JP3064081B2 - Ａｇｃ増幅器の利得制御方法 - Google Patents

Ａｇｃ増幅器の利得制御方法

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JP3064081B2
JP3064081B2 JP4005108A JP510892A JP3064081B2 JP 3064081 B2 JP3064081 B2 JP 3064081B2 JP 4005108 A JP4005108 A JP 4005108A JP 510892 A JP510892 A JP 510892A JP 3064081 B2 JP3064081 B2 JP 3064081B2
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    • H04W52/52—TPC using AGC [Automatic Gain Control] circuits or amplifiers
    • H—ELECTRICITY
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    • H03G3/00—Gain control in amplifiers or frequency changers without distortion of the input signal
    • H03G3/20—Automatic control
    • H03G3/30—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices
    • H03G3/3052—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in bandpass amplifiers (H.F. or I.F.) or in frequency-changers used in a (super)heterodyne receiver
    • H03G3/3078—Circuits generating control signals for digitally modulated signals

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は時分割多元接続（以下、
ＴＤＭＡという）無線電話機システムにおける受信機の
自動利得制御（以下、ＡＧＣという）機能が、受信イン
ターバルの最初で適当な値に非常に近づくように制御さ
れうる方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＴＤＭＡの原理により動作するい
くつかの無線電話機システムが開発されている。ＴＤＭ
Ａは各々の信号に対し、異なったタイムインターバルを
適用し、同じ周波数でいくつかのチャネルを与えてい
る。この構成が周波数の効果的な利用を可能にし、また
無線環境の測定を連続的に遂行する移動局を可能として
いる。ＴＤＭＡのため、無線伝送路(radio path)の送信
の速度は非常に大きく、無線伝送路のための特別な多重
通路伝搬(multipath propagation) は受信中、無線周波
数(radio frequency以下、ＲＦという) 信号のエンベロ
ープ(envelope)の急速なレイリー フェーディング(Ray
leighfading）として、さらにまた、検出されたビット
(detectedbits) 間の相互作用として現われる。換言す
れば、移動電話機により受信された場の強さは非常に急
速に変る。これを考慮すると、受信信号が独立なレイリ
ー フェーディング信号と、異なった遅延を有する信号
との和であることが想像される。それ故受信が計画され
うる。多重通路の伝搬はチャネルでリニアのひずみを生
じるので、これらのひずみを修正するため、リニアの受
信機がディジタルの無線電話機で必要とされる。このば
あい、受信された信号レベルをＡＤ変換器の前で一定に
保つことを目的として、自動利得制御が受信機の増幅器
で用いられなければならない。ディジタルの無線電話機
では、ＡＧＣ機能は一般にＡＭまたはＳＳＢ受信機と同
様の方法で達成され、アナログ電圧で制御された調整可
能な増幅器を用いることにより中間周波増幅器として達
成される。その中間周波増幅器はその信号を、振幅の大
きいものほどより多く減衰する。実際のＡＧＣ増幅器の
特性および受信機の派生(derivation)内での配置はここ
では論じられない。
【０００３】ＴＤＭＡシステムたとえば、ＧＳＭ(Group
e Special Mobil)システムにおいては、ＡＧＣ増幅器の
ダイナミック(dynamic) は広くなければならず、また利
得が減じられるときのＳＮ（信号／雑音）比の悪化を防
ぐため、最大の利得がえられなければならない。ＡＤ変
換器が用いられると、小信号の純粋な変換に対し、分解
