JP3501766B2 - 基準信号クリップ制御方式 - Google Patents
基準信号クリップ制御方式Info
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Description
制御方式に関し、特に、CDMAのように振幅変動の激
しい変調波を検波する際に生じる検波電圧の劣化分を考
慮し、基準データとして使用するベースバンド信号に対
して、変動の急峻なデータに対してクリップすること
で、検波時の時定数によって生じる差分を吸収し、扱う
信号の包絡線変動の急峻さによらない安定した自動利得
制御を行うことができる基準信号クリップ制御方式に関
する。
得るために、送受信制御部(CONT部)で生成される
ベースバンド信号を用いる基準データと送信出力の検波
データを比較することで利得を調整する自動利得制御と
いう方式が用いられる。
検波回路部として、ダイオードとコンデンサC、抵抗R
を用いた検波方法により、入力された信号に対して包絡
線検出を行う方式が使用されていた。
幅変動を有する変調波の包絡線を検波する際に、時定数
CRによって決まる充放電変化の勾配が適切に与えられ
ていないと、入力信号の電力を効率的に電圧成分に変換
できない可能性がある。そのために、正しく検波するに
はCRによって決まる時定数を適切に設定する必要があ
る。
信用CDMAのように同一周波数を複数のユーザが利用
するようなシステムでは、利用ユーザの位置により使用
する信号に対してパワーコントロールを行うことで電力
を増幅する上に、周波数の利用効率を上げるために複数
の信号を多重することにより、電力レベルの大きさおよ
び変動が激しい波形となる。
対応した適切な時定数CRを求めることは困難であり、
安定した検波を行えないのが現状である。
術に内在する上記課題を解決する為になされたものであ
り、従って本発明の目的は、CDMAのように振幅変動
の激しい変調波を検波する際に生じる検波電圧の劣化分
を考慮し、基準データとして使用するベースバンド信号
に対して、変動の急峻なデータに対してクリップし、検
波時の時定数によって生じる差分を吸収することで、検
波回路に入力される信号の種類による検波電圧のばらつ
きを考慮して、扱う信号の包絡線変動の急峻さによらな
い安定した自動利得制御を実現することを可能とした新
規な基準信号クリップ制御方式を提供することにある。
に、本発明に係る基準信号クリップ制御方式は、CDM
Aを用いた移動通信システムにおいて、ベースバンド信
号を出力する送信制御手段と、該送信制御手段から出力
されるベースバンド信号を送信する周波数にアップコン
バートする無線周波数手段と、該無線周波数手段により
アップコンバートされた信号を包絡線検波する検波回路
手段と、該検波回路手段により検波された検波出力を離
散データ化するA/D変換手段と、前記送信制御手段か
ら出力される前記ベースバンド信号について前記検波回
路手段での時定数によって生じる検波劣化を推測し変動
の急峻なデータに対しクリップしてデータの加工を行う
クリップ処理手段と、該クリップ処理手段から出力され
るデータと前記検波回路手段からのデータとの比較を行
い該比較結果の差に応じて前記無線周波数手段内のAT
T量を調整して検波時の時定数によって生じる真値との
差分を吸収して出力レベルを安定させる利得変動計算回
路手段とを備えて構成される。
から出力されるベースバンド信号をミックスして出力す
る第1のミキサと、該第1のミキサの出力から必要帯域
外の不要波を除去するバンドパスフィルタと、該フィル
タの出力を増幅する第1の増幅器と、該第1の増幅器の
出力をミックスして出力する第2のミキサと、該第2の
ミキサの出力を可変減衰させる可変ATTと、該可変A
TTの出力を増幅する第2の増幅器とを有している。
段からのベースバンド信号を微分する第1の微分器と、
前記A/D変換器からの出力信号を微分する第2の微分
器と、前記第1及び第2の微分器からの出力信号を入力
して閾値を生成する閾値算出器と、前記第1の微分器の
出力と前記閾値算出器から出力される閾値データとを比
較する比較処理器とを有し、前記ベースバンド信号に対
し、前記検波回路手段からの検波情報の離散データをも
とにしてデータに加工を施すことを特徴としている。
出された閾値データについて該閾値算出器にメモリされ
た閾値データテーブルを有し、前記比較処理器は、該閾
値データテーブルの閾値データを基に前記第1の微分器
より得られた傾き情報に対して比較判別を行い、前記傾
き情報が前記閾値を超えた場合には前記ベースバンド信
号をクリップし、該閾値内の場合にはそのままのデータ
を送出する。
たせ、前記閾値算出器に前記第1及び第2の微分器から
