JP2004134831A - 自動利得制御回路 - Google Patents
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Abstract
【課題】周波数軸上で隣接に妨害波がある時には、ＢＰＦ等では完全に妨害波を除去できず正確な振幅制御ができない、また、電波が届かないところを通過しながら受信する時や、連結送信されているチャネル内でセグメントを切り替えた時に、可変利得増幅器の制御信号が変動し同期時間が長くなる。
【解決手段】ＲＦ信号を受信するアンテナ１と、希望するチャネルを選局するチューナ２と、チューナの出力信号を帯域制限するフィルタ３と、信号レベルを一定にする可変利得増幅器４と、デジタル信号に変換するＡＤコンバータ５と、ベースバンドのＯＦＤＭ信号に変換する直交復調部６と、周波数領域のＯＦＤＭ信号に変換するフーリエ変換部７と、ＯＦＤＭ信号を復号する復号部８と、受信した信号の電波環境を判定する受信環境判定部９と、可変利得増幅器を制御する信号を生成する自動利得制御部１０で構成される。
【選択図】 図１
【解決手段】ＲＦ信号を受信するアンテナ１と、希望するチャネルを選局するチューナ２と、チューナの出力信号を帯域制限するフィルタ３と、信号レベルを一定にする可変利得増幅器４と、デジタル信号に変換するＡＤコンバータ５と、ベースバンドのＯＦＤＭ信号に変換する直交復調部６と、周波数領域のＯＦＤＭ信号に変換するフーリエ変換部７と、ＯＦＤＭ信号を復号する復号部８と、受信した信号の電波環境を判定する受信環境判定部９と、可変利得増幅器を制御する信号を生成する自動利得制御部１０で構成される。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレビジョン信号送信システムに関し、特にＯＦＤＭ方式を用いたディジタルテレビジョン信号受信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の受信信号の振幅を一定に保つ自動利得制御回路を備えたＯＦＤＭ受信装置について説明する。
【０００３】
図９は、従来の受信信号の振幅を一定に保つ自動利得制御回路を備えたＯＦＤＭ受信装置の構成を示す。この自動利得制御回路において、受信信号を帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）４１により帯域外のノイズが除去された後、周波数変換器４２により所定の周波数に変換され、オートゲインコントロールアンプ（ＡＧＣアンプ）４３により一定値に振幅制御され、ＡＤプリフィルタ（ＬＰＦ）４４により所定帯域以下に制限され、ＡＤコンバータ４５によりデジタル信号に変換された後、直交検波器４６に供給され、ベースバンドＯＦＤＭ信号を得る。この直交検波器４６の同相検波軸出力（Ｉデータ）と直交検波軸出力（Ｑデータ）はそれぞれＯＦＤＭ信号の実部及び虚部であり、デジタルＬＰＦ４７、４８を介してＦＦＴ回路４９に供給される。
【０００４】
ＦＦＴ回路４９は、Ｉデータ及びＱデータのガード期間を除いた有効シンボルまたはキャリアホール以外の部分のＦＦＴ処理を行うもので、その出力は各キャリアの振幅及び位相を表す複素データであり、共に等化回路５０に供給される。この等化回路５０は、入力された複素データに対してマルチパスなどによる振幅及び位相ずれの補正処理を行うものである。その出力はデマルチプレクサ（ＤＥＭＵＸ）５１によりヌルシンボル及び基準シンボルが分離され、情報シンボルの復調Ｉデータ、復調Ｑデータとなる。
【０００５】
一方、デジタルＬＰＦ４７、４８から出力されるＩデータ、ＱデータはＡＧＣ回路５２に供給され、ＡＧＣ回路５２では振幅制御信号を生成しＡＧＣアンプ４３に入力されて受信信号の振幅を一定に保つように制御される。
【０００６】
従来、周波数軸上で隣接に妨害波がある場合でもＡＧＣ回路での基準振幅値は固定のままである（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−２１４４６５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の自動利得制御回路においては、連結送信での受信や部分受信や隣接チャネル妨害など周波数軸上で希望チャネルの隣接に妨害波があるときには、ＢＰＦやＬＰＦなどでは完全に妨害波を除去できず、正確な振幅制御ができないという課題がある。
【０００９】
また、トンネルやビル影など電波が届かないところを通過しながら信号を受信するときには、ＡＧＣ回路で生成される振幅制御信号がバタバタして同期時間が長くなるという課題がある。
【００１０】
また、アナログデバイスであるＡＧＣアンプは、一般的にリダクションカーブが線形でないために受信信号レベルによって振幅変動に対する追従スピードが変わり、リダクションカーブが緩い所では速い振幅変動に追従できなくなる。
【００１１】
本発明では、従来の自動利得制御回路で問題となるこのような課題を考慮し、受信したＲＦ信号の電波環境を判定する受信環境判定部を設け、周波数軸上で希望チャネルの隣接に妨害波があるときには、自動利得制御部の基準値を変化させることにより正確な振幅制御が可能となる。
【００１２】
また、トンネルやビル影など電波が届かないところを通過しながら信号を受信するときには、電波が届いている時の自動利得制御部のループフィルタ出力値を保持することにより、無信号状態から再度電波が受信できたときに同期時間が短くなる。
【００１３】
