JP2006135617A - Receiver and automatic gain control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、CDMA(Code Division Multiple Access)通信に使用される受信装置及び自動利得制御方法に関するものである。 The present invention relates to a receiving apparatus and an automatic gain control method used for CDMA (Code Division Multiple Access) communication.
従来の受信装置及び自動利得制御方法として、非特許文献1に開示されたものがある。図3は、従来の受信装置の構成を示すブロック図である。図3において、受信装置10は、可変利得増幅部11と、A/D変換部12と、平均振幅測定部13と、AGC目標値決定部14と、利得決定部15と、復調部16とから主に構成されている。
A conventional receiving apparatus and automatic gain control method are disclosed in Non-Patent
可変利得増幅部11は、利得決定部15で決定された利得で受信信号の振幅を増幅し、増幅後の受信信号をA/D変換部12に出力する。
The
A/D変換部12は、可変利得増幅部11から出力された受信信号をアナログ/ディジタル変換し、ディジタル変換されたディジタル信号を平均振幅測定部13と復調部16に出力する。
The A /
平均振幅測定部13は、A/D変換部12から出力されたA/D変換後の受信信号のある所定期間内の振幅の平均を算出する。
The average
AGC目標値決定部14は、A/D変換部12から出力されたA/D変換後の受信信号平均振幅の目標値となるAGC目標値を決定する。
The AGC target
利得決定部15は、平均振幅測定部13から出力される平均振幅とAGC目標値決定部14から出力されるAGC目標値とを比較し、可変利得増幅部11の利得を決定し、決定した利得情報を可変利得増幅部11に出力する。利得の決定方法としては、例えば、平均振幅をAMPaveとAGC目標値をAGCtargetとした時、利得G=AMPtarget/AMPaveとする方法がある。
The
このように、従来の受信装置及び自動利得制御方法では、A/D変換後の受信信号の平均振幅が、予め設定したAGC目標値になるように利得制御を行うことで、A/D変換部12に入力される受信信号の振幅レベルを適切なレベルに調整している。
CDMA通信においては、受信信号の伝送形式(例えば、多重チャネル数、各チャネルの電力比、各チャネルのディジタル通信方式)によってPAR(Peak to Average power Ratio:ピーク対平均電力比)が異なり、最適なAGC目標値が伝送形式によって異なるという特徴がある。しかしながら、従来の受信装置においては、AGC目標値が固定であったため、A/D変換部12のダイナミックレンジを越える振幅レベルの大きな受信信号がA/D変換部12に入力された場合には、クリップ処理による波形歪みが生じ、また振幅レベルが小さい受信信号がA/D変換部12に入力された場合には、量子化誤差の影響により、受信特性の劣化を招くという問題がある。
In CDMA communication, the PAR (Peak to Average power Ratio) differs depending on the transmission format of received signals (for example, the number of multiplexed channels, the power ratio of each channel, and the digital communication system of each channel), and is optimal. The AGC target value is different depending on the transmission format. However, in the conventional receiver, since the AGC target value is fixed, when a received signal having a large amplitude level exceeding the dynamic range of the A /
図4及び図5を用いてこの課題を説明する。図4及び図5は、A/D変換部のビット数を同一とした場合の計算機シミュレーションの結果で、横軸はEc/No[dB](周波数帯域内におけるチップ当たりの受信電力(Ec)対雑音電力密度(No)比)で、縦軸は受信信号のBER(Bit Error Rate)を示している。 This problem will be described with reference to FIGS. 4 and 5 show the results of computer simulation when the number of bits of the A / D conversion unit is the same, and the horizontal axis indicates Ec / No [dB] (reception power (Ec) per chip in the frequency band). Noise power density (No) ratio), and the vertical axis represents the BER (Bit Error Rate) of the received signal.
図4は、コード多重数が多くPARが大きい場合のBER特性のシミュレーション結果で、A/D変換部のダイナミックレンジの40%、25%をAGC目標値とした場合と、ピーク値がクリップされないように利得制御した場合の例である。図4の結果から、この伝送条件では、AGC目標値はA/D変換部のダイナミックレンジの40%と設定した場合やピーク値がクリップされないように利得制御する場合よりも、25%に設定した場合の方がBER特性が良いことがわかる。 FIG. 4 is a simulation result of the BER characteristic when the number of multiplexed codes is large and the PAR is large. When the AGC target value is 40% and 25% of the dynamic range of the A / D converter, the peak value is not clipped. This is an example when gain control is performed. From the result of FIG. 4, in this transmission condition, the AGC target value is set to 25%, compared to the case where the A / D conversion unit is set to 40% of the dynamic range or the peak value is not clipped. It can be seen that the case has better BER characteristics.
