JP2003318679A

JP2003318679A - 受信装置及び通信装置

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Publication number: JP2003318679A
Application number: JP2002123987A
Authority: JP
Inventors: Keiji Kawai; 慶士河合; Masanori Kunieda; 賢徳國枝; Hiromichi Yamamoto; 裕理山本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-04-25
Filing date: 2002-04-25
Publication date: 2003-11-07

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】無線通信の受信装置であって、受信信号のレ
ベル変動の影響を緩和する簡易な構成の自動利得制御を
行う。【解決手段】受信信号レベルの検出を、直交検波後の
Ｉ信号又はＱ信号の絶対値の平均から求め、可変利得増
幅部を含む中間周波数アンプ部を制御するように構成し
た。また、ＩＦ信号の利得制御幅を一種類又は数種類に
限定するように構成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無線伝送による最
適な受信品質を得る受信装置及び通信装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】無線伝送による通信装置は、通信路の伝
搬特性が地理的条件や気象条件により変化する。また、
伝搬路上の障害物などにより、電波の反射、回折、散乱
が起こることでマルチパス伝搬路発生し、受信信号のレ
ベルや位相が大きく変動する。特に、移動を伴う通信装
置では、これらの影響は顕著である。このような現象は
フェージングと呼ばれ、受信品質に大きな影響を及ぼ
す。

【０００３】従って、無線伝送による通信装置では、こ
のようなフェージングへの対策が重要な課題であり、自
動利得制御方式やダイバーシティ方式が採用されてき
た。

【０００４】また一方、無線通信システムは、その応用
がさまざまな分野において求められており、小型で簡易
な制御を行う装置が要求される場合も少なくない。

【０００５】受信信号のレベル変動の影響を緩和する自
動利得制御方式として、従来から用いられている方式を
図１０に示す。

【０００６】９０１は高周波数の無線信号を受信するア
ンテナ部を示し、９０２はアンテナ部が受信した無線信
号を中間周波数（ＩｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅＦｒｅｑ
ｕｅｎｃｙ：ＩＦ）信号に変換する周波数変換部を示
し、９０３はＩＦ信号のレベルを調整する中間周波数ア
ンプ部を示し、９０４は信号をサンプリングするＡ／Ｄ
変換部を示し、９０５は直交検波及び波形整形を行い、
同相成分信号（Ｉｎ-ｐｈａｓｅＣｏｍｐｏｎｅｎｔ
Ｓｉｇｎａｌ：Ｉ信号）及び直交成分信号（Ｑｕａｄ
ｒａｔｕｒｅＰｈａｓｅＣｏｍｐｏｎｅｎｔＳｉ
ｇｎａｌ：Ｑ信号）を出力する直交検波・チャネルフィ
ルタ部を示す。

【０００７】９０６はＩ信号及びＱ信号を用いて復調処
理を行い、復調データを出力する復調部を示し、９０７
は中間周波数アンプ部で行われるレベル調整を制御する
信号を生成する自動利得制御部を示し、９０８はＩ信号
とＱ信号の二乗和の平方根を演算し、受信信号レベルを
求めるＩＱ信号演算部を示し、９０９はＩＱ信号演算部
の出力信号レベルの平均を求める平均処理部を示し、９
１０は平均処理部の出力信号及び中間周波数アンプ部の
最適な出力信号レベルのレベル誤差を出力するレベル誤
差検出部を示し、９１１はレベル誤差を補正する利得制
御信号を出力する利得制御信号演算部を示す。

【０００８】従来の受信装置では、アンテナ部で受信し
た高周波信号は、周波数変換部によりＩＦ信号に変換さ
れる。ＩＦ信号は、中間周波数アンプ部により利得制御
し、Ａ／Ｄ変換部によりディジタル信号にサンプリング
される。ディジタル信号は、直交検波・チャネルフィル
タ部により直交検波及び波形成形され、Ｉ信号及びＱ信
号として出力される。Ｉ信号及びＱ信号は、復調部によ
り復調され、復調データとして出力される。

【０００９】ここで、自動利得制御部は、直交検波・チ
ャネルフィルタ部から入力されるＩ信及びＱ信号を用い
て、中間周波数アンプ部の利得制御を調整する利得制御
信号を出力する。

【００１０】自動利得制御部は、ＩＱ信号演算部、平均
処理部、レベル誤差検出部及び利得制御信号演算部を含
む構成である。

【００１１】ＩＱ信号演算部は、直交検波・チャネルフ
ィルタ部から入力されるＩ信号及びＱ信号を入力し、二
乗和の平方根を演算し、受信信号レベルとして出力す
る。

【００１２】平均処理部は、ＩＱ信号演算部から入力さ
れる受信信号レベルを予め決められた期間、例えば１０
０シンボル間の平均値を出力する。

【００１３】レベル誤差検出部は、平均処理部から入力
される平均値と中間周波数アンプ部の最適な出力信号レ
ベルのレベル誤差を出力する。

【００１４】利得制御信号演算部は、レベル誤差検出部
から入力されるレベル誤差を補正する利得制御信号を中
間周波数アンプ部に出力する。レベル誤差が大きけれ
ば、利得が過剰であるため、利得を抑制する信号を出力
し、レベル誤差が小さければ、利得が適当であるため、
利得を変更しない信号を出力し、ＩＦ信号を適切なレベ
ルに制御する。

