(57)【要約】【課題】妨害波のような高レベルの信号が影響するときにおいても受信品質を保つことができる無線機を提供する。【解決手段】無線部２は、アンテナを介して無線信号を送受信する。また、無線部２は、複数段のＡＧＣアンプを有する無線信号の受信回路を備える。記憶部３は、無線部２の受信回路が備える各ＡＧＣアンプ毎に、各ＡＧＣアンプのゲインの各温度に対応した補正量を格納する温度補正テーブルを記憶する。信号処理部１は、無線部２で受信した無線信号のＳＮＲを算出する。制御部４は、アンテナから受信した無線信号のＳＮＲに応じて、記憶部３に記憶されている温度補正テーブルから各温度に対応した補正量を読み出し、無線部２の受信回路が備える各ＡＧＣアンプの補正ゲインの総和を略一定に保ちながら各ＡＧＣアンプのゲインの補正量の配分を制御する。【選択図】図１
2012023422.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数段のＡＧＣアンプを有する無線信号の受信回路を備える無線機であって、
前記ＡＧＣアンプ毎にＡＧＣアンプのゲインの補正量を格納する補正テーブルを記憶する記憶部と、
前記補正テーブルを参照して、受信した前記無線信号の受信品質に応じて、前記ＡＧＣアンプのそれぞれのゲインの補正量の総和を略一定に保ちながら前記ＡＧＣアンプのそれぞれのゲインの補正量の配分を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする無線機。
【請求項２】
前記制御部は、前記補正テーブルを参照して、前記無線信号を送信した他の無線機からの距離と、受信した前記無線信号の受信品質に応じて、前記ＡＧＣアンプのそれぞれのゲインの補正量の総和を略一定に保ちながら前記ＡＧＣアンプのそれぞれのゲインの補正量の配分を制御することを特徴とする請求項１に記載の無線機。
【請求項３】
前記制御部は、前記受信回路の温度補正を行うとともに前記ＡＧＣアンプのそれぞれのゲインの補正量の配分を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の無線機。
【請求項４】
前記受信品質を受信ＳＮＲとすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の無線機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数段のＡＧＣアンプを有する受信回路を備える無線機に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信を行う無線機の受信回路は、スーパーヘテロダイン方式等に代表されるように、中間周波数（ＩＦ）の信号を処理するＩＦ回路と、無線周波数（ＲＦ）の信号を処理するＲＦ回路とを設けるとともに、信号レベルのダイナミックレンジを拡大するために、これらＩＦ回路およびＲＦ回路の各々にゲインを調整するＡＧＣ（Automatic Gain Control）アンプを設けるのが一般的である。このような受信回路では、高温時には回路ゲインが低下するため、ＡＧＣ電圧を上げてＡＧＣアンプのゲインを増加させ、低温時には回路ゲインが増加するため、ＡＧＣ電圧を下げてＡＧＣアンプのゲインを低下させ、受信回路のゲインが全温度で一定になるように調整を行う。
【０００３】
なお、特許文献１には、温度に応じてＡＧＣによりアンプのゲインを制御する無線通信機器が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２３６９５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、従来の無線機の受信回路では、高温時にはＡＧＣアンプのゲインを上げ、低温時にはＡＧＣアンプのゲインを下げる動作を行って、温度補正により、受信回路のゲインを全温度で一定に保つことができるが、アンプ、ミキサ等のデバイスは高温になるほど雑音が増加し、回路のＮＦ（Noise Figure）が劣化してしまうため、常温時に比べて信号品質の劣化を生じることとなる。そこで前段のＡＧＣアンプの補正量と後段のＡＧＣアンプの補正量とを異なる値として、ＮＦの劣化を抑制する補正が考えられる。ところが、他システムからの高レベルの妨害波が受信される場合、ミキサ等の回路が妨害波により飽和してしまい、受信特性が劣化することになる。ＮＦ重視の補正では、前段のＡＧＣアンプのゲインを大きく、後段のＡＧＣアンプのゲインを小さくするような補正を行うが、これにより回路前段部のゲインが高くなることで、ＡＧＣアンプ以降のデバイスにおいて飽和し易くなり、妨害波のような高レベルの信号に対する許容量が小さくなってしまう。
