(57)【要約】【課題】従来のＡＧＣ装置においては、受信レベルをモニタしたタイミングに対し、可変利得の算出、及び復調部からの設定タイミング信号に従った利得切替のタイミング合わせのために、受信レベル変動に対して遅れた利得切替の制御となる。受信レベル変動に対し可変利得が間に合わず、AmpやAGC-Ampに対し入力レベル範囲内に抑えることができない状態が発生する。ＡＤ変換器を介して入力する受信信号の歪みが増加することになり、復調後のデータに誤りを発生し、伝送効率を低下させてしまう課題がある。【解決手段】受信信号レベルを自動的に利得制御する複数段の利得可変回路を備えたＡＧＣ装置であって、現在時点での受信の次以降の受信信号の利得可変時のレベルを推定する手段と、前記複数段の利得可変回路の利得制御を行う利得制御回路を備えたことを特徴とする。【選択図】  図１
2007006141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信信号レベルを自動的に利得制御する複数段の利得可変回路を備えたＡＧＣ装置であって、
現在時点での受信の次以降の受信信号の利得可変時のレベルを推定する手段と、
前記複数段の利得可変回路の利得制御を行う利得制御回路を備えたことを特徴とするＡＧＣ装置。
【請求項２】
入力される受信信号の利得を調整するＡＧＣ装置と、
該ＡＧＣ装置の利得の調整を制御する利得制御手段と、
前記ＡＧＣ装置の出力を復調する復調手段より構成される無線受信部であって、
前記ＡＧＣ装置は、可変減衰器と増幅器より構成される利得可変回路を複数段接続し、
該複数段接続した利得可変回路の出力を所定のレベル範囲に設定する可変利得増幅手段より構成され、
前記ＡＧＣ装置の各々の利得可変回路に入力される信号レベルをモニタし、所定の条件に基づいて次以降の受信信号レベルを推定して出力する各々のレベル推定回路と、
該推定した各々の受信信号レベルに基づいて所定の利得を前記ＡＧＣ装置の各々の利得可変回路に与える利得制御部より構成され、
前記復調手段より前記利得制御部に所定の設定タイミング信号を与えることにより、前記所定の利得を各々の利得可変回路に前記設定タイミングに対応して設定することを特徴とする無線受信部。
【請求項３】
前記各々のレベル推定回路は、過去及び現時点にモニタした受信入力レベルにより前記設定タイミング信号に対応する受信レベルを外挿補間で推定算出し、
該推定算出した値に基づく可変利得回路の利得を前記設定タイミング信号のタイミングに合せて切替出力することを特徴とする前記請求項２に記載の無線受信部。
【請求項４】
前記復調手段は、入力された信号のフレームよりパイロット信号を抽出し、
該パイロット信号に基づいて基準レベルを算出し、
前記フレームの全体を所定のレベル合わせを行うことを特徴とする前記請求項２または請求項３に記載の無線受信部。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信信号の信号出力を指定されたレベル範囲に設定し、受信機の復調部に入力するＡＧＣ装置および無線受信部に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の自動利得制御装置（以下ＡＧＣ(Auto Gain Control)装置と記述する。）やＡＧＣを含む無線装置としては、例えば、特許文献１〜５に示すようなものがある。
【０００３】
また、ＡＧＣ装置の可変利得幅を広げる方法として、利得可変増幅器を複数連結した構造のＡＧＣ装置があり、複数段の増幅器を備える構成にすることで可変利得の範囲を広げ、複数段の利得可変増幅器の利得を一括制御することで、復調部の処理に支障を発生させない方式が考えられる。
以下、受信信号レベルを自動的に利得制御するＡＧＣ装置を使用している無線受信部の動作を説明する。
【０００４】
図５は、本発明をする過程で検討したＡＧＣ装置を備えた受信部の構成の一例を示すブロック図である。
図５に示すように、受信信号501は低雑音増幅器（以下ＬＮＡ(Low Noise Amplifier)と記述する。）502で増幅され、可変減衰器512と増幅器(以下Amp(Amplifier)と記述する)513で構成される利得可変回路(1)514で利得を調整され、ミキサー503でローカル信号(Local−f1)504により復調部510に入力する低周波信号に周波数変換される。
変換された受信信号は、利得可変回路(2)517でさらに利得を調整し、ＡＧＣ装置508の固定減衰器505及びAmp506により、可変利得増幅器(以下AGC-Amp(Auto Gain Control-Amplifier))507の入力レベル範囲に合せたレベルに設定される。
