CN1363138A - 自动增益控制方法和自动增益控制用处理器以及解调装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种自动增益控制方法,即使在无线接收信号的输入功率电平急剧上升的情况下,也能迅速地解除A/D变换器的饱和,并且,即使周期性的电平变动发生,也能避免控制的不稳定。DSP通过从基准电平减去A/D变换器的输出功率电平来求出差分值。在该差分值为负的时,即,当使可变增益放大器的增益降低时,DSP根据从差分值所求出的第一增益变动幅度来控制可变增益放大器的增益。当差分值为正的时,即,当使可变增益放大器的增益增大时,DSP根据小于从差分值所求出的第一增益变动幅度的第二增益变动幅度,来控制可变增益放大器的增益。由此,即使可变增益放大器的输入功率电平剧增,也能抑制可变增益放大器的输出功率电平的增大幅度。
Description
技术领域
本发明涉及在用于移动通信系统中的移动台和/或基站的解调装置中自动控制可变增益放大器的增益的自动增益控制方法，和实现该方法的自动增益控制用处理器，以及包含该自动增益控制用处理器的解调装置。
背景技术
现有的移动通信系统通过在移动台和基站间发送接收无线信号来实现移动通信。各台通过用解调装置来对所接收的无线信号(以下称为「无线接收信号」)进行解调，来恢复原来的数据。在此情况下，各台一般是通过A/D变换器来把无线接收信号变换为数字信号，然后，执行解调处理。
但是，由于无线接收信号的功率电平一般是变动的，随着该变动量，在A/D变换器中产生饱和，或者，由于A/D变换器中的量化噪声而使无线接收信号埋没在噪声中。因此，现有的解调装置设置了自动增益控制电路(以下称为「AGC电路」，AGC：Automatic Gain Control自动增益控制)，通过该AGC电路把无线接收信号的功率电平保持为恒定。这种解调装置被公开在例如1993年电子情报通信学会春季大会B-322添谷、上野、鹤见「使用基带AGC的直接变换接收机」中。
图15是表示上述文献中所公开的解调装置的构成的方框图。解调装置通过可变增益放大器81对从输入端子80输入的无线接收信号进行放大，然后，由A/D变换器82进行量化，由此，变换为数字的无线接收信号。而且，解调装置通过解调器83对数字的无线接收信号进行解调，由此，恢复为原来的数据，从输出端子84输出该数据。AGC电路85根据从A/D变换器82所输出的无线接收信号的功率电平与预定的基准电平Pref之差来自动控制可变增益放大器81的增益，由此，把提供给解调器83的无线接收信号的功率电平保持为恒定。
更详细地说，AGC电路85通过功率检测器86来检测无线接收信号的功率电平。功率检测器86通过求出预定的功率平均时间内的无线接收信号的平方和，由此，检测出功率电平。而且，AGC电路85通过减法器87从基准电平减去该功率电平，而求出差分值。而且，AGC电路85通过乘法器88来把差分值乘以常数，然后，由积分器89进行积分。而且，AGC电路85通过D/A变换器90把积分值变换为模拟电压，然后，把该模拟电压提供给可变增益放大器81。
通过以上构成，例如，当输入A/D变换器82的无线接收信号的功率电平大于基准电平时，当从基准电平减去功率电平时，差分值成为负值。把其乘以常数，由积分器89进行积分，由此，积分值比以前减少。因此，由于从D/A变换器90所输出的模拟电压变小，则可变增益放大器81的增益降低。这样，输入A/D变换器82的无线接收信号的功率电平降低。
但是，在移动通信中，存在产生无线接收信号的瞬时电平急剧变动的衰减的情况。在此情况下，无线接收信号的功率电平周期性地变动。当该电平变动的周期大致等于功率检测器86中的功率平均时间时，AGC电路85的控制变得不稳定。
图16(a)、(b)和(c)分别表示基准电平Pref与从输入端子80输入的无线接收信号的功率电平(以下称为「输入功率电平」)之差ΔP1、可变增益放大器81的增益G以及基准电平Pref与从可变增益放大器81所输出的无线接收信号的功率电平(以下称为「输出功率电平」)之差ΔP2。而且，在图16中，乘法器88中的系数被设定为1。
在电平变动的周期与功率平均时间相等的情况下，在区间1中，当由功率检测器86所检测出的功率电平等于基准电平Pref时，区间2中的可变增益放大器81的增益G被设定为等于以前的区间1中的增益的值A。
另一方面在区间2中，当输入功率电平变动为比基准电平Pref高4dB的电平时，可变增益放大器81的增益G等于以前的区间1，因此，可变增益放大器81的输出功率电平成为比基准电平Pref高4dB的电平。因此，在区间2中，由功率检测器86所检测出的功率电平比基准电平Pref高4dB。其结果，下一个区间3中的可变增益放大器81的增益G被设定为比以前的区间2中的增益低4dB的值(A-4)dB。