のデータを同位相で入力させて前記閾値データテーブル
を形成している。
っては、あらかじめ前記検波回路手段の特性を把握し、
検波能力情報の離散データを得る必要がある。
前記送受信制御手段より多重数やコードの異なる数種類
のCDMAデータをサンプルデータとして出力させ、前
記閾値算出器にて送受信制御信号の出力時の離散データ
の傾き情報と前記検波能力情報の離散データの傾き情報
とを比較し、各条件下における閾値データテーブルの作
成を行う。
あらかじめ前記検波回路手段の入出力特性を測定するこ
とにより、該検波回路手段としての検波能力を数式化
し、前記閾値算出器にメモリする。
路手段からの出力を入力とする前記A/D変換手段と、
該A/D変換手段からの出力と前記クリップ処理手段か
らの出力とを比較する比較器と該比較器の出力を入力し
て前記無線周波数手段内の前記可変ATTを制御する制
御信号を生成する可変ATT制御器とから成る比較計算
回路とを有し、前記クリップ処理手段で加工されたベー
スバンド信号と前記無線周波数手段の出力に対するカッ
プリング信号の検波信号とを比較することにより得られ
る利得差を基に、出力信号のレベルを安定させるために
前記無線周波数手段内の可変ATTを制御している。
1、第2の遅延回路と、前記第1の遅延回路の出力を入
力とする第1の平均化回路と、前記第2の遅延回路の出
力を入力とする第2の平均化回路と、前記第1、第2の
平均化回路の出力をマイナス(減算)加算する加算器
と、比較値変換テーブルと、前記加算器の出力と前記比
較値変換テーブルとの出力を乗算する乗算器とを有し、
前記クリップ処理手段からの離散信号と検波回路の出力
をA/D変換した離散信号を比較し、差分を前記比較計
算回路内の前記可変ATT制御部に必要な情報に変換す
る機能を有している。
第2の平均化回路は、伝搬遅延や計算処理時間により生
じる前記比較器に入力される信号の時間差や振幅差の変
動を吸収する回路である。
施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
ブロック構成図である。
一実施の形態は、送信制御部1(以後CONT部1と略
記する)、無線周波数部2(以後RF部2と略記す
る)、カプラ3、検波回路部4、クリップ処理部5、利
得変動計算回路部6の大きく分けて6つのブロックから
なり、利得変動計算回路部6は比較計算回路部7とA/
D変換器8とを有する。
たベースバンド信号は、RF部2により送信される周波
数にアップコンバートされ、検波回路部4によって包絡
線検波後に、A/D変換器8により離散データ化され、
比較計算回路7に入力される。
ンド信号に対し、クリップ処理部5において、検波回路
部4での時定数によって生じる検波劣化が推測され、デ
ータの加工が行われる。比較計算回路7では、クリップ
処理部5からのデータと検波回路部4からのデータとの
比較を行い、その差に応じてRF部2内のATT量を調
整し、出力レベルを安定させる。
て生じる真値との差分を吸収し、扱う信号の包絡線変動
の急峻さによらない安定した自動利得制御を可能とす
る。
図である。
キサ21、24、バンドパスフィルタ22、増幅器(以
後アンプと略記する)23、26、可変ATT25によ
り構成されており、CONT部1より入力されたベース
バンド信号1aを送信に必要な周波数帯にアップコンバ
ートし、送信波2aを生成する機能と、比較計算回路部
7により算出された情報6aをもとに、可変ATT25
を制御して送信電力を安定させる機能を有する。
す回路構成図であり、図3(B)は図3(A)の各部の
波形図である。
路部4は、ダイオード41およびコンデンサC42、抵
抗R43により構成されており、RF部2より出力され
た高周波信号のカップリング信号3bを包絡線検波し、
次段のA/D変換器8で処理可能な成分に変換する回路
である。
ロック構成図である。
微分器51、52、閾値算出器53、比較処理器54に
より構成されており、CONT部1より得られるベース
バンド信号1bに対し、検波回路部4からの検波情報の
離散データ8bをもとに加工を施す回路である。
示すブロック構成図である。
は、比較器9、可変ATT制御器10により構成される
比較計算回路部7と、A/D変換器8を有し、クリップ
処理部5で加工されたベースバンド信号5aとRF部2
の出力2aに対するカップリング信号3bの検波信号4
aとを比較することにより得られる利得差を基に、出力
信号のレベルを安定させるために、RF部2内の可変A
TT25を制御する回路である。
構成図である。
比較器9は、遅延回路91、92、平均化回路93、9
4、比較値変換テーブル95を有しており、クリップ処
理部5からの離散信号5aと検波回路部4の出力4aを
