JP2001016638A - 無線通信装置、無線通信システム及び無線通信装置の自動利得制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 通信チャネルモニタを適切に行い、かつ、受
信部のゲインを適切に自動制御し、通信効率を必要以上
に劣化させることのない受信機を実現する。 【解決手段】 ゲインコントロールアンプ７の増幅率を
受信電界強度に応じて自動的に適切量に制御するＡＧＣ
を構成する。そして、受信電界強度を測る測定時間及び
測定周期、並びに、それらをフィードバックして増幅率
を制御する制御周期のそれぞれを、変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は無線通信装置、無線
通信システム及び無線通信装置の自動利得制御方法に関
し、特に無線通信装置、無線通信システム及び無線通信
装置の自動利得制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】携帯電話装置等の移動無線送受信機にお
いては、受信電界強度の変化に応じて、自動的に受信増
幅部の増幅率（ゲイン）を適切に制御する手法、すなわ
ちオートゲインコントロール（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇ
ａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ；以下ＡＧＣと呼ぶ）が従来か
ら行われている。この従来から行われているＡＧＣにお
いては、希望受信信号の振幅等が、変調によってそもそ
も存在するレベル変動や、あるいは、マルチパスフェー
ジングの影響による変動に誤って追随してしまうことを
避ける必要がある。このため、従来のＡＧＣでは、適切
な時間の平均受信電力を計算した後、それに従って、ゲ
インのコントロールを行うことが一般的である。

【０００３】平均受信電力に基づいて、変調速度に対し
て十分大きな時間区間で制御しないと、変調方式によっ
ては、振幅成分に含まれる情報信号を正しく受信できな
い場合が生じ得るし、フェージングの変動に対して十分
な耐性をもたないと、安定した受信性能が得られないか
らである。

【０００４】周知のＴＤＭＡ方式においては、チャネル
を時分割に使用し、他のチャネルとの混信を避けている
ので、従来のＡＧＣをそのまま用いても問題とならな
い。これに対し、ＣＤＭＡ方式においては、その性質上
他のチャネルとの混信を許容しているので、他のチャネ
ルの送信信号はノイズにみえてしまう。しかも、他のチ
ャネルの信号レベルが変動すると、ノイズが変動するよ
うにみえてしまう。したがって、ＣＤＭＡ方式では、ノ
イズが常に存在し、かつ、そのノイズが変動するという
特質があるので、従来のＡＧＣをそのまま用いることが
できない。

【０００５】一方、複数の無線チャネルを受信するシス
テムにおいて、１つのチャネルを受信している間に、他
のチャネルの受信レベルをモニタする機能を有している
ものがある。その目的は、あるチャネルにおいて通信を
している間にも、他により良い通信チャネルが存在しな
いか適切な頻度で探索し、より良い通信チャネルが見つ
かれば、そちらのチャネルへの移行を図ることによっ
て、常に最良の通信状態を保つことである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したような場合、
受信回路を１系統しか持たない受信装置においては、あ
る通信チャネルでの通信中に、その通信を一時的に中断
して、他のチャネルをモニタしに行く必要がある。この
ため、他のチャネルのモニタ時間は極力短時間であるこ
とが望まれる。長い時間を要すると、それだけ、元の通
信チャネルの通信中断時間が長くなり、通信効率が悪く
なるためである。

【０００７】また、受信回路を２系統持つことによっ
て、元の通信チャネルの通信を中断させることなく、他
のチャネルを探索に行く構成も考えられる。しかし、か
かる構成を採用すると、受信装置の小型・軽量化、低価
格化・低消費電流化の観点から望ましくない場合が多
い。

【０００８】従って、受信部のゲインを適切に自動制御
することと、ある通信の通信効率を必要以上に劣化させ
ずに、通信チャネルモニタを行うことは、相反する機能
であった。

【０００９】本発明は上述した従来技術の欠点を解決す
るためになされたものであり、その目的は通信チャネル
モニタを適切に行い、かつ、受信部のゲインを適切に自
動制御し、通信効率を必要以上に劣化させることのない
無線通信装置、無線通信システム及び無線通信装置の自
動利得制御方法を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明による無線通信装
置は、通信方式が互いに異なる第１及び第２の電話シス
テムの基地局の送信信号の受信電界強度をそれぞれ測定
する測定手段を含み、前記第１及び第２の電話システム
のうち前記測定手段の測定結果に応じて選択した電話シ
ステムの基地局との間で送受信を行うようにしたことを
特徴とする。

【００１１】本発明による他の無線通信装置は、無線信
号を受信する受信手段と、所定の測定時間内の受信電界
強度を測定する測定手段と、前記測定手段において測定
された受信電界強度に基づいて前記受信手段の増幅率を
制御する自動利得制御手段とを含み、前記測定時間が変
化自在であることを特徴とする。

【００１２】本発明による他の無線通信装置は、無線信
号を受信する受信手段と、所定の測定時間内の受信電界
強度を測定する測定手段と、前記測定手段において測定
された受信電界強度に基づいて使用する無線通信システ
ムを選択する選択手段と、前記選択手段において選択さ
れた無線通信システムに基づいて前記測定時間を設定す
る設定手段と、前記設定手段において設定された測定時
間内に測定された受信電界強度に基づいて前記受信手段
における増幅率を制御する自動利得制御手段とを含むこ
とを特徴とする。

【００１３】本発明による他の無線通信装置は、無線信
号を受信する受信手段と、この受信信号の所定時間内の
受信電界強度に応じて前記受信手段における増幅率を制
御する自動利得制御手段とを含む無線通信装置であっ
て、前記自動利得制御手段は、前記受信信号の直交２成
分を演算して受信電界強度を求める演算器と、この演算
された受信電界強度を順次記憶する第１のメモリと、こ
の第１のメモリに記憶された受信電界強度を所定時間毎
に読出して平均値を算出する算出部と、この算出部が算
出した平均値のうち少なくとも前回の算出値と最新の算
出値とを記憶する第２のメモリと、この第２のメモリに
記憶された算出値同士の比較結果に応じて前記増幅率を
制御するゲイン制御部とを含むことを特徴とする。