接着，在区间3中，当输入功率电平变动为比基准电平Pref低4dB时，如上述那样，可变增益放大器81的增益G是(A-4)dB，因此，可变增益放大器81的输出功率电平比前面的区间2低8dB。因此，在区间3中，由功率检测器86所检测出的功率电平比基准电平Pref低8dB，因此，下一个区间4中的可变增益放大器81的增益G被设定为比前面的区间3中的增益高8dB的值。即，区间4中的可变增益放大器81的增益G为(A+4)dB。
以后，当输入功率电平按等于功率平均时间的时间周期性地变动时，输出功率电平在±8dB中周期性地变动。由于输入功率电平在±4dB中变动，输出功率电平的变动幅度变得大于输入功率电平的变动幅度。这样，当电平变动的周期与功率平均时间大致相等时，可变增益放大器81的增益的变动与输入功率电平的变动同步，输出功率电平的变动幅度大于输入功率电平的变动幅度，控制变得不稳定
为了解决该问题，不使功率电平与基准电平的差分值原样成为可变增益放大器81的增益的变动幅度，在乘法器88中把差分值乘以小于1的系数，来抑制增益变动。如图17所示的那样，当输入功率电平变动时，使系数为0.5，则可变增益放大器81的输出功率电平在±5.3dB之间周期性地变动。即，与8dB的情况相比，抑制了变动幅度。
而且，考虑设置限幅器来取代乘法器88，把增益变动幅度限制在一定值以下。当把限幅器的变化量限制在3dB以内时，可变增益放大器81的输出功率电平，如图18所示的那样，反复进行4dB增、7dB减，与8dB的情况相比，抑制了变动幅度。
但是，这样的解决方案都要抑制增益变化量，因此，当输入电平台阶状地大幅变动时，可变增益放大器81的增益为了返回基准值而需要花费时间。作为输入电平台阶状地大幅变动的情况，在例如列车和汽车等中一边移动一边通信的过程中，考虑从隧道中出来的情况。在此情况下，A/D变换器82的输入电平急剧变大，当超过量化范围时，产生饱和，在产生饱和的瞬间，接收信号急剧变大而失真。在此情况下，不管解调中以足够高的电平来接收接收信号，在向A/D变换器82的输入信号变为适当的电平之前，不能进行解调。该时间为例如60～70msec程度。
另一方面，当输入功率电平急剧变低时，不会产生上述那样的问题。更详细地说，当输入功率电平降低时，与其成比例，SN比降低，但是，SN比降低的速度比信号的传输速度慢得多。因此，当输入功率电平降低时，SN比随其而降低。因此，输入功率电平急剧变大，突变接收质量与以其以上的幅度变差的情况相比，质量劣化变少。
发明概述
鉴于上述技术背景，本发明提供自动增益控制方法、自动增益控制用处理器和解调装置，即使在无线接收信号的输入功率电平急剧上升的情况下也能迅速地消除A/D变换器的饱和，并且，即使周期性的电平变动产生，也能避免控制变得不稳定。
为了实现上述目的，本发明提供一种自动增益控制方法，根据由可变增益放大器放大之后由A/D变换器数字化的无线接收信号的功率电平与预定基准电平之差，来自动控制上述可变增益放大器的增益，其特征在于，当上述功率电平小于上述基准电平时，根据比上述功率电平大于上述基准电平时的变动幅度小的变动幅度，来控制上述可变增益放大器的增益。
而且，本发明提供一种自动增益控制用处理器，分别具有能够连接在可变增益放大器和A/D变换器上的连接端子，根据从上述A/D变换器通过上述连接端子而输入的无线接收信号的功率电平与预定的基准电平之差，通过上述连接端子来自动控制上述可变增益放大器的增益，其特征在于，当上述功率电平小于上述基准电平时限据比上述功率电平大于上述基准电平时的变动幅度小的变动幅度，来控制可变增益放大器的增益。
而且，本发明提供一种解调装置，其特征在于，包括：可变增益放大器，放大无线接收信号；A/D变换器，对由该可变增益放大器放大后的无线接收信号进行数字化并输出；自动增益控制用处理器，执行下列步骤的：对从该A/D变换器所输出的无线接收信号进行解调的步骤、当从上述A/D变换器所输出的无线接收信号的功率电平小于预定的基准电平时，根据比上述功率电平大于上述基准电平时的变动幅度小的变动幅度，来控制上述可变增益放大器的增益的步骤。
根据上述构成，当功率电平小于基准电平时，根据比功率电平大于基准电平时的变动幅度小的变动幅度，来控制可变增益放大器的增益。因此，由衰减引起的电平变动的周期与功率平均时间大致相等，并且，即使在通信中从隧道中出来时输入电平台阶状急剧增大的情况下，能够抑制可变增益放大器的输出功率电平的增大幅度。因此，即使A/D变换器饱和，也能迅速消除该状态。而且，由于能够抑制可变增益放大器的输出功率电平的增大幅度，而能够谋求控制的稳定化。
而且，当通过自动增益控制用处理器来实现增益控制时，与通过硬件来实现增益控制的情况不同，能够避免在信号线等中混入噪声的问题，而能够良好地进行增益控制。
