JP2002330040A

JP2002330040A - 受信装置および自動利得制御方法

Info

Publication number: JP2002330040A
Application number: JP2001132834A
Authority: JP
Inventors: Daichi Imamura; 大地今村
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-04-27
Filing date: 2001-04-27
Publication date: 2002-11-15

Abstract

(57)【要約】【課題】ＡＧＣ制御におけるＡＧＣ引き込み速度
とＡＧＣ引き込み精度を両立させること。【解決手段】増幅器１５１は、受信信号を増幅する。
レベル検出部１０４は、ベースバンド信号のレベルを検
出する。レベル平均部１０５は、ＡＧＣコントローラ１
１０からの制御信号に基づいて時定数を切り替え、その
時定数を用いてレベル検出結果を平均化する。この場
合、最初は時定数を小さい値に設定し、ＡＧＣの更新回
数の経過とともに大きい値に変更する。減算部１０６
は、レベル平均結果と基準値との間の差分を求め、乗算
部１０７は、その差分と修正係数を乗算する。加算部１
０８は、遅延部１０９で単位制御期間だけ遅延させたＡ
ＧＣ制御信号に、乗算部１０７の出力を加算して現制御
期間で用いるＡＧＣ制御信号を生成し、増幅器１５１の
増幅利得を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動体通信システ
ムの基地局装置、通信端末装置に用いられる受信装置お
よび自動利得制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動利得制御（ＡＧＣ：Auto Gain Cont
rol）は、復調精度を向上させるため基地局と端末との
通信距離や伝搬路環境により変動する受信レベルを一定
にするものである。

【０００３】図１２は、従来の受信装置の構成を示すブ
ロック図である。以下、この図１２を用いて従来の受信
装置について説明する。

【０００４】送信局から送信された信号は、アンテナ１
で受信された後、無線部２を構成する増幅器６とダウン
コンバーター７でそれぞれ増幅、処理され、また、信号
の周波数がベースバンド帯に変換され、ベースバンド信
号となる。ベースバンド信号は、復調部３で復調処理さ
れ、復調信号となる。復調信号は、ＭＡＣ（Media Acce
ss Control）部４でアクセス制御され、受信信号とな
る。

【０００５】また、無線部２から出力されたベースバン
ド信号は、ＡＧＣ制御部５へも出力される。ＡＧＣ制御
部５では、ベースバンド信号の受信レベルにもとづいて
ＡＧＣ制御信号が生成される。ＡＧＣ制御信号は、受信
レベルが一定となるように増幅器６を制御する。

【０００６】図１３は、従来の受信装置のＡＧＣ制御部
の構成を示すブロック図である。以下、この図１３を用
いてＡＧＣ制御部５での信号の流れについて説明する。

【０００７】無線部２から出力された信号は、レベル検
出部１１によりレベルが検出されレベル情報が得られ
る。なお、レベル情報は、無線部２により生成すること
も可能である。この場合のＡＧＣ制御部の回路構成は、
レベル検出部１１が無線周波数帯用あるいは中間周波数
帯用のレベル検出回路となること以外は変わらない。

【０００８】次に、受信レベル情報は、レベル平均部１
２により平均化され、レベル情報を複数サンプルにわた
り平均した情報が得られる。受信レベル情報を平均した
情報は、減算部１３により受信レベルの基準値ＲＥＦと
減算され、平均後の受信レベルと基準レベルとの差が得
られる。この基準値ＲＥＦは、無線部２より出力される
信号のレベルが、受信レベルの基準値ＲＥＦと等しくな
るように設けられたものであり、ＡＧＣ制御部５が増幅
器６を制御することによって達成される。受信レベルと
基準レベルとの差の情報は、乗算部１４により修正係数
ｕ１と乗算され、遅延部１５により出力される前回のＡ
ＧＣ制御情報と、加算部１６により加算され、ＡＧＣ制
御情報が得られる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
受信装置においては、レベル平均部の特性（フィルタ特
性）が固定であるため、ＡＧＣ引き込み速度とＡＧＣ引
き込み精度を両立させることが困難であるという問題を
有する。

【００１０】すなわち、レベル平均部の時定数、つま
り、平均化に利用する受信レベルのサンプル数を大きく
設定した場合、雑音成分の少ない受信レベル値を得るこ
とが出来るため、ＡＧＣ引き込み精度は良くなるが、Ａ
ＧＣ引き込み速度は低下する。逆に、時定数を小さく設
定した場合、単位時間あたりのＡＧＣ制御回数を多くす
ることができるため、ＡＧＣ引き込み速度は速くなる
が、ＡＧＣ引き込み精度は低下する。

【００１１】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、ＡＧＣ引き込み速度とＡＧＣ引き込み精度を両立
させることができる受信装置および自動利得制御方法を
提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の受信装置は、受
信信号のレベルを調整する増幅手段と、受信信号レベル
を検出するレベル検出手段と、レベル検出手段により検
出された受信信号レベルを平均化するレベル平均手段
と、平均した受信信号レベルの変動に追従するように前
記増幅手段の利得を制御する利得制御手段とを具備し、
前記レベル平均手段は、複数用意した時定数の中から選
択した１つを用いて受信レベルの平均化を行う構成を採
る。

