(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信信号を増幅する利得制御増幅器と、
受信信号から受信信号レベル信号を検出する受信信号レベル検出回路と、
前記受信信号レベル検出信号に従って前記利得制御増幅器の利得を制御するフィードフォワード利得制御回路と、
前記利得制御増幅器の増幅出力信号又は後段の出力信号を検出して前記利得制御増幅器の利得を制御するフィードバック利得制御回路と、
前記フィードフォワード利得制御回路による制御値を、前記フィードバック利得制御回路による制御値によって補正して、前記利得制御増幅器の利得を制御する制御手段とを備え、
前記フィードバック利得制御回路は、信号電力値の期待値Ｑを基準とし、Ｎは整数、ＳＴＥＰは正の数で段階的な信号のレベルとして、Ｎ×ＳＴＥＰ［ｄＢ］に対応する信号電力値をＱ×２Ｎとし、（Ｎ−１）×ＳＴＥＰ［ｄＢ］乃至Ｎ×ＳＴＥＰ［ｄＢ］に対応する信号電力値の複数の範囲の各々では、１つのパラメータで与えられる複数の略一定の制御値のうちの１つで利得制御を行うことを特徴とする自動利得制御装置。
【請求項２】
受信信号を増幅する利得制御増幅器と、
受信信号から受信信号レベル信号を検出する受信信号レベル検出回路と、
前記受信信号レベル検出信号に従って前記利得制御増幅器の利得を制御するフィードフォワード利得制御回路と、
前記利得制御増幅器の増幅出力信号又は後段の出力信号を検出して前記利得制御増幅器の利得を制御するフィードバック利得制御回路と、
前記フィードフォワード利得制御回路による制御値を、前記フィードバック利得制御回路による制御値によって補正して、前記利得制御増幅器の利得を制御する制御手段とを備え、
前記フィードバック利得制御回路は、信号電力値の期待値Ｑを基準とし、Ｎは整数、ＳＴＥＰは正の数で段階的な信号のレベルとして、Ｎ×ＳＴＥＰ［ｄＢ］に対応する信号電力値をＱ×２Ｎとし、（Ｎ−１／２）×ＳＴＥＰ［ｄＢ］乃至（Ｎ＋１／２）×ＳＴＥＰ［ｄＢ］に対応する信号電力値の複数の範囲の各々では、１つのパラメータで与えられる複数の略一定の制御値のうちの１つで利得制御を行うことを特徴とする自動利得制御装置。
【請求項３】
前記フィードバック利得制御回路は、検出した信号電力値を、ｄＢ比に対応させた信号電力値の期待値と比較して制御値を算出することを特徴とする請求項１又は２記載の自動利得制御装置。
【請求項４】
送信部と、受信信号レベルの変化を補償する自動利得制御装置を含む受信部とを有する無線通信機器において、
前記自動利得制御装置は、請求項１又は２に記載の自動利得制御装置を用いることを特徴とする無線通信機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話や無線ＬＡＮ等の無線通信システムに適用できる自動利得制御装置及びその自動利得制御装置を用いた無線通信機器に関し、特に、フィードフォワード利得制御方式とフィードバック利得制御方式を併用して構成され、受信電界強度レベルが時間的に変動する受信信号を適切なレベルに平滑化して復調器に入力するための自動利得制御（ＡＧＣ：Automatic Gain Control）の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の無線通信機器における受信回路では、受信信号のダイナミックレンジを大きく設定するために高周波段に可変アッテネータ（可変減衰器）を備えた構成を採ることが多かった。また、ＰＨＳ（Personal Handyphone System）の基地局などは、近年の高密度設置やユーザの増加に伴い、強い電波を受信しているが、この時の受信レベルが過大になった場合に対応できるようにするため、受信レベルのダイナミックレンジを伸長させる回路が必要になっている。
【０００３】
従来、受信系におけるアッテネータ及びＡＧＣ回路に代表される増幅器の利得制御は、ＲＦ信号及びＲＦ信号をダウンコンバートした中間周波数信号（ＩＦ信号）を、主に対数アンプで構成される受信レベル指示回路（以下、ＲＳＳＩ回路という）によって直流信号に変換した後、更に電流電圧変換を行って出力されるＲＳＳＩ出力信号（電圧信号）を読み取ることによって行われている。
