JPH09307380A - Ａｇｃ機能を備えた無線通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 変調に起因する振幅変動成分には応答せず、
かつ高速フェージングによる振幅変動には十分高速に追
従するようにして良好な受信特性を保持する。 【解決手段】 ベースバンドの受信信号をＡＤＣ１３，
１４で１シンボル当り複数回サンプリングしてディジタ
ル信号に変換し、電力検出器１６でこのディジタル受信
信号から各サンプルごとの瞬時電力値を検出したのち、
この瞬時電力値を１シンボル分平均化回路１７で加算し
てシンボル間平均電力ｒs を算出する。また検波器１８
で上記ディジタル受信信号を検波して１シンボルごとの
伝送情報を再生し、この伝送情報に対応する補正電力値
ｅを記憶回路１９から読出して、上記シンボル間平均電
力ｒs からこの補正電力値ｅを引き算し、その差分信号
を可変利得増幅器１１，１２にフィードバックして利得
制御するようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はデジタル移動通信シ
ステムに用いる無線通信装置に係わり、特に受信信号レ
ベルを可変制御するための自動利得制御（以後ＡＧＣ；
Automatic gain controlと称する）機能を備えた装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】移動通信システムで使用する無線通信装
置では、フェージングなどの影響により無線信号の受信
電界強度が数１０ｄＢの範囲で変動する。このため、こ
の種の装置の受信系には、受信電界強度によらず良好な
受信感度を維持するために、ＡＧＣ回路が必要である。

【０００３】図１０は従来より使用されているＡＧＣ回
路の構成の一例を示したものである。同図において、例
えば図示しない無線回路から出力された中間周波帯の受
信信号は、可変利得増幅器４１で電圧レベルが調整され
たのち二分岐されて直交検波用の乗算器４２，４３に入
力される。これらの乗算器４２，４３では、それぞれ上
記入力された中間周波帯の受信信号ＩＦI ，ＩＦQ と、
局部発振器４４およびπ／２移相器４５により生成され
た位相が互いにπ／２異なる局部発振信号との乗算が行
なわれ、これによりベースバンドの受信信号が得られ
る。これらのベースバンドの受信信号は、それぞれ低域
通過フィルタ４６，４７で不要波成分が除去されたのち
可変利得増幅器４８，４９に入力され、ここで電圧レベ
ルが制御されたのち電力検出回路５０に入力される。電
力検出回路５０は、上記入力されたベースバンドの受信
信号ＢＢI ，ＢＢQ の受信電力を検出し、その検出値に
応じて利得制御信号ＧＣを生成して上記各可変利得増幅
器４１，４８，４９の利得を可変制御する。

【０００４】すなわち、このＡＧＣ回路では、受信信号
の電力検出がべ一スバンド帯で行なわれ、その検出結果
を中間周波数帯およびベースバンド帯にそれぞれ設けら
れた可変利得増幅器４１，４８，４９にフィードバック
することにより受信信号の利得制御が行なわれる。この
ような構成では、べ一スバンド帯で電力検出が行なわれ
るので、電力検出をディジタル信号処理により容易に行
なうことができ、これにより回路構成の小形化および低
消費電力化が可能である。

【０００５】図１１は上記電力検出回路５０の構成の一
例を示したものである。同図において、ベースバンドの
受信信号ＢＢI ，ＢＢQ は、アナログ／ディジタル変換
器（ＡＤＣ）５１，５２により１シンボル当たり複数回
サンプリングされてデジタル信号となり電力検出器５３
に入力される。電力検出器５３は、デジタル化されたベ
ースバンド受信信号ＢＢI ，ＢＢQ を用いてＢＢI ² ＋
ＢＢQ ² 演算を行なうことにより瞬時の信号電力を得
る。この検出された信号電力ＢＢI ² ＋ＢＢQ ²は差分
回路５４に人力され、ここで基準値ｒ₀ との差が検出さ
れる。そして、この検出された差分値は平均化回路５５
で平均化され、これにより利得制御信号ＧＣとなって前
記可変利得制御増幅器４８，４９に供給される。ここ
で、基準値ｒ₀ はＡＧＣ回路の目標値に設定される。こ
のため、検出された差分値はそのまま利得制御相当値と
なる。

【０００６】ところで、一般に上記利得制御相当値に
は、フェージング等により引き起こされる、伝送速度に
比べ低速に変化するレベル変動に加え、信号自身の持つ
振幅変動成分が含まれる。このうち後者の振幅変動は信
号の変調に起因するものであり、その変動速度は伝送速
度程度である。

【０００７】例えば、ＰＨＳシステムで用いられるπ／
4 シフトＱＰＳＫ（π／４ Shiftedencoded quadrature
phase shift keying）方式では、この変調に起因する
ダイナミックレンジは電力換算して１４ｄＢ程度あるこ
とが知られている。図１２にＡＧＣのかかったπ／４シ
フトＱＰＳＫ信号のリサージュを示す。ＡＧＣ回路が変
調に起因する振幅変動成分に応答しない場合には、図１
２（ａ）に示すように信号点(1) から信号点(2) に信号
点が遷移するときの信号軌跡は波形歪みの少ないものと
なる。これに対しＡＧＣ回路が変調に起因する振幅変動
成分に応答する場合には、図１２（ｂ）に示すように信
号軌跡に波形歪が生じる。

【０００８】すなわち、図１０に示したＡＧＣ回路にお
いて良好な受信特性を得るために必要なことは、ＡＧＣ
の応答がフェージング等によるレベル変動には応答する
が、信号自身が持つ振幅変動成分には応答しないように
することである。