而且，提供一种解调装置，具有这样的自动增益控制用处理器：当功率电平小于基准电平时，根据比功率电平大于基准电平时的变动幅度小的变动幅度，来调整可变增益放大器的增益，即使A/D变换器饱和，也能迅速消除该状态，因此，能够大幅度缩短不能解调的时间。
附图的简要说明
图1是表示使用本发明的实施例1所涉及的自动增益控制方法的移动通信系统的全体构成的概念图；
图2是表示解调装置的内部构成的方框图；
图3是用于说明增益控制处理的流程图；
图4是用于说明可变增益放大器的输出功率电平的变化的图；
图5是用于说明用于说明可变增益放大器的输出功率电平的变化的曲线图；
图6是表示用硬件实现解调处理和增益控制处理时的解调装置的构成的方框图；
图7是用于说明使用本发明的实施例2所涉及的自动增益控制方法的DSP中的增益控制处理的流程图；
图8是用于说明可变增益放大器的输出功率电平的变化的图；
图9是表示用硬件实现解调处理和增益控制处理时的解调装置的构成的方框图；
图10是表示增益控制处理的变形例子的流程图；
图11是用于说明使用本发明的实施例3所涉及的自动增益控制方法的DSP中的饱和时增益控制处理的流程图；
图12是表示用硬件实现解调处理和增益控制处理时的解调装置的构成的方框图；
图13是用于说明使用本发明的实施例4所涉及的自动增益控制方法的DSP中的饱和时增益控制处理的流程图；
图14是表示用硬件实现解调处理和增益控制处理时的解调装置的构成的方框图；
图15是表示现有的解调装置的构成的方框图；
图16是用于说明现有的可变增益放大器的输出功率电平的变化的图；
图17是用于说明现有的可变增益放大器的输出功率电平的变化的图；
图18是用于说明现有的可变增益放大器的输出功率电平的变化的图。
用于实施发明的最佳形态
下面参照附图来详细说明本发明的实施例。
实施例1
图1是表示使用本发明的实施例1所涉及的自动增益控制方法的移动通信系统的全体构成的概念图。该移动通信系统包括移动台1和基站2，在移动台1与基站2之间通过发送接收无线信号来实现移动通信。更详细地说，基站2向移动台1发送通过预定调制方式所调制的无线信号。移动台1设有接收装置3，接收无线信号而作为无线接收信号进行输出，通过解调装置4来对从该接收装置3所输出的无线接收信号进行解调，由数据处理装置5来处理由解调装置4所解调的数据。
图2是表示解调装置4的内部构成的方框图。解调装置4对从接收装置3所输出的无线接收信号进行解调，而恢复为原来的数据，把该数据输出给数据处理装置5
更详细地说，解调装置4作为硬件构成包含可变增益放大器10、A/D变换器11和DSP(Digital Signal Processor：自动增益控制用处理器)12。可变增益放大器10把从解调装置4的输入端子13所输入的无线接收信号在其输出中维持在预定的基准电平Pref上。从可变增益放大器10所输出的无线接收信号被提供给A/D变换器11。
A/D变换器11在预定的动态范围内对无线接收信号进行量化，由此，把接收信号变换为数字信号。动态范围被设定为例如-5V～+5V。A/D变换器11把该动态范围内的无线接收信号变换为例如8比特(-128～127)的数字信号。从A/D变换器11所输出的数字形式的无线接收信号被提供给DSP 12。
DSP 12用软件来分别执行对从A/D变换器11所输出的无线接收信号进行解调的解调处理和控制可变增益放大器10的增益G的增益控制处理。更详细地说，DSP 12具有可连接在可变增益放大器10上的第一连接端子14和可连接在A/D变换器11上的第二连接端子15。而且，DSP 12内置了存储部16。存储部16由ROM等构成，存储用于解调处理和增益控制处理的计算机程序。DSP 12根据存储在存储部16中的计算机程序而工作。而且，DSP 12具有连接在数据处理装置5上的输出端子17，通过输出端子17把作为解调处理的结果的数据输出给数据处理装置5。
图3是用于说明增益控制处理的流程图。DSP 12根据作为从A/D变换器11所输出的无线接收信号的功率电平的输出功率电平Pout与上述基准电平Pref之差来执行该增益控制处理。即，DSP 12通过反馈控制来实现增益控制处理。
当DSP 12接收从A/D变换器11所输出的无线接收信号时(步骤S1)，检测该无线接收信号的输出功率电平Pout(步骤S2)。具体地说，DSP 12求出预定的功率平均时间(例如10msec)内的无线接收信号的平方和，检测出该平方和而作为输出功率电平Pout。
接着，DSP 12求出作为输出功率电平Pout与基准电平Pref之差的差分值ΔPout(步骤S3)。具体地说，DSP 12通过从基准电平Pref减去输出功率电平Pout来求出具有正或负的极性的差分值ΔPout。因此，当输出功率电平Pout大于基准电平Pref时，求出负的差分值ΔPout，当输出功率电平Pout小于基准电平Pref时，求出正的差分值ΔPout。
