(57)【要約】【課題】移動端末装置からの信号に対して最適の利得収束速度でＡＧＣを行なう無線装置、およびＡＧＣの利得収束速度を適正化するための利得制御方法を提供する。【解決手段】フェージング速度推定装置１０によって移動端末装置のフェージング速度を推定し、その推定されたフェージング速度に応じてステップ定数判定器１１により最適なステップ定数を決定する。このステップ定数をフィードバックデータ計算機７にフィードバックすることにより、フェージング環境下などにおいても受信レベルを目標とするレベルに収束させることができる。【選択図】図１
2012034405.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端末装置からの信号に対して自動利得制御を行なう無線装置であって、
前記信号に対して前記信号のレベルに応じた自動利得制御を施す利得制御フィードバック手段を備え、
前記利得制御フィードバック手段は、
フィードバックデータの変化量と過去のフィードバックデータとの差分に基づいて、前記信号のレベルを目標値に低速に収束させる第１のフィードバックデータを供給する第１の利得制御手段と、
受信信号強度と増幅率を決定するフィードバックデータとの対応表に基づいて、前記信号のレベルを目標値に高速に収束させる第２のフィードバックデータを供給する第２の利得制御手段と、
前記端末装置からの信号の前記無線装置における受信信号強度を検出する受信信号強度検出手段と、
前記受信信号強度検出手段の検出結果に応じ、前記受信信号強度検出手段の検出結果の変化量が小さい場合には前記第１のフィードバックデータを選択し、該変化量が大きい場合には前記第２のフィードバックデータを選択するフィードバックデータ切替手段とをさらに備えた、無線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、無線装置および利得制御方法に関し、より特定的には、移動体通信システムにおいて移動端末装置からの信号に対して自動利得制御（Automatic Gain Control：以下、ＡＧＣ）を行なう無線装置、およびそのような無線装置においてＡＧＣの利得収束速度を適正化するための利得制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、急速に発達しつつある移動体通信システム（たとえば、Personal Handy phone System：以下、ＰＨＳ）では、基地局と移動端末装置との間の通信に際し、基地局側の無線受信システムにおいて、アダプティブアレイ処理により所望の移動端末装置からの信号を抽出する方式が提案されている。
【０００３】
アダプティブアレイ処理とは、移動端末装置からの受信信号に基づいて、基地局のアンテナごとの受信係数（ウェイト）からなるウェイトベクトルを計算して適応制御することにより、干渉成分を除去し、所望の移動端末装置からの信号を正確に抽出する処理である。
【０００４】
アダプティブアレイ処理では、空間的に分散して配置された複数のアンテナ、すなわちアレイアンテナを必要とする。たとえば２本のアンテナからなるアレイアンテナでは、各アンテナにおける受信信号をそれぞれＸ１（ｔ）、Ｘ２（ｔ）とし、各アンテナにおけるウェイトをそれぞれＷ１，Ｗ２とした場合のアレイ出力信号Ｙ（ｔ）は以下のようになる：
Ｙ（ｔ）＝Ｗ１Ｘ１（ｔ）＋Ｗ２Ｘ２（ｔ）
所望の移動端末装置からの信号をＳ１（ｔ）、干渉源となる移動端末装置からの信号をＳ２（ｔ）とした場合、各アンテナの受信信号は以下のようになる：
Ｘ１（ｔ）＝Ｈ１１Ｓ１（ｔ）＋Ｈ１２Ｓ２（ｔ）＋ｎ１（ｔ）
Ｘ２（ｔ）＝Ｈ２１Ｓ１（ｔ）＋Ｈ２２Ｓ２（ｔ）＋ｎ２（ｔ）
ここで、Ｈ１１は所望の移動端末装置からアンテナ１までの伝搬路特性を表わし、Ｈ１２は干渉源となる移動端末装置からアンテナ１までの伝搬路特性を表わす。Ｈ２１は所望の移動端末装置からアンテナ２までの伝搬路特性を表わし、Ｈ２２は干渉源となる移動端末装置からアンテナ２までの伝搬路特性を表わす。ｎ１（ｔ）はアンテナ１の受信系統におけるノイズを表わし、ｎ２（ｔ）はアンテナ２の系統におけるノイズを表わす。このときのアレイ出力は以下のようになる：
Ｙ（ｔ）＝（Ｗ１Ｈ１１＋Ｗ２Ｈ２１）Ｓ１（ｔ）
＋（Ｗ１Ｈ２１＋Ｗ２Ｈ２２）Ｓ２（ｔ）
＋Ｗ１ｎ１（ｔ）＋Ｗ２ｎ２（ｔ）
このとき，次式を満たすようなウェイトが計算できるとする：
（Ｗ１Ｈ１１＋Ｗ２Ｈ２１）＝１
（Ｗ１Ｈ２１＋Ｗ２Ｈ２２）＝０
よって、アレイ出力信号は次式のようになる：
Ｙ（ｔ）＝Ｓ１（ｔ）＋ｎ（ｔ）
ただし、ｎ（ｔ）＝Ｗ１ｎ１（ｔ）＋Ｗ２ｎ２（ｔ）としている。
【０００５】
したがって、アダプティブアレイ処理によって適切なウェイトを計算することにより、干渉成分を除去し、所望の移動端末装置からの信号を受信することができる。
【０００６】
図１１は、そのような複数のアンテナを用いてアダプティブアレイ処理を行なう従来の基地局において各アンテナごとに設けられ、移動端末装置からの信号に対してＡＧＣを行なう無線装置を機能的に説明するための機能ブロック図であり、図１２は、そのような無線装置においてＡＧＣの利得収束速度を適正化するための利得制御方法を示すフロー図である。
【０００７】
