JP2006503511A - 自動利得制御器の利得を補償するための装置及び方法 - Google Patents

Abstract

移動通信システムにおいて、不連続的に伝送されるパケットデータの受信電力を安定化するための自動利得制御器の利得を補償する装置及び方法を提供する。補償制御器は、自動利得制御器からの自動利得制御値を受信して自動利得制御値を予め定められた区間の間に所定のサンプル数だけサンプリングし、サンプリングされた自動利得利得値と予め定められた区間の間に使用される参照利得値との差と所定の値を比較することにより補償利得制御値を求める。補償器は、自動利得制御値を補償利得制御値で補償し、これによって、自動利得制御器の特性によって発生されたエラーを補償する。

Description

本発明は、自動利得制御装置及び方法に関し、特に、移動通信システムにおいて、不連続的に伝送される高速パケットデータの受信信号電力を安定化するための自動利得制御器（Automatic Gain Controller；ＡＧＣ）の利得を補償する装置及び方法に関する。

通常、高速パケットデータの伝送のための移動通信システム（以下、“高速パケット伝送移動通信システム”と略する。）は、データチャンネルのみを支援するか、又は、データチャンネルだけでなく、音声チャンネルを同時に支援する。前者は、“ＩＭＴ−２０００（International Mobile Telecommunication 2000）１ｘＥＶ−ＤＯ（Evolution-Data Only）システム”と呼ばれ、後者は、“ＩＭＴ−２０００ １ｘＥＶ−ＤＶ（Evolution-Data and Voice）システム”と呼ばれる。

一方、高速パケット伝送移動通信システムにおいて、高速データの伝送を実現するために、複数のユーザーが同一のチャンネルを時分割多重化（Time Division Multiplexing；以下、“ＴＤＭ”と略する。）して使用する。このとき、高速パケット伝送移動通信システムにおいて、基地局は、端末機から順方向チャンネル状態情報をフィードバック（feedback）して受信し、チャンネル状態が良い場合、伝送データ率を高めるために、８−ＰＳＫ（phase shift keying）、１６−ＱＡＭ（quadrature amplitude modulation）、又は６４−ＱＡＭのような高次変調（high order modulation）方式を使用して、データ伝送を遂行する。このような高速パケット伝送移動通信システムにおいて、順方向パケットチャンネルは、複数のユーザーが時分割変調（Time Division Modulation；ＴＤＭ）方式で分けて使用するチャンネルであるので、特定のユーザーに割り当てられた時間(time slot)に、基地局は、この１つ以上の特定のユーザーに全ての利用可能な電力を割り当てる。

通常、パケットデータは、不連続的に発生するためにパケットデータが伝送されない時間が存在する。すなわち、パケットデータは連続的に伝送されず、不連続に伝送される。これにより、パケットデータの受信信号レベルを一定に保持することができない場合、６４−ＱＡＭのような高次変調方式を使用すると、パケットチャンネルの受信品質が劣化する。従って、一般的に、パケットデータの受信信号レベルを安定化するためにＡＧＣを使用する。このようなＡＧＣの構成及び受信機で受信される信号のレベル変化を、図１乃至図２Ｃを参照して説明する。

図１は、受信信号レベルを一定に保持するための一般的なＡＧＣのブロック構成図である。
図１を参照すると、ＡＧＣは、アンテナ（図示省略）からの信号Ｓ（ｔ）を受信する利得制御増幅器（Gain Controlled Amplifier；ＧＣＡ）１０と、利得制御増幅器１０の出力を所定の区間の間に累積する累算器２０と、累算器２０の出力信号をターゲット基準電圧（ＡＩＭ_ＡＭＰ）に加算する加算器３０と、加算器３０の出力信号をフィルタリングし、所定の帯域幅（bandwidth）を有するフィードバックループフィルター（Feedback loop filter）４０と、を含む。
利得制御増幅器１０は、フィードバック信号によって制御される増幅器である。

上述したような構成の動作を説明すると、入力信号は、利得制御増幅器１０に入力され、利得制御増幅器１０の出力は二分され、このうちの１つが累算器２０に入力される。加算器３０は、累算器２０から受信した累積された信号を負（−）の値を有する基準電圧ＡＩＭ_ＡＭＰに加算する。すなわち、加算器３０は、累算器２０の出力と基準電圧ＡＩＭ＿ＡＭＰとの差を求める。その後、フィードバックループフィルター４０は、その差の信号をフィルタリングし、利得制御増幅器１０は、このフィルタリングされた信号で入力信号を増幅する。

上述したように、基地局から受信される信号のレベル変化を自動利得制御器の構成に関連して説明する。
図２Ａ、図２Ｂ、及び図２Ｃは、パケットチャンネルが不連続的に動作する場合の送信電力のレベル変化と受信電力のレベル変化とを示すタイミング図である。
より詳細に、図２Ａは、基地局送信電力I_ｏｒを示し、図２Ｂは、自動利得制御器によって制御された受信信号のレベル

を示す。図２Ｃは、基地局の送信電力I_ｏｒの変化に従って、自動利得制御器のループで利得制御増幅器（ＧＣＡ）を制御する制御信号Ｖｃ(ｔ)を示す。ここで、基地局の送信電力I_ｏｒは、パケット伝送区間ｔ１〜ｔ３の間に最大値Ｐ_ｍａｘに達するが、パケットが伝送されない区間では、送信電力がノーマル値Ｐ_{ｎｏｒｍａｌ}に戻る。

