JP2009081701A - 受信制御方法および受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】移動局が高速移動する場合でも受信信号を適切に増幅してデジタル信号に変換して復調できる受信制御方法および受信装置を提供する。
【解決手段】アンテナ１で受信された基地局からのアナログ信号を、可変ゲインアンプ７により増幅した後、デジタル信号に変換して復調する移動局における受信制御方法であって、デジタル信号に基づいて、基地局との伝搬路の変動に関する値を検出する伝搬路変動検出ステップと、検出した値が所定の閾値以上である場合には、アナログ信号に基づく第１ゲイン制御信号により可変ゲインアンプ７のゲインを制御し、検出した値が所定の閾値未満である場合には、デジタル信号に基づく第２ゲイン制御信号により可変ゲインアンプ７のゲインを制御する制御ステップと、を含むことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、アンテナで受信された基地局からのアナログ信号を、ゲイン制御可能な受信アンプで増幅した後、デジタル信号に変換して復調する移動局における受信制御方法および受信装置に関するものである。

従来、アンテナで受信したアナログ信号をデジタル信号に変換して復調する受信装置として、例えば、図１０および図１１に示す構成のものが知られている。

図１０に示す受信装置は、ダイレクトコンバーション方式のもので、アンテナ１００からの入力信号は、バンドパスフィルタ１０１およびアンプ１０２を経て直交復調器１０３Ｉ，１０３Ｑに供給される。直交復調器１０３Ｉに供給された信号は、局発信号源１０４からπ／２移相器１０５を経て供給されるコサイン波の局発信号と乗算されて、Ｉｃｈのベースバンド信号にダウンコンバートされる。また、直交復調器１０３Ｑに供給された信号は、局発信号源１０４からのサイン波の局発信号と乗算されて、Ｑｃｈのベースバンド信号にダウンコンバートされる。

直交復調器１０３Ｉ，１０３ＱでそれぞれダウンコンバートされたＩｃｈ，Ｑｃｈの信号は、ローパスフィルタ１０６Ｉ，１０６Ｑを経てゲイン制御可能な可変ゲインアンプ１０７Ｉ，１０７Ｑで増幅された後、Ａ／Ｄコンバータ（Ａ／Ｄ）１０８Ｉ，１０８Ｑでデジタル信号に変換されて、受信ベースバンド部（ＲＸＢＢ）１１０に供給され、該受信ベースバンド部１１０で復調処理される。また、受信ベースバンド部１１０は、Ａ／Ｄ変換されて入力するベースバンド信号の受信レベルを示すＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）レベルを計測し、その計測値に基づいて制御部（ＣＯＮＴ）１１１からＤ／Ａコンバータ（Ｄ／Ａ）１１２を経て可変ゲインアンプ１０７Ｉ，１０７Ｑにゲイン制御信号を送信して、可変ゲインアンプ１０７Ｉ，１０７Ｑのゲインを制御し、これによりＡ／Ｄコンバータ１０８Ｉ，１０８Ｑに入力する信号を適正なレベルに増幅するようにしている。

図１１に示す受信装置は、スーパーへテロダイン方式のもので、アンテナ１２０からの入力信号は、バンドパスフィルタ１２１を経てアンプ１２２で増幅された後、ミキサ１２３に供給され、ここで局発信号源１２４からの局発信号と乗算されて１次ＩＦ信号に変換される。ミキサ１２３で変換された１次ＩＦ信号は、ローパスフィルタ１２５を経てゲイン制御可能な可変ゲインアンプ１２６で増幅された後、アンプ１２７を経て、ミキサ１２８に供給され、ここで局発信号源１２９からの局発信号と乗算されて２次ＩＦ信号に変換される。

ミキサ１２８で変換された２次ＩＦ信号は、バンドバスフィルタ１３０を経て、Ａ／Ｄコンバータ（Ａ／Ｄ）１３１でデジタル信号に変換されて受信ベースバンド部部１３２に供給され、該受信ベースバンド部１３２においてＩｃｈ，Ｑｃｈのベースバンド信号に変換されて復調処理される。また、受信ベースバンド部部１３２は、Ａ／Ｄ変換されて入力する２次ＩＦ信号のＲＳＳＩレベルを計測し、その計測値に基づいて制御部１３３からＤ／Ａコンバータ（Ｄ／Ａ）１３４を経て可変ゲインアンプ１２６にゲイン制御信号を送信して、可変ゲインアンプ１２６のゲインを制御し、これによりＡ／Ｄコンバータ１３１に入力する信号を適正なレベルに増幅するようにしている。

図１０および図１１に示したように、Ａ／Ｄコンバータでデジタル信号に変換した受信信号に基づいて、Ａ／Ｄコンバータに入力するアナログ信号を増幅する可変ゲインアンプのゲインを制御する自動利得制御技術は、従来種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１０−９８３４３号公報

