JP2008085570A - 無線受信装置及び半導体集積回路 - Google Patents

Abstract

【課題】無線受信装置の利得コントロールアンプの利得の切り換え時における信号品質の悪化を防止し、良好な通話品位を保持できる。
【解決手段】受信した信号の利得を制御する利得コントロールアンプ１０３を含む無線受信装置において、所定の特定期間のみ強制的に利得コントロールアンプ１０３の利得を所定の固定値に保持するスルー又はラッチ切換回路３１０を設ける。スルー又はラッチ切換回路３１０は、上記特定期間直前の利得設定値を保持するラッチ回路を含む。上記特定期間の開始タイミングは、所定のタイマスタート信号のエッジにより決定され、上記特定期間の時間は、所定のタイマクロック信号のカウント数と、所定のタイマカウントセットバス信号のカウント数とに基づいて決定される。上記特定期間の終了タイミングは、所定のタイマリセット信号のエッジに基づいて決定される。
【選択図】図２

Description

本発明は、利得コントロールアンプ（ＧＣＡ）を備えた無線受信装置と、その回路を集積化した半導体集積回路に関する。

図９は従来技術に係る、例えばパーソナル・ハンディーフォン・システム（以下ＰＨＳ）の無線通信システムで用いる無線受信装置の構成を示すブロック図であり、図１０は図９の周波数変換及び中間周波回路３Ａの構成を示すブロック図である。

図９において、従来技術に係る無線受信装置は、アンテナ１と、高周波増幅回路２と、周波数変換及び中間周波回路３Ａと、復調器４とを備えて構成される。アンテナ１により受信された無線信号は高周波増幅回路２により低雑音増幅された後、周波数変換及び中間周波回路３Ａに入力される。高周波増幅回路２の出力信号を、低雑音増幅した後、周波数変換及び中間周波回路を介した信号とする構成でもよい。周波数変換及び中間周波回路３Ａは、入力される無線信号に対して、所定の中間周波信号への低域周波数変換処理及び自動利得制御（以下、ＡＧＣという。）機能を有する中間周波増幅を行って、処理後の中間周波信号を復調器４に出力する。復調器４は入力される中間周波信号を所定の復調方式を用いて音声信号やデータなどのベースバンド信号に復調して出力する。

図１０において、周波数変換及び中間周波回路３Ａは、入力端子１００と、混合器１０１と、帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）１０２と、利得コントロールアンプ（ＧＣＡ）１０３と、帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）１０４と、出力端子１０５と、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路２００と、チャンネル設定用三線バス２０１と、シフトレジスタ及びラッチ回路２０２と、ＲＳＳＩ(Received Signal Strength Identifier）検出回路３００と、ＲＳＳＩ検出電圧保持用ホールドキャパシタ３０１と、インピーダンス変換用ボルテージフォロア回路３０２と、コンパレータ３０３，３０３Ａと、しきい値電圧源３０３ａ，３０３ｂと、スイッチ３０４ａ，３０４ｂを有するＡＧＣ選択回路３０４と、ＡＧＣコントロールロジック回路３１１とを備えて構成される。

図４は従来技術に係る図１０の周波数変換及び中間周波回路３Ａにおける入力信号レベル対ビットエラーレート（ＢＥＲ）特性を示すグラフである。なお、図１０のＡＧＣコントロールロジック回路３１１では、高利得領域、中利得領域及び低利得領域の各隣接する領域境界でＡＧＣコントロールロジック回路３１１の利得を切り換えている。

図６（ａ）は図１０の周波数変換及び中間周波回路３Ａにおいてコンパレータ３０３のしきい値電圧ＶＴＨｔｒ近傍の電界強度を有する８ＰＳＫ無線信号を受信したときの受信データに対するＲＳＳＩ電圧の応答特性を示すタイミングチャートであり、図６（ｂ）は図６（ａ）の部分６０１の拡大タイミングチャートである。ここで、８ＰＳＫ無線信号は、８相ＰＳＫで変調された無線信号をいう。さらに、図７（ａ）は図１０の周波数変換及び中間周波回路３Ａにおいてコンパレータ３０３のしきい値電圧ＶＴＨｔｒ近傍の電界強度を有するπ／４ＱＰＳＫ無線信号を受信したときの受信データに対するＲＳＳＩ電圧の応答特性を示すタイミングチャートであり、図７（ｂ）は図７（ａ）の部分６０２の拡大タイミングチャートである。ここで、π／４ＱＰＳＫ無線信号は、π／４だけシフトさせてＱＰＳＫ変調された無線信号をいう。