【０００９】そこで従来のＡＧＣ回路では、図１０に示
したように電力検出回路５０に平均化回路５５が備えら
れている。この平均化回路５５は、検出した信号電力値
と目標値ｒ₀ との差分値を一定時間ごとに平均化するも
ので、これにより変調成分の抑圧効果を得ている。平均
化回路５５は、例えば累積加算処理部や低域通過フィル
タ部とで構成される。変調成分抑圧のためには、累積加
算の加算時間はできるだけ長くし、低域通過フィルタの
帯域幅は小さくすることが望ましい。しかし、このよう
に設定すると、ＡＧＣの応答速度が遅くなるという別の
間題が発生してしまう。このＡＧＣ応答速度の遅れは、
高速フェージングに対し追従できなくなり移動通信にあ
っては非常に好ましくない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】この様に従来のＡＧＣ
回路では、受信信号に含まれる変調に起因する振幅変動
成分にＡＧＣが応答しないように構成すると、ＡＧＣの
応答速度が遅くなって高速フェージングなどに起因する
振幅変動を抑圧し切れなくなり、反対に高速フェージン
グなどに起因する振幅変動を十分に抑圧しようとする
と、変調に起因する振幅変動成分にＡＧＣが応答して利
得制御誤差が増加するという問題点がある。

【００１１】この発明は上記事情に着目してなされたも
ので、その目的とするところは、変調に起因する振幅変
動成分には応答せず、高速フェージングなどに起因する
振幅変動には十分高速に追従するようにし、これにより
良好な受信特性を得ることができるＡＧＣ機能を備えた
無線通信装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
にこの発明は、次のような手段を講じたものである。す
なわち、受信信号に含まれるレベル変動には、フェージ
ング等により引き起こされる第１のレベル変動成分と、
変調により信号自身の持つ伝送速度程度で変動する第２
のレベル変動成分とがあり、このうち後者の第２のレベ
ル変動成分は伝送情報の符号パターンに応じて固定的に
定まる。

【００１３】この発明はこの点に着目し、ベースバンド
帯の受信信号をその各シンボルごとに複数回サンプリン
グしてディジタル受信信号とし、このディジタル受信信
号からその各サンプルごとの瞬時電力値を検出してこれ
らの瞬時電力検出値をシンボル単位で平均してシンボル
間平均電力情報を求めるとともに、上記ディジタル受信
信号を検波して伝送情報系列を再生し、この再生された
伝送情報系列の符号パターンに応じて固定的に定まる所
定の補正情報を発生する。そして、この補正情報を基に
上記シンボル間平均電力情報を補正して複数のシンボル
期間に亘る平均電力情報を推定し、この推定平均電力情
報を基に高周波もしくは中間周波帯の受信信号およびベ
ースバンド帯の受信信号のうちの少なくとも一方の信号
レベルを可変制御するようにしたものである。

【００１４】この結果本発明によれば、シンボル間平均
電力情報に含まれる上記第２のレベル変動成分は、上記
補正情報によって相殺されることになる。したがって、
上記第２のレベル変動成分は含まず、フェージング等に
より引き起こされる第１のレベル変動成分には追従する
平均電力を得ることが可能となる。このため、この平均
電力情報を基に受信信号レベルの可変制御を行なえば、
変調によるレベル変動成分には応答せずに、高速フェー
ジングに対しては十分に追従してそのレベル変動を抑圧
できるＡＧＣを実現できる。

【００１５】またこの発明は、上記補正情報の発生のた
めに、伝送情報系列の複数の符号パターンに各々対応す
る複数の補正情報を予め記憶した記憶手段を設け、検波
再生された伝送情報系列の符号パターンに対応する補正
情報を上記記憶手段から読み出すことを特徴としてい
る。

【００１６】このように構成することで、演算処理を行
なうことなく、記憶手段をアクセスするだけの極めて簡
単な手法により、補正情報を発生することができる。さ
らにこの発明は、シンボル間平均電力算出手段におい
て、瞬時電力検出手段で検出された瞬時電力を単位シン
ボルごとに順次累積加算することによりシンボル間平均
電力を求めることも特徴としている。

【００１７】このように構成することで、瞬時電力検出
手段から瞬時電力値が出力されるごとにこの瞬時電力値
は順次累積加算されるので、単位シンボル分の複数の瞬
時電力値を記憶保持したのち加算合成する場合に比べ
て、回路規模を小形化することが可能である。

【００１８】さらにこの発明は、レベル可変制御手段
に、平均電力推定手段により得られた推定平均電力情報
に含まれる推定誤差成分を除去するループフィルタを備
え、このループフィルタを通した後の推定平均電力情報
を基に受信信号レベルを可変制御することを特徴として
いる。

【００１９】このようにすることで、フェージングなど
による受信電界強度の劣化の影響やや受信機内の歪みの
影響により平均電力情報の推定誤差が増加した場合で
も、この推定誤差に相当する雑音成分をループフィルタ
により抑圧することができ、これにより利得制御誤差を
少なく抑えて精度の良いＡＧＣを提供することができ
る。

【００２０】またこの場合、ループフィルタに通過帯域
特性の可変機能を持たせ、受信信号のＳ／Ｎに応じてこ
の通過帯域特性を適応的に可変設定するとよい。このよ
うにすると、受信信号の品質が良好なときにはループフ
ィルタの通過帯域を広くしてＡＧＣのループ遅延を極力
低減し、一方受信信号の品質が劣化したときにはループ
フィルタの通過帯域を適切な幅に狭く設定してこれによ
り雑音抑圧効果を高めるようにすることができる。

【００２１】さらにこの発明は、符号間干渉や受信機の
歪みなどにより生じる受信品質の低下を検出する受信品
質検出手段と、この受信品質検出手段の検出結果に応じ
て選択動作を行なう選択手段とを新たに備え、この選択
手段において、受信品質検出手段で受信品質が所定のレ
ベル以上であることが検出されているときには平均電力
推定手段で得られた推定平均電力情報を選択出力し、一
方受信品質が上記所定のレベル未満に低下したことが検
出されたときには上記推定平均電力情報の代わりに瞬時
電力検出手段で検出された瞬時電力値を選択出力するよ
うにし、この選択手段により選択出力された推定平均電
力情報および瞬時電力値を基に受信信号のレベルを可変
制御することを特徴としている。

【００２２】このように構成することで、受信品質が比
較的良好な状態では、推定平均電力情報が選択されてこ
の情報を基にＡＧＣが行なわれるので、変調による振幅
変動成分を除去して高精度のＡＧＣを行なうことができ
る。一方、マルチパスフェージングなどの影響により符
号間干渉が発生したり、また受信機の歪みの影響を強く
受けることで受信品質が著しく劣化した状態では、瞬時
電力値が選択されてこの瞬時電力値を基にＡＧＣが行な
われるので、符号間干渉による平均電力の推定誤りによ
ってＡＧＣが誤動作しないようにすることができる。

