JP3662527B2 - 自動利得制御装置及び方法、無線通信装置 - Google Patents
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- Control Of Amplification And Gain Control (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＧＳＭ方式の無線移動電話システムなどのＴＤＭＡ方式に基づいたセルラーシステムにおいて、１フレーム内で複数タイムスロットの信号を受信する際の利得制御を行う自動利得制御装置及び方法、無線通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話機などを用いて移動体通信を行うセルラーシステムでは、例えばＧＳＭ（Global Systems for Mobile Communications）方式では、少なくとも一個の移動交換局（ＭＳＣ：Mobile Services Switching Center）を備え、この移動交換局が電話回路網に接続される。また、移動交換局は下位に設けられる複数の基地局制御局（ ＢＳＣ：Base Station Controller）と接続され、さらにこれらの基地局制御局には下位に設けられる少なくとも一個の基地局（ＢＴＳ：Base Transceiver Station）が接続され、それぞれの間で通信が行われる。それぞれの基地局が管理する通信エリアであるセルにおいては、エリア内にある移動局（ＭＳ：Mobile Station）と基地局との間で無線通信が行われ、移動局が移動しながら複数の移動局相互の間、もしくは移動局と電話回路網との間で交信可能になっている。
【０００３】
ＧＳＭ方式のセルラーシステム（ＧＳＭシステム）などで用いられるＴＤＭＡ方式の無線通信（ＴＤＭＡ通信）では、１つの周波数チャネルにおいて複数の移動局が時分割で基地局と通信するようになっている。この場合、移動局は通信を行う基地局の信号タイミング、周波数及び信号強度などに追従し、受信機の送信機に対する同期を確保し、通信状態を維持して信号の授受を行う。
【０００４】
無線通信時における信号強度の変化は、送信機と受信機との間の距離に依存する減衰、直線経路を遮断する物理的障害物によって引き起こされるシャドウフェージング（Shadow Fading ）、多数の反射信号中を移動する受信機によって引き起こされるレイリーフェージング（Rayleigh Fading ）などによって生じる。シャドウフェージングは、多くの波長に共通であると考えられる空間的な相関を有する。しかしながら、レイリーフェージングは、バースト信号間の相関は無く、通信状況によって時間とともに変化する。このため、複数のバースト信号間の平均をとることによってレイリーフェージングの影響を除去するようなことが行われている。
【０００５】
従来のＧＳＭシステムなどにおけるＴＤＭＡ通信では、通信に使用している周波数チャネルにおいて、１フレーム内で１ユーザ（１つの移動局）に割り当てられるタイムスロットの数は１つであるため、１つのタイムスロットにおけるバースト信号の平均をとるだけでレイリーフェージングの影響を除去できる。しかし、ＧＳＭシステムにおいて最近採用されつつあるパケット通信方式であるＧＰＲＳ（General Packet Radio Service）などでは、通信速度向上を目的としたマルチスロット通信が行われ、１フレーム内で１ユーザに対して複数のタイムスロットにわたってバースト信号の受信が行われる。このため、レイリーフェージングの影響を除去するためには、１フレーム内で複数のタイムスロットにおけるバースト信号の平均をとる必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなマルチスロット通信において、１フレーム内の複数のタイムスロットのバースト信号を一度の利得設定で受信する場合、特定のタイムスロットがフェージング、チャネル干渉、またはタイミングのずれなどの影響を大きく受けると、そのタイムスロットの信号強度変化によって受信信号強度の平均値が大きく変化してしまうことがある。このような場合は、所望の利得に自動利得制御を行うことができず、全てのタイムスロットにおいてフェージング等による悪影響を受けてしまい、自動利得制御の誤差が大きくなるという問題点が生じる。