JP3097197B2 - 無線通信装置 - Google Patents

無線通信装置

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JP3097197B2
JP3097197B2 JP03210224A JP21022491A JP3097197B2 JP 3097197 B2 JP3097197 B2 JP 3097197B2 JP 03210224 A JP03210224 A JP 03210224A JP 21022491 A JP21022491 A JP 21022491A JP 3097197 B2 JP3097197 B2 JP 3097197B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は無線通信方式(システ
ム)に関するものであり,特に,ディジタルセルラー電
話システムなどに適用される複数のチャネルのうちの最
も受信強度の高い適切な1つのチャネルを選択するため
受信強度を検出する回路を有する無線通信装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】たとえば,ディジタルセルラー電話シス
テムなどに代表されるディジタル移動体電話通信システ
ムなどにおいては,ディジタル形式で複数チャネルのう
ちの適切な1つのチャネルを選択して通信を行う。かか
る無線通信システムにおいては,最も受信電界強度の強
いチャネルを検出してそのチャネルを捕捉し,そのチャ
ネル周波数を用いて通信を行う。そのため,無線通信装
置において受信電界強度を正確に検出することが重要に
なる。
【0003】図5は本発明の無線通信装置が適用される
1例として時分割多重アクセス(TDMA)方式で通信
を行うディジタルセルラー電話システムにおける無線通
信装置の主要部のブロック構成図を示す。この無線通信
装置はアンテナ2,デュープレクサ4を有している。こ
の無線通信装置の受信系統は,高周波増幅回路6,第1
段受信ミキサ8,中間周波増幅回路10,第2段ミキサ
12,受信信号電界強度指示(RSSI)回路14,A
Dコンバータ16,ディジタル復調回路18,イコライ
ザ20,位相同期(PLL)シンセサイザ28,周波数
較正(キャリブレーション)回路30で構成される。ま
たこの無線通信装置の送信系統は,ディジタル変調回路
36,送信増幅回路38,送信ミキサ40,ゲート回路
42,電力増幅回路44,自動電力制御回路46,周波
数較正回路30およびPLLシンセサイザ28で構成さ
れる。PLLシンセサイザ28と周波数較正回路30と
は送信系統と受信系統で共用され,リンク制御回路22
と変調回路36との間にDAコンバータ34が配設され
ている。さらに無線通信装置は,リンク制御回路22,
音声CODEC24,ボイスバンドインターフェース2
6,および,マイクロコンピュータなどで構成される演
算制御ユニット(CPU)50を有している。ボイスバ
ンドインターフェース26には図示しないハンドセット
(送受話器)が接続され,さらにこの無線通信装置には
プッシュボタン用キーパッド,LCD表示器,音声出力
装置などが設けられている。
【0004】受信系統の動作について述べる。アンテナ
2で受信した高周波の無線信号は,デュープレクサ4を
介して高周波増幅回路6に入力され所定のレベルまで増
幅される。増幅された高周波受信信号が,第1段受信ミ
キサ8においてPLLシンセサイザ28からの第1中間
周波用局部発振周波数fLO1 に基づいて第1中間周波信
号IF1に変換される。第1中間周波信号IF1は中間
周波増幅回路10を介して第2段ミキサ12に入力さ
れ,PLLシンセサイザ28からの第2中間周波用局部
発振周波数fLO2に基づいて第1中間周波信号IF1よ
り低い周波数の第2中間周波信号IF2に変換される。
第2中間周波信号IF2がRSSI回路14に入力され
て受信信号電界強度指示信号RSSIが検出される。こ
の受信信号電界強度指示信号RSSIについての詳細は
後述する。RSSI回路14からの出力はADコンバー
タ16においてディジタル信号に変換されてディジタル
復調回路18で直交復調され,イコライザ20を介して
リンク制御回路22に出力される。リンク制御回路22
は送受信リンクを制御し,イコライザ20からの出力を
音声CODEC24に出力して音声に変換させ,ボイス