しかしながら、受信機の自動利得制御器によって制御される受信信号レベルは、パケットチャンネルの伝送開始時点ｔ１、又は、伝送終了時点ｔ３では、送信信号の急激な変化によって、自動利得制御器による受信信号電力が一定に保持されない。これは、自動利得制御器が一般にループ制御方式で構成されているので、自動利得制御器のループが安定化するまでは、ある程度の時間を必要とするためである。そして、これは、理想的な自動利得制御器という仮定の下では、避けられない自動利得制御器のエラー(error)に該当する。従って、大部分の高速パケットデータ受信器では、不連続なパケットの伝送に関連して同一の問題を抱えている。

高速のパケットデータの伝送は、ＱＰＳＫ／８−ＰＳＫ、又は１６−ＱＡＭ／６４−ＱＡＭのような高次変調方式を使用する。しかしながら、不連続な伝送による自動利得制御器のエラーに起因して入力信号の電力レベルが一定でなければ、復調性能が大きく劣化する、という問題点がある。

また、不連続なパケットデータの伝送の間に、自動利得制御器が安定化するときまで発生する自動利得制御器のエラーは、１つのスロット内の受信電力レベルを変化させる。これは、１６−ＱＡＭ／６４−ＱＡＭの復調性能に大きく影響を及ぼす。従って、１つのスロット内で自動利得制御器から出力される信号の電力レベル変化を減らすことができるアルゴリズムが必要になった。

上記背景に鑑みて、本発明の目的は、高速パケット伝送移動通信システムにおいて、パケット伝送区間で測定される受信電力のレベルを一定に保持するための装置及び方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、高速パケット伝送移動通信システムにおいて、パケットデータの不連続的な伝送による受信品質の低下を防止することができる装置及び方法を提供することにある。

本発明のさらなる目的は、高速パケット伝送移動通信システムにおいて、歪曲された受信信号の電力レベルの変化を補償することができる装置及び方法を提供することにある。
本発明のもう一つの目的は、高速パケット伝送移動通信システムにおいて、受信機の構造を変更せず、歪曲された受信信号の電力レベルの変化を補償することができる装置及び方法を提供することにある。

このような目的を達成するために、本発明の実施形態によるパケットデータを不連続的に伝送する移動通信システムにおいて、受信されたパケットデータの利得を調整する自動利得制御器を含む受信装置の該自動利得制御器の利得を補償する装置は、この自動利得制御器から出力された自動利得制御値を受信し、この自動利得制御値を予め定められた区間の間に所定のサンプル数だけサンプリングし、このサンプリングされた利得値とこの予め定められた区間の間に使用される参照利得値との差を計算して補償利得制御値を求める補償制御器と、この自動利得制御値をこの補償利得制御値で補償することによって、この自動利得制御器の特性によって発生されたエラーを補正する補償器と、を含むことを特徴とする。

本発明の実施形態による装置は、この補償された自動利得制御値の電力レベルをこの補償制御器で求めた補償オフセット制御値で補償するオフセット補償器をさらに含むことを特徴とする。

また、本発明の実施形態によるパケットデータを不連続的に伝送する移動通信システムにおいて、受信されたパケットデータの利得を調整する自動利得制御器を含む受信装置の該自動利得制御器の利得を補償する方法は、この自動利得制御器から出力された自動利得制御値を受信し、この自動利得制御値を予め定められた区間の間に所定のサンプル数だけサンプリングし、このサンプリングされた利得値とこの予め定められた区間の間に使用される参照利得値との差を計算して補償利得制御値を求めるステップと、この自動利得制御値をこの補償利得制御値で補償することによって、この自動利得制御器の特性によって発生されたエラーを補正するステップと、を含むことを特徴とする。

本発明の実施形態による方法は、この予め定められた区間が終了すると、現在の区間の間に使用されるこの参照利得値と次の参照利得クロック信号に応答して抽出される次の区間の間に使用される参照利得値との差を使用して補償オフセット制御値を求めるステップと、この補償された自動利得制御値の電力レベルをこの補償オフセット制御値で補償するステップと、をさらに含むことを特徴とする。

本発明は、自動利得制御器の補償アルゴリズムから計算した補償利得制御値及び補償オフセット制御値を使用する不連続な伝送による自動移動制御器のエラーによって発生する信号歪曲の受信信号を補償する。従って、信号歪曲によるパケットチャンネルの受信品質の劣化を防止することができる、という長所がある。

以下、本発明の好適な実施形態について添付図面を参照しつつ詳細に説明する。下記説明において、図面中、同一の構成要素については、可能な限り同一の符号及び番号を共通使用するものとする。
下記の説明では、具体的な信号及び信号レベルのような多くの特定の事項が説明されているが、これは、本発明のさらなる全般的な理解を助けるために提供されるものに過ぎず、このような特定の事項がなくても、本発明が実施されることができることは、当該技術分野における通常の知識を持つ者には明らかである。また、本発明の要旨のみを明瞭にするために公知の機能又は構成に関する詳細な説明は省略する。

本発明の実施形態では、符号分割多重接続方式（１ｘＣＤＭＡ）帯域幅を使用して音声サービス及びデータサービスを含むマルチメディアサービスを支援する高速パケット伝送移動通信システムでの順方向リンクを例に挙げて説明する。ここで、１ｘＣＤＭＡ帯域幅は、既存のＩＳ−９５系列の北米式の同期システムで使用される１．２５ＭＨｚの周波数帯域幅を意味する。これは、本発明の実施形態において、クロック発生周期を決定するためのスロット境界（Slot boundary）参照信号Ｔ１２５の決定に使用される。パケットデータが不連続的に伝送されると、図２Ｂに示すように、伝送開始時点（ｔ１）又は伝送終了時点（ｔ３）で送信電力が急激に変化する。その結果、自動利得制御器１１０は、受信電力を一定に保持することができない。