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、マルチスロット通信を行うＴＤＭＡ方式のセルラーシステムにおいて、フェージング等の影響を受けにくく、１フレーム内の複数タイムスロットの信号を同一の利得設定により安定して受信することが可能な自動利得制御装置及び方法、無線通信装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の自動利得制御装置は、所定のフレーム時間内の複数のタイムスロットにおいて通信を行う時分割方式のマルチスロット通信に際して、所定レベルに信号強度を制御する自動利得制御装置であって、前記複数のタイムスロットそれぞれにおける受信信号強度を検出する受信信号強度検出手段と、前記検出された受信信号強度が異常値か否かを判断し、異常値の場合はその受信信号強度に対して与える重みを正常値の場合の重みよりも小さくして重みづけを行い、各タイムスロットにおける受信信号強度の平均値を算出する平均受信信号強度値算出手段と、前記算出された平均受信信号強度値が異常値か否かを判断し、異常値の場合はそのタイムスロットの平均受信信号強度値に対して与える重みを正常値の場合の重みよりも小さくして重みづけを行い、フレーム内の複数の平均受信信号強度値の平均値を算出する複数スロット受信強度平均値算出手段と、前記算出された複数スロット受信強度平均値に基づいた利得制御信号によって受信信号強度を所定レベルに制御する利得制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、好ましくは、前記平均受信信号強度値算出手段は、前記検出された受信信号強度が所定の許容値を超えるか否かを比較する比較手段と、前記比較結果により前記許容値を超えた場合に異常値とみなして前記重みの係数となる補正値を０またはこれに近似する値に設定する重みづけ設定手段と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
また、好ましくは、前記複数スロット受信強度平均値算出手段は、前記算出された平均受信信号強度値が所定の許容値を超えるか否かを比較する比較手段と、前記比較結果により前記許容値を超えた場合に異常値とみなして前記重みの係数となる補正値を０またはこれに近似する値に設定する重みづけ設定手段と、を含むことを特徴とする。
【００１１】
上記構成では、所定のフレーム時間内の複数のタイムスロットにおいてマルチスロット通信を行う場合、複数のタイムスロットそれぞれにおける受信信号強度を検出し、例えば各タイムスロットを周期的にサンプルすることにより受信信号強度を得て、これらの受信信号強度が異常値か否かを判断し、異常値の場合はその受信信号強度に対して与える重みを正常値の場合の重みよりも小さくして重みづけを行い、重みづけされた各タイムスロットにおける受信信号強度の平均値を算出する。そして、算出された平均受信信号強度値が異常値か否かを判断し、異常値の場合はそのタイムスロットの平均受信信号強度値に対して与える重みを正常値の場合の重みよりも小さくして重みづけを行い、フレーム内の複数の平均受信信号強度値の平均値を算出する。この算出された複数スロット受信強度平均値に基づいて、例えばこの複数スロット受信強度平均値を以後のフレームにおける利得制御信号とし、受信信号強度が所定レベルとなるように自動利得制御を行う。これにより、フェージング等の影響を受けにくくなり、１フレーム内の複数タイムスロットのバースト信号を同一の利得設定により安定して受信することが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る自動利得制御装置を備えたマルチスロット通信用受信機の構成を示すブロック図、図２はＴＤＭＡ方式のセルラーシステムのネットワーク構成を模式的に示すブロック図である。本実施形態では、マルチスロット通信を行う受信手段において用いられる自動利得制御装置の構成例を示す。
【００１３】