図６において、受信された無線信号を復調したデータ信号のうちヘッダーデータ部のスタートシンボル（ＳＳ）、プリアンブル（ＰＲ）、及びユニークワード（ＵＷ）ではなく、実受信データ部の期間において、図１０のＡＧＣコントロールロジック回路３１１の動作により利得コントロールアンプ１０３の利得を切り換えると、切り換え時の実受信データ部の一部のデータが欠落し、ビットエラーレート（ＢＥＲ）が悪化することが確認されている（図４の５０１，５０２参照。）。この対策方法としては、ＲＳＳＩ検出電圧保持用ホールドキャパシタ３０１の定数を変更し、時定数を変えることにより、ヘッダーデータ部のユニークワード（ＵＷ）の期間において利得コントロールアンプ１０３の利得の切り換えることで対応していた。すなわち、図７に示すように、ＲＳＳＩ電圧においてリップルが存在してもユニークワード（ＵＷ）とデータとのリップル量はほとんど変化しないために、ヘッダーデータ部のユニークワード（ＵＷ）の期間において利得コントロールアンプ１０３の利得の切り換えを行うことができる。

また、特許文献１においては、ダイレクトコンバージョン受信機及びこれを有する無線端末装置において、利得制御信号に応じて高速に変化するオフセット電圧を抑圧するための無線端末装置が開示されている。この無線端末装置では、ダミーオフセット発生回路は、可変利得アンプの出力ノードから検出した電圧と利得制御信号に応じてダミーオフセット電圧を発生し、ダミー可変利得アンプは上記利得制御信号に応じてダミーオフセット電圧を増幅してオフセットキャンセル電圧を生成し、このオフセットキャンセル電圧を上記可変利得アンプの出力ノードに出力することにより、上記可変利得アンプの出力からオフセット電圧成分を打ち消すことを特徴としている。

特開２００４−２３７０８号公報。

しかしながら、近年データ転送の高度化が進みヘッダーデータ部と実データ部の変調方式が変わるモードがあり、例えばＰＨＳの無線システムの高度化対応方式では、ヘッダーデータ部がπ／４ＱＰＳＫ変調で行なわれ、実データ部が８ＰＳＫ変調で行なわれる。このようなモードにおいては、ＲＳＳＩ検出回路３００から出力される電界強度検出電流のリップル量がヘッダーデータ部と実データ部にて異なり、従来技術に係るホールドキャパシタ３０１の定数の最適化を行なった場合においても、利得コントロールアンプ１０３の利得が変化する電界強度付近の入力レベルでは、実データ部の期間にて利得コントロールアンプの利得が変化してしまい、図４のようにビットエラーレート（ＢＥＲ）が悪化し、通話品位劣化を招く。なお、特許文献１に開示された無線端末装置においてもこの問題点を解決することはできなかった。

本発明の目的は以上の問題点を解決し、利得コントロールアンプの利得の切り換え時における信号品質の悪化を防止し、良好な通話品位を保持できる無線受信装置及びその回路を集積化した半導体集積回路を提供することにある。

第１の発明に係る無線受信装置は、受信した信号の利得を制御する利得コントロールアンプを備えた無線受信装置において、
所定の特定期間のみ強制的に上記利得コントロールアンプの利得を所定の固定値に保持する保持手段を備えたことを特徴とする。

上記無線受信装置において、上記保持手段は、上記特定期間直前の利得設定値を保持するラッチ回路を備えたことを特徴とする。

また、上記無線受信装置において、上記特定期間の開始タイミングは、所定のタイマスタート信号のエッジにより決定され、上記特定期間の時間は、所定のタイマクロック信号のカウント数と、所定のタイマカウントセットバス信号のカウント数とに基づいて決定されることを特徴とする。

さらに、上記無線受信装置において、上記特定期間の終了タイミングは、所定のタイマリセット信号のエッジに基づいて決定されることを特徴とする。

またさらに、上記無線受信装置において、所定のＡＧＣタイマ使用有無信号に基づいて上記保持手段を動作させるか否かを設定する手段をさらに備えたことを特徴とする。

上記無線受信装置において、上記ＡＧＣタイマ使用有無信号は、所定の受信チャンネル設定用三線バスによって伝送されることを特徴とする。

また、上記無線受信装置において、所定の複数の第１の制御信号から１つの第１の制御信号を選択して上記タイマスタート信号として出力する第１の選択回路をさらに備えたことを特徴とする。

さらに、上記無線受信装置において、所定の複数の第２の制御信号から１つの第２の制御信号を選択して上記タイマリセット信号として出力する第２の選択回路をさらに備えたことを特徴とする。

またさらに、上記無線受信装置において、所定の基準クロック信号を、入力される分周数だけ分周して、分周後の信号を上記タイマクロック信号として出力する分周回路をさらに備えたことを特徴とする。