以下、本発明の一実施形態による移動端末の受信機で自動利得制御補償アルゴリズムの実施及び動作を説明する。
図３は、本発明の一実施形態による移動端末の受信機において自動利得制御器の利得を補償する装置を示すブロック図である。

図３を参照すると、移動端末の受信機は、パケットデータ受信部１００、利得補償装置である自動利得制御器１１０、及びシンボル復調器１３０を含む。自動利得制御器１１０は、パケットデータ受信部１００から受信した不連続的なパケットデータの電力レベルを利得制御を通じて安定化し、自動利得制御値ＡＧＣ＿ＶＡＬＵＥを出力する。ＡＧＣ＿ＶＡＬＵＥは、この自動利得制御器のループ構造において安定化するのにかかる時間の間に発生された歪曲信号の電力レベルを示すもので、１つのスロットにおける１つのシンボルの利得値である。利得補償装置は、チャンネル補償器１２１、ウォルシュ復調器１２２、第１の乗算器１２３、及び補償部２００で構成される。

チャンネル補償器１２１は、パケットデータチャンネルを補償し、ウォルシュ復調器１２２は、この受信されたパケットデータをウォルシュコードで復調する。第１の乗算器１２３は、チャンネル補償された信号をウォルシュ復調された信号と乗算し、補償する歪曲信号、すなわち、補償する実際の自動利得制御値Ｚ（ｎ，ｍ）としての積を出力する。

補償部２００は、補償制御器２１０、補償器２２０、シンボルエネルギー推定器２３０、第２の乗算器２４０、及びオフセット補償器２５０を有する。補償制御器２１０は、自動利得制御値ＡＧＣＣ＿ＶＡＬＵＥを補償するための補償利得制御値ＡＧＣＣ_ＧＡＩＮと補償オフセット制御値ＡＧＣＣ_ＯＦＦＳＥＴとを求める。補償器２２０は、自動利得制御値Ｚ（ｎ，ｍ）を補償利得制御値ＡＧＣＣ_ＧＡＩＮで補償する。シンボルエネルギー推定器２３０は、補償器２２０から受信された利得値Ｚ_ＡＧＣＣ（ｎ，ｍ）に対する参照エネルギーを推定する。第２の乗算器２４０は、この推定されたシンボルエネルギー

を補償値Ｚ_ＡＧＣＣ（ｎ，ｍ）と乗算する。オフセット補償器２５０は、補償利得積Ｚ’_ＡＧＣＣ（ｎ，ｍ）を補償制御器２１０から受信された補償オフセット制御値ＡＧＣＣ_ＯＦＦＳＥＴで補償する。ここで、補償オフセット制御値ＡＧＣＣ_ＯＦＦＳＥＴは、オフセット補償が必要な場合にのみ計算されることに留意しなければならない。言い換えれば、このオフセット補償が不必要な場合には、補償オフセット制御値ＡＧＣＣ_ＯＦＦＳＥＴが省略されることができる。
シンボルエネルギー推定器２３０は、参照エネルギー

を、受信されたデータシンボルのみを使用して推定するブラインド（blind）推定方式を適用する。無線チャンネルフェーディングは、スロットごとに

を推定することによって追跡されることができ、このように推定されたエネルギー

は、受信されたスロットのシンボルを復調する時の基準エネルギーとして使用される。

補償部２００での補償制御器２１０の構成及び動作を図４を参照して詳細に説明する。
図４は、図３に示した補償制御器２１０のブロック図である。
図４を参照すると、補償制御器２１０は、タイミング制御器２１１、サンプラー２１２、第１の減算器２１３、第１のルックアップテーブル２１４、貯蔵器２１５、第２の減算器２１６、及び第２のルックアップテーブル２１７を構成する。タイミング制御器２１１は、利得クロック信号ＧＡＩＮ＿ＣＬＫ及び参照利得クロック信号ＲＥＦ＿ＧＡＩＮ＿ＣＬＫを生成する。参照利得クロック信号ＲＥＦ＿ＧＡＩＮ＿ＣＬＫは、予め定められた区間（スロット区間）で発生されるスロット境界参照信号Ｔ１２５に同期し、自動利得制御値ＡＧＣ＿ＶＡＬＵＥのサンプリング区間として使用される。サンプラー２１２は、クロック信号に応答して自動利得制御値ＡＧＣ＿ＶＡＬＵＥをサンプリングする。

貯蔵器２１５は、参照利得クロック信号ＲＥＦ＿ＧＡＩＮ＿ＣＬＫに応答して、サンプラー２１２から出力された信号を参照利得値Ｇ_ＲＥＦとして一時的に貯蔵する。第１の減算器２１３は、利得クロック信号ＧＡＩＮ＿ＣＬＫに応答して、サンプラー２１２から出力されたサンプリング値ＡＧＣと参照利得値Ｇ_ＲＥＦとの差（すなわち、補償利得Ｇ_ＣＯＭＰ）を計算する。第１のルックアップテーブル２１４は、補償利得Ｇ_ＣＯＭＰを所定の値と比較することにより補償利得制御値ＡＧＣＣ＿ＧＡＩＮを出力する。ここで、貯蔵器２１５は、タイミング制御器２１１に接続されたＤ−フリップフロップであり、参照利得クロック信号ＲＥＦ＿ＧＡＩＮ＿ＣＬＫに応答して動作する。