マルチスロット通信用受信機は、アンテナ１、無線周波数（ＲＦ）入力部２、復調部４、デコーダ部５、サンプリング回路６、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）７、音声出力部８、制御部９を備えて構成される。ＲＦ入力部２は、内部に自動利得制御回路３を備え、アンテナ１で受波されて入力された受信信号を利得調整しながら増幅するようになっている。また、ＲＦ入力部２は、自動利得制御（ＡＧＣ）の利得を決定するＡＧＣ信号と、任意の時点で複数の異なるタイミングのバースト信号に同期させるための同期信号とが制御部９より入力され、これらの信号を入力する入力端子１０ａ，１０ｂを有している。
【００１４】
復調回路４は、ＲＦ入カ部２にて増幅された受信信号を復調し、復調信号を出カするようになっている。デコーダ部５は、前記復調信号を復号化し、復号化された受信データを出カするようになっている。ＤＳＰ７は、この受信回路専用にプログラムされて構成されたもので、前記復号化された受信データを信号処理して出力するようになっている。ＤＳＰ７で処理された受信データは制御部９に入カされるとともに、音声出力部８に送られて音声信号として出力されるようになっている。
【００１５】
サンプリング回路６は、ＲＦ入力部２から出力される複数タイムスロットの受信信号について受信信号強度を周期的にサンプリングし、サンプルされた受信信号強度を示す受信強度信号をＤＳＰ７に送出するようになっている。この受信強度信号はＤＳＰ７で信号処理されて制御部９に受信信号強度値として入力されるようになっている。
【００１６】
制御部９は、デコーダ部５の出力を元にＤＳＰ７で処理されて得られた受信データに基づき、通信タイミングを判定して同期信号を生成し、自動利得制御回路３に送出して同期動作を制御する。また、サンプリング回路６の出力を元にＤＳＰ７で処理されて得られた受信信号強度値に基づいてＡＧＣ信号を生成し、自動利得制御回路３に送出して自動利得制御動作を制御する。なお、制御部９は、ＤＳＰ７などの各部についても動作制御を行うようになっている。
【００１７】
上記のように構成されたマルチスロット通信用受信機は、図２に示すようなセルラーシステムの移動局（ＭＳ）や基地局（ＢＴＳ）等の無線通信装置における受信部に用いられる。ＧＳＭ方式などのＴＤＭＡ方式のセルラーシステムでは、少なくとも一個の移動交換局（ＭＳＣ）５１を備え、この移動交換局５１が電話回路網に接続される。また、移動交換局５１は下位に設けられる複数の基地局制御局（ＢＳＣ）５２と接続され、さらにこれらの基地局制御局５２には下位に設けられる少なくとも一個の基地局（ＢＴＳ）５３が接続され、それぞれの間で通信が行われる。それぞれの基地局５３が管理する通信エリアであるセルにおいては、エリア内にある移動局（ＭＳ）５４と基地局５３との間で無線通信が行われ、移動局５４が移動しながら複数の移動局５４相互の間、もしくは移動局５４と電話回路網との間で交信可能になっている。
【００１８】
図２においては、移動局５４が基地局５３（ＢＴＳ１）のセル１から他の基地局５３（ＢＴＳ２）のセル２に移る状態を示している。移動局５４は、当初、無線リンクを通じて基地局５３（ＢＴＳ１）と通信する。基地局５３（ＢＴＳ１）は、無線通信中、移動局５４の送信パワーをモニタリングし、基地局制御局５２の制御によって他の基地局５３（ＢＴＳ２）へのハンドオーバーが生じることが予測されたときにこのモニタリングの結果を移動交換局５１に通報する。移動局５４は隣接基地局リストを受け取り、このリストを基にして一定の時間間隔で隣接基地局の信号をモニタリングし、その結果を基地局５３（ＢＴＳ１）に通報する。
【００１９】
ハンドオーバーの境界条件が整ったとき、基地局制御局５２へメッセージが送信される。このメッセージは、移動局５４を認識するために必要とされるパラメータと、移動局５４と基地局５３（ＢＴＳ２）との間の通信に、これから用いられる新しいチャネル（タイムスロット）に関するデータとを含む。準備が整えば、移動交換局５１の制御下において基地局５３（ＢＴＳ２）へのハンドオーバーが行われ、移動局５４はセル２のエリア内で基地局５３（ＢＴＳ２）と通信するようになる。このとき、移動局５４は、通信相手である基地局５３のバースト信号のタイミング、周波数、及び信号強度などに合わせて追従するように自己を制御し、受信機の送信機に対する同期を確保し、通信状態を維持して信号の送受信を行っている。
【００２０】
