(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バースト状に送信されたディジタル・データのパケットに対応する信号を受信する受信機（１）のための利得制御方法であって、利得調整手段（５）を有する前記受信機は、アナログ信号をディジタル信号に変換する前に、受信した信号から取得したアナログ信号のレベルを調整することが可能であり、各バーストがプレアンブルを有し、総てのバーストに共通する開始部が特定の２系列のシンボルを有し、変換の後の特定の時間においてシンボルの連続送信のためにクロック・レートが用意され、当該方法は：
_  前記受信機に設定された受信範囲内で与えられた最弱の信号でさえも考慮することを可能にする、高い待ち受けレベルに対する利得の事前調整を行い、前記事前調整部がバーストの受信の後に続いて実行され、新たなバーストのプレアンブル・スタート・シンボルの特定のシーケンスを前記受信機によって受信する場合に実行される利得調整の間に待機し；
_  変換後に取得されるような、前記プレアンブル・スタート・シンボルから決定された信号の電力値に依存する利得の調整を行い、この調整は、バースト・プレアンブルの開始時に計画的に登場する前記２系列の一部を形成する少なくとも１つのシンボル・シーケンスに関する新たなバーストの開始における認定に依存し、認定されたシーケンスを構成するシンボルの後に到来する前記系列の一部分であるところのシンボルに予定された期間に実行されるように制御され；
_  前記利得が、前記認定に依存して２つの位相で調整され、バーストの開始時において、一方はバースト・プレアンブルの開始時において予定されたシンボルの２系列の第１のものの中にあり、他方はこれら２つの系列の第２のものの中に計画的に登場し、
_  ２つのシーケンスの第１のものの認定に依存して、第１位相は、受信した信号が過剰な電力に起因して打ち切られるよう判定された場合の打ち切られていない信号、又は受信した信号が弱いと判定された場合に事前に選択された予定されたレベル近辺の信号により得られるレベルに対する利得調整になり；
_  第２位相は、２つのシーケンスの第２のものの認定に続いて実行され、予定されるバックオフ・レベルまでの微細な利得調整となり、
これら２つの位相の各々に対応する調整が制御され、シーケンスを形成するシンボルの後に到来するシンボルに関して予定されるシンボル期間の間に実行され、前記シーケンスが包含されるシンボルの系列における調整が行われることを特徴とする方法。
【請求項２】
利得の近似的な調整が、バースト・プレアンブル中の第１系列の５つの内最初の４シンボルより成るシーケンスの第１受信シンボルにおける認定中に実行され、微調整が、同一のバースト・プレアンブル中の第１系列に続く第２系列の５つの内の４シンボルより成るシーケンスの認定中に実行され、近似的な調整は、第１系列の最初の５シンボルの最後の期間に実行することが許容され、微調整は、第２系列の５シンボルの最後の期間に実行することが許容されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
ディジタル信号に対応する数値を二乗することにより、アナログ信号の変換により得られるディジタル信号から、電力が判定されることを特徴とする請求項１又は２の何れか１項に記載の方法。
【請求項４】
バースト・プレアンブルのシンボルの最初の２系列に行われる２つのシーケンスの認定が、各シーケンスに関する相関によって実行されることを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載の方法。
【請求項５】
バースト状に伝送されたディジタル・データのパケットに対応する無線信号のための受信機であって、受信機には、アナログ信号をディジタル信号に変換する手段（７）を介してディジタル処理サブアセンブリ（８）に結合された信号を受信するアナログ・サブアセンブリ（３）が設けられ、前記受信機は、バースト・プレアンブルに対応する信号の出現を検出するために利用可能な手段（９）と、受信したバーストの信号に基づいて、変換手段に供給される信号の電力を変更するために、調整可能な利得増幅手段（５）を起動させることの可能な利得制御手段（１１）とを有し：