第２の減算器２１６は、現在のスロットに対する参照利得値と次のスロットに対する参照利得値との差（すなわち、補償オフセット値Ｇ_{ＯＦＦＳＥＴ}）を計算する。第２のルックアップテーブル２１７は、補償オフセット値Ｇ_{ＯＦＦＳＥＴ}を所定の値と比較して補償オフセット制御値ＡＧＣＣ＿ＯＦＦＳＥＴを出力する。

さらに図３を参照すると、補償制御器２１０からの補償利得制御値ＡＧＣＣ＿ＧＡＩＮによって補償される実際の自動利得制御値Ｚ（ｎ，ｍ）は、下記式１によって定められる。

ここで、ｍは、１つのスロット内のシンボルのインデックスであり、ｎは、スロットのインデックスである。データ処理値Ｚ（ｎ，ｍ）は、チャンネル補償器１２１の出力値Ｐ（ｎ，ｍ）とウォルシュ復調器２１２の出力値Ｙ（ｎ，ｍ）との積である。

式１において、Ｐは、パイロット信号の大きさを示し、ｇ（ｎ，ｍ）は、自動利得制御器のループによって受信信号に反映された利得値を示す。ｈ（ｎ，ｍ）は、キャリアｃが乗算されたｘ（ｎ，ｍ）とパイロット信号Ｐに加算された受信信号ｓ（ｔ）の大きさｓ（ｎ，ｍ）とを乗算した値であり、ｎ（ｎ，ｍ）は、ｈ（ｎ，ｍ）に加算される。このような計算は、自動利得制御器１１０に入力される前にパケットデータ受信部１００で遂行される。

図５Ａ乃至図５Ｄは、自動利得制御器１１０の利得を補償するのに必要な入力信号の電力レベルの変化を示すタイミング図である。
図５Ａは、図４に示した補償制御器２１０の動作タイミングを示す。図５Ｂは、補償制御器２１０で計算した補償利得値ＡＧＣＣ＿ＧＡＩＮのレベル変化を示す。図５Ｃ及び図５Ｄは、図７の説明を参照して後述する。

また、自動利得制御器１１０によって制御された電力レベルであって不連続的に受信された信号の電力レベルが変化するので、安定化区間の間に、自動利得制御器１１０から出力された利得にエラーが発生する。すなわち、補償制御器２１０は、１つのスロット当たりの１つのシンボル単位で歪曲された受信信号の利得を受信する。従って、自動利得制御器のエラーを補正するということは、自動利得制御器１１０からの利得、すなわち、自動利得制御値ＡＧＣ＿ＶＡＬＵＥを補償することである。

タイミング制御器２１１は、スロット境界（Slot boundary）参照信号Ｔ１２５に応答して、利得クロック信号ＧＡＩＮ＿ＣＬＫと参照利得クロック信号ＲＥＦ＿ＧＡＩＮ＿ＣＬＫとをサンプラー２１２へ出力する。これと同時に、タイミング制御器２１１は、参照利得クロック信号ＲＥＦ＿ＧＡＩＮ＿ＣＬＫを貯蔵器２１５へ出力する。図５Ａを参照すると、サンプラー２１２で、自動利得制御値ＡＧＣ＿ＶＡＬＵＥは、スロット境界参照信号Ｔ１２５に同期し、利得クロックＧＡＩＮ＿ＣＬＫに従って所定のサンプル数だけ分周される。自動利得制御値ＡＧＣ_ＶＡＬＵＥの分周数は、シンボルインデックスとして使用され、スロット境界参照信号Ｔ１２５のクロックパルスは、スロットインデックスを示す。

サンプラー２１２は、利得クロック信号ＧＡＩＮ＿ＣＬＫ及び参照利得クロック信号ＲＥＦ＿ＧＡＩＮ＿ＣＬＫに従って、サンプリングされた自動利得制御値ＡＧＣ＿ＶＡＬＵＥを出力する。

参照利得クロック信号ＲＥＦ＿ＧＡＩＮ＿ＣＬＫに応答して、サンプラー２１２から出力された自動利得制御値ＡＧＣ＿ＶＡＬＵＥは、１つのスロットの間に参照利得値Ｇ_ＲＥＦとして貯蔵器２１５に貯蔵される。これに従って、第１の減算器２１３は、利得クロック信号ＧＡＩＮ＿ＣＬＫに応答して発生したサンプリングされた自動利得制御値ＡＧＣ＿ＶＡＬＵＥを参照利得値Ｇ_ＲＥＦから減算する。そうすると、第１のルックアップテーブル２１４は、第１の減算器２１３から受信された補償利得値Ｇ_ＣＯＭＰを貯蔵された値と比較することによって補償利得制御値ＡＧＣＣ＿ＧＡＩＮを求める。図５Ｂに示すように、補償利得制御値ＡＧＣＣ＿ＧＡＩＮが自動利得制御値ＡＧＣ＿ＶＡＬＵＥに対応するように計算されるので、図２に示したレベル変化と反対に、信号レベルが変化する。このとき、図３に示した補償器２２０は、自動利得制御値Ｚ（ｎ，ｍ）を補償利得制御値ＡＧＣＣ＿ＧＡＩＮで補償する。

