣ）２２により、復調前に下方変換される。Ｓｉｒｉｕｓシステムでは、どの時点においても２つの静止衛星が見えるため、２つのＴＤＭ復調器２４および２６があり、一方でそれぞれの信号を処理する。
【０００６】
典型的には約５２ｄＢ の使用可能なダイナミック・レンジを持つ１０ビット・デバイスであるＡＤＣ  ２４は、デジタル・ラジオ受信に重要な役割を果たす。デジタイズされた信号が着信アナログ信号を正確に表している限り、デジタル・フィルタ処理技術により、かなりのノイズが存在する場合であっても衛星から受信された信号など、非常に弱い信号を抽出することが可能である。正確なデジタイズを行うには、着信信号を十分に増幅し、ＡＤＣのダイナミック・レンジをできるだけ多く埋めるようにする必要がある。しかし、ＡＤＣが過剰駆動およびオーバーフローする場合には、ノイズの多い背景内の小信号は完全に失われる可能性があるため、着信信号を増幅しすぎないことも非常に重要である。これは、ＡＤＣが過剰信号を単純に切り捨てるため生じる。
【０００７】
ＡＤＣの最適なレベルになるまで着信信号を増幅するＶＧＡ  １８の適切な利得設定は、ＴＤＭ自動利得制御（ＡＧＣ）２８により制御される。ＡＧＣは、復調されたＴＤＭ信号を監視し、２つの復調されたＴＤＭ信号のうちの強い方を使用して、ＶＧＡ  １８の利得を設定し、最良のＴＤＭ信号を含む受信信号の部分が適宜増幅され、一定レベルの出力が得られるようにする。
【０００８】
使用可能なＣＯＦＤＭ信号は、ＣＯＦＤＭアンテナ３０、ＶＧＡ  ３２、ＡＤＣ  ３４、ＣＯＦＤＭ  ３６、ＣＯＦＤＭ復調器３８、およびＣＯＦＤＭ  ＡＧＣ  ４０を備える、並列ＣＯＦＤＭ復号化回路１４を使用して復調される。すべての復調信号は、総和モジュール４２内で足し合わされる。
【０００９】
Ｓｉｒｉｕｓシステム用に設計された従来技術の受信機では、ＴＤＭおよびＣＯＦＤＭ復号化回路の両方のフロント・エンドは、実質的に同一のコンポーネントを含む、つまり、ＴＤＭおよびＣＯＦＤＭ アンテナ１６および３０、ＶＧＡ  １８および３２、およびＡＤＣ  ２０および３４は、互いに同じである。電力要件および受信機のコストを下げるために、図３に概略が示されているように、フロント・エンドを１つだけ持つ、つまり、１本のアンテナ１６、１つのＶＧＡ  １８、および１つのアナログ−デジタル・コンバータ（ＡＤＣ）２０だけを備える受信機を用意することが非常に望ましいことである。
【００１０】
しかし、図３に示されているタイプの単一フロント・エンド回路の実用的実装は、単純ではない。このような回路の大きな問題の１つは、２種類の信号に対するＶＧＡ利得設定が互いに両立しえないという点である。このため、一方の状態でＣＯＦＤＭ信号の利得を最適化し、もう一方の状態でＴＤＭ信号のＶＧＡ利得を最適化する単純な２状態ＡＧＣ  ４３を使用してＶＧＡ利得を制御した場合に問題が生じる。このようなシステムでは、衛星からの弱いＴＤＭ信号に対し最適なＶＧＡ利得は、典型的には、地上放送局からの着信ＣＯＦＤＭ信号を過剰増幅し、その結果、ＣＯＦＤＭ信号がＡＤＣのダイナミック・レンジをオーバーフローすることになる。ＡＤＣのダイナミック・レンジのこのようなオーバーフローは、復調されたＣＯＦＤＭオーディオ・データの品質が非常に悪く、存在しない場合すらあることを意味する。受信機は、さらに、ＴＤＭ信号の受信をブロックされる場合もある。
【００１１】
同様に、ＶＧＡ利得設定が強いＣＯＦＤＭ信号を含む信号の部分をデジタイズするためにＡＤＣに対し最適である場合、ＴＤＭ信号を含む信号の部分は、増幅が不足し、ＡＤＣによるデジタイズも劣る。その結果、受信機が地上ＣＯＦＤＭ信号にロックオンした場合、さらによい衛星信号が利用可能であっても、地上波信号にロックオンしたままになることがある。
【００１２】