【０００４】
一方、無線通信システムにおいて、端末や周囲の移動体が移動することにより、フェージングが発生し、受信信号レベルは５０〜６０ｄＢ程度の大きな変動となる。それによって、復調誤りやＡ／Ｄ変換による量子化誤差増加等の問題が生じる。したがって、受信信号レベルの変化を補償する自動利得制御装置が必要となる。また、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access：符号分割多元接続）、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex）等の同一時刻に広帯域の周波数帯城を使用して通信を行う無線通信装置において出力を一定に保つ自動利得制御装置が必要である。
【０００５】
従来の自動利得制御装置は、フィードバック利得制御方式が最も多く、またＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）を用いたフィードフォワード利得制御方式も知られている。
従来の無線通信機器におけるＲＦ増幅、ＩＦ増幅、ベースバンド増幅等において、広く用いられている自動利得制御方式として、例えば特開平８−２９３７４８号及び特開平１０−５６３４３号公報に記載の自動利得制御装置がある。
【０００６】
図８は、従来の自動利得制御装置の構成を示す図である。
図８において、自動利得制御装置は、受信信号を増幅するＡＧＣアンプ（利得制御増幅器）１と、受信信号レベル検出部（ＲＳＳＩ回路）２と、受信信号レベル検出部（ＲＳＳＩ回路）２による受信信号レベル検出信号に従ってＡＧＣアンプ１の利得を制御するフィードフォワード利得制御回路（ＦＦ）３と、ＡＧＣアンプ１の増幅出力信号又は後段の復調器６等の出力信号を検出してＡＧＣアンプ１の利得を制御するフィードバック利得制御回路（ＦＢ）４と、フィードフォワード利得制御回路（ＦＦ）３による制御値を、フィードバック利得制御回路４による制御値によって補正して、ＡＧＣアンプ１の利得を制御する制御部５とを備えて構成される。
制御部５は、フィードフォワード利得制御回路３及びフィードバック利得制御回路４からの制御値を基に、ＡＧＣアンプ１の利得制御値を読出す制御テーブルを設けることができる。
【０００７】
受信信号は、受信信号レベル検出部（ＲＳＳＩ回路）２に入力され、受信信号レベル検出部（ＲＳＳＩ回路）２からは受信信号レベルを示すＲＳＳＩ信号が出力される。このＲＳＳＩ信号に従って、フィードフォワード利得制御回路（ＦＦ）３においてＡＧＣアンプ１の利得を制御する制御値を算出する。制御部５では、フィードフォワード利得制御回路（ＦＦ）３による制御値を、フィードバック利得制御回路（ＦＢ）４による制御値によって補正し、ＡＧＣアンプ１の利得を制御する。フィードバック利得制御回路（ＦＢ）４では、ＡＧＣアンプ１の増幅出力信号又は後段の復調器６等の出力信号を検出してＡＧＣアンプ１の利得を制御する制御値を出力する。
【０００８】
上記各公報記載の自動利得制御装置はいずれも、フィードフォワード利得制御方式とフィードバック利得制御方式を併用し、フィードフォワード利得制御方式とフィードバック利得制御方式とを組合せることで、応答特性を改善すると共に高精度の利得制御を可能にしている。
特に、特開平１０−５６３４３号公報記載の装置では、１回目はフィードフォワード利得制御方式で粗調整し、２回目以降はフィードフォワード利得制御方式で求めた制御値は固定し、フィードバック利得制御方式を用いて微調整している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の自動利得制御装置にあっては、以下のような問題点があった。
すなわち、フィードバック利得制御方式では、実際の信号電力値と期待値の差分を求め、その差分に対応した制御値を、一般的には制御テーブルを用いて変換している。使用するＲＳＳＩ回路及びＡＧＣアンプ等は、それぞれの部品によって入力電力レベルが異なるため、部品を変更するたびにＡＧＣアンプの制御テーブルを修正する必要があった。また、仕様の変更時にいずれかの入力レベルが変更される場合も、制御テーブルを修正しなければならないという欠点があった。
