JP2005529539A - 受信信号の強度表示 - Google Patents

Abstract

受信信号強度表示回路は、入力信号の個々に制御された増幅をするための回路（A1-A4）と、この増幅回路（A1-A4）の出力と連結され、受信信号強度表示を供給するための回路（NF、log、ADC）と、を備える。

Description

この発明は、受信信号強度表示回路、及びこのような回路を備えた集積チューナに関する。

ケーブルモデムのための米国標準DOCSYS1.1は、受信信号強度表示がケーブルモデムからヘッドエンドへ送られることを規定する。

本発明の目的は、とりわけ、正確で簡単な受信信号強度表示を提供することにある。

このために、本発明は、独立形式の請求項において定義された受信信号強度表示を提供する。有利な実施例は、従属形式の請求項で定義される。有利な実施例において、別の回路の必要性がないように、受信信号の強度表示はチューナＩＣ内で決定される。

本発明のこれら及び他の外観は、以下で記述される実施例への言及から明らかとなり、説明される。

図は、受信信号強度表示（RSSI）目的のため、“狭（narrow）”帯域選択（NF）、対数レベル検出器（log）、及びリニア５ビットAD-変換をそれぞれ含む３個のブロックで拡張された、チューナＩＣの信号経路の単純化されたブロック図を示す。

最終増幅器（last amplifier）A5が連続して制御されている場合、増幅器(amplifier)A1、A2、A3、A4の利得は、段階的にのみ制御される。この最終増幅器A5は、30dBの利得の制御範囲を有し、このチューナの後のチャネル符号器における最適なADC機能のために、最大振幅の出力レベルが一定に保たれる。これに基づき、最終増幅器A5の入力信号レベルは、30dBの最大出力レベル変化を有し、実際には、確実にさらに小さくなる。要求されたパルス、要求された信号が入力に入力されても、要求された信号レベルの最大値と最小値との差が30dBよりも小さいことが得られる。

RSSIに付加された回路において、最終増幅器A5の入力と並列である狭帯域フィルタNFは、要求された信号スペクトルの一部のみを対数検出器に送り、隣接したチャネルからの電力は十分に抑制される。要求された信号の電力は、帯域幅に渡って等しく分布するので、部分的なスペクトルは依然として要求された信号の電力と関係を有する。フィルタの入力で要求された信号の電力は、30dBより多くは変化しないので、リニア５ビットＡＤＣの入力である対数検出器logの出力も同様に維持される。５ビットは、32レベルに一致するので、この30dB範囲は、1dB未満のステップで読み出しが可能であり、I2C（集積回路内）バスを経由して得ることができる。

RSSI較正と読み出し
既知の信号レベルを有するＲＦ信号がモデムのアンテナ入力に加えられるケースでは、デジタル的に制御される増幅器A1-A4は、可能性のある個々の利得の値の一つに個々にセットされるが、これらの値はさほど正確ではない。対数レベル検出器logの狭い帯域幅にも拘わらず、信号レベルは、これらの“不正確な（inaccurate）”増幅段A1-A4の後に1dBの分解能で測定され、要求されたRF入力信号レベルに比例する。最終的に、選択された増幅器の設定とともに検出した信号レベルの情報と同様に、このRFは、デジタルに記憶され、他のRF入力レベルの参照として機能する。この測定は、このように、RSSI測定にとって絶対的な利得組合せ点（absolute gain calibration point）として機能する。

同じ増幅器の設定におけるRFレベルの個々の１dBの変化は、検出器出力の１dBの変化と一致する。検出器出力でこのレベルが測定されることから、今度は、逆方向に、RFレベルの測定は、チューナ/モデム入力で決定される。

増幅段A1-A4毎に異なった利得の設定は、3dBまたは4dB離れた設計に従う。例えば、工程のばらつきにより、これらのステップは同様に不正確である。そのケースにおける更なる較正は、RF入力レベルの変化なしに、これらのステップのために、独立した各増幅段の利得設定の変更により要求される。対数検出器出力は、実際の利得ステップに応じてレベル変化をここでは測定する。この実際の情報は、独立して各利得段のために記憶され、RSSIのための完全に較正された入力レベル範囲に帰着する。

大部分のRF入力フィルタの周波数依存性により、較正手順は、異なったRF周波数で繰り返されることを要求する。この周波数の数は、RFフィルタの数と少なくとも等しくなると期待される。フィルタの状態は、較正ソフトウエアにおいて補正することが可能である。シミュレーションから、工程ばらつきは、最終的に、較正されるべき周波数位置（frequency positions）の実際の数に従う。

利得における温度の影響は、対数検出器経路において良く較正されるので、増幅器の絶対的な精度は良くないが、時間と温度に対する安定性は良い。

従って、RF入力レベルは、記憶されたレベル情報とデジタルに制御された増幅器の以前使用された利得設定とを併用して、今後、正確に決定される。メモリの位置は、モデム内のチューナＩＣの外側にあるが、チューナＩＣの基板上における今後のフラッシュメモリの可能性については、同様に検討される。