ところで、例えば、iBurst（登録商標）のようなＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式を採用する無線システムにおける移動局の従来の受信装置においては、図１０または図１１に示したように、デジタル信号を処理する受信ベースバンド部において受信レベルを計測したら、その計測した受信レベルに基づいて、次の受信スロットにおける可変ゲインアンプのゲインを制御するようにしている。すなわち、順次の受信スロットにおいて、前の受信スロットで計測した受信レベルに基づいて、次の受信スロットにおける可変ゲインアンプのゲインを制御するようにしている。

このため、移動局が高速移動している場合には、受信レベルを計測した受信スロットの次の受信スロットまでに受信レベルが変動してしまう。したがって、次の受信スロットにおいて、直前の受信スロットで計測した受信レベルに基づいて可変ゲインアンプのゲインを制御しても、可変ゲインアンプの出力信号が、Ａ／Ｄコンバータのダイナミックレンジから外れて、適正に復調できなくなるおそれがある。また、一つの受信スロット内では、可変ゲインアンプのゲインが同一の値に設定されるため、同一受信スロット内での受信レベル変動に対応することができない。

このように、従来の受信装置は、受信スロット間や受信スロット内で受信レベルが変動した場合には、その内容をフィードバックループに反映させることができないため、受信レベルの変動の周期が早くなり、受信スロット内での受信レベルの変動があった場合には、アナログ信号からデジタル信号への適切な信号変換処理を行うことができず、受信性能の劣化を招くおそれがある。

したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、移動局が高速移動する場合でも受信信号を適切に増幅してデジタル信号に変換して復調できる受信制御方法および受信装置を提供することにある。

上記目的を達成する請求項１に係る発明は、アンテナで受信された基地局からのアナログ信号を、可変ゲインアンプにより増幅した後、デジタル信号に変換して復調する移動局における受信制御方法であって、
前記デジタル信号に基づいて、前記基地局との伝搬路の変動に関する値を検出する伝搬路変動検出ステップと、
検出した前記値が所定の閾値以上である場合には、前記アナログ信号に基づく第１ゲイン制御信号により前記可変ゲインアンプのゲインを制御し、前記値が前記所定の閾値未満である場合には、前記デジタル信号に基づく第２ゲイン制御信号により前記可変ゲインアンプのゲインを制御する制御ステップと、
を含むことを特徴とするものである。

さらに、上記目的を達成する請求項２に係る発明は、アンテナで受信された基地局からのアナログ信号を、可変ゲインアンプにより増幅した後、デジタル信号に変換して復調する移動局における受信制御方法であって、
前記デジタル信号に基づいて、前記基地局との伝搬路の変動に関する値を検出する伝搬路変動検出ステップと、
前記アナログ信号に基づく第１ゲイン制御信号と、前記デジタル信号に基づく第２ゲイン制御信号とを、前記伝搬路変動検出ステップで検出した前記値に基づいて重み付けして加算し、その加算して得た第３ゲイン制御信号により前記可変ゲインアンプのゲインを制御する制御ステップと、
を含むことを特徴とするものである。

請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の受信制御方法において、
前記伝搬路変動検出ステップは、
前記基地局から送信される同報信号を受信する同報信号受信ステップと、
受信した同報信号の周波数の変動状態を示す値を把握する把握ステップとを含み、
該把握ステップで把握した値を、前記伝搬路の変動に関する値として検出する、ことを特徴とするものである。

請求項４に係る発明は、請求項３に記載の受信制御方法において、
前記同報信号受信ステップは、
前記同報信号のスロット長に対応する前記デジタル信号に基づいて前記同報信号の受信区間を特定し、該特定された受信区間で受信した前記デジタル信号を前記同報信号として取得する、ことを特徴とするものである。

請求項５に係る発明は、請求項３または４に記載の受信制御方法において、
前記移動局は、前記基地局からマルチキャリアで送信されるアナログ信号を受信し、
前記同報信号受信ステップは、
前記マルチキャリアのうち、一つのキャリアにより送信される同報信号を受信する、ことを特徴とするものである。

請求項６に係る発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の受信制御方法において、
前記制御ステップは、
前記デジタル信号のレベル変動を検出し、その検出したレベル変動に基づいて、前記アナログ信号に基づく前記可変ゲインアンプのゲイン制御ループの時定数を制御する、ことを特徴とするものである。

請求項７に係る発明は、請求項１に記載の受信制御方法において、
前記制御ステップは、
前記第１ゲイン制御信号により前記可変ゲインアンプのゲインを制御する間、前記第１ゲイン制御信号のレベル変動を検出し、その検出したレベル変動に基づいて該第１ゲイン制御信号を生成するゲイン制御ループの時定数を制御する、ことを特徴とするものである。

