(57)【要約】【課題】広帯域受信機に対してＡＧＣ制御を行う場合、無線機受信規格測定のうち妨害波選択度特性測定時における使用条件と、実環境における使用条件とで入力レベル条件が大きく異なる場合において、ＡＧＣ装置が妨害波選択度特性取得時において誤動作を起す可能性があり、本誤動作により無線受信機としての規格の一部を満足することが難しくなる。【解決手段】マルチキャリア受信機は、全チャネルの受信レベルを検出する受信レベル検出回路１０と、全チャネルの受信レベルの有無及び大小関係を計算する受信レベル条件計算回路１１と、受信レベル条件計算回路１１の計算結果によりＡＧＣの動作しきい値を変更するＡＧＣ制御判定回路１２を備えており、実環境条件と妨害波選択度特性測定条件とでＡＧＣ動作条件を変化させることにより、双方の条件下において受信特性の劣化を起すことなくＡＧＣ動作を行う様にした。【選択図】図１
2007221297.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線受信機ダイナミックレンジを拡大するためのＡＧＣ制御を具備するマルチキャリア受信機において、
複数チャネル分の広帯域無線電波を受信する受信アンテナと、
前記受信アンテナで受信されたマルチキャリア信号に対してＡＧＣを行う可変アッテネータと、
前記可変アッテネータが出力するマルチキャリア信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換器と、
デジタル変換後のマルチキャリア信号を各チャネルの信号に分離するバンドパスフィルタ群と、
各チャネルの受信信号レベルを検出する受信レベル検出回路と、
各チャネルの受信レベルの有無並びに大小関係を求める受信レベル条件計算回路と、
前記受信レベル条件計算回路の計算結果に応じて前記可変アッテネータの制御条件を可変するＡＧＣ制御判定回路とを備えることを特徴とする、
マルチキャリア受信機。
【請求項２】
請求項１記載のマルチキャリア受信機であって、
前記受信レベル条件計算回路の計算結果が実環境使用条件である場合には、前記ＡＧＣ制御判定回路は、前記Ａ／Ｄ変換器の飽和レベルに対してマージンを持った状態で前記可変アッテネータの制御を行うことを特徴とする、
マルチキャリア受信機。
【請求項３】
請求項１記載のマルチキャリア受信機であって、
前記受信レベル条件計算回路の計算結果が受信規格測定条件であり且つ妨害波選択度特性測定の場合には、前記ＡＧＣ制御判定回路は、前記Ａ／Ｄ変換器の飽和レベルに対してマージンを持たない状態で前記可変アッテネータの制御を行うことを特徴とする、
マルチキャリア受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数キャリア信号（「キャリア」は「チャネル」と同義語である）をデジタル信号処理により一括復調処理する様な広帯域受信機（マルチキャリア受信機と称す）において、実環境時と、妨害波選択度特性測定時とにおける受信レベル条件の差異による、妨害波選択度特性測定時のＡＧＣ（Automatic Gain Control：自動利得制御）誤動作の防止に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の受信機ＡＧＣ方式においては、Ａ／Ｄ変換により量子化された受信信号レベルの大きさに応じて可変減衰器の減衰量を調整する構成にしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１６７８２０号公報（図１及び図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の受信機ＡＧＣ方式は以上の様に構成されているので、受信アンテナで受信した複数キャリア信号（マルチキャリア信号）をデジタル信号処理で一括復調処理する広帯域受信機（以降、マルチキャリア受信機と言う）に対して、本ＡＧＣ方式を適用する場合に、無線機受信規格のうち妨害波選択度特性測定時における受信レベル条件と、実環境における受信レベル条件とが大きく異なるような場合において、マルチキャリア受信機乃至はＡＧＣ装置が妨害波選択度特性測定時において妨害波に対して動作する可能性があり、本動作によって無線受信機としての規格の一部を満足することが難しくなると言う課題があった。