利得可変回路(1)514と利得可変回路(2)517の利得調整は、各利得可変回路の入力信号レヘ゛ルをモニタする機能を備え、可変利得回路毎に利得を制御する。
また、復調部510の復調処理、例えばフレームの先頭に配置したパイロットにより基準レベルを算出しフレーム全体のレベル合わせを行う等の処理に支障を発生させないようにするため、復調部510からの設定タイミング信号526に従い、フレーム先頭のタイミング等で利得の可変制御を利得制御部521で一括して行う。
AGC-Amp507はAmp506から入力された信号の入力レベルに応じて自動的に利得を変化させ、受信信号をＡＤ変換器509の入力レベル範囲に合せたレベルに設定し出力する。
ＡＤ変換器509でデジタル信号に変換された受信信号は、復調部510で復調され、受信部は受信情報データ511を出力する。
【０００５】
【特許文献１】特開2003−289229号公報
【特許文献２】特開2002−271234号公報
【特許文献３】特開2002−135143号公報
【特許文献４】特開2000−13261号公報
【特許文献５】特開平10−93650号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年の無線通信においては、高速伝送による大容量で高品質なデータを長距離で効率良く伝送する技術が必要とされている。
ところが、上述した従来のＡＧＣ装置においては、図６に示すように、受信レベル601をモニタしたタイミング602（Ｒ１〜Ｒ５の各タイミング）に対し、可変利得の算出、及び復調部からの設定タイミング信号に従った利得切替のタイミング604（Ｇ１〜Ｇ５の各タイミング）に合わせるために、受信レベル変動に対して遅れた利得切替の制御603となる。
受信レベル変動に対し可変利得が間に合わず、AmpやAGC-Ampに対し入力レベル範囲内に抑えることができない状態が発生する。
ＡＤ変換器を介して入力する受信信号の歪みが増加することになり、復調後のデータに誤りを発生し、伝送効率を低下させてしまう課題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した従来の課題を解決するため、利得可変回路の受信入力について次またはその先の利得可変時の受信信号レベルを推定する手段を備え、受信レベル変動に対して遅れずに可変利得の切替を行い、復調後のデータに誤りを発生させないようにし、大容量のデータを長距離で効率良く伝送することのできるＡＧＣ装置を備えた無線装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１の記載によると、受信信号レベルを自動的に利得制御する複数段の利得可変回路を備えたＡＧＣ装置であって、現在時点での受信の次以降の受信信号の利得可変時のレベルを推定する手段と、前記複数段の利得可変回路の利得制御を行う利得制御回路を備えたことを特徴とする。
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項２の記載によると、入力される受信信号の利得を調整するＡＧＣ装置と、該ＡＧＣ装置の利得の調整を制御する利得制御手段と、前記ＡＧＣ装置の出力を復調する復調手段より構成される無線受信部であって、前記ＡＧＣ装置は、可変減衰器と増幅器より構成される利得可変回路を複数段接続し、該複数段接続した利得可変回路の出力を所定のレベル範囲に設定する可変利得増幅手段より構成され、前記ＡＧＣ装置の各々の利得可変回路に入力される信号レベルをモニタし、所定の条件に基づいて次以降の受信信号レベルを推定して出力する各々のレベル推定回路と、該推定した各々の受信信号レベルに基づいて所定の利得を前記ＡＧＣ装置の各々の利得可変回路に与える利得制御部より構成され、前記復調手段より前記利得制御部に所定の設定タイミング信号を与えることにより、前記所定の利得を各々の利得可変回路に前記設定タイミングに対応して設定することを特徴とする。
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項３の記載によると、前記請求項２に記載の無線受信部であって、前記各々のレベル推定回路は、過去及び現時点にモニタした受信入力レベルにより前記設定タイミング信号に対応する受信レベルを外挿補間で推定算出し、該推定算出した値に基づく可変利得回路の利得を前記設定タイミング信号のタイミングに合せて切替出力することを特徴とする。
【００１１】