また、リダクションカーブが線形であるデジタル自動利得制御回路を用いることにより、どの受信信号レベルに対しても振幅変動に対する追従スピードは一定となることを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明は、受信したＲＦ信号から希望するチャネルを選局するチューナと、チューナの出力信号を帯域制限するフィルタと、フィルタの出力信号を一定レベルに保ち出力する可変利得増幅器と、可変利得増幅器の出力信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するＡＤ変換器と、ＡＤ変換器の出力信号を直交復調してベースバンドのＯＦＤＭ信号を出力する直交復調部と、直交復調部の出力信号であるベースバンドのＯＦＤＭ信号から周波数軸上で隣接にある妨害信号信号を除去する隣接妨害除去フィルタと、隣接妨害除去フィルタの出力信号を一定レベルに保つデジタル自動利得制御回路と、前記デジタル自動利得制御回路の出力信号をフーリエ変換して周波数領域のＯＦＤＭ信号を出力するフーリエ変換部と、フーリエ変換部の出力信号である周波数領域のＯＦＤＭ信号を復号する復号部と、隣接妨害除去フィルタの出力信号と前記受信環境判定部から前記可変利得増幅器を制御する信号を生成する自動利得制御部とを備えたことを特徴とする自動利得制御回路である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における自動利得制御回路のブロック構成図である。図１において、１はＲＦ信号を受信するアンテナ、２は受信したＲＦ信号から希望するチャネルを選局するチューナ、３はチューナの出力信号を帯域制限するフィルタ、４は信号レベルを一定にする可変利得増幅器、５は可変利得増幅器の出力信号をデジタル信号に変換するＡＤコンバータ、６はベースバンドのＯＦＤＭ信号に変換する直交復調部、７は周波数領域のＯＦＤＭ信号に変換するフーリエ変換部、８は周波数領域のＯＦＤＭ信号を復号する復号部、９は受信した信号の電波環境を判定する受信環境判定部、１０はベースバンドのＯＦＤＭ信号と受信環境判定部の出力信号から可変利得増幅器を制御する信号を生成する自動利得制御部である。
【００１７】
以上のように構成された自動利得制御回路について、以下、その動作を述べる。まず、アンテナ１で受信されたＯＦＤＭ変調波のＲＦ信号はチューナ２により希望するチャネルを選局されＩＦ信号に変換される。そして、そのＩＦ信号はフィルタ３のより帯域外のノイズが除去され、可変利得増幅器４で最適な値に振幅制御され、ＡＤコンバータ５によりデジタル信号に変換された後、直交復調部６に入力されベースバンドのＯＦＤＭ信号に変換される。そのベースバンドのＯＦＤＭ信号はフーリエ変換部７で周波数領域のＯＦＤＭ信号に変換され、復号部８で復号されて受信データとなる。
【００１８】
一方、受信した信号の電波環境を受信環境判定部９で判定し、その情報をもとに自動利得制御部１０で可変利得増幅器４を制御する信号を生成し、最適な振幅制御が実現される。
【００１９】
次に、自動利得制御部１０について、その動作を説明する。図２において、ベースバンドのＯＦＤＭ信号の信号レベルをレベル検出器１１で検出され、その検出結果を平均回路１２で平均され、基準値設定器１３との差分を減算器１４で計算しループフィルタ１５で平滑化し可変利得増幅器４を制御する信号を生成する。また、受信環境判定部９からの受信環境情報から基準値設定器１３の基準値を可変したり、ループフィルタ１５の出力信号を保持したりする。
【００２０】
ここで、受信環境判定部９からの受信環境情報により、ループフィルタ１５の出力信号を保持したり、自動利得制御部１０の基準値設定器１３の基準値を可変にする動作について説明する。
【００２１】
まず、ループフィルタ１５の出力信号を保持する場合について説明する。トンネルやビル影など電波が届かないところを通過するときは可変利得増幅器４を制御する自動利得制御部１０の出力信号は急激に変化し、電波が届くようになったときに自動利得制御を再動作することになり、復号部８で受信データが再出力されるのには時間がかかる。従って、自動利得制御部１０の出力信号が急激に変化したときはその直前の電波が届いているときの可変利得増幅器４の制御信号を保持することにより、再び電波が届くようになったときに復号部８で受信データを早く出力できる。
【００２２】
また、図３のようなに１チャネルでｎセグメントを連結送信されているときで、そのチャネル内で連結送信されている各セグメントを切り替えて選局されたとき、例えば、図３でセグメント１からセグメント２に切り替えたときは、チャネル内でのセグメントの信号レベルは同じなので、可変利得増幅器４の制御信号を保持することにより復号部８で受信データを早く出力できる。連結送信されているチャネル内で各セグメント間で切り替わったかどうかは、チューナ２の選局情報から判定する。
【００２３】
次に、自動利得制御部１０の基準値設定器１３の基準値を可変する場合について説明する。チューナ２の選局情報をもとに受信環境判定部９で周波数軸上の隣接に妨害信号があるかどうかを判断し自動利得制御部１０の基準値設定器１３の基準値を妨害信号も加味した値に変化させることにより、より正確な振幅制御が可能となる。基準値の変化量は復号部８の復号エラーをモニタしながら決めても良い。
【００２４】
また、フーリエ変換７の出力信号である周波数領域のＯＦＤＭ信号から周波数軸上で隣接に妨害信号があるかどうかの判断とその妨害信号の大きさを測定し、自動利得制御部１０の基準値設定器１３の基準値を妨害信号も加味した値に変化させることにより、より正確な振幅制御が可能となる。ここで、図４は、下隣接にＮＴＳＣ信号の音声信号があり、帯域外のノイズを除去するフィルタ３では完全に除去できず、ベースバンドのＯＦＤＭ信号に隣接の妨害信号として残っており、それがフーリエ変換７の出力信号である周波数領域のＯＦＤＭ信号で確認できる例で、そのフーリエ変換の出力信号レベルから隣接の妨害信号レベルを判定し自動利得制御部１０の基準値設定器１３の値を変化させる。
【００２５】
また、図５は、連結送信されたＯＦＤＭ信号を受信するときに帯域外のノイズを除去するフィルタ３では隣のセグメントを完全に除去できず、ベースバンドのＯＦＤＭ信号に隣接の妨害信号として残っており、それがフーリエ変換部７の出力信号である周波数領域のＯＦＤＭ信号で確認できる例で、フィルタ３の周波数特性から連結送信されている隣のセグメントの漏れ量を判定し自動利得制御部１０の基準値設定器１３の値を変化させる。ここでは連結送信の例であるが部分受信の場合でも良い。