一方、第２の減算器２１６は、参照利得クロック信号ＲＥＦ＿ＧＡＩＮ＿ＣＬＫが発生すると、現在のスロットの間に貯蔵された参照利得値Ｇ_ＲＥＦを次のスロットの間に貯蔵された参照利得値から減算したオフセット利得値Ｇ_{ＯＦＦＳＥＴ}を求める。そうすると、第２のルックアップテーブル２１７は、オフセット利得値Ｇ_{ＯＦＦＳＥＴ}を該当するテーブル値と比較して現在のスロットで使用される補償オフセット制御値ＡＧＣＣ＿ＯＦＦＳＥＴを求める。このとき、補償オフセット制御値ＡＧＣＣ＿ＯＦＦＳＥＴは、下記式３のように計算される。さらに、図３を参照すると、補償オフセット制御値ＡＧＣＣ＿ＯＦＦＳＥＴは、補償利得乗算値Ｚ’_ＡＧＣＣ（ｎ，ｍ）に反映され、これにより、シンボル復調器１３０に入力されたパケットデータ信号の電力を一定に保持する。

以下では、上述した補償利得制御値ＡＧＣＣ＿ＧＡＩＮと補償オフセット制御値ＡＧＣＣ＿ＯＦＦＳＥＴとを使用して、自動利得制御器のエラーによる歪曲信号、すなわち、自動利得制御値ＡＧＣ＿ＶＡＬＵＥを補償する方法を説明する。
図６は、本発明の一実施形態による自動利得制御器のエラーを補正する方法を示すフローチャートである。
図６を参照すると、ステップ３００で、補償制御器２１０は、各変数の初期値を設定する。各初期値についての説明は、下記の通りである。

自動利得制御値ＡＧＣ＿ＶＡＬＵＥは、利得制御増幅器ＧＣＡの制御信号値であり、自動利得制御値ＡＧＣ＿ＶＡＬＵＥに対するサンプリング区間ＡＧＣ＿ＳＡＭＰ＿ＤＵＲと１つのスロット当たりのサンプル数ＡＧＣ＿ＳＡＭ＿ＮＵＭとを設定する。そして、参照利得クロック信号ＲＥＦ＿ＧＡＩＮ＿ＣＬＫは、スロットの開始を示すスロット境界参照信号Ｔ１２５に同期する。また、ＧＡＩＮ＿ＣＬＫは、参照利得クロック信号ＲＥＦ＿ＧＡＩＮ＿ＣＬＫの周波数をＡＧＣ＿ＳＡＭ＿ＮＵＭで分周させたクロック信号として設定される。ＧＡＩＮ＿ＣＬＫは、サンプリングクロック信号として使用される。

ステップ３１０で、シンボルインデックスｍ及びスロットインデックスｎをすべて“０”に設定することによってカウンターを初期化した後、ステップ３２０で、シンボルインデックスｍとサンプル数ＡＧＣ＿ＳＡＭ＿ＮＵＭとを比較する。シンボルインデックスｍがシンボル数ＡＧＣ＿ＳＡＭ＿ＮＵＭと同じであれば、ステップ３３０で、補償制御器２１０は、シンボルインデックスｍを初期値(ｍ＝０)に設定し、スロットインデックスｎを１ずつ増加させる（ｎ＝ｎ＋１）。そして、ステップ３３５で、補償制御器２１０は、参照利得クロック信号ＲＥＦ＿ＧＡＩＮ＿ＣＬＫを生成した後、ステップ３４０に進行する。一方、ステップ３２０で、シンボルインデックスｍがサンプル数ＡＧＣ＿ＳＡＭ＿ＮＵＭと異なると、ステップ３４０を遂行する。

ステップ３４０で、補償制御器２１０が利得クロック信号ＧＡＩＮ＿ＣＬＫに従って自動利得制御値ＡＧＣ＿ＶＡＬＵＥをサンプリングした後、ステップ３５０で、シンボルインデックスｍが初期値０であるか否かを判断する。

ｍが０である場合、補償制御器２１０は、ステップ３６０で、現在のシンボルに対する自動利得制御値ＡＧＣ＿ＶＡＬＵＥを参照利得値Ｇ_ＲＥＦ（ｎ）として設定（Ｇ_ＲＥＦ（ｎ）＝ＡＧＣ＿ＶＡＬＵＥ）する。ここで、参照利得値Ｇ_ＲＥＦ（ｎ）になる自動利得制御値ＡＧＣ＿ＶＡＬＵＥは、各スロットの開始時点で抽出され、スロットに対する参照利得値Ｇ_ＲＥＦ（ｎ）として貯蔵器２１５に貯蔵される。そして、参照利得値Ｇ_ＲＥＦ（ｎ）を使用して、各シンボルの自動利得制御器１１０のエラーに対する補償利得制御値を抽出する。また、自動利得制御ループで利得制御増幅器ＧＣＡに対する制御信号と利得制御増幅器ＧＣＡの利得との関係は、指数関数関係であるので、自動利得制御値ＡＧＣ＿ＶＡＬＵＥと利得制御増幅器ＧＣＡの利得との関係は、下記式４のように示すことができる。参考に、ステップ３３０及びステップ３３５で、毎スロットの開始時点（ｍ＝０）でスロット境界参照信号Ｔ１２５が入力されると、タイミング制御器２１１は、参照利得クロック信号ＲＥＦ＿ＧＡＩＮ＿ＣＬＫを生成し、従って、貯蔵器２１５は、参照利得クロック信号ＲＥＦ＿ＧＡＩＮ＿ＣＬＫを受信する度に参照利得値Ｇ_ＲＥＦを抽出する。