以下に、ＧＳＭシステムで採用されるパケット信号通信方式であるＧＰＲＳ（General Packet Radio Service）を例にとり、マルチスロット通信を行う際の本実施形態による自動利得制御動作を説明する。図３はＴＤＭＡ方式のフレーム構成の一例としてＧＳＭ方式の８タイムスロットによるフレーム構成を示した図である。この例では、通信期間の一単位である１フレームが０〜７の８つのタイムスロットで構成され、４．６１５ｍｓの長さを有している。また、１つのタイムスロットの長さは５７６．９μｓである。各タイムスロットは、伝送されるバースト信号により完全には満たされておらず、タイムスロットの最初及び最後には合計で８．２５ビット、すなわち３０．５μｓのガード期間が設けられている。このため、ＧＳＭシステムの同期が完全ではない場合でも、隣接するタイムスロット間の干渉が抑制される。
【００２１】
このＧＳＭシステムにおけるＧＰＲＳでは、通信の速度向上を目的としたマルチスロット通信が行われ、１フレーム内で１つの移動局（１ユーザ）に対して複数タイムスロットが割り当てられ、各移動局において複数タイムスロットにわたって複数のバースト信号の受信が行われる。
【００２２】
基地局５３から送信されたバースト信号は、そのセル内の移動局５４においてアンテナ１を介してＲＦ入カ部２で受信される。基地局５３からのバースト信号に含まれる符号化された音声データは、デコーダ部５にて復号化され、ＤＳＰ７によって信号処理された後、音声出カ部８より音声信号として出力される。
【００２３】
制御部９では、ＲＦ入カ部２で受信した受信信号から、復調回路４、デコーダ部５、及びＤＳＰ７を通して得られた受信データを基に、基地局５３が自己の移動局５４との通信に使用するタイミングｔ１、ｔ２、ｔ３、…、ｔｉ（この場合ｉ＝８）のいずれかを判定し、同期信号を生成する。そして、この同期信号をＲＦ入力部２の入カ端子１０ｂに送ることによって、本発明の要旨に関わらないＴＤＭＡ方式における公知の方法により、基地局５３との間の同期を確立する。
【００２４】
サンプリング回路６では、ＲＦ入力部２で受信した複数タイムスロットの受信信号強度を周期的にサンプリングし、このサンプルされた受信信号強度を示す受信強度信号がＤＳＰ７に送られて復調される。そして、ＤＳＰ７では、１フレームに含まれる各タイムスロットの平均受信信号強度値Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、…、Ｍｉを生成し、これを制御部９に送る。制御部９では、受信された全てのタイムスロットの平均受信信号強度値の平均値（複数スロット受信強度平均値）ＡＶＧを算出して利得値を得、この利得値に基づくＡＧＣ信号を生成してＲＦ入カ部２の入カ端子１０ａに送る。
【００２５】
図４は１フレーム内で４つのタイムスロットのバースト信号を受信するマルチスロット受信のタイミングと受信信号強度とを模式的に示した図である。この図４において、横軸は時間、縦軸は受信信号強度を表している。図４の例では、３フレーム分の受信信号を示しており、ｎ−１フレームの１１と１６から１８、ｎフレームの２１と２６から２８、及びｎ＋１フレームの３１と３６から３８の各タイムスロットは、バースト信号を受信しないタイムスロットである。また、ｎ−１フレームの１２から１５、ｎフレームの２２から２５、ｎ＋１フレームの３２から３５の各タイムスロットは、各フレームにおいて４つの連続したバースト信号の受信信号強度を示している。
【００２６】
自動利得制御回路３の利得を設定するためのＡＧＣ信号を生成するには、まず、ｎ−１フレームにおいて、タイムスロット１で受信したバースト信号１２の受信信号強度と以前の同タイムスロットの平均受信信号強度値とからこのタイムスロットにおける平均受信信号強度値Ｍ１を求める。同様にタイムスロット２のバースト信号１３から平均受信信号強度値Ｍ２を、タイムスロット３のバースト信号１４から平均受信信号強度値Ｍ３を、タイムスロット４のバースト信号１５から平均受信信号強度値Ｍ４をそれぞれ求める。これらの各タイムスロットの平均受信信号強度値（Mean Received Signal Strength ：MRSS）は、それぞれ予め設定された許容値を持っている。図４ではＭ２のみについて許容誤差範囲の最大値と最小値をそれぞれＭ２ MAX、Ｍ２ MINで示している。次いで、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４の平均値（複数スロット受信強度平均値）ＡＶＧを求める。この複数スロット受信強度平均値ＡＶＧについても予め設定された許容値を持っており、図４では許容誤差範囲の最大値と最小値をそれぞれＡＶＧ MAX、ＡＶＧ MINで示している。
