CN1341296A - 接收装置和增益控制方法 - Google Patents

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Abstract

SINR测定部108根据A/D变换部104的输出信号和干扰消除器106的输出信号来测定期望波与干扰波之比。绝对电场强度计算部111根据电场强度测定部109测定的接收信号的电场强度和所述期望波与干扰波之比来计算期望信号的绝对电场强度。判定部112判定所述期望信号的绝对电场强度和预定的目标值之间的大小关系。增益系数计算部113根据判定部112的判定结果来计算增益系数,并控制AGC部103的增益。由此,可以高精度地进行AGC,并且防止接收品质的恶化。

Description

接收装置和增益控制方法
                         技术领域
本发明涉及携带电话和车载电话等数字无线通信系统所用的接收装置和增益控制方法。
                         背景技术
近年来，在与日俱增的携带电话和车载电话等数字无线通信系统中，每个小区中设置的基站对小区内存在的多个通信终端分配无线信道，同时进行无线通信。
图1表示数字无线通信系统的构成图。在图1中，基站11为小区21中设置的基站，基站12为小区22中设置的基站，基站13为小区23中设置的基站。移动台31、32、33存在于当前小区21中，与基站11进行无线通信。
图2是表示图1的移动台31接收的信号的划分。如图2所示，对于与基站11进行无线通信的移动台31而言，从基站11发送的信号是期望信号S，但在移动台31接收时包含噪声N。
此外，除了噪声N以外，在接收信号R中，作为干扰信号I，还包括从基站11向本台以外的移动台32、33发送的本小区的干扰信号Iintra，以及从通信对方以外的基站12、13发送的其他小区的干扰信号Iinter。
移动台31上搭载的接收装置对接收信号进行自动增益控制(以下称为‘AGC’)、变换为数字信号后，对接收信号中包含的期望信号进行解调，取出接收数据。AGC是以提高将接收信号进行数字变换时的精度为目的，使接收信号的电场强度达到预先设定的目标值的控制。
以下，用图3的框图说明移动台上搭载的现有的接收装置的结构。
在图3的接收装置中，接收RF部52对天线51接收到的无线频率的信号进行放大，变频为基带。AGC部53根据增益系数来控制从接收RF部52输出的基带信号的增益。A/D变换部54将AGC部53的输出信号变换为数字信号。
解扩部55将A/D变换部54的输出信号与发送端相同的扩频码相乘。RAKE接收部56对解扩部55的输出信号进行RAKE合成。解调部57对RAKE接收部56的输出信号进行解调，取出接收数据。
电场强度测定部58测定从接收RF部52输出的基带信号的电场强度。通过设置在电解中知道有效长度的天线、测定在该天线上感应的电压来求电场强度。
A/D变换部59将电场强度测定部58测定的电场强度的测定结果变换为数字信号，输出接收信号的绝对电场强度(S＋I＋N)abs。
判定部60判定从A/D变换部59输出的接收信号的绝对电场强度(S＋I＋N)abs和目标值t之间的大小关系。作为目标值t，使用可用比特表现的信号振幅X(以下，省略为‘振幅X’)等。
如图4所示的输入电场强度和增益系数之间的关系，增益系数计算部61根据判定部60的判定结果，输出在上次的增益系数β上增减AGC的增益系数的增益校正值(以下简称为‘增益校正值’)ΔG所得的值(β＋ΔG或β－ΔG)作为新的增益系数。
具体地说，在接收信号的绝对电场强度(S＋I＋N)abs为目标值t以上的情况下，将增益校正值ΔG与上次的增益系数β相加，而在除此以外的情况下，从上次的增益系数β中减去增益校正值ΔG。增益校正值ΔG是预先设定的值。
D/A变换部62将增益系数计算部61计算出的增益系数变换为模拟值，输出到AGC部53。
这样，现有的接收装置通过进行闭环控制的AGC来提高将接收信号变换为数字信号时的精度。
但是，在上述现有的接收装置中，如图5A所示的信号分量那样，在接收信号R中包含的干扰信号I和噪声N的比例大的情况下，期望信号S的比特精度(纵轴方向距离a)不充分，以此作为原因会使接收品质恶化。
另一方面，如图5的信号分量所示，在为了提高期望信号S的比特精度，估计干扰信号I和噪声N的量，将目标值t设定得大于振幅X，进行消波接收(纵轴方向距离b)的AGC，以及接收信号R中包含的干扰信号I和噪声N的比例小的情况下，即使期望信号S被消波(纵轴方向距离c)，以该消波为原因也会使接收品质恶化。消波指传输时信号或语言音节的峰值被剪切到能够感知的程度。