バンドインターフェース26を介して図示しないハンド
セットに音声信号として出力する。
【0005】送信系統の動作について述べる。リンク制
御回路22からDAコンバータ34を介して制御信号が
直交変調を行うディジタル変調回路36に出力される。
変調回路36は直交するI,Q信号を直交変調する。直
交変調信号は送信増幅回路38で増幅されて送信ミキサ
40に入力されて,PLLシンセサイザ28からの局部
発振周波数fTRに基づいて送信周波数まで周波数変換さ
れ,ゲート回路42に出力される。この例の無線通信装
置はTDMA方式で送受信を行うので,リンク制御回路
22からの送信タイミング信号によってゲート回路42
が付勢され,送信ミキサ40からの信号を電力増幅回路
44に出力する。電力増幅回路44は,自動電力制御回
路46の制御に基づいてゲート回路42からの信号を送
信電力まで増幅する。
【0006】CPU50は上記送受信動作に関する全て
の制御,および,図示しないLCD表示器,キーパッド
の操作などの制御を行う。RSSI回路14で検出した
受信信号電界強度指示信号RSSIはCPU50に入力
され,適切なチャネル選択の判断に使用される。
【0007】図6は図5に図解した,第1段受信ミキサ
8からRSSI回路14に至る,中間周波数信号に変換
する回路ブロック,および,受信信号電界強度指示信号
RSSIを検出する回路ブロックの詳細回路構成を示
す。中間周波数信号への変換はIF信号変換集積回路
(IC)60によって行われ,受信信号強度指示信号R
SSIの検出はRSSI信号処理IC70によって行わ
れる。IF信号変換IC60は,バンドパスフィルタ6
1,第1段受信増幅回路62,第1段受信ミキサ63,
バンドパスフィルタ64,第2段受信増幅回路65およ
び第2段受信ミキサ66を有している。RSSI信号処
理IC70は,第1の検波増幅回路71,RSSI回路
72,第2の検波増幅回路73を有している。
【0008】図5に示した高周波増幅回路6からの高周
波増幅信号はバンドパスフィルタ61に入力されて所定
の周波数帯域の信号が第1段受信増幅回路62に印加さ
れて増幅される。その増幅信号は第1段受信ミキサ63
においてPLLシンセサイザ82からの第1中間周波用
局部発振周波数fLO1 に基づいて周波数変換され,第1
中間周波信号IF1に変換される。第1中間周波信号I
F1はバンドパスフィルタ64においてさらに所定の周
波数帯域の信号のみが通過させられて第2段受信増幅回
路65で増幅される。第2段受信増幅回路65からの第
1中間周波信号IF1は,第2段受信ミキサ66におい
て,局部発振器84からの第2中間周波用局部発振周波
数fLO2 に基づいて周波数変換され,第1中間周波信号
IF1より周波数の低い第2中間周波信号IF2が発生
される。
【0009】受信信号電界強度指示信号RSSIは上記
第2中間周波信号IF2の電界強度を検出した信号であ
る。第2中間周波信号IF2は第1の検波増幅回路71
で検波され,その検波信号がRSSI回路72に入力さ
れる。第1の検波増幅回路71の出力はRSSI信号処
理IC70の外部に設けられたバンドパスフィルタ86
で所定周波数帯域の信号が通過させられ,再びRSSI
信号処理IC70内の第2の検波増幅回路73において
第2の検波信号が検出され,RSSI回路72に入力さ
れる。この回路例では,2段検波を行う例について述べ
たが,通常さらに多段の検波が行われる。RSSI回路
72は上記2つの検波信号(受信電界強度信号)を入力
して対数演算を行って利得を算出し,これら2つの演算
信号の和をとって受信信号電界強度指示信号RSSIを
算出する。このアナログの受信信号電界強度指示信号R
SSIがADコンバータ88においてディジタル信号に
変換されてCPU50に入力される。
【0010】CPU50は入力されたディジタルの受信
信号電界強度指示信号RSSIを参照して最適なチャネ
ルを選択する。そのため,CPU50は各チャネルに対
応したチャネル周波数CHf REF を示す信号をPLLシ
ンセサイザ82に出力し,PLLシンセサイザ82はか
かるチャネル周波数CHf REF に応じた第1中間周波用
局部発振周波数fLO1 を第1段受信ミキサ63に出力
し,各チャネルごとに上述した受信信号電界強度指示信