【００１４】本発明による無線通信システムは、上記無
線通信装置と、この無線通信装置と送受信を行う基地局
とを含む移動通信システムであって、前記無線通信装置
は、前記測定手段による測定期間を前記基地局に通知す
る手段を更に含み、該基地局はその測定期間内において
は送信レベルを変化させないことを特徴とする。

【００１５】本発明による無線通信装置の自動利得制御
方法は、無線信号を受信する受信ステップと、所定の測
定時間内の受信電界強度を測定する測定ステップと、前
記測定ステップにおいて測定された受信電界強度に基づ
いて使用する無線通信システムを選択する選択ステップ
と、前記選択ステップにおいて選択された無線通信シス
テムに基づいて前記測定時間を設定する設定ステップ
と、前記設定ステップにおいて設定された測定時間内に
測定された受信電界強度に基づいて前記受信ステップに
おける増幅率を制御する自動利得制御ステップとを含む
ことを特徴とする。

【００１６】本発明による他の無線通信装置の自動利得
制御方法は、無線信号を受信する受信手段と、この受信
信号の所定時間内の受信電界強度に応じて前記受信手段
における増幅率を制御する自動利得制御手段とを含む無
線通信装置の自動利得制御方法であって、前記受信信号
の直交２成分を演算して受信電界強度を求めるステップ
と、この演算された受信電界強度を第１のメモリに順次
記憶するステップと、この記憶された受信電界強度を所
定時間毎に読出して平均値を算出するステップと、この
算出した平均値のうち少なくとも前回の算出値と最新の
算出値とを第２のメモリに記憶するステップと、この記
憶された算出値同士の比較結果に応じて前記増幅率を制
御するステップとを含むことを特徴とする。

【００１７】要するに本受信機は、受信部の増幅率を受
信電界強度に応じて自動的に適切量に制御するＡＧＣに
おいて、受信電界強度を測る測定時間及び測定周期、並
びに、それらをフィードバックして増幅率を制御する制
御周期のそれぞれを、変化させることのできる構成を持
っているのである。

【００１８】更に、そのＡＧＣ制御パラメータを切替え
る必要性を検出する手段を持ち、必要な時にのみ切替え
を行う機能を持つ。その上で、ＡＧＣ制御の要求精度を
設定する機能を持ち、通信状態を極力良好に保つ必要が
ある場合と、概ねの受信電界レベルが判定できれば良い
場合、等の必要性に応じて、ＡＧＣ制御パラメータの切
替え設定を行う。

【００１９】また、上記ＡＧＣ制御パラメータ切替えの
必要性の検出手段として、通信チャネルが切り替わった
こと、更には切り替わったチャネル周波数を自動的に検
出する機能を用い、その検出結果に基づいて、上記制御
時間を変化させる機能を持つ。更に、使用した通信チャ
ネルにおいて用いたＡＧＣ制御パラメータを記憶する機
能を持ち、検出した切替え周波数が、過去に通信に使用
したチャネルである場合には、予め記憶されているＡＧ
Ｃ制御パラメータを初期値として用いる機能を有する。

【００２０】加えて、切り替わった先の通信チャネル
が、過去に使用したチャネルである場合、過去の使用時
からの時間経過を検出し、予め設定された時間以内の再
使用であれば、記憶されている過去のＡＧＣ制御パラメ
ータを初期値として用い、それ以上の時間が経過してい
れば、ＡＧＣ制御パラメータの最適値再検出の動作を行
う機能を有する。

【００２１】または、時間経過の検出の代わりに、もし
くは時間経過の検出に加えて、切り替わった先の通信チ
ャネルのシステムパラメータを予め取得しておくことに
よって、通信チャネルの質・状態に応じたＡＧＣ制御パ
ラメータ初期値を用いる機能を有する。

【００２２】これらの機能によって、通信状態の異なる
通信チャネルへ移行した際の、受信増幅部の増幅率の初
期値、及び受信状態検出・捕捉能力等を、必要最小限の
時間で必要十分な状態に最適化することを可能とする。

【００２３】

【発明の実施の形態】いま、無線通信装置が、異なった
複数の通信チャネルを利用する場合を考える。異なった
通信チャネルとは、キャリア周波数のみが異なる場合、
更に受信波を送出している送信局側の位置や、それらと
無線通信装置の間の伝搬環境が異なる等、受信波の品質
が異なる場合、あるいは、異なった信号フォーマット
や、ひいては異なった変調方式を持った他の送信局との
通信を行う場合等が考えられる。異なった変調方式を持
った他の送信局との通信を行う場合には、ある変調方式
の送信局が設置されていない地域においても、他の変調
方式の送信局が既に設置されていれば、それを利用して
通信できるというメリットがある。なお、後述する例で
は、使用する通信チャネルのキャリア周波数によって、
受信しようとする通信チャネルの信号フォーマットや変
調方式を認識するものとする。

【００２４】ここで、図２に示されているように、周知
のＧＳＭ（ｇｌｏｂａｌ ｓｙｓｔｅｍ ｍｏｂｉｌ
ｅ）方式による基地局と、周知のＣＤＭＡ（ｃｏｄｅ
ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ）
方式による基地局とを設け、これら基地局と１台の受信
機（移動機）とで送受信を行う場合を考える。ＧＳＭ方
式では、ＴＤＭＡ（ｔｉｍｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕ
ｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ）、すなわち時分割にチャ
ンネルを使用して他のチャンネルとの混信を防いでい
る。一方、ＣＤＭＡ方式では、相関値の最も高い符号を
用いて送信データ復元しているので、他のチャンネルと
の混信を当然に許容している。また、ＣＤＭＡ方式で
は、基地局からの距離等の変化に伴って送信電力を短い
周期で変化させる点において、ＧＳＭ方式とは異なる。

【００２５】したがって、ＧＳＭ方式におけるＡＧＣ回
路をそのままＣＤＭＡ方式に適用することはできない。
この点について、更に図３を参照して説明する。同図に
示されているように、ＣＤＭＡ方式においては、受信電
界強度が時間の変化に伴って１スロット毎に階段状に変
化する。つまり基地局は、各スロット毎に送信電力を変
化させるが１つのスロット内では、送信電力を一定に保
っている。このため、受信電界強度が時間の変化に伴っ
て１スロット毎に階段状に変化するのである。