【００２６】
以上のように、本実施の形態の構成によれば、連結送信での受信や部分受信や隣接チャネル妨害など周波数軸上で希望チャネルの隣接に妨害波があるときに、ＢＰＦやＬＰＦなどでは完全に妨害波を除去できない場合でも、自動利得制御部の基準値設定器の基準値を妨害信号も加味した値に変更することで正確な振幅制御ができる。
【００２７】
また、トンネルやビル影など電波が届かないところを通過しながら信号を受信するときでも、自動利得制御部の出力信号を電波が届いているときの制御信号を保持することにより同期時間が短くなり復号部８で受信データを早く出力できる。
【００２８】
また、連結送信されているチャネル内でセグメントを切り替えたときに、自動利得制御部が可変利得増幅器の制御信号を保持することにより同期時間が短くなり復号部８で受信データを早く出力できる。
【００２９】
なお、上記実施の形態１では、自動利得制御部１０は直交復調部６の出力信号を用いたがＡＤコンバータ５の出力信号を用いても良い。
【００３０】
（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２における自動利得制御回路のブロック構成図である。図２において、１はＲＦ信号を受信するアンテナ、２は受信したＲＦ信号から希望するチャネルを選局するチューナ、３はチューナの出力信号を帯域制限するフィルタ、４は信号レベルを一定にする可変利得増幅器、５は可変利得増幅器の出力信号をデジタル信号に変換するＡＤコンバータ、６はベースバンドのＯＦＤＭ信号に変換する直交復調部、２１は隣接にある妨害信号を除去する隣接妨害除去フィルタ、２２はベースバンドのＯＦＤＭ信号を一定の振幅に制御するデジタル自動利得制御回路、７は周波数領域のＯＦＤＭ信号に変換するフーリエ変換部、８は周波数領域のＯＦＤＭ信号を復号する復号部、９は受信した信号の電波環境を判定する受信環境判定部、１０はベースバンドのＯＦＤＭ信号と受信環境判定部の出力信号から可変利得増幅器を制御する信号を生成する自動利得制御部である。
【００３１】
以上のように構成された自動利得制御回路について、以下、その動作を述べる。まず、アンテナ１で受信されたＯＦＤＭ変調波のＲＦ信号はチューナ２により希望するチャネルを選局されＩＦ信号に変換される。そして、そのＩＦ信号はフィルタ３のより帯域外のノイズが除去され、可変利得増幅器４で最適な値に振幅制御され、ＡＤコンバータ５によりデジタル信号に変換された後、直交復調部６に入力されベースバンドのＯＦＤＭ信号に変換される。そのベースバンドのＯＦＤＭ信号は隣接妨害除去フィルタ２１により周波数軸上で隣接にある妨害信号を除去され、デジタル自動利得制御回路２２で最適な値に振幅制御される。そして、フーリエ変換部７で周波数領域のＯＦＤＭ信号に変換され、復号部８で復号されて受信データとなる。
【００３２】
一方、受信した信号の電波環境を受信環境判定部９で判定し、その情報をもとに自動利得制御部１０で可変利得増幅器４を制御する信号を生成し、最適な振幅制御が実現される。
【００３３】
ここで、受信環境判定部９と自動利得制御部１０の動作については、実施の形態１で説明したので省略する。
【００３４】
隣接妨害除去フィルタ２１は、デジタル回路で実現されるので、アナログデバイス特有の温度特性によるフィルタの周波数特性の変化がなく、また、ベースバンド帯域でフィルタを実現するので周波数特性を急峻に実現することができ、アナログデバイスであるフィルタ３では完全に除去できなかった隣接の妨害信号を除去することができ、ほぼ希望信号のみを後段に出力することができる。
【００３５】
デジタル自動利得制御回路２２について、その動作を説明する。図７において、隣接妨害除去フィルタ２１の出力信号であるベースバンドのＯＦＤＭ信号の信号レベルをレベル検出器３１で検出され、その検出結果を平均回路３２で平均され、基準値設定器３３との差分を減算器３４で計算して誤差情報を生成し、ループフィルタ３５で平滑化され、乗算器３６で誤差情報をもとに基準値設定器３３の設定値と同じ振幅値になるように制御される。
【００３６】
このデジタル自動利得制御回路２２では、隣接妨害除去フィルタ２１の出力信号を用いてベースバンドのＯＦＤＭ信号を振幅制御するので、より最適な振幅値のＯＦＤＭ信号を後段に出力することができる。また、アナログデバイスである可変利得増幅器４のゲインリダクションカーブは、一般的に図８のように線形となっておらず、入力信号レベルによって振幅変動に対する追従スピードが変化してしまうが、デジタル利得制御回路２２では線形動作することが可能であるので、どの入力信号レベルに対しても振幅変動に対する追従スピードを一定にすることができる。
【００３７】
以上のように、本実施の形態の構成によれば、隣接妨害除去フィルタがデジタル回路で実現され、アナログデバイス特有の温度特性によるフィルタの周波数特性の変化がなく、また、ベースバンド帯域でフィルタを実現するので周波数特性を急峻に実現することができ、アナログデバイスであるフィルタ３では完全に除去できなかった隣接の妨害信号を除去することができ、ほぼ希望信号のみを後段に出力することができ、デジタル自動利得制御回路でより最適な振幅制御が可能となる。
【００３８】
また、デジタル自動利得制御回路では入力信号レベルに対して線形動作することが可能であるので、どの入力信号レベルに対しても振幅変動に対する追従スピードを一定にすることが可能となる。
【００３９】
なお、上記実施の形態２では、自動利得制御部１０は隣接妨害除去フィルタ２１の出力信号を用いたがＡＤコンバータ５や直交復調部６の出力信号を用いても良い。
【００４０】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明は、連結送信での受信や部分受信や隣接チャネル妨害など周波数軸上で希望チャネルの隣接に妨害波があるときに、ＢＰＦやＬＰＦなどでは完全に妨害波を除去できない場合でも、自動利得制御部の基準値設定器の基準値を妨害信号も加味した値に変更することで正確な振幅制御ができる。