【００１５】ここで、受信信号のレベルを求める方法と
しては、前記の従来の技術のようにＩ信号及びＱ信号の
２乗和の平方根を用いる方法が一般に多く用いられてい
る。しかし、２乗や平方根を求める演算は、回路が複雑
となり、規模も大きくなるという問題がある。

【００１６】また、ＩＦ信号レベルと中間周波数アンプ
部の最適な出力信号レベルの誤差量から、誤差補正の利
得制御信号を得るには、あらかじめ誤差量に対応した利
得制御信号を格納したメモリを用いる方法も用いられる
が、制御の幅や精度によってはメモリが大きくなるとい
う問題もある。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】受信回路を集積回路
（ＬａｒｇｅＳｃａｌｅＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ：
ＬＳＩ）化し、小型化を図るには、各処理部をできるだ
け簡易な構成で実現されることが要求される。従って本
発明は、受信信号レベル検出及び受信信号レベルの利得
制御を簡素化することで、簡易な構成で受信信号のレベ
ル変動を補正できる自動利得制御回路を有する受信装置
及び送信装置を提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、受信信号レベルの検出を、直交検波後のＩ
信号又はＱ信号の絶対値の平均から求めるように構成し
たものである。

【００１９】また本発明は、受信信号レベルの利得制御
幅を一種類又は数種類に限定するように構成したもので
ある。

【００２０】これらにより、簡易な構成の自動利得制御
回路が得られる。このように構成した自動利得制御回路
は、非常に高精度な制御を必要としない通信装置に、特
に有効である。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、高周波数信号を受信するアンテナ部と、前記アンテ
ナ部で受信した高周波数信号を中間周波数信号に変換す
る周波数変換部と、前記周波数変換部から入力される信
号の利得制御を行う中間周波数アンプ部と、前記中間周
波数アンプ部から入力される信号をディジタル信号に変
換するＡ／Ｄ変換部と、前記Ａ／Ｄ変換部から入力され
る信号を直交検波及び波形整形処理し、同相成分信号及
び直交成分信号を出力する直交検波・チャネルフィルタ
部と、前記直交検波・チャネルフィルタ部から出力され
る同相成分信号又は直交成分信号を入力し、前記中間周
波数アンプ部の利得制御を調整する自動利得制御部と、
前記直交検波・チャネルフィルタ部から出力される前記
同相成分信号及び前記直交成分信号から信号を復調し、
復調データを出力する復調部とを具備する受信装置とし
たものであり、直交検波後の信号レベルの検出及びＩＦ
信号の利得制御を簡易な構成で実現することができると
いう作用を有する。

【００２２】本発明の請求項２に記載の発明は、中間周
波数アンプ部が、可変利得増幅部を含む請求項１記載の
受信装置としたものであり、ＩＦ信号レベルの利得制御
を簡易な構成で実現することができるという作用を有す
る。

【００２３】本発明の請求項３に記載の発明は、中間周
波数アンプ部が、固定利得増幅部と、可変減衰部とを含
む請求項１記載の受信装置としたものであり、ＩＦ信号
レベルの利得制御を簡易な構成で実現することができる
という作用を有する。

【００２４】本発明の請求項４に記載の発明は、自動利
得制御部が、直交検波・チャネルフィルタ部から入力さ
れる同相成分信号又は直交成分信号の絶対値から平均値
の計算を行う積分期間を決定し、前記積分期間により同
相成分信号又は直交成分信号の絶対値の平均値を計算
し、前記積分期間及び平均値を出力する平均処理部と、
前記平均処理部から入力される前記平均値及び予め決め
られた中間周波数アンプ部の最適な利得制御レベルであ
る最適レベルの誤差を示すレベル誤差信号を出力するレ
ベル誤差検出部と、前記レベル誤差検出部から入力され
る前記レベル誤差信号により中間周波数アンプ部の利得
制御を調整する利得制御信号を出力する利得制御信号演
算部とを有する請求項１ないし３のいずれか記載の受信
装置としたものであり、直交検波後の信号レベルの検出
及びＩＦ信号の利得制御を簡易な構成で実現することが
できるという作用を有する。

【００２５】本発明の請求項５に記載の発明は、平均処
理部が、同相成分信号又は直交成分信号の絶対値の平均
値を計算する期間を定める積分期間を出力する積分期間
計算部と、直交検波・チャネルフィルタ部から入力され
る前記同相成分信号又は前記直交成分信号の絶対値の平
均値を計算する低域通過フィルタ部とを含む請求項４記
載の受信装置としたものであり、伝搬特性等に応じて、
自動利得制御の追従性を変更できるという作用を有す
る。