上記無線受信装置において、所定の受信チャンネル設定用三線バスによって伝送されたシリアルタイマカウントセットバス信号と、外部タイマカウントセットバス信号とから１つの信号を選択して上記タイマカウントセットバス信号として出力する第３の選択回路をさらに備えたことを特徴とする。

また、上記無線受信装置において、上記シリアルタイマカウントセットバス信号と、上記外部タイマカウントセットバス信号とのタイマカウント数を、任意のタイマカウント数に設定する設定手段をさらに備えたことを特徴とする。

さらに、上記無線受信装置において、所定の受信チャンネル設定用三線バスにより伝送されたシリアルタイマクロックセットバス信号と、外部タイマクロックセットバス信号とから１つの信号を選択して、上記分周数を示す信号として出力する第４の選択回路をさらに備えたことを特徴とする。

またさらに、上記無線受信装置において、上記特定期間の開始タイミングは、受信された無線信号のユニークワード（ＵＷ）を受信する期間中に設定されることを特徴とする。

またさらに、上記無線受信装置において、上記特定期間の終了タイミングは、受信した無線信号の１スロット内の受信データの転送の完了後に設定されることを特徴とする。

第２の発明に係る無線受信装置は、上記無線受信装置の回路を集積したことを特徴とする。

従って、本発明に係る無線受信装置によれば、受信した信号の利得を制御する利得コントロールアンプを備えた無線受信装置において、所定の特定期間のみ強制的に上記利得コントロールアンプの利得を所定の固定値に保持する保持手段を備え、上記保持手段は、上記特定期間直前の利得設定値を保持するラッチ回路を備える。ここで、上記特定期間の開始タイミングは、所定のタイマスタート信号のエッジにより決定され、上記特定期間の時間は、所定のタイマクロック信号のカウント数と、所定のタイマカウントセットバス信号のカウント数とに基づいて決定され、上記特定期間の終了タイミングは、所定のタイマリセット信号のエッジに基づいて決定される。また、上記特定期間の開始タイミングは、好ましくは、受信された無線信号のユニークワード（ＵＷ）を受信する期間中に設定され、上記特定期間の終了タイミングは、好ましくは、受信した無線信号の１スロット内の受信データの転送の完了後に設定される。それ故、図５に示すように、受信した無線信号の実データ部での利得変化による受信信号の位相変化が無くなり、ビットエラーレート（ＢＥＲ）の悪化ポイントが無く、良好な通信品位を保つことが可能となる。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同様の構成要素については同一の符号を付している。

図１は本発明の実施形態に係る無線受信装置の構成を示すブロック図であり、図２は図１の周波数変換及び中間周波回路３の構成を示すブロック図である。図１において、本実施形態に係る無線受信装置は、アンテナ１と、高周波増幅回路２と、周波数変換及び中間周波回路３と、復調器４とを備えて構成される。アンテナ１により受信された無線信号は高周波増幅回路２により低雑音増幅された後、周波数変換及び中間周波回路３に入力される。ここで、高周波増幅回路２の出力信号を、低雑音増幅した後、周波数変換及び中間周波回路を介した信号とする構成でもよい。周波数変換及び中間周波回路３は、入力される無線信号に対して、所定の中間周波信号への低域周波数変換処理及びＡＧＣ機能を有する中間周波増幅を行って、処理後の中間周波信号を復調器４に出力する。復調器４は入力される中間周波信号を所定の復調方式を用いて音声信号やデータなどのベースバンド信号に復調して出力する。すなわち、本実施形態に係る無線受信装置は、図９の従来技術に係る無線受信装置に比較して、周波数変換及び中間周波回路３Ａに代えて、周波数変換及び中間周波回路３を備えたことを特徴とする。

図２において、周波数変換及び中間周波回路３は、入力端子１００と、混合器１０１と、帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）１０２と、利得コントロールアンプ（ＧＣＡ）１０３と、帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）１０４と、出力端子１０５と、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路２００と、チャンネル設定用三線バス２０１と、シフトレジスタ及びラッチ回路２０２と、ＲＳＳＩ(Received Signal Strength Identifier）検出回路３００と、ＲＳＳＩ検出電圧保持用ホールドキャパシタ３０１と、インピーダンス変換用ボルテージフォロア回路３０２と、コンパレータ３０３，３０３Ａと、しきい値電圧源３０３ａ，３０３ｂと、スイッチ３０４ａ，３０４ｂを有するＡＧＣ選択回路３０４と、ＡＧＣコントロールロジック回路３１１とに加えて、スルー又はラッチ切換回路３１０とその制御信号生成回路（タイマスタートトリガ選択回路３０５と、タイマカウント選択回路３０６と、タイマクロック選択回路３０７と、タイマクロックセット回路３０８と、ＡＧＣタイマカウント選択回路３０９と、タイマリセット選択回路３１２と、２個のインバータ３０５Ａ，３１２Ａとを備える。）とを備えたことを特徴としている。

