JP2003524923A - スロットモード動作用自動ゲイン制御 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 階層的セルラシステムを含むセルラ通信システムにおいて使用されるデジタル自動ゲイン制御（ＡＧＣ）回路を備えた受信機である。この受信機は、システム動作モードに従って、複数のゲイン制御値の間で切り替えを行う。このようにして、例えばトラフィック受信や他のチャンネルの測定など、異なったタイプの受信処理動作のためにＡＧＣを最適化することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （背景） 本発明は、通信システムに関するものであり、より具体的には、無線通信シス
テムにおいて使用される自動ゲイン制御回路に関する。

【０００２】 多くの無線受信機において、自動ゲイン制御（ＡＧＣ）回路が、受信信号のダ
イナミックレンジを制御するのに使用されている。典型的なＡＧＣ回路は、受信
された信号における変化を追跡して、それに従って受信機のゲインを設定できる
ようになっている。そのようなＡＧＣ回路は、例えば、セルラ電話の移動局ある
いは符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）システムのような無線通信システムにおける
自動車に搭載された移動電話において使用される受信機に組み込むことができる
。

【０００３】 手で把持される端末（「セルラ電話」）あるいは同様の携帯端末のような移動
局における無線受信機の異なる部分におけるダイナミックレンジは、電力消費に
関係する必要性のため、重要となる。携帯端末は、典型的には、バッテリから電
力を得るもので、その電力を節約することへの高い関心がある。当業者によく知
られているように、受信機内の受信信号のダイナミックレンジを制限することに
よって、消費電力節約を実現することができる。例えば、Ａ/Ｄコンバータへの
無線信号入力のダイナミックレンジは、できるだけ抑えて、受信機において、低
い解像度で、低い電力のＡ/Ｄコンバータの使用を可能としなければならない。
更に、アナログ増幅器及びフィルタ部における電力消費は、入力信号のダイナミ
ックレンジに直接的に比例する。従って、効率のよいＡＧＣ回路を使用して、ア
ナログ及びデジタル回路領域の両方において入力信号のダイナミックレンジを制
限することが必要になってくる。

【０００４】 デジタルＡＧＣ回路は、典型的には、受信信号における変化を追跡することに
よって、入手することのできるダイナミックレンジの使用を最適化する。信号電
力は、一般的に、制御パラメータとして重宝されているが、それは、受信機内の
電力に、最も直接的に影響を与えるからである。典型的受信機において、受信信
号電力の変化は、高速フェーディング、シェーディング（例えば、ビルディング
による信号のブロッキング、及び同様の外部干渉変則（anomalies））によるこ
ともあれば、あるいは、受信信号電力は、内部システム電力制御イベントや内部
干渉ソースにより変化することもある。また、受信信号電力の変化は、セルラ・
トポロジの様々な構成に関連した周波数チャンネル切り替えによることもある。

【０００５】 セルラ無線通信システムは、しばしば、階層的セル構成を使用して、ユーザタ
イプに基づいてセルのレイアウト及び周波数再使用による利点を達成する。この
ような階層的セル構成については、更に、米国特許出願第０８/８７２，０６５
号「テイラード(Tailored)ＨＣＳ」、１９９７年６月１０日出願に記載されてお
り、本明細書において、これを参照することによりここに含める。移動ユーザは
、高速移動や低速移動（例えば、自動車に基づく移動ユーザ、及び歩行ユーザ）
というような異なった使用カテゴリに分かれ、異なるセル構成は異なる動作パラ
メータを使うことができる。例えば、ユーザの低速移動中及び高速移動中に最適
なセルの異なったカテゴリ内に周波数を設定することができる。一般に、階層的
セルラシステムにおいて、低速移動中ユーザ用セルは、高速移動中ユーザ用の大
きなセルのサブセットであることがあり、例えば、「ピコセル」と呼ばれる。こ
れについては、米国特許出願第０８/１７９，９５８号「自己同調信号強度スレ
ッショルド」１９９８年１０月２８日出願に詳しく記載され、それを本明細書に
おいて参照することによりここに含める。しかしながら、高速移動ユーザが低速
移動ユーザになったり、あるいはその逆が生じるので、また正常な動作の間にセ
ルからセルへのハンドオフ(handoffs)を行うために、移動局は、しばしば、セル
変更又はハンドオフを予期して、同じ及び/又は他の周波数チャンネルをモニタ
する必要がある。従来、ハンドオフを予期してそのようなモニタを行う際にＡＧ
Ｃゲイン値を調整するためのいくつかのシステムが存在する。そのようなシステ
ムの１つが米国特許第５，５２４，００９号、Tuutijarvi 他、１９９６年６月
４日に開示されている。この特許は、受信された信号の強度（ＲＳＳ）測定手順
を使用して高速ＡＧＣ設定を行うことを開示している。この特許において、ハン
ドオフコマンドが移動局への基地局へ送られるときに、移動局におけるチャンネ
ル切り替えの前に、「フリー(free)」スロットを使用して信号強度を測定してＡ
ＧＣを設定する。このようなシステムは、ハンドオフ時間を改善するが、ＡＧＣ
回路用時間定数を実際に変更するものではなく、他の無線チャンネルを常時モニ
タしている受信機において過負荷状態になる可能性がある。

【０００６】 ＣＤＭＡシステムにおいて、受信信号は、所望の信号と干渉からなる可能性が
ある。典型的には、受信信号において干渉が主となり、特に、広帯域(wide spre
ading)法の使用を考慮する場合に、干渉が主となる。このように、ＡＧＣ回路は
、信号強度だけでなく干渉の強度も追跡することになる。ＣＤＭＡシステムにお
いて、移動局は、周波数間ハンドオーバ(inter-frequency hand-over)の準備を
するために、複数の周波数チャンネルで測定を行うよう期待されることがある。
異なる周波数チャンネルで、受信信号強度は、異なる干渉レベル、異なる負荷、
また異なる無線ネットワークトポロジにより、大きく異なることがある。移動局
は、また、他の無線通信システムと関連した周波数チャンネルで測定を行って、
システム間ハンドオーバを行うべく期待されることがある。測定を要求するもの
が何であれ、測定は、できるだけすみやかに行う必要があり、例えば、進行中の
呼び出しと関連した音声の質を邪魔しないように、あるいは呼び出し接続を失う
ことのないようにしなければならない。

【０００７】 ＣＤＭＡシステムは、干渉レベル及び/又は所望の信号レベルを状況によって
変更しなければならないことが生じる可能性がある。例えば、いくつかの無線通
信システムにおいて、移動局位置付け(positioning)のために他の信号を受信す
べく切り替えることもある。位置付けは、移動局において、移動局内の受信機に
おいて複数の基地局からの異なる周波数において信号を測定することによって行
われることがある。測定された信号は、信号を送った基地局と関連した既知の位
置と共に使用して、トライアンギュレーションのような既知の方法で、受信機の
位置を計算する。そのような測定が行われる間、所望の信号と同じ基地局からの
、あるいは隣接する基地局から来る干渉信号の強度を減少させることが有利にな
ることがある。測定は、反復して行われることがあり、移動局は、その位置を計
算及び/又は更新するために数個の測定を要求することがあり、特に、移動中は
そのようになる。このように、正常な受信と位置付け用測定モード、ハンドオフ
モードなどとの間で高速切り替えが行われることになる。非同期ソースを特定す
るのに、受信機は異なる受信信号の間で切り替えることが必要になる場合があり
、これについては、上記と関連する米国特許出願第０９/０９３，３１５号に詳
しく述べられ、本明細書中で参照することによりここに含める。

【０００８】 しかしながら、ＡＧＣ回路を新規周波数で立ち上げる場合、特に、周波数チャ
ンネルを突然変更する場合、受信機において問題が生じる。典型的ＡＧＣ回路は
、制御ループを備え、連続した信号サンプルをフィルタすることに頼るため、Ａ
ＧＣ回路を設定するのにいくらかの時間を必要とする。これは、ＡＧＣ「設定時
間」(settling time)と呼ばれることがある。このＡＧＣ設定時間を最小にして
、ＡＧＣにより制御される信号レベルが目標範囲にない時間を最小にすることが
望ましい。複数の切り替えあるいは周波数スイッチが、高い頻度で、あるいは連
続的に生じると、ＡＧＣ設定時間は、全切り替え時間の中で大きな比率を占め、
信号の質を維持する上で、また、電力節約の上で、大きな障害となる。