【００２６】本発明の請求項６に記載の発明は、レベル
誤差検出部が、平均処理部から入力される平均値及び最
適レベルを比較し、前記平均値及び前記最適レベルの大
小関係を求める比較部を含み、利得制御信号演算部が、
前記レベル誤差検出部から入力される信号から、予め決
められた利得制御値を選択し、出力する利得制御値保持
部と、前記利得制御値保持部から入力される前記利得制
御値を積分期間計算部から入力される積分期間の遅延を
行い、遅延した信号を出力する遅延部と、前記遅延部か
ら入力される前記遅延した信号と前記利得制御値保持部
から入力される前記利得制御値を加算する加算部とを含
む請求項４又は５記載の受信装置としたものであり、利
得制御値を記憶するメモリの削減ができ、ＩＦ信号の利
得制御を簡易な構成で実現することができるという作用
を有する。

【００２７】本発明の請求項７に記載の発明は、レベル
誤差検出部が、平均処理部から入力される平均値及び最
適レベルの差分を計算し、出力する差分部を含み、利得
制御信号演算部が、前記差分を予め決められた閾値によ
り分類し、前記分類毎に設定した自動利得制御値を出力
する誤差クラス判定部と、前記誤差クラス判定部から入
力される前記利得制御値を積分期間計算部から入力され
る積分期間の遅延を行い、遅延した信号を出力する遅延
部と、前記遅延部から入力される前記遅延した信号と前
記利得制御値保持部から入力される前記利得制御値を加
算する加算部とを含む請求項４又は５記載の受信装置と
したものであり、利得制御値を記憶するメモリの削減が
でき、ＩＦ信号レベルの利得制御を簡易な構成で実現す
ることができるという作用を有する。

【００２８】本発明の請求項８に記載の発明は、利得制
御信号演算部が、レベル誤差検出部から入力される差分
を、利得制御に必要な精度に近似化して出力する誤差近
似化部と、前記利得制御値保持部から入力される前記利
得制御値を積分期間計算部から入力される積分期間の遅
延を行い、遅延した信号を出力する遅延部と、前記遅延
部から入力される前記遅延した信号と前記利得制御値保
持部から入力される前記利得制御値を加算する加算部と
を含む請求項７記載の受信装置としたものであり、レベ
ル誤差を近似して利得制御値を決定するため、利得制御
値を記憶するメモリの削減ができ、ＩＦ信号レベルの利
得制御を精度よく、簡易な構成で実現することができる
という作用を有する。

【００２９】本発明の請求項９に記載の発明は、復調部
から入力される信号からフレーム同期を検出し、復調デ
ータの受信期間を示す受信期間通知信号を出力するフレ
ーム同期部を更に含み、自動利得制御部が、前記受信期
間通知信号に示される前記受信期間により決定される利
得制御信号を出力する請求項１ないし８のいずれか記載
の受信装置としたものであり、送信期間の信号を含めな
い利得制御を行うことができ、利得制御の精度向上がで
きるという作用を有する。

【００３０】本発明の請求項１０に記載の発明は、自動
利得制御部が、受信期間通知信号に示される受信期間終
了後に利得制御信号を出力する請求項９記載の受信装置
としたのものであり、利得制御値の更新を、送信期間で
行うことで、復調処理が瞬時的なレベル変動に影響され
ないようにすることができるという作用を有する。

【００３１】本発明の請求項１１に記載の発明は、Ａ／
Ｄ変換部が、中間周波数アンプ部から入力される信号レ
ベル及び前記Ａ／Ｄ変換部の許容入力レベルを比較し、
前記許容入力レベルを超過する場合に入力飽和通知信号
を自動利得制御部に出力し、前記自動利得制御部が、利
得を減少させた利得制御信号を出力する請求項１ないし
１０のいずれか記載の受信装置としたものであり、ＩＦ
信号の入力レベルが過大で、正しい復調ができないと考
えられる状態から、早急に復帰することができるという
作用を有する。

【００３２】本発明の請求項１２に記載の発明は、利得
制御信号演算部が、Ａ／Ｄ変換部から入力される入力飽
和通知信号により、予め決められたＡ／Ｄ変換部の許容
入力レベルを超過しない利得制御値である強制利得減少
幅を出力する請求項１１記載の受信装置としたものであ
り、ＩＦ信号の入力レベルが過大で、正しい復調ができ
ないと考えられる状態から、早急に復帰することができ
るという作用を有する。

【００３３】本発明の請求項１３に記載の発明は、Ａ／
Ｄ変換部が、入力飽和通知信号の発生回数が、予め決め
られた回数連続して検出された場合に、利得を減少させ
た利得制御信号を出力する請求項１１又は１２に記載の
自動利得制御回路としたものであり、ＩＦ信号の入力レ
ベルが過大で、正しい復調ができないと考えられる状態
から、早急に復帰することができ、かつ、瞬時的な受信
信号のレベル変動に過敏に追従しないようにすることが
できるという作用を有する。

【００３４】本発明の請求項１４に記載の発明は、請求
項１ないし１３のいずれか記載の受信装置を具備する通
信装置としたのものであり、簡易な構成の自動利得制御
回路を用いることで受信装置の回路規模を小さくするこ
とができるという作用を有する。