【００２６】この階段状の変化に伴い、他の受信機との
送受信信号のレベルも変動し、結果的に雑音が変動する
ように見えてしまう。また同図においては１スロット中
の受信電界強度は変化していないが、実際には、フェー
ジングによって受信電界強度が微小に変化する。

【００２７】よって、ＣＤＭＡ方式においては、この受
信電界強度の微小変化のみを、ＡＧＣ回路によって一定
に保つ必要がある。この場合、ＧＳＭ方式におけるＡＧ
Ｃ回路をそのままＣＤＭＡ方式に適用すると、微小変化
のみならず、受信電界強度の階段状変化部分をも含めて
全体の変化を抑え、レベルを一定に保つようにＡＧＣ回
路が動作してしまう。このようなＡＧＣ回路の動作は、
ＣＤＭＡ方式に反することになるので、ＧＳＭ方式にお
けるＡＧＣ回路をＣＤＭＡ方式に適用することができな
い。

【００２８】受信電界強度の階段状変化部分をそのまま
にし、微小変化のみを一定に保つには、後述する時間平
均値の算出周期を、受信しようとする通信チャネルに応
じて適宜変更してＡＧＣ回路を動作させる必要がある。
このＡＧＣ回路を含む、本発明の無線通信装置につい
て、図１を参照して説明する。なお、以下の説明におい
て参照する各図においては、他の図と同等部分には同一
符号が付されている。

【００２９】図１は本発明による無線通信装置の実施の
一形態を示すブロック図である。同図において、アンテ
ナ１において受信した受信波は、バンドパスフィルタ２
によって、所望の帯域のみが抽出され、ＬＮＡ（Ｌｏｗ
Ｎｏｉｓｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）３において増幅さ
れる。さらに、増幅された受信波は、段間フィルタ４に
おいて不要な高調波を除去された後、ミクサ５によっ
て、周波数シンセサイザから供給される第１ローカル周
波数を用いて中間周波数に変換される。そして、再度不
要な高調波・イメージ波等を段間フィルタ６で除去され
た後、ゲインコントロールアンプ７を介して直交復調器
８−１，８−２へ入力される。

【００３０】直交復調器８−１，８−２では、中間周波
数と同一周波数の第２ローカル周波数を移相器１１で９
０度位相シフトさせた２つのローカル周波数を受信信号
に乗ずる。これによって、直交した２つのベースバンド
信号が抽出される。

【００３１】抽出された受信信号の直交した２つの成分
は、各々ローパスフィルタ９−１，９−２によって、高
調波の除去、波形整形が行われる。その後、Ａ／Ｄ変換
器１０−１，１０−２に入力され、標本化・量子化され
たディジタル変調信号成分となる。そして、このディジ
タル変調信号はディジタル復調部１３へ入力され、ディ
ジタル復調処理によってデータ・音声等として再生され
る。

【００３２】第１ローカル、第２ローカルは、各々ＶＣ
Ｏ（ｖｏｌｔａｇｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｏｓｃｉ
ｌｌａｔｏｒ）２１、２２と周波数シンセサイザＩＣ２
３，２４を用い、ＴＣＸＯ（ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｏｓｃｉｌｌ
ａｔｏｒ）２５を基準周波数発振器としたＰＬＬを構成
する。

【００３３】まず、図４に示されているように、ＶＣＯ
２１の発振出力をシンセサイザ周波数設定器２６によっ
て設定される分周比に応じて可変分周器２３１で分周す
る。また、ＴＣＸＯ２５の発振出力を固定分周器２３３
で分周する。これら分周出力について、位相比較器２３
２で位相比較し、その位相比較結果に応じてＶＣＯ２１
の発振周波数を制御するのである。このＰＬＬは安定し
た周波数源となり、その出力はミクサ５に供給される。

【００３４】また、図５に示されているように、ＶＣＯ
２２の発振出力を固定分周器２４１で分周する。この分
周出力及びＴＣＸＯ２５の発振出力について、位相比較
器２４２で位相比較し、その位相比較結果に応じてＶＣ
Ｏ２２の発振周波数を制御するのである。このＰＬＬは
安定した周波数源となり、その出力は直交復調器８−２
に供給され、また移相器１１を介して直交復調器８−１
に供給される。

【００３５】ところで、図１中のゲインコントロールア
ンプ７は、制御電圧信号によって増幅率が変化制御され
る増幅器である。このアンプ７は、受信した受信波の電
界強度（振幅）に応じて増幅率を制御することによっ
て、後段のＡ／Ｄ変換器１０−１，１０−２への入力レ
ベルが、常に適切な範囲となるように働いている。

【００３６】ゲインコントロールアンプ７への制御信号
は、Ａ／Ｄ変換器１０−１，１０−２の出力、すなわち
直交した２つのディジタル変調信号成分を基にＡＧＣゲ
イン制御部３０において作成され供給される。このＡＧ
Ｃゲイン制御部３０は、演算器３１，メモリ３２，制御
ゲイン算出部３３，ゲイン制御部３４、Ｄ／Ａ変換器３
５，ゲイン制御切替え制御部３６，メモリ３７から構成
されている。

【００３７】ディジタル演算器３１は、加算器又は乗算
器で構成されている。このディジタル演算器３１は、２
つのＡ／Ｄ変換器１０−１，１０−２から入力されるデ
ィジタル変調信号の直交２成分の加法平均値又は乗法平
均値を求める。そして、この求めた結果がメモリ３２へ
出力される。これによって、瞬時瞬時の受信信号振幅値
が求められる。

【００３８】メモリ３２は、ディジタル演算器３１から
入力される瞬時振幅値を順次蓄積する。これによって、
受信振幅の変動履歴を取得することができる。制御ゲイ
ン算出部３３は、メモリ３２に蓄積された受信振幅の変
動履歴を、ある時間毎に取出す。そして、制御ゲイン算
出部３３は、それらの時間平均値を求める。