能が充分でないため、ＳＮ比が悪化する。前述のように
信号レベルはＡＧＣ増幅器の働きにより、ＡＤ変換器の
前で一定に維持される。一般的に受信信号の場の強さは
測定され、特定の時間間隔にわたって平均化され、かく
して平均の場の強さが計算される。要求された信号レベ
ルがわかっているとき、ＡＧＣ増幅器の要求された利得
は平均の場の強さの助けにより計算されうる。ＴＤＭＡ
システムでは、これは当該受信のタイムスロットの場の
強さの平均の計算を含んでる。平均の計算は代表的には
長い時間間隔たとえば、約１秒のオーダにわたって実行
される。たとえば、ＧＳＭにおける１つの4.62msフレー
ムが 576.9μs の持続時間(duration)の１つの受信のタ
イムスロットを有しているとき、当該受信のタイムスロ
ットの信号電力はいくつかのフレーム中で平均化され
る。そしてえられた平均はＡＧＣ制御に用いられる。電
話機がトラフィックチャネル(traffic channel）にある
とき、この制御方法は充分であり、またしばしば唯一の
可能な方法である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、逆に移動電話
機がモニタ状態にあるとき、すなわち基地局(base stat
ion)のページングチャネル(paging channel)をモニタし
ているとき、問題が生じる。この関係では、ＡＧＣ増幅
器の計算された利得はひどく誤るかもしれない。たとえ
ば、ＧＳＭシステムでは、移動電話機はページングチャ
ネルＰＣＨを連続的にモニタする必要はない。コールチ
ャネル(call channel)をモニタする最小限の要求は約２
秒に１回である。この方法では、電話機はこのチャネル
を全部で約20ms間モニタする。実際、回路網はよりしば
しばコールチャネルをモニタするように命令を出すこと
ができる。しかしながら受信された信号の場の強さは前
の受信以後に著しくかわるかも知れない。とくに、速く
動く移動局が関係しているときにである。このばあいに
は、コールチャネルのモニタ中になされた場の強さの測
定の平均の計算は、前の測定後の優勢である実質的な場
の強さを非常に不適当に表わす。多分適用される周波数
ホッピング(frequency hopping）のシーケンス(sequenc
e)に信号の周波数と同一の周波数が含まれているなら、
やっかいな事情になるだろう。なぜならこの周波数で、
電力は他の関連したタイムスロットの信号電力から離れ
るかも知れないからである。
【０００５】本発明はＡＧＣ利得制御における前述の欠
点がかなり減じられ、しかも受信機の増幅器の利得が受
信が始まるときに適切な値に充分近い値を与える方法を
提供し、その結果ＡＤ変換器の前の受信された信号のレ
ベルが極く最初から殆ど正確であるようにすることを目
的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によるＡＧＣ増幅
器の利得制御方法は、基地局が少なくとも１つの周波数
で、連続的にまたは少なくとも一定の時に、関係する受
信されるべき信号の電力に対する比が少なくとも基本的
に知られている電力を有する信号を送信する、時分割多
元接続に基づいた移動電話機システムにおいて、関係す
る受信タイムスロットに対する無線電話受信機のＡＧＣ
増幅器の利得を制御する方法であって、前記関係する受
信タイムスロットの前の１つのタイムスロットのあいだ
基地局により送信された特定信号の場の強さが測定さ
れ、前記関係する受信されるべき信号の電力に対する比
が基本的に知られており、測定された場の強さを基礎と
してＡＧＣ増幅器の要求された利得が計算され、かつ増
幅器のＡＧＣ利得が受信タイムスロットの時間に対し計
算された値により設定されることを特徴とするものであ
る。
【０００７】
【作用】本発明は、ＴＤＭＡシステムの機器構成が当該
受信のタイムスロットの前のタイムスロットで伝送され
る信号出力が測定されうるという所見に基づいている。
かくして、実際の受信のタイムスロットの前に、電話機
はこの特別のインターバルをあらかじめモニタする。そ
のモニタのあいだ中信号周波数は実際の受信のタイムス
ロット中に受信されるべき信号の周波数と同一である。
またそのあいだ中、受信された電力が知られているか、
または当該受信のタイムスロットの電力に対する受信さ
れた電力の比が少なくとも基本的に知られている。電話
機がこのインターバル中に受信された信号の場の強さを
測定しているとき、この測定は、受信のタイムスロット
中に受信された真の電力の評価のために利用されうる。
さらに、ＡＧＣ増幅器に対する適当な利得の値の計算の
ため利用されうる。この方法ではＡＧＣ増幅器の利得
は、当該受信のタイムスロットの極く最初に充分な正確
さで設定される。何故ならば、ＡＧＣ増幅器の制御は、
当該タイムスロットに非常に近い瞬間に実行された測定
に基づいているからである。最も都合のよいばあいは、