【００２３】またその際、レベル可変手段に、通過帯域
特性を可変する機能を有するループフィルタを設け、選
択手段により推定平均電力情報が選択出力されていると
きにはループフィルタの通過帯域幅を所定幅よりも広く
設定し、一方選択手段により瞬時電力値が出力されてい
るときにはループフィルタの通過帯域幅を上記所定幅よ
りも狭く設定するとよい。

【００２４】このようにすると、符号間干渉等が発生し
ている場合のように受信品質が著しく劣化している状態
では、このとき選択されている瞬時電力値に含まれる変
調による振幅変動成分がループフィルタで抑圧されるの
で、符号間干渉等が発生しているような状況下でも比較
的安定なＡＧＣを行なうことが可能となる。

【００２５】さらにこの発明は、補正情報発生手段に、
伝送情報再生手段により再生された各シンボルの伝送情
報を複数シンボル分保持する伝送情報保持手段を備え、
現シンボルの伝送情報と、上記伝送情報保持手段に保持
されている過去のシンボルの伝送情報とに基づいて、最
適な補正情報を発生することを特徴としている。

【００２６】このように構成することで、補正情報は、
現シンボルにおける伝送情報だけでなく、過去のシンボ
ルにおける伝送情報をも考慮されて選択される。ここ
で、平均電力値に対する振幅変動成分は、厳密には現シ
ンボルの伝送情報が同一の場合であっても、過去の数シ
ンボルに伝送された情報が異なれば異なる値をとりう
る。したがって、上記したように現シンボルの伝送情報
に加え過去のシンボルの伝送情報も考慮して補正値を選
択すれば、常に推定誤差の少ない高精度の平均電力推定
を行なうことができ、これによりさらに正確なＡＧＣを
行なうことが可能となる。

【００２７】

【発明の実施の形態】

（第１の実施形態）図１は、この発明の第１の実施形態
に係わるＡＧＣ機能付き無線通信装置の要部構成を示す
回路ブロック図である。

【００２８】図示しない直交検波回路から低域通過フィ
ルタを介して出力されたベースバンドの受信信号ＢＢI
，ＢＢQ は、それぞれ可変利得増幅器１１，１２でレ
ベル制御されたのちアナログ／ディジタル変換器（ＡＤ
Ｃ）１３，１４に入力される。これらのＡＤＣ１３，１
４では、上記ベースバンドの受信信号ＢＢI ，ＢＢQ
を、クロック発生器１５から発生されたサンプリングク
ロックに同期して１シンボル当たり複数回サンプリング
するための処理が行なわれる。そして、これにより得ら
れたディジタル受信信号は、二分岐されたのち一方が電
力検出器１６に、他方が検波器１８にそれぞれ入力され
る。

【００２９】電力検出器１６は、デジタル受信信号の各
サンプルごとにＢＢI ² ＋ＢＢQ ²演算をそれぞれ行な
い、これにより瞬時電力ｒi を算出する。この算出され
た各サンプルごとの瞬時電力ｒi は平均化回路１７に入
力される。平均化回路１７は、シフトレジスタ１７ａと
加算器１７ｂとから構成される。そして、上記電力検出
器１６から出力された瞬時電力ｒi をシフトレジスタ１
７ａに順次シフト入力し、１シンボル分が入力されるご
とにこれら１シンボル分の瞬時電力ｒi を加算器１７ｂ
で加算してその加算結果をシンボル間平均電力ｒs とし
て出力する。すなわち、平均化回路１７では、 ｒs ＝Σ_i (i＝１，２，…，ｍ) ｒi なる演算が行なわれる。ただし、ｍは１シンボル当たり
のサンプル数である。

【００３０】なお、図１には示していないが、平均化回
路１７の出力段にサンプリング回路を設け、タイミング
再生されたシンボルレートクロックにより加算器１７ｂ
の加算出力をサンプリングすることにより一定時間保持
するようにしてもよい。

【００３１】一方検波器１８は、同期検波器または遅延
検波器からなり、上記ディジタル受信信号を１シンボル
ごとに検波してその伝送情報系列を再生する。そして、
この再生した伝送情報系列を記憶回路１９に読出しアド
レスとして供給する。記憶回路１９には、伝送情報系列
のすべての符号パターンに各々対応付けて、この符号パ
ターンに対応する補正電力情報ｅが予め格納してある。
補正電力情報ｅは、各符号パターンのときのシンボル平
均電力値と所定の平均電力値との相対値であり、この相
対値は変調方式、送受フィルタの特性、および伝送符号
パターンにより定まる固有の値である。記憶回路１９
は、上記検波器１８から供給された符号パターンに対応
する補正電力情報ｅを読み出し、差分回路２０に入力す
る。

【００３２】差分回路２０は、上記平均化回路１７から
出力されたシンボル間平均電力ｒｉと上記記憶回路１９
から読み出された補正電力情報ｅとの差分を検出し、そ
の差分値（ｒｓ −ｅ）を受信信号の推定平均電力値と
して出力する。この推定平均電力値（ｒs −ｅ）は各可
変利得増幅器１１，１２の利得制御端子に供給される。
可変利得増幅器１１，１２は、利得制御端子に供給され
た上記推定平均電力値（ｒs −ｅ）と予め与えられてい
る基準値との差を求め、この差が減少する方向に利得値
を制御する。

【００３３】このような構成であるから、無線信号の受
信が開始されると、この無線信号は図示しない無線回路
および直交検波器で受信されかつ周波数変換されてベー
スバンドの受信信号ＢＢI ，ＢＢQ となり、ＡＤＣ１
３，１４に入力される。そして、このベースバンドの受
信信号ＢＢI ，ＢＢQ は、ＡＤＣ１３，１４で各シンボ
ルごとに複数回サンプリングされてディジタル信号に変
換されたのち、電力検出器１６に入力される。電力検出
器１６では、上記ディジタル受信信号を各サンプルごと
にＢＢI ² ＋ＢＢQ ² 演算することにより瞬時電力ｒi
が検出され、これらの瞬時電力ｒi は平均化回路１７で
１シンボル分づつ加算されてシンボル間平均電力値ｒs
となって差分回路２０に入力される。