まず、図１１を参照して、アンテナ１から受信された信号はＡＧＣ増幅器２によって増幅され、直交検波器３によって同相（In-phase）成分（Ｉ成分）と直角位相（Quadrature）成分（Ｑ成分）とからなるＩＱ信号に変換された後、メモリ４に格納される。
【０００８】
メモリ４に一旦格納されたＩＱ信号は、復調回路５に与えられる。復調回路５は、図示しない他のアンテナからのＩＱ信号も受け、上述のアダプティブアレイ処理および復調処理を施し、各移動端末装置からの信号を抽出する。
【０００９】
受信レベル検出装置６は、メモリ４に格納されたＩＱ信号からその信号の受信レベルを求める。たとえば、各フレームの受信信号の６０シンボル目から８シンボルの間でＩＱ信号の振幅値を計算する。それら８シンボルの間で最大の振幅値をそのフレームにおける受信レベルとする。
【００１０】
フィードバックデータ計算機７は、受信レベル検出装置６によって求められた受信レベルとメモリ９に格納されたステップ定数とによって、次フレームにおけるＡＧＣ増幅器２の増幅率を決定するフィードバックデータを計算する。ここで、受信レベル検出装置６によって求められた受信レベルをＰ＿ｍａｘとし、所定の目標値をＰ＿ｉｄｅａｌとし、ステップ定数をＳｔｅｐとしたときの、前フレームの受信時におけるフィードバックデータから次フレームの受信時におけるフィードバックデータへの変化量ΔＦＢは次式によって計算することができる：
ΔＦＢ＝（Ｐ＿ｍａｘ−Ｐ＿ｉｄｅａｌ）／２Step
よって、前フレームの受信時のフィードバックデータの値をＦＢとすると、次フレームの受信時のフィードバックデータＦＢ’は以下のように表わされる：
ＦＢ’＝ＦＢ−ΔＦＢ
フィードバックデータ計算機７によって計算されたフィードバックデータは、一旦メモリ８に格納される。格納されたフィードバックデータは次フレームにおいて読出され、ＡＧＣ増幅器２の利得制御入力に与えられることにより、次フレームの受信時にＡＧＣへ反映される。
【００１１】
次に、図１２を参照して、図１１に示す無線装置においてＡＧＣの利得収束速度を適正化するための利得制御方法について説明する。なお、以下の処理は、無線装置のデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）により、ソフトウェアで実現される。
【００１２】
まず、ステップＳ１において、移動端末装置からの信号を直交検波する。ここで、移動端末装置から受信した中間周波数信号であるＲＸＩＦ信号が、直交検波されたＲＸＩＱ信号へと変換される。
【００１３】
ステップＳ２において、移動端末装置からの信号の受信レベルの検出を開始するシンボルを設定する。ここでは、受信した信号の６０シンボル目から受信レベルの検出を行なった場合の例を示している。
【００１４】
ステップＳ３において、現在のシンボルが移動端末装置からの信号の受信レベルの検出を行なうシンボル区間であるかどうかの判定を行なう。たとえば、６０シンボル目から６７シンボル目までの８シンボル区間で受信レベルの検出を行なう場合には、これから振幅を計算しようとするシンボルが６８シンボル目より前であれば、そのシンボルの振幅を計算する処理へと移り、そうでなければフィードバックデータを計算する処理へと移る。
【００１５】
ステップＳ４において、当該シンボルの振幅を計算する。ＩＱ信号のＩ成分を２乗した値とＱ成分を２乗した値を加算する。ここでは処理を簡略化するために、上記加算値の平方根を求める処理は行なわない。
【００１６】
ステップＳ５において、ステップＳ４において計算された振幅Ａが、それまで蓄えられていた最大の振幅Ａ＿ｍａｘより大きいかを判定する。
【００１７】
ステップＳ６において、ステップＳ５でＡがＡ＿ｍａｘより大きいと判定された場合は、Ａ＿ｍａｘをＡに置き換える。
【００１８】
ステップＳ７において、振幅を計算するシンボルを１つ後のシンボルへと進める。
【００１９】
ステップＳ８において、６０シンボル目から６７シンボル目までの振幅で最大の振幅値と、メモリに格納された固定のステップ定数とから、フィードバックデータの変化量を計算する。
【００２０】
ステップＳ９において、次のフレームにおけるフィードバックデータを計算し、この計算されたフィードバックデータは次フレームの受信時にＡＧＣへ反映される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
アダプティブアレイ処理では、複数のアンテナから受信された信号にウェイトを掛け合わせ、それらを合成したときに干渉成分の電力が小さくなるようなウェイトを計算する。ウェイトを掛け合わせる動作とはすなわち、各アンテナから受信された信号の振幅や位相を適切に調整する動作である。よって、波形の歪みなどによって受信信号の振幅情報や位相情報が誤ってしまうと、アダプティブアレイ処理は十分な性能を発揮することができない。
【００２２】
一方、一般的な増幅器では、入出力特性においてある一定レベル出力すると飽和が起こり、非線形領域が生じる。このため、たとえば上述のように固定されたステップ定数に基づいてフィードバックデータを計算するような場合には、基地局と移動端末装置との間の距離や、障害物の有無、さらにはフェージングなどの影響によって、移動端末装置からの信号の受信レベルが大きく変動すると、基地局の増幅器（ＡＧＣ増幅器２）がこの非線型領域に入ってしまうことで受信波形に歪みが生じ、その結果アダプティブアレイ処理が十分に機能しなくなってしまうという問題があった。