【００３９】ここで、Ａ／Ｄ変換器１０−１，１０−２
に８ビットのものを用い、チップレート４．０９６ＭＨ
ｚの４倍の１６．３８４ＭＨｚでオーバサンプリングす
るものとすれば、００ｈ（ｈは１６進数であることを示
す、以下同じ）からＦＦｈの範囲の８ビットのデータ
が、１６．３８４ＭＨｚの速さで、復調部１３及び演算
器３１に入力されることになる。Ａ／Ｄ変換器１０−
１，１０−２の１回毎の出力値は、受信電界強度に比例
し、受信入力が全く無い場合は００ｈ、Ａ／Ｄ変換器が
飽和するほどの高入力（Ａ／Ｄ変換可能な最大値より大
きな入力）を受信している場合はＦＦｈが出力される。

【００４０】演算器３１には、２つのＡ／Ｄ変換器１０
−１，１０−２からそれぞれ８ビットのデータが入力さ
れ、その都度、平均化演算が行われる。例えば、双方の
Ａ／Ｄ変換器から０Ｆｈが入力されれば、平均値は０Ｆ
ｈとなる。つまり、メモリ３２には、図６に示されてい
るような００ｈ〜ＦＦｈの範囲の８ビットのデータが記
憶されていることになる。

【００４１】ここで、時間平均計算について説明する。
上述したように、サンプリング周波数が１６．３８４Ｍ
Ｈｚの場合、メモリ３２のデータは、周期＝１／１６．
３８４μｓｅｃ毎の受信レベル値となる。そこで、メモ
リ３２から、１〜ｎまでの値を取出して全て加算し、ｎ
で割ると、ｎ×１／１６．３８４μｓにおける平均受信
電界値が求まる。０．６２５ｍｓの無線スロットの周期
でこれを行うものとすれば、０．６２５ｍｓ／（１／１
６．３８４μｓ）＝１０２４０個のデータをメモリ３２
から取出して加算し、１０２４０で割ることによって、
「０．６２５ｍｓ時間の平均受信電界値」が求まること
になる。このｎの数を変化させることによって、平均化
する時間の長短を制御することができるのである。

【００４２】また、８ビットのデータをｎ個加算するた
めのレジスタを用いてメモリ３２を構成することもでき
る。この場合は、メモリ３２は、例えば十数ビットのレ
ジスタ１個と、加算されたサンプル数ｎを記憶するレジ
スタのみとなる。

【００４３】ここで、例えば８ビットのデータを１０２
４０個（２13＜２14）加算するためには、最大で２２ビ
ットの加算データレジスタが必要となる。このレジスタ
は、１回データが入力される毎に、加算数が１ずつイン
クリメントされる。このレジスタが図７に示されてい
る。このレジスタをある時刻に読出すと、加算数＝ｘ、
加算データ＝ｙであれば、ｙ／ｘを計算することによ
り、サンプリング周期×ｘｓｅｃ時間の平均受信レベル
が求まる。

【００４４】いずれの場合においても、制御ゲイン算出
部３３が出力するのは、ここで求めた時間平均受信レベ
ル（ここでは８ビットのデータ）となる。

【００４５】ゲイン制御部３４は、制御ゲイン算出部３
３が出力した最新の時間平均値とその１つ前の時間平均
値とを比較することによって、制御ゲインを適切に補正
し、Ｄ／Ａ変換器３５を通じて、ゲインコントロールア
ンプ７の制御電圧信号としてフィードバックしている。
なお、ゲイン制御部３４が参照する、最新の時間平均値
（現時点のＡＧＣ制御信号電圧値）及び１つ前の時間平
均値は、メモリ３７に保存されている。

【００４６】メモリ３７には、図８に示されているよう
な２つのデータが記憶されている。すなわち、制御ゲイ
ン算出部３３が出力した１つ前の時間平均値と、制御ゲ
イン算出部３３が出力した最新の時間平均値とがメモリ
３７に記憶されている。いずれも８ビットのデータであ
る。このメモリ３７に記憶されているデータは、ゲイン
制御部３４によって読出される。その読出す際のアドレ
スは、ゲイン制御切替え制御部３６によって与えられ
る。

【００４７】ゲイン制御部３４は、メモリ３７に記憶さ
れている２つのデータを比較することにより、時間平均
値を求めるための時間平均区間の間に受信レベルがどの
程度変動したのかを知ることができる。この変動量を知
ることによって、ゲイン制御部３４は、その変動を打消
す方向にＤ／Ａ変換器３５への出力値を変化させる。こ
の場合、受信レベル変動量に対して、どの程度の粗さで
Ｄ／Ａ変換器３５への出力を変化させるかについてのデ
ータを、テーブル等で保持しておく。また、その粗さを
変化させることによって、ＡＧＣの追随感度を変化させ
ることもできる。

【００４８】ところで、メモリ３７は上述した各種のデ
ータを別々の領域に区分けして記憶している。この場
合、データの種類別に専用のメモリをそれぞれ用意し、
それらデータを別々のメモリに記憶しても良い。しか
し、物理的に別々のメモリを用意すると、装置筐体の小
型化を妨げることになる。そこで、物理的には１つのメ
モリを各データ毎のブロックに分け、これらのデータを
記憶させれば、装置筐体の小型化の一助となる。

【００４９】ここで、制御ゲイン算出部３３が、メモリ
３２に蓄積された受信振幅の変動履歴を取出す周期は、
受信信号を平均化する時間の長さに相当する。この時間
周期が短すぎると、ＡＧＣのレスポンスは早くなる。し
かし、その周期が短いと、フェージング等の短期的変動
に過敏に反応してしまって、正しく復調できないことが
ある。更には、特に振幅に変調信号成分が含まれるよう
な変調方式を用いている場合に、その変調信号情報を歪
ませてしまう危険もある。