【００１０】
図９は、従来例の電力値を用いた補正値の説明図である。
また、実際の信号電力値と期待値の差分に対応して、図９に示すような細かな利得制御値が算出される。
ところで、ＡＧＣアンプは真数の制御電圧に対してｄＢで利得が変化するため、電力が期待値の何倍か、あるいは何分の１かという情報が必要となる。このため、細かな利得制御値を、ｄＢ値で規定されているＡＧＣアンプの特性に合わせるためには、制御テーブルに不必要な精度が含まれるという問題があった。
【００１１】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、アナログ部品や要求仕様の変更に伴う、制御テーブル等の更新のための回路の変更をする必要がなく、様々なシステムへの対応も可能な自動利得制御装置及び無線通信機器を提供することを目的とする。
また、本発明は、期待値近傍の信号電力値においてフィードバック制御による領域内での誤差の増加を避け、制御テーブルなしにＡＧＣ残留誤差を一定ｄＢ内で実現できる自動利得制御装置及び無線通信機器を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の自動利得制御装置は、受信信号を増幅する利得制御増幅器と、受信信号から受信信号レベル信号を検出する受信信号レベル検出回路と、前記受信信号レベル検出信号に従って前記利得制御増幅器の利得を制御するフィードフォワード利得制御回路と、前記利得制御増幅器の増幅出力信号又は後段の出力信号を検出して前記利得制御増幅器の利得を制御するフィードバック利得制御回路と、前記フィードフォワード利得制御回路による制御値を、前記フィードバック利得制御回路による制御値によって補正して、前記利得制御増幅器の利得を制御する制御手段とを備え、前記フィードバック利得制御回路は、信号電力値の期待値を基準として（Ｎ−１）×ＳＴＥＰ［ｄＢ］乃至Ｎ×ＳＴＥＰ［ｄＢ］（Ｎは整数、ＳＴＥＰは正の数で段階的な信号のレベル）に対応する信号電力値の範囲内では略一定の制御値で利得制御を行うことを特徴としている。
【００１３】
本発明の自動利得制御装置は、受信信号を増幅する利得制御増幅器と、受信信号から受信信号レベル信号を検出する受信信号レベル検出回路と、前記受信信号レベル検出信号に従って前記利得制御増幅器の利得を制御するフィードフォワード利得制御回路と、前記利得制御増幅器の増幅出力信号又は後段の出力信号を検出して前記利得制御増幅器の利得を制御するフィードバック利得制御回路と、前記フィードフォワード利得制御回路による制御値を、前記フィードバック利得制御回路による制御値によって補正して、前記利得制御増幅器の利得を制御する制御手段とを備え、前記フィードバック利得制御回路は、信号電力値の期待値を基準として（Ｎ−１／２）×ＳＴＥＰ［ｄＢ］乃至（Ｎ＋１／２）×ＳＴＥＰ［ｄＢ］（Ｎは整数、ＳＴＥＰは正の数で段階的な信号のレベル）に対応する信号電力値の範囲内では略一定の制御値で利得制御を行うことを特徴としている。
【００１４】
また、前記フィードバック利得制御回路は、検出した信号電力値を、ｄＢ比に対応させた信号電力値の期待値と比較して制御値を算出するものであってもよい。
また、本発明の無線通信機器は、送信部と、受信信号レベルの変化を補償する自動利得制御装置を含む受信部とを有する無線通信機器において、前記自動利得制御装置は、請求項１又は２に記載の自動利得制御装置を用いることを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な自動利得制御装置及び無線通信機器の実施の形態について詳細に説明する。
【００１６】
まず、本発明の基本原理について説明する。
図１及び図２は、本発明の原理説明図であり、図１は片対数の場合の原理説明図、図２は両対数の場合の原理説明図である。
ＡＧＣアンプは、真数の制御電圧に対してｄＢで利得が変化するため、実際に必要な精度は、図１及び図２に示すようになる。
【００１７】