【００２３】
それゆえに、この発明の目的は、基地局と移動端末装置の間の距離や、障害物の有無、さらにはフェージングなどの影響によって、移動端末装置からの信号の受信レベルが大きく変動する環境下においても、増幅器が非線形動作することなくアダプティブアレイ処理を行なうことができる無線装置および利得制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
この発明は、移動端末装置からの信号に対してＡＧＣを行なう無線装置であって、信号に対して信号のレベルに応じたＡＧＣを施す利得制御フィードバック手段と、移動端末装置のフェージング速度を推定するフェージング速度推定手段と、フェージング速度推定手段によって推定されたフェージング速度に応じて、利得制御フィードバック手段の利得を決める最適なステップ定数を判定するステップ定数判定手段とを備え、利得制御フィードバック手段は、信号レベルおよびステップ定数判定手段によって最適と判定されたステップ定数に基づいて、利得制御フィードバック手段の利得を規定するフィードバックデータの計算を行なうフィードバックデータ計算手段を含む。
【００２５】
好ましくは、フェージング速度推定手段は、移動端末装置からの信号の受信応答ベクトルを計算し、フレーム間における受信応答ベクトルの相関値からフェージング速度の推定を行なう。
【００２６】
より好ましくは、ステップ定数判定手段は、予め求められたフェージング速度とステップ定数との対応表に基づいて、フェージング速度推定手段によって推定されたフェージング速度における最適なステップ定数を決定する。
【００２７】
より好ましくは、フィードバックデータ計算手段は、信号レベルの値と目標値との差分値を求め、その差分値をステップ定数回だけ所定の定数で割った後に所定の係数を乗じてフィードバックデータの変化量を計算し、その変化量を前フレームの受信時におけるフィードバックデータに加算することによって次フレームにおけるフィードバックデータを計算する。
【００２８】
この発明の他の局面によれば、移動端末装置からの信号に対してＡＧＣを行なう無線装置であって、信号に対して信号のレベルに応じたＡＧＣを施す利得制御フィードバック手段と、移動端末装置からの信号の無線装置のアンテナ端における受信信号強度を検出する受信信号強度検出手段と、予め求められた受信信号強度とフィードバックデータとの対応表に基づいて、受信信号強度検出手段によって検出された受信信号強度から、利得制御フィードバック手段の利得を決める最適なフィードバックデータに変換を行なうフィードバックデータ変換手段と、利得制御フィードバック手段のフィードバックデータの初期値として、フィードバックデータ変換手段によって変換された最適なフィードバックデータを選択するフィードバックデータ切替手段とを備える。
【００２９】
この発明の他の局面によれば、移動端末装置からの信号に対してＡＧＣを行なう無線装置であって、信号に対して信号のレベルに応じたＡＧＣを施す利得制御フィードバック手段を備え、利得制御フィードバック手段は、信号のレベルを目標値に低速に収束させる第１のフィードバックデータを供給する第１の利得制御手段と、信号のレベルを目標値に高速に収束させる第２のフィードバックデータを供給する第２の利得制御手段とを含み、移動端末装置からの信号の無線装置のアンテナ端における受信信号強度を検出する受信信号強度検出手段と、受信信号強度検出手段の検出結果に応じて、第１のフィードバックデータまたは第２のフィードバックデータを選択するフィードバックデータ切替手段とをさらに備える。
【００３０】
好ましくは、フィードバックデータ切替手段は、受信信号強度検出手段によって検出された受信信号強度の変動が、所定の閾値以上に減少もしくは増加した場合に、第１のフィードバックデータから第２のフィードバックデータに切替える。
【００３１】
この発明の他の局面によれば、移動端末装置からの信号に対してＡＧＣを行なう無線装置であって、信号に対して信号のレベルに応じたＡＧＣを施す利得制御フィードバック手段を備え、利得制御フィードバック手段は、信号のレベルを目標値に低速に収束させる第１のフィードバックデータを供給する第１の利得制御手段と、信号のレベルを目標値に高速に収束させる第２のフィードバックデータを供給する第２の利得制御手段とを含み、新規移動端末装置からの信号が受信されているか否かを判定する新規端末検出手段と、新規端末検出手段の検出結果に応じて、第１のフィードバックデータまたは第２のフィードバックデータを選択するフィードバックデータ切替手段とをさらに備える。
好ましくは、新規端末検出手段は、新規移動端末装置からの特定の信号を復調する復調手段と、復調手段によって復調された信号においてエラーが存在するか否かを判定し、エラーが存在しなければ新規移動端末装置からの信号が受信されていると判定するエラー判定手段とを含む。
【００３２】
より好ましくは、エラー判定手段は、復調手段において復調された信号においてユニークワードエラーが存在しない場合に、新規移動端末装置からの信号を受信したと判定する。
【００３３】
より好ましくは、エラー判定手段は、復調手段において復調された信号においてプリアンブル部のビット誤り数が所定の閾値以下であった場合に、新規移動端末装置からの信号を受信したと判定する。
【００３４】
