JP2005244323A

JP2005244323A - 自動利得制御増幅方法および装置ならびにそれを利用した受信装置

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Publication number: JP2005244323A
Application number: JP2004047899A
Authority: JP
Inventors: Seiji Tsuchiya; 誠司土屋
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2004-02-24
Filing date: 2004-02-24
Publication date: 2005-09-08

Abstract

【課題】伝送路特性の影響を反映させるように増幅器の利得を制御する。
【解決手段】増幅部６０は、ゲイン係数２１６にもとづいて入力信号２００を増幅し、増幅した結果を増幅信号２０８として出力する。ＡＤ変換部５８は、増幅信号２０８をＡＤ変換し、ＡＤ変換した結果をディジタル信号２０２として出力する。目標値導出部６４は、遅延プロファイルデータ２１２を入力し、遅延プロファイルデータ２１２にもとづいて目標値を導出し、当該導出した目標値を目標値２１４として利得導出部６２に出力する。利得導出部６２は、ディジタル信号２０２の強度と目標値２１４との差異に応じてゲイン係数２１６を導出し、ゲイン係数２１６を増幅部６０に帰還させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、自動利得制御増幅技術に関し、特に無線伝搬路を介して受信した信号を増幅するための自動利得制御増幅方法および装置ならびにそれを利用した受信装置に関する。

無線通信システム、特にディジタル無線通信システムにおいて、受信装置は、一般的に無線伝搬路を介して受信した信号をアナログ−ディジタル変換（以下、「ＡＤ変換」という）し、変換されたディジタル信号に対して復調処理を行う。しかしながら、受信した信号の強度は、送信装置と受信装置の距離に応じて変化するので、例えば、信号の強度が非常に小さくなったり大きくなった場合、すなわちＡＤ変換のダイナミックレンジを超えた場合には、ＡＤ変換によって変換されるディジタル信号の精度が低下してしまう。ＡＤ変換によって精度の高いディジタル信号に変換するために、受信装置は、ＡＤ変換されるべきアナログ信号の振幅を制御するＡＧＣ（ＡｕｔｏＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）を備える。このようなＡＧＣの一般的な動作は、以下の通りである。増幅器で増幅され、かつＡＤ変換されたディジタル信号に対して、一定区間の受信電力が測定される。測定された受信電力値は、ＡＤ変換の精度が高くなる場合の電力値として規定された目標値と比較され、その誤差が小さくなるように増幅器のゲイン係数が決定される。決定されたゲイン係数は、増幅器に帰還される（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−１２４９０９号公報

無線伝搬路を介して受信した信号の伝送品質は、受信電力の影響を受けるが、無線伝搬路でのマルチパスフェージングの影響も受ける。ここで、マルチパスフェージングとは、送信装置から送信された信号が、様々な無線伝搬路によってそれぞれ遅延し、それらが合成して受信されることによって生じる信号の振幅や位相の変動である。受信電力の影響を小さくし、受信電力が小さい場合であってもある程度の伝送品質で信号を復調するためのひとつの手段として、前述のＡＧＣが使用されている。また、マルチパスフェージングの影響を小さくするためのひとつの手段として、等化器が使用されている。等化器は、一般的にＡＤ変換されたディジタル信号にもとづいて処理を行うので、処理の精度を高めるためには精度の高いディジタル信号を処理対象とする方が望ましい。すなわち、ＡＧＣの制御が等化器の処理精度に影響を及ぼす。一方、ＡＧＣの目標値は信号の電力を考慮して設定されているので、例えば、同一の受信電力であれば、マルチパスフェージングの状況に関係なく、所定のゲイン係数になるように調整される。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、マルチパスフェージングに応じて目標値を調整しつつ、マルチパスフェージングに応じた利得で受信した信号を増幅する自動利得制御増幅方法および装置ならびにそれを利用した受信装置を提供することにある。

本発明のある態様は、自動利得制御増幅装置である。この装置は、信号を入力する入力部と、入力した信号を所定の利得にもとづいて増幅する増幅部と、増幅した信号の強度と所定の目標値との差異に応じて利得を導出し、当該導出した利得を増幅部に帰還させる利得導出部と、入力した信号の遅延プロファイルを推定する遅延プロファイル推定部と、推定した遅延プロファイルにもとづいて目標値を導出し、当該導出した目標値を利得導出部に帰還させる目標値導出部とを備える。

以上の装置により、増幅部の利得を導出する際の基準となる目標値が、推定した遅延プロファイルにもとづいて導出されるので、増幅部は、遅延プロファイルの変動に応じて利得を変動させて、信号を増幅できる。

本発明の別の態様も、自動利得制御増幅装置である。この装置は、信号を入力する入力部と、入力した信号を所定の利得にもとづいて増幅する増幅部と、増幅した信号の強度と所定の目標値との差異に応じて利得を導出し、当該導出した利得を増幅部に帰還させる利得導出部と、入力した信号の遅延スプレッドを推定する遅延スプレッド推定部と、推定した遅延スプレッドにもとづいて目標値を導出し、当該導出した目標値を利得導出部に帰還させる目標値導出部とを備える。

以上の装置により、増幅部の利得を導出する際の基準となる目標値が、推定した遅延スプレッドにもとづいて導出されるので、増幅部は、遅延スプレッドの変動に応じて利得を変動させて、信号を増幅できる。

本発明のさらに別の態様は、受信装置である。この装置は、信号を受信する受信部と、受信した信号を所定の利得にもとづいて増幅する増幅部と、増幅した信号を処理する処理部と、増幅した信号の強度と所定の目標値との差異に応じて利得を導出し、当該導出した利得を増幅部に帰還させる利得導出部と、受信した信号の遅延プロファイルを推定する遅延プロファイル推定部と、推定した遅延プロファイルにもとづいて目標値を導出し、当該導出した目標値を利得導出部に帰還させる目標値導出部とを備える。