【００１３】本発明の受信装置は、レベル平均手段は、
利得更新の回数に応じて時定数を選択する構成を採る。

【００１４】これらの構成により、ＡＧＣ引き込みに用
いる受信レベルを平均化するときのの時定数を、ＡＧＣ
の利得更新の回数により独立に設定することができるの
で、最初は時定数を小さい値に設定しておき、ＡＧＣの
更新回数の経過とともに大きい値に変更すれば、ＡＧＣ
引き込み速度とＡＧＣ引き込み精度を両立させることが
できる。

【００１５】本発明の受信装置は、レベル平均手段は、
受信状況に応じて時定数を選択する構成を採る。

【００１６】本発明の受信装置は、レベル平均手段は、
あらかじめ受信信号レベルを推定できない時には小さい
値の時定数を選択し、あらかじめ受信信号レベルを推定
できる時には、大きい値の時定数を選択する構成を採
る。

【００１７】これらの構成により、受信しようとする信
号レベルがわからない時には時定数を小さい値に設定
し、受信しようとする信号レベルがある程度推定できる
時には大きい値に設定することができるので、受信状況
が変化した場合でもＡＧＣ引き込み速度とＡＧＣ引き込
み精度を両立させることができる。

【００１８】本発明の受信装置は、レベル平均手段は、
平均サンプル数の異なる複数の移動平均手段による構成
を採る。

【００１９】この構成により、ＡＧＣ引き込みに用いる
受信レベルを平均化するときの時定数を、ＡＧＣの利得
更新の回数により独立に設定することができるので、最
初は時定数を小さい値に設定しておき、ＡＧＣの更新回
数の経過とともに大きい値に変更すれば、ＡＧＣ引き込
み速度とＡＧＣ引き込み精度を両立させることができ
る。

【００２０】本発明の受信装置は、移動平均手段は、ビ
ットシフトにより平均値を算出する構成を採る。

【００２１】この構成により、平均値算出時に乗算器を
用いずに１サンプルあたりの受信レベル値を算出するこ
とができるため、回路規模を削減することができる。

【００２２】本発明の受信装置は、移動平均手段は、ビ
ットシフトにより平均値を算出し、遅延サンプル数を切
り替えることにより、異なる時定数を設定する構成を採
る。

【００２３】この構成により、受信レベルの平均化を行
う移動平均回路はもっとも大きい平均サンプル数分の遅
延回路を用意するだけで、複数の平均サンプル数を選択
することができるため、さらに回路規模を削減すること
ができる。

【００２４】本発明の受信装置は、レベル平均手段は、
ＦＩＲフィルタあるいはＩＩＲフィルタにより構成さ
れ、フィルタの重み係数を複数セット用意することによ
り異なる時定数を設定可能な構成を採る。

【００２５】この構成により、フィルタの重み係数を組
み合わせることで、さまざまな時定数のフィルタを用意
することができるため、精度の高いＡＧＣ制御を実現で
きる。

【００２６】本発明の受信装置は、レベル平均手段は、
検出したレベルと基準値との差分に応じて時定数を選択
する構成を採る。

【００２７】本発明の受信装置は、レベル平均手段は、
検出したレベルと基準値との差分が予め設定されたしき
い値よりも大きい場合には小さい値の時定数を選択し、
前記差分が前記しきい値以下の場合には大きい値の時定
数を選択する構成を採る。

【００２８】これらの構成により、検出したレベルと基
準値との差により時定数を適応的に変化させることで、
伝搬路が急激に変化し、検出したレベルと基準値との差
が大きい場合でも、ＡＧＣ引き込み速度とＡＧＣ引き込
み精度を両立させることができる。

【００２９】本発明の受信装置は、レベル平均手段は、
検出したレベルと基準値との差分が予め設定されたしき
い値よりも大きくなった回数が予め設定された値に達し
た場合には比較的小さい値の時定数を選択する構成を採
る。

【００３０】この構成により、検出したレベルと基準値
との差分が予め設定されたしきい値よりも大きくなった
回数が一定回数連続した場合に、ＡＧＣの更新に用いる
時定数を小さくすることができるので、さらにＡＧＣ制
御誤差を低減することができる。これは、受信レベルが
低くなると、希望信号に重畳される雑音等が大きくなる
ため、受信レベル検出誤差が大きくなり、受信レベルと
基準値との差が大きくなる場合もあることに基づくもの
である。

【００３１】本発明の受信装置は、レベル平均手段は、
検出したレベルと基準値との差分の比較に用いるしきい
値を複数設定し、回線品質に応じてしきい値を選択する
構成を採る。

【００３２】本発明の受信装置は、レベル平均手段は、
信号対雑音電力比が低い場合には大きい値のしきい値を
選択する構成を採る。

【００３３】これらの構成により、時定数選択のための
しきい値を可変とすることができるので、信号対雑音電
力比が低い場合には大きい値のしきい値を用いることが
でき、回線品質に応じて最適な時定数を選択することが
できる。

【００３４】本発明の受信装置は、レベル平均手段は、
検出したレベルと基準値との差分の比較に用いるしきい
値を複数設定し、前回選択された時定数の大きさに応じ
てしきい値を選択する構成を採る。