【００３４】また、このシンボル間平均電力ｒs の検出
動作と並行して、検波器１８では上記ディジタル受信信
号がシンボルごとに検波されて伝送情報が再生される。
そして、この再生された伝送情報の符号パターンに対応
した補正電力値ｅが記憶回路１９から読み出され、上記
差分回路２０に供給される。このため、差分回路２０で
は、上記シンボル間平均電力値ｒs から上記補正電力値
ｅが差し引かれ、これにより受信信号の平均電力値が推
定される。

【００３５】このとき、上記補正電力値ｅは受信信号自
身に含まれる振幅変動成分を打ち消すために各伝送符号
パターンごとに予め用意されたものである。したがっ
て、この補正電力値ｅをシンボル平均電力値ｒs から差
し引くことで、シンボル平均電力値ｒs から上記受信信
号自身に含まれる振幅変動成分が消去され、これにより
フェージング等の外的要因による振幅変動成分のみを含
み、変調に起因する信号自身の振幅変動成分を含まない
受信平均電力値が得られる。すなわち、複数のシンボル
期間に亘って平均をとることで得られる受信平均電力値
と等価な平均電力値が、各シンボル期間ごとに得られ
る。

【００３６】そして、この差分回路２０で得られた受信
平均電力値（ｒs −ｅ）は、可変利得増幅器１１，１２
に供給される。可変利得増幅器１１，１２では、この受
信平均電力値（ｒs −ｅ）と予め設定してある基準値と
の差分値が求められ、この差分値が小さくなる方向に利
得の可変制御が行なわれる。

【００３７】図２は以上述べた平均電力検出動作の具体
例を説明するためのもので、１シンボル期間Ｔs に１ビ
ットの符号が伝送され、かつＡＤＣ１３，１４では各シ
ンボルごとにｍ＝４回のサンプリングが行なわれる場合
を示している。

【００３８】電力検出器１６では、ＡＤＣ１３，１４に
よりサンプリングされた各ディジタル受信信号の瞬時電
力値ｒi が図２（ａ）に示すように検出される。そし
て、これらの瞬時電力値ｒi は各シンボル期間Ｔs ごと
に平均化回路１７で相互に加算されて図２（ｂ）に示す
ようなシンボル間平均電力値ｒS となる。例えば、シン
ボル間平均電力値ｒ1 は、時刻ｔ1 から時刻ｔ2 までの
シンボル期間に検出された４サンプル分の瞬時電力値の
総和として求められる。同様に、ビット２からビット５
までの各シンボル期間においても、４サンプル分の瞬時
電力値の総和としてシンボル間平均電力値が求められ
る。

【００３９】ところで、ビット１からビット５までのシ
ンボル間平均電力値の平均値をＰとし、この平均値Ｐに
対する各シンボル間平均電力値の相対値を求めると、図
２（ｃ）のようになる。例えば、シンボル１におけるシ
ンボル間平均電力値ｒ1 と平均値Ｐとの相対値は、ｅ1
となる。図２（ｃ）に示したように、個々のシンボル間
平均電力は十分長い時間で平均化された電力、つまり受
信信号の平均電力に対してばらつく性質がある。そし
て、このシンボル間平均電力と平均電力との相対値は、
伝送情報の符号パターンによる固有値となる。

【００４０】本実施形態の回路では、この固有値が補正
電力値ｅとして伝送情報の符号パターンに対応付けて記
憶回路１９に予め記憶されている。そして、検波器１８
で検波再生された伝送符号パターンに対応する補正電力
値ｅが上記記憶回路１９から読み出され、差分回路２０
においてシンボル間平均電力値ｒi から引き算される。
この引き算により、上記シンボル間平均電力のばらつき
がキャンセルされ、これにより十分長い時間で平均化さ
れた平均電力と等価な推定平均電力が得られる。したが
って、この推定平均電力を用いてＡＧＣを行なえば、上
記シンボル間平均電力のばらつき、つまり変調により伝
送速度程度で変動する振幅レベルの変動成分に応答せ
ず、これにより利得制御誤差の少ないＡＧＣを行ない得
る。

【００４１】以上のようにこの実施形態では、ベースバ
ンドの受信信号をＡＤＣ１３，１４で１シンボル当り複
数回サンプリングしてディジタル信号に変換し、電力検
出器１６でこのディジタル受信信号から各サンプリング
タイミングごとの瞬時電力値を検出してこれを平均化回
路１７で１シンボルごとに加算することによりシンボル
間平均電力ｒs を算出し、かつ検波器１８で上記ディジ
タル受信信号を検波して１シンボルごとの伝送符号パタ
ーンを再生し、この伝送符号パターンに対応する補正電
力値ｅを記憶回路１９から読出す。そして、上記シンボ
ル間平均電力ｒs から上記補正電力値ｅを差し引き、そ
の差分信号を可変利得増幅器１１，１２にフィードバッ
クして利得制御を行なうようにしている。

【００４２】このため、本実施形態によれば、シンボル
間平均電力値ｒs から信号自身の振幅変動成分を表わす
補正電力値ｅを差し引くことにより、１シンボル周期と
いう短い周期でありながら、複数のシンボル期間に亘っ
て平均をとる場合のように十分に長い期間で平均化する
ことにより得られる受信平均電力値と等価な平均電力値
が得られる。したがって、この平均電力値を可変利得増
幅器１１，１２にフィードバックしてその利得制御を行
なうことにより、変調に起因する振幅変動成分には応答
せず、かつ高速フェージングなどに起因する振幅変動に
対しては十分に応答したＡＧＣを実現することができ
る。このため、ＡＧＣ後の受信信号のＣ／Ｎは高められ
かつ高速フェージングの影響は低減されて、これにより
良好な受信特性を保持することができる。

【００４３】（第２の実施形態）図３は、この発明の第
２の実施形態に係わるＡＧＣ機能付き無線通信装置の要
部構成を示す回路ブロック図である。なお、同図におい
て前記図１と同一部分には同一符号を付して詳しい説明
は省略する。