目標値導出部は、推定した遅延プロファイルを予め規定した複数のカテゴリのうちのいずれかに対応付ける分類部と、複数のカテゴリにそれぞれ対応した複数の目標値を記憶する記憶部と、対応付けた複数のカテゴリのいずれかに応じた目標値を記憶部から選択する選択部とを備えてもよい。

遅延プロファイル推定部は、離散的な間隔で規定された複数の遅延時間のそれぞれに対応するように、複数の信号強度をそれぞれ導出し、分類部は、導出した複数の信号強度のうちで最大の信号強度に対応した遅延時間の値を選択する第１選択部と、導出した複数の信号強度のうちで所定の信号強度に対応した遅延時間の値を選択する第２選択部と、離散的な間隔で規定された複数の遅延時間を遅延時間の値の順に配列し、最大の信号強度に対応した遅延時間の値を基準にして、当該基準にした遅延時間の値からの番号を複数の遅延時間の値にそれぞれ付与した場合に、所定の信号強度に対応した遅延時間の値が奇数番目の番号あるいは偶数番目の番号であるかに応じて、奇数番目の番号に対応したカテゴリあるいは偶数番目の番号に対応したカテゴリのいずれかを選択する第３選択部とを備えてもよい。

遅延プロファイル推定部は、離散的な間隔で規定された複数の遅延時間のそれぞれに対応するように、複数の信号強度をそれぞれ導出し、分類部は、導出した複数の信号強度のうちで最大の信号強度に対応した遅延時間の値を選択する第１選択部と、導出した複数の信号強度のうちで複数の信号強度に対応した複数の遅延時間の値をそれぞれ選択する第２選択部と、離散的な間隔で規定された複数の遅延時間を遅延時間の値の順に配列し、最大の信号強度に対応した遅延時間の値を基準にして、当該基準にした遅延時間の値からの番号を複数の遅延時間の値にそれぞれ付与した場合に、奇数番目の番号あるいは偶数番目の番号のうち複数の信号強度に対応した複数の遅延時間の値が多く該当する方に応じて、奇数番目の番号に対応したカテゴリあるいは偶数番目の番号に対応したカテゴリのいずれかを選択する第３選択部とを備えてもよい。

遅延プロファイル推定部は、離散的な間隔で規定された複数の遅延時間のそれぞれに対応するように、複数の信号強度をそれぞれ導出し、分類部は、導出した複数の信号強度のうちで最大の信号強度に対応した遅延時間の値を選択する第１選択部と、導出した複数の信号強度のうちで複数の信号強度に対応した複数の遅延時間の値をそれぞれ選択する第２選択部と、離散的な間隔で規定された複数の遅延時間を遅延時間の値の順に配列し、最大の信号強度に対応した遅延時間の値を基準にして、当該基準にした遅延時間の値からの番号を複数の遅延時間の値にそれぞれ付与した場合に、複数の信号強度に対応した複数の遅延時間の値がすべて偶数番目の番号である場合に、偶数番目の番号に対応したカテゴリを選択し、それ以外の場合に、奇数番目の番号に対応したカテゴリを選択する第３選択部とを備えてもよい。

記憶部は、偶数番目の番号に対応したカテゴリのための第１の目標値と、奇数番目の番号に対応し、かつ第１の目標値よりも大きい第２の目標値を記憶してもよい。

本発明のさらに別の態様も、受信装置である。この装置は、信号を受信する受信部と、受信した信号を所定の利得にもとづいて増幅する増幅部と、増幅した信号を処理する処理部と、増幅した信号の強度と所定の目標値との差異に応じて利得を導出し、当該導出した利得を増幅部に帰還させる利得導出部と、受信した信号の遅延スプレッドを推定する遅延スプレッド推定部と、推定した遅延スプレッドにもとづいて目標値を導出し、当該導出した目標値を利得導出部に帰還させる目標値導出部とを備える。

本発明のさらに別の態様は、自動利得制御増幅方法である。この方法は、伝送路を介して受信した信号を増幅するための増幅器の利得が、増幅器で増幅した信号と所定の目標値の差異に応じて設定されており、さらに受信した信号の伝送路特性を推定し、推定した伝送路特性にもとづいて増幅器の利得を設定するための目標値が導出され、当該導出された目標値が増幅器の利得に反映される。
「伝送路特性」は、例えば、遅延プロファイルや遅延スプレッドなどを含み、伝送路の特性を表すものであればよい。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、マルチパスフェージングに応じて目標値を調整しつつ、マルチパスフェージングに応じた利得で受信した信号を増幅できる。

（実施例１）
本発明を具体的に説明する前に、概要を述べる。本発明の実施例１は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格の無線ＬＡＮの受信装置に関する。受信装置は、受信した無線周波数帯域のバースト信号をベースバンドに周波数変換し、周波数変換した信号の振幅をＡＧＣで調整する。ＡＧＣで振幅が調整された信号は、ＡＤ変換されてから等化器で等化処理され、さらに逆拡散処理、復調処理がなされる。本実施例に係る受信装置は、受信したバースト信号の先頭部分において、無線伝搬路の遅延スプレッドを推定する。さらに、推定した遅延スプレッドのうちで最大の信号強度に対応した遅延時間（以下、「第１遅延時間」という）と、次に大きい信号強度に対応した遅延時間（以下、「第２遅延時間」という」を検出する。