さらに、上記目的を達成する請求項８に係る発明は、アンテナで受信された基地局からのアナログ信号を、可変ゲインアンプにより増幅した後、デジタル信号に変換して復調する移動局における受信装置において、
前記デジタル信号に基づいて、前記基地局との伝搬路の変動に関する値を検出する伝搬路変動検出手段と、
前記アナログ信号に基づいて前記可変ゲインアンプのゲインを制御する第１ゲイン制御手段と、
前記デジタル信号に基づいて前記可変ゲインアンプのゲインを制御する第２ゲイン制御手段と、
前記伝搬路変動検出手段により検出した前記値が所定の閾値以上である場合には、前記第１ゲイン制御手段を選択し、前記値が前記所定の閾値未満である場合には、前記第２ゲイン制御手段を選択するゲイン制御切替手段と、
を備えることを特徴とするものである。

さらに、上記目的を達成する請求項９に係る発明は、アンテナで受信された基地局からのアナログ信号を、可変ゲインアンプにより増幅した後、デジタル信号に変換して復調する移動局における受信装置において、
前記デジタル信号に基づいて、前記基地局との伝搬路の変動に関する値を検出する伝搬路変動検出手段と、
前記アナログ信号に基づく第１ゲイン制御信号と、前記デジタル信号に基づく第２ゲイン制御信号とを、前記伝搬路変動検出手段で検出した前記値に基づいて重み付けして加算し、その加算して得た第３ゲイン制御信号により前記可変ゲインアンプのゲインを制御するゲイン制御手段と、
を備えることを特徴とするものである。

本発明によれば、基地局との伝搬路の変動に関する値を検出し、その検出した値が所定の閾値以上である場合には、アナログ信号に基づく第１ゲイン制御信号により、所定の閾値未満である場合には、デジタル信号に基づく第２ゲイン制御信号により、可変ゲインアンプのゲインを制御するようにしたので、移動局が高速移動する場合でも、受信信号を適切に増幅してデジタル信号に変換して復調することが可能となる。また、本発明によれば、基地局との伝搬路の変動に関する値を検出し、その検出した値に基づいて、アナログ信号に基づく第１ゲイン制御信号と、デジタル信号に基づく第２ゲイン制御信号とを重み付けして加算して、可変ゲインアンプのゲインを制御するようにしたので、移動局が高速移動する場合でも、また、高速に速度変動する場合でも、受信信号をスムースにフィードバック制御でき、これにより受信信号を適切に増幅してデジタル信号に変換して復調することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。

（第１実施の形態）
図１は、本発明の第１実施の形態に係る移動局における受信装置の要部の構成を示すブロック図である。この受信装置は、図１１に示した受信装置と同様に、スーパーへテロダイン方式のもので、アンテナ１からの入力信号は、バンドパスフィルタ２を経てアンプ３で増幅した後、ミキサ４に供給し、ここで局発信号源５からの局発信号とミキシングして１次ＩＦ信号に変換する。ミキサ４で変換された１次ＩＦ信号は、ローパスフィルタ６を経てゲイン制御可能な可変ゲインアンプ７で増幅した後、ミキサ８に供給し、ここで局発信号源９からの局発信号とミキシングして２次ＩＦ信号に変換する。

ミキサ８で変換された２次ＩＦ信号は、バンドバスフィルタ１０を経て、Ａ／Ｄコンバータ（Ａ／Ｄ）１１によりデジタル信号に変換して受信ベースバンド部（ＲＸＢＢ）１２に供給し、該受信ベースバンド部１２においてＩｃｈ，Ｑｃｈのベースバンド信号に変換して復調処理する。

本実施の形態では、バンドバスフィルタ１０の出力をログアンプ（Log AMP）２１で対数増幅してループフィルタ２２に供給することにより、このループフィルタ２２から、アナログ信号に基づいて可変ゲインアンプ７のゲインを制御する第１ゲイン制御信号を得る。したがって、ログアンプ２１およびループフィルタ２２は、第１ゲイン制御信号を生成する第１ゲイン制御手段を構成している。

また、図１１の場合と同様に、受信ベースバンド部部１２において、Ａ／Ｄ変換されて入力する２次ＩＦ信号のＲＳＳＩレベルを計測し、その計測値に基づいて制御部（ＣＯＮＴ）２３からＤ／Ａコンバータ（Ｄ／Ａ）２４を経て、デジタル信号に基づいて可変ゲインアンプ７のゲインを制御する第２ゲイン制御信号を得る。したがって、受信ベースバンド部部１２、制御部２３およびＤ／Ａコンバータ２４は、第２ゲイン制御信号を生成する第２ゲイン制御手段を構成している。