号RSSIが検出される。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】たとえば,ディジタル
セルラー電話システムとして,特に,GSM(Group Sp
ecial Mobile)規格,PCN規格に基づくディジタルセ
ルラー電話システムなどにおいては,非常に高い精度で
通信を行うことが要求されている。そのため,上記受信
信号電界強度指示信号RSSIの検出精度も絶対値およ
び相対値の両者に対して非常に高いものが要求されてい
る。かかる観点から上記回路を考察すると,RSSI信
号処理IC70自体の性能のばらつき,IF信号変換I
C60内の第1段受信増幅回路62,第2段受信増幅回
路65などの利得のリップル,ばらつき,その他の回路
のばらつきなどにより,上記回路構成による受信信号
強度指示信号RSSIの検出ではGSM規格などを満
足する充分精度の高い受信信号電界強度指示信号RSS
Iが得られないという問題がある。特に,これらのばら
つきなどはチャネル周波数によって異なるという性質を
有している。さらに上記受信信号電界強度指示信号RS
SIの検出精度は無線通信装置内の電子回路の周囲温度
によっても大きくばらつき,温度状態によっても精度高
い受信信号強度が検出できないという問題に遭遇する。
【0012】したがって,本発明はかかる電子回路部品
の性能のばらつき,リップルなどの影響を排除して精度
の高い受信信号電界強度指示信号RSSIを出力し,そ
の受信信号電界強度指示信号RSSIに基づいて通信可
能な無線通信装置を提供することを目的とする。また本
発明は温度依存性のない上記無線通信装置を提供するこ
とを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明の無線通信装置
は,集積回路として構成されたミキサと,該ミキサに複
数のチャネルのうちの1チャネルの周波数に応じた発振
周波数信号を印加する可変周波発振手段とを有し,受信
した高周波信号を上記可変周波発振手段から出力される
発振周波数に応じた中間周波数信号に変換する周波数変
換回路と,上記中間周波数信号から受信電界強度を検出
する電界強度検出回路と,上記電界強度検出回路で検出
した電界強度のうち最適な電界強度となるチャネルの電
界強度を決定して使用する,上記複数チャネルのうちの
1のチャネルを決定するチャネル決定手段と,複数のチ
ャネルの各々のチャネルについて電界強度の強さに応じ
て電界強度の利得を補正する利得補正データを格納して
いるメモリ手段と,上記チャネル決定手段で決定され現
在使用しているチャネルと上記電界強度検出回路で検出
した電界強度とを用いて上記メモリ手段から該当する利
得補正データを読み出し,該読みだした利得補正データ
に応じて現在使用しているチャネル周波数の基準値を補
正して上記可変周波発振手段に印加する補正手段とを有
する。
【0014】特定的には、上記受信電界強度検出回路
は,上記受信電界強度信号を対数演算した結果と,上記
受信電界強度信号について所定の帯域を通過させた信号
を検波した第2の受信電界強度信号を対数演算した結果
とを加算した受信電界強度指示信号を算出し、上記補正
手段は上記チャネル決定手段で決定したチャネル番号
と,上記受信電界強度検出回路で算出した受信電界強度
指示信号とをアドレスとして上記メモリ手段から該当す
る利得補正データを読み出し,該読みだした利得補正デ
ータに応じて現在使用しているチャネル周波数の基準値
を補正して上記可変周波発振手段に印加する。
【0015】好ましくは,さらに,予め算出した温度補
正データを用いて該無線通信装置の温度に応じて温度補
正値を算出し,該算出した温度補正値を用いて上記検出
した受信電界強度信号を補正する受信電界強度温度補正
手段を有し,上記利得補正した受信電界強度信号を上記
温度補正値で補正する。
【0016】
【作用】本発明の無線通信装置においては,電界強度検
出回路で検出した電界強度をその時に使用しているチャ
ネル周波数における利得補正データを用いて利得補正す
る。なお,利得補正データは複数チャネルのそれぞれに
ついて求めておく。その理由は,チャネルごとに補正す
る利得が異なるからである。すなわち,予め各チャネル
ごとに基準の信号に対する受信信号電界強度を測定し,
その測定値に基づいて上記受信電界強度利得補正手段に
各チャネルごとの利得補正特性データ(曲線)を記憶し