A/D変換した離散信号8aを比較し、差分93bを可
変ATT制御部10に必要な情報9aに変換する機能を
有する。
回路93、94は、伝搬遅延や計算処理時間により生じ
る比較器に入力される信号の時間差や振幅差の変動を吸
収する回路である。
について、図1〜図10を参照して説明を行う。
ィジタル信号に対して変調を施し、送信波の基準となる
ベースバンド信号が生成される。
複数のユーザが利用するようなシステムを考える。CD
MAでは、利用ユーザの位置により、基地局からの電力
が一定になるように、使用する信号に対してパワーコン
トロールを行うことで電力の調整が行われる。また、周
波数の利用効率を上げるために複数の信号を多重するな
どの制御が行われる。このように変調が行われたベース
バンド信号1aは、図1中のRF部2に入力される。
めに必要な周波数帯や利得を得るために、ミキサ21、
24によってアップコンバートされた信号を、BPF2
2により必要帯域外の不要波を除去し、アンプ23、2
6により送信に必要な電力に増幅する。また、後述の利
得変動計算回路部6からのオフセット信号6aにより、
RF部2内の可変ATT25が制御され、RF部2とし
てのトータル利得を変動させる。
送信波として出力されるが、実際にはデバイスの特性や
温度変動により、電力を一定に保つことは困難とされて
いる。そこで、出力される電力を一定に保つために、温
度補償回路や自動利得制御回路が用いられる。
送信電力値を情報としてフィードバック4aし、RF部
2内の可変ATT25を制御することにより送信電力利
得のコントロールを行う。フィードバックする情報の生
成手段として、図1中のカプラ3により比較計算回路7
で比較可能なレベルに分配後に、図3(A)のようなダ
イオード41およびコンデンサC42、抵抗R43によ
り構成される包絡線検波回路部4を用いて高周波の信号
に対して包絡線情報に変換する方法が一般的に用いられ
る。
(図3(A)、(B)の(a))に対して、ダイオード
41により半波整流(図3(A)、(B)の(b))
し、コンデンサC42と抵抗R43により充放電(図3
(A)、(B)の(c))を行い、包絡線を得る。
2と抵抗R43の組み合わせを選ばないと、変換電圧に
過不足が生じ効率的な検波を行うことができず、正確な
情報を検波することが困難となる。特に、CDMAのよ
うな同一周波数を複数のユーザが利用するようなシステ
ムでは、前述のようにパワーコントロールを行うことで
電力を増加する上、周波数の利用効率を上げるために複
数の信号を多重することになるために、振幅変動が激し
い変調波を扱うことになる。
切な時定数を求めることは困難であり、検出される電圧
にばらつきが生じてしまう。これは、短時間かつ波形変
動が大きい変調波の場合に、検波器回路4の平滑化機能
によって、検波電圧がクリップされた状態になること
で、電力が欠落し検出電圧が小さく出てしまうために起
こる。
成されるベースバンド信号1bのある時間T1での平均
電圧はV’1で与えられる。また、同レベルの信号がカ
プラ3から取り出されたとすると、これを検波回路部4
により検波しA/D変換器により離散データに変換後
に、上記と同時間T2で平均化した電圧V’2は、V’
1と等価になるべきである。しかしながら、実際には、
CDMAのように振幅変動の大きな信号を扱う場合に
は、検波回路部4内の抵抗R、コンデンサCの定数によ
って決まる時定数の値によって、図7(b)のように振
幅の大きい部分の情報が十分に取り込めずに、時間T2
での平均電圧はV2となり、電圧V’2に比べて低くな
ってしまう可能性がある。
得られているにもかかわらず、レベルが低いと認識して
しまい、レベルを上げるように制御が行われてしまうと
いう問題が生じてしまう。
生じるとフィードバックされる情報に誤差が生じ、安定
した自動利得制御を行えなくなってしまう。
ての変調波の出力パターンに対応した適切な時定数を求
めることは困難であることから、本発明では図1中の利
得変動計算回路6内では検波回路部4による劣化を想定
し、CONT部1により生成されるベースバンド信号を
情報とする基準データに対して、クリップ処理部5にお
いてデータを加工後に、比較器9により比較処理を行う
ことで検波によって生じるばらつきを吸収するようにし
ている。
説明する。
成振幅が生成され、離散データ1bがクリップ処理部5
に入力される。CONT部1より出力され、クリップ処
理部5に入力された離散データ1bに対して微分器51
により、サンプリングポイント毎に傾が求められる。求
められた傾きデータ51aに対し、閾値算出器53によ
って算出された閾値データ53aをもとに、比較処理器
54にて基準データの加工が行われる。