より好ましくは、利得制御フィードバック手段は、信号のレベルを検出する受信レベル検出手段を含み、受信レベル検出手段は、受信信号の所定の区間において各ＩＱ信号の振幅値を計算し、振幅値のうち最大の振幅値を受信信号の受信レベルとする。
【００３５】
より好ましくは、利得制御フィードバック手段は、信号のレベルを検出する受信レベル検出手段を含み、受信レベル検出手段は、受信信号の所定の区間において各ＩＦ信号の振幅値を計算し、振幅値のうち最大の振幅値を受信信号の受信レベルとする。
【００３６】
この発明の別の局面によれば、移動端末装置からの信号に対してＡＧＣを行なう無線装置における利得制御方法であって、信号に対して信号のレベルに応じたＡＧＣを施すステップと、移動端末装置のフェージング速度を推定するステップと、推定されたフェージング速度に応じて、ＡＧＣの利得を決める最適なステップ定数を判定するステップとを備え、ＡＧＣを施すステップは、信号レベルおよび最適と判定されたステップ定数に基づいて、ＡＧＣの利得を規定するフィードバックデータの計算を行なうステップを含む。
【００３７】
好ましくは、フェージング速度を推定するステップは、移動端末装置からの信号の受信応答ベクトルを計算し、フレーム間における受信応答ベクトルの相関値からフェージング速度の推定を行なうステップを含む。
【００３８】
より好ましくは、最適なステップ定数を判定するステップは、予め求められたフェージング速度とステップ定数との対応表に基づいて、推定されたフェージング速度における最適なステップ定数を決定するステップを含む。
【００３９】
より好ましくは、フィードバックデータの計算を行なうステップは、信号レベルの値と目標値との差分値を求め、その差分値をステップ定数回だけ所定の定数で割った後に所定の係数を乗じてフィードバックデータの変化量を計算し、その変化量を前フレームの受信時におけるフィードバックデータに加算することによって次フレームにおけるフィードバックデータを計算するステップを含む。
【００４０】
この発明の他の局面によれば、移動端末装置からの信号に対してＡＧＣを行なう無線装置における利得制御方法であって、信号に対して信号のレベルに応じたＡＧＣを施すステップと、移動端末装置からの信号の無線装置のアンテナ端における受信信号強度を検出するステップと、予め求められた受信信号強度とフィードバックデータとの対応表に基づいて、検出された受信信号強度からＡＧＣの利得を決める最適なフィードバックデータに変換を行なうステップと、変換された最適なフィードバックデータをフィードバックデータの初期値として選択するステップとを備える。
【００４１】
この発明の他の局面によれば、移動端末装置からの信号に対してＡＧＣを行なう無線装置における利得制御方法であって、信号に対して信号のレベルに応じたＡＧＣを施すステップを備え、ＡＧＣを施すステップは、信号のレベルを目標値に低速に収束させる第１のフィードバックデータを供給する第１のステップと、信号のレベルを目標値に高速に収束させる第２のフィードバックデータを供給する第２のステップとを含み、移動端末装置からの信号の無線装置のアンテナ端における受信信号強度を検出するステップと、検出結果に応じて、第１のフィードバックデータまたは第２のフィードバックデータを選択するステップとをさらに備える。
【００４２】
好ましくは、フィードバックデータを選択するステップは、検出された受信信号強度の変動が所定の閾値以上に減少もしくは増加した場合に、第１のフィードバックデータから第２のフィードバックデータに切替えるステップを含む。
【００４３】
この発明の他の局面によれば、移動端末装置からの信号に対してＡＧＣを行なう無線装置における利得制御方法であって、信号に対して信号のレベルに応じたＡＧＣを施すステップを備え、ＡＧＣを施すステップは、信号のレベルを目標値に低速に収束させる第１のフィードバックデータを供給する第１のステップと、信号のレベルを目標値に高速に収束させる第２のフィードバックデータを供給する第２のステップとを含み、新規移動端末装置からの信号が受信されているか否かを検出するステップと、検出結果に応じて、第１のフィードバックデータまたは第２のフィードバックデータを選択するステップとをさらに備える。
【００４４】
好ましくは、新規移動端末装置を検出するステップは、新規移動端末装置からの特定の信号を復調するステップと、復調手段によって復調された信号においてエラーが存在するか否かを判定し、エラーが存在しなければ新規移動端末装置からの信号が受信されていると判定するステップとを含む。
【００４５】
より好ましくは、エラーが存在するか否かを判定するステップは、復調された信号においてユニークワードエラーが存在しない場合に、新規移動端末装置からの信号を受信したと判定するステップを含む。
【００４６】
より好ましくは、エラーが存在するか否かを判定するステップは、復調された信号においてプリアンブル部のビット誤り数が所定の閾値以下であった場合に、新規移動端末装置からの信号を受信したと判定するステップを含む。
【００４７】
より好ましくは、ＡＧＣを施すステップは、信号のレベルを検出するステップを含み、信号のレベルを検出するステップは、受信信号の所定の区間において各ＩＱ信号の振幅値を計算し、振幅値のうち最大の振幅値を受信信号の受信レベルとするステップを含む。
【００４８】