【００４１】
また、トンネルやビル影など電波が届かないところを通過しながら信号を受信するときでも、自動利得制御部の出力信号を電波が届いているときの制御信号を保持することにより同期時間が短くなり復号部８で受信データを早く出力できる。
【００４２】
また、連結送信されているチャネル内でセグメントを切り替えたときに、自動利得制御部が可変利得増幅器の制御信号を保持することにより同期時間が短くなり復号部８で受信データを早く出力できる。
【００４３】
また、隣接妨害除去フィルタがデジタル回路で実現され、アナログデバイス特有の温度特性によるフィルタの周波数特性の変化がなく、また、ベースバンド帯域でフィルタを実現するので周波数特性を急峻に実現することができ、アナログデバイスであるフィルタ３では完全に除去できなかった隣接の妨害信号を除去することができ、ほぼ希望信号のみを後段に出力することができ、デジタル自動利得制御回路でより最適な振幅制御ができる。
【００４４】
また、デジタル自動利得制御回路では入力信号レベルに対して線形動作することが可能であるので、どの入力信号レベルに対しても振幅変動に対する追従スピードを一定にすることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による自動利得制御回路のブロック図
【図２】本発明の実施の形態１、２における自動利得制御部のブロック図
【図３】本発明の実施の形態１における連結送信されたＯＦＤＭ信号のスペクトル図
【図４】本発明の実施の形態１における下隣接にＮＴＳＣ信号があるときのスペクトル図
【図５】本発明の実施の形態１における連結送信されたＯＦＤＭ信号がフィルタを通過したスペクトル図
【図６】本発明の実施の形態２による自動利得制御回路のブロック図
【図７】本発明の実施の形態２におけるデジタル自動利得制御回路のブロック図
【図８】本発明の実施の形態２における可変利得増幅器のゲインリダクションカーブの図
【図９】従来例における自動利得制御回路のブロック図
【符号の説明】
１ アンテナ
２ チューナ
３ フィルタ
４ 可変利得増幅器
５，４５ ＡＤコンバータ
６ 直交復調部
７ フーリエ変換部
８ 復号部
９ 受信環境判定部
１０ 自動利得制御部
１１，３１ レベル検出器
１２，３２ 平均回路
１３，３３ 基準値設定器
１４，３４ 減算器
１５，３５ ループフィルタ
２１ 隣接妨害除去フィルタ
２２ デジタル自動利得制御回路
３６ 乗算器
４１ ＢＰＦ
４２ 周波数変換器
４３ ＡＧＣアンプ
４４，４７，４８ ＬＰＦ
４６ 直交検波器
４９ ＦＦＴ
５０ 等化回路
５１ ＤＥＭＵＸ
５２ ＡＧＣ回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレビジョン信号送信システムに関し、特にＯＦＤＭ方式を用いたディジタルテレビジョン信号受信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の受信信号の振幅を一定に保つ自動利得制御回路を備えたＯＦＤＭ受信装置について説明する。
【０００３】
図９は、従来の受信信号の振幅を一定に保つ自動利得制御回路を備えたＯＦＤＭ受信装置の構成を示す。この自動利得制御回路において、受信信号を帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）４１により帯域外のノイズが除去された後、周波数変換器４２により所定の周波数に変換され、オートゲインコントロールアンプ（ＡＧＣアンプ）４３により一定値に振幅制御され、ＡＤプリフィルタ（ＬＰＦ）４４により所定帯域以下に制限され、ＡＤコンバータ４５によりデジタル信号に変換された後、直交検波器４６に供給され、ベースバンドＯＦＤＭ信号を得る。この直交検波器４６の同相検波軸出力（Ｉデータ）と直交検波軸出力（Ｑデータ）はそれぞれＯＦＤＭ信号の実部及び虚部であり、デジタルＬＰＦ４７、４８を介してＦＦＴ回路４９に供給される。
【０００４】
ＦＦＴ回路４９は、Ｉデータ及びＱデータのガード期間を除いた有効シンボルまたはキャリアホール以外の部分のＦＦＴ処理を行うもので、その出力は各キャリアの振幅及び位相を表す複素データであり、共に等化回路５０に供給される。この等化回路５０は、入力された複素データに対してマルチパスなどによる振幅及び位相ずれの補正処理を行うものである。その出力はデマルチプレクサ（ＤＥＭＵＸ）５１によりヌルシンボル及び基準シンボルが分離され、情報シンボルの復調Ｉデータ、復調Ｑデータとなる。
【０００５】
一方、デジタルＬＰＦ４７、４８から出力されるＩデータ、ＱデータはＡＧＣ回路５２に供給され、ＡＧＣ回路５２では振幅制御信号を生成しＡＧＣアンプ４３に入力されて受信信号の振幅を一定に保つように制御される。
【０００６】
従来、周波数軸上で隣接に妨害波がある場合でもＡＧＣ回路での基準振幅値は固定のままである（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−２１４４６５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の自動利得制御回路においては、連結送信での受信や部分受信や隣接チャネル妨害など周波数軸上で希望チャネルの隣接に妨害波があるときには、ＢＰＦやＬＰＦなどでは完全に妨害波を除去できず、正確な振幅制御ができないという課題がある。
【０００９】
また、トンネルやビル影など電波が届かないところを通過しながら信号を受信するときには、ＡＧＣ回路で生成される振幅制御信号がバタバタして同期時間が長くなるという課題がある。
【００１０】
また、アナログデバイスであるＡＧＣアンプは、一般的にリダクションカーブが線形でないために受信信号レベルによって振幅変動に対する追従スピードが変わり、リダクションカーブが緩い所では速い振幅変動に追従できなくなる。