ここで、遅延スプレッドを推定する際の遅延時間は、離散的に設定されており、第１遅延時間と第２遅延時間の間に設定された離散的な遅延時間の数、例えば、「４」、「５」などを特定する（以下、このように特定された離散的な遅延時間の数を「遅延ポイント数」という）。第１遅延時間と第２遅延時間の間の遅延ポイント数は、「奇数」あるいは「偶数」に分類される。「奇数」のカテゴリと「偶数」のカテゴリにそれぞれ対応した目標値が予め記憶されており、分類の結果に応じて目標値を選択し、当該選択した目標値はＡＧＣの目標値として設定される。本実施例に係る受信装置は、前述のごとく設定された目標値、すなわち伝搬路の遅延スプレッドを反映した目標値にもとづいて、ＡＧＣを動作させる。

本実施例の前提として、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格におけるＣＣＫ変調の概略を説明する。ＣＣＫ変調は、８ビットをひとつの単位（以下、この単位を「ＣＣＫ変調単位」とする）とし、この８ビットを上位からｄ１、ｄ２、・・・ｄ８と名づける。ＣＣＫ単位のうち、下位６ビットは、［ｄ３，ｄ４］、［ｄ５，ｄ６］、［ｄ７，ｄ８］単位でそれぞれＱＰＳＫ（ＱｕａｄｒａｔｕｒｅＰｈａｓｅＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）の信号点配置にマッピングされる。また、マッピングした位相をそれぞれ（φ２、φ３、φ４）とする。さらに、位相φ２、φ３、φ４から８種類の拡散符号Ｐ１からＰ８を以下の通り生成する。

一方、ＣＣＫ変調単位のうち、上位２ビットの［ｄ１，ｄ２］は、ＤＱＰＳＫ（ＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｅｎｃｏｄｉｎｇＱｕａｄｒａｔｕｒｅＰｈａｓｅＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）の信号点配置にマッピングされ、ここではマッピングした位相をφ１とする。なお、φ１が被拡散信号に相当する。さらに、被拡散信号φ１と拡散符号Ｐ１からＰ８より、以下の通り８通りのチップ信号Ｘ０からＸ７を生成する。

送信装置は、チップ信号Ｘ０からＸ７の順に送信する（以下、チップ信号Ｘ０からＸ７によって構成される時系列の単位も「ＣＣＫ変調単位」という）。
なお、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格ではＣＣＫ変調の他に、ＤＢＰＳＫやＤＱＰＳＫの位相変調した信号が既知の拡散符号であるバーカー符号によって拡散されて送信される。以下、本実施例で示される受信信号は、原則としてチップ信号の形態であるものとする。

図１は、実施例１に係る受信装置１００の構成を示す。受信装置１００は、アンテナ１０、ＲＦ部１２、ＡＧＣ１４、等化器１８、復調部１６、遅延プロファイル推定部２６、制御部２８を含む。また信号として、入力信号２００、ディジタル信号２０２、等化器出力信号２０４、遅延プロファイルデータ２１２を含む。

アンテナ１０は、図示しない送信装置から送信された無線周波数のバースト信号を受信する。
ＲＦ部１２は、受信した無線周波数のバースト信号を中間周波数のバースト信号に周波数変換する。さらに、中間周波数のバースト信号を直交検波し、ベースバンドのバースト信号を出力する。一般にベースバンドのバースト信号は、同相成分と直交成分のふたつの成分によって示されるが、ここではそれらをまとめた形で図示する。

ＡＧＣ１４は、内部にＡＤ変換機能を備えており、ベースバンドのバースト信号の振幅をＡＤ変換のダイナミックレンジ内の振幅にするために、利得を自動的に制御する。ＡＤ変換によって、ベースバンドのアナログ信号がデジタル信号に変換され、複数ビットで構成された信号が出力される。なお、ＡＧＣ１４から出力される信号は、２０２と示される。

遅延プロファイル推定部２６は、ベースバンドのバースト信号から遅延プロファイルを推定する。バースト信号の先頭部分は、既知の信号となっており、当該先頭部分において、受信したバースト信号と既知の信号から相関処理を行って、遅延プロファイルを推定する。なお、推定された遅延プロファイルは、離散的に規定された時間間隔に対応する形で、複数の信号強度がそれぞれ導出されている。推定された遅延プロファイルは、シリアル信号、あるいはパラレル信号の遅延プロファイルデータ２１２として出力される。後述するが、ＡＧＣ１４は、遅延プロファイルデータ２１２にもとづいて目標値を設定する。

等化器１８は、ディジタル信号２０２を入力して等化処理を行い、等化器出力信号２０４を出力する。なお、等化器１８の構成は後述するが、複数のタップを含んでおり、それらに対応した複数のタップ係数は、ＬＭＳ（ＬｅａｓｔＭｅａｎＳｑｕａｒｅｓ）アルゴリズムによって推定される。

復調部１６は、等化器出力信号２０４を復調する。等化器出力信号２０４が位相変調および拡散処理された信号である場合は、逆拡散処理および遅延検波等を行い、等化器出力信号２０４がＣＣＫ変調された信号である場合は、ウォルシュ変換にもとづいたＣＣＫ復調を行う。
制御部２８は、受信装置１００のタイミング等を制御する。

この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリのロードされた予約管理機能のあるプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。

図２は、実施例１に係るバーストフォーマットを示す。このバーストフォーマットは、ＩＥＥＥ８０２.１１ｂ規格のＳｈｏｒｔＰＬＣＰに相当する。バースト信号は、図示のごとくプリアンブル、ヘッダ、データの領域を含む。さらに、プリアンブルは、ＤＢＰＳＫの変調方式で伝送速度１Ｍｂｐｓで通信され、ヘッダは、ＤＱＰＳＫの変調方式で伝送速度２Ｍｂｐｓで通信される。また、これらは、バーカー符号によって拡散される。データは、ＣＣＫの変調方式で伝送速度１１Ｍｂｐｓで通信される。また、プリアンブルは、５６ビットのＳＹＮＣ、１６ビットのＳＦＤを含み、ヘッダは、８ビットのＳＩＧＮＡＬ、８ビットのＳＥＲＶＩＣＥ、１６ビットのＬＥＮＧＴＨ、１６ビットのＣＲＣを含む。一方、データに対応したＰＳＤＵの長さは、可変である。なお、プリアンブルが遅延プロファイルを推定するための既知の信号に相当する。