【００３５】本発明の受信装置は、レベル平均手段は、
前回選択された時定数が小さい場合には大きい値のしき
い値を選択する構成を採る。

【００３６】これらの構成により、時定数を小さい値に
変更する場合は、大きい値に変更する場合より、しきい
値を大きい値に設定したほうが誤差を小さくすることが
できる。これは、受信レベルが低くなると、希望信号に
重畳される雑音等が大きくなるため、受信レベル検出誤
差が大きくなり、受信レベルと基準値との差が大きくな
る場合もある。このような場合、小さい時定数が選択さ
れ、自動利得制御誤差が大きくなる場合があることに基
づくものである。

【００３７】本発明の通信端末装置は、上記いずれかの
受信装置を具備する構成を採る。また、本発明の基地局
装置は、上記いずれかの受信装置を具備する構成を採
る。

【００３８】これらの構成により、ＡＧＣ引き込み速度
とＡＧＣ引き込み精度を両立させることができるので、
通信品質の向上を図ることができる。

【００３９】本発明の自動利得制御方法は、複数用意し
た時定数の中から利得更新の回数に応じて１つの時定数
を選択し、選択された時定数により平均された受信レベ
ルと基準値との差分に修正係数を乗算して乗算値を求
め、前回の制御期間で用いた第１利得に前記乗算値を加
算して第２利得を求め、前記第２利得を用いて入力信号
のレベルを調整する。

【００４０】この方法により、ＡＧＣ引き込みに用いる
平均回路の時定数を、ＡＧＣの利得更新の回数により独
立に設定することができるので、最初は時定数を小さい
値に設定しておき、ＡＧＣの更新回数の経過とともに大
きい値に変更すれば、ＡＧＣ引き込み速度とＡＧＣ引き
込み精度を両立させることができる。

【００４１】

【発明の実施の形態】本発明の骨子は、ＡＧＣ引き込み
に用いる平均化時定数を、ＡＧＣの利得更新の回数によ
り独立に設定すること、すなわち最初は時定数を小さい
値に設定しておき、ＡＧＣの更新回数の経過とともに大
きい値に変更することである。

【００４２】以下、本発明の実施の形態について、添付
図面を参照して詳細に説明する。

【００４３】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態１に係る受信装置の構成を示すブロック図である。

【００４４】通信相手から送信された信号は、アンテナ
１０１を介して無線部１０２で受信される。無線部１０
２では、増幅器１５１で受信信号を可変増幅し、ダウン
コンバータ１５２で所定の無線受信処理（ダウンコンバ
ートやＡ／Ｄ変換など）を行ってベースバンド信号を得
て、ベースバンド信号を復調部１０３及びレベル検出部
１０４に出力する。復調部１０３では、無線受信処理後
の信号に復調処理を施して受信信号を出力する。

【００４５】レベル検出部１０４では、ベースバンド信
号のレベルを検出し、その検出結果（レベル情報）をレ
ベル平均部１０５に出力する。

【００４６】レベル平均部１０５では、ＡＧＣコントロ
ーラ１１０からの制御信号により選択された時定数を用
いて所定期間レベル検出結果を平均化し、その平均結果
を減算部１０６に出力する。なお、レベル平均部１０５
の詳細な内部構成については後述する。

【００４７】減算部１０６では、レベル平均結果と基準
値ＲＥＦとの間の差分を求め、その差分情報を乗算部１
０７に出力する。乗算部１０７では、減算部１０６で求
められた差分に対して修正係数ｕを乗算する。修正係数
ｕが乗算された差分は、加算部１０８に出力される。

【００４８】加算部１０８では、遅延部１０９で単位制
御期間だけ遅延させたＡＧＣ制御信号（前の制御期間で
用いたＡＧＣ制御信号）に、修正係数を乗算した差分を
加算して現制御期間で用いるＡＧＣ制御信号を生成し、
このＡＧＣ制御信号を増幅器１５１に出力する。増幅器
１５１ではＡＧＣ制御信号に基づいてＡＧＣ制御を行
う。すなわち、基地局装置と通信端末装置のような無線
通信装置間で、通信距離や伝搬路環境が変動しても受信
レベルが一定となるような制御を行う。

【００４９】遅延部１０９は、過去のＡＧＣ制御値を一
定期間だけ遅延させる。遅延させる期間は、ＡＧＣコン
トローラ１１０がレベル平均部１０５を制御して時定数
を切り替えることと関連して決定される。例えば、レベ
ル平均部１０５で、小さい時定数を選択しているとき
は、遅延部の遅延時間も小さく設定し、大きい時定数を
選択しているときは、遅延時間を大きく設定する。

【００５０】次に、上記構成を有する受信装置の動作に
ついて説明する。

【００５１】まず、ベースバンド信号がレベル検出部１
０４でレベル検出されて、検出結果であるレベル情報が
得られる。ここで、レベル情報は、無線部１０２により
生成することも可能である。この場合のレベル検出部１
０４は無線周波数帯用あるいは中間周波数帯用のレベル
検出回路を用いることにより構成することができる。

【００５２】得られたレベル情報はレベル平均部１０５
で平均化され、雑音成分が抑圧された受信レベル信号を
得る。減算部１０６でその受信レベルの平均値と基準値
ＲＥＦとの間で差分がとられ、乗算部１０７で修正係数
ｕが乗算される。ＡＧＣ制御において、受信レベルと基
準値との差分に修正係数ｕを乗算する処理は、無線部１
０２から出力される信号のレベルが、受信レベルの基準
値ＲＥＦと等しくなる方向に制御する処理である。この
処理により増幅器１５１を制御する。