【００１１】
本発明では、従来の自動利得制御回路で問題となるこのような課題を考慮し、受信したＲＦ信号の電波環境を判定する受信環境判定部を設け、周波数軸上で希望チャネルの隣接に妨害波があるときには、自動利得制御部の基準値を変化させることにより正確な振幅制御が可能となる。
【００１２】
また、トンネルやビル影など電波が届かないところを通過しながら信号を受信するときには、電波が届いている時の自動利得制御部のループフィルタ出力値を保持することにより、無信号状態から再度電波が受信できたときに同期時間が短くなる。
【００１３】
また、リダクションカーブが線形であるデジタル自動利得制御回路を用いることにより、どの受信信号レベルに対しても振幅変動に対する追従スピードは一定となることを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明は、受信したＲＦ信号から希望するチャネルを選局するチューナと、チューナの出力信号を帯域制限するフィルタと、フィルタの出力信号を一定レベルに保ち出力する可変利得増幅器と、可変利得増幅器の出力信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するＡＤ変換器と、ＡＤ変換器の出力信号を直交復調してベースバンドのＯＦＤＭ信号を出力する直交復調部と、直交復調部の出力信号であるベースバンドのＯＦＤＭ信号から周波数軸上で隣接にある妨害信号信号を除去する隣接妨害除去フィルタと、隣接妨害除去フィルタの出力信号を一定レベルに保つデジタル自動利得制御回路と、前記デジタル自動利得制御回路の出力信号をフーリエ変換して周波数領域のＯＦＤＭ信号を出力するフーリエ変換部と、フーリエ変換部の出力信号である周波数領域のＯＦＤＭ信号を復号する復号部と、隣接妨害除去フィルタの出力信号と前記受信環境判定部から前記可変利得増幅器を制御する信号を生成する自動利得制御部とを備えたことを特徴とする自動利得制御回路である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における自動利得制御回路のブロック構成図である。図１において、１はＲＦ信号を受信するアンテナ、２は受信したＲＦ信号から希望するチャネルを選局するチューナ、３はチューナの出力信号を帯域制限するフィルタ、４は信号レベルを一定にする可変利得増幅器、５は可変利得増幅器の出力信号をデジタル信号に変換するＡＤコンバータ、６はベースバンドのＯＦＤＭ信号に変換する直交復調部、７は周波数領域のＯＦＤＭ信号に変換するフーリエ変換部、８は周波数領域のＯＦＤＭ信号を復号する復号部、９は受信した信号の電波環境を判定する受信環境判定部、１０はベースバンドのＯＦＤＭ信号と受信環境判定部の出力信号から可変利得増幅器を制御する信号を生成する自動利得制御部である。
【００１７】
以上のように構成された自動利得制御回路について、以下、その動作を述べる。まず、アンテナ１で受信されたＯＦＤＭ変調波のＲＦ信号はチューナ２により希望するチャネルを選局されＩＦ信号に変換される。そして、そのＩＦ信号はフィルタ３のより帯域外のノイズが除去され、可変利得増幅器４で最適な値に振幅制御され、ＡＤコンバータ５によりデジタル信号に変換された後、直交復調部６に入力されベースバンドのＯＦＤＭ信号に変換される。そのベースバンドのＯＦＤＭ信号はフーリエ変換部７で周波数領域のＯＦＤＭ信号に変換され、復号部８で復号されて受信データとなる。
【００１８】
一方、受信した信号の電波環境を受信環境判定部９で判定し、その情報をもとに自動利得制御部１０で可変利得増幅器４を制御する信号を生成し、最適な振幅制御が実現される。
【００１９】
次に、自動利得制御部１０について、その動作を説明する。図２において、ベースバンドのＯＦＤＭ信号の信号レベルをレベル検出器１１で検出され、その検出結果を平均回路１２で平均され、基準値設定器１３との差分を減算器１４で計算しループフィルタ１５で平滑化し可変利得増幅器４を制御する信号を生成する。また、受信環境判定部９からの受信環境情報から基準値設定器１３の基準値を可変したり、ループフィルタ１５の出力信号を保持したりする。
【００２０】
ここで、受信環境判定部９からの受信環境情報により、ループフィルタ１５の出力信号を保持したり、自動利得制御部１０の基準値設定器１３の基準値を可変にする動作について説明する。
【００２１】
まず、ループフィルタ１５の出力信号を保持する場合について説明する。トンネルやビル影など電波が届かないところを通過するときは可変利得増幅器４を制御する自動利得制御部１０の出力信号は急激に変化し、電波が届くようになったときに自動利得制御を再動作することになり、復号部８で受信データが再出力されるのには時間がかかる。従って、自動利得制御部１０の出力信号が急激に変化したときはその直前の電波が届いているときの可変利得増幅器４の制御信号を保持することにより、再び電波が届くようになったときに復号部８で受信データを早く出力できる。
【００２２】
また、図３のようなに１チャネルでｎセグメントを連結送信されているときで、そのチャネル内で連結送信されている各セグメントを切り替えて選局されたとき、例えば、図３でセグメント１からセグメント２に切り替えたときは、チャネル内でのセグメントの信号レベルは同じなので、可変利得増幅器４の制御信号を保持することにより復号部８で受信データを早く出力できる。連結送信されているチャネル内で各セグメント間で切り替わったかどうかは、チューナ２の選局情報から判定する。
【００２３】
次に、自動利得制御部１０の基準値設定器１３の基準値を可変する場合について説明する。チューナ２の選局情報をもとに受信環境判定部９で周波数軸上の隣接に妨害信号があるかどうかを判断し自動利得制御部１０の基準値設定器１３の基準値を妨害信号も加味した値に変化させることにより、より正確な振幅制御が可能となる。基準値の変化量は復号部８の復号エラーをモニタしながら決めても良い。
【００２４】
