JP2004134917A - Automatic gain control apparatus, wireless receiver, and automatic gain control method - Google Patents

Automatic gain control apparatus, wireless receiver, and automatic gain control method Download PDF

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JP2004134917A JP2002295645A JP2002295645A JP2004134917A JP 2004134917 A JP2004134917 A JP 2004134917A JP 2002295645 A JP2002295645 A JP 2002295645A JP 2002295645 A JP2002295645 A JP 2002295645A JP 2004134917 A JP2004134917 A JP 2004134917A
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Yasuhiro Adachi
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an automatic gain control apparatus capable of performing proper gain control even when clipping or underflow takes place in an analog / digital converter and quickly converging an output level to a target output digital signal level without causing a large transient response. <P>SOLUTION: A gain calculation section 108 estimates an average received signal level at the outside of a dynamic range of the analog/digital converter 102 on the basis of the number of clipping/underflow times within a prescribed period counted by a clipping count section 105 and an underflow count section 106 on the occurrence of the clipping/underflow and adjusts a gain of a variable gain amplifier 101 on the basis of the estimated level. Thus, the converging performance of the automatic gain control apparatus can be enhanced. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可変利得増幅器の利得を自動的に制御する自動利得制御装置、その自動利得制御装置を備える無線受信装置、及び自動利得制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、移動体通信システムにおける携帯電話機等の移動局やこの移動局と無線通信を行う基地局が備える無線受信装置では、受信アナログ信号から受信ディジタル信号を得る処理系に、受信アナログ信号を増幅してA/D変換器に出力する増幅器の利得を自動制御する自動利得制御装置を備え、A/D変換器が適切なレベルの受信アナログ信号から受信ディジタル信号を出力できるようにしている。この種の自動利得制御装置としては、例えば、特許文献1(自動利得制御回路)に開示されたものが知られている。
【0003】
図8は、従来の自動利得制御装置の構成例を示すブロック図である。以下、図8を参照して、無線受信装置にて用いられている従来の自動利得制御装置の動作概要を説明する。
【0004】
図8に示す自動利得制御装置800は、受信信号が入力される可変利得アンプ801と、可変利得アンプ801の出力を受けるA/D変換器802と、A/D変換器802の出力を受けるパワー検出部803と、パワー検出部803の出力を受けるクリッピング&アンダーフロー判定部804と、パワー検出部803の出力とクリッピング&アンダーフロー判定部804の出力とを受けて可変利得アンプ801の利得を制御する利得算出部805とを備えている。
【0005】
可変利得アンプ801に入力される受信信号は、無線受信装置における高周波(RF)段の出力信号(受信RF信号)、中間周波(IF)段の出力信号(受信IF信号)、復調段の出力信号(受信ベースバンド信号)のいずれかである。受信信号が受信RF信号または受信IF信号である場合には、可変利得アンプ801とA/D変換器802との間に、受信ベースバンド信号を得る直交検波回路が設けられる。
【0006】
つまり、A/D変換器802には、可変利得アンプ801から受信ベースバンド信号が入力される。ディジタル変換された受信ディジタル信号は、パワー検出部803に出力されるとともに、受信ディジタル信号を処理するディジタル信号処理回路に出力される。
【0007】
パワー検出部803は、A/D変換器802からの受信ディジタル信号から受信信号レベルを算出する。
【0008】
クリッピング&アンダーフロー判定部804は、パワー検出部803にて算出された受信信号レベルに基づき受信ディジタル信号がクリッピングを起こしているか否か、アンダーフローを起こしているか否かの判定を行い、そのクリッピング/アンダーフロー判定結果を利得算出部805に出力する。
【0009】
ここで、クリッピングとは、A/D変換器802に入力する受信ベースバンド信号がA/D変換器802のダイナミックレンジよりも大きいときに、A/D変換器802が出力する受信ディジタル信号が最大値に張り付いてしまう現象である。また、アンダーフローとは、A/D変換器802に入力する受信ベースバンド信号がA/D変換器802の分解能よりも小さいときに、A/D変換器802が出力する受信ディジタル信号が全て0になってしまう現象である。
【0010】
利得算出部805は、クリッピングもしくはアンダーフローが起こっていない場合には、A/D変換器802に入力する受信ベースバンド信号のレベルは、A/D変換器802のダイナミックレンジ内に入っているので、A/D変換器802が出力する受信ディジタル信号が目標出力ディジタル信号レベルに近いとみなし、低い利得感度で可変利得アンプ801を制御する。
【0011】
一方、利得算出部805は、クリッピングもしくはアンダーフローが起こっている場合には、A/D変換器802に入力する受信ベースバンド信号のレベルは、A/D変換器802のダイナミックレンジ外とみなし、高い利得感度で可変利得アンプ801を制御する。利得感度は、高いと収束時間を早め、低いとノイズや誤差などの外乱に強く、安定する。
【0012】
【特許文献1】
特開平5−41623号公報
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の自動利得制御装置では、A/D変換器のダイナミックレンジ外の信号レベルに関しては、クリッピングもしくはアンダーフローの影響で受信レベルの測定ができないので、適切な利得制御が行えず、増幅器の利得をA/D変換器の目標出力ディジタル信号レベルに収束させるのに時間がかかったり、大きな過渡応答を起こすことがある。
【0014】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、A/D変換器がクリッピングもしくはアンダーフローを起こしているときでも適切な利得制御が行え、大きな過渡応答を起こさずに目標出力ディジタル信号レベルに素早く収束させることができる自動利得制御装置、それを備えた無線受信装置及び自動利得制御方法を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明の自動利得制御装置は、利得制御可能な増幅手段と、前記増幅手段にて増幅された入力アナログ信号をディジタル信号に変換するA/D変換手段と、前記ディジタル信号に基づき前記A/D変換手段への入力アナログ信号レベルを算出するパワー検出手段と、前記パワー検出手段が算出した信号レベルをある一定区間平均する平均化手段と、前記平均化手段の出力に基づきクリッピングとアンダーフローの一方又は双方の発生有無を判定する判定手段と、前記パワー検出手段が算出した信号レベルに現れるクリッピングとアンダーフローの一方又は双方の発生回数を一定区間内カウントするカウント手段と、前記判定手段の判定結果が、クリッピングとアンダーフローの一方又は双方の発生無しを示すときは前記一定区間平均された信号レベルと目標アナログ信号レベルとの差を無くすように前記増幅手段の利得を制御し、クリッピングとアンダーフローの一方又は双方の発生有りを示すときは前記一定区間内にてカウントされたクリッピングとアンダーフローの一方又は双方の発生回数から平均信号レベルを推定しその推定平均信号レベルと目標アナログ信号レベルとの差を無くすように前記増幅手段の利得を制御する制御手段と、を具備する構成を採る。