【００３５】以下、本発明の実施の形態について図１か
ら図９を用いて説明する。

【００３６】（実施の形態１）図１は第１の実施の形態
による自動利得制御を有する受信装置の構成を示す図で
ある。

【００３７】１０１は、高周波数信号を受信するアンテ
ナ部を示し、１０２は、高周波数信号をＩＦ信号に変換
する周波数変換部を示し、１０３は、ＩＦ信号の利得制
御を行う可変利得増幅部から構成される中間周波数アン
プ部を示し、１０４は、利得制御したＩＦ信号をディジ
タル信号に変換するＡ／Ｄ変換部を示し、１０５は、デ
ィジタル信号を直交検波し、Ｉ信号及びＱ信号を得る直
交検波・チャネルフィルタ部を示し、１０６は、Ｉ信号
及びＱ信号を復調する復調部を示し、１０７は、Ｉ信号
の信号レベルから中間周波数アンプ部１０３を制御する
自動利得制御部を示す。

【００３８】高周波数信号をアンテナ部１０１が受信す
る。高周波数信号は、周波数変換部１０２によりＩＦ信
号に変換され、中間周波数アンプ部１０３により、ＩＦ
信号の利得が制御される。Ａ／Ｄ変換部１０４により、
利得制御したＩＦ信号をディジタル信号に変換し、ディ
ジタル信号は、直交検波・チャネルフィルタ部１０５に
より、直交検波及び波形成形され、Ｉ信号及びＱ信号を
得て、復調部１０６により復調される。

【００３９】ここで、自動利得制御部１０７によりＩ信
号の信号レベルから中間周波数アンプ部１０３を制御す
る利得制御信号が出力される。中間周波数アンプ部１０
３は、利得制御信号により最適な利得となるＩＦ信号を
出力することができる。

【００４０】また、Ｉ信号から利得制御信号を演算する
ため、複雑な計算を省略でき、自動利得制御部１０７の
構成を簡略化することが可能となる。

【００４１】中間周波数アンプ部１０３は、利得を変更
させる可変利得増幅部により構成される。すなわち、自
動利得制御部１０７から出力される利得制御信号から、
可変利得増幅部の利得を更新することで、ＩＦ信号を適
切なレベルに制御する。

【００４２】図２は、第１の実施の形態による自動利得
制御部１０７の構成を示す図である。直交検波・チャネ
ルフィルタ部１０５から出力されるＩ信号又はＱ信号か
ら利得制御信号を得る自動利得制御部１０７について説
明する。

【００４３】２０１は入力信号の絶対値の平均値を演算
する期間である積分期間を決定し、入力信号の絶対値の
平均値を決定した積分期間で演算する平均処理部を示
し、２０２は平均処理部２０１から出力される平均値と
中間周波数アンプ部１０３の最適な出力信号レベルのレ
ベル誤差を出力するレベル誤差検出分を示し、２０３は
レベル誤差検出部から入力されるレベル誤差を補正する
利得制御信号を中間周波数アンプ部１０３に出力する利
得制御信号演算部を示す。

【００４４】直交検波・チャネルフィルタ部１０５から
出力されるＩ信号は、平均処理部２０１に入力され、絶
対値の平均値を求める期間である積分期間をＩ信号の変
動から決定する。Ｉ信号の変動が短期間に起こるなら
ば、積分期間は短く設定し、Ｉ信号の変動が長時間にわ
たるものであれば、積分期間も長く設定する。更に、入
力信号の絶対値の平均値を決定した積分期間で演算す
る。

【００４５】平均処理部２０１から出力される平均値
は、レベル誤差検出部２０２に入力され、中間周波数ア
ンプ部１０３の最適な出力信号レベルとのレベル誤差を
出力する。利得制御信号演算部２０３は、レベル誤差検
出部２０２から入力されるレベル誤差から利得の補正す
る利得制御信号を出力する。

【００４６】これにより中間周波数アンプ部１０３の利
得を制御することで、ＩＦ信号を適切なレベルに制御す
る。

【００４７】図３は第１の実施の形態による平均処理部
２０１の構成を示す図である。３１１は入力信号から絶
対値の平均値を計算する期間である積分期間を決定する
積分期間計算部を示し、３１２は積分期間計算部３１１
で決定する積分期間で積分処理を行う低域通過フィルタ
（ＬｏｗＰａｓｓＦｉｌｔｅｒ：ＬＰＦ）部を示
す。

【００４８】平均処理部２０１は、直交検波・チャネル
フィルタ部１０５から出力されるＩ信号を積分期間計算
部３１１及びＬＰＦ部３１２に入力する。

【００４９】積分期間計算部３１１は、Ｉ信号のレベル
変動に応じて積分期間を決定する。Ｉ信号のレベル変動
が激しければ積分期間を短くし、Ｉ信号のレベル変動が
緩やかであれば、積分期間を長くし、ＬＰＦ部３１２及
び利得制御信号演算部２０３に出力する。

【００５０】ＬＰＦ部３１２は、積分期間計算部３１１
から出力される積分期間により、Ｉ信号の積分処理期間
を調整し、積分期間が短い場合は、Ｉ信号のレベル変動
に対する追従性が向上し、積分期間が長い場合は、計算
量の削減が可能となる。

【００５１】なお、積分期間計算部３１１にはＩ信号を
入力したが、これに限らず、Ａ／Ｄ変換部１０４の出力
信号又は直交検波・チャネルフィルタ部１０５のＱ信号
を用いても同様の効果を得ることができる。