また、フーリエ変換７の出力信号である周波数領域のＯＦＤＭ信号から周波数軸上で隣接に妨害信号があるかどうかの判断とその妨害信号の大きさを測定し、自動利得制御部１０の基準値設定器１３の基準値を妨害信号も加味した値に変化させることにより、より正確な振幅制御が可能となる。ここで、図４は、下隣接にＮＴＳＣ信号の音声信号があり、帯域外のノイズを除去するフィルタ３では完全に除去できず、ベースバンドのＯＦＤＭ信号に隣接の妨害信号として残っており、それがフーリエ変換７の出力信号である周波数領域のＯＦＤＭ信号で確認できる例で、そのフーリエ変換の出力信号レベルから隣接の妨害信号レベルを判定し自動利得制御部１０の基準値設定器１３の値を変化させる。
【００２５】
また、図５は、連結送信されたＯＦＤＭ信号を受信するときに帯域外のノイズを除去するフィルタ３では隣のセグメントを完全に除去できず、ベースバンドのＯＦＤＭ信号に隣接の妨害信号として残っており、それがフーリエ変換部７の出力信号である周波数領域のＯＦＤＭ信号で確認できる例で、フィルタ３の周波数特性から連結送信されている隣のセグメントの漏れ量を判定し自動利得制御部１０の基準値設定器１３の値を変化させる。ここでは連結送信の例であるが部分受信の場合でも良い。
【００２６】
以上のように、本実施の形態の構成によれば、連結送信での受信や部分受信や隣接チャネル妨害など周波数軸上で希望チャネルの隣接に妨害波があるときに、ＢＰＦやＬＰＦなどでは完全に妨害波を除去できない場合でも、自動利得制御部の基準値設定器の基準値を妨害信号も加味した値に変更することで正確な振幅制御ができる。
【００２７】
また、トンネルやビル影など電波が届かないところを通過しながら信号を受信するときでも、自動利得制御部の出力信号を電波が届いているときの制御信号を保持することにより同期時間が短くなり復号部８で受信データを早く出力できる。
【００２８】
また、連結送信されているチャネル内でセグメントを切り替えたときに、自動利得制御部が可変利得増幅器の制御信号を保持することにより同期時間が短くなり復号部８で受信データを早く出力できる。
【００２９】
なお、上記実施の形態１では、自動利得制御部１０は直交復調部６の出力信号を用いたがＡＤコンバータ５の出力信号を用いても良い。
【００３０】
（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２における自動利得制御回路のブロック構成図である。図２において、１はＲＦ信号を受信するアンテナ、２は受信したＲＦ信号から希望するチャネルを選局するチューナ、３はチューナの出力信号を帯域制限するフィルタ、４は信号レベルを一定にする可変利得増幅器、５は可変利得増幅器の出力信号をデジタル信号に変換するＡＤコンバータ、６はベースバンドのＯＦＤＭ信号に変換する直交復調部、２１は隣接にある妨害信号を除去する隣接妨害除去フィルタ、２２はベースバンドのＯＦＤＭ信号を一定の振幅に制御するデジタル自動利得制御回路、７は周波数領域のＯＦＤＭ信号に変換するフーリエ変換部、８は周波数領域のＯＦＤＭ信号を復号する復号部、９は受信した信号の電波環境を判定する受信環境判定部、１０はベースバンドのＯＦＤＭ信号と受信環境判定部の出力信号から可変利得増幅器を制御する信号を生成する自動利得制御部である。
【００３１】
以上のように構成された自動利得制御回路について、以下、その動作を述べる。まず、アンテナ１で受信されたＯＦＤＭ変調波のＲＦ信号はチューナ２により希望するチャネルを選局されＩＦ信号に変換される。そして、そのＩＦ信号はフィルタ３のより帯域外のノイズが除去され、可変利得増幅器４で最適な値に振幅制御され、ＡＤコンバータ５によりデジタル信号に変換された後、直交復調部６に入力されベースバンドのＯＦＤＭ信号に変換される。そのベースバンドのＯＦＤＭ信号は隣接妨害除去フィルタ２１により周波数軸上で隣接にある妨害信号を除去され、デジタル自動利得制御回路２２で最適な値に振幅制御される。そして、フーリエ変換部７で周波数領域のＯＦＤＭ信号に変換され、復号部８で復号されて受信データとなる。
【００３２】
一方、受信した信号の電波環境を受信環境判定部９で判定し、その情報をもとに自動利得制御部１０で可変利得増幅器４を制御する信号を生成し、最適な振幅制御が実現される。
【００３３】
ここで、受信環境判定部９と自動利得制御部１０の動作については、実施の形態１で説明したので省略する。
【００３４】
隣接妨害除去フィルタ２１は、デジタル回路で実現されるので、アナログデバイス特有の温度特性によるフィルタの周波数特性の変化がなく、また、ベースバンド帯域でフィルタを実現するので周波数特性を急峻に実現することができ、アナログデバイスであるフィルタ３では完全に除去できなかった隣接の妨害信号を除去することができ、ほぼ希望信号のみを後段に出力することができる。
【００３５】
デジタル自動利得制御回路２２について、その動作を説明する。図７において、隣接妨害除去フィルタ２１の出力信号であるベースバンドのＯＦＤＭ信号の信号レベルをレベル検出器３１で検出され、その検出結果を平均回路３２で平均され、基準値設定器３３との差分を減算器３４で計算して誤差情報を生成し、ループフィルタ３５で平滑化され、乗算器３６で誤差情報をもとに基準値設定器３３の設定値と同じ振幅値になるように制御される。
【００３６】
このデジタル自動利得制御回路２２では、隣接妨害除去フィルタ２１の出力信号を用いてベースバンドのＯＦＤＭ信号を振幅制御するので、より最適な振幅値のＯＦＤＭ信号を後段に出力することができる。また、アナログデバイスである可変利得増幅器４のゲインリダクションカーブは、一般的に図８のように線形となっておらず、入力信号レベルによって振幅変動に対する追従スピードが変化してしまうが、デジタル利得制御回路２２では線形動作することが可能であるので、どの入力信号レベルに対しても振幅変動に対する追従スピードを一定にすることができる。
【００３７】