【０００５】
上記において、無線機受信規格における妨害波選択度特性測定における受信レベル条件とは、互いに周波数の異なる妨害波信号と所望信号との信号レベル比が大きく、且つ、妨害波信号の受信レベルが大きく所望信号の受信レベルが小さい条件のことを指す。大きい妨害波信号レベルを受信機で検出して妨害波信号によってＡＧＣが動作すると、所望信号は、ＡＧＣ動作によるレベル低下により、復調不可能な状態となる可能性がある。
【０００６】
これに対して、実環境における受信レベル条件とは、受信機を無線システム上で使用する場合における受信レベル条件であり、互いに周波数の異なる妨害波信号と所望信号との信号レベル比はそれほど大きくなく、所望信号のレベルの絶対値もかなり大きいレベルで入力される条件のことを指す。例えば、無線通信システムをＬＣＸ（Ｌｅａｋｙ  Ｃｏａｘｉａｌ  Ｃａｂｌｅ：漏洩同軸ケーブル）にて構成し、複数キャリア信号を同一基地局から受信するような条件である場合、移動局は安定した送信電力を基地局より受信することとなる。本条件は同一基地局から送信される複数キャリア信号を受信する様な条件であるため、複数キャリア信号の電波が通過する伝送路条件は同一であり、これにより複数キャリアの信号レベル比は小さい条件となる。
【０００７】
この様なマルチキャリア信号レベル比が小さい条件下に於いて、ＡＧＣが動作しても所望信号のレベル低下が復調可能な範囲内で収まる様にＡＧＣ装置の設計を行うため、耐妨害波感度特性測定条件の様な実環境条件とかけ離れた条件下では、逆にＡＧＣ動作により上記の様にレベルの小さい所望信号を復調出来なくなる可能性があると言う課題が生じる。
【０００８】
この発明は上記の様な課題を解消するためになされたものであり、マルチキャリア受信機に於いて、各チャネルの受信レベルのレベル関係によりＡＧＣ制御の動作を変更することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る受信機ＡＧＣ方式は、無線受信機ダイナミックレンジを拡大するためのＡＧＣ制御を具備するマルチキャリア受信機であって、複数チャネル分の広帯域無線電波を受信する受信アンテナと、前記受信アンテナで受信されたマルチキャリア信号に対してＡＧＣを行う可変アッテネータと、前記可変アッテネータが出力するマルチキャリア信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換器と、デジタル変換後のマルチキャリア信号を各チャネルの信号に分離するバンドパスフィルタ群と、各チャネルの受信信号レベルを検出する受信レベル検出回路と、各チャネルの受信レベルの有無並びに大小関係を求める受信レベル条件計算回路と、前記受信レベル条件計算回路の計算結果に応じて前記可変アッテネータの制御条件を可変するＡＧＣ制御判定回路とを備えることを特徴とする。
【００１０】
以下、この発明の主題の様々な具体化を、添付図面を基に、その効果・利点と共に、詳述する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の主題によれば、マルチキャリア受信機において全チャネル（全キャリア）の受信レベルの関係を検出することによりＡＧＣ動作条件を変更するように構成しているので、実環境使用時における受信レベル入力条件と妨害波選択度測定時における受信レベル入力条件とが大きく異なるような場合においても、双方の条件下にて正常に動作するＡＧＣ回路を構成することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態に係るマルチキャリア受信機乃至は受信機ＡＧＣ方式の構成を模式的に示すブロック図である。図１において、受信アンテナ１は無線電波を受信し、ＲＦ帯バンドパスフィルタ２は、受信アンテナ１で受信された受信信号、即ち、マルチキャリア信号の帯域を制限し、所望の周波数帯域の信号のみを通過させる。