ＶＧＡおよびＡＤＣでもたらされる非常に望ましい電力およびコスト節減を達成するために、利用可能な最良の信号を使用することを可能にするようにＶＧＡ利得を調整できる自動利得制御を持ち、ＡＤＣダイナミック・レンジに関して信号の一部を不足または過剰増幅することにより適切な信号の利用可能性が隠されないようにする必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、すべての種類の信号に使用される復号化回路に共通の単一の受信機フロント・エンド、つまり、単一のアンテナ、ＶＧＡ、およびアナログ−デジタル・コンバータ（ＡＤＣ）の組み合わせを使用して少なくとも２種類の入力信号を処理することを可能にするデジタル・ラジオ受信機において使用するための自動利得制御（ＡＧＣ）の方法および装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
好ましい一実施形態では、本発明のＡＧＣは、それぞれ一方の特定の信号の種類をサポートするように最適化された２つの動作モード、および両方のモードをサポートすることができるが、いずれに対しても最適化されていない第３の動作モードをサポートすることにより２つの異なる種類の信号の単一フロント・エンド処理を可能にする。ＡＧＣを使用することで、受信機は非最適化モードを介して最適化された動作モードを切り替えることができ、それにより、最適化された動作モード間を滑らかに遷移できる。
【００１５】
本発明の好ましい一実施形態では、ＡＧＣは、それぞれの種類の信号の復調された出力を監視し、信号強度を比較することにより、３つの動作モード間を遷移する。特に、ＡＧＣは、それぞれの種類の信号の復調された信号の強度間の差を測定する。この差は、２つのプリセットされた閾値と比較される。受信機が第３の非最適化動作モードにある間、この差が２つの閾値の間の値を持つ場合、受信機は、第３の非最適化動作モードのままである。しかし、システムがこの第３の動作モードに入っている間、差が第１の低い閾値よりも小さい値を持つ場合、システムは、第１の種類の信号に合わせて最適化された第１の動作モードに遷移する。システムがこの第１の動作モードに入っている間、差が第１の閾値を超えた場合、システムは、第３の動作モードに遷移して戻る。同様に、システムがこの第３の動作モードに入っている間、差が第２の高い閾値よりも高い場合、受信機は、第２の種類の信号に合わせて最適化された第２の動作モードに遷移する。システムがこの第２の動作モードに入っている間、差が第２の閾値を下回った場合、受信機は、第３の動作モードに遷移して戻る。
【００１６】
本発明の好ましい一実施形態では、それぞれの動作モードにおいて、ＡＧＣはＶＧＡの利得を調整し、着信信号が必要な種類の信号をデジタル形式に変換するアナログ−デジタル（ＡＤＣ）コンバータに適したレベルまで増幅されるようにする。
本発明のこれらの特徴および他の特徴は、以下の図面を参照するとより完全に説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明は、単一フロント・エンドを備えるデジタル・ラジオで複数の異なる入力信号を処理することを可能にする自動利得制御（ＡＧＣ）を提供する。ＡＧＣは、これを行うために、それぞれ受信機が使用できる特定の受信環境に特有の多数の動作モード、およびそれらの動作モードを切り替えるための意志決定アルゴリズムを備える。
【００１８】
本発明の好ましい一実施形態では、単一フロント・エンド、つまり、単一のアンテナ、ＶＧＡの単一の経路、および単一のアナログ−デジタル・コンバータ（ＡＤＣ）、および複数のバック・エンド、つまり、複数のデジタル・ダウン・コンバータ（ＤＤＣ）およびデジタル復調器を備えるデジタル・ラジオ受信機は、単一のＡＧＣを使用して制御される。ＡＧＣは、出力の信号を複数の設定点に保持できるようにＶＧＡの利得を設定し、保持することができる。それぞれの設定点は、特定の受信環境内の受信機に典型的に利用可能な種類の信号の実質的に最適な復号化に合わせて選択される。ＡＧＣは、さらに、複数の受信機バック・エンドのそれぞれの復調された信号を監視し比較し、他の設定点に遷移するかどうかを決定するためその比較を使用することができる。特に、本発明のＡＧＣは、良好な信号が特定の設定点で増幅不足であるため受信機が低品質の信号にロックオンすること、または低品質の信号が特定の設定点でＡＤＣをオーバーフローしているため良好な信号から隠されることを回避する。ＡＧＣは、この方法で、利用可能な最良の信号が常時使用されるようにする。
【００１９】