【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、妨害波のような高レベルの信号が影響するときにおいても受信品質を保つことができる無線機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、複数段のＡＧＣアンプを有する無線信号の受信回路を備える無線機であって、前記ＡＧＣアンプ毎にＡＧＣアンプのゲインの補正量を格納する補正テーブルを記憶する記憶部と、前記補正テーブルを参照して、受信した前記無線信号の受信品質に応じて、前記ＡＧＣアンプのそれぞれのゲインの補正量の総和を略一定に保ちながら前記ＡＧＣアンプのそれぞれのゲインの補正量の配分を制御する制御部とを備えることを特徴とする。
【０００８】
前記制御部は、前記補正テーブルを参照して、前記無線信号を送信した他の無線機からの距離と、受信した前記無線信号の受信品質に応じて、前記ＡＧＣアンプのそれぞれのゲインの補正量の総和を略一定に保ちながら前記ＡＧＣアンプのそれぞれのゲインの補正量の配分を制御することが好ましい。
【０００９】
また、前記制御部は、前記受信回路の温度補正を行うとともに前記ＡＧＣアンプのそれぞれのゲインの補正量の配分を制御することが好ましい。
また、前記受信品質を受信ＳＮＲとすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、妨害波のような高レベルの信号が影響するときにおいても受信品質を保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る無線機の要部の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図２】無線部の受信回路の具体的構成を示す機能ブロック図である。
【図３】各温度での受信回路の出力特性を示す図である。
【図４】温度補正テーブルの一例を示す図である。
【図５】複数段のＡＧＣアンプを備える受信回路において各ＡＧＣアンプで温度補正を行うときの補正テーブルの一例を示す図である。
【図６】本発明に係る受信回路の各ＡＧＣアンプで温度補正を行うときの補正テーブルの一例を示す図である。
【図７】制御部がＳＮＲの値に応じてＡＧＣアンプの補正量の配分を変更するときの動作を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る無線機の要部の概略構成を示す機能ブロック図である。この無線機は、例えば、基地局を構成するもので、信号処理部１、無線部２、記憶部３、および全体を制御する制御部４を有する。
【００１３】
無線部２は、アンテナを介して無線信号を送受信する。また、無線部２は、複数段のＡＧＣアンプを有する無線信号の受信回路を備える。
記憶部３は、無線部２の受信回路が備える各ＡＧＣアンプ毎に、各ＡＧＣアンプのゲインの各温度に対応した補正量を格納する温度補正テーブルを記憶する。
信号処理部１は、無線部２で受信した無線信号のＳＮＲ（Signal to Noise Ratio：信号対雑音比）を算出する。
制御部４は、アンテナから受信した無線信号の受信品質（ＳＮＲ）に応じて、記憶部３に記憶されている温度補正テーブルから各温度に対応した補正量を読み出し、無線部２の受信回路が備える各ＡＧＣアンプの補正ゲインの総和を略一定に保ちながら各ＡＧＣアンプのゲインの補正量の配分を制御する。なお、温度情報は、図示しない温度センサにより、無線部２の温度（例えば、受信回路を構成するＡＧＣアンプ近傍の温度）を検出して制御部４に供給する。
【００１４】
図２は、図１に示した無線部２の受信回路の具体的構成を示す機能ブロック図である。受信回路は、ＬＮ（Low Noise）アンプ２１、ＲＦミキサ２２、前段ＡＧＣアンプ２３、ＩＦアンプ２４、ＩＦミキサ２５、後段ＡＧＣアンプ２６を有する。
【００１５】
アンテナから供給される入力信号ＩＮは、ＬＮアンプ２１で増幅され、ＲＦミキサ２２により、ＲＦＬＯ（Local Oscillator）信号と混合されて中間周波数にダウンコンバートされる。ＲＦミキサ２２の出力信号は、前段ＡＧＣアンプ２３で増幅された後、ＩＦアンプ２４でさらに増幅され、ＩＦミキサ２５により、ＩＦＬＯ（Local Oscillator）信号と混合されてベースバンド周波数にダウンコンバートされる。ＩＦミキサ２５の出力信号は、さらに後段ＡＧＣアンプ２６により増幅され、ＡＤコンバーターによりデジタル変換された後、信号処理部１に送られる。