そこで本発明では、信号電力値の期待値Ｑと、実際に必要な精度に対応した値ｘの２つのみをパラメータで与え、信号電力値Ｐが期待値Ｑと、Ｎ×ＳＴＥＰ［ｄＢ］（Ｎは整数、ＳＴＥＰは正の数で段階的な信号のレベル）に対応する信号電力値の範囲でどれだけ違うかを調べる。
【００１８】
例えば、０ＳＴＥＰ・１ＳＴＥＰ・２ＳＴＥＰに対応する信号電力値をＱ・２Ｑ・４Ｑとすると、Ｑ≦Ｐ＜２Ｑであれば−ｘを、また２Ｑ≦Ｐ＜４Ｑであれば−３ｘを、それぞれ補正値としてＡＧＣアンプの制御を行う。したがって、部品が変わってもＱとｘだけを与え直せば良い。
【００１９】
第１の実施の形態
図３は、上記基本原理に基づく本発明の第１の実施の形態の自動利得制御装置の構成を示す図である。本実施の形態の説明にあたり、図８と同一構成部分には同一符号を付している。
図３において、自動利得制御装置１０は、受信信号を増幅するＡＧＣアンプ１（利得制御増幅器）と、受信信号から受信信号レベル信号を検出する受信信号レベル検出部（ＲＳＳＩ回路）２（受信信号レベル検出回路）と、受信信号レベル検出部（ＲＳＳＩ回路）２による受信信号レベル検出信号に従ってＡＧＣアンプ１の利得を制御するフィードフォワード利得制御回路（ＦＦ）３と、ＡＧＣアンプ１の増幅出力信号又は後段の復調器６等の出力信号を検出してＡＧＣアンプ１の利得を制御するフィードバック利得制御回路（ＦＢ）１１と、フィードフォワード利得制御回路（ＦＦ）３による制御値を、フィードバック利得制御回路（ＦＢ）１１による制御値によって補正して、ＡＧＣアンプ１の利得を制御する制御部１２（制御手段）とを備えて構成される。
フィードバック利得制御回路（ＦＦ）１１は、期待値Ｑを基準として（Ｎ−１）×ＳＴＥＰ［ｄＢ］〜Ｎ×ＳＴＥＰ［ｄＢ］に対応する信号電力値の範囲内では一定である補正値により利得制御を行う。
【００２０】
以下、上述のように構成された自動利得制御装置の動作を説明する。まず、自動利得制御装置１０の全体動作について述べる。
受信信号は、受信信号レベル検出部（ＲＳＳＩ回路）２に入力され、受信信号レベル検出部（ＲＳＳＩ回路）２からは受信信号レベルを示すＲＳＳＩ信号が出力される。このＲＳＳＩ信号に従って、フィードフォワード利得制御回路（ＦＦ）３においてＡＧＣアンプ１の利得を制御する制御値を算出する。
【００２１】
制御部１２では、ＲＳＳＩ信号値を一次変換することによる利得粗調整を行った後、信号電力値をｄＢ比に対応させた信号電力値の期待値Ｑと比較して補正値を求め、粗調整時の制御値を補正する利得微調整を行うことにより、ＡＧＣアンプ１の利得を制御する。フィードバック利得制御回路（ＦＢ）１１では、ＡＧＣアンプ１の増幅出力信号又は後段の復調器６等の出力信号を検出してＡＧＣアンプ１の利得を制御する制御値を出力する。このフィードバック利得制御回路（ＦＢ）１１による微調整においては、期待値を基準として（Ｎ−１）×ＳＴＥＰ［ｄＢ］〜Ｎ×ＳＴＥＰ［ｄＢ］に対応する信号電力値の範囲内では略一定の補正値で利得制御が行われる。これにより、積分結果と期待値の差分をｄＢ値で得ることができ、制御テーブルなしにＡＧＣ残留誤差を一定ｄＢ内で実現できる。
【００２２】
図４は、自動利得制御装置の利得制御動作を示すフローチャートであり、図中破線で囲んだ部分はフィードバック（ＦＢ）利得制御を示す。また、図中Ｓはフローの各ステップである。
まず、ステップＳ１で所定のレベル以上の信号を受信したか否かを判別し、所定のレベル以上の信号を受信したことが検出されると、ステップＳ２で変数ｎを初期化し（ｎ＝０）、ステップＳ３でフィードフォワード利得制御回路（ＦＦ）３によりＡＧＣアンプ１の利得粗調整を行う。例えば、利得制御信号Ｃ0は、ＲＳＳＩ信号をｒとすると、フィードフォワード利得制御回路（ＦＦ）３により次式（１）により算出される。制御部１２は、フィードフォワード利得制御回路（ＦＦ）３による制御値によりＡＧＣアンプ１に対し利得指示を行う。
Ｃ0＝Ｎmul×ｒ＋Ｎsub                                …（１）
Ｎmul及びＮsubは、ＡＧＣアンプ１とＲＳＳＩ回路２の特性の違いにより与える。
【００２３】