以上のように、本実施の形態の構成によれば、隣接妨害除去フィルタがデジタル回路で実現され、アナログデバイス特有の温度特性によるフィルタの周波数特性の変化がなく、また、ベースバンド帯域でフィルタを実現するので周波数特性を急峻に実現することができ、アナログデバイスであるフィルタ３では完全に除去できなかった隣接の妨害信号を除去することができ、ほぼ希望信号のみを後段に出力することができ、デジタル自動利得制御回路でより最適な振幅制御が可能となる。
【００３８】
また、デジタル自動利得制御回路では入力信号レベルに対して線形動作することが可能であるので、どの入力信号レベルに対しても振幅変動に対する追従スピードを一定にすることが可能となる。
【００３９】
なお、上記実施の形態２では、自動利得制御部１０は隣接妨害除去フィルタ２１の出力信号を用いたがＡＤコンバータ５や直交復調部６の出力信号を用いても良い。
【００４０】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明は、連結送信での受信や部分受信や隣接チャネル妨害など周波数軸上で希望チャネルの隣接に妨害波があるときに、ＢＰＦやＬＰＦなどでは完全に妨害波を除去できない場合でも、自動利得制御部の基準値設定器の基準値を妨害信号も加味した値に変更することで正確な振幅制御ができる。
【００４１】
また、トンネルやビル影など電波が届かないところを通過しながら信号を受信するときでも、自動利得制御部の出力信号を電波が届いているときの制御信号を保持することにより同期時間が短くなり復号部８で受信データを早く出力できる。
【００４２】
また、連結送信されているチャネル内でセグメントを切り替えたときに、自動利得制御部が可変利得増幅器の制御信号を保持することにより同期時間が短くなり復号部８で受信データを早く出力できる。
【００４３】
また、隣接妨害除去フィルタがデジタル回路で実現され、アナログデバイス特有の温度特性によるフィルタの周波数特性の変化がなく、また、ベースバンド帯域でフィルタを実現するので周波数特性を急峻に実現することができ、アナログデバイスであるフィルタ３では完全に除去できなかった隣接の妨害信号を除去することができ、ほぼ希望信号のみを後段に出力することができ、デジタル自動利得制御回路でより最適な振幅制御ができる。
【００４４】
また、デジタル自動利得制御回路では入力信号レベルに対して線形動作することが可能であるので、どの入力信号レベルに対しても振幅変動に対する追従スピードを一定にすることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による自動利得制御回路のブロック図
【図２】本発明の実施の形態１、２における自動利得制御部のブロック図
【図３】本発明の実施の形態１における連結送信されたＯＦＤＭ信号のスペクトル図
【図４】本発明の実施の形態１における下隣接にＮＴＳＣ信号があるときのスペクトル図
【図５】本発明の実施の形態１における連結送信されたＯＦＤＭ信号がフィルタを通過したスペクトル図
【図６】本発明の実施の形態２による自動利得制御回路のブロック図
【図７】本発明の実施の形態２におけるデジタル自動利得制御回路のブロック図
【図８】本発明の実施の形態２における可変利得増幅器のゲインリダクションカーブの図
【図９】従来例における自動利得制御回路のブロック図
【符号の説明】
１ アンテナ
２ チューナ
３ フィルタ
４ 可変利得増幅器
５，４５ ＡＤコンバータ
６ 直交復調部
７ フーリエ変換部
８ 復号部
９ 受信環境判定部
１０ 自動利得制御部
１１，３１ レベル検出器
１２，３２ 平均回路
１３，３３ 基準値設定器
１４，３４ 減算器
１５，３５ ループフィルタ
２１ 隣接妨害除去フィルタ
２２ デジタル自動利得制御回路
３６ 乗算器
４１ ＢＰＦ
４２ 周波数変換器
４３ ＡＧＣアンプ
４４，４７，４８ ＬＰＦ
４６ 直交検波器
４９ ＦＦＴ
５０ 等化回路
５１ ＤＥＭＵＸ
５２ ＡＧＣ回路
Claims (11)
- 受信された信号を一定レベルに保ち出力する可変利得増幅器と前記可変利得増幅器の出力信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するＡＤ変換器と
受信した信号の電波環境を判定する受信環境判定部と
前記ＡＤ変換器の出力信号であるデジタル信号と前記受信環境判定部の出力信号から前記可変利得増幅器を制御する信号を生成する自動利得制御部とを備え、
周波数軸上で隣接に妨害信号があるときに前記受信環境判定部からの受信環境情報を用いて前記可変利得増幅器を制御する前記自動利得制御部の出力信号を変化させ前記可変利得増幅器の出力信号の振幅レベルを妨害信号が無い場合と比べ変化させることを特徴とする自動利得制御回路。 - 受信された信号を一定レベルに保ち出力する可変利得増幅器と前記可変利得増幅器の出力信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するＡＤ変換器と
前記ＡＤ変換器の出力信号であるデジタル信号から周波数軸上で隣接にある妨害信号を除去する隣接妨害除去フィルタと
前記隣接妨害除去フィルタの出力信号を一定レベルに保つデジタル自動利得制御回路と
受信した信号の電波環境を判定する受信環境判定部と
前記隣接妨害除去フィルタの出力信号と前記受信環境判定部の出力信号から前記可変利得増幅器を制御する信号を生成する自動利得制御部とを備え、
周波数軸上で隣接に妨害信号があるときに前記受信環境判定部からの受信環境情報を用いて前記可変利得増幅器を制御する前記自動利得制御部の出力信号を変化させ前記可変利得増幅器の出力信号の振幅レベルを妨害信号が無い場合と比べ変化させ、また、前記隣接妨害除去フィルタで帯域制限してから前記デジタル自動利得制御回路で振幅を一定に保つことでより正確な受信信号の振幅レベル制御が可能となることを特徴とする自動利得制御回路。 - 直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号を受信するＯＦＤＭ受信装置において