より好ましくは、ＡＧＣを施すステップは、信号のレベルを検出するステップを含み、信号のレベルを検出するステップは、受信信号の所定の区間において各ＩＦ信号の振幅値を計算し、振幅値のうち最大の振幅値を受信信号の受信レベルとするステップを含む。
【発明の効果】
【００４９】
この発明によれば、フェージングや新規移動端末の信号受信などの影響によって受信レベルが大幅に変動する環境下においても、ＡＧＣの収束速度を適切に制御することによって、受信レベルを目標値に収束させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】この発明の実施の形態１による無線装置を機能的に説明する機能ブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１による利得制御方法を示すフロー図である。
【図３】この発明の実施の形態２による無線装置を機能的に説明する機能ブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態２による利得制御方法を示すフロー図である。
【図５】この発明の実施の形態３による無線装置を機能的に説明する機能ブロック図である。
【図６】この発明の実施の形態３による利得制御方法の一部を示すフロー図である。
【図７】この発明の実施の形態３および４による利得制御方法の一部を示すフロー図である。
【図８】この発明の実施の形態４による無線装置を機能的に説明する機能ブロック図である。
【図９】この発明の実施の形態４による利得制御方法を示すフロー図である。
【図１０】この発明の実施の形態５による無線装置を機能的に説明する機能ブロック図である。
【図１１】移動端末装置からの信号に対してＡＧＣを行なう従来の無線装置を機能的に説明するための機能ブロック図である。
【図１２】図１１に示した従来の無線装置においてＡＧＣの利得収束速度を適正化するための利得制御方法を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００５２】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による無線装置を機能的に説明する機能ブロック図であり、図２は、この発明の実施の形態１による利得制御方法を示すフロー図である。
【００５３】
図１に示す無線装置は、以下の点を除いて図１１に示した無線装置と同じである。すなわち、図１に示す無線装置は、図１１のメモリ９に代えてフェージング速度推定装置１０およびステップ定数判定器１１を備えている。
【００５４】
フェージング速度推定装置１０は、移動端末装置からの信号の受信応答ベクトルの相関値によって、フェージング速度の推定を行なう。
【００５５】
受信応答ベクトルは、フェージング速度推定装置１０によって次のように算出される。ここでは説明のため、所望の移動端末装置からの信号を２本のアンテナから構成されるアレイアンテナで受信する場合を考える。移動端末装置からの信号をＳ１（ｔ）、アンテナ１から受信された信号をＸ１（ｔ）、図示しない他のアンテナから受信された信号をＸ２（ｔ）、またアンテナ１の雑音成分をｎ１（ｔ）、他のアンテナの雑音成分をｎ２（ｔ）とする。
【００５６】
このときの各アンテナにおける受信信号は、以下のように表わされる：
Ｘ１（ｔ）＝ｈ１Ｓ１（ｔ）＋ｎ１（ｔ）
Ｘ２（ｔ）＝ｈ２Ｓ１（ｔ）＋ｎ２（ｔ）
ここで、ｈ１は所望の移動端末装置からアンテナ１までの伝搬路を表わし、ｈ２は所望の移動端末装置から他のアンテナまでの伝搬路を表わす、振幅と位相を含む複素表記されるパラメータである。
【００５７】
このとき、信号Ｓ１（ｔ）の受信応答ベクトルＨは次式で表わされる：
Ｈ＝［ｈ１、ｈ２］Ｔ（Ｔは転置）
ここでＳ１（ｔ）、およびｎ１（ｔ）、ｎ２（ｔ）について、いずれの間にも相関がないものとする。
【００５８】
また、参照信号ｒ１（ｔ）として信号Ｓ１（ｔ）を生成するものとし、受信信号Ｘ１（ｔ）に参照信号ｒ１＊（ｔ）（＊は複素共役）を乗じ、アンサンブル平均を取ることにより、次式に基づいてｈ１（ｔ）を算出する：
Ｅ［Ｘ１（ｔ）ｒ１（ｔ）］
＝Ｅ［Ｘ１（ｔ）Ｓ１（ｔ）］
＝Ｅ［ｈ１Ｓ１（ｔ）Ｓ１＊（ｔ）］＋Ｅ［ｎ１（ｔ）Ｓ１＊（ｔ）］
＝ｈ１Ｅ［Ｓ１（ｔ）Ｓ１＊（ｔ）］＋Ｅ［ｎ１（ｔ）Ｓ１＊（ｔ）］
≒ｈ１
ここで、同一信号間のアンサンブル平均は１、相関がない信号間のアンサンブル平均は略０となることから、Ｅ［Ｓ１（ｔ）Ｓ１＊（ｔ）］＝１、Ｅ［ｎ１（ｔ）Ｓ１＊（ｔ）］≒０である。
【００５９】
同様に、受信信号Ｘ２（ｔ）に参照信号ｒ１＊（ｔ）を乗じ、アンサンブル平均を取ることによりｈ２を算出する。これにより所望の移動端末装置からの信号Ｓ１（ｔ）の受信応答ベクトルＨが算出される。
【００６０】
以上のように、フェージング速度推定装置１０は、まず移動端末装置からの信号の受信応答ベクトルを計算し、計算した受信応答ベクトルに基づいてさらにフェージング速度を計算する。以下にフェージング速度の推定方法について説明する。
【００６１】
あるフレームにおける移動端末装置からの信号の受信応答ベクトルをＨ（ｆ）とし、次のフレームにおける移動端末装置からの受信応答ベクトルをＨ（ｆ＋１）とする。前述したとおり、受信応答ベクトルは移動端末装置から基地局までの伝搬路を表わすものである。フェージング速度が低速なときは伝搬路の変動が少ないので、Ｈ（ｆ）とＨ（ｆ＋１）は似た値となり、受信応答ベクトルの相関値は大きくなる。逆に、フェージング速度が高速のときは伝搬路の変動が激しいので、Ｈ（ｆ）とＨ（ｆ＋１）は異なる値となり、受信応答ベクトルの相関値は小さくなる。