【０００９】 従って、当分野において、受信機ゲインをできるだけすみやかに測定し調節し
、設定時間を最小にすることのできるＡＧＣ回路を備えることが望ましい。その
ような回路は、電力消費を抑制し、しかもアクティブ呼び出し接続上での質を改
善することができる。

【００１０】 （要約） 従って、本発明の目的は、ＡＧＣ制御された信号レベルが目標範囲の外にある
時間を最小にする改良型デジタルＡＧＣ回路を有する受信機を提供することにあ
る。

【００１１】 更に、本発明の目的は、複数の受信信号の間で切り替えを行う際に、デジタル
ＡＧＣ回路の設定時間を縮小し、受信信号のダイナミックレンジが、デジタルＡ
ＧＣ回路によってできるだけすみやかに制限されて、電力節約ができるようにす
ることである。

【００１２】 従って、本発明の一態様によれば、前記及びその他の目的が達成されるのは、
デジタルＡＧＣ回路が複数の受信信号の間で切り替わるセルラ通信システムで使
用されるデジタルＡＧＣ回路を有する受信機においてである。受信機は、制御プ
ロセッサに接続された周波数を変更するための周波数シンセサイザを備える。制
御プロッセッサは、ＡＧＣパラメータを記憶するためのメモリに接続される。信
号入力は、異なる周波数チャンネルで複数の受信信号を受信することができる。
例えば、階層的セルラシステムにおいて、複数の受信信号は、例えば、ハンドオ
ーバのためにモニタされている多様なセルからの信号を表すことができる。周波
数シンセサイザ、メモリ、及びデジタルＡＧＣ回路に接続されたコントローラは
、複数の受信信号のうちの第１の信号の受信から、複数の受信信号のうちの第２
の信号の受信に切り替えることができる。また、コントローラは、記憶されたＡ
ＧＣパラメータの第１の集合と、記憶されたＡＧＣパラメータの第２の集合との
間で、また、第１のシステム状態と第２のシステム状態との間で切り替えること
ができる。更に、コントローラは、例えば、受信機が最後に第２システム状態に
切り替えられたときに、先に記憶された第２のシステム状態に関連したゲイン制
御パラメータを、デジタルＡＧＣ回路へ適用することができる。

【００１３】 デジタルＡＧＣ回路は、本発明の一実施の形態によれば、更に、係数の集合と
内部状態を特徴とするデジタルフィルタを備えることができ、記憶されたＡＧＣ
パラメータは、この係数の集合と、各周波数チャンネル及び/又はシステム状態
の番号に対するデジタルフィルタの内部状態の最後に知られた値とを備えること
ができる。フィルタ係数を備える第１のパラメータの集合は、更に、第１のシス
テム状態と、複数の受信信号のうちの第１信号と関連したゲイン値と関連付ける
ことができる。第２のフィルタ係数の集合を備える第２のパラメータの集合は、
第２のシステム状態と、複数の受信信号の第２の信号と関連付けられた第２のゲ
イン値と関連づけることができる。第１のゲイン値は、第１の信号を受信してい
る間に調整することができ、第２のゲイン値は、第２の信号を受信している間に
調整することができる。

【００１４】 本発明の１実施の形態において、コントローラは、第２のシステム状態と関連
付けられた第２の信号を受信することから、例えば、第１のシステム状態と関連
付けられた複数の受信信号の最初の信号を受信することに切り替え戻し、第１の
システム状態と関連づけられて以前に記憶されたゲイン値をメモリから検索し、
第１のシステム状態と関連づけられ検索された第１のゲイン値をデジタルＡＧＣ
回路に適用することができ、更新し、第２のシステム状態及び第２の受信信号に
関連付けられた第２のゲイン値を記憶することができる。

【００１５】 本発明の別の実施の形態において、コントローラは、線形予測器を使用するこ
とができ、メモリは、線形予測器で使用される各システム状態と関連付けられた
１つ以上の以前のＡＧＣパラメータを記憶するのに使用することができる。第１
のシステム状態と関連付けられた第１の受信信号に切り替え戻す際に、コントロ
ーラは、第１のシステム状態と関連付けられた以前に記憶された値を線形予測器
に提供して、第１ゲイン値に対する現在値を生成し、それをデジタルＡＧＣに適
用することによって、複数の受信信号のうちの第１信号について、デジタルＡＧ
Ｃ回路の設定時間を短縮することができる。第１のシステム状態は、更に、タイ
マを備えることができ、これによりコントローラは、第１のＡＧＣパラメータが
メモリに記憶された時間を決定し、メモリから第１ゲイン値を検索し、もしその
時間が所定のしきい値より低ければ、その第１ゲイン値をデジタルＡＧＣ回路に
適用することができる。従って、使用可能な値を超えた状態値が適用されること
はない。しかしながら、ゲイン値が記憶された時間が所定のしきい値より高けれ
ば、デフォルトゲイン値をデジタルＡＧＣ回路に適用することができる。

【００１６】 本発明の更に別の実施の形態において、コントローラは、第１の測定時間の間
に、デジタルＡＧＣ回路を第１の受信信号に適用するような構成にすることがで
きる。第１の受信信号に適用した後、デジタルＡＧＣ回路は、デジタルＡＧＣ回
路と、第１入力信号と、メモリにおける第１測定時間に関連付けられた第１のパ
ラメータ集合を退避させることができる。第１のパラメータ集合は、例えば、参
照(reference)又は関連付け(association)によって定義されたものとしてのシス
テム状態を備えることができる。これは、特に、次のようなメモリにおいてであ
る。例えば信号周波数又はチャンネル番号を含む第１受信信号、例えばタイマ値
を含む第１測定時間を備え、またデジタルＡＧＣ回路と関連付けられた状態であ
って例えばそれと関連する係数及びパラメータを含むシステム状態と関連付ける
メモリにおいてである。コントローラは、本発明による動作の間、更に、第２入
力信号から第１入力信号へ切り替え戻し、その時にコントローラがデジタルＡＧ
Ｃ回路を第１退避状態から検索された状態に設定するように構成することができ
る。第１退避状態から検索された状態のデジタルＡＧＣ回路を設定することは、
特に第１入力信号はあまり変化しない場合に、デジタルＡＧＣ回路の設定時間に
ついて、多大な効果をもたらす。コントローラは、更に、第２の測定時間の間に
、デジタルＡＧＣ回路を第１入力信号に適用するように構成することができる。
更に、例えば、第２以降の測定時間の後、デジタルＡＧＣ回路、第１信号、及び
第２以降の測定時間に関連付けられた状態も、先に第１測定時間について述べた
のと同様な方法で記憶することもできる。

【００１７】 本発明の目的及び利点について、以下に、添付図面を参照して詳しく述べる。

【００１８】 （詳細説明） 以下、限定のためではなく、説明のために、具体的な詳細、例えば、特定の回
路、回路構成要素、技術などについて述べる。これは、本発明の全体を理解する
ためである。しかしながら、当業者であれば明らかなように、本発明は、これら
の特定の詳細から離れた他の実施の形態において実現することもできる。他の場
合、本発明の説明を明確にするために、良く知られた方法、装置、回路について
の詳細な説明は省略する。