受信したＲＦ信号から希望するチャネルを選局するチューナと
前記チューナの出力信号を帯域制限するフィルタと
前記フィルタの出力信号を一定レベルに保ち出力する可変利得増幅器と
前記可変利得増幅器の出力信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するＡＤ変換器と
前記ＡＤ変換器の出力信号を直交復調してベースバンドのＯＦＤＭ信号を出力する直交復調部と
前記直交復調部の出力信号であるベースバンドのＯＦＤＭ信号をフーリエ変換して周波数領域のＯＦＤＭ信号を出力するフーリエ変換部と
前記フーリエ変換部の出力信号である周波数領域のＯＦＤＭ信号を復号する復号部と
受信したＲＦ信号の電波環境を判定する受信環境判定部と
前記直交復調部の出力信号と前記受信環境判定部の出力信号から前記可変利得増幅器を制御する信号を生成する自動利得制御部とを備え、
周波数軸上で隣接に妨害信号があるときに前記受信環境判定部からの受信環境情報を用いて前記可変利得増幅器を制御する前記自動利得制御部の出力信号を変化させ前記可変利得増幅器の出力信号の振幅レベルを妨害信号が無い場合と比べ変化させることを特徴とする自動利得制御回路。 - 直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号を受信するＯＦＤＭ受信装置において
受信したＲＦ信号から希望するチャネルを選局するチューナと
前記チューナの出力信号を帯域制限するフィルタと
前記フィルタの出力信号を一定レベルに保ち出力する可変利得増幅器と
前記可変利得増幅器の出力信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するＡＤ変換器と
前記ＡＤ変換器の出力信号を直交復調してベースバンドのＯＦＤＭ信号を出力する直交復調部と
前記直交復調部の出力信号であるベースバンドのＯＦＤＭ信号から周波数軸上で隣接にある妨害信号信号を除去する隣接妨害除去フィルタと
前記隣接妨害除去フィルタの出力信号を一定レベルに保つデジタル自動利得制御回路と
前記デジタル自動利得制御回路の出力信号をフーリエ変換して周波数領域のＯＦＤＭ信号を出力するフーリエ変換部と
前記フーリエ変換部の出力信号である周波数領域のＯＦＤＭ信号を復号する復号部と
受信した信号の電波環境を判定する受信環境判定部と
前記隣接妨害除去フィルタの出力信号と前記受信環境判定部から前記可変利得増幅器を制御する信号を生成する自動利得制御部とを備え、
周波数軸上で隣接に妨害信号があるときに前記受信環境判定部からの受信環境情報を用いて前記可変利得増幅器を制御する前記自動利得制御部の出力信号を変化させ前記可変利得増幅器の出力信号の振幅レベルを妨害信号が無い場合と比べ変化させ、また、前記隣接妨害除去フィルタで帯域制限してから前記デジタル自動利得制御回路で振幅を一定に保つことでより正確な受信信号の振幅レベル制御が可能となることを特徴とする自動利得制御回路。 - 前記自動利得制御部は
前記ＡＤ変換器の出力信号であるデジタル信号の振幅値を算出するレベル検出器と
前記レベル検出器の出力信号を平均化する平均回路と
前記受信環境判定部の出力信号をもとに基準値が変化する基準値設定器と
前記平均回路の出力信号と基準値設定器の出力信号の差分を算出する減算器と前記減算器の出力信号を平滑化し、かつ、前記受信環境判定部の出力信号により出力値を保持するループフィルタとを備え、
周波数軸上で隣接に妨害信号があるときに前記受信環境判定部の出力信号をもとに前記基準設定回路の基準値を変化させて前記可変利得増幅器の出力信号の振幅レベルを変化させること、また、前記ループフィルタ出力値を保持することを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３または請求項４に記載の自動利得制御回路。 - 前記受信環境判定部は、急に受信信号が無くなったときに前記自動利得制御部のループフィルタ出力値を保持する信号を出力することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の自動利得制御回路。
- 前記受信環境判定部は、連結送信されている場合にその連結送信されているチャネル内でセグメントを切り替えたときに前記自動利得制御部のループフィルタ出力値を保持する信号を出力することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の自動利得制御回路。
- 前記受信環境判定部は、希望するチャネルを選局する選局情報から周波数軸上で隣接に妨害信号があるかを判断し前記自動利得制御部の基準値設定器の基準値を変化させることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の自動利得制御回路。
- 前記受信環境判定部は、前記フーリエ変換部の出力信号から周波数軸上で隣接に妨害信号があるかを判断し前記自動利得制御部の基準値設定器の基準値を変化させることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の自動利得制御回路。
- 前記受信環境判定部は、前記復号部での復号エラーをモニタしながら段階的に前記自動利得制御部の基準値設定器の基準値を変化させることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の自動利得制御回路。
- 前記受信環境判定部は、前記チューナの出力信号を帯域制限する前記フィルタの周波数特性から連結送信されている場合の隣接セグメント信号の漏れ量を判定し前記自動利得制御部の基準値設定器の基準値を変化させることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の自動利得制御回路。
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