【００５３】レベル平均部１０５でレベル検出部１０４
からの出力を平均化処理する場合、平均化の時定数は複
数用意する。本実施の形態では、異なる時定数を有する
フィルタを２種類用意する。なお、この時定数の数につ
いては特に制限はない。

【００５４】次に、平均化処理された受信レベルは減算
部１０６に入力され、基準信号との誤差成分を出力し、
乗算部１０７において修正係数ｕにより重み付けされ
る。修正係数ｕが乗算された差分は、遅延部１０９によ
り出力される前制御期間のＡＧＣ制御情報と加算部１０
８により加算され、現制御期間のＡＧＣ制御情報として
得られる。このＡＧＣ制御信号（ＡＧＣ−ＣＯＮＴ（ｎ
Ｔ））は以下の式（１）で示される。

【００５５】ＡＧＣ−ＣＯＮＴ（ｎＴ）＝ＡＧＣ−ＣＯＮＴ（ｎＴ−Ｔ１）＋ｕ（ＲＥＦ−ＬＥＶＥＬ（ｎＴ）） …式（１）式中、ｕは修正係数であり、ＲＥＦは基準値（基準受信
レベル）であり、ＬＥＶＥＬ（ｎＴ）は現時刻のレベル
平均値であり、Ｔ１はＡＧＣ利得更新を行う周期（単位
制御期間）であり、Ｔはサンプル周期であり、ｎは０，
１，２〜である。

【００５６】次に、レベル平均部１０５の構成につい
て、添付図面を参照して詳細に説明する。図２は、本発
明の実施の形態１に係るレベル平均部１０５の構成を示
すブロック図である。

【００５７】図２に示すレベル平均部１０５は、移動平
均回路３０１と、移動平均回路３０２と、セレクタ３０
３とから構成される。移動平均回路３０１は、比較的小
さい値の平均サンプル数Ｎ₁（例えば８）で平均化を行
い、移動平均回路３０２は、Ｎ₁より大きい値の平均サ
ンプル数Ｎ₂（例えば１６）で平均化を行う。

【００５８】この平均サンプル数（時定数）Ｎ₁とＮ₂は
セレクタ３０３で切り替えて減算部１０６に出力され
る。セレクタ３０３は、ＡＧＣコントローラ１１０から
の情報に基づいて平均サンプル数（時定数）を切り替え
る。すなわち、ＡＧＣコントローラ１１０からは利得更
新回数に応じて時定数選択用の制御信号がセレクタ３０
３に送られる。そして、セレクタ３０３では、その時定
数切り替え信号に基づいて時定数を切り替える。例え
ば、ＡＧＣ用プリアンブル区間でＡＧＣ利得更新を３回
行う場合、最初の２回はＮ₁を用い、３回目はＮ₂を用い
る。

【００５９】ここで、移動平均回路３０１あるいは移動
平均回路３０２は、Ｎ_Xサンプルの移動平均値を算出す
る回路であって、図３の構成で実現できる。図３は、実
施の形態１に係る移動平均回路３０１あるいは移動平均
回路３０２の構成を示すブロック図である。

【００６０】図３に示す移動平均回路３０１あるいは移
動平均回路３０２は、加算部４０１と、Ｎ_Xサンプル遅
延部４０２と、遅延部４０３と、乗算部４０４とを備え
て構成される。

【００６１】例えば、サンプル数を３(Ｎ_X＝３)とし、
受信レベル情報をｄ1、ｄ2、ｄ3、ｄ4…、とする。ま
た、前制御期間における乗算部４０４からの出力を（ｄ
1＋ｄ2＋ｄ3）／３とする。この場合、Ｎ_Xサンプル遅延
部４０２は、ｄ1、ｄ2、ｄ3を保持し、遅延部４０３
は、ｄ1＋ｄ2＋ｄ3を保持することとなる。そして、現
制御期間における受信レベル情報ｄ4が入力されてきた
とき、Ｎ_Xサンプル遅延部４０２は、３サンプル遅延さ
せたｄ1を加算部４０１に出力し、遅延部４０３は、ｄ1
＋ｄ2＋ｄ3を加算部４０１に出力する。加算部４０１
は、入力した受信レベル情報ｄ4に、遅延部４０３の出
力（ｄ1＋ｄ2＋ｄ3）を加算し、Ｎ_Xサンプル遅延部４０
２の出力ｄ1を減算する。そして、加算部４０１は、演
算結果であるｄ2＋ｄ3＋ｄ4を遅延部４０３と乗算部４
０４に出力する。遅延部４０３は、新たにｄ2＋ｄ3＋ｄ
4を保持し、乗算部４０４は、ｄ2、ｄ3、ｄ4の平均を求
めるため、（ｄ2＋ｄ3＋ｄ4）をサンプル数３で除算す
る。乗算部４０４から出力された（ｄ2＋ｄ3＋ｄ4）／
３が現制御期間における移動平均回路３０１あるいは移
動平均回路３０２の出力情報である。なお、上記ではＮ
_X＝３の場合について説明したが、Ｎ_Xは任意に設定する
ことができる。