【００１６】
前段ＡＧＣアンプ２３のゲイン調整は、ＡＧＣ電圧（ＶＧＣＴＬ１）を調整して行い、後段ＡＧＣアンプ２６のゲインの調整は、ＡＧＣ電圧（ＶＧＣＴＬ２）を調整して行う。受信回路は、ＡＤコンバーターの入力レンジと受信信号のダイナミックレンジから算出される回路ゲインになるようにＡＧＣアンプのゲインを調整してキャリブレーションを行う。
【００１７】
回路構成に示す増幅器やミキサ等の半導体デバイスは、一般的に、高温時にゲインが常温時に比べて低下し、低温時にゲインが増加する特性を有する。図３に各温度での受信回路の出力特性を示す。高温時にゲインが低下することで、同じＡＧＣ電圧設定で常温時に比べて出力が低下し、低温時にゲインが増加することで、同じＡＧＣ電圧設定で常温時に比べて出力が増加する。受信回路の出力は全温度で一定の必要があるため、温度補正テーブルを用いて常温以外の温度で回路ゲインの補正を行う必要がある。図４に、ＡＧＣアンプ全体の温度補正テーブルの一例を示す。図４は、各ｉｎｄｅｘの補正量（ｄＢ）と温度（ｄｅｇ）の関係を表している。温度補正テーブルには、各温度に対応したＡＧＣアンプのゲインの補正量が記載されており、制御部４は、低温になるほど受信回路のゲインを抑制し、高温になるほど受信回路のゲインを高くする補正を行う。マイナス値はゲイン抑制を、プラス値はゲイン増加を表す。
【００１８】
受信特性においてはＮＦ（Noise Figure）が重要なパラメータとなり、回路のＮＦが低いほど、回路内部で発生する雑音が小さくなり、受信感度が向上する。また、回路が、複数の部品により複数段で構成されている場合、各々がＮＦとゲインを持ち、前段になるほど、そのＮＦおよびゲインが、回路全体のＮＦを左右する。すなわち、前段のＮＦが良好であれば、回路全体のＮＦも良好になる。そこで温度補正の際にも、複数段のＡＧＣアンプに同じゲイン補正量を適用するのではなく、前段のＡＧＣアンプのゲインが高く、後段のＡＧＣアンプのゲインが低くなるように補正量を配分することで、回路ＮＦの低下を抑制する制御が考えられる。
【００１９】
図５に、受信回路が複数段のＡＧＣアンプを備え、各ＡＧＣアンプで温度補正を行うときの温度補正テーブルの一例を示す。マイナス値はゲイン抑制を、プラス値はゲイン増加を表す。前段ＡＧＣアンプには、図５（ａ）に示すｉｎｄｅｘ１の温度補正テーブルの値を適用し、後段ＡＧＣアンプには、図５（ｂ）に示すｉｎｄｅｘ２の温度補正テーブルの値を適用する。高温においては回路ゲインが下がるために、温度補正により回路ゲインの増加を行うが、ｉｎｄｅｘ１の補正量をｉｎｄｅｘ２の補正量よりも大きくすることで、前段ＡＧＣアンプのゲインが後段ＡＧＣアンプよりも高くなり、ＮＦの劣化を抑制することができる。また低温においては回路ゲインが上がるために、温度補正により回路ゲインの抑制を行うが、ｉｎｄｅｘ１の補正量をｉｎｄｅｘ２の補正量よりも小さくすることで、前段ＡＧＣアンプのゲインが後段ＡＧＣアンプよりも高くなり、ＮＦの劣化を抑制することができる。なお、図５のｉｎｄｅｘ１、２のｃｏｎｆｉｇ＿ｒｘＴｅｍｐ＿ｚ（ｚは０〜２０）の補正量の和は、図４のｃｏｎｆｉｇ＿ｒｘＴｅｍｐ＿ｚ（ｚは０〜２０）の補正量と、略同じに設定してある。
【００２０】
携帯端末を扱う無線通信システムにおいては、端末の位置情報から、基地局と端末間の距離が算出され、近距離の場合は受信信号も大きいことから受信信号のＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）は大きく、遠距離の場合は受信信号が小さいことから受信信号のＳＮＲは小さくなる。
ここで、前段ＡＧＣアンプのゲインが高い場合、このＡＧＣアンプの後段にあるデバイスには、より高いレベルの信号が入力されることになる。帯域外において他システムから強い干渉波がある場合、前段ＡＧＣアンプのゲインが高いと、後段にあるミキサ等のデバイスで飽和が生じ、受信信号のＳＮＲは低下することになる。
【００２１】
従って、距離が近いにも関わらず、ＳＮＲが低下している場合は、他システムからの干渉を受けていることが考えられる。この場合、前述のように、前段ＡＧＣアンプのゲインを上げることは、回路の飽和レベルを下げてしまい、干渉に対してさらに弱くなることになる。距離が近い場合は、元々受信信号のレベルは高く、ＳＮＲは高いことから、回路ＮＦが良好でなくても、受信特性は低下しない。従って、距離が近いにも関わらず、ＳＮＲが低下している場合においては、温度補正において、前段ＡＧＣアンプのゲインを下げ、後段ＡＧＣアンプのゲインを上げる補正を行うことで、回路の飽和レベルを上げ、妨害波に対する特性を向上させることが可能となる。