受信のタイムスロットのすぐ前のインターバルで電力が
測定されるばあいである。
【０００８】
【実施例】本発明は、一例としてのＧＳＭ移動電話機シ
ステムを用いて、つぎにさらに詳細に説明される。
【０００９】１つのＴＤＭＡフレームは８つのタイムス
ロットからなり、０から７の番号がつけられている。１
つのインターバルの物理的内容物は約 576.9μs の持続
時間を有するバーストと呼ばれている。各々のフレーム
は、そのあいだ中電話機が会話またはデータを受信する
１つの受信タイムスロットＲｘと、そのあいだ中会話ま
たはデータが送信される１つのタイムスロットとを有す
る。ＧＳＭでは、各々の基地局はＢＣＣＨ信号を一定の
電力で１つのインターバルから他へある周波数で伝送
し、その周波数でたとえばＰＣＨチャネルで呼び出し(c
alls) を移動局(vehicle station)に伝送する。このシ
ステムでは、隣接の基地局のＢＣＣＨ信号の強さが可能
な基地局の変更のためモニタされる。関係基地局のＢＣ
ＣＨ信号の強さの測定は典型的には正常な測定シーケン
スに属しない。
【００１０】本発明によると、将来の関係の受信タイム
スロットＲｘはあらかじめモニタすることにより非常に
正確に決定されうる。すなわち、受信のタイムスロット
のすぐ前の関係の基地局により送信された一定の出力を
有するＢＣＣＨ信号の場の強さを測定し、その場の強さ
が、ＡＧＣ増幅器の利得をあらかじめ設定するために用
いられる。もしそれが、当該受信のタイムスロットの直
前に測定され、その周波数がＲｘタイムスロットの受信
周波数と同一であるならば、この場の強さは当該受信の
タイムスロットの場の強さの非常に正確な見積りであ
る。電力は計算され、ＡＧＣ増幅器の利得は電話機のプ
ロセッサにより制御される。
【００１１】本発明による方法は少なくとも３つのばあ
いに用いられうる。
【００１２】まず第１に、当該受信のタイムスロット中
受信されるべき信号の周波数がＢＣＣＨ周波数と同一で
あり、受信がこの周波数で連続的に行われるとき、本発
明による方法は用いられうる。そのとき、ＢＣＣＨ信号
の電力は当該受信インターバルの直前で測定され、ＡＧ
Ｃ利得は測定された電力に従って制御される。
【００１３】第２で、主なケースは周波数ホッピング状
態(frequency hopping situation)である。会話状態
で、すなわち、移動電話がトラフィックチャネル（ＴＣ
Ｈ）にあるとき、ＧＳＭシステムは周波数ホッピングを
使用する。これは送信と受信の周波数が１つのフレーム
から他のフレームに変わるかも知れないことを意味す
る。これは移動電話機が地方の死点(local dead spot）
にあるとき会話の品質の改善を可能にする。もっとも周
波数ホッピングは他のときにも用いられうる。周波数ホ
ッピング状態では、周波数ホッピングシーケンスに含ま
れた周波数は正確に前述の基地局が連続的に一定電力で
送信するＢＣＣＨ周波数でありうる。この周波数で受信
された信号の電力は、会話またはデータを受信する他の
関係のタイムスロットの信号の電力とかなり離れるかも
知れない。この周波数で前の受信から長い時間経過して
いる、すなわち、単位時間当りのＢＣＣＨ周波数のサン
プルが殆どないので、ＢＣＣＨ周波数の平均的信号電力
の知識は非常に乏しいという事実により、状況はさらに
悪くさえなる。それ故、ＢＣＣＨ周波数信号があらかじ
めモニタされ、その信号電力が実際の受信タイムスロッ
トの直前で測定される。その測定は、そのあいだ中会話
またはデータが受信される実際の受信タイムスロットを
考慮してＧＣ増幅器の利得の最適な設定のために利用さ
れる。そのインターバルは信号インターバルと同じ周波
数にあるので、前述のあらかじめモニタすることは周波
数ホッピングのため用いられうる。
【００１４】本発明の第３の応用は、無通話状態(idle
state)である。この状態では電話機は基地局により送信
されるＢＣＣＨ周波数信号のみを受信する。かくして電
話機がＢＣＣＨ周波数でモニタリングを開示するとき毎
回、ＢＣＣＨ信号の電力が実際の受信タイムスロットの
前に再びあらかじめモニタされ、ＡＧＣの利得は受信が
開始のときに適当な値に設定される。
【００１５】受信タイムスロットの前のＢＣＣＨ信号電
力を基礎としてＡＧＣ増幅器の利得を設定することは種
々の方法でなされうる。最も簡単な解決は測定された電
力により直接ＡＧＣ利得を設定することである。すなわ
ち、当該受信タイムスロット中に受信した電力が測定さ
れた電力と同一であることを仮定することである。他の
方法を同様に使用することもできる。たとえば、当該受
信タイムスロットの電力に対する電話機により受信され
た信号の電力の比が、少なくとも１つのタイムスロット
で基本的に知られているなら、ＡＧＣ増幅器の要求され
た利得はこの比および、関係したタイムスロットをあら
かじめモニタすることにより測定された電力を基礎とし
て計算されうる。
【００１６】
【発明の効果】以上説明した本発明による方法は当該受