【００５０】逆に、平均化する時間周期が長すぎると、
フェージング等の瞬時変動には強くなる。しかし、その
周期が長いと、移動送受信機の移動に伴う受信レベルの
漸次変動に十分追随できない。すると、Ａ／Ｄ変換器１
０−１，１０−２へ入力される信号が大きくなり過ぎて
飽和したり、逆に小さくなりすぎて量子化雑音が受信信
号に対して無視できないほど大きくなってしまう。これ
によって、受信品質の劣化を招くこともある。そこで、
このような受信品質劣化を防ぐために、制御ゲイン算出
部３３は、常に適切な時間周期で時間平均算出を行う必
要がある。

【００５１】図１に戻り、さらに本移動送受信機の構成
について説明する。まず、ＣＰＵ４０から周波数設定デ
ータが出力され、この周波数設定データがシンセサイザ
周波数設定器２６に入力される。この周波数設定データ
には、ディジタル信号による出力周波数値や分周比が含
まれている。

【００５２】シンセサイザ周波数設定器２６は、具体的
には、周波数設定データを保持するレジスタによって構
成される。このシンセサイザ周波数設定器２６に設定さ
れた周波数設定データの分周比は、周波数シンセサイザ
ＩＣ２３に入力される。これによって、シンセサイザ周
波数設定器２６は、ＶＣＯ２１の出力周波数を決定する
ことになる。本実施例では、使用する通信チャネルのキ
ャリア周波数によって、受信しようとする通信チャネル
の信号フォーマットや変調方式を認識するものとする。

【００５３】ゲイン制御部切替え制御部３６は、シンセ
サイザ周波数設定器２６から周波数シンセサイザ２３へ
入力される周波数設定データの分周比をモニタする。そ
の分周比によって、ゲイン制御部切替え制御部３６は、
どの周波数の通信チャネルが現在使用されているか、そ
のチャネル番号（ＣＨ番号）を知ることができる。

【００５４】また、ゲイン制御部切替え制御部３６は、
使用できるキャリア周波数それぞれに対して、予め適切
なゲイン切替え制御パラメータを記憶したメモリテーブ
ルを保有している。このテーブルについて図９を参照し
て説明する。同図に示されているように、このテーブル
は、分周比及びＣＨ番号、並びにこれらに対する受信振
幅平均化時間の適正値を示すものである。すなわち、分
周比とチャネル番号とが定まれば、受信振幅平均化時間
の適正値が定まるのである。この受信振幅平均化時間の
適正値は、ＣＤＭＡ方式かＧＳＭ方式かによって値が異
なる。

【００５５】ここで、分周比は、周波数シンセサイザ２
３への設定データであり、シンセサイザの仕様に依存し
た値のバイナリデータの羅列となる。例えば、周波数シ
ンセサイザ２３が１６ビットのデータを設定する仕様で
あるものとする。そして、チャネル番号１〜１００がＣ
ＤＭＡで１０１〜２００がＧＳＭであり、平均化時間を
各々０．６２５ｍｓ、０．３１２５ｍｓとする。する
と、ゲイン制御部切替え制御部３６のメモリテーブル
は、図９に示されているようなデータが保持されること
になる。

【００５６】また、平均化時間を上述した加算数ｎの値
で記憶させることもできる。この場合には、図１０に示
されているように分周比及びＣＨ番号に対して受信振幅
平均化サンプリング数がメモリテーブルに保持されるこ
とになる。

【００５７】以上説明したテーブルを用いることによ
り、ゲイン制御部切替え制御部３６は、指定された分周
比と周波数シンセサイザ２３へ入力される周波数設定デ
ータをモニタすることによって得られるＣＨ番号とを元
に、制御ゲイン算出部３３に対して受信振幅平均化時間
の適正値を設定する。もっとも、テーブルを使用せず
に、図１１に示されているように、ＣＰＵ４０から周波
数シンセサイザ２３及びゲイン制御部切替え制御部３６
に直接設定しても良い。この場合、シンセサイザ周波数
設定器２６が不要になるので、装置筐体をより小型化で
きる。

【００５８】同時にゲイン制御部３４は、ゲイン制御切
替え周期の適正値（目標値）に基づいたタイミングで、
メモリ３７に記憶されている時間平均値を読出す。これ
により、制御ゲイン算出部３３からメモリ３７を介して
ゲイン制御部３４へ算出結果を伝達することができる。
ゲイン制御切替え周期の適正値、すなわち目標値は、ス
ロットの長さに応じて決定する。なお、メモリ３７に記
憶されている時間平均値は、ゲイン制御部切替え制御部
３６が読出しても良い。

【００５９】ところで、上述した無線通信装置では、以
下のような自動利得制御方法が実現されている。すなわ
ち、所定の測定時間内の受信電界強度を測定し、この測
定された受信電界強度に基づいて使用する無線通信シス
テムを選択し、この選択された無線通信システムに基づ
いて測定時間を設定し、この設定された測定時間内に測
定された受信電界強度に基づいて増幅率を制御する方法
が実現されているのである。この自動利得制御方法につ
いて、更に図１２のフローチャートを参照して説明す
る。同図に示されているように、まず、無線通信装置に
おいて無線信号を受信し（ステップＳ１２１）、所定の
測定時間内の受信電界強度を測定する（ステップＳ１２
２）。

【００６０】次に、この測定された受信電界強度に基づ
いて使用する無線通信システムを選択する（ステップＳ
１２３）。この選択された無線通信システムに基づいて
測定時間を設定する（ステップＳ１２４）。そして、こ
の設定された測定時間内に測定された受信電界強度に基
づいて増幅率を制御するのである（ステップＳ１２
５）。

【００６１】この自動利得制御においては、通信方式が
互いに異なる２つの電話システムの基地局の送信信号の
受信電界強度を、送受信を中断して測定することになる
が、その時間は極めて短い時間で済む。また、その受信
電界強度の測定は、電話システムによる回線品質が低下
したときに行うか、所定周期で行えば良い。なお、増幅
率の変化制御は、通信チャネルの切換えに応答して行え
ば良い。

【００６２】また、図１中のＡＧＣゲイン制御部３０に
おいては、図１３に示されているような自動利得制御方
法が実現されていることになる。すなわち、まず、受信
信号の直交２成分を演算して受信電界強度を求める（ス
テップＳ１３１）。この演算された受信電界強度を順次
メモリ３２に記憶する（ステップＳ１３２）。この記憶
された受信電界強度を所定時間毎に読出して平均値を算
出する（ステップＳ１３３）。