【００５２】以下に、レベル誤差検出部２０２及び利得
制御信号演算部２０３の構成を、図４ないし６を用いて
説明する。

【００５３】図４は、平均処理部２０１の出力信号レベ
ルと中間周波数アンプ部１０３の最適な利得レベルの大
小比較の結果から、固定幅だけ利得を更新する自動利得
制御の構成である。

【００５４】３０１は平均処理部２０１から入力する信
号と中間周波数アンプ部１０３の最適な利得レベルを示
した最適レベルを比較し、大小関係を示す信号を出力す
る比較部を示し、３０２は入力される信号から利得制御
値を選択し、出力する利得制御値保持部を示し、３０３
は２つの信号を加算する加算部を示し、３０４は積分期
間計算部３１１から入力される積分期間の遅延を行う遅
延部を示す。

【００５５】レベル誤差検出部２０２は比較部３０１を
含み、利得制御信号演算部２０３は利得制御値保持部３
０２、加算部３０３及び遅延部３０４を含む構成であ
る。

【００５６】レベル誤差検出部２０２は、平均処理部２
０１から入力する信号及び最適レベルを比較し、大小関
係を示す信号を利得制御信号演算部２０３に出力する。
ここで、最適レベルは、あらかじめ適切なＩＦ信号のレ
ベルとそれに対応するＩ信号の絶対値の関係を調べ、決
定しておく。

【００５７】利得制御値保持部３０２は、レベル誤差検
出部２０２から入力される信号より、平均処理部２０１
の出力信号が最適レベルより大きいと通知された場合
は、利得更新幅として、予め決められた固定の利得更新
幅−Δを設定し（Δは正の値）、平均処理部２０１の出
力信号が最適レベルより小さいと通知された場合は、利
得更新幅として、予め決められた固定の利得更新幅＋Δ
を設定し、平均処理部２０１の出力信号が最適レベルと
等しいと通知された場合は、利得更新幅として、０を設
定し、加算部３０３に出力する。

【００５８】加算部３０３は、利得制御値保持部３０２
及び遅延部３０４から入力される信号を加算し、更新前
の利得制御信号に誤差分を加えることにより、最適な利
得制御信号として中間周波数アンプ部１０３に出力す
る。

【００５９】遅延部３０４は、加算部３０３から入力さ
れる信号を、積分期間計算部３１１で決定した積分期間
の遅延を行い、加算部３０３に出力する。

【００６０】次に、図５は平均処理部２０１の出力信号
レベルと最適レベルの誤差の大きさを、複数の閾値によ
ってクラス分けし、各クラスに予め決められた利得更新
幅を用いて利得制御信号を設定する自動利得制御の構成
である。

【００６１】４０１は最適レベルから平均処理部２０１
の出力信号を減算する差分部を示し、４０２はレベル誤
差検出部２０２から入力される信号をレベルによりクラ
ス分けし、クラスに割り当てられた利得制御信号を出力
する誤差クラス判定部を示す。

【００６２】レベル誤差検出部２０２は、差分部４０１
を含み、利得制御信号演算部２０３は誤差クラス判定部
４０２、加算部３０３及び遅延部３０４を含む構成であ
る。

【００６３】レベル誤差検出部２０２は、中間周波数ア
ンプ部１０３の利得制御の最適レベルを予め記憶してお
き、差分部４０１に最適レベル及び平均処理部２０１の
出力信号を入力し、最適レベルから平均処理部２０１の
出力信号を減算し、差分を求め、レベル誤差として利得
制御信号演算部２０３に出力する。

【００６４】利得制御信号演算部２０３は、レベル誤差
検出部２０２及び積分期間計算部３１１の出力信号が入
力される。

【００６５】誤差クラス判定部４０２は、レベル誤差検
出部２０２から入力される信号により、レベル誤差がど
の誤差クラスに属するかを、予め決められた複数の閾値
との比較によって判定し、誤差クラス通知信号を生成す
る。例えば、閾値を−１０及び＋１０とすると、誤差ク
ラスは３つのクラスになり、クラス１を−１０まで、ク
ラス２を−１０以上＋１０未満、クラス３を＋１０以上
とし、利得更新幅をクラス１は−１０、クラス２は０、
クラス３は＋１０とする。ここで、レベル誤差が＋１５
であれば、クラス３に該当し、利得更新幅は＋１０とな
る。

【００６６】また、加算部３０３及び遅延部３０４の動
作は図４と同様であり、ここでの説明は省略する。

【００６７】さらに、図６は平均処理部２０１の出力信
号レベルと最適レベルの誤差の大きさに応じた利得更新
幅を用いて利得制御信号を設定する自動利得制御の構成
である。

【００６８】５０１は、レベル誤差検出部２０２の出力
信号を、利得制御に必要な精度に近似化する誤差近似化
部を示す。

【００６９】レベル誤差検出部２０２は差分部４０１を
含み、利得制御信号演算部２０３は誤差近似化部５０
１、加算部３０３及び遅延部３０４を含む構成である。

【００７０】また、差分部４０１、加算部３０３及び遅
延部３０４の動作は図５と同様であり、ここでの説明は
省略する。

【００７１】誤差近似化部５０１は、レベル誤差検出部
２０２から出力されるレベル誤差を、利得制御に必要な
精度に近似化し、加算部３０３に出力する。例えば、レ
ベル誤差が＋１０．５であり、中間周波数アンプ部１０
３の利得制御の精度が整数である場合は、レベル誤差の
小数点以下を四捨五入し、＋１１に近似する。