本実施形態に係る無線受信装置は、利得コントロールアンプ（ＧＣＡ）１０３を備えた無線受信装置において、無線信号の受信中のある特定の期間に利得コントロールアンプ１０３の利得を固定にすることにより、利得変化による受信無線信号の位相変化を無くし、通信品位劣化を防止することを特徴とする。具体的には、受信スロットとの時間関係が把握できる受信チャンネル設定用シリアル三線バス２０１のロードイネーブル信号ＬＥや、当該無線受信装置のコントローラ１５０からの受信パワーセーブ信号ＲＸＰＳの立上りエッジからタイマカウントを開始し、受信スロット内のユニットワード（ＵＷ）部の期間にておいて利得コントロールアンプ１０３の利得を強制的に固定に設定した後、受信パワーセーブ信号ＲＸＰＳの立下りエッジや、コントローラ１５０からのリセット信号のエッジを利用して、実データ部の最終ビット後において当該利得固定の解除を行うことを特徴としている。

図２において、入力端子１００を介して入力される無線周波数ｆ１を有する無線信号Ｓ１（ｆ１）は混合器１０１に入力され、混合器１０１は入力される無線信号Ｓ１（ｆ１）と、ＰＬＬ回路２００からの局部発振信号Ｓ６（ｆＬＯ）とを混合することにより、周波数ｆ１±ｆＬＯを有する中間周波信号を発生して帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）１０２に出力する。帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）１０２は周波数ｆ１＋ｆＬＯとその近傍の所定の帯域幅の信号成分を除去しかつ周波数ｆ２＝ｆ１−ｆＬＯとその近傍の所定の帯域幅の信号成分を帯域通過ろ波して、帯域通過ろ波された周波数ｆ２を有する中間周波信号Ｓ３（ｆ２）を利得コントロールアンプ１０２及びＲＳＳＩ検出回路３００に出力する。利得コントロールアンプ１０３は入力される中間周波信号Ｓ３（ｆ２）を、ＡＧＣコントロールロジック回路３１１により示される利得で増幅した後、帯域外の妨害周波数成分を抑圧するために周波数ｆ２とその近傍の所定の帯域幅の信号成分を有する中間周波信号を帯域通過ろ波する帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）１０４及び出力端子１０５を介して出力する。

図３は図２の周波数変換及び中間周波回路３の利得制御動作に係る、利得コントロールアンプ１０３における入力信号レベルに対する出力信号レベルの特性を示すグラフである。次いで、利得コントロールアンプ１０３が利得可変状態となっている場合の動作について、図３を参照して以下に説明する。

図２において、ＲＳＳＩ検出回路３００は、入力される中間周波信号Ｓ３（ｆ２）に基づいて、アンテナ１により受信された無線信号の電界強度に対応した出力電流を発生してホールドキャパシタ３０１に出力し、ホールドキャパシタ３０１は上記出力電流をそれに対応するＲＳＳＩ電圧（電界強度検出電圧）に電流／電圧変換して、インピーダンス変換を行うボルテージフォロア回路３０２を介して各コンパレータ３０３，３０３Ａの非反転入力端子に出力する。一方、電圧源３０３ａは、所定のしきい値電圧ＶＴＨｔｒ，ＶＴＨｔｆを発生してコンパレータ３０３の反転入力端子に出力し、電圧源３０３ｂは、所定のしきい値電圧ＶＴＨｔｒ，ＶＴＨｔｆを発生してコンパレータ３０３Ａの反転入力端子に出力する。ここで、コンパレータ３０３，３０３Ａの入力インピーダンスが十分に高ければ、ボルテージフォロア回路３０２を省略してもよい。コンパレータ３０３は非反転入力端子に入力される電圧を反転入力端子に印加されるしきい値電圧と比較して、比較結果の差分電圧を有する利得コントロールアンプ１０３用利得設定信号を発生してＡＧＣ選択回路３０４のスイッチ３０４ａの接点ａ側を介してスルー又はラッチ切換回路３１０に出力する。また、コンパレータ３０３Ａは非反転入力端子に入力される電圧を反転入力端子に印加されるしきい値電圧と比較して、比較結果の差分電圧を有する利得コントロールアンプ１０３用利得設定信号を発生してＡＧＣ選択回路３０４のスイッチ３０４ｂの接点ｂ側を介してスルー又はラッチ切換回路３１０に出力する。本実施形態では、図３に示すように、３個の利得領域を設定しているために、２個のコンパレータ３０３，３０３Ａを用いているが、本発明はこれに限らず、利得領域の個数に応じてコンパレータ３０３，３０３Ａの個数を変更してもよい。さらに、コンパレータ３０３，３０３Ａは、無線信号の無線周波数上のフェージング現象や、ＲＳＳＩ検出電圧のリップルによるＧＣＡ用利得の変動を防ぐために、図３に示すように、ＲＳＳＩ検出電圧の立上り時と立下り時でのヒステリシスを有しており、コンパレータ３０３，３０３Ａのしきい値電圧を次式のように設定している。