【００４４】この第２の実施形態では、平均化回路２２
として累積加算形式の回路を使用している。図４はその
構成の一例を示すもので、加算器２２ａと記憶回路２２
ｂとから構成される。加算器２２ａは、電力検出器１６
から瞬時電力値が出力されるごとに、この新たに出力さ
れた瞬時電力値を記憶回路２２ｂに記憶されている１サ
ンプルタイミング前までの累積加算値に加算する。

【００４５】記憶回路２２ｂは、例えばフリップフロッ
プまたはラッチ回路により構成され、１シンボル周期で
リセット信号が入力されるごとに動作を開始し、以後ク
ロック発生器１５から発生されるサンプリングクロック
に同期して、加算器２２ａから新たな累積加算値が出力
されるごとにそれまで記憶していた古い累積加算値をこ
の新たな累積加算値に更新し、この新たな累積加算値を
次サンプルタイミングにおける累積加算のために上記加
算器２２ａに供給する。そして、次のリセット信号が入
力されるまで上記動作を繰り返し、リセット信号が入力
される直前の累積加算値をシンボル間平均電力値ｒs と
して差分回路２０へ出力する。

【００４６】またこの実施形態では、上記差分回路２０
から出力されたシンボル間平均電力ｒs と補正電力値ｅ
との差分値、つまり推定平均電力値を差分回路２１に入
力し、この差分回路２１で上記差分値と目標値としての
基準値ｒ0 との誤差を求める。そして、その誤差信号を
可変利得増幅器１１′，１２′にフィードバックして、
その利得を可変制御している。

【００４７】このような構成であれば、累積加算方式で
あるため前記第１の実施形態の平均化回路１７に比べて
平均化回路２２の回路構成を小規模なものにすることが
できる。また、差分回路２０から出力された推定平均電
力値と基準値ｒ0 との誤差を差分回路２１で求めてその
誤差信号を可変利得増幅器１１′，１２′にフィードバ
ックしているので、可変利得増幅器１１′，１２′にお
いて推定平均電力値と基準値との差分演算を行なう必要
がなくなり、これにより汎用の可変利得増幅器を使用す
ることが可能となる。

【００４８】（第３の実施形態）無線信号がマルチパス
などにより外部からの干渉を強く受ける場合や、受信機
内の歪みの影響が大きい場合、さらには無線信号の受信
電界強度が小さく受信機内の熱雑音の影響を強く受ける
場合では、推定平均電力の推定誤りが大きくなると予測
される。このような場合には、推定平均電力の推定誤り
を抑圧する必要がある。

【００４９】そこで第３の実施形態では、以下のように
して推定誤りによる雑音成分を抑圧するようにしてい
る。図５は、この第３の実施形態に係わるＡＧＣ機能付
き無線通信装置の要部構成を示す回路ブロック図であ
る。なお、同図において前記図３と同一部分には同一符
号を付して詳しい説明は省略する。

【００５０】図５において、差分回路２０から出力され
た推定平均電力値は、差分回路２１で基準値ｒ0 との誤
差が求められたのち、その誤差信号はループフィルタ２
３を介して可変利得増幅器１１′，１２′にフィードバ
ックされるようになっている。このため、上記したよう
な種々の原因によって推定平均電力に推定誤りが発生し
ても、この推定誤りによる雑音成分は可変利得増幅器１
１′，１２′にフィードバックされる際に上記ループフ
ィルタ２３で抑圧される。このため、上記推定誤りによ
る利得制御誤差は低減され、これにより良好な受信品質
を保つことができる。

【００５１】なお、十分な雑音抑圧効果を得るにはルー
プフィルタ２３の帯域を十分に狭くすることが一般的で
あり、そうするとＡＧＣの応答速度が遅くなる。しか
し、この発明の各実施形態では、予め各サンプリングご
との瞬時電力ｒi を１シンボル分加算してシンボル間平
均電力ｒs を求め、さらにこのシンボル間平均電力ｒs
から補正電力情報ｅを差し引くことによりＡＧＣのため
の制御信号を得ているので、すでにこれらの過程で変調
成分の抑圧効果が十分期待できる。このため、ループフ
ィルタの帯域が広くても十分な雑音抑圧効果を得ること
ができ、これによりＡＧＣループにあって高速度の応答
性を確保することができる。

【００５２】（第４の実施形態）無線信号がマルチパス
フェージングによる符号間干渉の影響を受けるような場
合や、受信機内の歪みの影響を強く受ける場合には、平
均電力の推定精度が大きく劣化すると予測される。この
場合には、第３の実施形態で述べたようなループフィル
タ２３による雑音抑圧だけでは、十分な利得制御精度を
得ることが困難である。

【００５３】そこで、第４の実施形態では次のような対
策を講じている。すなわち、先に述べたように無線信号
がマルチパスフェージングによる符号間干渉の影響を受
けるような場合や、受信機内の歪みの影響を強く受ける
場合には、一般に検波特性が劣化する。このため、検波
器１８の出力信号を監視することにより検波特性の劣化
を検出し、所定量以上の符号誤りが検出されたならば、
差分回路２０により得られる推定平均電力（ｒs −ｅ）
に代わって電力検出器１６により検出された瞬時電力ｒ
i を選択し、この瞬時電力ｒi と基準時ｒ0 との誤差信
号を可変利得増幅器１１′，１２′にフィードバックす
ればよい。

【００５４】図６はこの第４の実施形態に係わるＡＧＣ
機能付き無線通信装置の要部構成を示す回路ブロック図
である。なお、同図において前記図５と同一部分には同
一符号を付して詳しい説明は省略する。

【００５５】図６において、検波器１８の検波出力は記
憶回路１９にアドレス入力されるとともに、干渉検出器
２４にも入力される。この干渉検出器２４は、既知信号
系列中の符号誤りを検出し、符号誤りが検出された場合
にその既知信号を不検出とする。そして、所定の通信期
間中に既知信号の不検出が複数回生じた場合に、干渉が
発生したと判定して切替信号を選択回路２５へ出力す
る。