ておく。このように補正した利得を用いて,可変周波発
振手段の発振周波数を規定する基準値を補正する。その
結果,可変周波発振手段からは補正された発振周波数の
信号が出力されて,マキサで周波数変換された信号の周
波数は、受信電界強度信号の振幅が最適になる値にな
る。
【0017】さらにその無線通信装置について,無線通
信装置の温度,たとえば,無線通信装置の内部温度また
は無線通信装置の周囲温度を変化させそれぞれの温度に
おいて,基準周波数信号に対する受信信号電界強度指示
信号を測定し,温度依存度を算出し,温度補正特性デー
タ(曲線)を上記受信電界強度温度補正手段に記憶して
おく。受信電界強度温度補正手段は検出された受信信号
電界強度指示信号について記憶した温度補正特性データ
で温度補正を行う。
【0018】
【実施例】図1に本発明の第1実施例の無線通信装置内
の無線信号受信回路の部分回路図を示す。この回路は図
6に対応している。IF信号変換IC60,RSSI信
号処理IC70,PLLシンセサイザ82,局部発振器
84,バンドパスフィルタ86,および,ADコンバー
タ88図6に示した回路構成と同じである。これらの
回路の動作については上述したので省略する。
【0019】図1に示した無線信号受信回路には,図6
の回路構成に対して利得補正用リードオンリーメモリ
(ROM)90が付加されている。この利得補正用RO
M90には,図2に示す利得補正曲線が利得補正データ
として記憶されている。利得補正曲線は複数のチャネル
ごとに用意されており,その無線通信装置内の無線信号
受信回路ごとに予め,基準の受信信号強度(dB)に対
する実際の利得値(dB)を各チャネルごとに正確に測
定し,利得補正テーブルとして利得補正用ROM90に
記憶しておく。このように,複数チャネルのそれぞれに
ついて利得補正テーブルが利得補正用ROM90に記憶
されている。利得補正データは非線形特性を示すことが
多いが,その特性を折線近似してテーブル化している。
【0020】RSSI回路72で検出されたアナログの
受信信号強度指示信号RSSIがADコンバータ88が
8ビットのディジタル受信信号電界強度指示信号DRS
SIに変換され,このDSSRIが利得補正データを読
み出すアドレスとして利得補正用ROM90に印加され
る。また,CPU50から現在選択しているチャネル周
波数CHf REF に対応する4ビットのデータが,利得補
正用ROM90内のチャネルに応じた補正テーブルを選
択するために利得補正用ROM90に入力されている。
したがって,利得補正用ROM90はCPU50からの
チャネル指定に基づいて選択された補正テーブルについ
てADコンバータ88からのディジタルの受信信号電界
強度指示信号DSSIをアドレスとして,該当する利得
補正データを利得補正受信信号強度指示信号CRSSI
として出力する。この利得補正受信信号電界強度指示信
号CRSSIはCPU50に入力されて,CPU50に
おいて正確な受信電界強度信号として使用される。
【0021】図2に示した利得補正曲線の詳細について
述べる。この実施例はPCN規格に準拠させたものであ
り,1dBステップの受信電界強度で64dBの利得範
囲を6ビット(0〜63の値を示す)で表す。したがっ
て,CPU50からのチャネル周波数CHf REF に基づ
いて選択された補正テーブルのそれぞれは,この実施例
では−110dB〜−48dBの範囲の利得を示す6ビ
ットの利得補正値であるが,プラス/マイナス1dBの
検出誤差,および,オフセットを考慮してADコンバー
タ88からは8ビットのアドレスとして利得補正用RO
M90に印加している。
【0022】図2の利得補正曲線は上述したように,事
前に実際の無線通信装置の個々について各チャネルごと
に算出される。このように無線受信信号の入力端におい
て全チャネルの周波数帯域で精度の高い利得補正が実現
され,その利得補正は無線通信装置全体として,GSM
規格,PCN規格などに適合する。したがって,上記の
ように利得補正された利得補正受信信号電界強度指示信
号CRSSIは無線通信装置全体として,各チャネルに
ついてGSM規格,PCN規格などの仕様を満足するも
のとなる。その結果として,上記のように補正された利
得補正受信信号電界強度指示信号CRSSIを用いれ
ば,無線通信装置としてGSM規格,PCN規格を満足
するディジタルセルラー電話通信が可能となる。