_  変換手段の出力において受信機のクロック回路により設定されたレートで連続的に現れるシンボルを利用する手段（９，１０）であって、シンボルがバースト・プレアンブルの開始時に与えられるものに対応する場合に、変換手段の出力において連続的に現れる第１シンボルに基づいて、到来時にバースト・プレアンブルを認識し、変換手段（７）の入力に印加される信号の電力を判定するところの手段（９，１０）；
_  プレアンブル・シンボルの認定されたシーケンスに関して判定された電力に依存して、認定されたシーケンスの最後のシンボルに予定された時間の直後に到来するシンボルに予定された特定の時間において、増幅手段（５）の調整可能な利得を変更することを可能にする手段（１１）；
_  変換手段（７）の出力においてバースト・プレアンブルを認識するために、相関に委ねられるシンボルに対応する数値を二乗する演算を実行する電力判定手段（１０）と共に、バースト・プレアンブル開始時の少なくとも１つの一連の系列のシンボル（Ａ，Ｂ）に関する相関を実行する手段（９）；
を有することを特徴とする受信機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バースト状に送信されたディジタル・データのパケットに対応する信号を取得しなければならない無線受信機のための利得制御方法に関連する。また、本発明は、その方法の使用を許容するよう形成された受信機にも関連する。
【０００２】
【従来の技術】
無線伝送の技術分野では、送信機および受信機の間で生じ得る相対的な位置関係に起因して、非常に広範なダイナミックレンジの受信電力が使用される必要がある。これは特に、送信機が移動体受信機に関連して使用される場合に、および遠方の受信機が、例えばカバレッジの限界領域でかろうじて良好な状態であるときの充分な電力で受信することを可能にするために、その送信機の電力が調整される場合であり、このことは、送信機に近接して位置する受信機が高い電力で受信することを招く。
【０００３】
広範な電力レベル範囲における受信に関し、特に、バースト状に伝送されるパケット・データに対応する信号を受信機が受信する場合に、受信機の適切な動作が得られにくくなる。したがって、受信機は、パケットの到来を示すバースト・プレアンブルの到来を、誤ることなしに、検出し得ることを要する。したがって、特定の受信範囲内で受信された信号の電力がどうであれ、バーストのプレアンブルに続く及びバーストの重要部分をなすパケットを取得することができるように、迅速に利得を調整し得ることを要する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
アナログ信号レベルで動作する自動利得制御装置を有する受信機が知られており、そのアナログ信号レベルは、無線機により受信された信号から取得され、その後にディジタル形式に変換され使用される。既存の手法によれば、受信信号レベルは、パケット・バーストに対応する信号に包含されるプレアンブルの間に測定され、残余のバーストが受信される間に修正が行われる。このため、アナログ／ディジタル変換に委ねられる信号が劣化し、および変換結果が適切でなくなる虞がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、バースト状に送信されたディジタル・データのパケットに対応する信号を受信する必要のある受信機のための利得制御方法を提案し、この受信機は、アナログ信号をディジタル信号に変換する前に、受信した信号から取得したアナログ信号のレベルを調整することを可能にする利得調整手段を有する。本方法は、各バーストがプレアンブルを有し、総てのバーストに共通する開始部が特定の２系列の検出可能なシンボルと共に始まり、そのシンボルは変換手段の出力において特定のレートで一方の後に他方を生じるところのシステムに適用されることを意図する。本発明の一形態によれる方法は：