【００７２】なお、以上の説明では、平均処理部２０１
に入力し、平均処理する信号は、Ｉ信号を用いたが、Ｑ
信号を用いるよう構成しても同様に実施可能である。

【００７３】また、以上の説明では、ディジタル信号に
変換したＩ信号及びＱ信号を用いたが、アナログ直交検
波後のＩ信号及びＱ信号を用いても同様に実施可能であ
る。

【００７４】さらに、以上の説明では、ＩＦアンプを用
いた受信信号レベルの制御について述べたが、ＩＦ信号
を可変減衰部に入力し、目標のレベルを満たすよう減衰
値を可変減衰部に与えるよう構成しても同様に実施可能
である。

【００７５】なお、以上の説明では、中間周波数アンプ
部１０３を、可変利得増幅部により構成したが、固定利
得増幅部及び可変減衰部を含む構成しても実現可能であ
る。すなわち、ＩＦ信号を、固定利得増幅部により一度
増幅し、利得制御信号により可変減衰部の利得減衰量を
制御し、ＩＦ信号を適切なレベルに制御する。

【００７６】また、受信装置が受信可能な、直交変調さ
れた信号を送信する送信装置を、受信装置と組み合わせ
て用いることにより、受信装置を有する通信装置を構成
することができる。

【００７７】（実施の形態２）図７は、第２の実施の形
態による自動利得制御を有する受信装置の構成を示す図
である。特に、アンテナ部１０１が受信する高周波信号
が、バースト的に受信される受信装置について説明す
る。

【００７８】６０１は、復調データからフレームの同期
を検出し、受信期間のフレームデータを出力するフレー
ム同期部を示す。

【００７９】受信装置は、アンテナ部１０１、中間周波
数アンプ部１０３、Ａ／Ｄ変換部１０４、直交検波・チ
ャネルフィルタ部１０５、復調部１０６、自動利得制御
部１０７及びフレーム同期部６０１を有する構成であ
り、更に自動利得制御部１０７は平均処理部２０１、レ
ベル誤差検出部２０２及び利得制御信号演算部２０３を
含む構成である。

【００８０】アンテナ部１０１で受信される高周波信号
は、時分割双方向伝送方式（ＴｉｍｅＤｉｖｉｓｉｏ
ｎＤｕｐｌｅｘＳｙｓｔｅｍ：ＴＤＤ方式）であ
り、受信期間と送信期間の通信区間が交互に発生し、受
信期間に伝送された信号がアンテナ部１０１で受信する
信号である例を用いて説明する。

【００８１】アンテナ部１０１から復調部１０６までの
動作は、第１の実施の形態と同様であるので、ここでの
説明は省略する。

【００８２】フレーム同期部６０１は、復調部１０６か
ら入力される復調データからフレーム同期を検出し、復
調部１０６に含まれる復調データから受信期間のフレー
ムデータを出力する。更に、フレーム同期から、平均処
理部２０１へ入力されるＩ信号のうち、受信期間を示す
受信期間通知信号を出力する。

【００８３】ここで、平均処理部２０１は、フレーム同
期部６０１から入力される受信期間通知信号を参照して
受信期間の終了を検出し、受信期間終了後に利得制御信
号の更新を行うように構成することで、受信期間にＩＦ
信号レベルの更新が行われなくなり、受信途中で受信レ
ベル変動が生じてシンボルデータの連続性に影響を受け
たフレームを復調する状況を生じないようにすることが
できる。

【００８４】更に、受信期間のＩ信号から平均処理を行
い、レベル誤差を検出し、送信期間は、受信期間で用い
た利得信号を保持することより、Ｉ信号の平均処理に送
信期間のＩ信号を含めないため、レベル誤差の精度を向
上させることができる。

【００８５】また、受信装置が受信可能な、直交変調さ
れた信号を送信する送信装置を、受信装置と組み合わせ
て用いることにより、受信装置を有する通信装置を構成
することができる。

【００８６】（実施の形態３）図８は、第３の実施の形
態による自動利得制御を有する受信装置の構成を示す図
である。特に、Ａ／Ｄ変換部１０４が、入力信号レベル
から自動利得制御部１０７を制御する受信装置について
説明する。

【００８７】受信装置は、アンテナ部１０１、周波数変
換部１０２、中間周波数アンプ部１０３、Ａ／Ｄ変換部
１０４、直交検波・チャネルフィルタ部１０５、復調部
１０６及び自動利得制御部１０７を有する構成であり、
更に、自動利得制御部１０７は平均処理部２０１、レベ
ル誤差検出部２０２及び利得制御信号演算部２０３を含
む構成である。

【００８８】また、アンテナ部１０１、周波数変換部１
０２、中間周波数アンプ部１０３、直交検波・チャネル
フィルタ部１０５及び復調部１０６の動作は、第１の実
施の形態と同様であり、ここでの説明は省略する。