【００１３】
可変アッテネータ３は、ＲＦ帯バンドパスフィルタ２で帯域制限された受信信号（マルチキャリア信号）の信号レベルを調整するＡＧＣ動作を担う構成要素であり、後述するＡＧＣ制御判定回路１２が出力する制御信号が与える条件に基づき、入力するマルチキャリア信号のレベルを調整する。高周波増幅器４は、可変アッテネータ３から出力された受信信号（マルチキャリア信号）を増幅し、ミキサ５は、高周波増幅器４で増幅された受信信号（マルチキャリア信号）の周波数帯域を高周波帯（以降、ＲＦ帯と呼ぶ）から中間周波数帯（以降、ＩＦ帯と呼ぶ）に変換する。ここで、参照符号６は、受信信号（マルチキャリア信号）をＲＦ帯からＩＦ帯に変換するためのローカル発振器である。そして、ＩＦ帯バンドパスフィルタ７は、ミキサ動作により発生するイメージ周波数を除去して、受信信号（マルチキャリア信号）のみを通過させ、Ａ／Ｄ変換器８は、アナログ信号である受信信号（マルチキャリア信号）をデジタル信号に変換する。
【００１４】
チャネル選択用バンドパスフィルタ群９は、デジタル信号に変換された受信信号の内で、所望のチャネルの信号のみを切り出すためのバンドパスフィルタである。即ち、チャネル選択用バンドパスフィルタ群９は、マルチキャリア信号を所定の周波数の各チャネルの信号に分離する機能を担う。
【００１５】
受信レベル検出回路１０は、各チャネルに分離された受信信号の信号レベルを計算・検出する。更に、受信レベル条件計算回路１１は、各チャネルの信号レベルの関係を算出する回路である。即ち、同回路１１は、後述する通り、各チャネルの受信レベルの有無並びに大小関係を求める。更に、ＡＧＣ制御判定回路１２は、受信レベル条件計算回路１１の計算した条件に応じて可変アッテネータ３の制御値を決定する回路である。
【００１６】
次に、受信機ＡＧＣ方式に係る動作について説明する。複数チャネル分の広帯域無線電波は受信アンテナ１で受信され、ＲＦ帯バンドパスフィルタ２は受信信号（マルチキャリア信号）の帯域制限を実施する。尚、ＲＦ帯バンドパスフィルタ２は狭帯域のバンドパスフィルタではなく、複数チャネル全ての信号を通過させる広帯域バンドパスフィルタである。よって、ＲＦ帯バンドパスフィルタ２は、無線システム上不要な電波のみを除去する働きを持つ。帯域制限された複数チャネルの受信信号（マルチキャリア信号）は、可変アッテネータ３によって、Ａ／Ｄ変換器８が飽和しない様なレベルに調整された後、ローカル発振器６とミキサ５とによりミキシングされ、ＲＦ帯からＩＦ帯の信号へダウンコンバートされる。その後、ＩＦ帯にダウンコンバートされた複数チャネルの受信信号（マルチキャリア信号）がＩＦ帯バンドパスフィルタ７を通過することにより、ミキサ５により発生したイメージ周波数成分が除去される。尚、ＲＦ帯バンドパスフィルタ２の通過帯域幅とＩＦ帯バンドパスフィルタ７の通過帯域幅とは同一である。ＩＦ帯バンドパスフィルタ７で帯域制限された複数チャネルの受信信号（マルチキャリア信号）は、Ａ／Ｄ変換器８によりデジタル信号に変換される。更に、デジタル信号に変換された複数チャネルの受信信号（マルチキャリア信号）は、チャネル選択用バンドパスフィルタ群９の各バンドパスフィルタにより、デジタル信号処理で各チャネルの信号（各チャネルの周波数を有する信号）に切り出され（分離）、受信レベル検出回路１０は、各チャネルの受信信号レベルを算出する。算出された各チャネルの受信信号レベルを与える信号は、受信レベル条件計算回路１１に入力され、同回路１１によって、各チャネルの受信レベルの有無並びに大小関係が求められる。同回路１１の計算結果は、「実環境使用条件」、若しくは、「受信規格測定条件」という意味を持つ２値を取るものとする。