【0016】
この構成によれば、A/D変換手段のクリッピング・アンダーフロー発生有無を判定し、クリッピング・アンダーフローが発生している場合には、一定区間におけるクリッピング・アンダーフロー発生回数から平均信号レベルを推定し、それに応じて増幅手段の利得を適切に制御することができる。したがって、増幅手段の利得をより早く適正値に収束させることができる。
【0017】
本発明の自動利得制御装置は、利得制御可能な増幅手段と、前記増幅手段にて増幅された入力アナログ信号をディジタル信号に変換するA/D変換手段と、前記ディジタル信号に基づき前記A/D変換手段への入力アナログ信号レベルを算出するパワー検出手段と、前記パワー検出手段が算出した信号レベルに現れるクリッピングとアンダーフローの一方又は双方の発生回数を一定区間内カウントするカウント手段と、前記カウント手段が出力する前記一定区間内にてカウントされたクリッピングとアンダーフローの一方又は双方の発生回数から平均信号レベルを推定しその推定平均信号レベルと目標アナログ信号レベルとの差を無くすように前記増幅手段の利得を制御する制御手段と、を具備する構成を採る。
【0018】
この構成によれば、A/D変換手段にクリッピング・アンダーフローが発生している場合には、一定区間におけるクリッピング・アンダーフロー発生回数から平均信号レベルを推定し、それに応じて増幅手段の利得を適切に制御することができる。したがって、増幅手段の利得をより早く適正値に収束させることができる。
【0019】
本発明の自動利得制御装置は、上記の発明において、前記クリッピングとアンダーフローの一方又は双方の一定区間内での発生回数をカウントするカウント手段に代えて、クリッピングとアンダーフローの一方又は双方の連続発生回数をカウントするカウント手段、を具備する構成を採る。
【0020】
この構成によれば、A/D変換手段のクリッピング・アンダーフロー発生時では、クリッピング・アンダーフロー連続発生回数から平均信号レベルを推定し、それに応じて増幅手段の利得を適切に制御することができる。したがって、増幅手段の利得をより早く適正値に収束させることができる。
【0021】
本発明の自動利得制御装置は、上記の発明において、前記カウント手段と前記制御手段との間に、前記カウント手段の出力である前記クリッピングとアンダーフローの一方又は双方の一定区間内での発生回数ないしは連続発生回数と平均入力アナログ信号レベルとが1対1対応で設定される変換テーブルが設けられ、前記制御手段は、前記推定平均信号レベルを前記変換テーブルから取得する構成を採る。
【0022】
この構成によれば、クリッピング・アンダーフローの一定期間内での発生回数またはクリッピング・アンダーフロー連続発生回数から推定平均信号レベルを算出する計算を簡略化できる。
【0023】
本発明の無線受信装置は、無線受信された受信アナログ信号を増幅してディジタル信号を生成する処理系に、受信アナログ信号を増幅してA/D変換手段に出力する増幅手段の利得を自動制御する自動利得制御装置として、上記の発明によるいずれかの自動利得制御装置、を具備する構成を採る。
【0024】
この構成によれば、フェージングなどのレベル変動のある環境下においても、より高い性能の自動利得制御が行える無線受信装置が得られる。
【0025】
本発明の自動利得制御方法は、入力アナログ信号を増幅する増幅器の利得を制御する自動利得制御方法であって、前記増幅器の出力を受けるA/D変換器にクリッピングとアンダーフローの一方又は双方が発生しているとき、ある一定区間内でカウントしたクリッピングとアンダーフローの一方又は双方の発生回数からA/D変換器の平均入力アナログ信号レベルを推定し、推定したA/D変換器の平均入力アナログ信号レベルと目標アナログ信号レベルとの差を無くすように前記増幅器の利得を制御するようにした。
【0026】
この方法によれば、A/D変換器のクリッピング・アンダーフロー発生時では、一定区間におけるクリッピング・アンダーフロー回数から平均信号レベルを推定し、それに応じて増幅器の利得を適切に制御することができる。したがって、増幅器の利得をより早く適正値に収束させることができる。
【0027】
本発明の自動利得制御方法は、入力アナログ信号を増幅する増幅器の利得を制御する自動利得制御方法であって、前記増幅器の出力を受けるA/D変換器にクリッピングとアンダーフローの一方又は双方が発生しているとき、連続してカウントしたクリッピングとアンダーフローの一方又は双方の連続発生回数からA/D変換器の平均入力アナログ信号レベルを推定し、推定したA/D変換器の平均入力アナログ信号レベルと目標アナログ信号レベルとの差を無くすように前記増幅器の利得を制御するようにした。
【0028】
この方法によれば、A/D変換器のクリッピング・アンダーフロー発生時では、クリッピング・アンダーフロー連続発生回数から平均信号レベルを推定し、それに応じて増幅器の利得を適切に制御することができる。したがって、増幅器の利得をより早く適正値に収束させることができる。
【0029】
本発明の自動利得制御方法は、上記の発明において、前記A/D変換器の平均入力アナログ信号レベルは、前記クリッピングとアンダーフローの一方又は双方の一定区間内での発生回数ないしは連続発生回数と平均入力アナログ信号レベルとが1対1対応で設定される変換テーブルを用いて推定するようにした。
【0030】
この方法によれば、クリッピング・アンダーフロー回数またはクリッピング・アンダーフロー連続発生回数から推定平均信号レベルを算出する計算を簡略化できる。
【0031】
【発明の実施の形態】
本発明の骨子は、検出できる信号レベルのダイナミックレンジを広げることにより、自動利得制御の収束性能の改善を図ることである。
【0032】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【0033】
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る自動利得制御装置の構成を示すブロック図である。
【0034】
図1に示す自動利得制御装置100は、受信信号が入力される可変利得アンプ101と、可変利得アンプ101の出力を受けるA/D変換器102と、A/D変換器102の出力を受けるパワー検出部103と、パワー検出部103の出力を受ける平均化部104,クリッピングカウント部105及びアンダーフローカウント部106と、平均化部104の出力を受けるクリッピング&アンダーフロー判定部107と、クリッピングカウント部105,アンダーフローカウント部106及びクリッピング&アンダーフロー判定部107の各出力を受けて可変利得アンプ101の利得を制御する利得算出部108とを備えている。
【0035】
可変利得アンプ101に入力される受信信号は、無線受信装置における高周波(RF)段の出力信号(受信RF信号)、中間周波(IF)段の出力信号(受信IF信号)、復調段の出力信号(受信ベースバンド信号)のいずれかである。受信信号が受信RF信号または受信IF信号である場合には、可変利得アンプ101とA/D変換器102との間に、受信ベースバンド信号を得る直交検波回路が設けられる。
【0036】
つまり、A/D変換器102には、可変利得アンプ101から受信ベースバンド信号が入力される。ディジタル変換された受信ディジタル信号は、パワー検出部103に出力されるとともに、無線受信装置内のディジタル信号処理回路に出力される。
【0037】
パワー検出部103は、A/D変換器102からの受信ディジタル信号から受信信号レベルを算出する。
【0038】
平均化部104は、パワー検出部103にて算出された受信信号レベルを一定区間平均化し、その平均化した平均受信信号レベルをクリッピング&アンダーフロー判定部107に出力する。
【0039】
クリッピング&アンダーフロー判定部107は、平均化部104からの平均受信信号レベルに基づきA/D変換器102が出力する受信ディジタル信号がクリッピングを起こしているか否か、アンダーフローを起こしているか否かの判定を行い、そのクリッピング/アンダーフロー判定結果を平均受信信号レベルと共に利得算出部108に出力する。
【0040】
クリッピングカウント部105は、パワー検出部103にて算出された受信信号レベルのクリッピング数を一定区間内カウントし、その一定区間内カウントしたクリッピング数を利得算出部108に出力する。
【0041】
アンダーフローカウント部106は、パワー検出部103にて算出された受信信号レベルのアンダーフロー数を一定区間内カウントし、その一定区間内カウントしたアンダーフロー数を利得算出部108に出力する。
【0042】
利得算出部108は、平均受信信号レベルとクリッピング数とアンダーフロー数とクリッピング/アンダーフロー判定結果とから可変利得アンプ101の利得を決定し、その決定した利得を可変利得アンプ101の利得制御端に出力する。
【0043】
次いで、上記構成を有する自動利得制御装置の動作を説明する。図1において、受信信号が受信RF信号または受信IF信号である場合は、当該受信信号は、可変利得アンプ101にて増幅され、図示しない直交検波回路で受信ベースバンド信号に変換され、A/D変換器102に入力され、受信ディジタル信号に変換される。また、受信信号が受信ベースバンド信号である場合は、当該受信信号は、可変利得アンプ101にて増幅され、直接A/D変換器102に入力され、受信ディジタル信号に変換される。