【００２７】
本実施形態では、例えば、ｎフレームでタイムスロット２２〜２５のバースト信号を受信して受信信号強度を測定し、あるタイムスロットの受信信号強度ＰｉｎがＭｉ MAX〜Ｍｉ MINの範囲を超えた場合、そのタイムスロットの受信信号強度を異常値とし、Ｐｉｎの補正値ｕｎを０もしくはそれに近い値とする。図４の例では、タイムスロット２３の受信信号強度Ｐ２ｎがＭ２ MINの値を下回った場合、この受信信号強度Ｐ２ｎを異常値とし、Ｐ２ｎの補正値ｕｎを０もしくはそれに近い値として、Ｍ２を（ｕ１Ｐ２１＋ｕ２Ｐ２２＋，…，＋ｕｎＰ２ｎ）／ｎ、すなわち、ΣｕｊＰ２ｊ／ｎ、（ｊ＝１〜ｎ）の式から求める。
【００２８】
次に、あるタイムスロットの平均受信信号強度値ＭｉがＡＶＧ MAX〜ＡＶＧ MINの範囲を超えた場合、そのタイムスロットの平均受信信号強度値を異常値とし、Ｍｉの補正値ｗｉを０もしくはそれに近い値とする。図４の例では、タイムスロット２３の平均受信信号強度値Ｍ２がＡＶＧ MAXを超える場合、もしくはＡＶＧ MINを下回る場合は、この平均受信信号強度値Ｍ２を異常値とし、Ｍ２の補正値ｗ２を０もしくはそれに近い値として、複数スロット受信強度平均値ＡＶＧを（ｗ１Ｍ１＋ｗ２Ｍ２＋，…，＋ｗｉＭｉ）／ｉ、すなわち、ΣｗｋＭｋ／ｉ、（ｋ＝１〜ｉ）の式から求める。
【００２９】
そして、求めた複数スロット受信強度平均値ＡＶＧからＡＧＣ信号を生成し、次回のｎ＋１フレームでは、自動利得制御回路３の利得をこのＡＶＧの値に従って設定する。
【００３０】
図５は本実施形態のマルチスロット通信用受信機においてマルチスロット通信のバースト信号受信に対する自動利得制御回路の利得値を得る手順を示すフローチャートである。以下の手順は制御部９の動作を中心に説明する。
【００３１】
自動利得制御回路の利得値は、所定期間の受信信号強度の平均をとることによって求める。まずステップＳ１において、各タイムスロットの受信信号強度Ｐｉｎ、平均受信信号強度値Ｍｉの許容値α、複数スロット受信強度平均値ＡＶＧの許容値βをリセットして初期化する。次いでステップＳ２で、ＤＳＰ７から最新の受信信号強度Ｐｉｎを入力する。
【００３２】
そしてステップＳ３で、所定タイムスロットの受信信号強度Ｐｉｎと平均受信信号強度値Ｍｉとの差の絶対値を、予め設定した平均受信信号強度値Ｍｉの許容値αと比較する。この値｜Ｐｉｎ−Ｍｉ｜が許容値αより大きい場合は、このタイムスロットの受信信号強度Ｐｉｎを異常値とみなし、ステップＳ４で受信信号強度Ｐｉｎの補正値ｕｎを０もしくはそれに近い値とする。一方、許容値αより小さい場合は、ステップＳ５で受信信号強度Ｐｉｎの補正値ｕｎを１に設定する。なお、受信信号強度Ｐｉｎが許容値以内かどうかを判断する際に比較する基準値としては、自タイムスロットの以前の平均受信信号強度値や他のタイムスロットの平均受信信号強度値を用いてもよいし、同フレームまたは以前のフレームにおける他のタイムスロットの受信信号強度を用いることもできる。
【００３３】
そしてステップＳ６で、このタイムスロットの平均受信信号強度値（ＭＲＳＳ）Ｍｉを、（ｕ１Ｐｉ１＋ｕ２Ｐｉ２＋，…，＋ｕｎＰｉｎ）／ｎ、すなわち、ΣｕｊＰｉｊ／ｎ、（ｊ＝１〜ｎ）の式から算出する。その後、ステップＳ７で、１フレームの各タイムスロットについて平均受信信号強度値Ｍｉの算出が終了したかを判断し、１フレームのタイムスロット数、あるいは１フレームにおいてバースト信号を受信したタイムスロット数だけ処理が終了するまでステップＳ３〜Ｓ６の処理を繰り返し、１フレーム分終了すると次のステップＳ８に進む。
【００３４】
ステップＳ８では、所定タイムスロットの平均受信信号強度値Ｍｉと複数スロット受信強度平均値ＡＶＧとの差の絶対値を、予め設定した複数スロット受信強度平均値ＡＶＧの許容値βと比較する。この値｜Ｍｉ−ＡＶＧ｜が許容値βより大きい場合は、このタイムスロットの平均受信信号強度値Ｍｉを異常値とみなし、ステップＳ９で平均受信信号強度値Ｍｉの補正値ｗｉを０もしくはそれに近い値とする。一方、許容値βより小さい場合は、ステップＳ１０で平均受信信号強度値Ｍｉの補正値ｗｉを１に設定する。なお、平均受信信号強度値Ｍｉが許容値以内かどうかを判断する際に比較する基準値としては、以前の複数スロット受信強度平均値を用いてもよいし、同フレームまたは以前のフレームにおける他のタイムスロットの平均受信信号強度値を用いることもできる。