【００１７】
以下に、受信レベル条件計算回路１１の動作について詳述する。各チャネルの受信レベルの有無及び大小関係については、次の様に本回路１１は計算する。一例として、キャリア数（チャネル数）が２であるシステムについて記載する。この場合、互いに周波数の異なるキャリアＡの受信信号及びキャリアＢの受信信号に関して、ア）キャリアＡの信号あるいはキャリアＢの信号のどちらかしか存在しない場合には、本回路１１は計算結果として「受信規格測定条件」を与える値を出力する。これに対して、イ）キャリアＡ及びキャリアＢの両信号とも存在する場合には、キャリアＡの信号とキャリアＢの信号との電力差（これをパラメータとする）が例えば３０ｄＢ以上の場合に、本回路１１は計算結果として「受信規格測定条件」を与える値を出力する。他方、ウ）キャリアＡ及びキャリアＢの両信号とも存在する場合であって、キャリアＡの信号とキャリアＢの信号との電力差（パラメータ）が例えば３０ｄＢ未満の場合には、本回路１１は計算結果として「実環境使用条件」を与える値を出力する。
【００１８】
次に、ＡＧＣ制御判定回路１２は、受信レベル条件計算回路１１の上記の計算結果に応じて、ＡＧＣの動作しきい値設定を変更する（ＡＧＣ動作条件の変更）。
【００１９】
即ち、受信レベル条件計算回路１１の出力が「実環境使用条件」であった場合には、ＡＧＣ制御判定回路１２は、図２に示す様なヒステリシス特性を持つ制御方法によって、可変アッテネータ３を制御する。図２に示す様に、アンテナ入力信号レベルが比較的小さい状態で可変アッテネータ３を操作すると、Ａ／Ｄ入力信号レベルがある程度小さい、つまり、Ａ／Ｄ変換器８の飽和レベル（図２のＡ／Ｄ最大レベルに相当）よりもマージンがある状態で、可変アッテネータ３を操作（制御）することになる。図２の可変アッテネータ３の制御条件では、ＡＧＣしきい値の上限値がＡ／Ｄ最大レベルよりも上記マージン分だけ小さい値に設定され、且つ、ＡＧＣしきい値の下限値はＡ／Ｄ入力信号レベルがより一層小さい値の方に設定される。移動局が高速で移動する様な実環境では、図３に示す様に、受信信号のレベルが高速に変動するため、可変アッテネータ３の制御の応答が受信レベル変動速度よりも遅くなると、可変アッテネータ３の制御をする前にＡ／Ｄ変換器８が飽和する事態が生じ得る。若しＡ／Ｄ変換器８が飽和すると、Ａ／Ｄ変換後の受信信号に歪が発生し、これにより受信信号処理結果にエラーが発生し、通信に支障をきたす事態が生じ得る。それを防ぐ目的として、図２に示す制御条件の様に、ＡＧＣ制御判定回路１２は、Ａ／Ｄ変換器８の飽和レベルに対してマージンを持った状態でＡＧＣしきい値を設定して可変アッテネータ３の操作を行う。
【００２０】
受信レベル条件計算回路１１の出力が「受信規格測定条件」であった場合、ＡＧＣ制御判定回路１２は、図４に示す様なヒステリシス特性を持つ制御方法によって、可変アッテネータ３を制御する。図４に示す様に、アンテナ入力信号レベルが比較的大きい状態で可変アッテネータ３を操作すると、Ａ／Ｄ入力信号レベルがある程度大きい、つまりＡ／Ｄ変換器８の飽和レベル（図４中のＡ／Ｄ最大レベル）に近い状態で可変アッテネータ３を操作することとなる。無線機の受信規格を測定する様な場合の内で、図５に示す様に、信号レベルの小さい所望信号（図５の左側に図示された信号）とは周波数が異なる信号レベルの大きい妨害波信号（図５の右側に図示された信号）が受信アンテナ１に入力される様な条件の場合に於いて（以降、妨害波選択度特性測定と呼ぶ）、仮に妨害波によって可変アッテネータ３の制御が行われると、図６に示す様に、妨害波信号と共に所望信号のレベルも低下する。