【００６２】図４は、本発明の受信装置の効果を説明す
るための特性図である。図４において、時定数を大きい
値とした場合（図中の一点鎖線）、平均化に利用する受
信レベルサンプル数が多くなるため、ＡＧＣ引き込み精
度は良くなるが、ＡＧＣ引き込み速度は低下する。ま
た、時定数を小さい値とした場合（図中の破線）、逆に
単位時間あたりのＡＧＣ更新回数が増えるため、ＡＧＣ
引き込み速度は速くなるが、ＡＧＣ引き込み精度は低下
する。

【００６３】これに対して、本発明（図中の実線）で
は、ＡＧＣの利得更新の最初２回は時定数を小さい値
（Ｎ₁）に設定しておき、ＡＧＣの利得更新の３回目は
時定数を大きい値（Ｎ₂）に変更する。これにより、Ａ
ＧＣの初期引き込み速度を速くし、更にＡＧＣ引き込み
精度を高くすることが可能となる。

【００６４】ここで、受信しようとする信号レベルがわ
からない時にはＡＧＣ引き込み速度が要求され、受信し
ようとする信号レベルがある程度推定できている時には
ＡＧＣ引き込み精度が要求される。

【００６５】これに対し、実施の形態１では、レベル平
均部の時定数を受信状況に応じて切り替えてもよい。

【００６６】この場合、ＡＧＣコントローラ１１０から
は、時定数切り替え信号がレベル平均部１０５に送られ
る。このとき、ＡＧＣコントローラは、受信しようとす
る信号レベルがわからない時、つまり、送信局からの信
号を１度も受信していない状態や、過去に送信局からの
信号を受信したが、時間の経過などにより過去の受信レ
ベルの信頼性が不確かな場合などの時には時定数の小さ
い値を選択し、受信しようとする信号レベルがある程度
推定できている時にはそれより大きい値の時定数を選択
する制御信号をレベル平均部１０５に送る。

【００６７】このように、受信しようとする信号レベル
がわからない時には時定数を小さい値に設定し、受信し
ようとする信号レベルがある程度推定できている時には
大きい値に設定することにより、受信状況が変化した場
合でもＡＧＣ引き込み速度とＡＧＣ引き込み精度を両立
させることができる。

【００６８】（実施の形態２）本発明の実施の形態２で
は、レベル平均部１０５において適用する移動平均回路
の平均サンプル数を２のべき乗（平均サンプル数＝
２^N、Ｎ＝０，１，２，・・・）として図４に示す移動平
均回路の乗算器４０４をビットシフトで実現する構成を
とる。

【００６９】図５は、本発明の実施の形態２に係る移動
平均回路３０１あるいは移動平均回路３０２の構成を示
すブロック図である。図５において加算部４０１および
遅延部４０３はそれぞれ図３の加算部４０１および遅延
部４０３と共通する部分であるためその詳細な説明は省
略する。図５の移動平均回路は、Ｎ_Xサンプル遅延部の
遅延サンプル数を２のべき乗の値に設定することによ
り、図３における乗算部４０４をｙビットシフト部６０
２で構成することができる。

【００７０】なお、移動平均回路の平均サンプル数は、
ビットシフトで実現できる値であれば任意に設定でき
る。たとえば、1，0.125，0.0625等を用いることができ
る。

【００７１】このように、移動平均回路の平均サンプル
数を２のべき乗に設定することにより、１サンプル時間
あたりのレベル平均値を算出するための乗算器を用いず
にビットシフトで重み付処理を実現することができるた
め、回路規模を削減することができる。

【００７２】（実施の形態３）本発明の実施の形態３で
は、レベル平均部１０５において適用する移動平均回路
の平均サンプル数を２のべき乗（平均サンプル数＝
２^N、Ｎは整数）として移動平均回路の乗算器４０４を
ビットシフトで実現する構成をとる実施の形態２と同一
の条件で、更に回路規模を削減する移動平均回路構成に
ついて説明する。

【００７３】図６は、本発明の実施の形態３に係るレベ
ル平均部１０５の構成を示すブロック図である。セレク
タ７０５およびセレクタ７１０はＡＧＣコントローラよ
り入力される同一の制御信号により出力する信号を切り
替えることにより、異なる平均サンプル数の移動平均回
路を実現する。

【００７４】セレクタ７０５への出力に４サンプル遅延
部７０２からの出力を選択する場合、この回路は平均サ
ンプル数４の移動平均回路となり、４サンプル平均値を
出力するためにセレクタ７１０では２ビットシフト部７
０７からの出力が選択される。

【００７５】また、セレクタ７０５への出力に４サンプ
ル遅延部７０３からの出力を選択する場合、この回路は
平均サンプル数８の移動平均回路となり、８サンプル平
均値を出力するためにセレクタ７１０では３ビットシフ
ト部７０８からの出力が選択される。

【００７６】また、セレクタ７０５への出力に８サンプ
ル遅延部７０４からの出力を選択する場合、この回路は
平均サンプル数１６の移動平均回路となり、１６サンプ
ル平均値を出力するためにセレクタ７１０では４ビット
シフト部７０９からの出力が選択される。