上記ステップＳ３でフィードフォワード利得制御による粗調整を行った後、ステップＳ４でｎをインクリメントして（ｎ＝ｎ＋１）、フィードバック（ＦＢ）利得制御による利得微調整に移行する。
まず、ステップＳ５で受信電力を検出する。具体的には、受信信号は、ＡＧＣアンプ１により所定のレベルだけ増幅され、復調器６に入力される。復調器６に入力された信号は、復調器６内部の図示しないＡ／Ｄ変換器によりディジタル化され、従来公知の受信電力算出方法、例えば一定期間の２乗値の平均値より信号電力値Ｐの算出が行われる。次いで、ステップＳ６で算出された信号電力値Ｐと信号電力値の期待値Ｑとの誤差を判定する。この誤差判定は、ステップＳ７〜ステップＳ１１で算出された信号電力値Ｐと期待値ＱのｄＢ比のどの位置にあるかにより判定する。すなわち、ステップＳ７で信号電力値Ｐと期待値Ｑとを比較し、Ｐ＜ＱのときはステップＳ８で信号電力値Ｐと期待値Ｑの１／２倍とを比較し、Ｐ≧１／２×ＱのときはステップＳ９で信号電力値Ｐと期待値Ｑの１／４倍とを比較する。また、上記ステップＳ７でＰ≧ＱのときはステップＳ１０で信号電力値Ｐと期待値Ｑの２倍とを比較し、Ｐ≧２ＱのときはステップＳ１１で信号電力値Ｐと期待値Ｑの４倍とを比較する。各ステップＳ９〜ステップＳ１１の比較結果から、ステップＳ１２〜ステップＳ１７にそれぞれ進み、各ステップＳ１２〜ステップＳ１７において前記利得制御信号Ｃ0を補正する利得制御信号Ｃnを算出してステップＳ４に戻る。
【００２４】
例えば、図１及び図２に示すように、信号のレベルＳＴＥＰ［ｄＢ］を３ｄＢとし、２ＳＴＥＰ、１ＳＴＥＰ、０ＳＴＥＰ、−１ＳＴＥＰ、−２ＳＴＥＰに対応する、期待値Ｑの４倍、２倍、１倍、１／２倍、１／４倍の信号電力値を境にした領域を設定する。いま、ここで設定したＳＴＥＰの半分である１．５ｄＢに相当するレベルをｘとすると、それぞれの領域に対応する補正値は、−ｘ×５、−ｘ×３、−ｘ×１、ｘ×１、ｘ×３、ｘ×５と表すことができる。算出された信号電力値ＰがＱ≦Ｐ≦２Ｑにある場合は、補正値である１．５ｄＢ分のレベルｘを前記ディジタル化された利得制御信号Ｃ0から減算し、これを利得制御信号Ｃnとする。この利得制御信号Ｃnは、制御部１２内部の図示しないＤ／Ａ変換器によってアナログ信号に変換された後、ＡＧＣアンプ１に対し利得指示を行う。
【００２５】
上記フィードバック利得制御による利得微調整を繰り返し、ＡＧＣアンプ１に対する利得指示を行う。
ここで、本実施の形態では、図１及び図２に示すように、信号電力値Ｐの期待値Ｑが２倍（３ｄＢ）というようにＳＴＥＰが整数である例を示したが、必ずしも整数である必要はなく、２．５ｄＢ単位のように任意の正の数であれば良い。
【００２６】
以上説明したように、本実施の形態に係る自動利得制御装置１０は、受信信号を増幅するＡＧＣアンプ１と、受信信号から受信信号レベル信号を検出するＲＳＳＩ回路２と、ＲＳＳＩ回路２による受信信号レベル検出信号に従ってＡＧＣアンプ１の利得を制御するフィードフォワード利得制御回路（ＦＦ）３と、ＡＧＣアンプ１の増幅出力信号又は後段の復調器６等の出力信号を検出してＡＧＣアンプ１の利得を制御するフィードバック利得制御回路（ＦＢ）１１と、フィードフォワード利得制御回路（ＦＦ）３による制御値を、フィードバック利得制御回路（ＦＢ）１１による制御値によって補正して、ＡＧＣアンプ１の利得を制御する制御部１２とを備え、フィードバック利得制御回路（ＦＢ）１１は、期待値を基準として（Ｎ−１）×ＳＴＥＰ［ｄＢ］〜Ｎ×ＳＴＥＰ［ｄＢ］に対応する信号電力値の範囲内では一定である制御値で利得制御を行い、制御部１２は、ＲＳＳＩ信号値を一次変換することによる利得粗調整を行った後、フィードバック利得制御回路（ＦＢ）１１による信号電力値を用いた利得微調整を行ってＡＧＣアンプ１の利得を制御するので、積分結果と期待値の差分をｄＢ値で得ることができ、制御テーブルなしにＡＧＣ残留誤差を一定ｄＢ内で実現することができる。
【００２７】