【0044】
このとき、A/D変換器102に入力される受信ベースバンド信号の振幅が大き過ぎると、A/D変換器102ではクリッピングを起こす。つまり、A/D変換器102では、入力信号が大き過ぎるときは、出力できるディジタル信号の最大値が出力される。また、A/D変換器102に入力される受信ベースバンド信号の振幅が小さ過ぎると、A/D変換器102ではアンダーフローを起こす。つまり、A/D変換器102では、入力信号が分解能以下であるときは、出力できるディジタル信号の最小値0が出力される。
【0045】
そこで、本実施の形態1では、A/D変換器102に入力される受信ベースバンド信号がクリッピングやアンダーフローを起こすA/D変換器102のダイナミックレンジ外の信号レベルであっても可変利得アンプ101の利得を適切に調整する制御が次のようにして行われる。
【0046】
即ち、A/D変換器102が出力する受信ディジタル信号は、平均化部104にて一定区間平均される。その平均受信信号レベルから、クリッピング&アンダーフロー判定部107にてクリッピング&アンダーフローを起こしているか否かが判定される。
【0047】
また、A/D変換器102が出力する受信ディジタル信号を受けて、クリッピングカウント部105では、一定区間でのクリッピング数がカウントされ、アンダーフローカウント部106では、一定区間でのアンダーフロー数がカウントされる。
【0048】
利得算出部108では、受信ベースバンド信号がクリッピング/アンダーフローを起こしていない場合には、平均受信信号レベルと目標受信信号レベルの差を無くすように可変利得アンプ101の利得が調整される。
【0049】
また、利得算出部108では、受信ベースバンド信号がクリッピングを起こしている場合には、クリッピングカウント部105のクリッピング数に基づきA/D変換器102のダイナミックレンジ外における平均受信信号レベルを推定し、目標受信信号レベルとの差を無くすように可変利得アンプ101の利得が調整される。
【0050】
さらに、利得算出部108では、受信ベースバンド信号がアンダーフローを起こしている場合には、アンダーフローカウント部106のアンダーフロー数に基づきA/D変換器102のダイナミックレンジ外における平均受信信号レベルを推定し、目標受信信号レベルとの差を無くすように可変利得アンプ101の利得が調整される。
【0051】
ここで、図2は、図1に示すA/D変換器102におけるサンプリングと信号レベル算出方法を説明する図である。図2おいて、横方向に一定間隔で並ぶ黒丸●は、サンプリングポイントである。A/D変換器102のダイナミックレンジ201を超える区間202,203では、クリッピングが発生している。また、サンプリングポイントの平均レベル204と、クリッピングが発生していない場合での平均受信信号レベル205と、クリッピング発生回数から推定した平均受信信号レベル206とが示されている。
【0052】
本実施の形態1では、図2に示すように、A/D変換器102がクリッピングやアンダーフローを起こしているときには、一定区間におけるクリッピング数/アンダーフロー数に基づきA/D変換器102のダイナミックレンジ外での平均受信信号レベルを推定によって得ることができる。
【0053】
これによって、より広い範囲の平均受信信号レベルを算出することが可能となる。その結果、A/D変換器102に入力される受信ベースバンド信号が、A/D変換器102のダイナミックレンジ外となる場合でも、目標受信レベルに到達するように、可変利得アンプ101の利得を適切に調整することができる。
【0054】
このように、本実施の形態1によれば、自動利得制御を行う際に、平均受信信号レベルをより広い範囲で推定できるので、可変利得アンプの利得を、大きな過渡応答を示すことなく、目標出力ディジタル信号レベルに素早く収束させる高い収束性能が得られる。
【0055】
(実施の形態2)
図3は、本発明の実施の形態2に係る自動利得制御装置の構成を示すブロック図である。なお、図3では、実施の形態1(図1)にて示した構成と同一ないしは同等である構成については、同一の符号が付されている。ここでは、実施の形態2に関わる部分を中心に説明する。
【0056】
図3に示すように、本実施の形態2に係る自動利得制御装置300では、実施の形態1(図1)にて示した構成において、クリッピングカウント部105に代えて連続クリッピング数カウント部309が設けられ、アンダーフローカウント部106に代えて連続アンダーフロー数カウント部310が設けられている。
【0057】
連続クリッピング数カウント部309は、パワー検出部103からの受信信号レベルにおける連続クリッピング数をカウントする。連続アンダーフロー数カウント部310は、パワー検出部103からの受信信号レベルにおける連続アンダーフロー数をカウントする。
【0058】
利得算出部108では、受信ベースバンド信号がクリッピングやアンダーフローを起こしていない場合には、平均受信信号レベルと目標受信信号レベルの差を無くすよう可変利得アンプ101の利得が調整される。
【0059】
また、利得算出部108では、受信ベースバンド信号がクリッピングを起こしている場合には、連続クリッピング数カウント部309の連続クリッピング数から平均受信信号レベルを推定し目標受信信号レベルとの差を無くすよう可変利得アンプ101の利得が調整される。
【0060】
さらに、利得算出部108では、受信ベースバンド信号がアンダーフローを起こしている場合には、連続アンダーフロー数カウント部310の連続アンダーフロー数から平均受信信号レベルを推定し目標受信信号レベルとの差を無くすよう可変利得アンプ101の利得が調整される。
【0061】
したがって、本実施の形態2によれば、実施の形態1と同様の作用効果を得ることができる。
【0062】
(実施の形態3)
図4は、本発明の実施の形態3に係る自動利得制御装置の構成を示すブロック図である。なお、図4では、実施の形態1(図1)にて示した構成と同一ないしは同等である構成については、同一の符号が付されている。ここでは、実施の形態3に関わる部分を中心に説明する。
【0063】
図4に示すように、本実施の形態3に係る自動利得制御装置400では、実施の形態1(図1)にて示した構成において、クリッピングカウント部105及びアンダーフローカウント部106と利得算出部108との間に、変換テーブル411が設けられている。
【0064】
変換テーブル411は、予めクリッピング数/アンダーフロー数とそれに対応する推定平均受信信号レベルとが格納されている。即ち、変換テーブル411は、クリッピングカウント部105及びアンダーフローカウント部106の出力を受けて、クリッピング数/アンダーフロー数を推定平均受信信号レベルに変換して利得算出部108に与える。
【0065】
これによって、利得算出部108では、クリッピング数/アンダーフロー数から推定平均受信信号レベルを算出する処理が不要となる。したがって、本実施の形態3によれば、実施の形態1に比べて処理を簡略化することができる。
【0066】
(実施の形態4)
図5は、本発明の実施の形態4に係る自動利得制御装置の構成を示すブロック図である。なお、図5では、実施の形態2(図3)にて示した構成と同一ないしは同等である構成については、同一の符号が付されている。ここでは、実施の形態4に関わる部分を中心に説明する。
【0067】
図5に示すように、本実施の形態4に係る自動利得制御装置500では、実施の形態2(図3)にて示した構成において、連続クリッピング数カウント部309及び連続アンダーフロー数カウント部310と利得算出部108との間に変換テーブル511が設けられている。
【0068】
変換テーブル511には、予め連続クリッピング数/連続アンダーフロー数とそれに対応する推定平均受信信号レベルが格納されている。即ち、変換テーブル511は、連続クリッピング数カウント部309及び連続アンダーフロー数カウント部310の出力を受けて、連続クリッピング数/連続アンダーフロー数を推定平均受信信号レベルに変換して利得算出部108に与える。
【0069】
これによって、利得算出部108で、連続クリッピング数/連続アンダーフロー数から推定平均受信信号レベルを算出する処理が不要となる。したがって、本実施の形態4によれば、実施の形態2に比べて処理を簡略化することができる。
【0070】
(実施の形態5)
図6は、本発明の実施の形態5に係る自動利得制御装置の構成を示すブロック図である。なお、図6では、実施の形態1(図1)にて示した構成と同一ないしは同等である構成については、同一の符号が付されている。ここでは、実施の形態5に関わる部分を中心に説明する。
【0071】
図6に示すように、本実施の形態5に係る自動利得制御装置600では、実施の形態1(図1)にて示した平均化部104とクリッピング&アンダーフロー判定部107とが削除されている。
【0072】
即ち、利得算出部108は、クリッピングカウント部105及びアンダーフローカウント部106からのクリッピング回数及びアンダーフロー回数によって全ての平均受信信号レベルを推定する。
【0073】
このように、本実施の形態5によれば、実施の形態1に比べて受信信号レベルを平均化する処理を簡略化することができる。なお、実施の形態1への適用例を示したが、実施の形態2にも同様に適用することができ、同様の効果が得られる。