【００１９】 図１は、移動ネットワーク階層内の移動電話１０を示し、これは、マクロセル
に属す基地局１１あるいは長範囲(long-range)階層と、ミクロセルに属す基地局
１２あるいは短範囲（short-range）階層を備える。マクロセルは、典型的には
、１０−３０ｋＭの範囲の通信サービスを提供し、ミクロセルは、典型的には、
屋内、例えば、ショッピングセンタにおける通信サービスを提供する。ミクロセ
ルは、しばしばマクロセル内に含まれ、２つの階層間での干渉を防止すべく、異
なる周波数チャンネルが使用され、例えば、マクロセルには周波数チャンネルＦ
１を、ミクロセルには周波数チャンネルＦ２が使用される。移動電話１０は、そ
れがミクロセル１２の範囲内にあると、それを自動的に検出し、マクロセルを介
したサービスの受信から、ミクロセルを介したサービスの受信に切り替える。こ
れにより、全体のシステム容量が最適化される。というのは、移動電話１０がマ
クロセルからのサービスを受け続けると、マクロセルがカバーする範囲の別の移
動電話へ周波数チャンネルＦ１を使用することを拒否することになり、一方、ミ
クロセルからのサービスを受ける方に切り替えると、別の移動電話が周波数Ｆ２
を、ミクロセルだけの限定されたカバー範囲だけに使用することを拒否すること
になる。

【００２０】 １つのセルからのサービスから別のセルからのサービスに引き渡すことは「ハ
ンドオフ」と呼ばれ、移動電話は異なる送信の信号強度を測定し、例えば、周波
数Ｆ１とＦ２での受信信号強度を測定し、測定結果を、現在サービスを行ってい
る基地局あるいはセルに報告する。次に、ネットワークは、各周波数及び各セル
における使用可能容量を勘案してハンドオフを行うか否か判定し、対応のコマン
ドを移動電話に対して発行する。

【００２１】 ハンドオフ手順は、移動電話が既に呼び出しを行っている場合に適用される。
例えば、音声トラフィックを既に渡している場合、他の周波数チャンネル上で測
定する必要に起因する音声トラフィックの中断が長引かないようにする必要があ
る。また、小型で低コストのバッテリで動作する移動電話においてトラフィック
受信機と測定受信機を別々に有する複合性を回避するのが望ましい。従って、測
定は、一時的に受信機をＦ１からＦ２へ同調し、そして戻すことによって行われ
る。測定を行うチャンネルは複数個、つまり１つ以上あってもよく、その場合、
測定が行われる周波数チャンネルのリストを、サービスを行っている基地局から
移動局へ送信しなければならない。このリストは、隣接マクロセル、ミクロセル
、私設ピコセル、家庭用又はオフィス用システム、あるいは通信サテライトを含
むことができる。

【００２２】 移動電話がアイドル状態の時、即ち、会話が行われてない時、移動電話は、間
欠的に、現在選択される基地局送信機からの信号をモニタし、その際、バッテリ
の電力を最大限に節約する所定のデューティファクタを使用する。基地局が特定
の移動電話を呼び出すことができるのは、それが聞いている時間、即ち、「スリ
ープモードスロット」だけである。異なる移動電話は異なるスリープモードスロ
ットに割り当てられ、呼び出し負荷の時間的多様性の外にあってもよい。スリー
プモードスロットとスリープモードスロットの間に、移動電話は、多大な時間的
余裕があり、他の周波数チャンネル上で信号測定を行うことができるが、測定は
、なるべくすみやかに実行して、受信機がバッテリから電力を取る時間を最小に
することが望ましい。

【００２３】 従って、本発明の目的の１つは、他の基地局上での測定に関連する受信機オン
時間を短縮することである。

【００２４】 図１からわかるように、移動電話からマクロセル基地局までの距離及びミクロ
セル基地局までの距離間の比は、それぞれかなりの距離になり、例えば、１０Ｋ
Ｍ：１００ｍになる。信号強度は、距離の約４乗(fourth power)に応じて変化す
ることが知られている。ミクロセルは、マクロセルとは異なるアンテナゲインと
高さ、及び異なる送信電力(transmit power)を使用することがあり、このような
差異が、移動電話の位置の不確かさと一緒になって、移動電話は信号レベルで大
きな変化に対処しなければならない。受信機が対処することのできる信号レベル
の変化量は、一般に、「ダイナミックレンジ」と呼ばれている。普通、大きなダ
イナミックレンジを得るには、何らかの形式の自動ゲイン制御（ＡＧＣ）が必要
となり、そこにおいて、ＡＧＣ回路は、増幅された受信機出力信号を所望のしき
い値と比較し、自動的に増幅を増減し、出力信号を所望の範囲（レンジ）に維持
する。あるいは、別の対処の仕方が米国特許第５，０４８，０５９号、デント(D
ent)の「ログポーラ(Logpolar)信号処理」に記載されており、それについて本明
細書において参照することによりここに含める。ログポーラ技術は、ＦＤＭＡあ
るいはＴＤＭＡ受信機のような狭い帯域幅の受信機においては簡単に使用するこ
とができるが、ＣＤＭＡ受信機のような広い帯域幅の受信機には、必ずしも適応
しない。

【００２５】 受信機のもう１つの重要な特性として、「瞬間ダイナミックレンジ」と呼ばれ
るものがある。受信機が振幅変調された（ＡＭ）信号あるいは振幅不定信号を受
信する場合、振幅変化は重要な情報を含むので、歪められてはならない。従って
、ＡＭ信号上で動作するＡＧＣシステムは、増幅された受信機出力信号の比較的
長い時間の平均値を制御することによって、より高速の情報を有する振幅変化を
歪めないようにする。従って、ＡＧＣシステムは、通常、低域フィルタを備え、
例えば、フェーディングによる比較的ゆっくり変化する振幅変化を、情報変調に
より比較的高速で変化する振幅変化から切り離す。４ＭＨｚの領域のチップ率を
伴う無線周波数搬送波の線形変調を使用するＣＤＭＡシステムにおいては、原則
として、これらの高い変調成分を１ＫＨｚ未満のフェーディング成分から区別す
ることは困難ではない。平均信号レベルが何らかの値、例えば１ボルトあるいは
１ユニットに制御され、信号が低ノイズ信号、例えば、多数のＣＤＭＡ信号の合
計に制御されている場合、その瞬間的振幅は、簡単に平均値の３倍以上になるこ
とがある。実際、真性ガウス雑音信号のピークは、無制限である。しかしながら
、実際的受信機増幅器は、これらの信号をあるレベルに制限することによって、
歪を生じさせ、ＡＧＣの目的は、信号の平均レベルないし実効値（ｒｍｓ）レベ
ルを、例えばｒｍｓレベルの３倍のピークがクリップされないようにすることに
ある。平均制御信号レベルと受信機のクリップレベルの割合が瞬間的ダイナミッ
クレンジである。

【００２６】 近代的なセルラ電話システムは、ＴＤＭＡやＣＤＭＡのようなデジタル送信方
法を使用して、高い送信容量及び高い質を得ている。受信機におけるこれらの信
号の処理は、信号の増幅、フィルタリング、及び適当な低い中間周波数へのダウ
ンコンバーティングを含み、ＤＣを中心とするベースバンドＩ及びＱ信号にする
こともあり、これは複素ベースバンドと呼ばれ、更に、Ａ−Ｄコンバータを使用
して無線信号の位相及び振幅変化を表す複素ベクトルを維持する。広帯域ＣＤＭ
Ａ信号をデジタル化するために必要とされる高速Ａ−Ｄコンバータは、電力を消
費するので、そのような装置の解像度をビットで制限し、電力を節約することが
望ましい。ＣＤＭＡ信号は、ユニティよりずっと小さい信号−雑音−プラス−干
渉割合でデコードされるので、雑音を量子化する必要上、Ａ−Ｄコンバータのワ
ード長さは、それほど大きなものではなく、例えば、Ｉ及びＱビットストリーム
の各々に対して２ビットプラス符号である。しかしながら、もし信号のｒｍｓ値
が、歪なしで表されるピーク値より低い係数３であれば、更に、３又は１．５ビ
ットヘッドルームの係数３が必要になり、３−４ビットプラス符号にしなければ
ならない。これは、ＡＧＣシステムが、Ａ−Ｄコンバータに示された符号のｒｍ
ｓレベルを厳格に正しい範囲にあるよううまく制御できたことを仮定している。
もし、ＡＧＣシステムが、信号レベルを＋/−３ｄＢ以内に制御できただけであ
れば、Ａ−Ｄコンバータにおいて、更なる解像度ビットが必要になる。ＡＧＣが
なければ、図１の場合の信号レベルの変化は、勿論、＋/−３ｄＢよりずっと大
きくなる。このように、広帯域ＣＤＭＡ受信機は、対処すべき可能な信号レベル
の全ダイナミックレンジに関して非常に限定された瞬間ダイナミックレンジを持
つことができる。