（１）コンパレータ３０３
［数１］
ＶＴＨｔｒ＝Ｖ１
［数２］
ＶＴＨｔｆ＝Ｖ１−Ｖｈｉｓ

（２）コンパレータ３０３Ａ
［数３］
ＶＴＨｔｒ＝Ｖ２
［数４］
ＶＴＨｔｆ＝Ｖ２−Ｖｈｉｓ

ここで、
［数３］
Ｖ１＞Ｖ２
である。

ここで、図３に示すように、
（ａ）ＶＴＨｔｒ＝立上り時のしきい値電圧、
（ｂ）ＶＴＨｔｆ＝立下り時のしきい値電圧、
（ｃ）Ｖｈｉｓ＝ヒステリシス電圧、
である。

図２において、ＡＧＣ選択回路３０４ａは、出荷検査用テストモード制御のための切換回路であり、コントローラ１５０から例えばＨレベルのＡＧＣ固定設定信号ＡＧＣＦＩＸに基づいて、スイッチ３０４ａが接点ｂ側に切り換わりかつスイッチ３０４ｂが接点ａ側に切り換わる。このとき、コントローラ１５０からの出荷検査用テストモード用固定利得設定信号ＣＯＭＰ１ＦＩＸはスイッチ３０４ａの接点ｂ側を介してスルー又はラッチ切換回路３１０に出力される一方、コントローラ１５０からの出荷検査用テストモード用固定利得設定信号ＣＯＭＰ２ＦＩＸはスイッチ３０４ｂの接点ａ側を介してスルー又はラッチ切換回路３１０に出力される。この場合において、ＲＳＳＩ検出電圧に依存せずに、強制的に利得コントロールアンプ１０３の利得設定を固定して変更することができる。

スルー又はラッチ切換回路３１０は、ＡＧＣタイマカウント選択回路３０９からのタイマ出力信号に基づいてスルーモード又はラッチモードとなる。ここで、Ｌレベルのタイマ出力信号に応答して、スルー又はラッチ切換回路３１０はスルーモードとなり入力される利得設定信号をそのままＡＧＣコントロールロジック回路３１１に出力する一方、Ｈレベルのタイマ出力信号に応答して、スルー又はラッチ切換回路３１０はラットモードとなりタイマ出力信号のＬレベルからＨレベルへの立上りエッジ時に、２個の利得設定信号の信号レベルを内蔵するラッチ回路によりラッチして保持してＡＧＣコントロールロジック回路３１１に出力する。さらに、ＡＧＣコントロールロジック回路３１１は、図３に示すように、入力信号レベルに応じて、利得コントロールアンプ１０３の利得を所定の論理に基づく利得設定を実行するコントローラである。図３の本実施形態では、利得コントロールアンプ１０３の利得を、３段階のステップ型ＡＧＣ回路として動作させているが、その段階数はこれに限らず、段階数や無段の線形ＡＧＣ回路であってもよい。本実施形態では、ＡＧＣコントロールロジック回路３１１は、電界強度が弱電界時に高利得領域となり、中電界強度時に中利得領域となり、強電界時に低利得領域となるように、入力される利得設定信号に対して論理処理を実行して、論理演算後の利得設定信号を利得コントロールアンプ１０３に出力することにより、利得コントロールアンプ１０３の利得を図３に示すように制御する。

図８は、図２の周波数変換及び中間周波回路３において、ＰＬＬ回路２００のチャンネル設定用三線バス２０１のロードイネーブル信号ＬＥをタイマスタートトリガ信号として用い、当該無線受信装置のコントローラ１５０からの受信パワーセーブ信号ＲＸＰＳの反転信号ＲＸＰＳＢをタイマリセットトリガ信号として用いたときの各部の動作を示すタイミングチャートである。次いで、本実施形態の特徴である、利得コントロールアンプ１０３の利得を強制的に固定値に保持する制御処理について以下に説明する。