【００３５】
そしてステップＳ１１で、１フレームの各タイムスロットについて平均受信信号強度値Ｍｉの補正値ｗｉの設定が終了したかを判断し、１フレームのタイムスロット数、あるいは１フレームにおいてバースト信号を受信したタイムスロット数だけ処理が終了するまでステップＳ８〜Ｓ１０の処理を繰り返し、１フレーム分終了すると次のステップＳ１２に進む。ステップＳ１２では、このフレームの複数スロット受信強度平均値ＡＶＧを、（ｗ１Ｍ１＋ｗ２Ｍ２＋，…，＋ｗｉＭｉ）／ｉ、すなわち、ΣｗｋＭｋ／ｉ、（ｋ＝１〜ｉ）の式から算出する。
【００３６】
このように求めた複数スロット受信強度平均値ＡＶＧを基に、ステップＳ１３においてＡＧＣ信号を生成して自動利得制御回路３に出力し、利得値をセットする。ここで、利得値は前記複数スロット受信強度平均値ＡＶＧであるΣｗｋＭｋ／ｉ、（ｋ＝１〜ｉ）により表すことができ、この値は、補正値ｕ１〜ｕｎとｗ１〜ｗｉの個々の値について、異常値が発生しない場合には１に設定し、異常値が発生したとみなされる場合には１より低い値に設定して、複数の受信信号強度をそれぞれ重みづけした状態での平均値となっている。
【００３７】
このように本実施形態では、ＧＳＭシステムなどのＴＤＭＡ方式のセルラーシステムにおいて、ＧＰＲＳなどによるマルチスロット通信を行う場合、複数タイムスロットのそれぞれの受信信号強度について重みづけを行い、許容値を超えた異常値であるとみなされる場合は重みづけの補正値を０またはこれに近似の値に設定して平均値を算出し、得られた平均値に基づいて利得値を設定して受信信号の自動利得制御を行う。これにより、フェージング等の影響を受けにくく、１フレーム内の複数タイムスロットのバースト信号を同一の利得設定により安定して受信することが可能となる。また、１フレーム内においては、一度の利得設定によって複数タイムスロットのバースト信号を安定して受信することが可能となる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、マルチスロット通信を行うＴＤＭＡ方式のセルラーシステムにおいて、フェージング等の影響を受けにくく、１フレーム内の複数タイムスロットの信号を同一の利得設定により安定して受信することが可能となる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る自動利得制御装置を備えたマルチスロット通信用受信機の構成を示すブロック図である。
【図２】ＴＤＭＡ方式のセルラーシステムのネットワーク構成を模式的に示すブロック図である。
【図３】ＴＤＭＡ方式のフレーム構成の一例としてＧＳＭ方式の８タイムスロットによるフレーム構成を示した図である。
【図４】１フレーム内で４つのタイムスロットのバースト信号を受信するマルチスロット受信のタイミングと受信信号強度とを模式的に示した図である。
【図５】本実施形態のマルチスロット通信用受信機においてマルチスロット通信のバースト信号受信に対する自動利得制御回路の利得値を得る手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ アンテナ
２ ＲＦ入力部
３ 自動利得制御回路
４ 復調部
５ デコーダ部
６ サンプリング回路
７ ＤＳＰ
８ 音声出力部
９ 制御部
１０ａ ＡＧＣ信号入力端子
１０ｂ 同期信号入力端子
１１〜１８ ｎ−１フレームの信号タイムスロット
２１〜２８ ｎフレームの信号タイムスロット
３１〜３８ ｎ＋１フレームの信号タイムスロット
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＧＳＭ方式の無線移動電話システムなどのＴＤＭＡ方式に基づいたセルラーシステムにおいて、１フレーム内で複数タイムスロットの信号を受信する際の利得制御を行う自動利得制御装置及び方法、無線通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話機などを用いて移動体通信を行うセルラーシステムでは、例えばＧＳＭ（Global Systems for Mobile Communications）方式では、少なくとも一個の移動交換局（ＭＳＣ：Mobile Services Switching Center）を備え、この移動交換局が電話回路網に接続される。