【００２７】 図２は、本発明に基づくＡＧＣシステム及び方法を導入することのできる典型
的無線電話ブロック図である。セルラ周波数帯域にある様々な周波数の信号が移
動電話アンテナ１００により受信され、デュプレクサ１０１を介して、受信機Ｒ
Ｆ回路１０４に到達する。ＲＦ回路１０４は、固定及び可変ゲイン増幅器を備え
ることができ、フィルタリング、ヘテロダイン、ヘテロダイン・ダウンコンバー
ジョン、及びＡ−Ｄコンバージョンを行うことによって、信号処理１０６用の複
素数サンプルを生成する。周波数シンセサイザ１０５は、制御プロセッサ１０７
により制御されて、ヘテロダイン・ダウンコンバージョンのために様々な自局オ
シレータ周波数を生成することによって、信号処理用に変換されるべく選択され
た受信信号の周波数を制御する。制御プロセッサ１０７は、様々の異なる瞬間に
、第１周波数チャンネル上のコード化音声信号を含むトラフィック信号を受信し
処理するか、あるいは第２周波数チャンネル上で信号強度測定を行う。

【００２８】 図２の受信機が、第２周波数上の信号であって、その直前に行われた第１周波
数上での処理より遥かに強い信号を処理するべく突然に切り替えられると、受信
機の瞬間ダイナミックレンジが一時的に越されて、Ａ−Ｄコンバータがフルスケ
ールに駆動され、クリッピングを生じる可能性がある。信号が実際にクリッピン
グレベルよりどれほど強いかは、信号処理からは見えない。反対に、もし受信機
が第１周波数から信号強度が遥かに弱い第２周波数に突然に切り替えられた場合
は、Ａ−Ｄコンバータの入力における減少した信号レベルは、振幅の最下位ビッ
トに到達せずに、Ａ−Ｄコンバータが一連のゼロ値を出力する可能性がある。第
２信号が第１信号よりどれくらい弱いかは、やはり、信号処理にとっては見えな
い。

【００２９】 ＡＧＣが使用されていると仮定すると、ＡＧＣ検出器は、Ａ−Ｄコンバータへ
の信号入力レベルが再度その最適範囲の中央になるまで、上記条件のいずれかを
検出し、それに応じてゲインを減少又は増大させることになる。しかしながら、
低域フィルタが所望の振幅変調成分を、より低速のフェーディング成分から分け
る必要があるため、従来のＡＧＣシステムは瞬間的に信号レベルを変化させるこ
とができない。

【００３０】 上記問題を解決する１つの方法は、他の信号を測定している間、トラフィック
信号を処理するのと比較して、ＡＧＣの帯域幅を変化させてＡＧＣシステムをス
ピードアップすることである。ＡＧＣは、信号レベルを測定するだけの場合、高
周波数で情報を有する振幅変調成分を歪めるのを回避する必要はなく、情報をデ
コードする必要もない。しかしながら、ＡＧＣの帯域幅は、コンデンサのような
メモリを備える成分によって決定される。可変ＡＧＣが必要な場合は、デジタル
メモリエレメントの方が、コンデンサのようなアナログ構成要素より適当である
。また、トラフィックモードで使用される低域フィルタのメモリエレメントに記
憶される値は、測定モード期間中、保存されなければならず、トラフィックモー
ドを再開するのに呼び戻される。

【００３１】 このように、本発明によるデジタルＡＧＣシステムは、第１周波数で受信され
たトラフィック信号のデコードのような第１動作モードに関連して記憶されたＡ
ＧＣ値を記憶するためのメモリエレメントと、第２周波数での信号強度測定のよ
うな第２動作モードに関連して記憶されたＡＧＣ値を記憶するためのメモリエレ
メントを備える。一般に、可能性のあるシステム状態のリストを記憶するための
メモリがあり、システム状態は動作モード（トラフィックモード、測定モードな
ど）を示す多数の値を備えることができ、状態と関連した周波数チャンネル、状
態と関連したＡＧＣフィルタ係数、及び最後に知られたＡＧＣフィルタメモリエ
レメント値、例えば、状態と関連したゲイン値である。また、本発明は、信号プ
ロセッサ１０６あるいは制御プロセッサ１０７におけるソフトウェアプログラム
のような信号処理を備え、メモリから以前の状態を検索し、検索された値をＡＧ
Ｃシステムの動作レジスタに登録し、周波数シンセサイザ及びデジタルに制御さ
れるゲイン増幅器段を備える。信号処理は、検索された信号サンプルを処理する
ことも含み、検索されたフィルタ係数を使用して、検索された状態、例えば、ゲ
イン値その他のフィルタメモリエレメントを更新してから、その状態から出て異
なる記憶状態にする際に、更新された値を退避させる。所望するなら、この信号
処理は、線形予測を備えることができ、以前に最適であると決定されたゲインに
基づく所与の周波数チャンネル上で信号を受信するのに最適になるゲインを予測
する。この線形予測は、所望するなら、以前のゲイン値が最適であると決定され
てから経過した時間を示すタイマ値を使用することもできる。現在のタイマ値は
、未来の線形予測に使用する更新されたゲイン値と一緒に、状態メモリに記憶す
ることができる。本発明は、関連する記憶されたタイマ値がしきい値より長い経
過時間を示す時には、予測された値あるいは検索されたゲイン値を使用しないこ
ともでき、そのような場合、デフォルトゲイン値が使用されるか、あるいは使用
されるべきゲイン値のデフォルト計算が行われる。

【００３２】 図３は、本発明の一例としての実施の形態を導入するためのデジタルにゲイン
制御された受信機を示す。アンテナで受信された信号は、送受信デュプレクサを
通過して低ノイズ増幅器（ＬＮＡ５０）に到達する。その後、ＲＦフィルタ５１
でフィルタリングされ、受信信号は、プログラム可能周波数シンセサイザからの
自局オシレータ信号と共に、ミキサ５２におけるヘテロダイン混合によって、中
間周波数に変換される。この中間（ＩＦ）周波数信号は、次に、ＩＦフィルタ５
３において帯域フィルタリングされ、信号帯域幅が実質的に１つの無線チャンネ
ルになる。

【００３３】 ＩＦ信号は、更に、デジタルにゲイン制御されたＩＦ増幅器６０を使用して増
幅される。ＩＦ信号は、ブロック７０内でＡ−Ｄ処理して、直積なら（Ｉ，Ｑ）
として示される一連の複素数になる。

【００３４】 あるいは、ポーラ又はログポーラで表すこともできる。信号プロセッサ１０６
/１０７は、上記一連の複素数を処理して受信情報をデコードし、デジタルにゲ
イン制御された増幅器６０に対してデジタル制御ビットを生成し、最適な範囲に
あるＡ−Ｄコンバータに対する信号のレベルを維持する。

【００３５】 図４ａ及び図４ｂは、本発明の例としての実施の形態に基づくデジタルにゲイ
ン制御された増幅器６０の２つの可能な構成を示す。図４ａにおいて、電圧又は
電流が制御されたＩＦ ＡＧＣ増幅器の連なり６１ａ、６１ｂ、６１ｃが入力信
号を増幅し、Ｄ−Ａコンバータ６２により増幅器段に供給されるアナログ制御信
号（電圧又は電流）に依存する量だけ増幅された出力信号を生成する。複数段Ａ
ＧＣ増幅器において、全ゲインを段段に減少させる増大するＡＧＣ制御信号を提
供することができる。まず最初に、最終段のゲインを減少させ、次に、更なるゲ
イン減少のために最後から２番目の段のゲインを減少させ、最後に、大きなゲイ
ン減少が必要な場合のみ、第１段のゲインを減少させる。この、いわゆる「遅延
(delayed)ＡＧＣ」システムは、信号が中間(medium)信号レベルにはまだ弱い時
に、増幅器のノイズ量が多すぎないようにする。特徴的なゲイン制御カーブ対制
御ビットは、信号プロセッサ１０６内の参照表を記憶することによって、任意の
所望するものにすることができる。この参照表は、所望のゲイン減少率を正しい
制御ビットにマップすべく前もって校正されている。例えば、０．５ｄＢ刻みの
ゲイン減少率でＤ−Ａコンバータ６２に適用されるビットパターンを制御すべく
校正することができ、次にデシベルで線形制御することを可能にする。