【0074】
(実施の形態6)
図7は、本発明の実施の形態6に係る無線受信装置の構成を示すブロック図である。図7に示す無線受信装置は、受信アンテナ712の受信RF信号を受ける受信部713と装置内のディジタル信号処理回路との間に、自動利得制御装置714を備えている。
【0075】
図7において、受信アンテナ712は、所望周波数のRF信号を受信する。受信部713は、受信アンテナ712で受信したRF信号をIF信号やベースバンド信号に変換することや妨害波をフィルタリングすることなどを行う。
【0076】
自動利得制御装置714は、上記実施の形態1〜5で説明した自動利得制御装置のいずれかであり、受信部713から出力されるRF信号又はIF信号又はベースバンド信号を所望レベルのディジタル信号に変換して、装置内のディジタル信号処理回路に出力する。
【0077】
このような構成によれば、フェージングなどのレベル変動がある環境でも、より高い性能の自動利得制御が行える無線受信装置が得られる。
【0078】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、A/D変換器がクリッピングもしくはアンダーフローを起こしているときでも適切な利得制御が行えるので、増幅器の利得を、大きな過渡応答を起こさずに目標出力ディジタル信号レベルに素早く収束させることができる。したがって、レベル変動のある環境でも、より高い性能の自動利得制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係る自動利得制御装置の構成を示すブロック図
【図2】図1に示すA/D変換器におけるサンプリングと信号レベル算出方法を説明した図
【図3】本発明の実施の形態2に係る自動利得制御装置の構成を示すブロック図
【図4】本発明の実施の形態3に係る自動利得制御装置の構成を示すブロック図
【図5】本発明の実施の形態4に係る自動利得制御装置の構成を示すブロック図
【図6】本発明の実施の形態5に係る自動利得制御装置の構成を示すブロック図
【図7】本発明の実施の形態6に係る無線受信装置の構成を示すブロック図
【図8】従来の自動利得制御装置の構成例を示すブロック図
【符号の説明】
100,300,400,500,600,714 自動利得制御装置
101 可変利得アンプ
102 A/D変換器
103 パワー検出部
104 平均化部
105 クリッピングカウント部
106 アンダーフローカウント部
107 クリッピング&アンダーフロー判定部
108 利得算出部
309 連続クリッピング数カウント部
310 連続アンダーフロー数カウント部
411,511 変換テーブル
712 受信アンテナ
713 受信部
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an automatic gain control device that automatically controls the gain of a variable gain amplifier, a radio receiving device including the automatic gain control device, and an automatic gain control method.
[0002]
[Prior art]
For example, in a mobile station such as a mobile phone in a mobile communication system or a wireless receiving device provided in a base station that performs wireless communication with the mobile station, a processing system that obtains a received digital signal from a received analog signal amplifies the received analog signal. And an automatic gain control device for automatically controlling the gain of the amplifier output to the A / D converter so that the A / D converter can output a received digital signal from a received analog signal of an appropriate level. As this type of automatic gain control device, for example, one disclosed in Patent Document 1 (automatic gain control circuit) is known.
[0003]
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration example of a conventional automatic gain control device. Hereinafter, the operation of the conventional automatic gain control device used in the wireless receiving device will be described with reference to FIG.
[0004]
An automatic gain control device 800 shown in FIG. 8 includes a variable gain amplifier 801 to which a received signal is input, an A / D converter 802 receiving an output of the variable gain amplifier 801, and a power receiving an output of the A / D converter 802. Detecting section 803, clipping & underflow determining section 804 receiving the output of power detecting section 803, and controlling the gain of variable gain amplifier 801 by receiving the output of power detecting section 803 and the output of clipping & underflow determining section 804. And a gain calculating unit 805 that performs the calculation.
[0005]
The received signal input to the variable gain amplifier 801 includes an output signal of a high frequency (RF) stage (a received RF signal), an output signal of an intermediate frequency (IF) stage (a received IF signal), and an output signal of a demodulation stage in the wireless receiver. (Reception baseband signal). When the received signal is a received RF signal or a received IF signal, a quadrature detection circuit for obtaining a received baseband signal is provided between the variable gain amplifier 801 and the A / D converter 802.
[0006]
That is, the received baseband signal is input from the variable gain amplifier 801 to the A / D converter 802. The digitally converted received digital signal is output to power detection section 803 and also to a digital signal processing circuit that processes the received digital signal.
[0007]
Power detection section 803 calculates a received signal level from a digital signal received from A / D converter 802.