即，由于上述现有的接收装置未考虑接收信号中包含的期望信号的比例，根据接收信号的电场强度来计算增益系数，所以存在不能高精度地进行AGC，接收品质会恶化这样的问题。
                        发明内容
本发明的目的在于提供一种接收装置和增益控制方法，可以高精度地进行AGC，可以防止接收品质的恶化。
该目的如下实现：通过根据期望信号与干扰信号之比和接收电场强度来求从接收信号中除去了干扰信号的信号的电场强度，根据该电场强度来计算增益系数。
                         附图说明
图1表示数字无线通信系统的结构图；
图2表示图1的移动台接收的信号中的划分；
图3表示现有的接收装置的结构方框图；
图4表示现有的接收装置中的输入电场强度和增益系数之间关系的图；
图5A表示现有的接收装置的AGC和A/D变换前后的信号分量的图；
图5B表示现有的接收装置的AGC和A/D变换前后的信号分量的图；
图6表示本发明实施例1的接收装置的结构方框图；
图7表示本发明实施例1的接收装置的输入电场强度和增益系数之间关系的图；
图8A表示本发明实施例1的接收装置的AGC和A/D变换前后的信号分量的图；
图8B表示本发明实施例1的接收装置的AGC和A/D变换前后的信号分量的图；
图9表示本发明实施例2的接收装置的结构方框图；
图10表示本发明实施例2的接收装置的输入电场强度和增益系数之间关系的图；
图11A表示本发明实施例2的接收装置的AGC和A/D变换前后的信号分量的图；以及
图11B表示本发明实施例2的接收装置的AGC和A/D变换前后的信号分量的图。
                        具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的实施例。
(实施例1)
图6表示本发明实施例1的接收装置的结构方框图。
在图6的接收装置中，接收RF部102对天线101接收的无线频率信号进行放大，变频为基带。AGC部103根据从后述的D/A变换部114输入的增益系数来控制从接收RF部102输出的基带信号的增益。A/D变换部104将AGC部103的输出信号变换为数字信号。
解扩部105将与发送端相同的扩频码和A/D变换部104的输出信号相乘。干扰消除器106从解扩部105的输出信号中除去干扰信号I。干扰消除器106不能从解扩部105的输出信号中除去噪声N。
解调部107对干扰消除器106的输出信号进行解调并取出接收数据。
SINR测定部108从A/D变换部104的输出信号和干扰消除器106的输出信号中根据以下所示的式(1)来测定SINR。
电场强度测定部109测定从接收RF部102输出的基带信号的电场强度。通过设置在电解中知道有效长度的天线、测定在该天线上感应的电压来求电场强度。
A/D变换部110将电场强度测定部109测定的电场强度的测定结果变换为数字信号，输出接收信号的绝对电场强度(S＋I＋N)abs。
绝对电场强度计算部111从SINR和接收信号的绝对电场强度(S＋I＋N)abs中根据以下所示的式(2)来计算期望信号S的绝对电场强度(S＋I＋N)abs。在期望信号S的绝对电场强度(S＋N)abs中残留噪声N的原因在于，在干扰消除器106中不能除去噪声N。
判定部112判定从绝对电场强度计算部111输出的期望信号S的绝对电场强度(S＋N)abs和目标值t之间的大小关系。
增益系数计算部113根据判定部112的判定结果输出在上次的增益系数α上增减增益校正值ΔG所得的值(α＋ΔG或α－ΔG)作为新的增益系数。
具体地说，在期望信号S的绝对电场强度(S＋N)abs在目标值t以上的情况下，将上次的增益系数α与增益校正值ΔG相加，使得期望信号S不消波。另一方面，在期望信号S的绝对电场强度(S＋N)abs低于目标值t的情况下，从上次的增益系数α中减去增益校正值ΔG，以便提高期望信号S的比特精度。
D/A变换部114将从增益计算部113输出的增益系数变换为模拟值，输出到AGC部103。
因此，如图7所示，相对于现有技术中根据接收信号的绝对电场强度(S＋I＋N)abs来计算增益系数来说，通过使用干扰消除器的输出信号，可以根据期望信号S的绝对电场强度(S＋N)abs来计算增益系数。
图8A和图8B表示本实施例的接收装置的AGC和A/D变换前后的信号分量的图。图8A表示期望信号S的绝对电场强度(S＋N)abs在目标值t以上的情况，而图8B表示期望信号S的绝对电场强度(S＋N)abs低于目标值t的情况。
在图8A的情况下，由AGC部103来降低接收信号201的电场强度，使得期望信号S不消波。AGC部103的输出信号202由A/D变换部104变换为数字信号。此时，干扰信号I和噪声N的一部分被消波(纵轴方向距离a)。