即，负的差分值ΔPout表示输出功率电平Pout大于基准电平Pref，正的差分值ΔPout表示输出功率电平Pout小于基准电平Pref。然后，DSP 12把该差分值ΔPout乘以预定的系数α，根据差分值ΔPout的极性来求出增益变动幅度(步骤S4～S8)。
系数α包含根据差分值ΔPout的极性而分的第一系数α1和第二系数α2。第一系数α1对应于输出功率电平Pout小于0的负的情况。第二系数α2对应于差分值ΔPout为0以上的正的情况。第一系数α1是大于0小于1并且大于第二系数α2的值。第二系数α2是大于0小于1并且小于第一系数α1的值。例如，第一系数α1和第二系数α2分别设定为1.0和0.5。因此，第一系数α1和第二系数α2的关系为0＜α2＜α1≤1。
DSP 12判别上述差分值ΔPout的极性(步骤S4)。当差分值ΔPout为负的情况下，DSP 12把差分值ΔPout乘以第一系数α1(步骤S5)。然后，DSP 12通过对该相乘结果进行积分，来求出第一增益变动幅度(步骤S6)。DSP 12把该求出的第一增益变动幅度提供给可变增益放大器10(步骤S9)。
另一方面，当差分值ΔPout为正的情况下，DSP 12把差分值ΔPout乘以第二系数α2(步骤S7)。然后，DSP 12通过对该相乘结果进行积分，来求出第二增益变动幅度(步骤S8)。第二系数α2是小于第一系数α1的值。因此，当把相同的差分值ΔPout作为相乘对象时，第二增益变动幅度成为小于第一增益变动幅度的值。DSP 12把该求出的第二增益变动幅度提供给可变增益放大器10(步骤S9)。
可变增益放大器10根据第一增益变动幅度或者第二增益变动幅度来调整增益。更具体地说，可变增益放大器10通过把增益变动第一增益变动幅度或者第二增益变动幅度，来调整增益。
如以上那样，DSP 12把差分值ΔPout为正时小于差分值ΔPout为负时的第二系数α2乘以差分值ΔPout。所谓差分值ΔPout为正的情况是指输出功率电平Pout小于基准电平Pref的情况，其是需要使输出功率电平Pout增大的情况。而且，所谓差分值ΔPout为负的情况是指输出功率电平Pout大于基准电平Pref的情况，其是需要使输出功率电平Pout减小的情况。
即，DSP 12在需要使可变增益放大器10的增益增大时，把差分值ΔPout变换为更小的值，来作为增益的变动幅度，当需要使可变增益放大器10的增益降低时，把差分值ΔPout原样地作为增益的变动幅度。因此，DSP 12在需要使增益增大的情况下，相对地减小增益变动幅度，当需要使增益降低时，相对地增大增益变动幅度。因此，当增益增大时，能够在一定程度上抑制可变增益放大器10的输出功率电平Pamp的激增。
图4(a)、(b)和(c)分别表示基准电平Pref与从输入端子13输入的无线接收信号的功率电平(以下称为「输入功率电平」)Pin之差ΔP1、可变增益放大器的增益G、基准电平Pref与可变增益放大器10的输出功率电平Pamp之差ΔP2。在该图4中，接收信号受到衰减的影响，假定由该影响引起的电平变动的周期与DSP中的功率平均时间相等的情况。
在区间1中，当输入功率电平Pin等于基准电平Pref时，即，当差ΔP1为0dB时，下一个区间2的增益G被设定为与以前的区间1的增益G相等的值AdB上。在下一个区间2中，当输入功率电平Pin增大4dB时，区间2的增益G是与区间1相同的AdB，因此，区间2中的可变增益放大器10的输出功率电平Pamp比区间1增大了4dB。其结果，在下一个区间3中，应当抑制该增大幅度，区间3的增益G被设定为比区间2减小了上述增大部分的值即(A-4)dB。
接着，在区间3中，当输入功率电平Pin比基准电平Pref低4dB时，区间3的增益G是(A-4)dB，因此，可变增益放大器10的输出功率电平Pamp降低了8dB。因此，在下一个区间4中，需要使可变增益放大器10的输出功率电平Pamp增大。另一方面，在该实施例1中，由于把增益增大方向的增益变动幅度作为增益降低方向的二分之一，不会比以前增大8dB增益，而是比以前增大4dB增益。即，下一个区间4的增益G为AdB。
接着，在区间4中，当输入功率电平Pin比基准电平Pref增大4dB时，区间4的增益G为AdB，因此，区间4的可变增益放大器10的输出功率电平Pamp比基准电平Pref增大4dB。即，与增益变动幅度为8dB时相比，能够抑制可变增益放大器10的输出功率电平Pamp的增大。
如上述那样，根据该实施例1，使与增益增大方向相对应的增益变动幅度小于与增益降低方向相对应的增益变动幅度。因此，象在通信中从隧道中出来时那样，在输入功率电平Pin台阶状地激增的情况下，能够抑制可变增益放大器10的输出功率电平Pamp的增大幅度，能够防止A/D变换器11饱和。