図３は、ＡＧＣ１４の構成を示す。ＡＧＣ１４は、増幅部６０、ＡＤ変換部５８、利得導出部６２、目標値導出部６４を含む。また信号として、増幅信号２０８、目標値２１４、ゲイン係数２１６を含む。
増幅部６０は、ゲイン係数２１６にもとづいて入力信号２００を増幅し、増幅した結果を増幅信号２０８として出力する。ＡＤ変換部５８は、増幅信号２０８をＡＤ変換し、ＡＤ変換した結果をディジタル信号２０２として出力する。

目標値導出部６４は、遅延プロファイルデータ２１２を入力し、遅延プロファイルデータ２１２にもとづいて目標値を導出し、当該導出した目標値を目標値２１４として利得導出部６２に出力する。なおこれらの動作は、バースト信号の先頭部分において、遅延プロファイルデータ２１２が入力された後に実行される。
利得導出部６２は、ディジタル信号２０２の強度と目標値２１４との差異に応じてゲイン係数２１６を導出し、ゲイン係数２１６を増幅部６０に帰還させる。

図４は、目標値導出部６４の構成を示す。目標値導出部６４は、分類部６６、選択部６８、記憶部７０を含む。また、分類部６６は、第１選択部７２、第２選択部７４、第３選択部７６を含む。
第１選択部７２は、遅延プロファイルデータ２１２を入力し、前述のごとく離散的に規定された複数の遅延時間にそれぞれ対応した複数の信号強度のうちで最大の信号強度に対応した遅延時間の値を選択する。選択された遅延時間の値が、前述の第１遅延時間になる。図５（ａ）は、第１選択部７２の動作概要を示す。この図において、横軸上に、離散的に規定された複数の遅延時間が配置され、縦軸に信号強度が規定されている。ここで、離散的に規定された複数の遅延時間の間隔は、チップ信号の時間間隔の１／２になっているものとする。第１選択部７２は、複数の遅延時間に対応した信号強度のうちで、信号強度が最大の「ａ１」を選択し、それに対応した遅延時間を第１遅延時間とする。また、「ａ１」に隣接した図中の「ａ２」と「ａ３」は、「ａ１」と同一の遅延波による信号とみなし、第１選択部７２以降の動作から除外する。

第２選択部７４は、前述のごとく離散的に規定された複数の遅延時間にそれぞれ対応した複数の信号強度のうちで次に大きい信号強度に対応した遅延時間の値を選択する。選択された遅延時間の値が、前述の第２遅延時間になる。図５（ｂ）は、第２選択部７４の動作概要を示す。第２選択部７４は、第１選択部７２で選択および除外された「ａ１」から「ａ３」以外の信号強度のうちで、信号強度が最大の「ｂ１」を選択し、それに対応した遅延時間を第２遅延時間とする。

第３選択部７６は、離散的な間隔で規定された複数の遅延時間を遅延時間の値の順に配列し、第１遅延時間の値を基準にして、第１遅延時間からの番号を複数の遅延時間の値にそれぞれ付与した場合に、第２遅延時間の遅延ポイント数を特定する。さらに、特定した第２遅延時間の遅延ポイント数にもとづいて、予め規定した複数のカテゴリのうちのいずれかに対応付ける。すなわち、図５（ｂ）では、「ａ１」に対応した第１遅延時間を基準にすれば、「ｂ１」に対応した第２遅延時間の遅延ポイント数は、「４」と特定される。さらに、ここでは、複数のカテゴリとして「偶数番号に対応したカテゴリ」と「奇数番号に対応したカテゴリ」を規定してるので、特定された「４」は、「偶数番号に対応したカテゴリ」に対応付けられる。

記憶部７０は、「偶数番号に対応したカテゴリ」のための第１の目標値と、「奇数番号に対応したカテゴリ」のための第２の目標値を記憶している。ここで、第２の目標値は、第１の目標値よりも大きい値になっている。この理由を以下に説明する。図６は、複数の目標値に対するＰＥＲ（ＰａｃｋｅｔＥｒｒｏｒＲａｔｅ）をそれぞれ示す。図は、シミュレーション結果であり、シミュレーションは、２波の信号を入力し、２波目の遅延ポイント数を図示のごとく「２」、「３」、「４」に設定している。第２遅延時間の遅延ポイント数が「２」および「４」の場合、目標値「０．４」で最もＰＥＲが低くなっている。一方、第２遅延時間の遅延ポイント数「３」の場合、目標値「０．７」で最もＰＥＲが低くなっている。以上のシミュレーション条件下において、目標値は、第１遅延時間と第２遅延時間の間の遅延ポイント数が、奇数であるかまたは偶数であるかにのみ依存する。図７は、記憶部７０に記憶された目標値を示すが、これらの値は図６のシミュレーション結果にもとづいて定められている。すなわち、「奇数番号に対応したカテゴリ」に対して目標値「０．７」を記憶し、「偶数番号に対応したカテゴリ」に対して目標値「０．４」を記憶している。

選択部６８は、第３選択部７６で対応付けた複数のカテゴリ、すなわち「偶数番号に対応したカテゴリ」あるいは「奇数番号に対応したカテゴリ」のいずれかに応じた目標値を記憶部７０から選択して、選択した目標値を目標値２１４として出力する。

