JP2003318679A - 受信装置及び通信装置 - Google Patents

受信装置及び通信装置

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JP2003318679A
JP2003318679A JP2002123987A JP2002123987A JP2003318679A JP 2003318679 A JP2003318679 A JP 2003318679A JP 2002123987 A JP2002123987 A JP 2002123987A JP 2002123987 A JP2002123987 A JP 2002123987A JP 2003318679 A JP2003318679 A JP 2003318679A
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Japan
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unit
signal
gain control
input
level
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JP2002123987A
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English (en)
Inventor
Keiji Kawai
慶士 河合
Masanori Kunieda
賢徳 國枝
Hiromichi Yamamoto
裕理 山本
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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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(Intermediate Freq
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-phase Component
Signal:I信号)及び直交成分信号(Quad
rature Phase Component Si
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
(Large Scale Integration:
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
(Low Pass Filter: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(Time Divisio
n Duplex System: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 104 A/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 312 LPF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 (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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。
  2. 【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。
  3. 【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。
  4. 【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。
  5. 【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。
  6. 【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。
  7. 【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。
  8. 【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。
  9. 【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。
  10. 【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。
  11. 【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。
  12. 【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。
  13. 【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。
  14. 【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。
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