而且，由于能够以较大的变动幅度来降低增益，即使A/D变换器11产生饱和，也能在短时间内解除该状态。因此，与现有技术相比，能够缩短不能解调的时间。这样，能够谋求通信质量的提高。而且，由于能够抑制可变增益放大器10的输出功率电平Pamp的增大幅度，而能够谋求控制的稳定化。
图5是表示该实施例1中的自动增益控制的台阶状响应特性的曲线图。该台阶状响应特性是假定A/D变换器11的分辨率为7比特并且输入功率电平Pin台阶状地增大20dB的情况。而且，该台阶状响应特性把以10msec为一周期的控制次数作为横轴，并以可变增益放大器10的输出功率电Pamp作为纵轴。而且，在该台阶状响应特性中，用标号「Δ」来表示与第一系数α1和第二系数α2都为1的现有技术相同的例子，用标号「○」来表示第一系数α1和第二系数α2分别为0.5和1.0的该实施例1的例子。从图5所看到的那样，在该实施例1的例子中，与现有技术相同的例子的情况相比，用一半以下的时间把可变增益放大器10的输出功率电平减低到基准电平Pref。
而且，由于通过DSP 12来实现增益控制处理，与用多个硬件来实现增益控制处理的情况不同，能够避免在信号线等中混入噪声的情况。因此，能够良好地进行增益控制。
而且，在上述说明中，以用一个DSP软执行解调处理和增益控制处理的情况为例。但是，当然也可以分别用单独的硬件来执行解调处理和增益控制处理。
图6是表示用单独的硬件构成解调处理和增益控制处理的解调装置的构成的方框图。解调装置4包括可变增益放大器10、A/D变换器11、解调器20和自动增益控制电路21。自动增益控制电路21包括功率检测器22、减法器23、乘法器24、比较器25、开关26和积分器27。
功率检测器22检测从A/D变换器11所输出的无线接收信号的输出功率电平Pout。减法器23求出输出功率电平Pout与基准电平Pref的差分值ΔPout。乘法器24把差分值ΔPout乘以系数α。系数α是由开关26所选择的第一系数α1和第二系数α2中的任一个。选择基准是比较器25的输出。比较器25检测差分值ΔPout的极性，当差分值ΔPout为负时，控制开关26，以选择第一系数α1，当差分值ΔPout为正时，控制开关26，以选择第二系数α2。积分器27对相乘运算后的差分值ΔPout进行积分而求出增益，把该增益提供给可变增益放大器10。
如以上那样，根据该构成，由于硬执行增益控制，而能够迅速地执行增益控制。
实施例2
图7是子用于说明使用本发明的实施例2所涉及的自动增益控制方法的DSP12中的增益控制处理的流程图。该图7的步骤T1～T3替换图3的步骤S4～S8。
在上述实施例1中，通过对输出功率电平Pout与基准电平Pref的差分值ΔPout乘以第一系数α1和第二系数α2，来决定增益变动幅度。与此相对，在该实施例2中，通过把上述差分值ΔPout限制在预先设定的限制范围内，来决定增益变动幅度。
更详细地说，当与实施例2相关的DSP 12求出输出功率电平Pout与基准电平Pref的差分值ΔPout时，把该差分值ΔPout限制在限制范围内(步骤T1～T3)。限制范围被设定为预定的上限值Pmax(例如，Pmax＝+3dB：第一界限值)以下的所有的范围内。因此，DSP 12判别差分值ΔPout是否是大于上限值Pmax的值(步骤T1)。如果差分值ΔPout大于上限值Pmax，DSP 12把上限值Pmax作为差分值ΔPout，而用于接着的积分处理(步骤T2)。如果差分值ΔPout为上限值Pmax以下，DSP 12把差分值ΔPout原封不动地用于接着的积分处理(步骤T3)。
这样，当差分值ΔPout大于上限值Pmax时，限制增益的变动幅度。所谓差分值ΔPout大于上限值Pmax是指：可变增益放大器10的输出功率电平Pamp比基准电平Pref小，而需要使可变增益放大器10的增益增大的情况。即，当增益增大时，限制增益的变动幅度。由此，能够在一定程度上抑制可变增益放大器10的输出功率电平Pamp的剧增。
图8(a)、(b)和(c)与图4时相同，分别是差ΔP1、增益G和差ΔP2。而且，在图8中，假定由衰减引起的电平变动的周期与功率平均时间相等的情况。
在区间1中，当输入功率电平Pin等于基准电平Pref时，即，当差ΔP1为0dB时，下一个区间2的增益幅度G被设定为与以前的区间1的增益幅度G相同的值AdB上。在下一个区间2中，当输入功率电平Pin增大4dB时，区间2的增益G是与区间1相同的AdB，因此，区间2中的可变增益放大器10的输出功率电平Pamp比区间1增大了4dB。因此，在下一个区间3中，应当抑制该增大幅度。在此情况下，由于是增益降低方向，则没有差分值ΔPout的限制，相当于(A-4)dB的差分值ΔPout被原封不动地设定为可变增益放大器的增益G。