【００５６】選択回路２５は差分回路２０，２１間に介
挿されている。選択回路２５は、上記干渉検出器２４か
ら切替信号が出力されていないときには差分回路２０か
ら出力された推定平均電力値を選択出力し、一方切替信
号が出力されたときには上記推定平均電力値に代わって
電力検出器１６から出力された瞬時電力値ｒi を選択出
力する。

【００５７】このような構成であるから、無線伝送路の
品質が比較的良好で干渉が発生していない状態では、干
渉検出回路２４からは切替信号が出力されない。したが
ってこの状態では、選択回路２５において差分回路２０
から出力された推定平均電力値が選択される。このた
め、上記推定平均電力値と基準値ｒ0 との誤差信号が、
ループフィルタ２３を介して可変利得増幅器１１′，１
２′にフィードバックされ、これにより利得制御が行な
われる。したがって、前記各実施形態で述べたように、
変調による振幅変動成分がキャンセルされた推定平均電
力値に応じてＡＧＣが行なわれることになり、これによ
り変調による振幅変動成分には応答せず、かつ高速フェ
ージングなどに起因する振幅変動に対しては十分に応答
することができるＡＧＣを実現できる。

【００５８】これに対し、例えばマルチパスフェージン
グの多発により符号間干渉が増大したとする。そうする
と、所定期間内に既知信号が複数回不検出となった時点
で干渉検出器２４から切替信号が出力される。このた
め、選択回路２５では、それまで選択されていた推定平
均電力値に代わって電力検出器１６から出力された瞬時
電力値ｒi が選択される。そして、この瞬時電力値ｒi
と基準値ｒ0 との誤差信号が、ループフィルタ２３を介
して可変利得増幅器１１′，１２′にフィードバックさ
れ、利得制御が行なわれる。したがって、この場合には
推定平均電力値がＡＧＣに使用されないので、符号間干
渉による平均電力値の推定誤りによってＡＧＣが誤動作
しないようにすることができ、これにより安定性の高い
ＡＧＣを実現できる。

【００５９】ただし、この場合には、瞬時電力値ｒi に
含まれる変調による振幅変動成分がＡＧＣに悪影響を及
ぼす虞れがある。しかし、ループフィルタ２３の抑圧帯
域幅をできる限り狭くなるように設定することで、上記
変調による振幅変動成分を抑圧することは可能である。

【００６０】なお、マルチパスフェージングによる符号
間干渉の検出には、符号誤りの検出とともに、受信信号
レベル（ＲＳＳＩ）を同時に観察すると都合がよい。こ
の場合の干渉検出器２４の動作は次のようになる。ＲＳ
ＳＩが良好な品質で通信を行なうに必要な値であるのに
符号誤りが増加するとき、干渉が検出されたと判断し
て、切替信号を選択回路２５へ出力する。ＲＳＳＩ情報
は通常、無線機内で検出されることになっているため、
これを利用すればよい。

【００６１】符号誤りの検出にＲＳＳＩ情報を組み合わ
せて用いることにより、受信感度付近での雑音による符
号誤りと、符号間干渉や強入力による波形歪みで生じる
符号誤りとが区別でき、これにより干渉検出器における
誤動作を低減して、本発明による効果が期待できる。

【００６２】（第５の実施形態）この発明の第５の実施
形態は、シンボル間平均電力値を補正するための補正電
力情報を発生する際に、同一の伝送符号パターンに対応
づけて複数の補正電力情報を用意し、過去に検出された
伝送符号パターンに基づいて上記複数の補正電力情報の
中から最も適当な補正電力情報を選択し、この選択した
補正電力情報を基にシンボル間平均電力値を補正して推
定平均電力情報を得るようにしたものである。

【００６３】例えば、複素平面上で現在の位相と１シン
ボル前の位相との差分に情報を載せて伝送を行なうシス
テムでは、すでに述べたようにシンボル間平均電力値が
伝送情報によって変化する。図７を用いてその様子を説
明する。なお、同図では黒丸間で位相遷移がなされるも
のとし、黒丸と原点との距離の二乗を信号の包絡線の平
均電力としその大きさを“１”としている。

【００６４】例えば、伝送される情報が＋π／４（Ａか
らＢへの位相遷移）の場合と、＋３π／４（ＡからＣへ
の位相遷移）の場合の各々について、シンボル間平均電
力値を求めると次のようになる。すなわち、図７の直線
Ａ−ＢおよびＡ−Ｃをそれぞれ等間隔で複数回サンプリ
ングしたのち、各々のサンプル点での原点からの長さの
二乗和を求めると、これがシンボル間平均電力となる。
このシンボル間平均電力の値は、１シンボル当たり５サ
ンプルとすると、例えば図８に示すようにそれぞれ０．
９５，０．３７となり、ｄ＠Ｚｘｅｋ包絡線の平均電力
に対してそれぞれ−０．２ｄＢ，−４．３ｄＢの誤差が
ある。

【００６５】この発明では、受信信号の平均電力を推定
する場合、すでに述べたように電力検出器１６および平
均化回路２２を用いてシンボル間平均電力を検出し、か
つ検波器１８で伝送情報を検波再生してこの伝送情報を
用いて平均電力の推定を行なう。例えば、いま検出され
たシンボル間平均電力値から推定される受信信号の平均
電力が７０ｄＢμＶ、検波器１８で検出された伝送情報
が＋３π／４だったとすると、このときの受信平均電力
はおよそ７４．３ｄＢμＶと推定される。しかし、一般
に図８に示したシンボル間平均電力値は、同一情報であ
っても、帯域制限フィルタの特性と過去に伝送された情
報によってある程度ばらつきを持っている。

【００６６】そこで、検出したシンボル間平均電力値を
補正する場合には、同一伝送情報内で想定される複数の
補正値の平均をとり、この平均値をその伝送情報におけ
る補正値として用いるとよい。また、同一伝送情報に対
応する補正値を複数用意し、これらの補正値の中から過
去に検出された数シンボル分の情報系列をもとに、最も
適当な補正値を選択して現伝送情報における電力補正値
とし、平均電力の推定を行なうようにするとよい。

【００６７】図９は、この発明の第５の実施形態に係わ
るＡＧＣ機能付き無線通信装置の要部構成を示す回路ブ
ロック図である。なお、同図において前記図３と同一部
分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。