図８は、利得導出部６２の構成を示す。利得導出部６２は、誤差計算部７８、フィルタ部８０、利得計算部８２、初期設定部８４を含む。
誤差計算部７８は、ディジタル信号２０２の強度を目標値２１４と比較し、それらの差異を誤差として逐次出力する。フィルタ部８０は、逐次出力された誤差に含まれた雑音の影響を低減するために、逐次出力された誤差をフィルタリングする。

利得計算部８２は、フィルタ部８０から出力された誤差によって、既に導出したゲイン係数２１６を更新し、新たなゲイン係数２１６を導出する。さらに、導出したゲイン係数２１６は逐次出力される。なお、以上の処理が開始される場合など、既に導出したゲイン係数２１６がなければ、初期設定部８４から入力された初期値がゲイン係数２１６として使用される。初期設定部８４は、初期値を予め記憶していてもよいし、図示しないＲＳＳＩ検出部からＲＳＳＩを取得し、当該取得したＲＳＳＩを初期値にしてもよい。

図９は、等化器１８の構成を示す。等化器１８は、線形フィルタ部２０、ＤＦＥ部２２、ＬＭＳアルゴリズム部２４を含む。また、線形フィルタ部２０は、遅延部３０と総称される第１遅延部３０ａ、第１１遅延部３０ｋ、第１２遅延部３０ｌ、第２２遅延部３０ｖ、保持部３２と総称される第１保持部３２ａ、第２保持部３２ｂ、第１１保持部３２ｋ、第１２保持部３２ｌ、第１３保持部３２ｍ、第２２保持部３２ｖ、第２３保持部３２ｗ、乗算部３４と総称される第１乗算部３４ａ、第２乗算部３４ｂ、第１１乗算部３４ｋ、第１２乗算部３４ｌ、第１３乗算部３４ｍ、第２２乗算部３４ｖ、第２３乗算部３４ｗ、総和部３６を含む。

また、ＤＦＥ部２２は、遅延部４０と総称される第１遅延部４０ａ、第２遅延部４０ｂ、第３遅延部４０ｃ、第１０遅延部４０ｊ、保持部４２と総称される第１保持部４２ａ、第２保持部４２ｂ、第３保持部４２ｃ、第４保持部４２ｄ、第１１保持部４２ｋ、乗算部４４と総称される第１乗算部４４ａ、第２乗算部４４ｂ、第３乗算部４４ｃ、第４乗算部４４ｄ、第１１乗算部４４ｋ、総和部４６、判定部４８、加算部５０を含む。また信号として、フィルタ出力信号２０６、タップ係数関連信号２１０を含む。

遅延部３０は、ディジタル信号２０２を遅延させる。ふたつの遅延部３０の間が前述のタップに相当する。遅延部３０は図示のごとく２２個設けられているために、タップ数は２３に相当する。また、遅延部３０での遅延量は、チップ信号の時間間隔の１／２に設定されている。

保持部３２は、図示していない信号線を介して、バースト信号の先頭部分においてＬＭＳアルゴリズム部２４で計算されたタップ係数をそれぞれ保持する。前述のごとくタップ係数は一度保持部３２に設定されれば、バースト信号期間中固定される。
乗算部３４は、遅延部３０から出力された信号と保持部３２に保持されたタップ係数を乗算する。総和部３６は、乗算部３４での乗算結果を総和して、フィルタ出力信号２０６を出力する。

遅延部４０は、ふたつの部分に分かれており、それらを第１遅延部４０ａ、第２遅延部４０ｂからなるフィードフォワードタップ部（以下、「ＦＦ部」という）と、第３遅延部４０ｃ、第１０遅延部４０ｊからなるフィードバックタップ部（以下、「ＦＢ部」という）と呼ぶ。ＦＦ部では、ふたつの遅延部４０の間が前述のタップに相当する。ＦＦ部の遅延部４０は図示のごとく２個設けられているために、タップ数は３となる。一方、ＦＢ部では、ひとつの遅延部４０が前述のタップに相当する。ＦＢ部の遅延部４０は図示のごとく８個設けられているために、タップ数は８となる。また、遅延部４０での遅延量は、チップ信号の時間間隔に設定されている。

保持部４２は、図示していない信号線を介して、ＬＭＳアルゴリズム部２４で計算されたタップ係数をそれぞれ保持する。保持部４２に保持されるべきタップ係数はバースト期間中にわたって更新される。なお、タップ係数の設定とタップ係数の更新に必要な信号は、タップ係数関連信号２１０によってＬＭＳアルゴリズム部２４とＤＦＥ部２２の間を伝送する。

乗算部４４は、遅延部４０から出力された信号と保持部４２に保持されたタップ係数を乗算する。総和部４６は、乗算部４４での乗算結果を総和する。判定部４８は、総和部４６から出力された信号を判定する。判定した信号は、タップ係数関連信号２１０によって前述のＬＭＳアルゴリズム部２４に出力されると共に、第３遅延部４０ｃに入力される。

加算部５０は、総和部４６から出力された信号と判定部４８で判定した信号を減算して、誤差を求め、タップ係数関連信号２１０によって前述のＬＭＳアルゴリズム部２４に出力する。なお、総和部４６から出力された信号は、等化器出力信号２０４として出力される。

ＬＭＳアルゴリズム部２４は、前述のごとく、線形フィルタ部２０とＤＦＥ部２２のタップ係数を計算する。線形フィルタ部２０に対するタップ係数は、ディジタル信号２０２と既知の信号にもとづいて計算し、ＤＦＥ部２２に対するタップ係数は、既知の信号あるいは等化器出力信号２０４と、フィルタ出力信号２０６にもとづいて計算する。