上述のように、ＡＧＣタイマカウント選択回路３０９からのタイマ出力信号がＨレベルのときに、スルー又はラッチ切換回路３１０はラッチモードとなり、これにより、利得コントロールアンプ１０３の利得を強制的に固定値に保持する。一方、ＡＧＣタイマカウント選択回路３０９からのタイマ出力信号がＬレベルのときは、スルー又はラッチ切換回路はスルーモードとなっており、タイマ出力信号がＬレベルからＨレベルに切り換った瞬時に、その手前の期間での利得コントロールアンプ１０３の利得の設定をラッチしてその値の固定値に設定し、利得コントロールアンプ１０３の利得は固定利得となる。この固定された利得は、ＡＧＣタイマカウント選択回路３０９からのタイマ出力信号がＨレベルからＬレベルに切り換わるまで保持される。なお、タイマ出力信号の出力論理及びスルー又はラッチ切換回路３１０の入力倫理をともに反転して構成してもよい。

次いで、ＡＧＣタイマカウント選択回路３０９によるタイマ出力信号の生成方法について以下に説明する。

タイマ出力信号は、タイマスタートトリガ選択回路３０５からの出力信号であるタイマスタート信号の立上りエッジから、タイマカウント選択回路３０６の出力信号であるタイマカウントセットバス信号のカウント数だけ計数した後に、タイマクロックセット回路３０８からのタイマクロック信号を、ＬレベルからＨレベルに変更するように切り換え、これにより、スルー又はラッチ切換回路３１０をラッチモードに設定する。さらに、タイマリセット選択回路３１２からＡＧＣタイマカウント選択回路３０９への出力信号であるタイマリセット信号がＬレベルからＨレベルに変更された瞬間において、ＡＧＣタイマカウント選択回路３０９はそのタイマ出力信号をＨレベルからＬレベルに変更し、これにより、スルー又はラッチ切換回路３１０はスルーモードに変更になる。

本実施形態に係る周波数変換及び中間周波回路３においては、スルー又はラッチ切換回路３１０がスルーモードからラッチモードに切り換わるタイミングは、タイマスタートトリガ選択回路３０５からの出力信号であるタイマスタート信号の立上りエッジから、タイマクロックセット回路３０８からのタイマクロック信号の（クロック周期×タイマカウント）に対応するカウント数の期間で決定され、その後、スルー又はラッチ切換回路３１０がらラッチモードからスルーモードに切り換わるタイミングは、タイマリセット選択回路３１２からの出力信号であるタイマリセット信号がＬレベルからＨレベルに切り換わったときに行なわれ、特に好ましくは、図８に示すように、１つのスロットの受信後に行われる。

ここで、無線通信システムのタイミング設計の容易化のために、前述したエッジ時刻、クロック周期、及びカウント数を変更可能とした回路について説明をする。

タイマスタートトリガ選択回路３０５は、選択指示信号ＳＴＡＲＴ ＳＥＬＥＣＴに基づいて、ＰＬＬ回路２００のチャンネル設定用三線バス２０１のロードイネーブル信号ＬＥと、受信パワーセーブ信号ＲＸＰＳとから１つの信号を選択して、選択した信号をタイマスタート信号としてＡＧＣタイマカウント選択回路３０９に出力する。本実施形態では、ロードイネーブル信号ＬＥと、受信パワーセーブ信号ＲＸＰＳの２つの信号から選択となっているが、３つ以上の信号からの選択設定であってもよい。

タイマクロックセット回路３０８は、基準クロック信号ＲＥＦＣＬＫを分周する分周器であり、タイマクロック選択回路３０７からのタイマクロックセットバス信号の分周数設定データに対応する分周数で基準クロック信号ＲＥＦＣＬＫを分周して、分周後の信号をタイマクロック信号としてＡＧＣタイマカウント選択回路３０９に出力する。また、タイマクロック選択回路３０７は、選択指示信号ＣＬＫ ＳＥＬＥＣＴに基づいて、シリアルタイマクロックセットバス信号と、外部タイマクロックセットバス信号とから１つの信号を選択してタイマクロックセットバス信号としてタイマクロックセット回路３０８に出力する。当該タイマクロック選択回路３０７により、シリアルデータによってもクロックを設定可能としている。同様に、タイマカウント選択回路３０６は、選択指示信号ＣＯＵＮＴ ＳＥＬＥＣＴに基づいて、シリアルタイマカウントセット信号と、外部タイマカウントセットバス信号とから１つの信号を選択してタイマカウントセットバス信号としてＡＧＣタイマカウント選択回路３０９に出力する。当該タイマカウント選択回路３０６により、シリアルデータによってもタイマカウントセット信号を設定可能としている。また、タイマカウント選択回路３０６に入力される２つのタイマカウントセットバス信号のタイマカウント数を、例えばコントローラ１５０により、任意のタイマカウント数に設定変更することができるように構成してもよい。