出器53にメモリされた閾値データテーブルをもとに微
分器51により得られた傾き情報51aに対して判別を
行い、閾値を超えた場合には基準データをクリップし、
閾値内の場合には、そのままのデータを送出する。
じめ図1中の検波回路部4の特性を把握し、検波能力情
報の離散データ8bを得る必要がある。この離散データ
8bの作成方法としては下記の二種類の方法が例として
挙げられる。
T部1より数パターンのサンプルデータ1bを出力し、
検波回路部4からの検波能力8bとの比較を閾値算出器
53にて行い、閾値の最適化を行いデータテーブルをメ
モリする。
ードの異なる数種類のCDMAデータをサンプルデータ
として出力させ、クリップ処理部5内の閾値算出器53
にてCONT出力時の離散データ1bの傾き情報51b
と検波能力情報の離散データ8bの傾き情報52aとを
比較し、各条件下における閾値データテーブルの作成を
行う。ここで、微分器51、52はそれぞれ遅延回路を
含んでおり、閾値算出器53には、同位相のデータが入
力される機能を有することとする。
入出力特性を測定することにより、検波回路部4として
の検波能力を数式化し、閾値算出器53にメモリする。
生成された送信出力のカップリングデータ3bを受け取
り、十分な充放電により検波された包絡線データ4aを
A/D変換器8により離散データ8aに変換後に、比較
計算回路7に入力する。
れる双方のデータ5a、8aに対して伝搬および計算な
どの遅延差を考慮した遅延回路91、92を通すことに
より、双方の比較タイミングを合わせたデータ91a、
92aが作成され、平均化回路93、94により任意の
区間Tで平均化処理を行うことで平均電圧値93a、9
4aが得られる。これらのデータを差動処理することで
電圧差データ93bが求められ、比較値変換テーブル9
5により図5中の可変ATT制御部10で処理可能なデ
ータ9aに変換される。
の処理方法の具体例を示す。
94には、CONT部1、検波回路部4からのデータが
離散値で入力される。
離散データに対して任意の区間Tで平均電圧値Vを算出
し、求められたV1、V2に対する差動処理により電圧
差データ93bが得られる。
比較条件として、データの形式が対数換算であれば双方
とも対数形式で比較し、直線換算であれば双方とも直線
形式で比較する必要がある。
ブル95を有しており、図9に示すような変換テーブル
により得られる電圧差データ93bをオフセット値に変
換し、RF部2内の可変ATT25の減衰量を制御する
可変ATT制御部10にオフセットデータ9aとして与
えられる。可変ATT制御部10では、得られたオフセ
ットデータを電圧値変換し、可変ATT25に制御電圧
として供給することで減衰量を変動させる。
3bが+2V(送信出力レベルとして2dB低い)時
に、オフセットデータ9aとして0140に変換され
る。これを図5中の可変ATT制御部10に与えること
により、図2中のRF部2内に設けられた可変ATT2
5への制御電圧が+2.5Vに設定される。これによ
り、可変ATT25の減衰量は2dB抜かれ、RF部2
のトータル利得が+2dBの補正がされる。
よる電力欠損分を補正するような処理を施したデータを
基準データとすることにより、CDMAのように振幅変
動の激しい変調波を扱う際にも安定した自動利得制御を
行うことを可能とする。
ものであり、本発明によれば以下に示すような効果が得
られる。
号に対し、クリップ処理部5において、検波回路部4で
の時定数によって生じる検波劣化を推測し、データの加
工を行うことにより、CDMAのように振幅変動の激し
い変調波を検波する際に生じる検波電圧の劣化分を吸収
し、RF出力での電力を安定させることが可能となる。
波回路部4による劣化分を考慮することで、検波時の時
定数によって生じる差分を吸収することが可能となるか
らである。
れる検波電圧に対して、CONT部1より得られる基準
データとして使用するベースバンド信号1bに対して、
変動の急峻なデータに対してクリップすることで、CD
MAのように振幅変動の激しい変調波を検波する際に生
じる検波電圧の劣化による誤差を吸収することが可能と
なる。その結果、検波回路部4に入力される信号の出力
での検波電圧のばらつきを考慮に入れた、入力される信
号の種類によらない安定した自動利得制御が行えるとい
う効果が得られる。
図である。
ク構成図である。
を示す回路構成図であり、(B)は各部の波形図であ
る。
す回路ブロック構成図である。
示すブロック構成図である。
ク構成図である。
を示す図である。
を示す説明図である。
法の一例を示す説明図である。
す説明図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 CDMAを用いた移動通信システムにお