以上の構成による受信装置１００の動作を説明する。受信装置１００は、バースト信号を受信し、バースト信号の先頭部分で増幅部６０は、初期のゲイン係数２１６に基づいて、入力信号２００を増幅する。遅延プロファイル推定部２６はバースト信号に含まれたプリアンブルから遅延プロファイルを推定する。第１選択部７２は、推定した遅延プロファイルから第１遅延時間を決定し、第２選択部７４は、第２遅延時間を決定する。第３選択部７６は、第１遅延時間と第２遅延時間の差異にもとづいて、「奇数番号に対応したカテゴリ」あるいは「偶数番号に対応したカテゴリ」のうち一方を選択する。選択部６８は、記憶部７０から選択したカテゴリに応じた目標値を選択し、目標値２１４として出力する。誤差計算部７８は、ディジタル信号２０２の強度と目標値２１４の誤差を計算し、フィルタ部８０でフィルタリングした後、利得計算部８２が、ゲイン係数２１６を更新する。増幅部６０は、更新されたゲイン係数２１６にもとづいて、入力信号２００を増幅する。増幅された信号に対して、等化器１８と復調部１６で所定の処理が行われる。

本発明の実施例１によれば、推定した遅延プロファイルに応じて目標値を決定し、さらに決定した目標値に収束するようにゲイン係数を決定して受信した信号を増幅するので、無線伝搬路の特性に応じて信号を増幅できる。また、遅延プロファイルに応じて信号を増幅するので、無線伝搬路の特性が変動した場合であっても信号品質の変動を小さくできる。また、遅延プロファイルのうち、最大の信号強度に対応した遅延時間と次に大きい信号強度に対応した遅延時間の差異にもとづいて、目標値を決定するので、信号品質に大きな影響を及ぼす成分を考慮できる。また、ふたつのカテゴリを予め規定しておき、これらのカテゴリに対応した目標値を選択した出力するだけなので、処理量の増加を抑制できる。

（実施例２）
本発明の実施例２は、実施例１と同様に、ＡＧＣの目標値を推定した遅延プロファイルから導出する受信装置に関する。さらに、実施例２は、実施例１と同様に「奇数番号に対応したカテゴリ」と「偶数番号に対応したカテゴリ」のふたつのカテゴリとそれらに対応した目標値を予め規定する。しかしながら、推定した遅延プロファイルからカテゴリを決定する過程が異なる。実施例２のひとつは、第１遅延時間と第２遅延時間に加えて、別の信号強度に対応した遅延時間（以下、「第３遅延時間」という）を特定する。さらに、第１遅延時間を基準にして、第２遅延時間の遅延ポイント数と第３遅延時間の遅延ポイント数の組合せに応じて、「奇数番号に対応したカテゴリ」あるいは「偶数番号に対応したカテゴリ」に分類する。

一方、実施例のもうひとつは、複数の信号強度に応じた複数の遅延時間をそれぞれ選択し、第１遅延時間を基準にしてそれらの遅延ポイント数を特定する。特定した複数の遅延ポイント数のうち、偶数の遅延ポイント数が多ければ「偶数番号に対応したカテゴリ」に分類し、奇数の遅延ポイント数が多ければ「奇数番号に対応したカテゴリ」に分類するように、多数決によってカテゴリを決定する。

実施例２に係る受信装置１００、ＡＧＣ１４、目標値導出部６４、利得導出部６２は、それぞれ図１、図３、図４、図８に示されるタイプに係る。ここでは、特に、図４の第１選択部７２、第２選択部７４、第３選択部７６を説明する。

第１選択部７２は、前述のごとく第１遅延時間を特定する。第２選択部７４は、第２遅延時間と第３遅延時間を特定する。図５（ｂ）は、前述のごとく第２選択部７４の動作概要を示す。第２選択部７４は、「ｂ１」を選択し、さらに、「ｂ１」に隣接した図中の「ｂ２」と「ｂ３」は、「ｂ１」と同一の遅延波による信号とみなし、以降の動作から除外する。図５（ｃ）は、第２選択部７４の動作概要を示す。第２選択部７４は、「ａ１」から「ａ３」、「ｂ１」から「ｂ３」以外の信号強度のうちで、信号強度が最大の「ｃ１」を選択し、それに対応した遅延時間を第３遅延時間とする。

第３選択部７６は、離散的な間隔で規定された複数の遅延時間を遅延時間の値の順に配列し、第１遅延時間の値を基準にして、第１遅延時間からの番号を複数の遅延時間の値にそれぞれ付与した場合に、第２遅延時間と第３遅延時間の遅延ポイント数を特定する。さらに、特定した第２遅延時間の遅延ポイント数と第３遅延時間の遅延ポイント数がすべて偶数である場合に、「偶数番号に対応したカテゴリ」を選択し、それ以外の場合に、「奇数番号に対応したカテゴリ」を選択する。図５では、第２遅延時間の遅延ポイント数が「４」であり、第３遅延時間の遅延ポイント数が「１１」であるので、「奇数番号に対応したカテゴリ」が選択される。

図１０は、実施例２に係るカテゴリを示す。第２遅延時間の遅延ポイント数が「奇数」であり、第３遅延時間の遅延ポイント数が「奇数」であれば、「奇数番号に対応したカテゴリ」を選択し、第２遅延時間の遅延ポイント数が「奇数」であり、第３遅延時間の遅延ポイント数が「偶数」であれば、「奇数番号に対応したカテゴリ」を選択し、第２遅延時間の遅延ポイント数が「偶数」であり、第３遅延時間の遅延ポイント数が「奇数」であれば、「奇数番号に対応したカテゴリ」を選択し、第２遅延時間の遅延ポイント数が「偶数」であり、第３遅延時間の遅延ポイント数が「偶数」であれば、「偶数番号に対応したカテゴリ」を選択する。