本発明のＡＧＣでは、単一のＶＧＡおよびＡＤＣを使用することができ、それにより、そのような受信機のコストおよび電力要件をかなり低減するため、衛星デジタル・オーディオ・ラジオ（ＳＤＡＲＳ）システム、特にギャップ・フィリング地上中継局が同じオーディオ・データを含む相補信号を放送するシステムにおいて使用するのに特に適している。さらに、ＡＧＣシステムおよび方法は、既存のＳＤＡＲＳ送信機能と互換性を有する。そのような地上中継局は、典型的に、衛星放送信号に隣接する周波数で、異なる変調方法を使用し、著しく異なる信号強度により放送する。
【００２０】
２つの見える衛星およびさらに一部の場所のギャップ・フィリング地上中継局を含む、典型的なＳＤＡＲＳ送信システムは、受信機が動作しなければならない少なくとも４つの環境を持つ。
【００２１】
第１の環境は、オープン・スペースであり、衛星受信は良好であり、平坦な農村地域などでは中継局はない。この第１の環境では、衛星放送信号のみが利用可能であり、受信機は、最もよく使用される衛星放送信号をのみを選択しなければならない。
【００２２】
第２の環境は、衛星受信状態がよくないか、または受信されていないが、地上受信は良好である地域である。このような環境の一例は、ニューヨーク市であり、そこでは、高層ビルが衛星受信を遮る。このような地域では、ラジオ受信機は、地上放送信号を復号化するだけでよい。
【００２３】
第３の環境は、衛星と地上中継局の両方からの信号が許容可能な信号強度で利用可能な遷移地域である。このような地域の一例は、ワシントンＤ.Ｃ.周辺の環状道路である。このような地域では、ラジオ受信機は、復号化の後、最良の品質のオーディオ・データを供給する信号を選択しなければならない。
【００２４】
第４の環境は、衛星放送信号が良好でないか、または存在しない、地上波受信がよくない地域である。このような地域の一例は、ニュージャージー州ニューアークであり、この地域のビルは、衛星受信に問題を起こすほど高層であるが、地上放送局が十分に対応できていない。
【００２５】
本発明の好ましい一実施形態は、４つの動作モードを持つＡＧＣを備える。それぞれの動作モードでは、上述の４つの受信環境のうちの１つにおいて、受信機で利用可能なＳＤＡＲＳ信号の実質的に最適な復号化を行う。このようなＡＧＣは、これから、できる限り類似の番号は類似の要素を表す、付属の図を参照しつつ詳しく説明される。
【００２６】
図４は、単一フロント・エンドを備え、図１の例示的なＳＤＡＲＳシステムに含まれるオーディオ・チャンネルを受信し、復号化することができ、ＶＧＡ利得が４状態ＡＧＣにより制御される、デジタル・ラジオ受信機の概略図である。デジタル・ラジオ受信機４６は、アンテナ１６、ＶＧＡ  １８、アナログ−デジタル・コンバータ２０、ＣＯＦＤＭデジタル・ダウン・コンバータ（ＤＤＣ）３６、ＣＯＦＤＭ復調器３８、ＴＤＭ  ＤＤＣ  ２２、第１のＴＤＭ復調器２４、第２のＴＤＭ復調器２６、信号混合器４２、および単一経路自動利得制御（ＳＡＧＣ）４４を備える。ＳＡＧＣ  ４４は、ＣＯＦＤＭ復調器出力モニタ線５２、ＣＯＦＤＭ  ＤＤＣ前置フィルタ電力出力線４９、ＴＤＭ１モニタ線５０、およびＴＤＭ２モニタ線４８を含むモニタ入力を備える。
【００２７】
ＣＯＦＤＭ復調器出力モニタ線５２は、２つの信号、ＣＯＦＤＭ信号の後置フィルタ電力、およびＣＯＦＤＭ信号が現在追跡されているかどうかを示すＣＯＦＤＭ追跡信号を含む。
【００２８】
ＴＤＭ１復調器出力モニタ線５０は、さらに、２つの信号、ＴＤＭ１信号の電力、Ｐ１、およびＴＤＭ１信号が現在追跡されているかどうかを示すＴＤＭ１追跡信号も含む。
同様に、ＴＤＭ２復調器出力モニタ線４８は、２つの信号、ＴＤＭ２信号の電力、Ｐ２、およびＴＤＭ２信号が現在追跡されているかどうかを示すＴＤＭ２追跡信号も含む。
ＡＧＣ  ４４は、監視される信号に基づいてＶＧＡ  １８の利得を設定する。
【００２９】
デジタル・ラジオ受信機４６は、当業でよく知られている電子回路からなり、よく知られている電子コンポーネント技術により製造できるか、または限定はしないが、デジタル・シグナル・プロセッサなどの汎用計算および制御デバイス上に全体としてまたは一部実装できる。
【００３０】
図５は、図３の単一フロント・エンド・デジタル・ラジオ受信機を制御するのに適している単一経路自動利得制御（ＡＧＣ）の状態遷移図である。状態遷移図は、４つの異なる動作状態、状態１〜４を含む。これら４つの状態は、上述の受信状態に対応する。