いて、 ベースバンド信号を出力する送信制御手段と、該送信制
御手段から出力されるベースバンド信号を送信する周波
数にアップコンバートする無線周波数手段と、該無線周
波数手段によりアップコンバートされた信号を包絡線検
波する検波回路手段と、該検波回路手段により検波され
た検波出力を離散データ化するA/D変換手段と、前記
送信制御手段から出力される前記ベースバンド信号につ
いて前記検波回路手段での時定数によって生じる検波劣
化を推測し変動の急峻なデータに対しクリップしてデー
タの加工を行うクリップ処理手段と、該クリップ処理手
段から出力されるデータと前記検波回路手段からのデー
タとの比較を行い該比較結果の差に応じて前記無線周波
数手段内のATT量を調整して検波時の時定数によって
生じる真値との差分を吸収して出力レベルを安定させる
利得変動計算回路手段とを具備する基準信号クリップ制
御方式であって、 前記クリップ処理手段は、前記送信制御手段からのベー
スバンド信号を微分する第1の微分器と、前記A/D変
換器からの出力信号を微分する第2の微分器と、前記第
1及び第2の微分器からの出力信号を入力して閾値を生
成する閾値算出器と、前記第1の微分器の出力と前記閾
値算出器から出力される閾値データとを比較する比較処
理器とを有し、前記ベースバンド信号に対し、前記検波
回路手段からの検波情報の離散データをもとにしてデー
タに加工を施すこと を特徴とする基準信号クリップ制御
方式。 - 【請求項2】 前記閾値算出器は、該閾値算出器により
算出された閾値データについて該閾値算出器にメモリさ
れた閾値データテーブルを有し、前記比較処理器は、該
閾値データテーブルの閾値データを基に前記第1の微分
器より得られた傾き情報に対して比較判別を行い、前記
傾き情報が前記閾値を超えた場合には前記ベースバンド
信号をクリップし、該閾値内の場合にはそのままのデー
タを送出することを更に特徴とする請求項1に記載の基
準信号クリップ制御方式。 - 【請求項3】 前記第1及び第2の微分器に遅延機能を
持たせ、前記閾値算出器に前記第1及び第2の微分器か
らのデータを同位相で入力させて前記閾値データテーブ
ルを形成することを更に特徴とする請求項2に記載の基
準信号クリップ制御方式。 - 【請求項4】 前記利得変動計算回路手段は、前記検波
回路手段からの出力を入力とする前記A/D変換手段
と、該A/D変換手段からの出力と前記クリップ処理手
段からの出力とを比較する比較器と該比較器の出力を入
力して前記無線周波数手段内の可変ATTを制御する制
御信号を生成する可変ATT制御器とから成る比較計算
回路とを有し、前記クリップ処理手段で加工されたベー
スバンド信号と前記無線周波数手段の出力に対するカッ
プリング信号の検波信号とを比較することにより得られ
る利得差を基に、出力信号のレベルを安定させるために
前記無線周波数手段内の可変ATTを制御することを更
に特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の基準
信号クリップ制御方式。 - 【請求項5】 前記比較計算回路内の前記比較器は、第
1、第2の遅延回路と、前記第1の遅延回路の出力を入
力とする第1の平均化回路と、前記第2の遅延回路の出
力を入力とする第2の平均化回路と、前記第1、第2の
平均化回路の出力をマイナス加算する加算器と、比較値
変換テーブルと、前記加算器の出力と前記比較値変換テ
ーブルとの出力を乗算する乗算器とを有し、前記クリッ
プ処理手段からの離散信号と検波回路の出力をA/D変
換した離散信号を比較し、差分を前記比較計算回路内の
前記可変ATT制御部に必要な情報に変換する機能を有
することを更に特徴とする請求項4に記載の基準信号ク
リップ制御方式。 - 【請求項6】 前記第1、第2の遅延回路及び前記第
1、第2の平均化回路は、伝搬遅延や計算処理時間によ
り生じる前記比較器に入力される信号の時間差や振幅差
の変動を吸収する回路であることを更に特徴とする請求
項5に記載の基準信号クリップ制御方式。
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JP2001088853A JP3501766B2 (ja) | 2001-03-26 | 2001-03-26 | 基準信号クリップ制御方式 |
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JP2002290376A JP2002290376A (ja) | 2002-10-04 |
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