実施例２の別の態様において、第２選択部７４は、複数の遅延時間を特定する。ここで、複数の遅延時間とは、予め定めた数であってもよく、所定のしきい値より大きい信号強度に対応した遅延時間であってもよい。また、これらの組合せであってもよい。第３選択部７６は、離散的な間隔で規定された複数の遅延時間を遅延時間の値の順に配列し、第１遅延時間の値を基準にして、第１遅延時間からの番号を複数の遅延時間の値にそれぞれ付与した場合に、複数の遅延時間の遅延ポイント数をそれぞれ特定する。さらに、特定した複数の遅延ポイント数のうち、偶数の遅延ポイント数が多ければ「偶数番号に対応したカテゴリ」に分類し、奇数の遅延ポイント数が多ければ「奇数番号に対応したカテゴリ」に分類するように、多数決によってカテゴリを決定する。

本発明の実施例２によれば、推定した遅延プロファイルに応じて目標値を決定し、さらに決定した目標値に収束するようにゲイン係数を決定して受信した信号を増幅するので、無線伝搬路の特性に応じて信号を増幅できる。また、遅延プロファイルに応じて信号を増幅するので、無線伝搬路の特性が変動した場合であっても信号品質の変動を小さくできる。また、遅延プロファイルのうち、複数の遅延時間にもとづいて、目標値を決定するので、遅延プロファイル全体の影響を考慮できる。また、ふたつのカテゴリを予め規定しておき、これらのカテゴリに対応した目標値を選択した出力するだけなので、処理量の増加を抑制できる。

（実施例３）
本発明の実施例３は、これまでの実施例と同様に、ＡＧＣの目標値を無線伝播路の特性にもとづいて導出する受信装置に関する。しかしながら、目標値は、推定した遅延プロファイルからでなく、遅延スプレッドから導出する。

図１１は、実施例３に係る受信装置１００の構成を示す。図１１の受信装置１００は、図１の受信装置１００と比較して、遅延スプレッド推定部９０が含まれている。遅延スプレッド推定部９０は、受信した信号から遅延スプレッドを推定する。
実施例２に係るＡＧＣ１４、利得導出部６２は、それぞれ図３、図８に示されるタイプに係る。

図３の目標値導出部６４は、推定された遅延スプレッドにもとづいて、目標値を導出する。ここでは、遅延スプレッドの値に応じて複数のカテゴリを設け、さらに複数のカテゴリにそれぞれ対応するように複数の目標値を予め記憶している。目標値導出部６４は、推定された遅延スプレッドに応じていずれかのカテゴリを選択し、選択したカテゴリに対応した目標値を検出する。以後の動作は、これまでの実施例と同様である。

本発明の実施例３によれば、推定した遅延スプレッドに応じて目標値を決定し、さらに決定した目標値に収束するようにゲイン係数を決定して受信した信号を増幅するので、無線伝搬路の特性に応じて信号を増幅できる。また、遅延スプレッドに応じて信号を増幅するので、無線伝搬路の特性が変動した場合であっても信号品質の変動を小さくできる。また、遅延スプレッドにもとづいて目標値を決定するので、無線伝搬路の統計的な性質を考慮できる。

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

本発明の実施例１から３において、受信装置１００は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格に準拠した無線ＬＡＮに使用されている。しかしこれに限らず例えば、携帯電話システム、特に第３世代携帯電話システムやＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格以外のＩＥＥＥ８０２．１１ａ等の規格に準拠した無線ＬＡＮに使用されてもよい。本変形例によれば、様々な無線システムに本発明を適用できる。すなわち、送信側と受信側の間に位置する無線伝搬路の特性が変動する環境下で使用される無線システムに適用されればよい。

実施例１に係る受信装置の構成を示す図である。実施例１に係るバーストフォーマットを示す図である。図１のＡＧＣの構成を示す図である。図３の目標値導出部の構成を示す図である。図５（ａ）−（ｃ）は、図４の分類部の動作概要を示す図である。図１の受信装置において、複数の目標値に対するＰＥＲをそれぞれ示す図である。図４の記憶部に記憶された目標値を示す図である。図３の利得導出部の構成を示す図である。図１の等化器の構成を示す図である。実施例２に係るカテゴリを示す図である。実施例３に係る受信装置の構成を示す図である。

符号の説明

１０アンテナ、１２ＲＦ部、１４ＡＧＣ、１６復調部、１８等化器、２０線形フィルタ部、２２ＤＦＥ部、２４ＬＭＳアルゴリズム部、２６遅延プロファイル推定部、２８制御部、３０遅延部、３２保持部、３４乗算部、３６総和部、４０遅延部、４２保持部、４４乗算部、４６総和部、４８判定部、５０加算部、５８ＡＤ変換部、６０増幅部、６２利得導出部、６４目標値導出部、６６分類部、６８選択部、７０記憶部、７２第１選択部、７４第２選択部、７６第３選択部、７８誤差計算部、８０フィルタ部、８２利得計算部、８４初期設定部、９０遅延スプレッド推定部、１００受信装置、２００入力信号、２０２ディジタル信号、２０４等化器出力信号、２０６フィルタ出力信号、２０８増幅信号、２１０タップ係数関連信号、２１２遅延プロファイルデータ、２１４目標値、２１６ゲイン係数。