【００８９】Ａ／Ｄ変換部１０４が、中間周波数アンプ
部１０３から入力される信号レベル及びＡ／Ｄ変換部１
０４の許容入力レベルを比較し、許容入力レベルを超過
する場合に入力飽和通知信号を自動利得制御部１０７に
出力し、自動利得制御部１０７が、利得を減少させた利
得制御信号を出力し、中間周波数アンプ部１０３の利得
制御を行う。これにより、Ａ／Ｄ変換部１０４に入力さ
れるＩＦ信号のレベルを調整し、変換精度を向上させる
ことができる。

【００９０】図９は利得制御信号演算部２０３の構成を
示す図であり、８０１は２つの信号を制御信号により選
択するセレクタ部を示す。

【００９１】利得制御信号演算部２０３は、利得制御値
保持部３０２、セレクタ部８０１、加算部３０３及び遅
延部３０４を含む構成である。

【００９２】セレクタ部８０１は、中間周波数アンプ部
１０３の利得更新時に、Ａ／Ｄ変換部１０４から入力さ
れる入力飽和通知信号を参照し、Ａ／Ｄ変換部１０４の
入力信号が飽和状態でない場合は、利得制御値保持部３
０２から入力される信号を選択し、Ａ／Ｄ変換部１０４
の入力が飽和状態である場合は、予め設定された強制利
得減少幅を選択し、加算部３０３に出力する。

【００９３】また、入力飽和通知信号が、予め定めた回
数連続して生じた場合に、強制利得減少幅を選択する構
成しても良い。これより、瞬時的なＩＦ信号レベルの増
大に対応し、大きな受信レベルに合わせようと、誤った
利得の調整を防ぐことができる。例えば、雑音が混入
し、数シンボル分の時間の間はＩＦ信号レベルが増大
し、その後は、以前のＩＦ信号レベルに戻る場合など
は、雑音混入時のＩＦ信号は利得制御に反映させずに、
利得制御を行うことができる。

【００９４】なお、第３の実施の形態では、図４に示し
た利得制御信号演算部２０３にセレクタ部８０１を追加
した場合について説明したが、図５及び図６に示した利
得制御信号演算部２０３にセレクタ部８０１を追加した
構成であっても、同様の効果を得ることができる。

【００９５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、無線通信
の受信装置により、ＩＦ信号レベルの検出を、直交検波
後のＩ信号又はＱ信号の絶対値の平均から求め、更にＩ
Ｆ信号レベルの利得更新幅を一種類又は数種類に限定す
る構成により、自動利得制御回路を簡易な構成で実現す
ることができ、受信装置の小型化が図れる。

【００９６】また、高周波信号をバースト的に受信する
受信装置は、受信期間を判断し、受信期間の信号から利
得制御を行うことで、演算回数の削減及び消費電力の軽
減ができる。

【００９７】更に、利得制御信号の更新を受信期間後に
行うことで、復調精度を向上することができる。

【００９８】また、Ａ／Ｄ変換部による入力信号の飽和
情報を用いて、受信信号の利得を制御することにより、
自動利得制御の精度を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第１の実施の形態による受信装置を示す
図

【図２】同第１の実施の形態による自動利得制御部を示
す図

【図３】同第１の実施の形態による平均処理部部を示す
図

【図４】同第１の実施の形態によるレベル誤差検出部及
び利得制御信号演算部を示す図

【図５】同第１の実施の形態によるレベル誤差検出部及
び利得制御信号演算部を示す図

【図６】同第１の実施の形態によるレベル誤差検出部及
び利得制御信号演算部を示す図

【図７】同第２の実施の形態による受信装置を示す図

【図８】同第３の実施の形態による受信装置を示す図

【図９】同第３の実施の形態による利得制御信号演算部
を示す図

【図１０】従来の技術による受信装置を示す図

【符号の説明】

１０１アンテナ部１０２周波数変換部１０３中間周波数アンプ部１０４Ａ／Ｄ変換部１０５直交検波・チャネルフィルタ部１０６復調部１０７自動利得制御部２０１平均処理部２０２レベル誤差検出部２０３利得制御信号演算部３０１比較部３０２利得制御値保持部３０３加算部３０４遅延部３１１積分期間計算部３１２ＬＰＦ部４０１差分部４０２誤差クラス判定部５０１誤差近似化部６０１フレーム同期部８０１セレクタ部

フロントページの続き (72)発明者山本裕理大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 5J100 JA01 LA02 LA04 LA08 LA09 LA10 LA11 LA13 QA02 SA02 5K022 DD37 5K061 AA01 AA02 AA11 CC11 CC23 CC52 JJ24