【００３１】
状態１では、ＡＧＣ  ４４は、復号化の後最も正確なデータを出力するために第１の受信環境において予想される信号の処理を実質的に最適化するようにＶＧＡ  １８の利得を設定する。好ましい一実施形態では、状態１において、ＶＧＡ利得は、衛星から受信されたＴＤＭ信号を実質的に最適な形で増幅するように設定される。
【００３２】
状態２では、ＡＧＣ  ４４は、復号化の後最も正確なデータを出力するために第２の受信環境において予想される信号の処理を実質的に最適化するようにＶＧＡ  １８の利得を設定する。好ましい一実施形態では、状態２において、ＶＧＡ利得は、地上放送局から受信されたＣＯＦＤＭ信号を実質的に最適な形で増幅するように設定される。
【００３３】
状態３では、ＡＧＣ  ４４は、復号化後に両方の信号から許容できるデータを出力するために、両方の種類を適宜処理するようにＶＧＡ  １８の利得を設定する。好ましい一実施形態では、ＡＧＣは、ＶＧＡ  １８の利得を、衛星から受信されたＴＤＭ信号と地上放送局から受信されたＣＯＦＤＭ信号の両方が復号化後使用可能なオーディオ・データを必ず出力するように実質的に保証する中間または妥当値に設定する。
【００３４】
状態４では、ＡＧＣ  ４４は、衛星放送信号がなく、地上信号が弱い環境で動作させるために、ＣＯＦＤＭ信号の復調を最適化するようにＶＧＡ利得を設定する。状態４のＶＧＡ利得は状態２と同じであるが、これは、状態４への、また状態４からの遷移の条件が後述のように状態２への、また状態２からの遷移の場合と異なるため、別々の状態として示されている。
【００３５】
好ましい一実施形態では、４つの状態の間の遷移は、図４に示されている遷移規則に従って管理される。特に、ＡＧＣ  ４４は、復調された地上ＣＯＦＤＭ信号の電力レベルＰ０と電力レベルＰ１およびＰ２のうちの大きい方との差を計算する。（Ｐ１およびＰ２は、復調された、衛星放送ＴＤＭ信号の電力レベルである。）次いで、この差を２つのプリセットされた閾値、下限値Ｄ１および上限値Ｄ２と比較する。この比較に応じて、また受信機が現在どの状態で動作しているかに応じて、さまざまな遷移が行われる。
【００３６】
好ましい一実施形態では、受信機４６が、ＡＧＣが両方の種類の信号の妥当な復号化を行うように妥協値に設定され、その差が上限値Ｄ２よりも小さく、下限閾値Ｄ１以上である、状態３モードで動作している場合、受信機４６は、遷移５４により示されているように、状態３モードで動作し続ける。受信機が状態３モードにあり、差が下限閾値Ｄ１未満である場合、ＡＧＣ  ４４は遷移５６にそって受信機４６を遷移させ、衛星放送ＴＤＭ信号に含まれるデータを復調するように最適化されている状態１モードで動作するようにする。状態３動作モードからの他の遷移は、差が上限閾値以上であり、したがって状態２に遷移し、ＡＧＣ  ４４はＣＯＦＤＭ信号について最適化する、遷移５８、およびＡＧＣ４４がＴＤＭ追跡信号なしを検出し、したがって状態４に遷移し、ＡＧＣ  ４４がＣＯＦＤＭ信号について最適化する、遷移６０を含む。
【００３７】
ＡＧＣがＴＤＭ信号について最適化する、状態１動作モードからの遷移は、差が下限閾値Ｄ１未満の場合に状態１モードに留まる遷移６２、差が下限閾値Ｄ１以上である場合にＴＤＭとＣＯＦＤＭの両方の信号の妥当な復号化を行わせる妥協設定をＡＧＣ  ４４が使用する状態３動作モードへの遷移６４、およびＴＤＭ追跡信号が検出されない場合にＡＧＣ  ４４がＣＯＦＤＭ信号について最適化する、状態４動作モードへの遷移６６を含む。
【００３８】
ＡＧＣ  ４４がＣＯＦＤＭ信号について最適化する、状態２動作モードからの遷移は、差が上限閾値以上の場合に状態２動作モードに留まる遷移６８、および差が上限閾値Ｄ２未満の場合にＡＧＣが両方の種類の信号の妥当な復号化を行わせる妥協値に設定される状態３動作モードへの遷移７０を含む。
【００３９】
ＡＧＣ  ４４がＣＯＦＤＭ信号について最適化する、状態４動作モードからの遷移は、差が上限閾値Ｄ２未満の場合に状態４に留まる遷移７２、差が上限閾値Ｄ２以上の場合に、ＡＧＣ  ４４がＣＯＦＤＭ信号について最適化する、ＴＤＭおよびＣＯＦＤＭの両方の信号の妥当な復号化を行わせるためにＡＧＣ  ４４が妥協値を使用する、状態２動作モードへの遷移７４、およびＣＯＦＤＭ追跡信号が検出されない場合にＡＧＣがＴＤＭ信号について最適化する状態３動作モードへの遷移７６を含む。