【００３６】 図４ｂは、制御ビットｂ１、ｂ２、ｂ３の番号により直接的にゲイン制御され
る増幅器を示す。バイポーラトランジスタＴＲ１，ＴＲ２は、複数エミッタトラ
ンジスタであり、（この例では）、それぞれが、４つのエミッタと、１つのベー
スと、１つのコレクタを有する。このようなトランジスタは、４つのバイポーラ
トランジスタのベースとコレクタ端子を並列にすることによって作成することが
できる。２つのトランジスタは、平衡(balanced)入力信号（Ｖｉｎ，−Ｖｉｎ）
が供給される平衡入力ベースの間に、差動増幅器を形成し、増幅された出力信号
電流（Ｉｏｕｔ，−Ｉｏｕｔ）が平衡コレクタ出力端子に現れる。入力電圧＋/
−Ｖｉｎから出力電流＋/−Ｉｏｕｔへの増幅は、次の式によって得ることがで
きる。 Ｉｏｕｔ ＝ Ｖｉｎ/Ｒ 式中、Ｒはエミッタ端子間の全等価抵抗である。Ｒは、電源Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３
をそれぞれ制御ビットｂ１、ｂ２、ｂ３をＯＮ/ＯＦＦすることによって制御す
ることによって変化させることができる。例えば、ｂ１がＩ１をオンにすれば、
全エミッタ抵抗Ｒは、Ｒ１と平行してＲｏ（これは常に存在する、何故ならＩｏ
は常にＯＮだからである）になる。即ち、 Ｒ ＝ ＲｏＲ１/（Ｒｏ＋Ｒ１） あるいはまた、ビットｂ２又はｂ３をアサートすることもでき、あるいはビッ
トｂ１及びビットｂ２、あるいはビット１とビットｂ３をアサートすることもで
き、あるいは、３つのビットすべてをアサートしてＲの８つの可能な値から選択
することができる。次に、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３及びＲｏの値は、制御ビットがその
８つの可能な値を通して増大するように線形にconductanceが変化するように選
択することができる。あるいはまた、０．５ｄＢ刻みで８に近似することもでき
る。

【００３７】 図４ｂの増幅器は、同様の増幅器の連なりの内の１つの増幅器であってもよい
。この場合、例えば、第１の増幅器が８つの０．５ｄＢ刻みを提供することがで
きれば、連なりの中の別の増幅器は約４ｄＢ刻みで提供することができ、又、も
し第２の増幅器が８つの４ｄＢ刻みを提供することができれば、第３の増幅器は
約３２ｄＢ刻みを提供することができる。このように、図４ｂに示されたタイプ
のカスケード型に設計された増幅器によって、制御ビットコードに対して近似的
にデシベルの線形制御を提供することができる。どちらの場合にも、即ち、図４
ａでも図４ｂでも、コンデンサを使用して明示的ゲイン値の間に滑らかな段階遷
移を提供することができる。典型的には、多数のチップ期間を含む１つのＣＤＭ
Ａシンボル期間で殆ど定常的ゲインを維持することが望ましいので、適当な刻み
遷移期間は、例えば、６４チップシンボル期間、又は４ＭＨｚのチップ速度で１
６uＳである。これは、電源Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３のＯＮ/ＯＦＦする割合をゆっくり
にすることにより、あるいはＤ−Ａコンバータの出力電圧ラインのコンデンサに
よって提供することができる。

【００３８】 図５は、本発明に基づいて使用することのできる複素Ａ−Ｄコンバータ６２を
示す。ＡＧＣ制御された増幅器６０から来る増幅されたＩＦ信号は、位相内ミキ
サ７１ａで構成されるquadratureダウンコンバータの入力に適用され、そこで入
力信号は、自局発振器７２によって生成されたＩＦ中央周波数における余弦波に
よって乗算される。また、ＩＦ信号は、quadratureミキサ７１ｂに適用され、そ
こで、発振器７２からの正弦波によって乗算される。ミキサの出力は、フィルタ
７３ａ、７３ｂでフィルタにかけられ、２重ＩＦ成分を除去し、部分的に既にＩ
Ｆフィルタ５３によって行われているチャンネルフィルタリングを補足する。フ
ィルタ７３ａ、７３ｂからの出力は、次に、フラッシュコンバータ７４ａ、７４
ｂに供給され、そこで、信号は４ビット値に量子化される。即ち、最大可能な正
のレベルと最大可能な負のレベルの間に分布する１６の可能なレベルに最も近い
値に量子化される。フラッシュコンバータは様々な構成が可能である。例えば、
１６個の比較器を使用して、入力信号を１６レベルのそれぞれと比較することも
できれば、あるいは、１つの比較器が信号をゼロと比較して、信号の符号を判定
してから、８個の比較器が大きさを３ビットに量子化して符号付き大きさを表す
こともできる。量子化レベルは、非均一の間隔でもよく、４つのビット出力は次
に実際のレベルに変換され、その際、４より大きいビット数に対するレベルを指
定する参照表が使用される。均一に間隔を空けたレベルについては、レベルは、
＋/−１ユニット、＋/−３ユニット、＋/−５ユニット、＋/−７ユニット、＋/
−１１ユニット、＋/−１３ユニット、＋/−１５ユニットの信号を表すことがで
きる。本発明のＡＧＣシステムの目的の１つは、信号が、平均して、ＦＬＡＳＨ
コンバータの１６の可能なレベルの中央前後のレベルに維持されることであり、
例えば、レベル＋５と−５の間で揺れて、最大の正のレベル＋１５あるいは最小
の負のレベル−１５を超えることを抑制することにある。信号プロセッサ１０６
/１０７は、このようにして平均（例えば、ｒｍｓ又は平均２乗）信号レベルを
決定し、高すぎれば、制御ビットを変化させて増幅器６０のゲインが減少され、
逆に、平均信号レベルが低すぎれば、ゲインが増大される。

【００３９】 無線信号の量子化方法は、他にもあり、それらを使用することができる。例え
ば、前述の米国特許第５，０４８，０５９号のログポーラ方法や、パケット（Pu
ckette）他の米国特許第４，８８８，５５７号に開示されているquadrature サ
ンプリング方法を使用することができ、これについては本明細書において参照す
ることによりここに含める。

【００４０】 図６は、前述の機能を行うために信号プロセッサ１０６/１０７が使用するこ
とができる平均信号レベル検出器の１つの型を示す。そこにおいて、４ビットＩ
信号は、２乗論理８０ａに適用され、Ｑ信号は、同様に、８０ｂにおいて２乗さ
れる。４ビット量は、２乗を与える１６値参照表に適用することによって２乗す
ることができる。符号−強度の表現において、３ビットの大きさだけが８エレメ
ント参照表に適用することによって、２乗が得られる。２乗値は加算器８１にお
いて加算される。Ｉ２乗プラスＱ２乗は、複素ベクトル無線信号の瞬間的振幅の
２乗値になり、純粋に位相変調された信号に対する定数になる。しかしながら、
その結果、非定数振幅変調により、高い周波数で変動し、高い周波数での変動は
除去しなければ、平均２乗信号レベルをスムーズな値にすることができない。第
１段（単極）低域フィルタが図６に示され、それは次のようなアルゴリズムを導
入している。 次の平均値 ＝ 最後の平均値 ＋（入力値 − 最後の平均値）/２ⁿ