接着，在区间3中，当输入功率电平Pin比基准电平Pref低4dB时，区间3的增益G是(A-4)dB，因此，可变增益放大器的输出功率电平Pamp降低了8dB。因此，在下一个区间4中，需要使可变增益放大器的输出功率电平Pamp增大。即，由于是增益增大方向，则若考虑差分值ΔPout受到上限值Pmax的限制，下一个区间4中的可变增益放大器10的增益G通过A-4+3而成为(A-1)dB。
接着，在区间4中，当输入功率电平Pin比基准电平Pref增大4dB时，区间4的增益G为(A-1)dB，因此，区间4的可变增益放大器10的输出功率电平Pamp比基准电平Pref增大3dB。即，与增益变动幅度为8dB时相比，能够抑制可变增益放大器10的输出功率电平Pamp的增大。
如上述那样，根据该实施例2，把与增益增大方向相对应的其的大小限制为小于增益降低方向相对应的，因此能够抑制增益增大方向的增益变动幅度。因此，与实施例1相同，在由衰减引起的电平变动的周期与功率平均时间大致相等，并且，象在通信中从隧道中出来时那样，输入电平台阶状地激增的情况下，能够抑制可变增益放大器10的输出功率电平Pamp的增大幅度。
而且，根据该实施例2，不需要进行比较复杂的乘法运算，用单一的比较处理就可以，因此，能够简化处理。
而且，在上述说明中，以用一个DSP软执行解调处理和增益控制处理的情况为例。但是，当然也可以分别用单独的硬件来执行解调处理和增益控制处理。
图9是表示分别用单独的硬件构成解调处理和增益控制处理的解调装置4的构成的方框图。该解调装置4是在减法器23与积分器27之间配置限幅器30，来取代图6中的乘法器24、比较器25以及开关26。限幅器30具有上限值Pmax，具有把其以上的差分值ΔPout限制为上限值Pmax的功能。根据该构成，由于硬执行增益控制，而能够迅速地执行增益控制。
而且，在上述说明中，仅设定上限值Pmax。但是，当然也可以设定限制范围的下限值Pmin(第二界限值)。在此情况下，下限值Pmin的绝对值为大于上限值Pmax的绝对值的值。换句话说，使下限值Pmin与基准电平Pref之差大于上限值Pmax与基准电平Pref之差。由此，能够使与增益增大方向相对应的增益变动幅度小于增益降低方向相对应的增益变动幅度。
图10是表示设定下限值Pmin时的增益控制处理的一部分的流程图。图10中的步骤U1～U7替换图3的步骤S4～S8。
当DSP 12求出输出功率电平Pout与基准电平Pref的差分值ΔPout时，判别该差分值ΔPout的极性。具体地说，DSP 12判别差分值ΔPout是否是正的(步骤U1)。如果差分值ΔPout是正的，可变增益放大器10的输出功率电平Pamp小于基准电平Pref，因此，需要使可变增益放大器10的增益增大，因此，DSP 12执行差分值ΔPout的上限处理(步骤U2～U4)。
具体地说，DSP 12判别差分值ΔPout是否大于上限值Pmax(步骤U2)。如果差分值ΔPout于上限值Pmax，应当抑制增益的增大，则DSP 12在积分处理中不用差分值ΔPout而利用上限值Pmax(步骤U3)。另一方面，如果差分值ΔPout在上限值Pmax以下，就不需要抑制增益的增大幅度，因此，DSP 12在积分处理中原封不动地利用差分值ΔPout(步骤U4)。
在步骤U1中，当判别为差分值ΔPout为负的时，可变增益放大器10的输出功率电平Pamp大于基准电平Pref，因此，需要使可变增益放大器10的增益降低，因此，DSP 12执行差分值ΔPout的下限处理(步骤U5～U7)。
具体地说，DSP 12判别差分值ΔPout是否小于下限值Pmin(步骤U5)。如果差分值ΔPout小于下限值Pmin，应当抑制增益的降低幅度，DSP 12在积分处理中不使用差分值ΔPout而使用下限值Pmin(步骤U6)。另一方面，如果差分值ΔPout为下限值Pmin以上，不需要抑制增益的降低幅度，因此，DSP 12在积分处理中原封不动地利用差分值ΔPout(步骤U7)。
实施例3
图11是用于说明使用本发明的实施例3所涉及的自动增益控制方法的DSP中的饱和时增益控制处理的流程图。
在上述实施例2中，通过把基准电平Pref与输出功率电平Pout的差分值ΔPout限制为上限值Pmax以下，来限制增益变动幅度。但是，当差分值ΔPout为负的非常小的值时，换句话说，当输出功率电平Pout为某个阈值以上时，考虑A/D变换器11饱和。因此，在该实施例3中，当差分值ΔPout小于预定的饱和值时，利用前馈控制来取代反馈控制，由此，迅速地解除了A/D变换器11的饱和。
详细地说，DSP 12执行该饱和时增益控制处理来作为图3、图6或者图10中的增益控制处理的插入处理。更详细地说，DSP 12检测输入功率电平Pin(步骤V1)。其中，DSP 12把求出该输入功率电平Pin时的动态范围设定在A/D变换器11的饱和开始产生的功率电平附近的有限的范围内。由此，DSP 12能够良好地检测出A/D变换器11饱和时的输入功率电平Pin。