第１ゲイン制御信号および第２ゲイン制御信号は、スイッチ（ＳＷ）２５に供給して、該スイッチ２５によりいずれか一方を選択して可変ゲインアンプ７に供給し、これにより可変ゲインアンプ７のゲインをフィードバック制御して、Ａ／Ｄコンバータ１１に入力するアナログ信号を適正なレベルに増幅するようにする。

本実施の形態では、当該移動局と基地局との伝搬路の変動に関する値として、受信ベースバンド部１２において、入力するデジタル信号に基づいて当該移動局の移動速度を推定し、その推定速度に基づいて制御部２３からスイッチ２５にループ切替信号を供給して、第１ゲイン制御信号または第２ゲイン制御信号を可変ゲインアンプ７に供給する。

すなわち、制御部２３は、受信ベースバンド部１２において推定された移動速度が、所定の閾値以上である場合には、アナログ信号に基づく第１ゲイン制御信号を選択し、移動速度が所定の閾値未満である場合には、デジタル信号に基づく第２ゲイン制御信号を選択するループ切替信号をスイッチ２５に供給する。したがって、制御部２３およびスイッチ２５は、ゲイン制御切替手段を構成している。なお、本実施の形態において、スイッチ２５は、デフォルトでは、第２ゲイン制御信号を選択するものとする。

また、制御部２３は、推定された移動速度に基づいて、第１ゲイン制御信号を生成するループフィルタ２２に時定数制御信号を供給して時定数を制御する。すなわち、移動速度が速い場合には、フィードバックループが速く収束するため、時定数を小さく設定し、推定速度が比較的遅い場合には、時定数を大きく設定して、フィードバックループを安定に制御する。

さらに、制御部２３は、当該移動局が基地局との間で適応変調方式を採用して通信を行っている場合には、変調方式に応じてループフィルタ２２に時定数制御信号を供給して時定数を制御することにより、各変調方式で安定した受信性能を確保する。具体的には、ＱＡＭ等の振幅変調方式を適用している場合には、ＱＰＳＫやＦＳＫ等の位相変調や周波数変調方式を適用した場合と比較して振幅変動が大きいため、時定数を大きく設定して積分時間を長くすることにより、基地局からの信号を安定に受信できるようにする。

次に、受信ベースバンド部１２による移動局の移動速度の推定方法について説明する。本実施の形態の移動局は、基地局との間で、初期設定のための同期フェーズと、データ通信を行う通信フェーズとを有する通信シーケンスにより通信を行う。すなわち、移動局は、同期フェーズにおいて、通信を開始する前に、基地局からの信号を受信して、基地局と周波数および時間の同期をとり、基地局が要求する周波数および時間でバースト通信路を確定し、その後、通信フェーズに移行して、データの通信を開始する。

ここで、同期フェーズにおいては、一般に、基地局からブロードバンドチャネル（同報信号）を、前もって決められている周波数のトーン信号（F burst）で送信する。移動局では、受信したトーン信号の周波数を検知して、移動局自身が保有するローカル周波数の周波数を調整することにより、基地局側と周波数およびフレームタイミングを同期させる。本実施の形態は、この周波数同期を行うための回路を利用して、移動局自身の移動速度を推定する。

図２は、図１に示す受信ベースバンド部１２の要部の構成を示す機能ブロック図である。受信ベースバンド部１２は、Ａ／Ｄコンバータ１１でデジタル信号に変換された受信信号を、ミキサ３１Ｉ，３１Ｑに供給し、ここで数値制御発振器（ＮＣＯ：Numerically Controlled Oscillator）３２Ｉ，３２Ｑからのデジタルのコサイン波およびサイン波の局発信号とそれぞれ乗算して、ＩｃｈおよびＱｃｈの２系統の信号を得る。

ミキサ３１Ｉ，３１Ｑから得られたＩｃｈ，Ｑｃｈの信号は、ＣＩＣ（Cascade Integration-Comb）フィルタ３３Ｉ，３３Ｑによりデシメーションした後、ＳＲＲＣ（Squire Root Raised Cosin）フィルタ３４Ｉ，３４Ｑにより帯域制限して、周波数同期回路（f search）３５および時間同期回路（Time recovery）３６に供給することにより、同期フェーズにおいては、周波数同期回路３５から周波数情報を得、通信フェーズにおいては、時間同期回路３６から受信データを得る。

本実施の形態は、同期フェーズにおいて、周波数同期回路３５から周波数情報とともに、当該移動局の推定移動速度を示す速度推定情報を得る。

このため、周波数同期回路３５には、図３に要部の機能ブロック図を示すように、ＣＩＣフィルタ４１、スライディングウインドウＲＳＳＩ（ＳＷＲＳＳＩ）４２、スライディングウインドウＤＦＴ（ＳＷＤＦＴ）４３、および周波数検出回路４４を有する一般的な構成の他に、伝搬路変動検出手段である速度推定回路４５を設ける。