所望信号のレベルは元々低いため、妨害波信号による可変アッテネータ３の制御により所望信号のレベルがより一層低下すると、所望信号は図６に示す様に受信不可なレベルまで低下してしまい、測定に支障をきたす場合が生じ得る。仮に既述した図２に示す様な制御条件で妨害波選択度特性測定を行った場合には、アンテナ入力信号レベルが比較的低い段階でアッテネータ３の制御（ＡＧＣ動作）が妨害波信号によって実行されることとなってしまい、結果的に、所望信号を復調出来る度合を示す「妨害波選択度」が低いと言う結果となってしまう。そこで、受信規格測定条件であって且つ妨害波選択度特性測定である場合には、図４に示す様な制御条件（ＡＧＣ動作条件）とすることにより（即ち、ＡＧＣしきい値の上限値はＡ／Ｄ最大レベルに等しく設定され、ＡＧＣしきい値の下限値はＡ／Ｄ最大レベルに比較的近い大きな値に設定される）、妨害波によってアッテネータ３の制御乃至はＡＧＣ動作がかかりにくいようにして（この場合、各チャネルの周波数とは異なる妨害波は、図１のチャネル選択用バンドパスフィルタ群９のフィルタによって除去される。）、従って図６で既述した様な所望信号のレベル低下は生じなくなり、妨害波選択度特性についても十分な特性を確保出来るように構成している。妨害波選択度特性を測定している様な条件では、アンテナ入力信号レベルの急峻な変動は見込まれないことからも、ＡＧＣ制御判定回路１２がＡ／Ｄ変換器８の飽和レベルに対してマージンを持たない状態乃至は条件で可変アッテネータ３の制御（ＡＧＣ制御）を行っても、特に問題は生じない。
【００２１】
以上により、本実施の形態によれば、アンテナ入力信号レベルが急峻に変動する「実環境条件」、及び、所望信号レベルが小さく妨害波信号レベルが大きい「妨害波選択度特性測定条件」の双方を満足するＡＧＣ制御を行うことが可能である。
【００２２】
（付記）
以上、本発明の実施の形態を詳細に開示し記述したが、以上の記述は本発明の適用可能な局面を例示したものであって、本発明はこれに限定されるものではない。即ち、記述した局面に対する様々な修正や変形例を、この発明の範囲から逸脱することの無い範囲内で考えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態１に係るマルチキャリア受信機（受信機ＡＧＣ方式）の構成を示すブロック図である。
【図２】受信レベル条件計算回路にて実環境使用条件を検出した場合におけるＡＧＣ制御判定回路の動作（ＡＧＣ動作規則）を示す図である。
【図３】実環境使用条件における受信信号レベルを示す図である。
【図４】受信レベル条件計算回路にて受信規格測定条件を検出した場合におけるＡＧＣ制御判定回路の動作（ＡＧＣ動作規則）を示す図である。
【図５】無線機受信規格における妨害波選択度特性測定条件の内で、２つのキャリアレベル差が大きい場合における受信信号レベルを示す図である。
【図６】無線機受信規格における妨害波選択度特性測定時にて、特に２つのキャリアのレベル差が大きい場合において、図２のＡＧＣ動作規則でＡＧＣ制御を行った場合に、受信レベルの小さい所望信号が受信不可となってしまう課題を示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  受信アンテナ、２  ＲＦ帯バンドパスフィルタ、３  可変アッテネータ、４  高周波増幅器、５  ミキサ、６  ローカル発振器、７  ＩＦ帯バンドパスフィルタ、８  Ａ／Ｄ変換器、９  チャネル選択用バンドパスフィルタ群、１０  受信レベル検出回路、１１  受信レベル条件計算回路、１２  ＡＧＣ制御判定回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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