【００６２】
そこで、複数のフェージング速度における、移動端末装置からの信号の受信応答ベクトルのフレーム間の相関値を予め求めておき、フェージング速度と受信応答ベクトルの相関値との対応表を格納したメモリ（図示せず）をフェージング速度推定装置１０に設けておく。実際の通信時においては、フェージング速度推定装置１０は、前述した方法によって移動端末装置からの信号の受信応答ベクトルを毎フレーム計算し、フレーム間における受信応答ベクトルの相関値を求める。その相関値から前述したフェージング速度との対応表を参照することによって、移動端末装置のフェージング速度を推定することができる。
【００６３】
ステップ定数判定器１１は、フェージング速度推定装置１０によって推定された移動端末装置のフェージング速度に応じて、最適なステップ定数を決定する。
【００６４】
フェージング速度に応じた最適なステップ定数は次のように決定される。まず、あるフェージング速度における移動端末装置からの信号の受信レベルをステップ定数を変化させながら所定のフレーム数だけ観測し、受信レベルが最も目標値に近く、分散の最も少ないステップ定数を、そのフェージング速度における最適なステップ定数とする。
【００６５】
以上の手順を複数のフェージング速度について行なうことで、フェージング速度と最適なステップ定数とが対応したテーブルを作成することができる。この対応テーブルを図示しないメモリ等に格納しておくことにより、ステップ定数判定器１１を構成することができる。ステップ定数判定器１１から読出されたステップ定数がフィードバックデータ計算機７に与えられる。
【００６６】
次に、図２を参照して、実施の形態１による利得制御方法について説明する。図２に示すフロー図は、以下の点で図１２に示した従来例のフロー図と異なっている。
【００６７】
まず、ステップＳ１０において、移動端末装置からの信号に基づいて受信応答ベクトルを計算する。
【００６８】
ステップＳ１１において、ステップＳ１０において計算された受信応答ベクトルに基づいてフェージング速度を計算する。
【００６９】
ステップＳ１２において、ステップＳ１１において計算されたフェージング速度に基づいてステップ定数を決定する。
【００７０】
以上のように、実施の形態１によれば、固定されたステップ定数ではなくフェージング速度に応じたステップ定数を決定することにより、フェージングの影響によってＡＧＣ増幅器２が非線形動作するのを防止することができる。
【００７１】
［実施の形態２］
図３は、この発明の実施の形態２による無線装置を機能的に説明する機能ブロック図であり、図４は、この発明の実施の形態２による利得制御方法を示すフロー図である。
【００７２】
まず、図３を参照して、アンテナ１から受信された信号はＡＧＣ増幅器２によって増幅され、直交検波器３によってＩＱ信号に変換された後メモリ４に格納される。
【００７３】
受信信号強度（以下、ＲＳＳＩ）を検出するＲＳＳＩ検出装置１６は、アンテナ１における移動端末装置からの信号のＲＳＳＩをリアルタイムに検出する。
【００７４】
フィードバックデータ変換装置１７は、ＲＳＳＩ検出装置１６によって検出された移動端末装置からの信号のＲＳＳＩから、それに対応したフィードバックデータを求める。フィードバックデータ切替装置１８は、受信開始時にフィードバックデータ変換装置１７の出力を選択してＡＧＣ増幅器２の利得制御入力に与えるよう動作する。これにより、ＡＧＣ利得の初期値が設定される。
【００７５】
フィードバックデータ変換装置１７は次のように構成される。移動端末装置からの信号のレベルを一定に保ちながらフィードバックデータを変化させ、ＡＧＣ増幅器２を通過後の信号の受信レベルが目標値となるようなフィードバックデータを求める。そして、一定に保つ移動端末装置からの信号のレベルをいくつか変化させながら、対応するフィードバックデータを求めることによって、ＲＳＳＩとフィードバックとの対応表を作成することができ、これを図示しないメモリ等に格納しておくことによって、フィードバックデータ変換装置１７を構成することができる。
【００７６】
受信レベル検出装置１２は、直交検波器３を通過した後のＩＱ信号によって、受信レベルを計算する。たとえば、初期値設定後から４サンプルの区間でＩＱ信号の振幅を計算し、その中で最大の振幅値をその瞬間における受信レベルとする。
【００７７】
フィードバックデータ計算機１３は、受信レベル検出装置１２によって求められた受信レベルとメモリ１５に格納されたステップ定数とによって、フィードバックデータを計算する。ここで、受信レベル検出装置１２によって求められた受信レベルをＰ＿ｍａｘとし、所定の目標値をＰ＿ｉｄｅａｌとし、ステップ定数をＳｔｅｐとしたときの、前フレームの受信時におけるフィードバックデータから次フレームの受信時におけるフィードバックデータへの変化量ΔＦＢは、以下によって計算することができる：
ΔＦＢ＝（Ｐ＿ｍａｘ−Ｐ＿ｉｄｅａｌ）／２Step
よって、前フレーム受信時のフィードバックデータの値をＦＢとすると、次フレームの受信時のフィードバックデータＦＢ’は、以下によって計算することができる：