【００７７】なお、移動平均回路の平均サンプル数は、
任意に設定できる。たとえば、1，0.125，0.0625等を用
いることができる。

【００７８】このように、１列の遅延回路列からの複数
の２のべき乗にあたる遅延器出力をセレクタから取り出
すことにより、異なる時定数を有する平均化回路を実現
できるため、さらに回路規模を削減することができる。

【００７９】（実施の形態４）本発明の実施の形態４で
は、レベル平均部１０５にＦＩＲフィルタあるいはＩＩ
Ｒフィルタを利用して構成する場合について説明する。

【００８０】図７は、本発明の実施の形態４に係るレベ
ル平均部１０５の構成を示すブロック図でありＩＩＲフ
ィルタを適用した場合の一例である。加算部８０１は、
入力された受信レベル情報と乗算部８０３で求められた
乗算値と乗算部８０６で求められた乗算値を加算し、そ
の結果を減算部１０６と遅延部８０５に出力する。遅延
部８０２は、入力された受信レベル情報を１サンプル遅
延させ、乗算部８０３は、遅延部８０２で１サンプル遅
延して得られた情報にセレクタ８０４で得られた重み係
数を乗算する。セレクタ８０４は、ＡＧＣコントローラ
１１０より入力される制御信号に基づいて選択した重み
係数（ｓ１またはｓ２）を乗算部８０３に出力する。遅
延部８０５は、加算部８０１から出力された情報を１サ
ンプル分遅延させ、乗算部８０６は、遅延部８０５で１
サンプル分遅延して得られた情報にセレクタ８０７で得
られた重み係数を乗算する。セレクタ８０７は、ＡＧＣ
コントローラ１１０からセレクタ８０４に入力さるもの
と同一の制御信号に基づいて選択した重み係数（ｔ１ま
たはｔ２）を乗算部８０６に出力する。これにより、Ａ
ＧＣコントローラ１１０が予め設定された情報に基づい
て、セレクタ８０４で選択される係数とセレクタ８０７
で選択される係数の組み合わせを変化させることで、複
数の時定数を実現することができる。つまり、本実施の
形態によれば、異なる時定数のフィルタを実現すること
ができる。

【００８１】なお、フィルタはＦＩＲ構成であってもＩ
ＩＲ構成であってもよく、フィルタの次数や係数の数も
任意に設定できる。乗算器をビットシフトで構成しても
よい。

【００８２】このように、レベルの平均化にＦＩＲある
いはＩＩＲフィルタを適用し、複数用意した重み係数を
制御信号により選択する構成をとることで、さまざまな
時定数のフィルタを設定することができ、精度の高いＡ
ＧＣ制御を実現できる。

【００８３】（実施の形態５）本発明の実施の形態５で
は、検出したレベルと基準値との差によりレベル平均部
１０５の時定数を適応的に変化させる場合について説明
する。

【００８４】図８は、本発明の実施の形態５に係る受信
装置の構成を示すブロック図である。図８において図１
と共通する部分については図１と同じ符号を付してその
詳細な説明は省略する。図８の受信装置は、絶対値検出
部９０１および大小比較部９０２を具備する点が図１と
異なる。

【００８５】減算部１０６は、検出したレベルと基準値
との差分を、乗算部１０７と絶対値検出部９０１に出力
する。絶対値検出部９０１では、検出したレベルと基準
値との差分の絶対値を検出する。大小比較部９０２で
は、絶対値検出部９０１で検出された絶対値と予め設定
されているしきい値との大小比較を行い、その結果をＡ
ＧＣコントローラ１１０に出力する。ＡＧＣコントロー
ラ１１０は、絶対値がしきい値より大きい場合は、時定
数を小さい値とし、絶対値がしきい値以下の場合は、時
定数を大きい値とする制御信号を出力する。

【００８６】このように、検出したレベルと基準値との
差により時定数を適応的に変化させることで、伝搬路の
急激な変化により、検出したレベルと基準値との差が大
きい場合でも、ＡＧＣ引き込み速度とＡＧＣ引き込み精
度を両立させることができる。

【００８７】（実施の形態６）本発明の実施の形態６で
は、ＡＧＣの更新に用いるレベル平均部１０５の時定数
の選択に用いるしきい値を可変とする場合について説明
する。

【００８８】図９は、本発明の実施の形態６に係る受信
装置の構成を示すブロック図である。図９において図８
と共通する部分については図８と同じ符号を付してその
詳細な説明は省略する。図９の受信装置は、受信信号品
質判定部１００１およびセレクタ１００２を具備する点
が図８と異なる。

【００８９】受信信号品質判定部１００１は、復調部１
０３からの復調信号を品質判定し、受信信号品質情報を
セレクタ１００２に出力する。セレクタ１００２は、受
信信号品質判定部１００１からの受信信号品質情報に基
づいてしきい値を切り替える。受信信号品質情報が、信
号対雑音電力比が低いことを知らせる場合、セレクタ１
００２は、しきい値を大きい値にする。なお、受信信号
品質情報は、たとえばＲＳＳＩやＣＲＣ結果を用いるこ
とが可能である。大小比較部９０２では、セレクタ１０
０２で選択されたしきい値に基づいて、絶対値の大小比
較を行う。