DSP 12根据在图3的增益控制处理中求出的输出功率电Pout与基准电平Pref的差分值ΔPout，来判别A/D变换器11是否饱和。具体地说，DSP 12判别上述差分值ΔPout是否是小于饱和值Psat的小值(步骤V2)。饱和值Psat相当于A/D变换器11开始饱和的输出功率电平Pout的值与基准电平Pref之差。
当上述差分值ΔPout是小于饱和值Psat的小值时，考虑A/D变换器11饱和了，因此，DSP 12强制结束图3的步骤S4中的乘法处理或者图7的步骤T1或图10的步骤U1中的限制处理以后的增益控制处理，同时，根据基准电平Pref和输入功率电平Pin来求出增益变动幅度(步骤V3)。具体地说，DSP 12求出从基准电平Pref减去输入功率电平Pin的值(Pref-Pin)dB作为增益变动幅度。
DSP 12给可变增益放大器10提供该求出的增益变动幅度(步骤V4)。由此，在可变增益放大器10中，从输入功率电平Pin减去该输入功率电平Pin与基准电平Pref之差，因此，可变增益放大器10的输出功率电平等于基准电平Pref。而且，DSP 12把在上述步骤V3中求出的增益变动幅度保持为下一个增益控制处理中的积分值。
另一方面，当上述差分值ΔPout为饱和值Psat以上的值时，考虑A/D变换器11未饱和，因此，DSP 12按通常那样执行图3的步骤S4中的乘法处理或者图7的步骤T1或图10的步骤U1中的限制处理以后的处理。
如以上那样，根据该实施例3，当A/D变换器11饱和时，把从基准电平Pref减去增益控制前的输入功率电平Pin的值作为增益变动幅度。因此，与即使A/D变换器11饱和也只能一点一点降低增益的实施例1等不同，当A/D变换器11饱和时，能够把可变增益放大器10的输出功率Pamp迅速地降低到基准电平Pref上。因此，与实施例1等相比，能够更迅速地解除A/D变换器11的饱和。
而且，在上述说明中，以用一个DSP软执行解调处理和增益控制处理的情况为例。但是，当然也可以分别用单独的硬件来执行解调处理和增益控制处理。
图12是表示分别用单独的硬件构成解调处理和增益控制处理的解调装置4的构成的方框图。该解调装置4在图9的构成的基础上还包括输入功率检测器40和增益计算器41。输入功率检测器41检测输入到可变增益放大器10中的无线接收信号的输入功率电平Pin，把所检测出的输入功率电平Pin提供给增益计算器41。
增益计算器41把从减法器23所输出的差分值ΔPout和从输入功率检测器40所输出的输入功率电平Pin作为输入，把作为计算结果的增益变动幅度作为积分器27的输出，设定给积分器27。更具体地说，增益计算器41判别差分值ΔPout是否是小于饱和值Psat的小值，如果是，通过从基准电平Pref减去输入功率电平Pin，来求出增益变动幅度。根据该构成，硬执行增益控制，因此，能够迅速地执行增益控制。
实施例4
图13是用于说明使用本发明的实施例4所涉及的自动增益控制方法的DSP中的饱和时增益控制处理的流程图。
在上述实施例3中，根据基准电平Pref与输出功率电平Pout的差分值ΔPout来判断A/D变换器11是否饱和。与此相对，在该实施例4中，从A/D变换器11的输出直接判断A/D变换器11是否饱和。
更详细地说，DSP 12检测输入功率电平Pin(步骤W1)。而且，DSP 12判别从A/D变换器11所输出的无线接收信号的值是否是A/D变换器11的最大输出值(步骤W2)。最大输出值在8比特的A/D变换器11的情况下，为+127。
当上述无线接收信号的值是最大输出值时，考虑A/D变换器11饱和，DSP 12，与上述实施例3相同，DSP 12强制结束图3的步骤S4中的乘法处理或者图7的步骤T1或图10的步骤U1中的限制处理以后的增益控制处理。而且，DSP 12根据基准电平Pref和输入功率电平Pin来求出增益变动幅度(步骤W3)，把该求出的增益变动幅度提供给可变增益放大器10(步骤W4)。
另一方面，当从A/D变换器11所输出的无线接收信号的值不是上述最大输出值时，考虑A/D变换器11未饱和，因此，DSP 12按通常那样执行图3的步骤S4中的乘法处理或者图7的步骤T1或图10的步骤U1中的限制处理以后的处理。
如以上那样，根据该实施例4，当A/D变换器11饱和时，根据增益控制前的输入功率电平Pin来决定增益变动幅度，能够把可变增益放大器10的输出功率电平Pamp迅速地降低到基准电平Pref上。因此，能够迅速地解除A/D变换器11的饱和。
而且，在上述说明中，以用一个DSP软执行解调处理和增益控制处理的情况为例。但是，当然也可以分别用单独的硬件来执行解调处理和增益控制处理。