さらに、タイマリセット選択回路３１２は、入力される選択指示信号ＲＥＳＥＴ ＳＥＬＥＣＴに基づいて、コントローラ１５０からのリセット信号と、タイマリセットトリガ信号ＲＸＰＳＢのうちの１つを選択して、選択後の信号をタイマリセット信号としてＡＧＣタイマカウント選択回路３０９に出力する。

次いで、ＡＧＣタイマ使用有無信号について以下に説明する。

上述したように、ＰＨＳシステムの例では、本実施形態に係る特徴機能を必須としている構成は、受信無線信号のヘッダーデータ部がπ／４ＱＰＳＫ変調され、実データ部が８ＰＳＫ変調されたスロットのみであり、ヘッダーデータ部と実データ部がともにπ／４ＱＰＳＫ変調のスロットでは必要としない。さらに、無線通信中に、次の受信スロットの実データ部がπ／４ＱＰＳＫ変調なのか、８ＰＳＫ変調なのかは、プロトコルで判断可能なため、三線バス２０１のデータビットにＡＧＣタイマ使用有無信号設定ビットを設けておけば、状況に応じて、利得コントロールアンプ１０３の利得固定の有無を選択できる。

図５は図１の周波数変換及び中間周波回路３における入力信号レベル対ビットエラーレート（ＢＥＲ）特性を示すグラフである。図５から明らかなように、いずれの変調信号であってもＢＥＲが劣化しないことがわかる。

以上説明したように、本実施形態によれば、受信した無線信号のユニットワード（ＵＷ）部などの特定期間において利得コントロールアンプ１０３の利得を強制的に固定値に保持するために、実データ部での利得変化による受信信号の位相変化が無くなり、図５の点線のようにビットエラーレート（ＢＥＲ）の悪化ポイントが無く、良好な通信品位を保つことが可能となる。

以上詳述したように、本発明に係る無線受信装置によれば、受信した信号の利得を制御する利得コントロールアンプを備えた無線受信装置において、所定の特定期間のみ強制的に上記利得コントロールアンプの利得を所定の固定値に保持する保持手段を備え、上記保持手段は、上記特定期間直前の利得設定値を保持するラッチ回路を備える。ここで、上記特定期間の開始タイミングは、所定のタイマスタート信号のエッジにより決定され、上記特定期間の時間は、所定のタイマクロック信号のカウント数と、所定のタイマカウントセットバス信号のカウント数とに基づいて決定され、上記特定期間の終了タイミングは、所定のタイマリセット信号のエッジに基づいて決定される。それ故、図５に示すように、受信した無線信号の実データ部での利得変化による受信信号の位相変化が無くなり、ビットエラーレート（ＢＥＲ）の悪化ポイントが無く、良好な通信品位を保つことが可能となる。

本発明の実施形態に係る無線受信装置の構成を示すブロック図である。 図１の周波数変換及び中間周波回路３の構成を示すブロック図である。 図２の周波数変換及び中間周波回路３の利得制御動作に係る、利得コントロールアンプ１０３における入力信号レベルに対する出力信号レベルの特性を示すグラフである。 従来技術に係る図１０の周波数変換及び中間周波回路３Ａにおける入力信号レベル対ビットエラーレート（ＢＥＲ）特性を示すグラフである。 図２の周波数変換及び中間周波回路３における入力信号レベル対ビットエラーレート（ＢＥＲ）特性を示すグラフである。 （ａ）は図１０の周波数変換及び中間周波回路３Ａにおいてコンパレータ３０３のしきい値電圧ＶＴＨｔｒ近傍の電界強度を有する８ＰＳＫ無線信号を受信したときの受信データに対するＲＳＳＩ電圧の応答特性を示すタイミングチャートであり、（ｂ）は図６（ａ）の部分６０１の拡大タイミングチャートである。 （ａ）は図１０の周波数変換及び中間周波回路３Ａにおいてコンパレータ３０３のしきい値電圧ＶＴＨｔｒ近傍の電界強度を有するπ／４ＱＰＳＫ無線信号を受信したときの受信データに対するＲＳＳＩ電圧の応答特性を示すタイミングチャートであり、（ｂ）は図７（ａ）の部分６０２の拡大タイミングチャートである。 図２の周波数変換及び中間周波回路３において、ＰＬＬ回路２００のチャンネル設定用三線バス２０１のロードイネーブル信号ＬＥをタイマスタートトリガ信号として用い、当該無線受信装置のコントローラ１５０からの受信パワーセーブ信号ＲＸＰＳの反転信号ＲＸＰＳＢをタイマリセットトリガ信号として用いたときの各部の動作を示すタイミングチャートである。 従来技術に係る無線受信装置の構成を示すブロック図である。 図９の周波数変換及び中間周波回路３Ａの構成を示すブロック図である。