上記目的を達成するため、請求項４の記載によると、前記請求項２または請求項３に記載の無線受信部であって、前記復調手段は、入力された信号のフレームよりパイロット信号を抽出し、該パイロット信号に基づいて基準レベルを算出し、前記フレームの全体を所定のレベル合わせを行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ＡＧＣ装置の制御可能な可変利得範囲を広げることができ、受信レベルの変動に対し遅延の無いタイミングで利得を正確に可変制御できるようになり、歪みの無い安定した受信信号を復調部に入力させることができ、復調後に誤りを発生しないようにし、高品質な大容量のデータを長距離において効率良く伝送することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明のＡＧＣ装置108、208、308、408について、図１、図２、図３、図４を用いて受信信号の復調動作を説明する。
図１は、本発明のＡＧＣ装置108について複数段の利得可変回路114、117を不連続に備え、利得可変回路毎にレベル推定回路123、125を備えた場合の一実施形態の受信部の構成を示すブロック図である。
図２は、ＡＧＣ装置208について複数段の利得可変回路214、217を連続して備え、利得可変回路毎にレベル推定回路223、225を備えた場合の一実施形態の受信部の構成を示すブロック図である。
図３は、ＡＧＣ装置308について複数段の利得可変回路314、317を連続して備え、連続した複数段の利得可変回路に対応してレベル推定回路323を備えた場合の一実施形態の受信部の構成を示すブロック図である。
図４は、図１の回路構成において、さらに送信出力レベル情報取得回路427を備えた場合の一実施形態の受信部の構成を示すブロック図である。
【００１４】
図１に示すように、受信信号101は、ＬＮＡ102で増幅され、可変減衰器112とAmp113で構成される利得可変回路(1)114で利得を調整され、ミキサー103でローカル信号(Local−f1)104により復調部110に入力する低周波信号に周波数変換される。
変換された受信信号は、利得可変回路(2)117でさらに利得を調整し、ＡＧＣ装置108の固定減衰器105及びAmp106により、AGC-Amp107の入力レベル範囲に合せたレベルに設定される。
利得可変回路(1)114と利得可変回路(2)117の利得調整は、各利得可変回路の入力レベルモニタ122、124により、次またはその先の利得可変時の受信信号レベルを推定するレベル推定回路123、125を備え、可変利得回路毎に利得を制御する。
また、復調部110の復調処理、例えばフレームの先頭に配置したパイロットにより基準レベルを算出しフレーム全体のレベル合わせを行う等の処理に支障を発生させないようにするため、復調部110からの設定タイミング信号126に従い、フレーム先頭のタイミング等で利得の可変制御を利得制御部121で一括して行う。
【００１５】
可変利得回路の段数は、必要とする利得の可変幅に応じて段数を設定し、図２、図３に示したように、大きな可変幅を必要とする場合には、複数段の可変利得回路を連続に接続した構成とする。
入力レベルモニタにより、次またはその先の利得可変時の受信信号レベルを推定するレベル推定回路は、可変利得回路毎に利得を制御する場合は図２に示すように、可変利得回路毎に備える構成とし、図３に示すように、複数段の可変利得回路314、317をまとめて制御する場合には複数段の可変利得回路の前段にレベル推定回路323を備える構成とし、可変利得回路の利得可変制御を利得制御部221、321で一括して行う。
【００１６】
また、相手側の送信出力レベルの変更に対応して、利得可変範囲を変更可能とするには、図４に示すように、相手側からの送信出力レベル情報を取得する送信出力レベル取得回路427を備える構成とする。
レベル推定回路423,425による次またはその先の利得可変時の受信信号レベルの推定と、相手局の送信出力レベルの変更レベルとを合わせたレベルの変動に対応させ、利得可変回路414、417の利得可変制御を利得制御部421で一括して行う。
利得可変回路によりレベル調整された受信信号は、Amp106、206、306、406からAGC-Amp107、207、307、407に入力され、信号の入力レベルに応じて自動的に利得を変化させ、ＡＤ変換器109、209、309、409の入力レベル範囲に合せたレベルに設定し出力する。
ＡＤ変換器109、209、309、409でデジタル信号に変換された受信信号は、復調部110、210、310、410で復調され、受信部は受信情報データ111、211、311、411を出力する。
【００１７】
レベル推定回路423、425により利得可変時の受信信号レベルを推定し、利得切替を行う場合の動作は図７に示すような制御動作となる。
図7において、受信入力のレベルを受信入力レベル701に示し、該受信入力レベル701をサンプリングすることでモニタするタイミングをモニタタイミング702（Ｒ１〜Ｒ５）に示す。