[0008]
The clipping & underflow determination unit 804 determines whether the received digital signal is clipping or underflow based on the received signal level calculated by the power detection unit 803, and determines whether the received digital signal is underflowed. / The underflow determination result is output to gain calculation section 805.
[0009]
Here, the clipping means that when the received baseband signal input to the A / D converter 802 is larger than the dynamic range of the A / D converter 802, the received digital signal output from the A / D converter 802 is maximized. It is a phenomenon that sticks to the value. Also, underflow means that when the received baseband signal input to the A / D converter 802 is smaller than the resolution of the A / D converter 802, the received digital signal output from the A / D converter 802 is all zero. It is a phenomenon that becomes.
[0010]
When clipping or underflow does not occur, the gain calculator 805 determines that the level of the received baseband signal input to the A / D converter 802 is within the dynamic range of the A / D converter 802. , And that the received digital signal output from the A / D converter 802 is close to the target output digital signal level, and controls the variable gain amplifier 801 with low gain sensitivity.
[0011]
On the other hand, when clipping or underflow has occurred, gain calculating section 805 regards the level of the received baseband signal input to A / D converter 802 as being outside the dynamic range of A / D converter 802, The variable gain amplifier 801 is controlled with high gain sensitivity. When the gain sensitivity is high, the convergence time is shortened, and when the gain sensitivity is low, the gain sensitivity is strong against disturbances such as noise and errors and is stable.
[0012]
[Patent Document 1]
JP-A-5-41623
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional automatic gain control device, the signal level outside the dynamic range of the A / D converter cannot be measured for the reception level due to the influence of clipping or underflow. It may take time to converge the gain to the target output digital signal level of the A / D converter, or a large transient response may occur.
[0014]
The present invention has been made in view of the above points, and can perform appropriate gain control even when an A / D converter has clipping or underflow, and can achieve a target output digital signal level without causing a large transient response. It is an object of the present invention to provide an automatic gain control device that can quickly converge on a wireless receiver, a radio receiving device including the same, and an automatic gain control method.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
An automatic gain control device according to the present invention includes an amplifying means capable of controlling a gain, an A / D conversion means for converting an input analog signal amplified by the amplifying means into a digital signal, and the A / D converter based on the digital signal. Power detecting means for calculating the input analog signal level to the converting means, averaging means for averaging the signal level calculated by the power detecting means for a certain section, and one of clipping and underflow based on the output of the averaging means Or a determining means for determining whether or not both occur, a counting means for counting the number of occurrences of one or both of clipping and underflow appearing in the signal level calculated by the power detecting means within a certain section, and a determination result of the determining means Indicates that one or both of clipping and underflow has not occurred, The gain of the amplifying means is controlled so as to eliminate the difference between the level and the target analog signal level, and when one or both of clipping and underflow are present, the clipping and underflow counted in the certain section are performed. And control means for controlling the gain of the amplifying means so as to eliminate the difference between the estimated average signal level and the target analog signal level.
[0016]
According to this configuration, it is determined whether or not clipping / underflow has occurred in the A / D conversion means, and if clipping / underflow has occurred, the average signal level is estimated from the number of occurrences of clipping / underflow in a certain section. Then, the gain of the amplifying means can be appropriately controlled accordingly. Therefore, the gain of the amplifying means can be made to converge to an appropriate value more quickly.
[0017]
An automatic gain control device according to the present invention includes an amplifying means capable of controlling a gain, an A / D conversion means for converting an input analog signal amplified by the amplifying means into a digital signal, and the A / D converter based on the digital signal. Power detecting means for calculating an analog signal level input to the converting means, counting means for counting the number of times of one or both of clipping and underflow appearing in the signal level calculated by the power detecting means within a certain section, and Means for estimating an average signal level from the number of occurrences of one or both of clipping and underflow counted within the fixed section output by the means, and performing the amplification so as to eliminate a difference between the estimated average signal level and a target analog signal level. Control means for controlling the gain of the means.
[0018]
According to this configuration, when clipping underflow has occurred in the A / D conversion means, the average signal level is estimated from the number of occurrences of clipping underflow in a certain section, and the gain of the amplification means is adjusted accordingly. Can be properly controlled. Therefore, the gain of the amplifying means can be made to converge to an appropriate value more quickly.
[0019]
The automatic gain control device according to the present invention, in the above invention, is arranged such that, in place of the counting means for counting the number of occurrences in one or both of the clipping and the underflow in a certain section, one or both of the clipping and the underflow are continuous And a counting means for counting the number of occurrences.
[0020]
According to this configuration, when clipping / underflow occurs in the A / D conversion means, the average signal level can be estimated from the number of consecutive occurrences of clipping / underflow, and the gain of the amplification means can be appropriately controlled accordingly. . Therefore, the gain of the amplifying means can be made to converge to an appropriate value more quickly.
[0021]
The automatic gain control device of the present invention may be arranged such that, in the above invention, the number of occurrences in one or both of the clipping and the underflow, which is the output of the counting means, between the counting means and the control means. Alternatively, there is provided a conversion table in which the number of continuous occurrences and the average input analog signal level are set in a one-to-one correspondence, and the control means takes the estimated average signal level from the conversion table.
[0022]
According to this configuration, the calculation for calculating the estimated average signal level from the number of occurrences of clipping underflow within a certain period or the number of consecutive occurrences of clipping underflow can be simplified.
[0023]
A wireless receiving apparatus according to the present invention automatically controls a gain of an amplifying means for amplifying a received analog signal and outputting the amplified signal to an A / D conversion means in a processing system for amplifying a received analog signal wirelessly received and generating a digital signal. The automatic gain control device according to any one of the above aspects of the invention has a configuration including the automatic gain control device.
[0024]
According to this configuration, it is possible to obtain a radio receiving apparatus capable of performing higher-performance automatic gain control even in an environment having a level fluctuation such as fading.
[0025]
An automatic gain control method according to the present invention is an automatic gain control method for controlling the gain of an amplifier for amplifying an input analog signal, wherein one or both of clipping and underflow are applied to an A / D converter receiving the output of the amplifier. When it occurs, the average input analog signal level of the A / D converter is estimated from the number of occurrences of one or both of clipping and underflow counted within a certain section, and the estimated average input of the A / D converter is estimated. The gain of the amplifier is controlled so as to eliminate the difference between the analog signal level and the target analog signal level.
[0026]
According to this method, when clipping and underflow of the A / D converter occurs, the average signal level can be estimated from the number of times of clipping and underflow in a certain section, and the gain of the amplifier can be appropriately controlled accordingly. . Therefore, the gain of the amplifier can be made to converge to an appropriate value faster.
[0027]
An automatic gain control method according to the present invention is an automatic gain control method for controlling the gain of an amplifier for amplifying an input analog signal, wherein one or both of clipping and underflow are applied to an A / D converter receiving the output of the amplifier. When it is occurring, the average input analog signal level of the A / D converter is estimated from the number of consecutive occurrences of one or both of clipping and underflow that are counted continuously, and the estimated average input analog signal of the A / D converter is estimated. The gain of the amplifier is controlled so as to eliminate the difference between the signal level and the target analog signal level.