【００４１】 除数２ⁿは、単純ｎ−場所右シフトによって導入されるように選択され、低域
フィルタが入力変化をどれくらい素早く追えるかを決定する。異なる受信機モー
ドにおいて異なるフィルタ速度が必要になるため、「ｎ」は、プロセッサ１０６
/１０７から設定できるようにしておく。同様に、受信モードの変化により、現
在の累算器（current accumulator）値を退避させ、メモリから以前の値を検索
することによって置き返る必要が生じる可能性があるので、累算器をプロセッサ
１０６/１０７からの値に設定できるようにしておく。低域フィルタは、勿論、
プログラムすることができるデジタル信号プロセッサ内の適当なソフトウェアプ
ログラムとして全体を構成することができる。

【００４２】 所望するなら、平均２乗信号強度を表す累算器出力値は、実効値が必要な場合
は平方根動作に適用することができ、あるいは、平均信号レベルをデシベルで表
現するなら、対数機能に適用することができる。また、平均信号レベルは他の方
法によっても測定することができ、例えば、符号−強度表現において、ＩとＱの
大きさの和を使用して、低域フィルタにかけることができるし、あるいは、Ｉ又
はＱが何回、最大の正の値あるいは負の値を超えたを観測して、制御パラメータ
として使用することもできる。上記どの方法を使用するかは、大した問題ではな
い。ＡＧＣシステムの目的の１つは、どのように表現されたパラメータも、同様
に表現された場合に、平均して目標値に等しくなるように制御することである。

【００４３】 図７は、信号レベルを目標平均値に近づけるべく制御するための１次（first-
order）制御ループである。測定された信号は、定義され測定されたものとして
、比較器８８において除算によって目標信号レベルと比較され、同様に定義され
る。差は、所望の目標値とのずれ又はエラーである。このエラーは、計数器(sca
ler)８９において２^mによる除算によってスケーリングされてから、積分器(inte
grator)９０において、加算器９１内のスケーリング値の蓄積によって、累算器
９２からの以前の蓄積値と共に積分され、これは、適当なクロック又は時間ベー
スで行われる。前述のように、ＣＤＭＡシンボル間隔について定常的ゲインを維
持したいので、クロック期間は、１６ｕＳのようなＣＤＭＡシンボル期間が適当
であろう。

【００４４】 蓄積された値が正であれば、信号は、目標レベルより大きいレベルにあり、累
算器９２から抽出された制御ビットは、ＡＧＣ増幅器６０がゲインを減少するよ
うに制御する。反対に、蓄積されたエラー値が負であれば、信号は、低すぎるレ
ベルにあり、累算器９２からの制御ビットは、増大されたゲインを表す。このよ
うに、負の蓄積値は高いゲインを選択し、一方、正の蓄積値は、低いゲインを選
択する。もちろんこの符号は、所望すれば、簡単に逆にする、あるいは変更する
ことができる。それは、累算器９２とＡＧＣ増幅器６０との間に参照表を挿入し
、累算器のビットフォーマットを、ＡＧＣ増幅器を制御するためのフォーマット
にすることによって行われる。

【００４５】 １/２^mによるスケーリングによりＡＧＣが信号レベルの変化に反応する速度が
決まる。最適反応速度は、異なる受信機動作モードにおいて異なるので、プロセ
ッサ１０６/１０７からの値に「ｍ」を設定することにより「ｍ」を変更するこ
とになる。同様に、累算器の値は、１つの受信機モードから別のモードに変更さ
れる場合に、退避し、新しいモードのために以前に退避されていた値を呼び戻し
て置換することになるので、プロセッサから累算器の値を設定することになり、
これにより、受信機ゲインが決定される。比較器８８への測定された平均信号レ
ベル入力は、ＡＧＣに入力される前に、ダウンサンプルすることによって、低域
フィルタ及びＡＧＣにおいて異なるサンプリング速度を設定することができる。

【００４６】 このように、図６及び図７を組み合わせると、４つのＡＧＣ関連パラメータが
特定され、それらは、受信機動作モードが第１モードから第２モードに変更され
るのに応じて退避し、第１モードに戻る際に呼び戻して設定するのが有利である
。これらのパラメータは次の通りである。 １． フィルタ時間定数をスムーズにする信号強度測定に関係する「ｎ」 ２． フィルタをスムーズにするための累算器値（Ｖ） ３． ＡＧＣ制御ループ速度に関係する「ｍ」 ４． 電流ゲイン設定に関係する累算器値（Ｇ）

【００４７】 このように、４つのパラメータが１次平滑フィルタと１次制御ループを使用す
る。勿論、より高次のフィルタ及び制御ループを使用することもできる。例えば
、２次無限インパルスレスポンス（ＩＩＲ）を使ってフィルタを平滑化し、２つ
の係数によって定義し、２つの内部メモリ状態を退避させることもできる。同様
に、２次制御ループを使用して、２つの累算器―積分器をカスケードで使用し、
減衰時間を安定させることもできることは、位相ロックループの理論から良く知
られている。また、２次制御ループの特徴として、２つの係数がループ固有周波
数を決定し、退避するのが有利である２つの内部メモリ状態を有する。しかしな
がら、２次制御ループは、ループが飽和エレメントを含み、低解像度Ａ−Ｄコン
バータがそのようなエレメントを表す場合、不安定になる可能性がある。

【００４８】 図８は、本発明に基づき、前述のエレメントを組み合わせた、モード適応ＡＧ
Ｃシステムを示す。フィードバック制御ループの動作の説明は図３についての説
明と同じである。ただし、「ｎ」、Ｖ，「ｍ」、「Ｇ」という印のついているパ
ラメータは、ループの性能を特徴付けるものであり、メモリ１００に接続された
現状が示され、メモリ１００は、モード選択コントローラ１０１にも接続される
。メモリ１００、モード選択コントローラ１９１、平滑化フィルタ（図６）、及
びループ積分器（図７）は、すべて、図２の信号プロセッサ１０６及び制御プロ
セッサ１０７の部分に相当するので、周波数シンセサイザ１０５のような他のブ
ロックを制御する。

【００４９】 本発明の１つの例としての実施の形態に基づく図８の回路を実現する受信機は
、図８においてモード１，モード２，モード３，モード４という印がつけられた
様々のモードで動作することができ、各モードは、記憶されたＡＧＣ係数の集合
及び状態パラメータと関連付けられる。図１１のマクロセル/ミクロセルに記載
されている２つの例としてのモードは、それぞれ、１つのセルからの情報信号を
デコードし、瞬間的に周波数を別のセルのものに切り替えて、他のセルからの全
信号強度を測定するようになっている。しかしながら、他のモードは、例えば、
スリープモードと見なすことができ、その場合、アイドルモードにある位相電話
は、電力を減少させてバッテリを節約し、周期的に、例えば２０ｍＳごとに指定
されたページングスロットで目覚めさせ、そこに向けられた呼び出しメッセージ
がネットワークによって送信されていないかどうかを判定する。スリープモード
から目覚めるとき、異なるＡＧＣパラメータを使用する必要が出てくる可能性が
あり、例えば、より素早く受信機ゲインを信号レベルに再調整する。信号レベル
は、ＡＧＣが殆ど連続的に動作可能であるトラフィックモードと比較して、１秒
間で大きく変化した可能性がある。本発明によれば更に別のモードが可能であり
、電源オンの後の初期獲得（initial acquisition）モードでは、移動電話が信
号用の無線周波数の表を検索し、好ましくは、学習したような順序で検索し、見
つかった最強の信号を処理することによって、ネットワーク局から出された放送
制御信号と同期させ、デコードする。初期獲得は、受信機モードの素早さを必要
とし、その際の動作については、米国特許出願第０９/２３６，０８３号（デン
ト（Dent）、１９９９年１月２５日出願）「平列実行を伴う多段ＣＤＭＡ同期（
Multi-Stage CDMA Synchronization with Parallel Execution）」に記載されて
おり、本明細書において参照することによりここに含める。