【００６８】この実施形態は、補正電力値を発生するた
めの回路として、検波器１８、記憶回路２６およびシフ
トレジスタ２７を有している。このうちシフトレジスタ
２７は、３個のレジスタを直列接続したもので、シンボ
ルレートのクロックに同期して、検波器１８から出力さ
れた伝送情報を取り込んだのち順次次なるレジスタに移
す。記憶回路２６には、定められた長さにおいてとりう
るすべての伝送情報系列に対応した誤差電力情報が予め
記憶してある。記憶回路２６は、各シンボルごとに、検
波器１８から出力された現シンボルの検波情報と、シフ
トレジスタ２７の各レジスタから出力された過去の複数
のシンボルにおける検波情報とを基に、最適な補正電力
情報を選択して読み出す。

【００６９】このような構成であるから、シンボル間平
均電力値ｒs を補正するための補正電力情報ｅは、現シ
ンボルにおける検波情報だけでなく、過去の３シンボル
における検波情報をも考慮されて選択される。ここで、
平均電力値に対する振幅変動成分は、厳密には現シンボ
ルの伝送情報が同一の場合であっても、過去の数シンボ
ルに伝送された情報が異なれば異なる値をとりうる。し
たがって、上記したように現シンボルの伝送情報に加え
過去３シンボルの伝送情報も考慮して補正電力値を選択
すれば、常に推定誤差の少ない高精度の平均電力推定を
行なうことができ、これによりさらに正確なＡＧＣを行
なうことが可能となる。なお、本実施形態では説明の簡
単のためレジスタ数＝３として説明したが、レジスタ数
は１個以上の任意の数でよい。

【００７０】なお、この発明は上記各実施形態に限定さ
れるものではない。例えば、上記各実施形態では補正電
力情報を発生するために専用の検波器１８を設けたが、
伝送符号を復号再生するために装置にすでに設けられて
いる復調回路を兼用してもよい。このようにすれば、検
波器を１個不要にすることができ、これにより回路規模
の小形化を図ることが可能となる。

【００７１】また前記各実施形態では、各シンボルごと
に補正電力情報を発生して平均電力の推定を行なうよう
にしたが、フェージングなどの影響による振幅変動が少
ない場合には複数シンボルごとに補正電力情報を発生し
て平均電力の推定を行なうようにしてもよい。

【００７２】さらに前記各実施形態では、電力検出器１
６においてＢＢI ² ＋ＢＢQ ² の演算により瞬時電力値
ｒi を算出するようにしたが、ＢＢI かまたはＢＢQ の
いずれか一方の電圧値を電力値に代用させてもよい。ま
た平均化回路１７，２２では、１シンボル期間内の複数
の瞬時電力値の総和をそのままシンボル間平均電力値と
したが、１シンボル期間内の複数の瞬時電力値の総和を
１シンボル期間におけるサンプル数で割り算することに
より平均値を求め、この平均値をシンボル間平均電力値
としてもよい。

【００７３】さらに前記各実施形態では、ベースバンド
帯に設けた可変利得増幅器１１，１２または１１′，１
２′の利得のみを制御するようにしたが、それに加え中
間周波帯の可変利得増幅器の利得を制御してもよく、ま
たこの中間周波帯の可変利得増幅器の利得のみを制御す
るようにしてもよい。

【００７４】また、前記第３および第４の各実施形態で
は、ループフィルタ２３のフィルタ係数を固定値とした
が、受信信号のＳ／Ｎが所定値以下の場合には通過帯域
特性が予め設定した狭帯域となるようにし、受信信号の
Ｓ／Ｎが所定値よりも良好な場合には通過帯域特性が広
帯域になるように、フィルタ係数を切り替えるようにし
てもよい。さらに、受信信号のＳ／Ｎに応じてフィルタ
係数を適応的に可変制御するように構成してもよい。

【００７５】さらに前記第４の実施形態では、検波器１
６の検波出力を干渉検出器２４に入力して符号間干渉の
発生を検出し、その検出結果により選択回路２５を制御
するようにしたが、他にアイパターンの収束点のばらつ
きの度合いやユニークワードの誤りの発生状態を監視
し、その監視結果により選択回路２５を制御するように
してもよい。

【００７６】さらに、第１乃至第５の各実施形態を適宜
組み合わせて任意の装置を構成することはこの発明の範
囲内であり、その他１シンボル期間におけるサンプリン
グ数や、瞬時電力検出手段、シンボル間平均電力算出手
段、伝送符号検波手段、補正情報発生手段、平均電力推
定手段およびレベル可変制御手段の構成およびその制御
内容等についても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で
種々変形して実施できる。

【００７７】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明では、ベー
スバンド帯の受信信号をその各シンボルごとに複数回サ
ンプリングしてディジタル受信信号とし、このディジタ
ル受信信号からその各サンプルごとの瞬時電力値を検出
してこれらの瞬時電力検出値をシンボル単位で平均して
シンボル間平均電力情報を求めるとともに、上記ディジ
タル受信信号を検波して伝送符号系列を再生し、この再
生された伝送符号系列の符号パターンに応じて固定的に
定まる所定の補正電力情報を発生する。そして、この補
正電力情報を基に上記シンボル間平均電力情報を補正し
て複数のシンボル期間に亘る平均電力情報を推定し、こ
の推定平均電力情報を基に高周波もしくは中間周波帯の
受信信号およびベースバンド帯の受信信号のうちの少な
くとも一方の信号レベルを可変制御するようにしてい
る。

【００７８】したがってこの発明によれば、変調に起因
する振幅変動成分には応答せず、高速フェージングなど
に起因する振幅変動には十分高速に追従することがで
き、これにより良好な受信特性を得ることができるＡＧ
Ｃ機能を備えた無線通信装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施形態に係わるＡＧＣ機能
付き無線通信装置の要部構成を示す回路ブロック図。