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高周波数信号を受信するアンテナ部と、
前記アンテナ部で受信した高周波数信号を中間周波数信
号に変換する周波数変換部と、前記周波数変換部から入
力される信号の利得制御を行う中間周波数アンプ部と、
前記中間周波数アンプ部から入力される信号をディジタ
ル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、前記Ａ／Ｄ変換部か
ら入力される信号を直交検波及び波形整形処理し、同相
成分信号及び直交成分信号を出力する直交検波・チャネ
ルフィルタ部と、前記直交検波・チャネルフィルタ部か
ら出力される同相成分信号又は直交成分信号を入力し、
前記中間周波数アンプ部の利得制御を調整する自動利得
制御部と、前記直交検波・チャネルフィルタ部から出力
される前記同相成分信号及び前記直交成分信号から信号
を復調し、復調データを出力する復調部とを具備する受
信装置。
【請求項２】中間周波数アンプ部が、可変利得増幅部
を含む請求項１記載の受信装置。
【請求項３】中間周波数アンプ部が、固定利得増幅部
と、可変減衰部とを含む請求項１記載の受信装置。
【請求項４】自動利得制御部が、直交検波・チャネル
フィルタ部から入力される同相成分信号又は直交成分信
号の絶対値から平均値の計算を行う積分期間を決定し、
前記積分期間により同相成分信号又は直交成分信号の絶
対値の平均値を計算し、前記積分期間及び平均値を出力
する平均処理部と、前記平均処理部から入力される前記
平均値及び予め決められた中間周波数アンプ部の最適な
利得制御レベルである最適レベルの誤差を示すレベル誤
差信号を出力するレベル誤差検出部と、前記レベル誤差
検出部から入力される前記レベル誤差信号により中間周
波数アンプ部の利得制御を調整する利得制御信号を出力
する利得制御信号演算部とを有する請求項１ないし３の
いずれか記載の受信装置。
【請求項５】平均処理部が、同相成分信号又は直交成
分信号の絶対値の平均値を計算する期間を定める積分期
間を出力する積分期間計算部と、直交検波・チャネルフ
ィルタ部から入力される前記同相成分信号又は前記直交
成分信号の絶対値の平均値を計算する低域通過フィルタ
部とを含む請求項４記載の受信装置。
【請求項６】レベル誤差検出部が、平均処理部から入
力される平均値及び最適レベルを比較し、前記平均値及
び前記最適レベルの大小関係を求める比較部を含み、利
得制御信号演算部が、前記レベル誤差検出部から入力さ
れる信号から、予め決められた利得制御値を選択し、出
力する利得制御値保持部と、前記利得制御値保持部から
入力される前記利得制御値を積分期間計算部から入力さ
れる積分期間の遅延を行い、遅延した信号を出力する遅
延部と、前記遅延部から入力される前記遅延した信号と
前記利得制御値保持部から入力される前記利得制御値を
加算する加算部とを含む請求項４又は５記載の受信装
置。
【請求項７】レベル誤差検出部が、平均処理部から入
力される平均値及び最適レベルの差分を計算し、出力す
る差分部を含み、利得制御信号演算部が、前記差分を予
め決められた閾値により分類し、前記分類毎に設定した
自動利得制御値を出力する誤差クラス判定部と、前記誤
差クラス判定部から入力される前記利得制御値を積分期
間計算部から入力される積分期間の遅延を行い、遅延し
た信号を出力する遅延部と、前記遅延部から入力される
前記遅延した信号と前記利得制御値保持部から入力され
る前記利得制御値を加算する加算部とを含む請求項４又
は５記載の受信装置。
【請求項８】利得制御信号演算部が、レベル誤差検出
部から入力される差分を、利得制御に必要な精度に近似
化して出力する誤差近似化部と、前記利得制御値保持部
から入力される前記利得制御値を積分期間計算部から入
力される積分期間の遅延を行い、遅延した信号を出力す
る遅延部と、前記遅延部から入力される前記遅延した信
号と前記利得制御値保持部から入力される前記利得制御
値を加算する加算部とを含む請求項７記載の受信装置。
【請求項９】復調部から入力される信号からフレーム
同期を検出し、復調データの受信期間を示す受信期間通
知信号を出力するフレーム同期部を更に含み、自動利得
制御部が、前記受信期間通知信号に示される前記受信期
間により決定される利得制御信号を出力する請求項１な
いし８のいずれか記載の受信装置。
【請求項１０】自動利得制御部が、受信期間通知信号
に示される受信期間終了後に利得制御信号を出力する請
求項９記載の受信装置。
【請求項１１】Ａ／Ｄ変換部が、中間周波数アンプ部
から入力される信号レベル及び前記Ａ／Ｄ変換部の許容
入力レベルを比較し、前記許容入力レベルを超過する場
合に入力飽和通知信号を自動利得制御部に出力し、前記
自動利得制御部が、利得を減少させた利得制御信号を出
力する請求項１ないし１０のいずれか記載の受信装置。
【請求項１２】利得制御信号演算部が、Ａ／Ｄ変換部
から入力される入力飽和通知信号により、予め決められ
たＡ／Ｄ変換部の許容入力レベルを超過しない利得制御
値である強制利得減少幅を出力する請求項１１記載の受
信装置。
【請求項１３】Ａ／Ｄ変換部が、入力飽和通知信号の
発生回数が、予め決められた回数連続して検出された場
合に、利得を減少させた利得制御信号を出力する請求項
１１又は１２に記載の受信装置。
【請求項１４】請求項１ないし１３のいずれか記載の
受信装置を具備する通信装置。