図３において、図２に示したＳＲＲＣフィルタ３４Ｉ，３４Ｑからの信号は、ＣＩＣフィルタ４１でデシメーションして有効帯域を低下した後、ＳＷＲＳＳＩ４２およびＳＷＤＦＴ４３に供給する。ＳＷＲＳＳＩ４２は、スライディングウインドウで取り込まれた入力信号のＲＳＳＩレベルを、F burstのスロット長で移動平均することにより、F burstの受信タイミング（受信区間）を検出し、その検出したF burstの受信タイミングを、周波数検出回路４４および速度推定回路４５に供給する。また、ＳＷＤＦＴ４３は、入力信号に対してスライディングウインドウＤＦＴ（Discrete Fourier Transform：離散フーリエ変換）処理を実施して、入力信号の周波数成分を検出して、周波数検出回路４４および速度推定回路４５に供給する。

周波数検出回路４４は、ＳＷＲＳＳＩ４２で検出されたF burstの受信タイミングにおいて、ＳＷＤＦＴ４３で検出された入力信号の周波数成分に基づいて、F burstの周波数を検出して周波数情報を出力する。また、速度推定回路４５は、ＳＷＲＳＳＩ４２で検出されたF burstの受信タイミングにおいて、ＳＷＤＦＴ４３で検出された入力信号の周波数成分に基づいて、当該移動局の移動速度を推定して速度推定情報を出力する。

ここで、同期フェーズにおいて、ＳＷＤＦＴ４３で検出されるF burst信号の周波数成分は、当該移動局の移動速度が遅い場合には、フェージング周波数が低いので、図４（ａ）に示すように、周波数変動は小さい。しかし、移動局が高速移動した場合には、フェージング周波数が高くなるため、図４（ｂ）に示すように、周波数変動は大きくなる。なお、図４（ａ）は、フェージング周波数（Ｆｍ）が１００Ｈｚの場合のＳＷＤＦＴ４３の出力信号波形を示しており、図４（ｂ）は、Ｆｍが１ｋＨｚの場合のＳＷＤＦＴ４３の出力信号波形を示している。

したがって、速度推定回路４５において、F burst受信区間におけるＳＷＤＦＴ４３の出力信号の周波数変動を観測することにより、フェージング周波数が高い場合には、移動速度が大きいと推定し、フェージング周波数が低い場合には、移動速度が小さいと推定することが可能となる。なお、ＳＷＤＦＴ４３は、入力信号がない場合には雑音の周波数成分を検出するため、速度推定回路４５は、上述したように、ＳＷＲＳＳＩ４２からのF burstの受信タイミング（受信区間）におけるＳＷＤＦＴ４３の出力に基づいて移動速度を推定する。

図５は、本実施の形態に係る受信装置の概略動作を示すフローチャートである。本実施の形態は、同期フェーズにおいて、まず、基地局からのF burst信号を受信し（ステップＳ１）、その受信信号に基づいて受信ベースバンド部（ＲＸＢＢ）１２の周波数同期回路（f search）３５により、当該移動局の速度推定を行って速度推定情報を取得する（ステップＳ２）。なお、F burst信号は、基地局から定期的に送信されるので、好ましくは、基地局との周波数同期が確立している場合においても、F burst信号を受信して移動速度を検出する。

受信ベースバンド部１２で取得した速度推定情報は、制御部（ＣＯＮＴ）２３に供給し、ここで推定速度が所定の閾値以上（高速）であるか否かを判定する（ステップＳ３）。その結果、所定の閾値未満（低速）の場合には、スイッチ２５によりデフォルトであるデジタルフィードバック（デジタルＦＢ）を選択して（ステップＳ４）、デジタル信号に基づく第２ゲイン制御信号により可変ゲインアンプ７のゲインを制御し、これにより、その後に通信フェーズで受信した通信バースト（burst）を増幅する（ステップＳ５）。

これに対し、速度推定情報が、所定の閾値以上（高速）の場合には、スイッチ２５によりアナログフィードバック（アナログＦＢ）を選択する（ステップＳ６）。また、この際、ループフィルタ２２の時定数を、速度推定情報に応じて推定速度が高速になるほど小さくなるように段階的に設定するとともに、適応変調方式を採用している場合には、振幅変調方式では位相変調や周波数変調方式と比較して時定数を大きく設定する（ステップＳ７）。これにより、バンドパスフィルタ１０の出力であるアナログ信号に基づく第１ゲイン制御信号により可変ゲインアンプ７のゲインを制御して、その後の通信フェーズで受信した通信バーストを増幅する（ステップＳ８）。