図5は、コード多重数が少なくPARが小さい場合のシミュレーション結果で、A/D変換部のダイナミックレンジの40%及び25%をAGC目標値に設定した場合のBER特性である。図5の結果から、この伝送条件では、AGC目標値はA/D変換部のダイナミックレンジの25%と設定した場合よりも、40%に設定した場合の方がBER特性が良いことがわかる。 FIG. 5 is a simulation result when the number of multiplexed codes is small and the PAR is small, and shows the BER characteristics when 40% and 25% of the dynamic range of the A / D conversion unit is set as the AGC target value. From the result of FIG. 5, it can be seen that under this transmission condition, the BER characteristic is better when the AGC target value is set to 40% than when the AGC target value is set to 25% of the dynamic range of the A / D converter.
図4及び図5のシミュレーション結果より、PARの値によって、つまり伝送形式により、最適なAGC目標値が異なること、また、図4からは、ピーク値がクリップされないように利得制御する方法では、A/D変換部のビット数が足りない場合には、受信特性が劣化することがわかる。なお、図4及び図5における計算機シミュレーションにおいて、AGC目標値をA/D変換部のダイナミックレンジの40%および25%の場合の例を示したが、必ずしもこれらの値が最適値であるわけではなく、PARの値によって、AGC目標値の最適値が異なることを示すために例示したものである。 From the simulation results in FIG. 4 and FIG. 5, the optimum AGC target value differs depending on the PAR value, that is, the transmission format, and from FIG. 4, in the method of gain control so that the peak value is not clipped, A It can be seen that when the number of bits in the / D conversion unit is insufficient, the reception characteristics deteriorate. In the computer simulations in FIGS. 4 and 5, an example in which the AGC target value is 40% and 25% of the dynamic range of the A / D conversion unit is shown, but these values are not necessarily optimum values. Rather, it is illustrated to show that the optimum value of the AGC target value differs depending on the value of PAR.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、伝送形式に応じてAGC目標値を制御することにより、簡易な構成で、受信信号の伝送形式によらず、A/D変換時のクリップ処理による波形歪みおよび量子化誤差の影響を低減した自動利得制御を行うことができる受信装置と自動利得制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and by controlling the AGC target value according to the transmission format, the clip at the time of A / D conversion can be achieved with a simple configuration regardless of the transmission format of the received signal. It is an object of the present invention to provide a receiving apparatus and an automatic gain control method capable of performing automatic gain control with reduced effects of waveform distortion and quantization error due to processing.
かかる課題を解決するため本発明の受信装置は、受信信号の振幅レベルを制御する可変利得増幅手段と、伝送形式に対応したAGC目標値を保持し、伝送形式に応じてAGC目標値を選択するAGC目標値決定手段と、受信信号の振幅を測定する振幅測定手段と、前記振幅測定手段から出力される受信信号の振幅値を前記AGC目標値となるように前記可変利得増幅手段の利得を決定する利得決定手段と、を備えた構成を採る。 In order to solve this problem, the receiving apparatus of the present invention holds variable gain amplifying means for controlling the amplitude level of a received signal, an AGC target value corresponding to the transmission format, and selects the AGC target value according to the transmission format. AGC target value determining means, amplitude measuring means for measuring the amplitude of the received signal, and determining the gain of the variable gain amplifying means so that the amplitude value of the received signal output from the amplitude measuring means becomes the AGC target value. And a gain determining means.