[0028]
According to this method, when clipping and underflow occurs in the A / D converter, the average signal level can be estimated from the number of times of continuous occurrence of clipping and underflow, and the gain of the amplifier can be appropriately controlled accordingly. Therefore, the gain of the amplifier can be made to converge to an appropriate value faster.
[0029]
In the automatic gain control method according to the present invention, in the above invention, the average input analog signal level of the A / D converter is the number of occurrences or the number of continuous occurrences within one or both of the clipping and underflow fixed sections. The average input analog signal level is estimated using a conversion table set in a one-to-one correspondence.
[0030]
According to this method, the calculation for calculating the estimated average signal level from the number of times of clipping / underflow or the number of consecutive occurrences of clipping / underflow can be simplified.
[0031]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The gist of the present invention is to improve the convergence performance of the automatic gain control by expanding the dynamic range of the detectable signal level.
[0032]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0033]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an automatic gain control device according to Embodiment 1 of the present invention.
[0034]
An automatic gain control device 100 shown in FIG. 1 includes a variable gain amplifier 101 to which a received signal is input, an A / D converter 102 receiving an output of the variable gain amplifier 101, and a power receiving an output of the A / D converter 102. Detecting section 103, averaging section 104 receiving output of power detecting section 103, clipping counting section 105 and underflow counting section 106, clipping & underflow determining section 107 receiving output of averaging section 104, clipping counting section 105, a gain calculation unit 108 that receives the outputs of the underflow count unit 106 and the clipping & underflow determination unit 107 and controls the gain of the variable gain amplifier 101.
[0035]
The received signal input to the variable gain amplifier 101 is a high frequency (RF) stage output signal (received RF signal), an intermediate frequency (IF) stage output signal (received IF signal), and a demodulation stage output signal in the wireless receiver. (Reception baseband signal). When the received signal is a received RF signal or a received IF signal, a quadrature detection circuit for obtaining a received baseband signal is provided between the variable gain amplifier 101 and the A / D converter 102.
[0036]
That is, the reception baseband signal is input from the variable gain amplifier 101 to the A / D converter 102. The digitally converted received digital signal is output to power detection section 103 and is also output to a digital signal processing circuit in the wireless receiver.
[0037]
Power detection section 103 calculates a received signal level from the received digital signal from A / D converter 102.
[0038]
Averaging section 104 averages the received signal level calculated by power detection section 103 for a certain section, and outputs the averaged average received signal level to clipping & underflow determination section 107.
[0039]
The clipping & underflow determination unit 107 determines whether or not the received digital signal output from the A / D converter 102 is clipping based on the average received signal level from the averaging unit 104 and whether or not underflow has occurred. And outputs the result of the clipping / underflow determination together with the average received signal level to the gain calculator 108.
[0040]
Clipping counting section 105 counts the number of clippings of the received signal level calculated by power detection section 103 within a certain section, and outputs the number of clippings counted within the certain section to gain calculation section 108.
[0041]
Underflow counting section 106 counts the number of underflows of the received signal level calculated by power detection section 103 within a certain section, and outputs the number of underflows counted within the certain section to gain calculation section 108.
[0042]
The gain calculator 108 determines the gain of the variable gain amplifier 101 from the average received signal level, the number of clippings, the number of underflows, and the result of the clipping / underflow determination, and sends the determined gain to the gain control terminal of the variable gain amplifier 101. Output.
[0043]
Next, the operation of the automatic gain control device having the above configuration will be described. In FIG. 1, when a received signal is a received RF signal or a received IF signal, the received signal is amplified by a variable gain amplifier 101, converted into a reception baseband signal by a quadrature detection circuit (not shown), and A / D The signal is input to the converter 102 and converted into a received digital signal. When the received signal is a received baseband signal, the received signal is amplified by the variable gain amplifier 101, directly input to the A / D converter 102, and converted into a received digital signal.
[0044]
At this time, if the amplitude of the received baseband signal input to the A / D converter 102 is too large, the A / D converter 102 causes clipping. That is, when the input signal is too large, the A / D converter 102 outputs the maximum value of the digital signal that can be output. If the amplitude of the received baseband signal input to the A / D converter 102 is too small, the A / D converter 102 underflows. That is, in the A / D converter 102, when the input signal is lower than the resolution, the minimum value 0 of the output digital signal is output.
[0045]
Therefore, in the first embodiment, even if the received baseband signal input to the A / D converter 102 has a signal level outside the dynamic range of the A / D converter 102 that causes clipping or underflow, the variable gain amplifier Control for appropriately adjusting the gain of 101 is performed as follows.
[0046]
That is, the received digital signal output from the A / D converter 102 is averaged for a certain section by the averaging unit 104. From the average received signal level, the clipping & underflow determination unit 107 determines whether clipping & underflow has occurred.
[0047]
Further, in response to the received digital signal output from A / D converter 102, clipping count section 105 counts the number of clippings in a certain section, and underflow count section 106 counts the number of underflows in a certain section. Is done.
[0048]
When the received baseband signal does not cause clipping / underflow, gain calculating section 108 adjusts the gain of variable gain amplifier 101 so as to eliminate the difference between the average received signal level and the target received signal level.
[0049]
Also, when the received baseband signal is clipping, the gain calculating section 108 estimates an average received signal level outside the dynamic range of the A / D converter 102 based on the clipping number of the clipping counting section 105, The gain of the variable gain amplifier 101 is adjusted so as to eliminate the difference from the target reception signal level.
[0050]
Further, when the received baseband signal is underflowed, gain calculating section 108 calculates the average received signal level outside the dynamic range of A / D converter 102 based on the number of underflows in underflow counting section 106. The gain of the variable gain amplifier 101 is adjusted so as to eliminate the difference from the estimated received signal level.
[0051]
Here, FIG. 2 is a diagram illustrating a sampling and signal level calculation method in the A / D converter 102 shown in FIG. In FIG. 2, black circles ● arranged at a constant interval in the horizontal direction are sampling points. In sections 202 and 203 exceeding the dynamic range 201 of the A / D converter 102, clipping has occurred. Also shown are an average level 204 of the sampling points, an average received signal level 205 when no clipping has occurred, and an average received signal level 206 estimated from the number of clipping occurrences.
[0052]
In the first embodiment, as shown in FIG. 2, when the A / D converter 102 is clipping or underflowing, the dynamics of the A / D converter 102 are determined based on the number of clippings / underflows in a certain section. The average received signal level outside the range can be obtained by estimation.
[0053]
This makes it possible to calculate the average received signal level in a wider range. As a result, even when the reception baseband signal input to the A / D converter 102 is out of the dynamic range of the A / D converter 102, the gain of the variable gain amplifier 101 is adjusted so as to reach the target reception level. Can be adjusted appropriately.
[0054]
As described above, according to the first embodiment, when performing automatic gain control, the average received signal level can be estimated in a wider range, so that the gain of the variable gain amplifier can be reduced to a target level without showing a large transient response. High convergence performance for quickly converging to the output digital signal level is obtained.
[0055]
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of an automatic gain control device according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 3, the same or similar components as those described in the first embodiment (FIG. 1) are denoted by the same reference numerals. Here, a description will be given focusing on a portion relating to the second embodiment.