信のタイムスロット中の場の強さの非常に正確な概算を
もたらすという効果がある。その概算は受信タイムスロ
ットの近くまたはその直前になされた測定に基づいてい
る。測定は受信タイムスロットの直前のタイムスロット
の端でなされ、かくしてＡＧＣ増幅器の利得は非常に正
確に設定される。このことは、ＡＧＣ増幅器の利得の決
定が正確であればある程、受信機のＡＧＣ増幅器に続く
素子に要求されるダイナミック性が減るので、大きな利
点となる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハリ ヨキネン フィンランド共和国、エスエフ−25370 ヒイシ、コーペー ５ (72)発明者 セッポ ランベルグ フィンランド共和国、エスエフ−24100 サロ、ベルチネーカツ ６ ベー (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H03G 3/20 - 3/34 H04B 1/06 - 1/30 H04B 7/26 H04Q 7/00 - 7/38

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基地局が少なくとも１つの周波数で、連
    続的にまたは少なくとも一定の時に、関係する受信され
    るべき信号の電力に対する比が少なくとも基本的に知ら
    れている電力を有する）信号を送信する、時分割多元接
    続に基づいた移動電話機システムにおいて、関係する受
    信タイムスロットに対する無線電話受信機のＡＧＣ増幅
    器の利得を制御する方法であって、当該関係する受信タ
    イムスロットの前の１つのタイムスロットのあいだ基地
    局により送信された特定信号の場の強さが測定され、当
    該関係する受信されるべき信号の電力に対する比が基本
    的に知られており、測定された場の強さを基礎としてＡ
    ＧＣ増幅器の要求された利得が計算され、かつ増幅器の
    ＡＧＣ利得が受信タイムスロットの時間に対し計算され
    た値により設定されることを特徴とするＡＧＣ増幅器の
    利得制御方法。
  2. 【請求項２】 前記ＡＧＣ増幅器の利得が受信タイムス
    ロット中に受信された信号の場の強さが前記測定された
    場の強さであるという仮定により計算されることを特徴
    とする請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記ＡＧＣ増幅器の利得が前記基本的に
    知られた電力比を利用することにより計算されることを
    特徴とする請求項１記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記測定が当該受信タイムスロットの直
    前のタイムスロット中に実行されることを特徴とする請
    求項１記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記測定が当該受信タイムスロットの直
    前のタイムスロットの終りに実行されることを特徴とす
    る請求項４記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記測定が各々の受信タイムスロットの
    前に実行され、一方電話機は基地局が前記信号を送信す
    るのと同じ周波数で、当該信号の電力に対する比が基本
    的に知られている電力を有する前記信号を連続的に受信
    することを特徴とする請求項１記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記測定が周波数ホッピングシーケンス
    に含まれた受信タイムスロットの前に実行され、前記測
    定が行われているあいだ受信された信号の周波数は基地
    局により送信された前記信号と同じで、当該信号の電力
    に対する比が基本的に知られている電力を有することを
    特徴とする請求項１記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記測定が、電話機が無通話状態である
    ときに各々の受信タイムスロットの前に実行されること
    を特徴とする請求項１記載の方法。
  9. 【請求項９】 前記方法がＧＳＭ移動電話機システムに
    適用されることを特徴とする請求項１記載の方法。
  10. 【請求項１０】 前記測定された信号が一定出力を有す
    る送信されたＢＣＣＨ信号であることを特徴とする請求
    項９記載の方法。
JP4005108A 1991-01-15 1992-01-14 Ａｇｃ増幅器の利得制御方法 Expired - Lifetime JP3064081B2 (ja)

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