【図２】図１に示した装置における平均電力検出動作の
具体例を説明するための図。

【図３】この発明の第２の実施形態に係わるＡＧＣ機能
付き無線通信装置の要部構成を示す回路ブロック図。

【図４】図３に示した平均化回路の構成を示す回路ブロ
ック図。

【図５】この発明の第３の実施形態に係わるＡＧＣ機能
付き無線通信装置の要部構成を示す回路ブロック図。

【図６】この発明の第４の実施形態に係わるＡＧＣ機能
付き無線通信装置の要部構成を示す回路ブロック図。

【図７】複素平面上における位相遷移の状態と任意の位
相点における平均電力を表わした図。

【図８】検出される情報によりシンボル間平均電力値が
異なることを説明するための図。

【図９】この発明の第５の実施形態に係わるＡＧＣ機能
付き無線通信装置の要部構成を示す回路ブロック図。

【図１０】従来より使用されているＡＧＣ回路の構成の
一例を示した図。

【図１１】電力検出回路の構成の一例を示した図。

【図１２】π／４シフトＱＰＳＫ信号軌跡のリサージュ
を示す図。

【符号の説明】

１１，１２，１１′，１２′…可変利得増幅器 １３，１４…アナログ／ディジタル変換器（ＡＤＣ） １５…サンプリングクロック発生用のクロック発生器 １６…電力検出器 １７，２２…平均化回路 １８…検波器 １９，２６…記憶回路 ２０，２１…差分回路 ２３…ループフィルタ ２４…干渉検出器 ２５…選択回路 ２７…シフトレジスタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｂ 7/005 Ｈ０４Ｂ 7/005 7/26 7/26 Ｃ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高周波もしくは中間周波帯の受信信号を
   ベースバンド帯に周波数変換した後、このベースバンド
   帯の受信信号から受信電界強度を表わす情報を検出し、
   この検出情報を基に上記受信信号の信号レベルを可変制
   御するＡＧＣ機能を備えた無線通信装置において、 前記ベースバンド帯の受信信号をその各シンボルごとに
   複数回サンプリングしてディジタル受信信号を出力する
   ためのアナログ／ディジタル変換手段と、 このアナログ／ディジタル変換手段から出力されたディ
   ジタル受信信号からその各サンプルごとの瞬時電力値を
   検出するための瞬時電力検出手段と、 この瞬時電力検出手段により検出された瞬時電力値をシ
   ンボル単位で平均してシンボル間平均電力情報を得るた
   めのシンボル間平均電力算出手段と、 前記ディジタル受信信号を検波して伝送情報系列を再生
   するための伝送情報再生手段と、 この伝送情報再生手段により再生された伝送情報系列の
   符号パターンに応じて固定的に定まる所定の補正情報を
   出力するための補正情報発生手段と、 前記シンボル間平均電力算出手段により得られたシンボ
   ル間平均電力情報を前記補正電力発生手段から出力され
   た補正情報を基に補正して、複数のシンボル期間に亘る
   平均電力情報を推定するための平均電力推定手段と、 この平均電力推定手段により得られた推定平均電力情報
   を基に、前記高周波もしくは中間周波帯の受信信号およ
   び前記ベースバンド帯の受信信号のうちの少なくとも一
   方の信号レベルを可変制御するレベル可変制御手段とを
   具備したことを特徴とするＡＧＣ機能を備えた無線通信
   装置。
2. 【請求項２】 補正情報発生手段は、伝送情報系列の複
   数の符号パターンに各々対応する複数の補正情報を予め
   記憶した記憶手段を有し、伝送情報再生手段により再生
   された伝送情報系列の符号パターンに対応する補正情報
   を前記記憶手段から読み出すものであることを特徴とす
   る請求項１記載のＡＧＣ機能を備えた無線通信装置。
3. 【請求項３】 シンボル間平均電力算出手段は、瞬時電
   力検出手段により検出された瞬時電力を単位シンボルご
   とに順次累積加算することによりシンボル間平均電力を
   求めることを特徴とする請求項１記載のＡＧＣ機能を備
   えた無線通信装置。
4. 【請求項４】 レベル可変制御手段は、平均電力推定手
   段により得られた推定平均電力情報に含まれる推定誤差
   成分を除去するループフィルタを備え、このループフィ
   ルタを通した後の推定平均電力情報を基に受信信号レベ
   ルを可変制御することを特徴とする請求項１記載のＡＧ
   Ｃ機能を備えた無線通信装置。
5. 【請求項５】 ループフィルタは、通過帯域特性を可変
   する手段を有し、受信信号の受信品質を表わす情報に応
   じて通過帯域特性を適応的に可変設定することを特徴と
   する請求項４記載のＡＧＣ機能を備えた無線通信装置。
6. 【請求項６】 受信信号の受信品質を検出する受信品質
   検出手段と、 この受信品質検出手段により受信品質が所定のレベル以
   上であることが検出されているときには前記平均電力推
   定手段で得られた推定平均電力情報を選択出力し、一方
   受信品質が前記所定のレベル未満に低下したことが検出
   されたときには前記推定平均電力情報の代わりに前記瞬
   時電力検出手段で検出された瞬時電力値を選択出力する
   選択手段とを備え、 前記レベル可変手段は、この選択手段により選択出力さ
   れた前記推定平均電力情報および瞬時電力値を基に、受
   信信号のレベルを可変制御することを特徴とする請求項
   １記載のＡＧＣ機能を備えた無線通信装置。
7. 【請求項７】 レベル可変手段は、通過帯域特性を可変
   する機能を有するループフィルタと、選択手段により推
   定平均電力情報が選択出力されているときにはループフ
   ィルタの通過帯域幅を所定幅よりも広く設定し、一方選
   択手段により瞬時電力値が出力されているときにはルー
   プフィルタの通過帯域幅を前記所定幅よりも狭く設定す
   る手段とを備えたことを特徴とする請求項６記載のＡＧ
   Ｃ機能を備えた無線通信装置。
8. 【請求項８】 補正情報発生手段は、伝送情報再生手段
   により再生された各シンボルの伝送情報を複数シンボル
   分保持する伝送情報保持手段を備え、現シンボルの伝送
   情報と、前記伝送情報保持手段に保持されている過去の
   シンボルの伝送情報とに基づいて、最適な補正情報を発
   生することを特徴とする請求項１記載のＡＧＣ機能を備
   えた無線通信装置。