【００４０】
本発明の他の好ましい実施形態では、ヒステリシス・オフセット値、つまり、システムの過程に応じて異なる値がある。ヒステリシス・オフセット値は、差の値がプリセット値に近い場合に切り換えの繰り返しを防ぐために使用される。本発明のこの実施形態では、一方向の状態間の遷移は、差がヒステリシス・オフセット値の量だけプリセット値を超える場合のみ生じるが、反対方向の同じ状態間の遷移は、差がヒステリシス・オフセット値の量だけプリセット値よりも小さい場合のみ生じる。例えば、状態３から状態２への遷移５８は、差の値がプリセット値にヒステリシス・オフセット値を加えた量以上の場合にのみ生じるが、状態２から状態３への遷移７０は、差がプリセット値からヒステリシス・オフセット値を引いた量よりも小さい場合にのみ生じる。これは、差の値がプリセット値に近い場合に状態２と３との間の切り換えの繰り返しを防ぐ。
【００４１】
好ましい他の実施形態では、プリセット時間値である保証時間がある。本発明のこの実施形態では、状態間の遷移は、上述のように、遷移条件が少なくともプリセット時間値に等しい時間の長さだけ保持される場合にのみ生じる。
【００４２】
状態および状態間の遷移は、限定はしないが、デジタル・シグナル・プロセッサまたはデジタル・マイクロプロセッサなどの汎用デジタル計算および制御デバイスをプログラムすることにより実装できる。付録Iは、典型的な、実用的利得および閾値を含む、そのようなデバイス上に本発明の例示的な実施形態を実装するためのコンピュータ・コードのリスティングである。
【００４３】
本発明の他の実施形態では、ＡＧＣは、限定はしないが、信号の信号対雑音比を含む、復調信号の他の属性を監視することができる。これらの属性の比較は、上述の本発明の実施形態で電力レベルが使用される方法と同様の方法で使用することができる。例えば、本発明の発明概念により、復号化された衛星信号の信号対雑音比と復号化された地上信号の信号対雑音比との差を使用して、ＶＧＡの利得を調整することができる。
【００４４】
本発明は構造的機能および／または方法論的活動に固有の言語で説明されているが、添付の特許請求の範囲で定められている発明は、説明した特定の機能または活動に必ずしも限られないことは理解されるであろう。むしろ、特定の機能および活動は請求されている発明を実施するための複数の実施形態の例として開示されている。
【００４５】
［ｒｅｆ１］
付録Ｉ：本発明の例示的な実施形態のコンピュータ・コード・リスティング
SAGCアルゴリズム仕様：
#define TDM1    1
#define TDM2    2
#define COMM    0
#define UR      100    //IF AGC更新速度(Hz)
#define TIMER_INTVL    UR*2 //2秒間に制限されたタイマー、
#define ALPHA    0.9    //電力試験に通るパーセンテージ；
#define D1       11     //dBに関して、異なる値に構成できる；
#define D2       14     //dBに関して、異なる値に構成できる；
#define TDM_SetPoint_dB_A    10.4 //状態Aで使用される通常のTDM設定点
#define TDM_D     4     //dBに関する最大TDM設定点オフセット；
#define OFDM_D    4     //dBに関する最大COMM設定点オフセット；
#define OVERLAP   I    //オーバーラップ領域内の状態遷移を減らすオーバーラップ・オフセット；
#define COMM _SetPoint_dB   32.2 //COFDM IFAGC設定点；
#define A  1   //3状態インデックス
#define B  2
#define C  3
#define D  4
static int State =A; //初期SAGC FSMは状態Aである
static int OldState;