【００５０】 各モードに対してどんなＡＧＣパラメータが最適であるかを決めることは、本
発明の目的ではなく、むしろ、パラメータが異なることを予測して、各モードに
対して別々に記憶及び検索するメカニズムを提供することが目的である。記憶は
、コントローラ１０１の制御下でメモリ１００によって行われ、検索は、異なる
モード又は周波数チャンネルと同期してコントローラ１０１によって行われる。

【００５１】 モードを変更する際、例えば、スリープモードから目覚めモードに変更する場
合、あるいは、瞬間的にトラフィックモードを間欠的に中断して、別の周波数チ
ャンネルをスキャンする場合、新しいモードに対して以前に記憶されたパラメー
タの適当な集合がメモリ１００から呼び出される。係数は、ダイナミックにパラ
メータを変更しないかも知れないが、フィルタ及びコントローラの状態パラメー
タ（例えば、Ｖ及びＧ）は、サンプルされている信号の測定に継続的に使用でき
ないために、時代遅れになる可能性がある。従って、過去の測定値あるいは過去
のゲイン値から、未来において使用されるゲイン値Ｇを予測する必要が出てくる
。また、新しい信号の初期平滑化のために、Ｖをデフォルト値にリセットする必
要も出てくるかも知れない。予測は、一般に、過去の歴史からの変更の割合を決
定すること、及び、経過した時間を知る必要のある外挿(extrapolation)を含む
。外挿がうまく行くか否かは、時間の長さにも依存する。経過した時間が長すぎ
る場合、外挿したとしても、予測は正確にならないかも知れない。このような場
合、いつ予測が不正確になるかを検出し、動作のデフォルトモードに戻ることが
望ましい。例えば、デフォルトゲインを設定する、第１の大きなゲイン刻みを作
ることによって、正しいゲイン値を検索するために拡大検索を行い、測定された
信号強度がゼロであるか、検出器を飽和させたかを判定し、もしそうであれば、
信号強度が信号強度検出器の範囲内になりループを閉めることができるようにな
るまで、連続的にゲイン刻みサイズを減少させる。従って、タイマは、記憶され
たパラメータの集合が最後に更新された時から経過した時間を決定しなければな
らない。タイマは、例えば、コントローラ１０１によって、パラメータの集合が
モードを出る際に退避される時に読まれる。モードを次に再開する際に、現在の
タイマ値が記憶された値と比較され、経過時間を決定し、それがしきい値と比較
される。経過時間がしきい値より大きければ、初期ＡＧＣパラメータを決定する
デフォルト方法が立ち上げられ、経過時間がしきい値より小さければ、記憶され
たパラメータと経過時間に基づいて、ＡＧＣパラメータが予測される。

【００５２】 単数又は複数のパラメータを以前の値から予測する様々な方法が当業者には知
られており、例えば、線形予測や、自動リグレッションや、カルマン(Kalman)フ
ィルタリングがある。例えば、カルマンフィルタは、未来の信号強度と信号の信
号強度の変化率を同時に予測するように構成されている。信号強度及びその派生
（delivative）は、ゲインＧとその派生によって置き換えることができるのは、
以前に使用されたゲインが緊密に信号強度に関連しているからである。このよう
な２変数カルマンフィルタは、一般にＰで表される２ｘ２のマトリックスを備え
、これは、大きな対角項(diagonal terms)によって開始され、各測定の後で連続
的に更新される。Ｐマトリックス要素の大きさは、各新規測定がどの程度変数の
予測に影響するかを決定し、各測定の後に、予測を改善すべく反映するように減
少させる。Ｐマトリックスは、ゼロにならないようにしてある。もしゼロになる
と、変化する値をトラッキングする代わりに、変数の平均値を提供するだけにな
る。変化する値をトラッキングするために、Ｐマトリックスは、各測定の後、一
般にＱで表される定数マトリックスを加えることによって「バンプアップ」され
る。Ｑマトリックスは、フィルタが変化する数を追いかけるときの速度を反映す
る。明らかに、メモリ１００は、カルマンＰマトリックス、Ｑマトリックス、タ
イマ値、ゲイン派生、ゲイン値、また、モードインジケータや周波数チャンネル
番号のような他のインジケータを記憶すべく拡張することができ、これにより、
本発明は、ゲイン又は信号強度値の線形予測を行い、間欠的に受信される信号に
対してゲイン適用を改善することができる。このような計算は、信号プロセッサ
１０６又は制御プロセッサ１０７に記憶された適当なソフトウェアプログラムに
よって行うことも可能である。

【００５３】 当業者であれば、特許請求の範囲に記載された本発明の精神及び範囲から離れ
ることなく、前述の教示において与えられたテーマで多数の変形を使用してモー
ド適応ＡＧＣシステムを構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 マクロセル/ミクロセル階層構成にある移動端末である。

【図２】 無線端末のブロック図である。

【図３】 本発明の一実施の形態例によるデジタルにゲインされ制御された受信機である
。

【図４Ａ】 本発明に基づくデジタルにゲインされ制御された増幅器の一例である。

【図４Ｂ】 本発明に基づくデジタルにゲインされ制御された増幅器の他の例である。

【図５】 本発明と関連して使用することのできる複合Ａ−Ｄコンバータである。

【図６】 本発明の一実施の形態による平均信号レベル検出器である。

【図７】 本発明の一実施の形態に基づく１次ＡＧＣ制御ループである。

【図８】 本発明に基づくモード切り替え自動ゲイン制御システムを示す。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１２年１０月３０日（２０００．１０．３０）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 エリクソン、ハーカン スウェーデン国 ルンド、イリオングラン ド 35 Ｆターム(参考） 5J022 AA01 BA08 CA01 CA07 CF02 5K061 BB12 CC23 CC52 JJ24