由于A/D变换部104的输出信号203中包含的期望信号S未被消波，并且具有充分的比特精度(纵轴方向距离b)，所以接收品质未恶化。
另一方面，在图8B的情况下，接收信号211由AGC部103来提高电场强度，以便提高期望信号S的比特精度。AGC部103的输出信号212由A/D变换部104变换为数字信号。此时，干扰信号I和噪声N的一部分被消波(纵轴方向距离c)。
由于A/D变换部104的输出信号213中包含的期望信号S未被消波，并且具有充分的比特精度(纵轴方向距离d)，所以接收品质未恶化。
这样，通过从接收信号中根据除去了干扰信号的电场强度来计算增益系数，可以高精度地进行AGC，可以防止接收品质的恶化。
本实施例的接收装置适合采用SUD(Single User Detection：单用户检测)型干扰消除器作为干扰消除器。
(实施例2)
图9表示本发明实施例2的接收装置的结构方框图。在图9的接收装置中，与图6的接收装置共同的部分附以与图6相同的标号，并省略说明。
图9的接收装置与图6的接收装置相比较，采用具有与用户数相等的SINR测定部108，并追加了加法部301的结构。
这里，在以下的说明中，假设接收信号中包含的用户k的期望信号为Sk，对用户k的干扰信号为Ik，对用户k的噪声为Nk。
各SINR测定部108从A/D变换部104的输出信号(Sk＋Ik＋Nk)和从干扰消除器106输出的本小区内的每个用户的期望信号Sk中根据以下所示的式(3)来测定对应的用户k的SINR。
Figure A0080399000091
电场强度测定部109对每个用户测定从接收部RF102输出的基带信号的电场强度。A/D变换部110将电场强度测定部109测定的各用户的电场强度的测定结果变换为数字信号，输出每个用户的接收信号的绝对电场强度(Sk＋Ik＋Nk)abs。
绝对电场强度计算部111从每个用户的SINR和每个用户的接收信号的绝对电场强度(Sk＋Ik＋Nk)abs中根据以下所示的式(4)来计算各用户的期望信号Sk的绝对电场强度(Sk＋Nk)abs。
加法部301如以下的式(5)所示，将绝对电场强度计算部111计算出的本小区内的各用户的期望信号Sk的绝对电场强度(Sk＋Nk)abs全部相加，输出作为相加结果的合计值∑(S＋N)abs。
Figure A0080399000093
判定部112判定从加法部301输出的期望信号Sk的绝对电场强度的合计值∑(S＋N)abs和目标值t之间的大小关系。
增益系数计算部113根据判定部112的判定结果将在上次的增益系数γ上增减增益校正值ΔG所得的值(γ＋ΔG或γ－ΔG)作为新增益系数来输出。
具体地说，在期望信号Sk的绝对电场强度的合计值∑(S＋N)abs在目标值t以上的情况下，将上次的增益系数γ与增益校正值G相加，使得本小区内所有用户的期望信号不消波。另一方面，在期望信号Sk的绝对电场强度的合计值∑(S＋N)abs低于目标值t的情况下，从上次的增益系数γ中减去增益校正值ΔG，以便提高本小区内的所有用户的期望信号的比特精度。
因此，如图10所示，相对于现有技术中根据接收信号的绝对电场强度(S＋N)abs来计算增益系数来说，通过对每个用户使用干扰消除器的输出信号，可以根据期望信号Sk的绝对电场强度的合计值∑(S＋N)abs来计算增益系数。
这里，如上述那样，将干扰信号I划分为本小区的干扰信号Iintra和其他小区的干扰信号Iinter。由于在本小区的干扰信号Iintra中包含该用户以外的期望信号，所以上述本实施例的接收装置进行AGC，使得仅对其他小区的干扰信号Iinter进行消波，而不对本小区的干扰信号Iintra进行消波。
图11A和图11B表示本实施例的接收装置的AGC和A/D变换前后的信号分量的图。图11A表示期望信号Sk的绝对电场强度的合计值∑(S＋N)abs在目标值t以上的情况，而图11B表示期望信号Sk的绝对电场强度的合计值∑(S＋N)abs低于目标值t的情况。
在图11A的情况下，接收信号401由AGC部103来降低电场强度，使得期望信号S不消波。AGC部103的输出信号402由A/D变换部104变换为数字信号。此时，其他小区的干扰信号Iinter被消波(纵轴方向距离a)。
由于A/D变换部104的输出信号403中包含的期望信号S和本小区的干扰信号Iintra未被消波，并且具有充分的比特精度(纵轴方向距离b)，所以接收品质未恶化。
另一方面，在图11B的情况下，接收信号411由AGC部103来提高电场强度，以便提高期望信号S的比特精度。AGC部103的输出信号412由A/D变换部104变换为数字信号。此时，其他小区的干扰信号Iinter被消波(纵轴方向距离c)。