【００６３】次に、算出した平均値のうち少なくとも前
回の算出値と最新の算出値とをメモリ３７に記憶する
（ステップＳ１３４）。この記憶された算出値同士の比
較結果に応じて増幅率を制御する（ステップＳ１３
５）。

【００６４】以上の自動利得制御においては、算出した
平均値を履歴としてメモリ３７に記憶し、この履歴とし
て記憶された平均値のうち以前使用した通信チャネルに
対応する平均値に応じて増幅率を制御しても良い。ま
た、分周器に設定される分周比に基づいて通信チャネル
を検出し、この通信チャネルに対応する平均値をメモリ
３７から読出し、この読出された平均値に応じて増幅率
を制御しても良い。

【００６５】以上のように、本装置では、ある通信チャ
ネルを用いて通信を行っている状態では適切な時間の平
均値に基づいて安定したＡＧＣ動作を行うのである。そ
して、他の通信チャネルへ切替わって通信を行う場合に
は、切替わった先の通信チャネルの情報を予め記憶もし
くは認識しておくことによって、いち早くＡＧＣの状態
を最適値に修正し直すことができるのである。

【００６６】また、ある通信チャネルでの通信中に、他
の通信チャネルの受信電界レベルを調査し、十分な受信
電界強度が得られる通信チャネルが見つかった場合に、
改めて通信チャネルの切替え動作を開始するような無線
通信システムにおいては、受信電界強度の測定精度がさ
ほど高く要求されない代わりに、調査に要する時間を極
力短時間に抑えることが要求される場合がある。現在通
信中の通信チャネルとの通信を、他のチャネルの調査の
ために、一時的に中断しなければならず、通信効率が低
下することを避けるためである。そのような場合には、
本受信機を用いて無線通信システムを構成すれば、必要
最小限の精度で高速にＡＧＣの状態を制御することがで
きる。

【００６７】この場合、他のチャネルを調査するタイミ
ングは、以下のように定める。すなわち、例えば、現在
使用しているチャネルの受信電界強度が所定閾値よりも
低下した場合やフレームエラーレートが所定閾値以上に
なった場合に、他のチャネルの受信電界強度を測定す
る。そして、メモリ３２に書込まれた測定結果（受信電
界強度）を読出し、所定閾値との比較結果に応じてＣＰ
Ｕ４０に割込みをかけてチャネルの切り替えを行うので
ある。こうすれば、回線品質が劣化する前に他のチャネ
ルに切り替えることができるのである。

【００６８】また、現在使用しているチャネルの受信電
界強度に関係なく、タイマによる一定時間経過毎に、他
のチャネルの受信電界強度を測定しても良い。こうすれ
ば、現在使用しているものよりも、より品質の良い回線
に切り替えることができるのである。これらの測定タイ
ミングは、ＣＰＵ４０によって定められる。上述した受
信電界強度で判断する方式と、タイマを用いる方式とを
併用しても良いことはもちろんである。

【００６９】なお、受信電界強度を測定する測定期間
は、無線通信装置から基地局に通知され、基地局はその
測定期間内においては送信電力レベルを変化させないも
のとする。送信電力レベルを変化させると正しい測定結
果が得られないからである。

【００７０】ここで、図１４に示されているように、基
地局１４０と無線通信装置１４１との間で送受信を行っ
ている場合を考える。この場合において、無線通信装置
１４１内の受信部１４１ｂが受信電界強度を測定する期
間に関するデータを、送信部１４１ａから基地局１４０
内の受信部１４１ｂに通知する。この通知を受けること
により、基地局１４０は無線通信装置１４１内の受信部
１４１ｂにおける測定期間を知ることができる。そし
て、基地局１４０内の送信部１４０ａはその測定期間内
において送信電力レベルを変化させないように制御する
のである。

【００７１】さらにまた、使用する通信チャネルのＣＨ
番号を知った時点で、ゲイン制御部切替え制御部３６及
びゲイン制御部３４によって、メモリ３７に記憶されて
いる通信チャネル使用履歴を検索しても良い。そして、
その通信チャネルが過去に使用したことがある通信チャ
ネルである場合には、その時点でのゲイン制御値をゲイ
ン制御部３４に設定するのである。これにより、最も確
からしい初期値を設定でき、ＡＧＣのループを速やかに
収束させることができる。なお、この通信チャネル使用
履歴は、過去に使用したことがあるＣＨ番号とその使用
時刻等に関する情報である。

【００７２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、あ
る通信チャネルを用いて通信を行っている状態では適切
な時間の平均値に基づいて安定したＡＧＣ動作を行い、
他の通信チャネルへ切替わって通信を行う場合には、切
替わった先の通信チャネルの情報を予め記憶もしくは認
識しておくことによって、いち早くＡＧＣの状態を最適
値に修正し直すことができるという効果がある。

【００７３】また、他チャンネルのモニタを実施するこ
とを自動的に検知してＡＧＣ平均化時間を切替えること
により、複雑な制御を用いずに、ＡＧＣ平均時間の自動
切替えを平易に実現できるという効果がある。更には、
その他チャネルモニタ動作開始検出を、周波数シンセサ
イザの制御信号もしくは電圧制御発信器の制御信号を用
いて行うことにより、従来のＡＧＣ制御方式の構成に比
して、さほど大きな追加・変更無く、適切なＡＧＣを実
現できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態による受信機の構成を示
すブロック図である。