[0056]
As shown in FIG. 3, in automatic gain control apparatus 300 according to Embodiment 2, in the configuration shown in Embodiment 1 (FIG. 1), continuous clipping number counting section 309 is replaced with clipping counting section 105. A continuous underflow number counting section 310 is provided instead of the underflow counting section 106.
[0057]
The continuous clipping number counting section 309 counts the continuous clipping number at the level of the signal received from the power detection section 103. Continuous underflow number counting section 310 counts the number of continuous underflows in the signal level received from power detection section 103.
[0058]
When the received baseband signal does not cause clipping or underflow, the gain calculating section 108 adjusts the gain of the variable gain amplifier 101 so as to eliminate the difference between the average received signal level and the target received signal level.
[0059]
Further, when the received baseband signal is clipping, the gain calculating section 108 estimates the average received signal level from the number of continuous clippings of the continuous clipping number counting section 309 so as to eliminate the difference from the target received signal level. The gain of the variable gain amplifier 101 is adjusted.
[0060]
Further, when the received baseband signal underflows, the gain calculating section 108 estimates the average received signal level from the number of continuous underflows of the continuous underflow number counting section 310 and calculates the difference from the target received signal level. The gain of the variable gain amplifier 101 is adjusted so as to eliminate.
[0061]
Therefore, according to the second embodiment, the same operation and effect as those of the first embodiment can be obtained.
[0062]
(Embodiment 3)
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of an automatic gain control device according to Embodiment 3 of the present invention. In FIG. 4, the same reference numerals are given to the same or similar components as those described in the first embodiment (FIG. 1). Here, a description will be given focusing on a portion relating to the third embodiment.
[0063]
As shown in FIG. 4, in automatic gain control apparatus 400 according to Embodiment 3, in the configuration shown in Embodiment 1 (FIG. 1), clipping counting section 105, underflow counting section 106, and gain calculating section 108, a conversion table 411 is provided.
[0064]
The conversion table 411 stores the number of clippings / the number of underflows and the estimated average received signal level corresponding thereto in advance. That is, the conversion table 411 receives the outputs of the clipping count unit 105 and the underflow count unit 106, converts the number of clippings / the number of underflows into an estimated average received signal level, and provides the same to the gain calculation unit 108.
[0065]
This eliminates the need for the gain calculator 108 to calculate the estimated average received signal level from the number of clippings / the number of underflows. Therefore, according to the third embodiment, the processing can be simplified as compared with the first embodiment.
[0066]
(Embodiment 4)
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of an automatic gain control device according to Embodiment 4 of the present invention. In FIG. 5, the same reference numerals are given to the same or similar components as those described in the second embodiment (FIG. 3). Here, a description will be given focusing on a portion relating to the fourth embodiment.
[0067]
As shown in FIG. 5, in automatic gain control apparatus 500 according to Embodiment 4, in the configuration shown in Embodiment 2 (FIG. 3), continuous clipping number counting section 309 and continuous underflow number counting section 310 A conversion table 511 is provided between the gain calculator 108 and the gain calculator 108.
[0068]
The conversion table 511 stores the number of continuous clippings / the number of continuous underflows and the estimated average received signal level corresponding thereto in advance. That is, the conversion table 511 receives the outputs of the continuous clipping number counting section 309 and the continuous underflow number counting section 310, converts the continuous clipping number / continuous underflow number into an estimated average received signal level, and outputs the converted signal to the gain calculating section 108. give.
[0069]
This eliminates the need for the gain calculator 108 to calculate the estimated average received signal level from the number of continuous clippings / number of continuous underflows. Therefore, according to the fourth embodiment, the processing can be simplified as compared with the second embodiment.
[0070]
(Embodiment 5)
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of an automatic gain control device according to Embodiment 5 of the present invention. In FIG. 6, the same reference numerals are given to the same or similar components as those described in the first embodiment (FIG. 1). Here, a description will be given focusing on a portion relating to the fifth embodiment.
[0071]
As shown in FIG. 6, in automatic gain control apparatus 600 according to Embodiment 5, averaging section 104 and clipping & underflow determination section 107 shown in Embodiment 1 (FIG. 1) are deleted. I have.
[0072]
That is, gain calculating section 108 estimates all average received signal levels based on the number of times of clipping and number of underflows from clipping counting section 105 and underflow counting section 106.
[0073]
Thus, according to the fifth embodiment, the process of averaging the received signal level can be simplified as compared with the first embodiment. Although an example of application to the first embodiment has been described, the present invention can be similarly applied to the second embodiment, and a similar effect can be obtained.
[0074]
(Embodiment 6)
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a radio receiving apparatus according to Embodiment 6 of the present invention. The wireless receiving device shown in FIG. 7 includes an automatic gain control device 714 between a receiving unit 713 that receives a received RF signal of a receiving antenna 712 and a digital signal processing circuit in the device.
[0075]
In FIG. 7, a receiving antenna 712 receives an RF signal of a desired frequency. The reception unit 713 converts an RF signal received by the reception antenna 712 into an IF signal or a baseband signal, filters an interference wave, and the like.
[0076]
The automatic gain control device 714 is any of the automatic gain control devices described in the first to fifth embodiments, and converts the RF signal, the IF signal, or the baseband signal output from the reception unit 713 into a digital signal of a desired level. The signal is converted and output to a digital signal processing circuit in the device.
[0077]
According to such a configuration, it is possible to obtain a wireless receiver capable of performing automatic gain control with higher performance even in an environment where level fluctuation such as fading occurs.
[0078]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, appropriate gain control can be performed even when the A / D converter causes clipping or underflow. It can be quickly converged to the digital signal level. Therefore, automatic gain control with higher performance can be performed even in an environment with level fluctuations.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an automatic gain control device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view for explaining a sampling and signal level calculation method in the A / D converter shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of an automatic gain control device according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of an automatic gain control device according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of an automatic gain control device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of an automatic gain control device according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a radio reception apparatus according to Embodiment 6 of the present invention.
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration example of a conventional automatic gain control device.