static int CountA=0; //FSMで使用されるカウント
static int WindowA=0; static int CountC=O; static int WindowC=O;
static int CounterD=0;
float FSM_SAGC (P1, P2, Po_Pre, Po_Post, TDM1_Track, TDM2_Track, COFDM_Track)
//P[1]、P[2]：後置フィルタTDM1およびTDM2の電力(dB)
//Po_Pre、Po_Post：COFDMの前置フィルタおよび後置フィルタ電力(dB)
//TDM1_Track、TDM2_Track：TDM1/2追跡ステータス。１は追跡中を意味し、０は追跡中でないことを意味する；
//COFDM_Track：COFDM追跡ステータス。１は追跡中を意味し、０は追跡中でないことを意味する；
{
float Delta;
OldState = State;
Switch (State)
{
case A: //I’DM主要領域；
TDM_AGC(P1 , P2, TDM_SetPoint_dB_A); //従来のTDM AGC機能を呼び出す;
if( Po_Post - max(P1, P2) <D1 + OVERLAP) //TDM領域
{
if(CountA)
WindowA ++;
if ( TDM 1_Track = 0 && TDM2_Track = 0)
{
CountD++;
if(CountD >=TIMER_INTVL) //追跡中のTDMなし、状態Dにジャンプする
{
State = D; CountA=0;
WindowA=0; CountD=0;
break;
}
}else{CountD=0; //カウンタをリセットする；
}
else { //可能な3ストリームまたはCOFDM領域CountA++；
WindowA++;
}
if(WindowsA >= TIMER INTVL & CountA>=ALPHA* TIMER_INTVL) //状態Ｂへ{
WindowA=0;
CountA=0;
State=B;
}
else if(WindowA >= TIMER_INTVL & CountA< ALPHA* TIMER_INTVL ) {//カウンタをリセットする；
WindowA=0;
CountA=0;
break;
case B: //3ストリーム領域、まずTDM AGC設定点を計算する；
Delta= COFDM_SetPoint_dB - (Po_Post - max(PI, P2) + TDM SetPoint dB_A ) //間の差
if (Delta< OFDM-D )
Delta= O;
else
Delta = Min(TDM_D, Delta - OFDM_D);
TDM AGC(P1 , P2, TDM_SetPoint_dB A+ Delta); //高い設定点のTDM AGC機能を呼び出す
if( Po_Post - max(P1, P2) ) < D1 -OVERLAP) //可能なTDM領域;
{ CountA++; WindowA++;}
else if( Po_Post - max(P 1, P2) >= D2+0VERLAP ) //可能なCOFDM領域; {
CountC++;
WindowC++;
}
else //3ストリーム領域内に留まる; {
if ( TDMI-Track = 0 && TDM2-Track = 0)
{ CountD++;
if(CountD >=TIMER_FP TVL) //追跡中のTDMなし、状態Dにジャンプする;
{
State = D; CountA=0; WindowA=0;
CountC=0; WindowC=0; CountD=0;
Break;
}
}else{
CountD=0;
}
if( CountA)
WindowA++;
If(CountC)
WindowC++;
}
if (WindowA>= TIMER_INTVL)
{
if(CountA >= ALPHA_TIMER_INTVL )
{ //状態Aにジャンプする、状態＝A；
CountA=0; WindowA=0;
CountC=0; WindowC=0;