符号の説明

１…アンテナ、
２…高周波増幅回路、
３…周波数変換及び中間周波回路、
４…復調器、
１００…入力端子、
１０１…混合器、
１０２…帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）、
１０３…利得コントロールアンプ（ＧＣＡ）、
１０４…帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）、
１０５…出力端子、
１５０…コントローラ、
２００…ＰＬＬ回路、
２０１…シリアル入力用三線バス、
２０２…シフトレジスタ及びラッチ回路、
３００…ＲＳＳＩ検出回路、
３０１…ホールドキャパシタ、
３０２…ボルテージフォロア回路、
３０３，３０３Ａ…コンパレータ、
３０３ａ，３０３ｂ…しきい値電圧源、
３０４…ＡＧＣ選択回路、
３０５…タイマスタートトリガ選択回路、
３０５Ａ，３１２Ａ…インバータ、
３０６…タイマカウント選択回路、
３０７…タイマクロック選択回路、
３０８…タイマクロックセット回路、
３０９…ＡＧＣタイマカウント選択回路、
３１０…スルー又はラッチ切換回路、
３１１…ＡＧＣコントロールロジック回路、
３１２…タイマリセット選択回路。

Claims (15)

1. 受信した信号の利得を制御する利得コントロールアンプを備えた無線受信装置において、
   所定の特定期間のみ強制的に上記利得コントロールアンプの利得を所定の固定値に保持する保持手段を備えたことを特徴とする無線受信装置。
2. 上記保持手段は、上記特定期間直前の利得設定値を保持するラッチ回路を備えたことを特徴とする請求項１記載の無線受信装置。
3. 上記特定期間の開始タイミングは、所定のタイマスタート信号のエッジにより決定され、上記特定期間の時間は、所定のタイマクロック信号のカウント数と、所定のタイマカウントセットバス信号のカウント数とに基づいて決定されることを特徴とする請求項１又は２記載の無線受信装置。
4. 上記特定期間の終了タイミングは、所定のタイマリセット信号のエッジに基づいて決定されることを特徴とする請求項１乃至３のうちのいずれか１つに記載の無線受信装置。
5. 所定のＡＧＣタイマ使用有無信号に基づいて上記保持手段を動作させるか否かを設定する手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至４のうちのいずれか１つに記載の無線受信装置。
6. 上記ＡＧＣタイマ使用有無信号は、所定の受信チャンネル設定用三線バスによって伝送されることを特徴とする請求項５記載の無線受信装置。
7. 所定の複数の第１の制御信号から１つの第１の制御信号を選択して上記タイマスタート信号として出力する第１の選択回路をさらに備えたことを特徴とする請求項３記載の無線受信装置。
8. 所定の複数の第２の制御信号から１つの第２の制御信号を選択して上記タイマリセット信号として出力する第２の選択回路をさらに備えたことを特徴とする請求項４記載の無線受信装置。
9. 所定の基準クロック信号を、入力される分周数だけ分周して、分周後の信号を上記タイマクロック信号として出力する分周回路をさらに備えたことを特徴とする請求項３記載の無線受信装置。
10. 所定の受信チャンネル設定用三線バスによって伝送されたシリアルタイマカウントセットバス信号と、外部タイマカウントセットバス信号とから１つの信号を選択して上記タイマカウントセットバス信号として出力する第３の選択回路をさらに備えたことを特徴とする請求項３記載の無線受信装置。
11. 上記シリアルタイマカウントセットバス信号と、上記外部タイマカウントセットバス信号とのタイマカウント数を、任意のタイマカウント数に設定する設定手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１０記載の無線受信装置。
12. 所定の受信チャンネル設定用三線バスにより伝送されたシリアルタイマクロックセットバス信号と、外部タイマクロックセットバス信号とから１つの信号を選択して、上記分周数を示す信号として出力する第４の選択回路をさらに備えたことを特徴とする請求項９記載の無線受信装置。
13. 上記特定期間の開始タイミングは、受信された無線信号のユニークワード（ＵＷ）を受信する期間中に設定されることを特徴とする請求項１記載の無線受信装置。
14. 上記特定期間の終了タイミングは、受信した無線信号の１スロット内の受信データの転送の完了後に設定されることを特徴とする請求項１記載の無線受信装置。
15. 請求項１乃至１４のうちのいずれか１つに記載の無線受信装置の回路を集積したことを特徴とする半導体集積回路。

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