图14是表示分别用单独的硬件构成解调处理和增益控制处理的解调装置4的构成的方框图。该解调装置4在图9的构成的基础上还包括输入功率检测器40和增益计算器50以及饱和检测器51。饱和检测器51根据从A/D变换器11所输出的无线接收信号来检测A/D变换器11是否饱和。如果检测到饱和，饱和检测器51把该意思通知增益计算器50。因此，增益计算器50与上述实施例3不同，不包括饱和检测功能，当饱和检测被通知时，根据基准电平Pref和输入功率电平Pin来计算增益变动幅度。根据该构成，硬执行增益控制，因此，能够迅速地执行增益控制。
而且，在上述说明中，根据A/D变换器11的输出来判别A/D变换器11的饱和。但是，也可以根据向A/D变换器11的输入来检测A/D变换器11的饱和。更详细地说，与该构成相关的增益计算器50根据被输入A/D变换器11的无线接收信号是否达到A/D变换器11的动态范围的上限值，来判断A/D变换器11是否饱和。例如，当动态范围为-5V～+5V时，如果接收信号为+5V，判断为A/D变换器11饱和。
其他的实施例
本发明的实施例的说明为以上那样，但是，本发明并不仅限于上述实施例。例如，在上述实施例中，以在移动台1中使用本发明的情况为例来进行了说明。但是，本发明也能容易地用于基站2。
Claims (8)
1.一种自动增益控制方法，根据由可变增益放大器放大之后由A/D变换器数字化的无线接收信号的功率电平与预定基准电平之差，来自动控制上述可变增益放大器的增益，其特征在于，当上述功率电平小于上述基准电平时，根据比上述功率电平大于上述基准电平时的变动幅度小的变动幅度，来控制上述可变增益放大器的增益。
2.一种自动增益控制方法，根据由可变增益放大器放大之后由A/D变换器数字化的无线接收信号的功率电平与预定基准电平之差，来自动控制上述可变增益放大器的增益，其特征在于，包括下列步骤：
检测从上述可变增益放大器所输出的无线接收信号的功率电平；
求出所检测出的功率电平与预定的基准电平之差；
当该求出的差表示功率电平大于基准电平时，根据上述差来求出第一增益变动幅度；
当该求出的差表示功率电平小于基准电平时，根据上述差来求出比上述第一增益变动幅度小的第二增益变动幅度；
根据上述第一增益变动幅度或者第二增益变动幅度，来控制上述可变增益放大器的增益。
3.根据权利要求2所述的自动增益控制方法，其特征在于，
求出第一增益变动幅度的步骤是通过把预定的第一系数乘以上述差，来求出上述第一增益变动幅度，
求出第二增益变动幅度的步骤是通过把小于上述第一系数的第二系数乘以上述差，来求出上述第二增益变动幅度。
4.根据权利要求2所述的自动增益控制方法，其特征在于，
求出第一增益变动幅度的步骤是通过把上述差的大小限制为预定的第一界限值以下，来求出来求出上述第一增益变动幅度，
求出第二增益变动幅度的步骤是通过把上述差的大小限制为比上述第一界限值小的第二界限值内，来求出上述第二增益变动幅度。
5.根据权利要求1至4任一项所述的自动增益控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
检测作为输入上述可变增益放大器之前的无线接收信号的功率电平的输入功率电平；
检测上述A/D变换器是否饱和；
在检测为上述A/D变换器饱和的情况下，禁止求出上述第一增益变动幅度和第二增益变动幅度的步骤的执行，同时，求出从上述基准电平减去输入功率电平的值，来作为增益变动幅度；
根据该求出的增益变动幅度来调整上述可变增益放大器的增益。
6.根据权利要求5所述的自动增益控制方法，其特征在于，检测A/D变换器是否饱和的步骤，当上述A/D变换器的输出或者输入为预定的最大值时，检测为A/D变换器饱和。
7.一种自动增益控制用处理器，分别具有能够连接在可变增益放大器和A/D变换器上的连接端子，根据从上述A/D变换器通过上述连接端子而输入的无线接收信号的功率电平与预定的基准电平之差，通过上述连接端子来自动控制上述可变增益放大器的增益，其特征在于，当上述功率电平小于上述基准电平时，根据比上述功率电平大于上述基准电平时的变动幅度小的变动幅度，来控制可变增益放大器的增益。
8.一种解调装置，其特征在于，包括：
可变增益放大器，放大无线接收信号；
A/D变换器，对由该可变增益放大器放大后的无线接收信号进行数字化并输出；
自动增益控制用处理器，执行下列步骤的：对从该A/D变换器所输出的无线接收信号进行解调的步骤、当从上述A/D变换器所输出的无线接收信号的功率电平小于预定的基准电平时，根据比上述功率电平大于上述基准电平时的变动幅度小的变动幅度，来控制上述可变增益放大器的增益的步骤。
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