【図２】ＧＳＭ方式による基地局及びＣＤＭＡ方式によ
る基地局と、１台の受信機とで送受信を行う状態を示す
図である。

【図３】ＣＤＭＡ方式における、受信電界強度と時間と
の関係を示す図である。

【図４】図１中の周波数シンセサイザＩＣ２３を含むＰ
ＬＬの構成を示すブロック図である。

【図５】図１中の周波数シンセサイザＩＣ２４を含むＰ
ＬＬの構成を示すブロック図である。

【図６】図１中のメモリ３２の構成例を示す図である。

【図７】レジスタを用いて構成したメモリ３２の例を示
す図である。

【図８】図１中のメモリ３７の構成例を示す図である。

【図９】図１中のゲイン制御部切替え制御部３６内のテ
ーブルの構成例を示す図である。

【図１０】図１中のゲイン制御部切替え制御部３６内の
テーブルの他の構成例を示す図である。

【図１１】図１中のシンセサイザ周波数設定器２６を用
いない場合における無線通信装置の構成例を示す図であ
る。

【図１２】本発明の無線通信装置における自動利得制御
方法を示すフローチャートである。

【図１３】図１中のＡＧＣゲイン制御部３０における自
動利得制御方法を示すフローチャートである。

【図１４】本発明の無線通信装置と基地局との送受信状
態を示す概略図である。

【符号の説明】

１ アンテナ ２ 受信バンドパスフィルタ ３ ＬＮＡ ４ 受信段間フィルタ ５ ミクサ ６ 段間フィルタ ７ ゲインコントロールアンプ ８−１，８−２ 直交復調器 ９−１，９−２ ベースバンドローパスフィルタ １０−１，１０−２ Ａ／Ｄ変換器 １３ ディジタル復調部 ２１，２２ ＶＣＯ ２３，２４ 周波数シンセサイザＩＣ ２５ ＴＣＸＯ ２６ シンセサイザ周波数設定器 ３０ ＡＧＣゲイン制御部 ３１ ディジタル演算器 ３２，３７ メモリ ３３ 制御ゲイン算出部 ３４ ゲイン制御部 ３５ Ａ／Ｄ変換器 ３６ ゲイン制御部切替え制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5K022 EE02 EE11 EE31 FF00 5K028 AA07 AA11 BB04 CC02 CC05 DD01 DD02 HH04 PP04 PP11 SS24 5K061 AA11 BB12 CC13 CC16 CC45 CC52 JJ06 JJ07 5K067 AA13 AA23 BB04 CC04 CC10 EE02 EE04 EE10 FF16 HH21 HH23 KK15