ＦＢ’＝ＦＢ−ΔＦＢ
フィードバックデータ計算機１３によって計算されたフィードバックデータは一旦メモリに格納された後、フィードバックデータ切替装置１８を介してＡＧＣ利得増幅器２の利得制御入力に与えられる。ＡＧＣ増幅器２のＡＧＣ利得の初期値は適切に設定されているので、フィードバックデータは即座にＡＧＣへ反映される。
【００７８】
次に、図４を参照して、実施の形態２による利得制御方法について説明する。
【００７９】
まず、ステップＳ１３において、移動端末装置からの信号のアンテナ端におけるＲＳＳＩを検出する。
【００８０】
ステップＳ１４において、ステップＳ１３で検出されたＲＳＳＩからフィードバックデータへの変換を行なう。ＲＳＳＩとフィードバックデータとの対応表を格納したメモリを参照し、ステップＳ１３で検出されたＲＳＳＩに対応するフィードバックデータを取り出す。
【００８１】
ステップＳ１５において、ステップＳ１４で求められたフィードバックデータを即座にＡＧＣに反映させる。すなわち、ステップＳ１４で求められたフィードバックデータは初期値としてＡＧＣ増幅器２の利得制御入力に与えられる。
【００８２】
ステップＳ１６において、振幅の計算を開始するサンプルが何番目かを示すｓの設定を行なう。すなわち、ステップＳ１６においては、移動端末装置からの信号のバースト立ち上がりを検出したサンプルが何番目かを設定する。ここでは、バースト立ち上がりが４０サンプル目で検出されたとする。
【００８３】
ステップＳ１７において、ｊは移動端末装置からの受信レベルを検出することによってフィードバックデータが設定された回数を示す。
【００８４】
ステップＳ１８において、受信レベルを検出することによってフィードバックデータが設定された回数が３回以上であれば処理を終了し、そうでなければその後の処理へと移る。
【００８５】
ステップＳ１９において、現在のサンプルが移動端末装置からの信号の受信レベルの検出を行なうサンプル区間であるかどうかの判定を行なう。たとえば、ｓで指定されたサンプルから８サンプルの区間で受信レベルの検出を行なう場合には、これから振幅を計算しようとするサンプルがｓで指定されたサンプルから８サンプル目より前であれば、そのサンプルの振幅を計算する処理へと移り、そうでなければフィードバックデータを計算する処理へと移る。
【００８６】
ステップＳ２０において、当該シンボルの振幅を計算する。ＩＱ信号のＩ成分を２乗した値とＱ成分を２乗した値を加算する。ここでは処理を簡略化するために、上記加算値の平方根を求める処理は行なわない。
【００８７】
ステップＳ２１において、ステップＳ２０において計算された振幅Ａが、それまで蓄えられていた最大の振幅Ａ＿ｍａｘより大きいかを判定する。
【００８８】
ステップＳ２２において、ステップＳ２１でＡがＡ＿ｍａｘより大きいと判定された場合は、Ａ＿ｍａｘをＡに置き換える。
【００８９】
ステップＳ２３において、振幅を計算するサンプルを１つ後のサンプルへと進める。
【００９０】
ステップＳ２４において、ｓで指定されたサンプルから８サンプルの区間における最大の振幅値とステップ定数に基づいて、フィードバックデータの変化量を計算する。
【００９１】
ステップＳ２５において、次のフレームにおけるフィードバックデータを計算し、この計算されたフィードバックデータは即座にＡＧＣへ反映される。
【００９２】
ステップＳ２６において、次に振幅の計算を開始するサンプルの設定を行なう。
【００９３】
ステップＳ２７において、フィードバックデータが設定された回数の更新を行なう。
【００９４】
以上のように、実施の形態２によれば、受信開始時におけるＲＳＳＩに応じてＡＧＣ利得の初期値を設定することにより、フィードバック計算機１３およびフィードバックデータ変換装置１７によって計算されたフィードバックデータを即座にＡＧＣへ反映させることができる。
【００９５】
［実施の形態３］
図５は、この発明の実施の形態３による無線装置を機能的に説明する機能ブロック図であり、図６は、この発明の実施の形態３による利得制御方法の一部を示すフロー図であり、図７は、この発明の実施の形態３による利得制御方法の残りの部分を示すフロー図である。
【００９６】
まず、図５を参照して、ＲＳＳＩ検出装置１６は、図３に関連して説明したように、アンテナ１で受信された信号のＲＳＳＩを検出する。
【００９７】
フィードバックデータ切替装置１９は、移動端末装置からの信号のＲＳＳＩに応じて、受信開始時にフィードバックデータ変換装置１７から読出したフィードバックデータを初期値としてＡＧＣ増幅器２の利得制御入力へ与えるとともに、ＡＧＣ増幅器２の利得制御入力へと入力されるフィードバックデータを、受信レベルの収束が低速な第１利得制御フィードバック装置から、受信レベルの収束が高速な第２利得制御フィードバック装置へと切替える。たとえば、ＲＳＳＩが前のフレームに比べて２０ｄＢμＶ以上減少した場合、もしくは３ｄＢμＶ以上増加した場合に切替を行なう。
【００９８】
なお、第１利得制御フィードバック装置は、ＡＧＣ増幅器２、受信レベル検出装置６、フィードバックデータ計算機７、メモリ８、メモリ９から基本的に構成され、算出したフィードバックデータを次のフレームの受信値に適応する。また、第２利得制御フィードバック装置は、ＡＧＣ増幅器２、受信レベル検出装置１２、フィードバックデータ計算機１３、メモリ１４、メモリ１５から基本的に構成され、算出したフィードバックデータを即座に現在受信中のフレームに適応する。収束速度の差異は、メモリ９，１５に格納されるステップ定数の相違に起因する。