以上のように、本実施の形態では、受信信号のＡ／Ｄ変換後のデジタル信号に基づくデジタルフィードバックループに加えて、受信信号のＡ／Ｄ変換前のアナログ信号に基づくアナログフィードバックループを設け、移動局において移動速度を推定して、推定した移動速度が所定の閾値以上の場合には、時定数の小さいアナログフィードバックループに切り替えるとともに、その時定数を移動速度に応じて設定するようにしたので、移動速度に応じて最良の性能を確保することが可能となる。また、受信レベルを検出する際に、一定の積分時間である場合には、変調方式によって検出レベルの精度が異なるため、適応変調方式を採用する場合には、変調方式によってアナログフィードバックループの時定数を切り替えるようにしたので、変調方式が異なっても、同一の検出レベル精度を確保することが可能となる。さらに、移動局の移動速度は、本来、移動局に設けられている周波数同期回路を利用して、F burst信号（同報信号）の変動（フェージング周波数）に基づいて検出するようにしたので、最小限のハード回路追加で移動速度を推定することができる。

（第２実施の形態）
本発明の第２実施の形態は、第１実施の形態において、アナログフィードバックループの第１ゲイン制御信号により可変ゲインアンプ７のゲインを制御する場合に、通信フェーズにおいても、ループフィルタ２２の時定数を、受信レベルの変動に応じて制御する。

このため、図６にフローチャートを示すように、同期フェーズにおいてアナログフィードバック（アナログＦＢ）が選択された後、通信フェーズで通信バーストを受信したら（ステップＳ８）、受信ベースバンド部１２において、例えば、通信バーストのヘッドおよびテールに付加されたトレーニングシンボル区間のＡ／Ｄ変換された受信レベルをモニタして、通信チャネルのスロットの前後におけるレベル変動を検出する（ステップＳ９）。その後、検出したレベル変動量と所定の閾値とを制御部２３において比較して（ステップＳ１０）、変動量が閾値よりも少なければ、ループフィルタ２２の時定数を上げて（ステップＳ１１）、ループの安定を図り、変動量が大きければ、ループフィルタ２２の時定数を下げて（ステップＳ１２）、高速なレベル変動に対応する。その他の構成および動作は、第１実施の形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。

このように、本実施の形態では、アナログフィードバックループによるゲイン制御では、通信フェーズにおいても、通信バーストの受信レベル変動に応じて、ループフィルタ２２の時定数を制御するようにしたので、受信スロット内での受信レベル変動に、より適切に対応することができる。したがって、受信信号を、より適切に増幅してＡ／Ｄ変換することができる。

（第３実施の形態）
図７は、本発明の第３実施の形態に係る移動局における受信装置の要部の構成を示すブロック図である。この受信装置は、図１に示した構成において、マルチキャリアに対応する受信ベースバンド部（ＲＸＢＢ）、ここでは、４つのキャリアに対応する４つの受信ベースバンド部１２−１〜１２−４を有する。なお、図７において、図１と同様の構成要素には同一参照符号を付してその説明を省略する。

図７において、基地局からマルチキャリアで送信されるアナログ信号は、第１実施の形態と同様に、アンテナ１で受信してミキサ４で１次ＩＦ信号に変換した後、可変ゲインアンプ７で増幅してからミキサ８で２次ＩＦ信号に変換して、Ａ／Ｄコンバータ１１でデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄコンバータ１１でデジタル信号に変換された受信信号は、キャリア毎の受信ベースバンド部１２−１〜１２−４に供給し、ここでベースバンド信号に変換して復調処理することにより、受信データ１〜４を得る。

本実施の形態では、１つのキャリアに対応する受信ベースバンド部１２−４により、基地局から定期的に送信される周波数同期用のF burst信号を受信し、他の受信ベースバンド部１２−１〜１２−３では、F burst受信チャネルと異なる通信チャネルを受信する。

このようにして、受信ベースバンド部１２−４で受信したF burst信号に基づいて、第１実施の形態または第２実施の形態と同様にして、当該移動局の移動速度を推定し、その推定移動速度と所定の閾値との比較に基づいて、デジタルフィードバックループまたはアナログフィードバックループを選択して、可変ゲインアンプ７のゲインを制御する。

本実施の形態によれば、マルチキャリアに対応する受信装置において、F burst信号を、１つの受信ベースバンド部で受信し、その他の受信ベースバンド部ではF burst受信チャネルと異なる通信チャネルを受信するようにして、F burst信号に基づいて、第１実施の形態または第２実施の形態と同様にして、当該移動局の移動速度を推定して、可変ゲインアンプ７のゲインを制御するようにしたので、マルチキャリアの通信スロットを効率的に使用しながら、各キャリアの受信信号を適切にデジタル信号に変換して復調することが可能となる。