_  前記受信機に設定された受信範囲内で与えられた最弱の信号でさえも考慮することを可能にする、高い待ち受けレベルに対する利得の事前調整を行い、前記事前調整部がバーストの受信の後に続いて実行され、新たなバーストのプレアンブル・スタート・シンボルの特定のシーケンスを前記受信機によって受信する場合に実行される利得調整の間に待機し；
_  変換後に取得されるような、前記プレアンブル・スタート・シンボルから決定された信号の電力値に依存する利得の調整を行い、この調整は、バースト・プレアンブルの開始時に計画的に登場する前記２系列の一部を形成する少なくとも１つのシンボル・シーケンスに関する新たなバーストの開始における認定に依存し、認定されたシーケンスを構成するシンボルの後に到来する前記系列の一部分であるところのシンボルに予定された期間に実行されるように制御される。
【０００６】
利得は、前記認定に依存して２つの位相で調整され、バーストの開始時において、一方はバースト・プレアンブルの開始時において予定されたシンボルの２系列の第１のものの中にあり、他方はこれら２つの系列の第２のものの中に計画的に登場し、
_  ２つのシーケンスの第１のものの認定に依存して、第１位相は、受信した信号が過剰な電力に起因して打ち切られるよう判定された場合の打ち切られていない信号、又は受信した信号が弱いと判定された場合に事前に選択された予定されたレベル近辺の信号により得られるレベルに対する利得調整になり；
_  第２位相は、２つのシーケンスの第２のものの認定に続いて実行され、予定されるバックオフ・レベルまでの微細な利得調整となる。
【０００７】
これら２つの位相の各々に対応する調整が制御され、シーケンスを形成するシンボルの後に到来するシンボルに関して予定されるシンボル期間の間に実行され、前記シーケンスが包含されるシンボルの系列における調整が行われる。
【０００８】
また、本発明は、バースト状に伝送されたディジタル・データのパケットに対応する無線信号のための受信機をも提案し、この受信機には、アナログ信号をディジタル信号に変換する手段を介してディジタル処理サブアセンブリに結合された信号を受信するアナログ・サブアセンブリが設けられる。この受信機は、バースト・プレアンブルに対応する信号の出現を検出するために利用可能な手段と、受信したバーストの信号に基づいて、変換手段に供給される信号の電力を変更するために、調整可能な利得増幅手段を起動させることの可能な利得制御手段とを有する。
【０００９】
本発明の一形態によれば、それは特に、変換手段の出力において受信機のクロック回路により設定されたレートで連続的に現れるシンボルを利用する手段を有する。一方、これらの利用手段は、到来時にバースト・プレアンブルを認識するために設けられ、他方、変換手段の入力に印加される信号の電力を判定するために設けられる。この判定は、シンボルがバースト・プレアンブルの開始時に与えられるものに対応する場合に、変換手段の出力において連続的に現れる第１シンボルに基づいて実行される。受信機は、プレアンブル・シンボルの認定されたシーケンスに関して判定された電力に依存して、認定されたシーケンスの最後のシンボルに予定された時間の直後に到来するシンボルに予定された特定の時間において、増幅手段の調整可能な利得を変更することを可能にする手段を有する。本発明による受信機の更なる特徴によれば、変換手段の出力においてバースト・プレアンブルを認識するために、相関に委ねられるシンボルに対応する数値を二乗する演算を実行する電力判定手段と共に、バースト・プレアンブル開始時の少なくとも１つの一連の系列のシンボルおよび処理された各系列の第１シンボルに関する相関を実行する手段を有する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に言及する図面に関連した説明により、本発明、その特徴およびその利点が一層明らかになるであろう。
【００１１】