}
else //カウンタをリセットする；
{
CountA=0;
Wi ndowA=0:
}
}
if( WindowC>= TIMER_INTVL)
{
if(CountC >= ALPHA* TIMER_INTVL)
{ //状態Cへ;
State=C;
CountA=0; WindowA=0;
CountC=0; WindowC=0;
}
else //カウンタをリセットする；
{
CountA=0;
WindowA=0;
}
}
break;
case C: //COFDM主要領域；
COFDM_AGC(Po_Pre, Po_Post, COMM _SetPoint_dB) ; //通常のCOFDM AGCを呼び出す if(Po_Post - max(PI, P2) ) >=D2 - OVERLAP) // COMM領域内に留まる；
{
if( CountC }
WindowC++;
}
else //可能な3ストリームまたはTDM領域；
{
CountC ++; WindowC ++;
}
if( WindowC >= TIMER_MTVL && CountC >= TIMER INTVL*ALPHA )
//状態Bへ
{
State=B; //3ストリーム領域にジャンプする；
CountC=0:
WindowC=0;
}
else if( WindowC >= TIMER_INTVL && CountC <TIMER-INTVL*ALPHA )
//カウンタをリセットする；
{
CountC=0;
WindowC=0;
}
break;
case D://TDMの追跡がないため状態AまたはBからジャンプする；次にSAGCがOFDMを追跡する
COFDM_AGC(Po_Pre, Po_Post, COFDM_SetPoint_dB);//通常のCOFDM AGCを呼び出す(COFMD TEACK==0) // COFDMは追跡中でない；
{
CountA++;
if(CountA-TIMER_INTERVAL/4) //0.5秒超の間追跡中のTDMなし、状態Aにジャンプする；
{
CountA=0; CountC=0; WindowC=0;
State=B;
Break:
}
}
else if(Po_Post-max(P1, P2)>=D2)
// OFDM電力はD2よりも大きく、TDMよりも強い。状態Cへ
{
CountC++; WindowC++:
}
else if(CountC)
WindowC++;
if(WindowC >= TIMER_INTVL && CountC >=TIMER_INTVL*ALPHA)
//状態Ｃへ
{
State=C;
CountC=0;
WindowC=0;
CountA=0;
break;
}// FSM_SAGC(...)の終わり；
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】例示的な衛星デジタル・オーディオ・ラジオ（ＳＤＡＲＳ）システムにおける信号の相対周波数および電力レベルを示す図である。
【図２】図１の例示的なＳＤＡＲＳシステムに含まれるオーディオ・チャンネルを受信し、復号化するように設計されたデジタル・ラジオ受信機の概略図である。
【図３】単一フロント・エンドを備え、図１の例示的なＳＤＡＲＳシステムに含まれるオーディオ・チャンネルを受信し、復号化することができるが、２状態ＡＧＣを備えるデジタル・ラジオ受信機の概略図である。
【図４】単一フロント・エンドを備え、図１の例示的なＳＤＡＲＳシステムに含まれるオーディオ・チャンネルを受信し、復号化することができるが、４状態ＡＧＣを備えるデジタル・ラジオ受信機の概略図である。
【図５】図３に示されている種類の単一フロント・エンド・デジタル・ラジオ受信機を制御するのに適している単一経路自動利得制御（ＡＧＣ）の状態遷移図である。
【図１】
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【図２】
2007053766.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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