由于A/D变换部104的输出信号413中包含的期望信号S和本小区的干扰信号Iintra未被消波，并且具有充分的比特精度(纵轴方向距离d)，所以接收品质未恶化。
这样，通过从接收信号中根据仅除去了其他小区干扰信号Iinter的电场强度来计算增益系数，可以高精度地进行AGC，可以防止接收品质的恶化。
本实施例的接收装置适合采用MUD(Multi User Derection：多用户检测)型干扰消除器作为干扰消除器。
在上述各实施例的接收装置中，可以适当设定目标值。例如，可列举出可用比特表现的信号振幅作为目标值的情况下，或从可用比特表现的信号振幅中减去余量所得的值作为目标值的情况等。
通过考虑余量，即使在高速移动时的用户等的传播路径变动大的情况下，也可以防止期望信号被消波。
此外，上述各实施例的接收装置可以搭载在数字无线通信系统的基站装置和通信终端装置上。
从以上的说明可知，根据本发明的接收装置和增益控制方法，通过根据期望信号与干扰信号之比和接收电场强度来求从接收信号中除去了干扰信号的信号的电场强度，根据该电场强度来计算增益系数，可以高精度地进行AGC，可以防止接收品质的恶化。
本说明书基于1999年12月28日申请的(日本)特愿平11-375262号专利申请。其内容全部包含于此。
                      产业上的可利用性
本发明适用于携带电话和车载电话等数字无线通信系统。

Claims (9)

1、一种接收装置，包括：自动增益控制部件，根据增益系数来对接收信号进行自动增益控制；SINR测定部件，测定自动增益控制的信号的期望波与干扰波之比；电场强度测定部件，测定接收信号的电场强度；绝对电场强度计算部件，根据所述期望波与干扰波之比和所述接收信号的电场强度来计算期望信号的绝对电场强度；以及增益系数计算部件，根据期望信号的绝对电场强度和预定的目标值之间的大小关系来计算增益系数。
2、一种接收装置，包括：自动增益控制部件，根据增益系数来对接收信号进行自动增益控制；SINR测定部件，从自动增益控制的信号中测定本小区内的每个用户的期望波与干扰波之比；电场强度测定部件，测定接收信号的电场强度；绝对电场强度计算部件，根据所述期望波与干扰波之比和所述接收信号的电场强度来计算本小区内的所有用户的期望信号的绝对电场强度的合计值；以及增益系数计算部件，根据所述合计值和预定的目标值之间的大小关系来计算增益系数。
3、如权利要求1所述的接收装置，其特征在于，增益系数计算部件在期望信号的绝对电场强度在目标值以上的情况下将预定的校正值与上次的增益系数相加，而在期望信号的绝对电场强度低于目标值的情况下从所述上次的增益系数中减去所述校正值。
4、如权利要求1所述的接收装置，其特征在于，将可用比特来表现的信号振幅作为目标值来设定。
5、如权利要求1所述的接收装置，其特征在于，将从可用比特表现的信号振幅中减去余量所得的值作为目标值来设定。
6、一种搭载接收装置的无线通信终端装置，其特征在于，所述接收装置包括：自动增益控制部件，根据增益系数来对接收信号进行自动增益控制；SINR测定部件，测定自动增益控制的信号的期望波与干扰波之比；电场强度测定部件，测定接收信号的电场强度；绝对电场强度计算部件，根据所述期望波与干扰波之比和所述接收信号的电场强度来计算期望信号的绝对电场强度；以及增益系数计算部件，根据期望信号的绝对电场强度和预定的目标值之间的大小关系来计算增益系数。
7、一种增益控制方法，对接收信号进行自动增益控制并变换为数字信号，根据从该数字信号中除去了干扰信号所得的信号和所述数字信号来测定期望波与干扰波之比，根据所述期望波与干扰波之比和所述接收信号的电场强度来计算期望信号的绝对电场强度，根据期望信号的绝对电场强度和预定的目标值之间的大小关系来计算下次的自动增益控制的增益系数。
8、一种增益控制方法，对接收信号进行自动增益控制并变换为数字信号，根据从该数字信号中除去了干扰信号所得的信号和所述数字信号来测定本小区内的每个用户的期望波与干扰波之比，根据所述期望波与干扰波之比和所述接收信号的电场强度来计算本小区内的所有用户的期望信号的绝对电场强度的合计值，根据所述合计值和预定的目标值之间的大小关系来计算下次的自动增益控制的增益系数。
9、如权利要求7所述的增益控制方法，其特征在于，在期望信号的绝对电场强度在目标值以上的情况下将预定的校正值与上次的增益系数相加，而在期望信号的绝对电场强度低于目标值的情况下，从所述上次的增益系数中减去所述校正值。
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