ステップ３７０で、参照利得値Ｇ_ＲＥＦ（ｎ）を用いて補償オフセット制御値ＡＧＣＣ＿ＯＦＦＳＥＴを下記式５及び式６のように計算した後、ステップ３８０を遂行する。一方、ステップ３５０で、シンボルインデックスｍが０ではない場合、ステップ３８０に進行する。

式５において、補償制御器２１０は、現在の自動利得制御値ＡＧＣ＿ＶＡＬＵＥに対する参照利得値Ｇ_ＲＥＦ（ｎ）と前のスロットに対する参照利得値Ｇ_ＲＥＦ（ｎ−１）との差を計算することによって、前のスロットに対するオフセット利得値Ｇ_{ＯＦＦＳＥＴ}（ｎ−１）を求める。そして、式６において、補償制御器２１０は、第２のルックアップテーブル２１７を用いて、前のオフセット利得値Ｇ_{ＯＦＦＳＥＴ}（ｎ−１）の補償オフセット値を前の補償オフセット値ＡＧＣＣ＿ＯＦＦＳＥＴ（ｎ−１）として設定する。補償器２２０は、このように設定された前の補償オフセット値ＡＧＣＣ＿ＯＦＦＳＥＴ（ｎ−１）を歪曲された信号に反映する。

ステップ３８０で、補償制御器２１０は、下記式７によって補償利得値ＡＧＣＣ＿ＧＡＩＮを求める。

式７において、補償制御器２１０は、現在のスロットに対する参照利得値Ｇ_ＲＥＦ（ｎ）と現在のシンボルに対する自動利得制御値ＡＧＣ＿ＶＡＬＵＥ（ｍ）との差を計算することによって、現在のシンボルに対する補償利得値Ｇ_ＣＯＭＰ（ｍ）を求める。そうすると、式８において、第１のルックアップテーブル２１４を用いて、指数関数で表現される値であって補償利得値Ｇ_ＣＯＭＰ（ｍ）に相当する値を補償利得制御値ＡＧＣＣ_ＧＡＩＮとして求める。

この式７を式８に適用すると、現在のスロットで現在のシンボルに対する補償利得値ＡＧＣＣ＿ＧＡＩＮ（ｎ，ｍ）を示すことができる。

このような補償利得制御値ＡＧＣＣ＿ＧＡＩＮを計算した後、補償制御器２１０は、ステップ３９０で、シンボルインデックスｍを１だけ増加させ、ステップ３２０に戻る。
補償オフセット制御値ＡＧＣＣ＿ＯＦＦＳＥＴとオフセット補償とをＡＧＣＣ＿ＯＦＦＳＥＴで計算するためのステップ３７０は、任意的事項であるので省略することができる。

オフセット補償器２５０は、式１０に従って、補償オフセット制御値ＡＧＣＣ＿ＯＦＦＳＥＴを前のスロットの間に計算された補償利得乗算値Ｚ’_ＡＧＣＣ（ｎ−１，ｍ）と乗算して補償オフセット値Ｇ_{ＯＦＦＳＥＴ}を求める。ここで、Ｚ’_ＡＧＣＣ（ｎ−１，ｍ）は、補償利得値と推定されたシンボルエネルギーとの積である。Ｚ_{ＡＧＣＣ＿ＯＦＦＳＥＴ}（ｎ−１，ｍ）は、その電力オフセットに対するＺ’_ＡＧＣＣ（ｎ−１，ｍ）を補償する結果として生じ、これによりＺ’_ＡＧＣＣ（ｎ−１，ｍ）の電力を一定に保持することができるようにオフセット補償を遂行する。

補償器２２０は、補償利得制御値ＡＧＣＣ＿ＧＡＩＮを歪曲された受信信号と乗じ、これによって、自動利得制御のエラーに対する信号を補償する。この補償信号Ｚ_ＡＧＣＣ（ｎ，ｍ）は、下記式１１のように示すことができる。

式１１を使用して、補償利得値Ｚ_ＡＧＣＣ（ｎ，ｍ）は、補償利得制御値ＡＧＣＣ＿ＧＡＩＮ（＝（ｇ_ＲＥＦ（ｎ）／ｇ（ｎ，ｍ））^２を自動利得制御器１１０のループからの利得を有する第１の乗算器１２３からのデータ処理値Ｚ（ｎ，ｍ）と乗じることによって計算される。従って、補償利得値Ｚ_ＡＧＣＣ（ｎ，ｍ）は、１つのスロットの間に自動利得制御器１１０の利得の変化を現在の参照利得値ｇ_ＲＥＦ（ｎ）に固定させる。スロットごとに現在の参照利得値ｇ_ＲＥＦ（ｎ）が設定されるので、スロット単位でチャンネル変化に対する自動利得制御を遂行する。このような過程における信号レベルの変化は、図５Ｃ及び図５Ｄに示される。