図１に概略的に示される模式的な信号受信機１は、無線範囲内に位置することが想定されている送信機（図示せず）によって、バースト状に放出されたデータ・パケットに対応する信号を抽出するために、受信機により使用されるアンテナ２を有する。受信機に関してアンテナ２により拾われた信号は、重要な信号を抽出することが可能なアナログ手段のサブアセンブリ３に伝送され、これはアンテナにより拾われた全信号のデータ・パケットの伝送に利用され、受信機が利用可能な信号電力の範囲内で、それらの電力レベルを調整する。特に、サブアセンブリ３は、フィルタ手段４および電力調整手段５を有し、本実施例では、それぞれ入力フィルタおよび増幅段により示され、その利得は調整されることが可能である。これらの手段は、アンテナとアナログ信号をディジタル信号に変換する手段７との間に直列に配置され、手段７は、受信機のアナログ手段３のサブアセンブリと、受信した有用な信号を使用するためにこの受信機に設けられたディジタル手段のサブアセンブリ８との間のインターフェースを与える。ディジタル手段のサブアセンブリは、特に、パケット・バーストの到来を検出する手段９、およびその場合に受信した信号の電力を判定する手段１０を有する。また、手段１０により提供された電力情報を利用可能にする処理手段１１を有し、電力調整手段５に影響を及ぼし、変換手段７が、許容する電力範囲内の電力信号を受信するようにする。処理手段１１は、既存の手法により、処理論理およびクロック回路を組み合わせ、これは受信機により受信される信号に同期するために設けられる。
【００１２】
本発明によれば、図２に関連して示されるように、受信機によるデータ・パケット・バーストの受信時に、自動的に利得を調整する準備がなされる。バーストの先頭で送信されるプレアンブルを利用することによって、およびそのプレアンブルを受信する間の特定の時間に、この受信機を形成する電力調整手段５を制御することによって、その調整機能が得られる。本発明による受信機に関する自動利得制御は、受信機のアンテナにより拾われた信号がバースト状に伝送され、各バーストがプレアンブルを有し、そのスタートが総てのバーストに関して同一であることを意味する。ここで想定される共通のバーストのスタートは、２つの特徴部分ＡおよびＢを有し、それぞれが一連の５つのシンボルより成る。これらのシンボルは、直交キャリアと呼ばれる少数のキャリアを介して直交変調される基礎的な信号より成る。
【００１３】
ハイパーラン（Ｈｉｐｅｒｌａｎ）２／ＩＥＥＥ  ８０２．１１規格によるプレアンブルの場合には、上記に想定される２つの系列（ｓｅｒｉｅｓ）の最初のものは、１番目および３番目の位置における同一のシンボルＡ、および２番目、４番目および５番目の位置におけるシンボル−Ａより成る。同じ例における、後続の第２系列は、最初の４つの位置における同一のシンボルＢ、および５番目の位置におけるシンボル−Ｂより成る。第３の特徴部分Ｃは、プレアンブル開始時の２つの部分ＡおよびＢに続く。これは、本発明による利得制御方法の目的に使用されないので、ここでは網羅されていない。プレアンブルを形成するシンボルおよびバースト内で送信されたデータ・パケットは、８００ナノ秒の周期ｔｓにつき１６サンプルに対応する１シンボルのレートで変換手段７により連続的に供給され、これは、上記に規定される規格により与えられる条件の下に形成され及び使用されるプレアンブルの場合である。
【００１４】
受信機でそのようなプレアンブルを使用することは、このプレアンブルに続くデータ・パケットを考慮することを可能にし、それは、何らの信号も受信されないレベルから始まる、例えば−２０ｄＢおよび−９０ｄＢ間の拡張された電力範囲で、それらの電力が何であれバースト信号をピックアップしなければならない無線ネットワーク受信機の場合には困難である。ディジタル信号形式に変換するための変換手段７に電力調整手段５を通じて供給される信号は、使用されるためには、例えば−１０ｄＢないし−２５ｄＢの一層限定された範囲内の電力レベルを有する必要がある。バースト・プレアンブルを検出する必要があるので、たとえそれらを形成する信号の電力レベルが許容可能な電力範囲になくても、本発明によれば、大きな待ち受け電力レベルに対する利得の事前調整の準備がなされ、その電力レベルは、受信機に設定された受信範囲内で与えられた最弱の信号でさえも受信機が考慮することを可能にするのに充分な程度である。この事前調整は初期に、バーストの終端から行われる。そして、利得調整に関する待ち受け状態に維持され、新たなバーストのプレアンブルの先頭に位置する一連の第１シンボルを受信する際に実行される。