また、復調部510による可変利得を設定するタイミングを設定タイミング704（Ｇ１〜Ｇ５）に示し、次以降の推定受信入力レベル705（Ｓ１〜Ｓ５）を前記設定タイミング704に対応して合致するように制御する。
そして例えば、過去及び現時点にモニタした受信入力レベルにより、可変利得の設定タイミング704に対応する受信レベルをレベル推定回路において外挿補間等の方法で推定算出することで、図7に示す可変利得の制御のタイミングを実現している。
ここで、相手側の送信出力に変更がない場合は推定算出した受信レベルに対応し、相手側の送信出力に変更のある場合には、送信出力の変更レベルを合わせた受信レベルに対応する可変利得を利得制御部で推定算出する。
受信レベルの変動が速い場合には、その先の利得切替タイミングに対応した受信レベルを推定算出し、その値に対応する可変利得を算出する。
可変利得の設定タイミング704において推定算出した可変利得の切替を行い、受信レベル変動に対し遅れのない利得切替の制御を行う。
【００１８】
以上説明したＡＧＣ装置を備えた受信部においては、ＡＧＣ装置の制御可能な可変利得範囲を広げることができ、受信レベルの伝搬路変動とともに送信出力レベルの切替による変動に対し、遅延の無いタイミングで可変利得回路の利得を正確に切替制御できるようになり、歪みの無い安定した受信信号を復調部に入力させることができ、復調後に誤りを発生しないようにし、高品質な大容量のデータを長距離において効率良く伝送することが可能となる。
【００１９】
以上説明したように、近年の無線通信においては、高速伝送による大容量で高品質なデータを長距離で効率良く伝送する技術が必要とされているが、従来のＡＧＣ装置においては、受信レベルをモニタしたタイミングに対し、可変利得の算出、及び復調部からの設定タイミング信号に従った利得切替のタイミング合わせのために、受信レベル変動に対して遅れた利得切替の制御となる。
そして、ＡＤ変換器を介して入力する受信信号の歪みが増加することになり、復調後のデータに誤りを発生し、伝送効率を低下させてしまう課題がある。
このような従来の課題を解決するため、利得可変回路の受信入力について次またはその先の利得可変時の受信信号レベルを推定する手段を備え、受信レベル変動に対して遅れずに可変利得の切替を行い、復調後のデータに誤りを発生させないようにし、大容量のデータを長距離で効率良く伝送することのできるＡＧＣ装置を備えた無線装置を提供することができる。
【００２０】
すなわち、本発明の実施の形態によれば、次またはその先の利得可変時の受信信号レベルを推定する手段と、各段の利得可変回路の利得制御を行う利得制御回路を備えた構成としている。
また、複数段の利得制御回路を連続して備えた構成、あるいは、間に他の回路を挿入し不連続に備えた構成とし、次またはその先の利得可変時の受信信号レベルを推定する手段を利得可変回路毎に備え、利得制御を行う利得制御回路を備えた構成としている。
また、複数段の利得制御回路を連続して備えた構成、あるいは、間に他の回路を挿入し不連続に備えた構成とし、次またはその先の利得可変時の受信信号レベルを推定する手段を複数段の利得可変回路毎に備え、利得制御を行う利得制御回路を備えた構成としている。
また、送信出力レベルの情報を取得する手段を備え、次またはその先の利得可変時の受信信号レベルを推定する手段と、各段の利得可変回路の利得制御を行う利得制御回路を備えた構成としている。
【００２１】
具体的な本発明の実施の形態の１つは、通信機受信部において、受信信号レベルを自動的に利得制御する複数段の利得可変回路を備えた自動利得制御装置であって、次またはその先の利得可変時の受信信号レベルを推定する手段と、各段の利得可変回路の利得制御を行う利得制御回路を備えたことを特徴とするＡＧＣ装置である。
【００２２】
他に具体的な本発明の実施の形態の１つは、通信機受信部において、受信信号レベルを自動的に利得制御する複数段の利得可変回路を備えたＡＧＣ装置であって、複数段の利得制御回路を連続して備えた構成、あるいは、間に他の回路を挿入し不連続に備えた構成とし、次またはその先の利得可変時の受信信号レベルを推定する手段を利得可変回路毎に備え、利得制御を行う利得制御回路を備えたことを特徴とするＡＧＣ装置である。
【００２３】
他に具体的な本発明の実施の形態の１つは、通信機受信部において、受信信号レベルを自動的に利得制御する複数段の利得可変回路を備えたＡＧＣ装置であって、複数段の利得制御回路を連続して備えた構成、あるいは、間に他の回路を挿入し不連続に備えた構成とし、次またはその先の利得可変時の受信信号レベルを推定する手段を複数段の利得可変回路毎に備え、利得制御を行う利得制御回路を備えたことを特徴とするＡＧＣ装置である。
【００２４】