図５Ｃは、補償利得制御値ＡＧＣＣ＿ＧＡＩＮを反映した後の自動利得制御器１１０のエラーにより歪曲された信号のレベルを示す。点線は、歪曲された信号を示し、実線は、レベルが制御された信号を示す。信号の歪曲は、補償利得制御値ＡＧＣＣ＿ＧＡＩＮが反映されて補償され、従って、該当スロットで信号電力レベルを一定に保持させる。図５Ｄは、補償オフセット制御値ＡＧＣＣ＿ＯＦＦＳＥＴがスロットごとに自動利得制御器の補償過程で発生する電力レベルの補償オフセットＧ_{ＯＦＦＳＥＴ}に対する信号を補償した後の最終受信信号の電力レベルを示す。ここで、現在の補償オフセット制御値ＡＧＣＣ＿ＯＦＦＳＥＴ（ｎ）は、次の参照利得クロック信号ＲＥＦ＿ＧＡＩＮ＿ＣＬＫが発生する次のスロット（すなわち、（ｎ＋１）番目のスロット）のｔ３区間、すなわち、次のスロット境界参照信号Ｔ１２５が発生するときに計算される。同じ方式にて、ＡＧＣＣ＿ＯＦＦＳＥＴ（ｎ＋１）は、Ｔ１２５が（ｎ＋２）番目のスロットで発生するときに計算される。

一方、フェーディングによるチャンネル変化は、自動利得制御器１１０のエラーによるチャンネル変化に比べて非常に遅い。従って、スロット単位の自動利得制御は、自動利得制御のもとの機能（すなわち、無線チャンネル変化に対する受信信号の電力レベルを一定に保持させること。）にはほとんど影響しない。

本発明の一実施形態では、補償オフセット制御値ＡＧＣＣ＿ＯＦＦＳＥＴを求めるために、該当スロットで第１の自動利得制御値を使用したが、本発明の他の実施形態では、自動利得制御器１１０のループを安定化するための参照利得値として該当スロットで最後の自動利得制御値を使用することができる。

本発明の第２の実施形態による自動利得補償アルゴリズムは、該当スロットでの最後の自動利得制御値がスロットに対する参照利得値として使用されるので、自動利得制御値を貯蔵するための貯蔵器が追加されるという点で、第１の実施形態による自動利得補償アルゴリズムとは異なる。参照利得値の以外に、上述した同一の方式にて、オフセット補償が遂行される。

本発明の実施形態では、受信信号の動的領域を一定に保持する必要がある場合オフセット補償が遂行されたが、オフセット補償が性能にはほとんど影響を及ぼさないので、オフセット補償装置及び動作は、省略されることができる。

以上、本発明の詳細について具体的な実施の形態に基づき説明してきたが、本発明の範囲を逸脱することなく、各種の変形が可能なのは明らかである。従って、本発明の範囲は、上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載及び該記載と均等なものにより定められるべきである。

従来の受信信号の電力レベルを一定に保持するための自動利得制御器を示すブロック構成図である。 従来の送信電力、受信電力、及び自動利得制御器の制御信号電力の変化をそれぞれ示すタイミング図である。 従来の送信電力、受信電力、及び自動利得制御器の制御信号電力の変化をそれぞれ示すタイミング図である。 従来の送信電力、受信電力、及び自動利得制御器の制御信号電力の変化をそれぞれ示すタイミング図である。 本発明の一実施形態による移動通信システムにおける移動端末受信機において自動利得制御器の利得を補償するための装置を示すブロック図である。 図３の利得補償装置に含まれた補償制御器を示すブロック図である。 本発明の一実施形態による自動利得制御器の利得を補償するための入力信号の電力レベルの変化を示すタイミング図である。 本発明の一実施形態による自動利得制御器の利得を補償するための入力信号の電力レベルの変化を示すタイミング図である。 本発明の一実施形態による自動利得制御器の利得を補償するための入力信号の電力レベルの変化を示すタイミング図である。 本発明の一実施形態による自動利得制御器の利得を補償するための入力信号の電力レベルの変化を示すタイミング図である。 本発明の一実施形態による自動利得制御器の利得を補償するための方法を示すフローチャートである。

符号の説明

１００ パケットデータ受信部
１１０ 自動利得制御器
１２１ チャンネル補償器
１２２ ウォルシュ復調器
１２３ 第１の乗算器
１３０ シンボル復調器
２００ 補償部
２１０ 補償制御器
２２０ 補償器
２３０ シンボルエネルギー推定器
２４０ 第２の乗算器
２５０ オフセット補償器

Claims (16)