すなわち、従来例では、受信信号から求めた利得制御値を、ｄＢ値で規定されているＡＧＣアンプの特性に合わせるためには、フィードフォワード利得制御回路及び前記フィードバック利得制御回路からの制御値を基に、ＡＧＣアンプの利得制御値を読出す制御テーブルが必要であり、かつ、この制御テーブルは、図９に示すように不必要あるいは必要以上の精度が含まれていたため、低コスト化が図れなかった。また、使用するＲＳＳＩ回路２及びＡＧＣアンプ１等は、それぞれの部品によって入力電力レベルが異なるため、仕様や部品を変更するたびに制御テーブルを修正する必要があった。これに対して本実施の形態では、フィードバック利得制御回路（ＦＢ）１１が、図２に示すように信号電力値の期待値Ｑと、実際に必要な精度に対応した値ｘの２つのみをパラメータで持ち、信号電力値Ｐが期待値Ｑと、Ｎ×ＳＴＥＰ［ｄＢ］に対応する信号電力値の範囲でどれだけ違うかにより利得制御信号Ｃnを算出しているので、制御テーブルなしにＡＧＣ残留誤差を一定ｄＢ内で実現できるとともに、部品が変わってもＱとｘだけを与え直せば良いので部品や要求仕様の変更に伴う回路変更が不要になる。
【００２８】
第２の実施の形態
第１の実施の形態では、フィードバック利得制御回路（ＦＢ）１１において信号電力値が期待値に極めて近い場合にも、期待値の両側のいずれかの領域にあると判定されるため、補正値がｘあるいは−ｘとなりｘｄＢのＳＴＥＰ幅内での誤差が増加する場合が考えられる。
本実施の形態は、期待値近傍の信号電力値においてフィードバック制御によるＳＴＥＰ幅内での誤差の増加を避けることができる例について説明する。
【００２９】
図５は、本発明の第２の実施の形態の両対数の場合の原理説明図である。また、本実施の形態の自動利得制御装置のハード的構成は図３と同様である。
本実施の形態は、図３に示すフィードバック利得制御回路（ＦＢ）１１が、期待値を基準として（Ｎ−１／２）×ＳＴＥＰ［ｄＢ］〜（Ｎ＋１／２）×ＳＴＥＰ［ｄＢ］（Ｎは整数、ＳＴＥＰは正の数で段階的な信号のレベル）に対応する信号電力値の範囲内では一定である補正値により利得制御を行う。
【００３０】
図６は、本実施の形態の自動利得制御装置の利得制御動作を示すフローチャートであり、図４のフローと同一処理を示すステップには同一符号を付して重複箇所の説明は省略する。
ステップＳ６で算出された信号電力値Ｐと信号電力値の期待値Ｑとの誤差を判定する。この誤差判定は、ステップＳ２１〜ステップＳ２４で算出された信号電力値Ｐと期待値ＱのｄＢ比のどの位置にあるかにより判定する。
【００３１】
例えば、図５に示すように、ＳＴＥＰ［ｄＢ］を３ｄＢとし、期待値Ｑを基準として−７．５ｄＢ、−４．５ｄＢ、−１．５ｄＢ、＋１．５ｄＢ、＋４．５ｄＢ、＋７．５ｄＢの信号電力値を境にした領域を設定する。それぞれの領域に対応する補正値は、ＳＴＥＰ×２、ＳＴＥＰ×１、ＳＴＥＰ×０、−ＳＴＥＰ×１、−ＳＴＥＰ×２と表すことができる。
【００３２】
まず、ステップＳ２１で信号電力値Ｐが１．５ｄＢ以上か否かを判別し、Ｐ≧１．５ｄＢのときはステップＳ２２で信号電力値Ｐが４．５ｄＢ以上か否かを判別する。また、上記ステップＳ２１でＰ＜１．５ｄＢときはステップＳ２３で信号電力値Ｐが−１．５ｄＢ以上か否かを判別し、Ｐ＜−１．５ｄＢのときはステップＳ２４で信号電力値Ｐが−４．５ｄＢ以上か否かを判別する。
各ステップＳ２２〜ステップＳ２４の比較結果から、ステップＳ２５〜ステップＳ２９にそれぞれ進み、各ステップＳ２５〜ステップＳ２９において前記利得制御信号Ｃ0を補正する利得制御信号Ｃnを算出してステップＳ４に戻る。
【００３３】
ここでは、算出された信号電力値Ｐが−４．５ｄＢ〜−１．５ｄＢの領域にある場合は、補正値であるＳＴＥＰの３ｄＢを前記ディジタル化された利得制御信号Ｃ0に加算し、これを利得制御信号Ｃnとする。また、算出された信号電力値Ｐが−４．５ｄＢ〜＋１．５ｄＢの領域にある場合は、前記ディジタル化された利得制御信号Ｃ0に加算される補正値は０となり、利得制御信号Ｃn＝Ｃ0となる。
この利得制御信号Ｃｎは、制御部１２内部のＤ／Ａ変換器によってアナログ信号に変換された後、ＡＧＣアンプ１に対し利得指示を行う。
【００３４】
また、上記フローで説明したように、本フィードバック利得制御による利得微調整を繰り返し、ＡＧＣアンプ１に対する利得指示を行う。