モデムアライメント手順は、以下のように簡潔に述べられる。

チューナＩＣのRFフィルタの異なった中央の周波数の一つのRF入力信号の適用、
適切な入力レベルと同様にチューナＩＣ内の増幅器A1-A4の利得設定の選択、
そして、5または6ビットADC出力値に関係する、対応する要求した信号の記憶。

本発明は、従って、チューナＩＣ内の集積RSSI検出器を提供する。プログラム可能なゲイン設定A1-A4の限られた数のデジタル信号受信のためのチューナコンセプトに基づいて、受信（RF）信号強度表示（RSSI）解析は、定義され、RFチューナＩＣ内に十分集積可能である。本発明における基本的な構成は、全ての要求された信号スペクトルに比例する、低中間周波数（low-IF）において要求された信号スペクトルの一部のみが通過する狭帯域選択フィルタNF、要求した信号レベルをデシベルリニア信号（dB-liner signal）に切り替えるための対数検出器log、そして、設計に基づいた較正手段（calibration method）である。本発明は、ケーブルモデムのような、デジタル受信のための受信機に用いることができる。相対的な利得（とレベル）の変化は、後に、または工場において最適化することができる。RFフィルタの影響は、ソフトウエアにより較正することが可能である。この解析はソフトウエアに依存し、符号器のタイプには依存しない。個々に制御された増幅器A1-A4は、利得設定プログラム/読み出し機構を備え、RSSI回路は、１dB未満の相対的なレベル読み出し確度を備えており、そして、この組合せは、単信号モデム較正の間の定義前設定を備えている。このアプリケーションは、デジタルデータのためのモデムを制限する必要はなく、セットトップボックス（set-top box）、又はデジタルＴＶのＴＶレシーバについてもこの原理を用いることができるが、RSSIはこれらのアプリケーションのために規定されるものではない。
図に示されたチューナＩＣの実施例は、増幅器Ａ２とＡ３との間の第１の選択フィルタと、増幅器Ａ３とＡ４との間のミキサＭと、増幅器Ａ４とＡ５との間の第２の選択フィルタＳＦ２と、を備えている。測定が中間周波数によって影響を受けないように、RSSI回路の入力は、第２の選択フィルタの出力に連結されると有利である。RSSI回路入力が相対的に低い周波数になるように、RSSIフィルタの入力は、ミキサＭ（好ましくは、第２の選択フィルタを通過する必要はない）の出力に連結されると有利である。高周波から低い中間周波に変換するミキサＭは、チャネルバンド幅内において狭いフィルタをかけることを可能にするのに非常に有効である。狭帯域フィルタNFは、好ましくは、5-6MHzバンド幅チャネルから1-2 MHzを選択する。要求した信号の狭いスペクトル内の電力は、この要求した信号の電力に関係すべきであり、この条件は、例えば、OFDMやQAM信号が満たす。正確な較正が可能になるように、時間によって変化せずに温度に依存する、またはそのどちらかである制御電圧と増幅との間の明確な関係が成立するように、別々に制御された増幅器A1-A4は、チューナIC入力とRSSI回路入力との間の経路に設けられると有利である。

既述の実施例は、本発明を制限するよりも寧ろ説明するものであり、当業者は、添付の特許請求の範囲の範囲を逸脱しない範囲で多くの代替的な実施例を設計することが可能であろうことに注目すべきである。明らかに、チューナICの入力とRSSI回路の入力との間に基本的に１個の増幅器があれば十分であるので、４個の別々に制御された増幅器A1-A4が図の表示位置にある必要性はない。特許請求の範囲において、括弧内の参照符号は請求項を限定して解釈するものではない。単語“備える（comprising）”は、請求項においてそのように記載されたもの以外の構成要素または工程の存在を排除するものではない。構成要素に先行する単語“a”“an”は、複数のそのような構成要素の存在を排除するものではない。本発明は、幾つかの異なった構成要素を備えたハードウエアの手段によって実施され、また、適切にプログラムされたコンピュータの手段によっても実施される。幾つかの手段を列挙する装置の請求項において、それらの手段のうち幾つかは、１つの手段とハードウエアの同じ項目によって実施される。ある手段が相互に異なった従属形式の請求項で説明されている単なる事実は、これらの手段の組合せが利益を得るのに利用できないことを示すものではない。

本発明による受信信号強度表示装置を備えたチューナＩＣの実施例を示す図である。

Claims (4)

1. 入力信号の個々に制御された増幅をする手段と、
   前記増幅手段の出力と連結され、受信信号強度表示を供給するための手段と、を備えることを特徴とする受信信号強度表示回路。
2. 前記受信信号強度表示を供給するための手段は、隣接したチャネルからの影響を減らした、入力信号の電力を測定するための狭帯フィルタを含むことを特徴とする請求項１に記載の受信信号強度表示回路。
3. 請求項１に記載の受信信号強度表示回路を備えた集積チューナであって、
   前記増幅手段は、選択的にフィルタをかける手段を有することを特徴とする集積チューナ。
4. 請求項１に記載の受信信号強度表示回路を備えた集積チューナであって、前記増幅手段は、ミキサを有することを特徴とする集積チューナ。

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