【0023】図3を参照して本発明の第2実施例の無線
信号受信回路について述べる。図3に示した無線信号受
信回路は,図1に示したIF信号変換IC60,RSS
I信号処理IC70,PLLシンセサイザ82,局部発
振器84,バンドパスフィルタ86,ADコンバータ8
8,および,CPU50を有する。ただし,図3に示し
た無線信号受信回路には,図1に図解した利得補正用R
OM90に代えて温度補正用ROM92が設けられ,さ
らに温度範囲識別信号発生回路100が配設されてい
る。
【0024】温度補正用ROM92には図4に示す温度
補正曲線が補正データとしてテーブル化されて記憶され
ている。この温度補正曲線は15°C未満,15〜35
°C,35°C以上の3つのブレークポイントに分けて
温度補正を行うためのデータを曲線にしたものであり,
事前に無線通信装置をこれらのブレークポイントにおけ
る温度状態で動作させ,これらの温度における基準受信
信号電界強度に対する実際の受信信号強度を測定し,温
度補正テーブルを作成し,温度補正用ROM92に記憶
させておく。
【0025】無線通信装置を実際に動作させたとき上記
温度補正を行う。そのため,温度範囲識別信号発生回路
100には,無線通信装置の内部温度を測定する温度セ
ンサ102,この温度センサ102の検出電圧を比較す
る比較回路104,106,上記ブレークポイントを識
別するための基準電圧VR1,VR2を発生する分圧抵
抗器110,112,114と,ツェナーダイオード1
08が設けられている。
【0026】比較回路104,106は温度センサ10
2で検出した温度に応じて下記表1で示す2ビットのデ
ータを温度補正用ROM92に出力する。
【0027】 表1 温度センサ102の測定温度 比較回路104,106の出力データ 15°C未満 00 15°C〜35°C 01 35°C以上 10
【0028】上記2ビットで複数の温度補正テーブルう
ちの対応する1つを選択する。選択された温度補正テー
ブルについて,ADコンバータ88から入力されるディ
ジタル受信信号電界強度指示信号DRSSIをアドレス
として対応する温度補正受信信号電界強度指示信号TR
SSIが温度補正用ROM92から読み出され,CPU
50に出力される。CPU50は上記第1実施例におけ
ると同様に温度補正受信信号電界強度指示信号TRSS
Iを用いて適正なチャネル選択を行う。
【0029】この第2実施例によれば,温度変化による
受信信号電界強度の誤差が低減され,GSM規格,PC
N規格を満足する受信信号電界強度が得られる。上記温
度センサ102は無線通信装置の温度を測定するだけで
なく,無線通信装置の周囲温度を測定して,上記温度補
正に使用することができる。
【0030】本発明の第3実施例は,上記第1実施例の
チャネルごとの利得補正と第2実施例の温度補正を組み
合わせたものである。第3実施例では,たとえば,図1
の利得補正用ROM90と図3の温度補正用ROM92
を1つのROMにまとめ,まずROM内の利得補正曲線
を用いて利得補正を行った後,CPU50を介して再度
ROM内の温度補正曲線を用いて温度補正を行う。ある
いは,利得補正曲線と温度補正曲線とを組み合わせた補
正曲線を各チャネルごとにROM内に記憶しておき,A
Dコンバータ88からのディジタル受信信号電界強度指
示信号DRSSIをアドレスとして1回で利得補正およ
び温度補正を行った受信信号電界強度指示信号を得るこ
ともできる。
【0031】上記実施例では利得補正および温度補正を
ROMを用いてテーブルルックアップ方式で行う場合に
ついて述べたが,CPU50内で上記同様の結果が得ら
れる補正演算処理を行ってもよい。
【0032】以上の実施例は,GSM規格,PCN規格
などによるディジタルセルラー電話システムに適用され
る無線通信装置について例示したが,本発明の無線通信
装置は上記ディジタルセルラー電話システムに限定され
ることなく,精度の高い受信信号の電界強度を検出する
他の装置についても適用できる。
【0033】
【発明の効果】以上述べたように,本発明によれば,検
出した受信信号電界強度を各チャネルごとの利得補正を
行うことにより,精度の高い受信信号電界強度指示信号
を提供でき,その受信信号電界強度指示信号に基づいて
精度の高い通信が可能になる。
【0034】また本発明によれば,それぞれの無線通信
装置に応じた温度依存性のない精度の高い受信信号電界