1. パケットデータを不連続的に伝送する移動通信システムにおいて、受信されたパケットデータの利得を調整する自動利得制御器を含む受信装置の該自動利得制御器の利得を補償する装置であって、
   前記自動利得制御器から出力された自動利得制御値を受信し、前記自動利得制御値を予め定められた区間の間に所定のサンプル数だけサンプリングし、サンプリングされた利得値と前記予め定められた区間の間に使用される参照利得値との差を計算して補償利得制御値を求める補償制御器と、
   前記自動利得制御値を前記補償利得制御値で補償することによって、前記自動利得制御器の特性によって発生されたエラーを補正する補償器と、
   を含むことを特徴とする装置。
2. 前記参照利得値は、前記予め定められた区間の開始時に前記自動利得制御値を抽出して一時的に貯蔵した値であることを特徴とする請求項１記載の装置。
3. 前記補償制御器は、
   前記予め定められた区間で参照利得クロック信号を生成し、前記参照利得クロック信号の周波数を前記所定のサンプル数で分周した利得クロック信号を生成するタイミング制御器と、
   前記利得クロック信号に応答して、前記予め定められた区間の間に前記自動利得制御値をサンプリングするサンプラーと、
   前記自動利得制御値を一時的に貯蔵し、前記参照利得クロック信号に応答して前記自動利得制御値を前記予め定められた区間の間に使用される前記参照利得値として出力する貯蔵器と、
   前記利得クロック信号に応答してサンプリングされた自動利得制御値を前記参照利得値から減算し、その差を補償利得値として出力する第１の減算器と、
   前記補償利得値に相当する貯蔵値を出力することによって補償利得制御値を求める第１のルックアップテーブルと、
   を含むことを特徴とする請求項２記載の装置。
4. 前記予め定められた区間は、パケットデータの伝送単位を含む１つのスロットであることを特徴とする請求項３記載の装置。
5. 前記補償された自動利得制御値の電力レベルを前記補償制御器で求めた補償オフセット制御値で補償するオフセット補償器をさらに含むことを特徴とする請求項２記載の装置。
6. 前記補償制御器は、
   前記予め定められた区間で参照利得クロック信号を生成し、前記参照利得クロック信号の周波数を前記所定のサンプル数で分周した利得クロック信号を発生するタイミング制御器と、
   前記利得クロック信号に応答して、前記予め定められた区間の間に前記自動利得制御値をサンプリングするサンプラーと、
   前記自動利得制御値を一時的に貯蔵し、前記参照利得クロック信号に応答して、前記自動利得制御値を前記予め定められた区間の間に使用される参照利得値として出力する貯蔵器と、
   前記利得クロック信号に応答してサンプリングされた自動利得制御値を前記参照利得値から減算し、その差を補償利得値として出力する第１の減算器と、
   前記補償利得値に相当する貯蔵値を出力することによって補償利得制御値を求める第１のルックアップテーブルと、
   を含むことを特徴とする請求項５記載の装置。
7. 前記予め定められた区間は、パケットデータの伝送単位を含む１つのスロットであることを特徴とする請求項６記載の装置。
8. 前記補償制御器は、
   前記予め定められた区間が終了すると、次の参照利得クロック信号に応答して抽出される次の区間の間に使用される参照利得値から現在の区間の間に使用された前記参照利得値を減算する第２の減算器と、
   前記補償オフセットに相当する貯蔵値を出力することによって補償オフセット制御値を求める第２のルックアップテーブルと、
   をさらに含むことを特徴とする請求項７記載の装置。
9. 前記補償器から受信された前記補償された自動利得制御値のエネルギーを推定して正規化するシンボルエネルギー推定器をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の装置。
10. パケットデータを不連続的に伝送する移動通信システムにおいて、受信されたパケットデータの利得を調整する自動利得制御器を含む受信装置の該自動利得制御器の利得を補償する方法であって、
    前記自動利得制御器から出力された自動利得制御値を受信し、前記自動利得制御値を予め定められた区間の間に所定のサンプル数だけサンプリングし、サンプリングされた利得値と前記予め定められた区間の間に使用される参照利得値との差を計算して補償利得制御値を求めるステップと、
    前記自動利得制御値を前記補償利得制御値で補償することによって、前記自動利得制御器の特性によって発生されたエラーを補正するステップと、
    を含むことを特徴とする方法。
11. 前記参照利得値は、前記予め定められた区間の開始時に前記自動利得制御値を抽出して一時的に貯蔵した値であることを特徴とする請求項１０記載の方法。
12. 前記補償利得制御値を求めるステップは、
    前記予め定められた区間で参照利得クロック信号を生成し、前記参照利得クロック信号の周波数を前記所定のサンプル数で分周した利得クロック信号を生成するステップと、
    前記利得クロック信号に応答して、前記予め定められた区間の間に前記自動利得制御値をサンプリングするステップと、
    前記自動利得制御値を一時的に貯蔵し、前記参照利得クロック信号に応答して前記自動利得制御値を前記予め定められた区間の間に使用される前記参照利得値として出力するステップと、
    前記利得クロック信号に応答してサンプリングされた自動利得制御値を前記参照利得値から減算し、その差を補償利得値として出力するステップと、
    前記補償利得値に相当する貯蔵値を出力することによって補償利得制御値を求めるステップと、
    を含むことを特徴とする請求項１１記載の方法。
13. 前記予め定められた区間は、パケットデータの伝送単位を含む１つのスロットであることを特徴とする請求項１２記載の方法。
14. 前記予め定められた区間が終了すると、現在の区間の間に使用される前記参照利得値と次の参照利得クロック信号に応答して抽出される次の区間の間に使用される参照利得値との差を使用して補償オフセット制御値を求めるステップと、
    前記補償された自動利得制御値の電力レベルを前記補償オフセット制御値で補償するステップと、
    をさらに含むことを特徴とする請求項１１記載の方法。
15. 前記補償オフセット制御値を求めるステップは、
    前記予め定められた区間で参照利得クロック信号を生成し、前記参照利得クロック信号の周波数を前記所定のサンプル数で分周した利得クロック信号を生成するステップと、
    前記利得クロック信号に応答して、前記予め定められた区間の間に前記自動利得制御値をサンプリングするステップと、
    前記自動利得制御値を一時的に貯蔵し、前記参照利得クロック信号に応答して前記自動利得制御値を前記予め定められた区間の間に使用される前記参照利得値として出力するステップと、
    前記利得クロック信号に応答してサンプリングされた自動利得制御値を前記参照利得値から減算し、その差を補償利得値として出力するステップと、
    前記補償利得値に相当する貯蔵値を出力することによって補償利得制御値を求めるステップと、
    を含むことを特徴とする請求項１４記載の方法。
16. 前記予め定められた区間は、パケットデータの伝送単位を含む１つのスロットであることを特徴とする請求項１５記載の方法。
    

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