【００９０】信号対雑音電力比が低い場合、重畳されて
いる雑音レベルが大きくなるため、受信レベル検出誤差
が大きくなる。このため、絶対値検出部９０１で検出さ
れる絶対値が大きくなり、大小比較部９０２でしきい値
が固定されていると、ＡＧＣコントローラ１１０で最適
な時定数が選択されなくなる。そこで、本実施の形態で
は、時定数選択のためのしきい値を可変とし、信号対雑
音電力比が低い場合には大きい値のしきい値を用いるこ
とにした。これにより、最適な時定数を選択することが
できる。

【００９１】（実施の形態７）本発明の実施の形態７で
は、ＡＧＣの更新に用いるレベル平均部１０５の時定数
の選択に用いるしきい値を、係数を大きくする場合と小
さくする場合とで可変とすることについて説明する。

【００９２】図１０は、本発明の実施の形態７に係る受
信装置の構成を示すブロック図である。図１０において
図８と共通する部分については図８と同じ符号を付して
その詳細な説明を省略する。図１０の受信装置は、図８
の大小比較部９０２が大小比較部１１０１に置き換わっ
ている点が図８と異なる。

【００９３】絶対値検出部９０１は、検出したレベルと
基準値との差分の絶対値を検出する。大小比較部１１０
１は、しきい値と絶対値検出部９０１で検出された絶対
値との大小比較が行われる。なお、大小比較部１１０１
は、大きい値のしきい値１と小さい値のしきい値２とを
備えており、ＡＧＣコントローラ１１０で選択されてい
る時定数によってしきい値が選択される。つまり、ＡＧ
Ｃコントローラ１１０で大きい値の時定数が選択されて
いるときは、大小比較部１１０１では、大きい値のしき
い値１が選択される。逆に、ＡＧＣコントローラ１１０
で小さい値の時定数が選択されているときは、大小比較
部１１０１では、小さい値のしきい値２が選択される。

【００９４】大小比較部１１０１で比較された結果は、
ＡＧＣコントローラ１１０に出力される。ＡＧＣコント
ローラ１１０では、大小比較部１１０１の結果が、絶対
値がしきい値より大きい場合、小さい時定数を選択し、
絶対値がしきい値より小さい場合、大きい時定数を選択
する。いずれの時定数が選択されたかは、大小比較部１
１０１へ出力する。

【００９５】受信レベルが低くなると、希望信号に重畳
される雑音等が大きくなるため、受信レベル検出誤差が
大きくなり、受信レベルと基準値との差が大きくなる場
合もある。このような場合、小さい時定数が選択され、
自動利得制御誤差が大きくなることがある。したがっ
て、時定数を小さい値に変更する場合は、大きい値に変
更するより、前記しきい値を大きい値に設定したほうが
誤差は小さくなるといえる。

【００９６】（実施の形態８）本発明の実施の形態８で
は、レベル情報と基準値との差の絶対値がしきい値を越
えることが一定回数続く場合について説明する。

【００９７】図１１は、本発明の実施の形態８に係る受
信装置の構成を示すブロック図である。図１１において
図１０と共通する部分については図１０と同じ符号を付
してその詳細な説明は省略する。図１１の受信装置は、
カウンタ１２０１を具備する点が図１０と異なる。

【００９８】大小比較部１１０１では、絶対値検出部９
０１で検出された絶対値としきい値との大小比較が行わ
れる。この結果は、カウンタ１２０１に出力される。カ
ウンタ１２０１は、大小比較部１１０１において、絶対
値がしきい値を越える回数をカウントする。この回数が
予め設定された回数に達したら、時定数を小さくするよ
うＡＧＣコントローラ１１０に指示する。

【００９９】受信レベルが低くなると、希望信号に重畳
される雑音等が大きくなるため、受信レベル検出誤差が
大きくなり、受信レベルと基準値との差が大きくなる場
合もある。しかし、このような場合が一定回数連続する
という条件を追加し、ＡＧＣの更新に用いる時定数を小
さくすることにより、さらにＡＧＣ制御誤差を低減する
ことができる。

【０１００】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＡＧＣ引き込みに用いるレベル平均部の時定数を、ＡＧ
Ｃの利得更新の回数に応じて独立に設定することができ
るので、最初は時定数を小さい値に設定しておき、ＡＧ
Ｃの更新回数の経過とともに大きい値に変更することに
より、ＡＧＣ引き込み速度とＡＧＣ引き込み精度を両立
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る受信装置の構成を
示すブロック図