[Explanation of symbols]
100, 300, 400, 500, 600, 714 Automatic gain control device
101 Variable gain amplifier
102 A / D converter
103 Power detector
104 Averaging unit
105 Clipping Count Unit
106 Underflow count section
107 Clipping & Underflow Judgment Unit
108 Gain calculator
309 Continuous clipping number counting section
310 Continuous underflow number counting section
411,511 conversion table
712 receiving antenna
713 Receiver

Claims (8)

利得制御可能な増幅手段と、前記増幅手段にて増幅された入力アナログ信号をディジタル信号に変換するA/D変換手段と、前記ディジタル信号に基づき前記A/D変換手段への入力アナログ信号レベルを算出するパワー検出手段と、前記パワー検出手段が算出した信号レベルをある一定区間平均する平均化手段と、前記平均化手段の出力に基づきクリッピングとアンダーフローの一方又は双方の発生有無を判定する判定手段と、前記パワー検出手段が算出した信号レベルに現れるクリッピングとアンダーフローの一方又は双方の発生回数を一定区間内カウントするカウント手段と、前記判定手段の判定結果が、クリッピングとアンダーフローの一方又は双方の発生無しを示すときは前記一定区間平均された信号レベルと目標アナログ信号レベルとの差を無くすように前記増幅手段の利得を制御し、クリッピングとアンダーフローの一方又は双方の発生有りを示すときは前記一定区間内にてカウントされたクリッピングとアンダーフローの一方又は双方の発生回数から平均信号レベルを推定しその推定平均信号レベルと目標アナログ信号レベルとの差を無くすように前記増幅手段の利得を制御する制御手段と、を具備することを特徴とする自動利得制御装置。Gain controllable amplification means; A / D conversion means for converting the input analog signal amplified by the amplification means into a digital signal; and input analog signal level to the A / D conversion means based on the digital signal. A power detecting means for calculating, an averaging means for averaging a signal level calculated by the power detecting means for a certain section, and a determination for judging whether or not one or both of clipping and underflow have occurred based on an output of the averaging means. Means, counting means for counting the number of occurrences of one or both of clipping and underflow appearing in the signal level calculated by the power detection means within a fixed section, and the determination result of the determination means is one of clipping and underflow or To indicate that neither of them has occurred, the signal level averaged over the predetermined section and the target analog signal level The gain of the amplifying means is controlled so as to eliminate the difference between the clipping and the underflow, and one or both of the clipping and the underflow counted in the certain section are indicated when the occurrence of one or both of the clipping and the underflow is indicated. Control means for estimating the average signal level from the number of occurrences and controlling the gain of the amplifying means so as to eliminate the difference between the estimated average signal level and the target analog signal level. . 利得制御可能な増幅手段と、前記増幅手段にて増幅された入力アナログ信号をディジタル信号に変換するA/D変換手段と、前記ディジタル信号に基づき前記A/D変換手段への入力アナログ信号レベルを算出するパワー検出手段と、前記パワー検出手段が算出した信号レベルに現れるクリッピングとアンダーフローの一方又は双方の発生回数を一定区間内カウントするカウント手段と、前記カウント手段が出力する前記一定区間内にてカウントされたクリッピングとアンダーフローの一方又は双方の発生回数から平均信号レベルを推定しその推定平均信号レベルと目標アナログ信号レベルとの差を無くすように前記増幅手段の利得を制御する制御手段と、を具備することを特徴とする自動利得制御装置。Gain controllable amplification means; A / D conversion means for converting the input analog signal amplified by the amplification means into a digital signal; and input analog signal level to the A / D conversion means based on the digital signal. Power detecting means for calculating, counting means for counting the number of occurrences of one or both of clipping and underflow appearing in the signal level calculated by the power detecting means within a certain section, and within the certain section outputted by the counting means. Control means for controlling the gain of the amplifying means so as to eliminate the difference between the estimated average signal level and the target analog signal level by estimating the average signal level from the number of occurrences of one or both of clipping and underflow counted. , An automatic gain control device. 前記クリッピングとアンダーフローの一方又は双方の一定区間内での発生回数をカウントするカウント手段に代えて、クリッピングとアンダーフローの一方又は双方の連続発生回数をカウントするカウント手段、を具備することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の自動利得制御装置。In place of the counting means for counting the number of occurrences of one or both of the clipping and the underflow in a certain section, a counting means for counting the number of continuous occurrences of one or both of the clipping and the underflow is provided. The automatic gain control device according to claim 1 or 2, wherein 前記カウント手段と前記制御手段との間に、前記カウント手段の出力である前記クリッピングとアンダーフローの一方又は双方の一定区間内での発生回数ないしは連続発生回数と平均入力アナログ信号レベルとが1対1対応で設定される変換テーブルが設けられ、前記制御手段は、前記推定平均信号レベルを前記変換テーブルから取得することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の自動利得制御装置。Between the counting means and the control means, the number of occurrences or the number of continuous occurrences in one or both of the clipping and underflow, which is the output of the counting means, and the average input analog signal level is one pair. The automatic gain control according to any one of claims 1 to 3, wherein a conversion table is provided for each of the control tables, and the control unit acquires the estimated average signal level from the conversion table. apparatus. 無線受信された受信アナログ信号を増幅してディジタル信号を生成する処理系に、受信アナログ信号を増幅してA/D変換手段に出力する増幅手段の利得を自動制御する自動利得制御装置として、請求項1から請求項4のいずれかに記載の自動利得制御装置、を具備することを特徴とする無線受信装置。A processing system for amplifying a received analog signal received wirelessly to generate a digital signal is provided as an automatic gain control device for automatically controlling the gain of amplifying means for amplifying the received analog signal and outputting it to A / D conversion means. A wireless receiver comprising the automatic gain controller according to any one of claims 1 to 4. 入力アナログ信号を増幅する増幅器の利得を制御する自動利得制御方法であって、前記増幅器の出力を受けるA/D変換器にクリッピングとアンダーフローの一方又は双方が発生しているとき、ある一定区間内でカウントしたクリッピングとアンダーフローの一方又は双方の発生回数からA/D変換器の平均入力アナログ信号レベルを推定し、推定したA/D変換器の平均入力アナログ信号レベルと目標アナログ信号レベルとの差を無くすように前記増幅器の利得を制御することを特徴とする自動利得制御方法。An automatic gain control method for controlling the gain of an amplifier for amplifying an input analog signal, wherein when an A / D converter receiving an output of the amplifier has one or both of clipping and underflow, a certain interval The average input analog signal level of the A / D converter is estimated from the number of times of one or both of the clipping and the underflow counted in the above, and the estimated average input analog signal level of the A / D converter and the target analog signal level are calculated. Automatic gain control method, wherein the gain of the amplifier is controlled so as to eliminate the difference between the gains. 入力アナログ信号を増幅する増幅器の利得を制御する自動利得制御方法であって、前記増幅器の出力を受けるA/D変換器にクリッピングとアンダーフローの一方又は双方が発生しているとき、連続してカウントしたクリッピングとアンダーフローの一方又は双方の連続発生回数からA/D変換器の平均入力アナログ信号レベルを推定し、推定したA/D変換器の平均入力アナログ信号レベルと目標アナログ信号レベルとの差を無くすように前記増幅器の利得を制御することを特徴とする自動利得制御方法。An automatic gain control method for controlling the gain of an amplifier for amplifying an input analog signal, wherein when one or both of clipping and underflow occur in an A / D converter receiving the output of the amplifier, the method is continuously performed. The average input analog signal level of the A / D converter is estimated from the counted number of times of one or both of the continuous occurrence of clipping and underflow, and the difference between the estimated average input analog signal level of the A / D converter and the target analog signal level is calculated. An automatic gain control method, wherein the gain of the amplifier is controlled so as to eliminate the difference. 前記A/D変換器の平均入力アナログ信号レベルは、前記クリッピングとアンダーフローの一方又は双方の一定区間内での発生回数ないしは連続発生回数と平均入力アナログ信号レベルとが1対1対応で設定される変換テーブルを用いて推定することを特徴とする請求項6または請求項7に記載の自動利得制御方法。The average input analog signal level of the A / D converter is set in a one-to-one correspondence with the number of occurrences or the number of continuous occurrences in one or both of the clipping and underflow and the average input analog signal level. 8. The automatic gain control method according to claim 6, wherein the estimation is performed using a conversion table.
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