【００１５】
新たなバーストのプレアンブルは、受信機の相関手段を通じて及びこの受信機のクロック回路を利用して検出される。プレアンブルに関する一実施例では、そのスタートは、上記に想定されていたように、５シンボルの２つの系列と共に始まり、第１の最大自動相関探索が、５シンボルの第１系列中の最初の一連の４シンボルにより実行され得る。その理由は、受信したシンボルが上記に定められるような標準的なプレアンブルの第１系列のシンボルに与えられるものと、充分に対応しているならば、第１シーケンスの最初の３シンボルを同じ第１シーケンスの最後の３シンボルと乗算すると、近似的に−１でなければならない最大自動相関値に対応するからである。
【００１６】
受信した第１系列の最後のシンボルは認証には使用されないので、利得調整を実行するために、電力レベル判定に依存して、それに対応するシンボル時間ｔｓを使用し、相関動作で使用されるシンボルを受信することを可能にする。
【００１７】
好適実施例では、電力判定は、変換手段７によるディジタル信号の形式で供給されるシンボルに基づく計算により実行され、この計算は考慮されるシンボルに対応するディジタル値を単に二乗することによる結果である。
【００１８】
第１の相関演算が、バーストの終端の後に新たに受信した一連の４つのシンボルに基づいて、新たなバーストの第１プレアンブル・シーケンスに対応するか否かを判定可能にすると間もなく、第１利得調整を実行する準備がなされ、単に近似的に、第１シーケンスの第４シンボルに与えられる１シンボルに続くシンボル時間ｔｓ５を利用し、シンボル時間は図２のｔｓ１ないしｔｓ４により参照される。
【００１９】
バースト開始時に受信されたシンボルに関して判定された電力レベルが、受信信号が切断される（ｔｒｕｎｃａｔｅｄ）ようになるまで上昇する場合に、調整手段５が作動し、もう受信信号が切断されない値になるまで利得を減少させる。そのような調整の例が図３に示され、これは、３つの縦向きの基準軸上に太線で示されるように、アンテナ２で拾われた信号の位置する範囲が＋５ｄＢおよび＋３５ｄＢの間にあるが、変換手段７の許容可能な入力範囲は−２５ｄＢおよび−１０ｄＢの間にある場合である。この場合において、到来するバーストの一部の見込みのある最初の４つの受信シンボルからレベル−１の相関を見出すことが可能であったならば、第１調整位相の間に利得は−３５ｄＢだけ減少する。上述したように、利得削減制御は、第５シンボルに関連するシンボル期間ｔｓ５の間に実行され、このため有効なデータに対応する信号が与えられていない時間に、電力レベルの変化する危険性は排除され、その理由は受信機はバーストのデータ・パケットを目下受信しているためである。実行される利得調整は、適切な利得レベルに直接的に到達することを可能にするであろうが、そのレベルに到達することは必須ではなく、第１期間のような期間に実行される調整は近似的なものに過ぎない。これに対して、バースト開始時に受信したシンボルに関して決定された電力レベルが低いならば、例えば、−３５および−２０ｄＢの範囲内にあるならば、第１の利得調整が実行され、変換手段７に印加される信号の電力レベルを、これらの手段に設けられる入力範囲内に移行させることを可能にする。
【００２０】
図２の実線で示されている例では、−３５ｄＢないし−２０ｄＢの範囲内でアンテナにより受信された信号は、−２５ないし−１０ｄＢの入力範囲内に位置するように増幅される。この範囲は、高電力信号および低電力信号の間の中間的な範囲内の電力を有する信号のために、減少させることが可能である。これは点線で示され、レベルが＋５ｄＢである信号に関しては−１０ｄＢの利得削減およびレベルが−３０ｄＢである信号に関しては＋１０ｄＢの利得増加を示す。受信信号の電力レベルに関し、信号に関するレベルが変換手段７に設けられた入力範囲内に直接的に移行させることは、常に可能ではなく、そのような場合には、第２位相が用意され、第１調整期間の終端で得られた調整内容を更に精密にすることが可能である。