ここで、本実施の形態では、ＳＴＥＰ＝３ｄＢというようにＳＴＥＰが整数である例を示したが、必ずしも整数である必要はなく、２．５ｄＢ単位のように任意の正の数であれば良い。
【００３５】
以上説明したように、本実施の形態に係る自動利得制御装置は、フィードバック利得制御回路（ＦＢ）１１が、期待値を基準として（Ｎ−１／２）×ＳＴＥＰ［ｄＢ］〜（Ｎ＋１／２）×ＳＴＥＰ［ｄＢ］に対応する信号電力値の範囲内では一定である補正値により利得制御を行うので、図２と図５を比較して明らかなように、期待値Ｑ近傍の信号電力値においてフィードバック制御による領域内での誤差の増加を避けることができ、また第１の実施の形態と同様に制御テーブルなしにＡＧＣ残留誤差を一定ｄＢ内で実現することができる。
【００３６】
第３の実施の形態
図７は本発明の第３の実施の形態の自動利得制御装置を用いた無線通信機器の構成を示す図である。本実施の形態に係る無線通信機器は、自動車電話や携帯電話等の移動端末機に適用した例である。
【００３７】
図７の移動端末機２０の要部において、２１は送信部、２２は受信部、２３は各部を制御する送受制御部、２４は共用器、２５はアンテナ、２６はベースバンド部、２７は送話器、２８は受話器、２９は液晶パネル等による表示器、３０は各種のファンクションキー等を含むダイヤルキー、１は受信信号を増幅するＡＧＣアンプ（利得制御増幅器）、２は受信信号レベル検出部（ＲＳＳＩ回路）、３は受信信号レベル検出信号に従ってＡＧＣアンプ１の利得を制御するフィードフォワード利得制御回路（ＦＦ）、１１はＡＧＣアンプ１の増幅出力信号又は後段の復調器６等の出力信号を検出し、期待値Ｑを基準として（Ｎ−１）×ＳＴＥＰ［ｄＢ］〜Ｎ×ＳＴＥＰ［ｄＢ］に対応する信号電力値の範囲内で一定である利得制御を行ってＡＧＣアンプ１の利得を制御するフィードバック利得制御回路（ＦＢ）、１２はフィードフォワード利得制御回路（ＦＦ）３による制御値を、フィードバック利得制御回路（ＦＢ）１１による制御値によって補正して、ＡＧＣアンプ１の利得を制御する制御部である。
【００３８】
受信部２２は、フィードフォワード利得制御回路（ＦＦ）３による制御値を、フィードバック利得制御回路（ＦＢ）１１による制御値によって補正した利得制御値により、ＡＧＣアンプ１を制御する構成を含み、フェージングによって急激に変動する受信信号レベルに対しても通従してＡＧＣアンプ１の利得を制御できるものである。したがって、移動端末機が高速移動する場合における高速フェージングに対しても、利得制御の高速応答性によって安定な受信信号として処理することができる。
また、受信部２２の自動利得制御装置は、前述の各実施の形態を適用できるものである。
【００３９】
以上説明したように、本実施の形態に係る無線通信機器は、受信部２２内の自動利得制御装置に、第１及び第２の実施の形態に係る自動利得制御装置を用いているので、受信信号レベル検出信号を用いたフィードフォワード利得制御回路３による制御値を、フィードバック利得制御回路１１による制御値によって補正した利得制御値によってＡＧＣアンプ１を制御するものであり、フィードフォワード利得制御回路（ＦＦ）３による制御値によってフェージングに対して追従して利得を制御し、かつフィードバック利得制御回路（ＦＢ）１１による制御値によって補正することにより、高精度の利得制御が可能となり、安定な受信処理が可能となる。このような特徴を有する無線通信機器を、自動車電話や携帯電話機等の移動端末装置に適用すれば、高速移動を行う場合のフェージングに対しても安定な受信が可能となる。
【００４０】
なお、上記各実施の形態に係る自動利得制御装置では、無線通信装置の受信部に適用した例であるが、受信レベルを調整するものであればどのような装置に用いてもよく、例えば無線及び有線の送受信機、中継器、ＴＶの映像検波回路等の各種制御装置の利得調整部等に適用できることは言うまでもない。特に、ＣＤＭＡ、ＯＦＤＭ等の同一時刻に広帯域の周波数帯城を使用して通信を行う無線通信装置に用いられる利得制御装置に適用して好適である。