本発明の自動利得制御方法は、受信信号の振幅レベルを制御する可変利得増幅工程と、伝送形式に対応したAGC目標値を保持し、伝送形式に応じてAGC目標値を選択するAGC目標値決定工程と、受信信号の振幅を測定する振幅測定工程と、前記振幅測定工程から出力される受信信号の振幅値を前記AGC目標値となるように前記可変利得増幅工程の利得を決定する利得決定工程と、を備えた方法を採る。 The automatic gain control method of the present invention includes a variable gain amplification step for controlling the amplitude level of a received signal, an AGC target value corresponding to a transmission format, and an AGC target value determination for selecting an AGC target value according to the transmission format. A gain measuring step of determining the gain of the variable gain amplifying step so that the amplitude value of the received signal output from the amplitude measuring step becomes the AGC target value And a method comprising:
本発明によれば、伝送形式に応じてAGC目標値を制御することにより、簡易な構成で、受信信号の伝送形式によらず、A/D変換時のクリップ処理による波形歪みおよび量子化誤差の影響を低減した自動利得制御を行うことができる。 According to the present invention, by controlling the AGC target value in accordance with the transmission format, waveform distortion and quantization error due to clip processing during A / D conversion can be achieved with a simple configuration regardless of the transmission format of the received signal. Automatic gain control with reduced influence can be performed.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施の形態に係る受信装置の構成を示すブロック図である。図1において、受信装置100は、可変利得増幅部101と、A/D変換部102と、振幅測定部103と、復調部104と、伝送形式情報検出部105と、伝送形式情報設定部106と、AGC目標値決定部107と、利得決定部108とから主に構成されている。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a receiving apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a
可変利得増幅部101は、利得決定部108で決定された利得で受信信号の振幅を増幅し、増幅後の受信信号をA/D変換部102に出力する。
Variable gain amplifying
A/D変換部102は、可変利得増幅部101から出力された受信信号をアナログ/ディジタル変換し、変換したディジタル信号を振幅測定部103及び復調部104に出力する。
The A /
振幅測定部103は、A/D変換部102から出力されたディジタル信号の振幅を測定し、利得決定部108に出力する。この時、ある所定時間内の平均振幅を測定し、平均振幅を利得決定部108に出力してもよい。
The
復調部104は、A/D変換部102から出力されたディジタル信号を復調し、データ信号と制御信号を復号する。
The
伝送形式情報検出部105は、復調部104から出力された制御信号に含まれる伝送形式情報を通知するための伝送形式情報フィールドを検出する。伝送形式情報としては、例えば、受信信号の多重チャネル数、各チャネルの電力比、ディジタル変調方法(16QAM、QPSK等)等がある。伝送形式情報フィールドのビット数の制限を受けても、様々なパターンの伝送形式を表示することができるように伝送形式情報をID番号に変換し、伝送形式情報フィールド中に含める場合もある。例えば、W−CDMAの場合であれば、制御信号DPCCH(Dedicated Physical Control Channel)フォーマット中のTFCI(Transport Format Combination Indicator)フィールドが伝送形式情報フィールドに相当し、伝送形式に対応した番号を値として持っている。
The transmission format
伝送形式情報設定部106は、伝送形式情報フィールド中の伝送形式情報やID番号から、伝送形式情報を抽出し、伝送形式情報をAGC目標値決定部107に出力する。
The transmission format
AGC目標値決定部107は、実機による伝送実験や、計算機シミュレーションにより、様々なパターンの伝送形式に対する最適なAGC目標値をあらかじめ算出し、内部のメモリにテーブルとして保持している。図2は、内部メモリに保持されるテーブルの一例で、伝送形式と各伝送形式に対する最適なAGC目標値を構成要素として持つ。図2において、例えば、伝送形式ID番号3は、チャネル数が3で、また、チャネル1に対するチャネル2の電力比が−5[dB]、チャネル1に対するチャネル3の電力比が−10[dB]、変調方式はチャネル1、チャネル2、チャネル3ともにQPSK変調の場合の伝送形式を表し、この伝送形式に対する最適なAGC目標値(図2の例では、25%)を構成要素として持っている。
The AGC target
AGC目標値決定部107は、伝送形式情報設定部106から出力される伝送形式情報から、内部メモリを参照し、伝送形式に対応するAGC目標値を選択し、選択したAGC目標値を利得決定部108に出力する。なお、実機による伝送実験や、計算機シミュレーションにより、様々なパターンの伝送形式に対する最適なAGC目標値をあらかじめ算出し、内部のメモリに保持することにより、受信装置100において、PARを実際に測定する必要がなくPAR測定手段を省くことが可能となる。
The AGC target
利得決定部108は、振幅測定部103から出力される振幅とAGC目標値決定部107から出力されるAGC目標値とを比較し、AGC目標値になるように可変利得増幅部101の利得を決定し、決定した利得情報を可変利得増幅部101に出力する。利得の決定方法としては、例えば、振幅測定部103から出力された振幅をAMP、AGC目標値をAMPtargetとすると、利得G=AMPtarget/AMPとする方法がある。利得の決定方法としては、通常の自動利得制御方法で用いられる他の手法を用いてもよい。
The
このように本実施の形態によれば、伝送形式に応じてAGC目標値を制御することにより、簡易な構成で、受信信号の伝送形式によらず、A/D変換時のクリップ処理による波形歪みおよび量子化誤差の影響を低減した自動利得制御を行うことができる。 As described above, according to the present embodiment, by controlling the AGC target value in accordance with the transmission format, waveform distortion due to clip processing during A / D conversion can be achieved with a simple configuration regardless of the transmission format of the received signal. In addition, automatic gain control with reduced influence of quantization error can be performed.
本発明は、CDMA通信における受信装置に用いるのに最適である。 The present invention is most suitable for use in a receiving apparatus in CDMA communication.
100 受信装置
101 可変利得増幅部
102 A/D変換部
103 振幅測定部
104 復調部
105 伝送形式情報検出部
106 伝送形式情報設定部
107 AGC目標値決定部
108 利得決定部
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