【００２２】
基地局と端末との距離が遠い場合は、受信信号のＳＮＲは小さいため、回路ＮＦの劣化を最小限に抑えるために、前段ＡＧＣアンプのゲインを高く、後段ＡＧＣアンプのゲインを低くするような温度補正を、各ＡＧＣアンプに適用することで、受信特性の向上を図ることが可能となる。
【００２３】
図６に、図１に示す本発明に係る受信回路の各ＡＧＣアンプで温度補正を行うときの温度補正テーブルの一例を示す。前段ＡＧＣアンプ２３には、図６（ａ）に示すｉｎｄｅｘ１の補正テーブルの値を適用し、後段ＡＧＣアンプ２６には、図６（ｂ）に示すｉｎｄｅｘ２の補正テーブルの値を適用する。通常の温度補正においては、ＮＦの劣化を最小限に抑えるために、テーブルのＳＮＲ１の欄の補正値を適用して、前段ＡＧＣアンプ２３のゲインを高くし、後段ＡＧＣアンプ２６のゲインを低くする制御を行う。そして距離が近いにも関わらず、受信ＳＮＲが低下している場合、ＳＮＲ２の欄の補正値を適用して、前段ＡＧＣアンプ２３のゲインを抑える補正を行う。受信ＳＮＲの改善があまり見られない場合は、さらにＳＮＲ３の欄の補正値を適用して、さらに前段ＡＧＣアンプ２３のゲインを抑え、後段ＡＧＣアンプ２６のゲインを上げる補正を行う。なお、図６のＳＮＲ１、ＳＮＲ２、ＳＮＲ３それぞれのｉｎｄｅｘ１、２のｃｏｎｆｉｇ＿ｒｘＴｅｍｐ＿ｚ（ｚは０〜２０）の補正量の和は、図４のｃｏｎｆｉｇ＿ｒｘＴｅｍｐ＿ｚ（ｚは０〜２０）の補正量と、略同じに設定してある。
【００２４】
図７は、制御部がＳＮＲの値に応じてＡＧＣアンプの補正量の配分を変更するときの動作を説明するフローチャートである。なお、本フローチャートは、基地局に実装されている無線機の制御部４の動作を表している。まず、制御部４は、無線部２内の温度センサから温度情報を取得する（Ｓ１０１）。次に、信号処理部１が算出した受信信号のＳＮＲを所定の閾値と比較してＳＮＲが小さいか否かを判定し（Ｓ１０２）、ＳＮＲが大きい場合（Ｓ１０２でＮｏの場合）は、温度補正テーブルのＳＮＲ１を選択し、ＳＮＲ１の欄のステップ１０１で取得した温度情報（以下、該当温度という）に対応する補正値を取得して、前段ＡＧＣアンプ２３のゲインを高くし、後段ＡＧＣアンプ２６のゲインを低くする制御を行う（Ｓ１０７）。
ステップ１０２において、受信信号のＳＮＲが小さい場合は、端末の位置情報から、基地局と端末間の距離が近いか否かを所定の閾値を用いて判定する（Ｓ１０３）。距離が遠い場合（Ｓ１０３でＮｏの場合）は、温度補正テーブルのＳＮＲ１を選択し、該当温度に対応する補正値を取得して前段ＡＧＣアンプ２３のゲインを高くし、後段ＡＧＣアンプ２６のゲインを低くする制御を行う（Ｓ１０７）。
ステップ１０３において、距離が近い場合は、温度補正テーブルのＳＮＲ２を選択し、該当温度に対応する補正値を取得して前段ＡＧＣアンプ２３のゲインを抑える補正を行う（Ｓ１０４）。次に、ＳＮＲが改善されたか否かを判定し（Ｓ１０５）、改善されなければ、温度補正テーブルのＳＮＲ３を選択し、該当温度に対応する補正値を取得して、さらに前段ＡＧＣアンプ２３のゲインを抑える補正を行う（Ｓ１０６）。
【００２５】
また、良好なＳＮＲで受信していたにも関わらず、急にＳＮＲが劣化した場合、妨害波の影響が考えられるので、この場合においても、上述のような補正を行い、ＳＮＲの改善を図るものとする。
【００２６】
上述のように、本発明の受信回路は、距離と受信ＳＮＲの状況に応じて、前段ＡＧＣアンプと後段ＡＧＣアンプに対する温度補正を切り替える、さらには急なＳＮＲの劣化に対して前段ＡＧＣアンプと後段ＡＧＣアンプに対する温度補正を切り替えることで、帯域外の干渉波に対しても許容特性を大きくすることが可能となる。
【符号の説明】
【００２７】
１  信号処理部
２  無線部
３  記憶部
４  制御部
２１  ＬＮアンプ
２２  ＲＦミキサ
２３  前段ＡＧＣアンプ
２４  ＩＦアンプ
２５  ＩＦミキサ
２６  後段ＡＧＣアンプ
【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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【図７】
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