（第４実施の形態）
図８は、本発明の第４実施の形態に係る移動局における受信装置の要部の構成を示すブロック図である。この受信装置は、第１実施の形態において、アナログフィードバックループの第１ゲイン制御信号により可変ゲインアンプ７のゲインを制御する場合に、可変ゲインアンプ７に入力される第１ゲイン制御信号を制御部２３でモニタし、その第１ゲイン制御信号のレベル変動に基づいてループフィルタ２２時定数を、変動が大きい場合には小さく、変動が小さい場合には大きくするように制御するようにしたものである。その他の構成および動作は、第１実施の形態と同様である。

したがって、本実施の形態によれば、第２実施の形態の場合と同様に、受信スロット内での受信レベル変動に、より適切に対応することができるので、受信信号を、より適切に増幅してＡ／Ｄ変換することができる。

（第５実施の形態）
図９は、本発明の第５実施の形態に係る移動局における受信装置の要部の構成を示すブロック図である。この受信装置は、図１に示した構成において、アナログフィードバックループとデジタルフィードバックループとを切り替えるスイッチ２５に代えて、重み付け加算回路５１を設け、該重み付け加算回路５１により、アナログフィードバックループの第１ゲイン制御信号とデジタルフィードバックループの第２ゲイン制御信号とを、制御部２３による制御のもとに、当該移動局の移動速度に応じて重み付けして加算して、その加算して得た第３ゲイン制御信号により可変ゲインアンプのゲインを制御するようにしたものである。したがって、本実施の形態は、上述した第１ゲイン制御手段および第２ゲイン制御手段と、重み付け加算回路５１とを含んでゲイン制御手段を構成している。

ここで、重み付け加算回路５１は、アナログフィードバックループの第１ゲイン制御信号をＳａ、該Ｓａに乗算する重み係数をａとし、デジタルフィードバックループの第２ゲイン制御信号をＳｂ、該Ｓｂに乗算する重み係数をｂとして、Ｈ＝ａ・Ｓａ＋ｂ・Ｓｂ、を演算して第３ゲイン制御信号Ｈを得る。また、重み係数ａ、ｂは、受信ベースバンド部１２で推定された移動速度に基づいて、移動速度が遅い場合には、係数ｂを大きくして、係数ａを小さくし、逆に、移動速度が速い場合には、係数ａを大きくして、係数bを小さくするように、制御部２３により制御する。その他の構成および動作は、第１実施の形態と同様である。

このように、本実施の形態では、アナログフィードバックループの第１ゲイン制御信号とデジタルフィードバックループの第２ゲイン制御信号とを、当該移動局の移動速度に応じて重み付けして加算して、その加算して得た第３ゲイン制御信号により可変ゲインアンプのゲインを制御するようにしたので、移動局の高速移動や高速な速度変動に対して、受信信号をスムースにフィードバック制御することができる。したがって、受信信号を、より適切に増幅してＡ／Ｄ変換することが可能となる。

なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、図７に示した第３実施の形態と、図８に示した第４実施の形態や、図９に示した第５実施の形態とを組み合わせることもできる。また、上述した各実施の形態は、スーパーへテロダイン方式により受信信号を復調するようにしたが、本発明はダイレクトコンバージョン方式により受信信号を復調する場合にも有効に適用することができる。

本発明の第１実施の形態に係る受信装置の要部の構成を示すブロック図である。 図１に示す受信ベースバンド部の要部の構成を示す機能ブロック図である。 図２に示す周波数同期回路の要部の構成を示す機能ブロック図である。 図３に示すＳＷＤＦＴの出力信号波形を示す図である。 第１実施の形態に係る受信装置の概略動作を示すフローチャートである。 本発明の第２実施の形態に係る受信装置の概略動作を示すフローチャートである。 本発明の第３実施の形態に係る受信装置の要部の構成を示すブロック図である。 本発明の第４実施の形態に係る受信装置の要部の構成を示すブロック図である。 本発明の第５実施の形態に係る受信装置の要部の構成を示すブロック図である。 ダイレクトコンバーション方式の従来の受信装置の要部の構成を示すブロック図である。 スーパーへテロダイン方式の従来の受信装置の要部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 バンドパスフィルタ
３ アンプ
４，８ ミキサ
５，９ 局発信号源
６ ローパスフィルタ
７ 可変ゲインアンプ
１０ バンドバスフィルタ
１１ Ａ／Ｄコンバータ（Ａ／Ｄ）
１２，１２−１〜１２−４ 受信ベースバンド部（ＲＸＢＢ）
２１ ログアンプ（Log AMP）
２２ ループフィルタ
２３ 制御部（ＣＯＮＴ）
２４ Ｄ／Ａコンバータ（Ｄ／Ａ）
２５ スイッチ（ＳＷ）
３１Ｉ，３１Ｑ ミキサ
３２Ｉ，３２Ｑ 数値制御発振器（ＮＣＯ）
３３Ｉ，３３Ｑ ＣＩＣフィルタ
３４Ｉ，３４Ｑ ＳＲＲＣフィルタ
３５ 周波数同期回路（f search）
３６ 時間同期回路（Time recovery）
４１ ＣＩＣフィルタ
４２ スライディングウインドウＲＳＳＩ（ＳＷＲＳＳＩ）
４３ スライディングウインドウＤＦＴ（ＳＷＤＦＴ）
４４ 周波数検出回路
４５ 速度推定回路
５１ 重み付け加算回路