他に具体的な本発明の実施の形態の１つは、上述の各具体的なＡＧＣ装置であって、送信出力レベルの情報を取得する手段を備え、次またはその先の利得可変時の受信信号レベルを推定する手段と、各段の利得可変回路の利得制御を行う利得制御回路を備えたことを特徴とするＡＧＣ装置である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係るＡＧＣ装置において、複数段の利得可変回路を分離して不連続に備え、利得可変回路毎にレベル推定回路を備えた場合の一実施形態の受信部の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係るＡＧＣ装置において、複数段の利得可変回路を連続して備え、利得可変回路毎にレベル推定回路を備えた場合の一実施形態の受信部の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明に係るＡＧＣ装置において、複数段の利得可変回路を連続して備え、連続した複数段の利得可変回路に対応してレベル推定回路を備えた場合の一実施形態の受信部の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明に係るＡＧＣ装置において、図１の回路構成に、さらに送信出力レベル情報取得回路を備えた場合の一実施形態の受信部の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明をする過程で検討したＡＧＣ装置を備えた受信部の構成の一例を示すブロック図である。
【図６】本発明をする過程で検討したＡＧＣ装置における、可変利得の切替制御のタイミング動作の一例を示す図である。
【図７】本発明に係るＡＧＣ装置における、可変利得の切替制御のタイミング動作の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
101, 201, 301, 401, 501：受信信号、
102, 202, 302, 402, 502：LNA（Low Noise Amplifier）、
103, 203, 303, 403, 503：ミキサー、
104, 204, 304, 404, 504：ローカル信号、
105, 205, 305, 405, 505：固定減衰器、
106, 206, 306, 406, 506：Amp（Amplifier）、
107, 207, 307, 407, 507：AGC-Amp（Auto Gain Control - Amplifier）、
108, 208, 308, 408, 508：ＡＧＣ装置（ＡＧＣ；Auto Gain Control）、
109, 209, 309, 409, 509：ＡＤ変換器、
110, 210, 310, 410, 510：復調部、
111, 211, 311, 411, 511：受信情報データ、
112, 212, 312, 412, 512：可変減衰器、
113, 213, 313, 413, 513：Amp（Amplifier）、
114, 214, 314, 414, 514：利得可変回路(1)、
115, 215, 315, 415, 515：可変減衰器、
116, 216, 316, 416, 516：Amp（Amplifier）、
117, 217, 317, 417, 517：利得可変回路(2)、
118, 218, 318, 418, 518：減衰器設定値(1)、
119, 219, 319, 419, 519：減衰器設定値(2)、
120, 220, 320, 420, 520：AGC-Amp利得データ、
121, 221, 321, 421, 521：利得制御部、
122, 222, 322, 422, 522：可変利得回路(1)入力レベルモニタ、
123, 223, 323, 423：レベル推定回路（可変利得回路(1)の入力）、
124, 224, 424, 524：可変利得回路(2)入力レベルモニタ、
125, 225, 425：レベル推定回路（可変利得回路(2)の入力）、
126, 226, 326, 426, 526：設定タイミング信号、
427：送信出力レベル情報取得回路、
428：送信出力レベル情報、
601, 701：受信入力レベル、
602, 702：受信入力レベルのモニタタイミング、
603, 703：可変利得、
604, 704：可変利得の設定タイミング、
705：推定受信入力レベル。
【図１】
2007006141.tif 000003
【図２】
2007006141.tif 000004
【図３】
2007006141.tif 000005
【図４】
2007006141.tif 000006
【図５】
2007006141.tif 000007
【図６】
2007006141.tif 000008
【図７】
2007006141.tif 000009