強度指示信号を提供でき,上記同様に精度の高い通信が
可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の無線通信装置内の無線信
号受信回路の部分回路構成図である。
【図2】図1に示した無線信号受信回路における利得補
正曲線を示す図である。
【図3】本発明の第2実施例の無線通信装置内の無線信
号受信回路の部分回路構成図である。
【図4】図3に示した無線信号受信回路における温度補
正曲線を示す図である。
【図5】本発明が適用される無線通信装置のブロック図
である。
【図6】従来の無線信号受信回路の部分回路構成図であ
る。
【符号の説明】
8・・第1段受信ミキサ,12・・第2段ミキサ,14
・・受信信号電界強度指示回路(RSSI回路),28
・・PLLシンセサイザ,50・・CPU,60・・I
F信号変換IC,61・・バンドパスフィルタ, 62
・・第1段受信増幅回路,63・・第1段受信ミキサ,
64・・バンドパスフィルタ,65・・第2段受信増幅
回路,66・・第2段受信ミキサ,70・・RSSI信
号処理IC,71・・第1の検波増幅回路,72・・R
SSI回路,73・・第2の検波増幅回路,82・・P
LLシンセサイザ,84・・局部発振器,86・・バン
ドパスフィルタ,88・・ADコンバータ,90・・利
得補正用ROM,92・・温度補正用ROM,100・
・温度範囲識別信号発生回路,102・・温度センサ,
104,106・・比較回路,IF1・・第1中間周波
信号,IF2・・第2中間周波信号,RSSI・・・受
信信号電界強度指示信号,CRSSI・・利得補正受信
信号電界強度指示信号,TRSSI・・温度補正受信信
電界強度指示信号。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】集積回路として構成されたミキサと,該ミ
    キサに複数のチャネルのうちの1チャネルの周波数に応
    じた発振周波数信号を印加する可変周波発振手段とを有
    し,受信した高周波信号を上記可変周波発振手段から出
    力される発振周波数に応じた中間周波数信号に変換する
    周波数変換回路と, 上記中間周波数信号から受信電界強度を検出する電界強
    度検出回路と, 上記電界強度検出回路で検出した電界強度のうち最適な
    電界強度となるチャネルの電界強度を決定して使用す
    る,上記複数チャネルのうちの1のチャネルを決定する
    チャネル決定手段と, 複数のチャネルの各々のチャネルについて電界強度の強
    さに応じて電界強度の利得を補正する利得補正データを
    格納しているメモリ手段と, 上記チャネル決定手段で決定され現在使用しているチャ
    ネルと上記電界強度検出回路で検出した電界強度とを用
    いて上記メモリ手段から該当する利得補正データを読み
    出し,該読みだした利得補正データに応じて現在使用し
    ているチャネル周波数の基準値を補正して上記可変周波
    発振手段に印加する補正手段とを有する無線通信装置。
  2. 【請求項2】上記受信電界強度検出回路は,上記受信電
    界強度信号を対数演算した結果と, 上記受信電界強度信号について所定の帯域を通過させた
    信号を検波した第2の受信電界強度信号を対数演算した
    結果とを加算した受信電界強度指示信号を算出し, 上記補正手段は,上記チャネル決定手段で決定したチャ
    ネル番号と,上記受信電界強度検出回路で算出した受信
    電界強度指示信号とをアドレスとして上記メモリ手段か
    ら該当する利得補正データを読み出し,該読みだした利
    得補正データに応じて現在使用しているチャネル周波数
    の基準値を補正して上記可変周波発振手段に印加する, 請求項1記載の無線通信装置。
  3. 【請求項3】予め算出した温度補正データを用いて該無
    線通信装置の温度に応じて温度補正値を算出し,該算出
    した温度補正値を用いて上記検出した受信電界強度信号
    を補正する受信電界強度温度補正手段を有し, 上記利得補正した受信電界強度信号を上記温度補正値で
    補正することを特徴とする請求項1または2記載の無線
    通信装置。
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