【００２１】
本発明によれば、この微調整期間のスタートは、第２の最大自動相関サーチの成否に依存し、これは、新規バーストの開始時に受信される第１系列の５シンボルの後に到来する一連の５シンボル中の最初の４シンボルより成る第２シーケンスにわたって実行される。受信シンボルが、上記に想定したような標準的なプレアンブルの第２系列により提供されるならば、第２シーケンスの最初の３シンボル、すなわちランク（ｒａｎｋ）６ないし８で受信されたシンボルに、この第２シーケンスの最後の３シンボル、すなわちランク７ないし９で受信されたシンボルを乗算すると、近似的に＋１でなければならない最大自動相関値に対応しなければならない。良好な利得調整を実行するために、標準的なプレアンブルの第２系列の最終シンボルに対応するシンボル期間ｔｓ１０を利用することが想定される。この調整は、第２の相関に利用される第２シーケンスの受信シンボルによって、許容される電力レベル判定に依存して実行される。上記のように、選択された調整時間は、受信機はバーストのデータ・パケットを目下受信しているので、電力レベルを変化させてしまう危険性を排除することを可能にする。
【００２２】
そして、スケジュール化されたバックオフ（ｂａｃｋ  ｏｆｆ）レベルのような一般に時間で規定されるような、事前にスケジュール化された電力レベルに対する正確な調整が可能になり、上述したような微調整期間の間に変換手段７の入力にて得られる。これは、近似的な調整期間が、電力レベルの範囲を、変換手段に設けられる入力範囲に近接して定めることを可能にすることによって支援される。図３に示される例では、微調整期間における目標は、入力範囲の上限、すなわち−１０ｄＢに対応するところの予定されるバックオフ・レベルに到達することである。
【００２３】
このような目標は、０ないし−３０ｄＢの範囲内に信号を移行させることを可能にする第１調整の後に達成する見込みがあり、温度変化、経年変化および静的利得の変化等に起因する変化に配慮する。実線で図示されるように、これは−１５および＋１５ｄＢの間の補正の可能性を包含し、変換手段の入力における電力範囲を、提示した例における−１０ｄＢおよび−１５ｄＢの間に設定することを可能にする。理論的な範囲は波線で示されており、−１０ｄＢに設定される予定されたバックオフ値に到達することを可能にする。図４に示されるように、実線および波線は、想定される例において、第１の調整が変更されず、このため弱い信号が変換手段の入力範囲内にあり、そうでなければ−５および＋５ｄＢの間の付加的な補正と共に予定されたバックオフ値に到達可能にすることを示す。
【００２４】
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、無線機により送信された信号に関する受信機の模式的ブロック図を示し、バースト状に伝送されたデータ・パケットを受信するようスケジュール管理され、本発明の自動利得制御方法を使用するためのものである。
【図２】図２は、バースト・プレアンブルらしい一連のシンボルが始まり、本発明による自動利得制御方法を使用することによってその連続性を探索するために行われる動作が部分的に示されるところの図である。
【図３】図３は、大電力信号を受信する場合に実行される利得調整に関する図である。
【図４】図４は、一方が小電力信号を受信する場合に、および他方が大電力信号と小電力信号の間にある電力の信号を受信する場合に実行される利得調整に関する図を示す。
【符号の説明】
１  信号受信機
２  アンテナ
３  アナログ手段のサブアセンブリ
４  フィルタ手段
５  電力調整手段
７  変換手段
８  ディジタル手段のサブアセンブリ
９  到来検出手段
１０  電力検出手段
１１  処理手段
【図１】
0004133190.tif 000002
【図２】
0004133190.tif 000003
【図３】
0004133190.tif 000004
【図４】
0004133190.tif 000005