Claims

信号を入力する入力部と、
前記入力した信号を所定の利得にもとづいて増幅する増幅部と、
前記増幅した信号の強度と所定の目標値との差異に応じて利得を導出し、当該導出した利得を前記増幅部に帰還させる利得導出部と、
前記入力した信号の遅延プロファイルを推定する遅延プロファイル推定部と、
前記推定した遅延プロファイルにもとづいて目標値を導出し、当該導出した目標値を前記利得導出部に帰還させる目標値導出部と、
を備えることを特徴とする自動利得制御増幅装置。
前記目標値導出部は、
前記推定した遅延プロファイルを予め規定した複数のカテゴリのうちのいずれかに対応付ける分類部と、
前記複数のカテゴリにそれぞれ対応した複数の目標値を記憶する記憶部と、
前記対応付けた複数のカテゴリのいずれかに応じた目標値を前記記憶部から選択する選択部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の自動利得制御増幅装置。
前記遅延プロファイル推定部は、離散的な間隔で規定された複数の遅延時間のそれぞれに対応するように、複数の信号強度をそれぞれ導出し、
前記分類部は、
前記導出した複数の信号強度のうちで最大の信号強度に対応した遅延時間の値を選択する第１選択部と、
前記導出した複数の信号強度のうちで所定の信号強度に対応した遅延時間の値を選択する第２選択部と、
前記離散的な間隔で規定された複数の遅延時間を遅延時間の値の順に配列し、前記最大の信号強度に対応した遅延時間の値を基準にして、当該基準にした遅延時間の値からの番号を複数の遅延時間の値にそれぞれ付与した場合に、前記所定の信号強度に対応した遅延時間の値が奇数番目の番号あるいは偶数番目の番号であるかに応じて、奇数番目の番号に対応したカテゴリあるいは偶数番目の番号に対応したカテゴリのいずれかを選択する第３選択部と、
を備えることを特徴とする請求項２に記載の自動利得制御増幅装置。
前記遅延プロファイル推定部は、離散的な間隔で規定された複数の遅延時間のそれぞれに対応するように、複数の信号強度をそれぞれ導出し、
前記分類部は、
前記導出した複数の信号強度のうちで最大の信号強度に対応した遅延時間の値を選択する第１選択部と、
前記導出した複数の信号強度のうちで複数の信号強度に対応した複数の遅延時間の値をそれぞれ選択する第２選択部と、
前記離散的な間隔で規定された複数の遅延時間を遅延時間の値の順に配列し、前記最大の信号強度に対応した遅延時間の値を基準にして、当該基準にした遅延時間の値からの番号を複数の遅延時間の値にそれぞれ付与した場合に、奇数番目の番号あるいは偶数番目の番号のうち前記複数の信号強度に対応した複数の遅延時間の値が多く該当する方に応じて、奇数番目の番号に対応したカテゴリあるいは偶数番目の番号に対応したカテゴリのいずれかを選択する第３選択部と、
を備えることを特徴とする請求項２に記載の自動利得制御増幅装置。
前記遅延プロファイル推定部は、離散的な間隔で規定された複数の遅延時間のそれぞれに対応するように、複数の信号強度をそれぞれ導出し、
前記分類部は、
前記導出した複数の信号強度のうちで最大の信号強度に対応した遅延時間の値を選択する第１選択部と、
前記導出した複数の信号強度のうちで複数の信号強度に対応した複数の遅延時間の値をそれぞれ選択する第２選択部と、
前記離散的な間隔で規定された複数の遅延時間を遅延時間の値の順に配列し、前記最大の信号強度に対応した遅延時間の値を基準にして、当該基準にした遅延時間の値からの番号を複数の遅延時間の値にそれぞれ付与した場合に、前記複数の信号強度に対応した複数の遅延時間の値がすべて偶数番目の番号である場合に、偶数番目の番号に対応したカテゴリを選択し、それ以外の場合に、奇数番目の番号に対応したカテゴリを選択する第３選択部と、
を備えることを特徴とする請求項２に記載の自動利得制御増幅装置。
前記記憶部は、前記偶数番目の番号に対応したカテゴリのための第１の目標値と、前記奇数番目の番号に対応し、かつ前記第１の目標値よりも大きい第２の目標値を記憶することを特徴とする請求項３から５のいずれかに記載の自動利得制御増幅装置。
信号を入力する入力部と、
前記入力した信号を所定の利得にもとづいて増幅する増幅部と、
前記増幅した信号の強度と所定の目標値との差異に応じて利得を導出し、当該導出した利得を前記増幅部に帰還させる利得導出部と、
前記入力した信号の遅延スプレッドを推定する遅延スプレッド推定部と、
前記推定した遅延スプレッドにもとづいて目標値を導出し、当該導出した目標値を前記利得導出部に帰還させる目標値導出部と、
を備えることを特徴とする自動利得制御増幅装置。
信号を受信する受信部と、
前記受信した信号を所定の利得にもとづいて増幅する増幅部と、
前記増幅した信号を処理する処理部と、
前記増幅した信号の強度と所定の目標値との差異に応じて利得を導出し、当該導出した利得を前記増幅部に帰還させる利得導出部と、
前記受信した信号の遅延プロファイルを推定する遅延プロファイル推定部と、
前記推定した遅延プロファイルにもとづいて目標値を導出し、当該導出した目標値を前記利得導出部に帰還させる目標値導出部と、
を備えることを特徴とする受信装置。
信号を受信する受信部と、
前記受信した信号を所定の利得にもとづいて増幅する増幅部と、
前記増幅した信号を処理する処理部と、
前記増幅した信号の強度と所定の目標値との差異に応じて利得を導出し、当該導出した利得を前記増幅部に帰還させる利得導出部と、
前記受信した信号の遅延スプレッドを推定する遅延スプレッド推定部と、
前記推定した遅延スプレッドにもとづいて目標値を導出し、当該導出した目標値を前記利得導出部に帰還させる目標値導出部と、
を備えることを特徴とする受信装置。
伝送路を介して受信した信号を増幅するための増幅器の利得が、前記増幅器で増幅した信号と所定の目標値の差異に応じて設定されており、さらに受信した信号の伝送路特性を推定し、前記推定した伝送路特性にもとづいて前記増幅器の利得を設定するための目標値が導出され、当該導出された目標値が前記増幅器の利得に反映されることを特徴とする自動利得制御増幅方法。