Claims (9)

1. アンテナで受信された基地局からのアナログ信号を、可変ゲインアンプにより増幅した後、デジタル信号に変換して復調する移動局における受信制御方法であって、
   前記デジタル信号に基づいて、前記基地局との伝搬路の変動に関する値を検出する伝搬路変動検出ステップと、
   検出した前記値が所定の閾値以上である場合には、前記アナログ信号に基づく第１ゲイン制御信号により前記可変ゲインアンプのゲインを制御し、前記値が前記所定の閾値未満である場合には、前記デジタル信号に基づく第２ゲイン制御信号により前記可変ゲインアンプのゲインを制御する制御ステップと、
   を含むことを特徴とする受信制御方法。
2. アンテナで受信された基地局からのアナログ信号を、可変ゲインアンプにより増幅した後、デジタル信号に変換して復調する移動局における受信制御方法であって、
   前記デジタル信号に基づいて、前記基地局との伝搬路の変動に関する値を検出する伝搬路変動検出ステップと、
   前記アナログ信号に基づく第１ゲイン制御信号と、前記デジタル信号に基づく第２ゲイン制御信号とを、前記伝搬路変動検出ステップで検出した前記値に基づいて重み付けして加算し、その加算して得た第３ゲイン制御信号により前記可変ゲインアンプのゲインを制御する制御ステップと、
   を含むことを特徴とする受信制御方法。
3. 前記伝搬路変動検出ステップは、
   前記基地局から送信される同報信号を受信する同報信号受信ステップと、
   受信した同報信号の周波数の変動状態を示す値を把握する把握ステップとを含み、
   該把握ステップで把握した値を、前記伝搬路の変動に関する値として検出する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の受信制御方法。
4. 前記同報信号受信ステップは、
   前記同報信号のスロット長に対応する前記デジタル信号に基づいて前記同報信号の受信区間を特定し、該特定された受信区間で受信した前記デジタル信号を前記同報信号として取得する、ことを特徴とする請求項３に記載の受信制御方法。
5. 前記移動局は、前記基地局からマルチキャリアで送信されるアナログ信号を受信し、
   前記同報信号受信ステップは、
   前記マルチキャリアのうち、一つのキャリアにより送信される同報信号を受信する、ことを特徴とする請求項３または４に記載の受信制御方法。
6. 前記制御ステップは、
   前記デジタル信号のレベル変動を検出し、その検出したレベル変動に基づいて、前記アナログ信号に基づく前記可変ゲインアンプのゲイン制御ループの時定数を制御する、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の受信制御方法。
7. 前記制御ステップは、
   前記第１ゲイン制御信号により前記可変ゲインアンプのゲインを制御する間、前記第１ゲイン制御信号のレベル変動を検出し、その検出したレベル変動に基づいて該第１ゲイン制御信号を生成するゲイン制御ループの時定数を制御する、ことを特徴とする請求項１に記載の受信制御方法。
8. アンテナで受信された基地局からのアナログ信号を、可変ゲインアンプにより増幅した後、デジタル信号に変換して復調する移動局における受信装置において、
   前記デジタル信号に基づいて、前記基地局との伝搬路の変動に関する値を検出する伝搬路変動検出手段と、
   前記アナログ信号に基づいて前記可変ゲインアンプのゲインを制御する第１ゲイン制御手段と、
   前記デジタル信号に基づいて前記可変ゲインアンプのゲインを制御する第２ゲイン制御手段と、
   前記伝搬路変動検出手段により検出した前記値が所定の閾値以上である場合には、前記第１ゲイン制御手段を選択し、前記値が前記所定の閾値未満である場合には、前記第２ゲイン制御手段を選択するゲイン制御切替手段と、
   を備えることを特徴とする受信装置。
9. アンテナで受信された基地局からのアナログ信号を、可変ゲインアンプにより増幅した後、デジタル信号に変換して復調する移動局における受信装置において、
   前記デジタル信号に基づいて、前記基地局との伝搬路の変動に関する値を検出する伝搬路変動検出手段と、
   前記アナログ信号に基づく第１ゲイン制御信号と、前記デジタル信号に基づく第２ゲイン制御信号とを、前記伝搬路変動検出手段で検出した前記値に基づいて重み付けして加算し、その加算して得た第３ゲイン制御信号により前記可変ゲインアンプのゲインを制御するゲイン制御手段と、
   を備えることを特徴とする受信装置。

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