Claims (30)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受信機であって、 信号を受信するためのアンテナと、 受信された信号を増幅するためのゲイン制御された増幅器と、 増幅された信号をデジタル値の連なりに変換するためのアナログ・デジタルコ
   ンバータと、 デジタル化された値を受け取り、前記受信機が第１モードで動作している時は
   、パラメータ値の第１の集合を使用して、前記受信機が第２モードで動作してい
   る時は、パラメータ値の第２の集合を使用して、前記ゲイン制御されている増幅
   器のゲインを選択的に制御するプロセッサと を備える受信機。
2. 【請求項２】 請求項１記載の受信機であって、前記第１モードは、前記受
   信機に割り当てられたトラフィックチャンネル上で前記信号を受信するためのト
   ラフィックモードであり、前記第２モードは、他のチャンネル上の信号を測定す
   るための測定モードであることを特徴とする受信機。
3. 【請求項３】 請求項１記載の受信機であって、前記第１モードは、前記受
   信機が第１電力レベルで動作しているスリープモードであり、前記第２モードは
   、受信機が前記第１電力レベルより大きな第２電力モードで動作している動作モ
   ードであることを特徴とする受信機。
4. 【請求項４】 請求項１記載の受信機であって、前記プロセッサは低域フィ
   ルタを使用して、前記アナログ・デジタルコンバータによって平均信号レベル出
   力を決定することを特徴とする受信機。
5. 【請求項５】 請求項４記載の受信機であって、前記低域フィルタが１次フ
   ィルタであって、前記パラメータ値の第１集合は第１フィルタ時間定数を含み、
   前記パラメータ値の第２集合は第２フィルタ時間定数を含むことを特徴とする受
   信機。
6. 【請求項６】 請求項５記載の受信機であって、前記第１モードは、前記受
   信機に割り当てられたトラフィックチャンネル上の前記信号を受け取るためのト
   ラフィックモードであり、前記第２モードは、他のチャンネル上の信号を測定す
   るための測定モードであり、また、前記第１フィルタ時間定数は、前記第フィル
   タ時間定数より小さいフィルタ帯域幅を提供することを特徴とする受信機。
7. 【請求項７】 請求項５記載の受信機であって、前記１次フィルタは設定可
   能な累算器を備え、それは、前記受信機が第１モードで動作しているか、第２動
   作モードにあるかによって、パラメータ値の第１集合及び第２集合を使用して、
   前記プロセッサにより設定することができることを特徴とする受信機。
8. 【請求項８】 請求項４記載の受信機であり、前記低域フィルタが２次以上
   のフィルタであることを特徴とする受信機。
9. 【請求項９】 請求項４記載の受信機であって、前記プロセッサは更に制御
   ループを備え、 この制御ループは、前記平均信号レベルを目標平均信号レベルと比較して、そ
   の比較に基づいて前記ゲインを制御し、また、この制御ループは、前記受信機が
   動作の第１モードで動作しているか第２モードで動作しているかによって、前記
   パラメータ値の第１の集合又は第２の集合から選択された値を使用して、設定さ
   れる少なくとも１つの変数パラメータを備えることを特徴とする受信機。
10. 【請求項１０】 請求項９記載の受信機であって、前記少なくとも１つの変
    数パラメータは、自動ゲイン制御が行われる速度を決定するスケーリング因子で
    あることを特徴とする受信機。
11. 【請求項１１】 請求項９記載の受信機であって、前記制御ループが、前記
    少なくとも１つの変数パラメータとして、設定可能累算器の値を含むことを特徴
    とする受信機。
12. 【請求項１２】 請求項１記載の受信機であって、更に、前記第１及び第２
    パラメータ値集合を記憶するためのメモリを備えることを特徴とする受信機。
13. 【請求項１３】 請求項１２記載の受信機であって、前記第１及び第２パラ
    メータ値集合は、それぞれ、フィルタ時間定数と関連する第１の値と、フィルタ
    の累算器値と関連した第２の値と、スケーリング因子と関連した第３の値と、積
    分器の累算器値と関連した第４の値を含むことを特徴とする受信機。
14. 【請求項１４】 請求項１２記載の受信機であって、前記プロセッサは、少
    なくとも１つの付加的動作モードに基づいて、前記ゲインを調整すべく動作する
    ことができ、また、前記メモリ装置は、前記少なくとも１つの付加的動作モード
    に対してパラメータ値の集合を備えることを特徴とする受信機。
15. 【請求項１５】 請求項１記載の受信機であって、更にタイマを備え、 このタイマは、前記パラメータ値の第１及び第２集合の一方が前記プロセッサ
    によって使用されてから経過した経過時間を決定し、また、前記プロセッサは、
    前記経過時間がしきい値より大きければ、パラメータ値のデフォルト集合を使用
    し、前記経過時間が前記しきい値より小さければ、記憶されたパラメータ値の集
    合と前記経過時間に基づいて、パラメータ値の集合を予測することを特徴とする
    受信機。
16. 【請求項１６】 受信機内のデジタル自動ゲイン制御（ＡＧＣ）回路を制御
    する方法であって、 前記受信機の第１動作モードから前記受信機の第２動作モードに切り替えるス
    テップと、 前記受信機が前記第２動作モードに切り替えられた後、前記受信機内の増幅器
    に関連するゲインを制御するステップであって、その際に、前記第２動作モード
    に関連するパラメータ値の集合を使用し、このパラメータ値の集合は、前記第１
    モードに対するものと、第２モードに対するものとでは異なることを特徴とする
    ステップと を備えることを特徴とする方法。
17. 【請求項１７】 請求項１４記載の方法であって、前記切り替えステップは
    、更に、 前記受信機を前記第１モードで動作させて、それに割り当てられたトラフィッ
    クチャンネル上で信号を受信するステップと、 前記第２モードに切り替えるステップと、 前記受信機を前記第２モードで動作させて、前記トラフィックチャンネル以外
    のチャンネルと関連する信号強度を測定するステップと を備えることを特徴とする方法。
18. 【請求項１８】 請求項１４記載の方法であって、前記切り替えステップが
    更に、次のステップを備え、即ち、 前記受信機をスリープモードで動作させて、周期的に呼び覚まして割り当てら
    れたページングチャンネル時間スロットで信号を受信するステップと、 前記スリープモードから、受信機がより大きな電力を使用するアクティブモー
    ドに切り替えるステップと、 前記受信機を前記アクティブモードで動作させて、トラフィック信号を受信す
    るステップと を備えることを特徴とする方法。
19. 【請求項１９】 請求項１４記載の方法であって、更に、 前記増幅器の出力をＡ−Ｄ変換してデジタル信号を生成するステップと、 低域フィルタを使用して、前記デジタル信号の平均信号レベルを決定するステ
    ップと を備えることを特徴とする方法。
20. 【請求項２０】 請求項１７記載の方法であって、前記低域フィルタは１次
    フィルタであり、前記第１モード用の前記パラメータ値の集合は、第１フィルタ
    時間定数を含み、前記第２モード用の前記パラメータ値の集合は、前記第１フィ
    ルタ時間定数とは異なる第２フィルタ時間定数を含むことを特徴とする方法。
21. 【請求項２１】 請求項１８記載の方法であって、前記第１モードは、前記
    受信機に割り当てられたトラフィックチャンネル上の前記信号を受け取るための
    トラフィックモードであり、前記第２モードは、他のチャンネル上の信号を測定
    するための測定モードであり、また、前記第１フィルタ時間定数は、前記第フィ
    ルタ時間定数より小さいフィルタ帯域幅を提供することを特徴とする方法。
22. 【請求項２２】 請求項１８記載の方法であって、前記１次フィルタは設定
    可能な累算器を備え、それは、前記受信機が第１モードで動作しているか、第２
    動作モードにあるかによって、パラメータ値の第１集合及び第２集合を使用して
    、前記プロセッサにより設定することができることを特徴とする方法。
23. 【請求項２３】 請求項１７記載の方法であり、前記低域フィルタが２次以
    上のフィルタであることを特徴とする方法。
24. 【請求項２４】 請求項１７記載の方法であって、更に次のステップを備え
    、即ち、 前記平均信号レベルを目標平均信号レベルと比較するステップと、 その比較に基づいて前記ゲインを制御するステップであって、この制御ループ
    は、前記受信機が動作の第１モードで動作しているか第２モードで動作している
    かによって、パラメータ値の第１の集合又は第２の集合から選択された値を使用
    して設定される少なくとも１つの変数パラメータを備えることを特徴とするステ
    ップと を備えることを特徴とする方法。
25. 【請求項２５】 請求項２２記載の方法であって、前記少なくとも１つの変
    数パラメータは、自動ゲイン制御が行われる速度を決定するスケーリング因子で
    あることを特徴とする方法。
26. 【請求項２６】 請求項２２記載の方法であって、前記少なくとも１つの変
    数パラメータが設定可能な累算器であることを特徴とする方法。
27. 【請求項２７】 請求項１４記載の方法であって、更に、 前記第１及び第２モードに関連する第１及び第２パラメータ値集合を記憶する
    ステップを備えることを特徴とする方法。
28. 【請求項２８】 請求項２５記載の方法であって、前記第１及び第２パラメ
    ータ値集合は、それぞれ、フィルタ時間定数と関連する第１の値と、フィルタの
    累算器値と関連した第２の値と、スケーリング因子と関連した第３の値と、積分
    器の累算器値と関連した第４の値を含むことを特徴とする方法。
29. 【請求項２９】 請求項１４記載の方法であって、更に、次のステップを備
    え、 即ち、前記パラメータ値の第１及び第２集合の一方が前記プロセッサによって
    使用されてから経過した経過時間を決定し、また、前記プロセッサは、前記経過
    時間がしきい値より大きければ、パラメータ値のデフォルト集合を使用し、前記
    経過時間が前記しきい値より小さければ、記憶されたパラメータ値の集合と前記
    経過時間に基づいて、パラメータ値の集合を予測するステップを備えることを特
    徴とする方法。
30. 【請求項３０】 請求項１記載の受信機であって、前記第１モードは、アイ
    ドルモードであり、そこから受信機が目覚めさせられて第１チャンネル上の制御
    チャンネル信号を受け取り、また前記第２モードは、アイドルモードであり、そ
    こから受信機が目覚めさせられて第２チャンネル上の信号強度を測定することを
    特徴とする受信機。