【図２】本発明の実施の形態１に係るレベル平均部の構
成を示すブロック図

【図３】本発明の実施の形態１に係る移動平均回路の構
成を示すブロック図

【図４】本発明の受信装置の効果を説明するための特性
図

【図５】本発明の実施の形態２に係る移動平均回路の構
成を示すブロック図

【図６】本発明の実施の形態３に係るレベル平均部の構
成を示すブロック図

【図７】本発明の実施の形態４に係るレベル平均部の構
成を示すブロック図

【図８】本発明の実施の形態５に係る受信装置の構成を
示すブロック図

【図９】本発明の実施の形態６に係る受信装置の構成を
示すブロック図

【図１０】本発明の実施の形態７に係る受信装置の構成
を示すブロック図

【図１１】本発明の実施の形態８に係る受信装置の構成
を示すブロック図

【図１２】従来の受信装置の構成を示すブロック図

【図１３】従来の受信装置のＡＧＣ制御部の構成を示す
ブロック図

【符号の説明】

１０２無線部１０４レベル検出部１０５レベル平均部１０６減算部１０７、４０４、８０３、８０６乗算部１０８、４０１、７０１、８０１加算部１０９、４０３、８０２、８０５遅延部１１０ＡＧＣコントローラ１５１ダウンコンバータ１５２増幅器３０１Ｎ１サンプル移動平均回路３０２Ｎ２サンプル移動平均回路３０３、７０５，７１０、８０４、８０７、１００２
セレクタ４０２、６０１Ｎｘサンプル遅延部６０２ｙビットシフト部７０２２サンプル遅延部７０３４サンプル遅延部７０４８サンプル遅延部７０６レジスタ７０７２ビットシフト部７０８３ビットシフト部７０９４ビットシフト部９０１絶対値検出部９０２、１１０１大小比較部１００１受信信号品質判定部１２０１カウンタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5J100 JA01 KA05 LA04 LA07 LA08 LA09 LA12 QA01 SA02 5K061 AA11 BB12 CC00 CC08 CC52 CD04 5K062 AA01 AB04 AB05 AD04 AD09 BC01 BE06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】受信信号のレベルを調整する増幅手段
と、受信信号レベルを検出するレベル検出手段と、レベ
ル検出手段により検出された受信信号レベルを平均化す
るレベル平均手段と、平均した受信信号レベルの変動に
追従するように前記増幅手段の利得を制御する利得制御
手段とを具備し、前記レベル平均手段は、複数用意した
時定数の中から選択した１つを用いて受信レベルの平均
化を行うことを特徴とする受信装置。
【請求項２】レベル平均手段は、利得更新の回数に応
じて時定数を選択することを特徴とする請求項１記載の
受信装置。
【請求項３】レベル平均手段は、受信状況に応じて時
定数を選択することを特徴とする請求項１又は請求項２
記載の受信装置。
【請求項４】レベル平均手段は、あらかじめ受信信号
レベルを推定できない時には小さい値の時定数を選択
し、あらかじめ受信信号レベルを推定できる時には、大
きい値の時定数を選択することを特徴とする請求項３記
載の受信装置。
【請求項５】レベル平均手段は、平均サンプル数の異
なる複数の移動平均手段により構成することを特徴とす
る請求項１から請求項４のいずれかに記載の受信装置。
【請求項６】移動平均手段は、ビットシフトにより平
均値を算出することを特徴とする請求項５記載の受信装
置。
【請求項７】移動平均手段は、ビットシフトにより平
均値を算出し、遅延サンプル数を切り替えることによ
り、異なる時定数を設定することを特徴とする請求項５
記載の受信装置。
【請求項８】レベル平均手段は、ＦＩＲフィルタある
いはＩＩＲフィルタにより構成され、フィルタの重み係
数を複数セット用意することにより異なる時定数を設定
可能な構成とすることを特徴とする請求項１から請求項
４のいずれかに記載の受信装置。
【請求項９】レベル平均手段は、検出したレベルと基
準値との差分に応じて時定数を選択することを特徴とす
る請求項１から請求項８のいずれかに記載の受信装置。
【請求項１０】レベル平均手段は、検出したレベルと
基準値との差分が予め設定されたしきい値よりも大きい
場合には小さい値の時定数を選択し、前記差分が前記し
きい値以下の場合には大きい値の時定数を選択すること
を特徴とする請求項９記載の受信装置。
【請求項１１】レベル平均手段は、検出したレベルと
基準値との差分が予め設定されたしきい値よりも大きく
なった回数が予め設定された値に達した場合には比較的
小さい値の時定数を選択することを特徴とする請求項９
記載の受信装置。
【請求項１２】レベル平均手段は、検出したレベルと
基準値との差分の比較に用いるしきい値を複数設定し、
回線品質に応じてしきい値を選択することを特徴とする
請求項９から請求項１１のいずれかに記載の受信装置。
【請求項１３】レベル平均手段は、信号対雑音電力比
が低い場合には大きい値のしきい値を選択することを特
徴とする請求項１２記載の受信装置。
【請求項１４】レベル平均手段は、検出したレベルと
基準値との差分の比較に用いるしきい値を複数設定し、
前回選択された時定数の大きさに応じてしきい値を選択
することを特徴とする請求項９から請求項１１のいずれ
かに記載の受信装置。
【請求項１５】レベル平均手段は、前回選択された時
定数が小さい場合には大きい値のしきい値を選択するこ
とを特徴とする請求項１４記載の受信装置。
【請求項１６】請求項１から請求項１５のいずれかに
記載の受信装置を具備することを特徴とする通信端末装
置。
【請求項１７】請求項１から請求項１５のいずれかに
記載の受信装置を具備することを特徴とする基地局装
置。
【請求項１８】複数用意した時定数の中から利得更新
の回数に応じて１つの時定数を選択し、選択された時定
数により平均された受信レベルと基準値との差分に修正
係数を乗算して乗算値を求め、前回の制御期間で用いた
第１利得に前記乗算値を加算して第２利得を求め、前記
第２利得を用いて入力信号のレベルを調整することを特
徴とする自動利得制御方法。