Claims (31)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通信方式が互いに異なる第１及び第２の
   電話システムの基地局の送信信号の受信電界強度をそれ
   ぞれ測定する測定手段を含み、前記第１及び第２の電話
   システムのうち前記測定手段の測定結果に応じて選択し
   た電話システムの基地局との間で送受信を行うようにし
   たことを特徴とする無線通信装置。
2. 【請求項２】 前記第１の電話システムはＣＤＭＡ方式
   による電話システムであり、前記第２の電話システムは
   前記ＣＤＭＡ方式とは異なる方式による電話システムで
   あることを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
3. 【請求項３】 前記ＣＤＭＡ方式とは異なる方式による
   電話システムは、ＴＤＭＡ方式による電話システムであ
   ることを特徴とする請求項２記載の無線通信装置。
4. 【請求項４】 無線信号を受信する受信手段と、所定の
   測定時間内の受信電界強度を測定する測定手段と、前記
   測定手段において測定された受信電界強度に基づいて前
   記受信手段の増幅率を制御する自動利得制御手段とを含
   み、前記測定時間が変化自在であることを特徴とする無
   線通信装置。
5. 【請求項５】 前記測定手段において測定される受信電
   界強度に基づいて使用する通信チャネルを切替える切替
   手段を更に含み、前記測定時間は前記切替手段によって
   切替えられた通信チャネルに基づいて設定されることを
   特徴とする請求項４記載の無線通信装置。
6. 【請求項６】 前記測定手段において測定される受信電
   界強度は、前記測定時間内に得られる所定個数の受信電
   界強度の平均値であることを特徴とする請求項４又は５
   記載の無線通信装置。
7. 【請求項７】 前記測定手段において測定される受信電
   界強度に基づいて、複数の無線通信システムの少なくと
   も１つを選択することを特徴とする請求項４〜６のいず
   れかに記載の無線通信装置。
8. 【請求項８】 前記測定時間は、前記複数の無線通信シ
   ステムのうちの選択されたシステムに基づいて設定され
   ることを特徴とする請求項７記載の無線通信装置。
9. 【請求項９】 前記所定個数は、前記複数の無線通信シ
   ステムのうちの選択されたシステムに基づいて設定され
   ることを特徴とする請求項７記載の無線通信装置。
10. 【請求項１０】 無線信号を受信する受信手段と、所定
    の測定時間内の受信電界強度を測定する測定手段と、前
    記測定手段において測定された受信電界強度に基づいて
    使用する無線通信システムを選択する選択手段と、前記
    選択手段において選択された無線通信システムに基づい
    て前記測定時間を設定する設定手段と、前記設定手段に
    おいて設定された測定時間内に測定された受信電界強度
    に基づいて前記受信手段における増幅率を制御する自動
    利得制御手段とを含むことを特徴とする無線通信装置。
11. 【請求項１１】 前記測定手段は、通信方式が互いに異
    なる第１及び第２の電話システムの基地局の送信信号の
    受信電界強度をそれぞれ測定することを特徴とする請求
    項１０記載の無線通信装置。
12. 【請求項１２】 前記測定手段は、前記第１の電話シス
    テムの基地局との間で行っている送受信を所定時間中断
    して前記第２の電話システムの基地局の送信信号の受信
    電界強度を測定することを特徴とする請求項１１記載の
    無線通信装置。
13. 【請求項１３】 前記測定手段は、前記第２の電話シス
    テムの基地局の送信信号の受信電界強度の測定を、前記
    第１の電話システムによる回線品質が低下したときに行
    うことを特徴とする請求項１２記載の無線通信装置。
14. 【請求項１４】 前記測定手段は、前記第２の電話シス
    テムの基地局の送信信号の受信電界強度の測定を、所定
    周期で行うことを特徴とする請求項１２記載の無線通信
    装置。
15. 【請求項１５】 前記自動利得制御手段は、通信チャネ
    ルの切換えに応答して前記増幅率を変化制御することを
    特徴とする請求項１０〜１４のいずれかに記載の無線通
    信装置。
16. 【請求項１６】 基準信号に対する位相差に応じて発振
    周波数が制御される発振手段と、この発振出力を所定分
    周比で分周した信号と前記基準信号との位相差を求める
    位相比較手段と、前記測定結果に応じて前記分周比を変
    化制御する分周比制御手段とを更に含み、前記自動利得
    制御手段は前記分周比に応じて前記増幅率を変化制御す
    ることを特徴とする請求項１５記載の無線通信装置。
17. 【請求項１７】 前記分周比制御手段は、前記期間内に
    おける前記測定結果の平均値を算出する手段と、この算
    出した平均値と予め定められた目標値とに基づいて前記
    分周比を設定する分周比設定手段とを含むことを特徴と
    する請求項１６記載の無線通信装置。
18. 【請求項１８】 前記目標値は、前記スロットの長さに
    応じて決定されることを特徴とする請求項１７記載の無
    線通信装置。
19. 【請求項１９】 無線信号を受信する受信手段と、この
    受信信号の所定時間内の受信電界強度に応じて前記受信
    手段における増幅率を制御する自動利得制御手段とを含
    む無線通信装置であって、前記自動利得制御手段は、前
    記受信信号の直交２成分を演算して受信電界強度を求め
    る演算器と、この演算された受信電界強度を順次記憶す
    る第１のメモリと、この第１のメモリに記憶された受信
    電界強度を所定時間毎に読出して平均値を算出する算出
    部と、この算出部が算出した平均値のうち少なくとも前
    回の算出値と最新の算出値とを記憶する第２のメモリ
    と、この第２のメモリに記憶された算出値同士の比較結
    果に応じて前記増幅率を制御するゲイン制御部とを含む
    ことを特徴とする無線通信装置。
20. 【請求項２０】 前記第２のメモリは前記算出部が算出
    した平均値を履歴として記憶し、前記ゲイン制御部は前
    記第２のメモリに履歴として記憶された平均値のうち以
    前使用した通信チャネルに対応する平均値に応じて前記
    増幅率を制御することを特徴とする請求項１９記載の無
    線通信装置。
21. 【請求項２１】 前記受信手段内の分周器に設定される
    分周比に基づいて前記通信チャネルを検出し、この通信
    チャネルに対応する平均値を前記第２のメモリから読出
    す制御部を更に含み、この読出された平均値に応じて前
    記増幅率を制御することを特徴とする請求項２０記載の
    無線通信装置。
22. 【請求項２２】 請求項１〜２１のいずれかに記載の無
    線通信装置と、この無線通信装置と送受信を行う基地局
    とを含む無線通信システムであって、前記無線通信装置
    は、前記測定手段による測定期間を前記基地局に通知す
    る手段を更に含み、該基地局はその測定期間内において
    は送信レベルを変化させないことを特徴とする無線通信
    システム。
23. 【請求項２３】 無線信号を受信する受信ステップと、
    所定の測定時間内の受信電界強度を測定する測定ステッ
    プと、前記測定ステップにおいて測定された受信電界強
    度に基づいて使用する無線通信システムを選択する選択
    ステップと、前記選択ステップにおいて選択された無線
    通信システムに基づいて前記測定時間を設定する設定ス
    テップと、前記設定ステップにおいて設定された測定時
    間内に測定された受信電界強度に基づいて前記受信ステ
    ップにおける増幅率を制御する自動利得制御ステップと
    を含むことを特徴とする無線通信装置の自動利得制御方
    法。
24. 【請求項２４】 前記測定ステップにおいては、通信方
    式が互いに異なる第１及び第２の電話システムの基地局
    の送信信号の受信電界強度をそれぞれ測定することを特
    徴とする請求項２３記載の自動利得制御方法。
25. 【請求項２５】 前記測定ステップにおいては、前記第
    １の電話システムの基地局との間で行っている送受信を
    所定時間中断して前記第２の電話システムの基地局の送
    信信号の受信電界強度を測定することを特徴とする請求
    項２４記載の自動利得制御方法。
26. 【請求項２６】 前記測定ステップにおいては、前記第
    ２の電話システムの基地局の送信信号の受信電界強度の
    測定を、前記第１の電話システムによる回線品質が低下
    したときに行うことを特徴とする請求項２５記載の自動
    利得制御方法。
27. 【請求項２７】 前記測定ステップにおいては、前記第
    ２の電話システムの基地局の送信信号の受信電界強度の
    測定を、所定周期で行うことを特徴とする請求項２５記
    載の自動利得制御方法。
28. 【請求項２８】 前記自動利得制御ステップにおいて
    は、通信チャネルの切換えに応答して前記増幅率を変化
    制御することを特徴とする請求項２３〜２７のいずれか
    に記載の自動利得制御方法。
29. 【請求項２９】 無線信号を受信する受信手段と、この
    受信信号の所定時間内の受信電界強度に応じて前記受信
    手段における増幅率を制御する自動利得制御手段とを含
    む無線通信装置の自動利得制御方法であって、前記受信
    信号の直交２成分を演算して受信電界強度を求めるステ
    ップと、この演算された受信電界強度を第１のメモリに
    順次記憶するステップと、この記憶された受信電界強度
    を所定時間毎に読出して平均値を算出するステップと、
    この算出した平均値のうち少なくとも前回の算出値と最
    新の算出値とを第２のメモリに記憶するステップと、こ
    の記憶された算出値同士の比較結果に応じて前記増幅率
    を制御するステップとを含むことを特徴とする自動利得
    制御方法。
30. 【請求項３０】 前記算出した平均値を履歴として前記
    第２のメモリに記憶し、この履歴として記憶された平均
    値のうち以前使用した通信チャネルに対応する平均値に
    応じて前記増幅率を制御することを特徴とする請求項２
    ９記載の自動利得制御方法。
31. 【請求項３１】 前記受信手段内の分周器に設定される
    分周比に基づいて前記通信チャネルを検出し、この通信
    チャネルに対応する平均値を前記第２のメモリから読出
    すステップを更に含み、この読出された平均値に応じて
    前記増幅率を制御することを特徴とする請求項３０記載
    の自動利得制御方法。