【００９９】
次に、図６および図７を参照して、実施の形態３による利得制御方法について説明する。
【０１００】
図６のステップＳ２８においては、ステップＳ１３において検出された移動端末装置からの信号のアンテナ端におけるＲＳＳＩのフレーム間の比較を行なう。このとき、１フレーム前の受信におけるＲＳＳＩを保存しておくことにより、現在のＲＳＳＩを比較し、その増加量が所定の閾値Ａ、たとえば５ｄＢμＶより大きい場合、もしくはその減少量が所定の閾値Ｂ、たとえば１０ｄＢμＶより大きい場合は、受信レベルが目標値に収束する速度が高速な利得制御（図７参照）を行ない、そうでない場合は、受信レベルが目標値に収束する速度が低速な利得制御（図６参照）を行なう。なお、図６の処理は図１２の従来例とほぼ同じで、図７の処理は図４の実施の形態２とほぼ同じである。したがって、これらの処理の説明は省略する。
【０１０１】
以上のように、実施の形態３によれば、ＲＳＳＩに応じてＡＧＣ増幅器２へのフィードバックデータを切替えることにより、ＡＧＣの利得収束速度を最適化することができる。
【０１０２】
［実施の形態４］
図８は、この発明の実施の形態４による無線装置を機能的に説明する機能ブロック図であり、図９は、この発明の実施の形態４による利得制御方法の一部を示すフロー図である。なお、図８に示す無線装置は、以下の点を除いて、図５に示した実施の形態３による無線装置と同じである。
【０１０３】
まず、図８を参照して、フィードバックデータ切替装置２０は、実施の形態２で説明したＲＳＳＩに基づくフィードバックデータの初期値の設定に加えて、新規移動端末装置からの信号を受信したと判定した場合に、受信レベルの収束速度が低速な第１利得制御フィードバック装置から、受信レベルの収束速度が高速な第２利得制御フィードバック装置へと切替える。
【０１０４】
新規移動端末装置からの信号受信の判定は以下のように行なう。新規移動端末装置からの信号が受信されているとみなしてそれを復調した結果、ユニークワードエラーなし、またはプリアンブル部のビット誤りの数が所定のビット数以下であった場合に、フィードバックデータ切替装置２０は新規移動端末装置からの信号を受信していると判定し、利得制御方法の切替を行なう。
【０１０５】
次に、図７および図９を参照して、実施の形態４による利得制御方法について説明する。
【０１０６】
図９のステップＳ２９において、新規移動端末装置からの信号が受信されているとみなした上で復調を行なう。
【０１０７】
ステップＳ３０においては、ステップＳ２９において復調された信号がユニークワードエラーなしの場合、またはプリアンブル部のビット誤り数が所定の閾値以下、たとえば２ビット以下であった場合に、受信レベルが目標値に収束する速度が高速な利得制御（図７参照）を行ない、そうでなかった場合は、受信レベルが目標値に収束する速度が低速な利得制御（図９参照）を行なう。なお、図７の処理は図４の実施の形態２とほぼ同じであり、図９の処理は図１２の従来例とほぼ同じである。したがって、これらの処理の説明は省略する。
【０１０８】
以上のように、実施の形態４によれば、新規移動端末からの信号を受信していると判定した場合に利得制御方法を切替えることにより、ＡＧＣの利得収束速度を最適化することができる。
【０１０９】
［実施の形態５］
図１０は、この発明の実施の形態５による無線装置を機能的に説明する機能ブロック図である。
【０１１０】
受信レベル検出装置２４は、直交検波器３を通過する前のＲＸＩＦ信号の振幅によって受信レベルを計算する。その他の処理は、実施の形態２による利得制御方法と同じである。なお、実施の形態１，３または４においても同様にＲＸＩＦ信号を用いて受信レベルを検出することができ、ＲＸＩＱ信号を用いた場合と同様の効果を得ることができる。
【０１１１】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１１２】
１  アンテナ、２  ＡＧＣ増幅器、３  直交検波器、４，８，９，１４，１５，２３  メモリ、５  復調回路、６，１２，２４  受信レベル検出装置、７，１３，２５  フィードバックデータ計算機、１０  フェージング速度推定装置、１１  ステップ定数判定器、１６  ＲＳＳＩ検出装置、１７  フィードバックデータ変換装置、１８，１９，２０  フィードバックデータ切替装置、２１  エラー判定機、２２  復調器。
【図１】
2012034405.tif 000003
【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】
2012034405.tif 000009
【図８】
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【図９】
2012034405.tif 000011
【図１０】
2012034405.tif 000012
【図１１】
2012034405.tif 000013
【図１２】
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