また、上記各実施の形態では、自動利得制御装置及び無線通信機器の名称を用いているが、これは説明の便宜上であり、例えば復調回路、ＡＧＣ方式、移動端末等でもよく、また、通信装置等の一部に組み込まれたものであってもよい。
【００４１】
また、ＡＧＣアンプは、中間周波信号を増幅する場合について示しているが、他の周波数段階の信号を増幅する場合にも適用可能であり、また変調方式は、直交変調のみでなく、各種の変調方式を適用できることは勿論である。さらに演算機能や判定機能等は、マイクロプロセッサの演算処理機能を利用して容易に実現することも可能である。すなわち、フィードフォワード利得制御回路（ＦＦ）３やフィードバック利得制御回路（ＦＢ）１１の演算処理部分の機能をマイクロプロセッサによって実現することができる。
【００４２】
また、上記各実施の形態では、ディジタル制御により受信レベルを調整する手段について説明したが、フィードバック利得制御回路が、信号電力値をｄＢ比に対応させた信号電力値の期待値と比較して制御値を算出するものであれば、処理方法は各種の変形が可能である。
さらに、上記自動利得制御装置を構成する増幅器、制御部等の種類、数などは上述した各実施の形態に限られない。
【００４３】
【発明の効果】
以上、詳述したように、本発明によれば、アナログ部品や要求仕様の変更に伴う、制御テーブル等の更新のための回路の変更をする必要がなく、様々なシステムへの対応も可能である。また、積分結果と期待値の差分を容易にｄＢ値で得ることができ、制御テーブルなしにＡＧＣ残留誤差を一定ｄＢ内で実現することができる。
【００４４】
また、期待値近傍の信号電力値においてフィードバック制御による領域内での誤差の増加を避け、制御テーブルなしにＡＧＣ残留誤差を一定ｄＢ内で実現することができる。
さらに、フィードフォワード利得制御回路による制御値によって高速レイリーフェージングに対して追従して利得を制御し、かつフィードバック利得制御回路３による制御値によって補正することにより、高精度の利得制御が可能となり、安定な受信処理が可能な無線通信機器を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の片対数の場合の原理説明図である。
【図２】本発明の両対数の場合の原理説明図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の自動利得制御装置の構成を示す図である。
【図４】本実施の形態の自動利得制御装置の利得制御動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２の実施の形態の両対数の場合の原理説明図である。
【図６】本実施の形態の自動利得制御装置の利得制御動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第３の実施の形態の自動利得制御装置を用いた無線通信機器の構成を示す図である。
【図８】従来の自動利得制御装置の構成を示す図である。
【図９】従来例の電力値を用いた補正値の説明図である。
【符号の説明】
１  ＡＧＣアンプ（利得制御増幅器）
２  受信信号レベル検出部（ＲＳＳＩ回路）（受信信号レベル検出回路）
３  フィードフォワード利得制御回路（ＦＦ）
１０  自動利得制御装置
１１  フィードバック利得制御回路（ＦＢ）
１２  制御部（制御手段）
２０  移動端末機（無線通信機器）
２１  送信部
２２  受信部
２３  送受制御部
２４  共用器
２５  アンテナ
２６  ベースバンド部
２７  送話器
２８  受話器
２９  表示器
３０  ダイヤルキー
【図１】
0004012717.tif 000002
【図２】
0004012717.tif 000003
【図３】
0004012717.tif 000004
【図４】
0004012717.tif 000005
【図５】
0004012717.tif 000006
【図６】
0004012717.tif 000007
【図７】
0004012717.tif 000008
【図８】
0004012717.tif 000009
【図９】
0004012717.tif 000010