また、移動交換局は下位に設けられる複数の基地局制御局（ ＢＳＣ：Base Station Controller）と接続され、さらにこれらの基地局制御局には下位に設けられる少なくとも一個の基地局（ＢＴＳ：Base Transceiver Station）が接続され、それぞれの間で通信が行われる。それぞれの基地局が管理する通信エリアであるセルにおいては、エリア内にある移動局（ＭＳ：Mobile Station）と基地局との間で無線通信が行われ、移動局が移動しながら複数の移動局相互の間、もしくは移動局と電話回路網との間で交信可能になっている。
【０００３】
ＧＳＭ方式のセルラーシステム（ＧＳＭシステム）などで用いられるＴＤＭＡ方式の無線通信（ＴＤＭＡ通信）では、１つの周波数チャネルにおいて複数の移動局が時分割で基地局と通信するようになっている。この場合、移動局は通信を行う基地局の信号タイミング、周波数及び信号強度などに追従し、受信機の送信機に対する同期を確保し、通信状態を維持して信号の授受を行う。
【０００４】
無線通信時における信号強度の変化は、送信機と受信機との間の距離に依存する減衰、直線経路を遮断する物理的障害物によって引き起こされるシャドウフェージング（Shadow Fading ）、多数の反射信号中を移動する受信機によって引き起こされるレイリーフェージング（Rayleigh Fading ）などによって生じる。シャドウフェージングは、多くの波長に共通であると考えられる空間的な相関を有する。しかしながら、レイリーフェージングは、バースト信号間の相関は無く、通信状況によって時間とともに変化する。このため、複数のバースト信号間の平均をとることによってレイリーフェージングの影響を除去するようなことが行われている。
【０００５】
従来のＧＳＭシステムなどにおけるＴＤＭＡ通信では、通信に使用している周波数チャネルにおいて、１フレーム内で１ユーザ（１つの移動局）に割り当てられるタイムスロットの数は１つであるため、１つのタイムスロットにおけるバースト信号の平均をとるだけでレイリーフェージングの影響を除去できる。しかし、ＧＳＭシステムにおいて最近採用されつつあるパケット通信方式であるＧＰＲＳ（General Packet Radio Service）などでは、通信速度向上を目的としたマルチスロット通信が行われ、１フレーム内で１ユーザに対して複数のタイムスロットにわたってバースト信号の受信が行われる。このため、レイリーフェージングの影響を除去するためには、１フレーム内で複数のタイムスロットにおけるバースト信号の平均をとる必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなマルチスロット通信において、１フレーム内の複数のタイムスロットのバースト信号を一度の利得設定で受信する場合、特定のタイムスロットがフェージング、チャネル干渉、またはタイミングのずれなどの影響を大きく受けると、そのタイムスロットの信号強度変化によって受信信号強度の平均値が大きく変化してしまうことがある。このような場合は、所望の利得に自動利得制御を行うことができず、全てのタイムスロットにおいてフェージング等による悪影響を受けてしまい、自動利得制御の誤差が大きくなるという問題点が生じる。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、マルチスロット通信を行うＴＤＭＡ方式のセルラーシステムにおいて、フェージング等の影響を受けにくく、１フレーム内の複数タイムスロットの信号を同一の利得設定により安定して受信することが可能な自動利得制御装置及び方法、無線通信装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の自動利得制御装置は、所定のフレーム時間内の複数のタイムスロットにおいて通信を行う時分割方式のマルチスロット通信に際して、所定レベルに信号強度を制御する自動利得制御装置であって、前記複数のタイムスロットそれぞれにおける受信信号強度を検出する受信信号強度検出手段と、前記検出された受信信号強度が異常値か否かを判断し、異常値の場合はその受信信号強度に対して与える重みを正常値の場合の重みよりも小さくして重みづけを行い、各タイムスロットにおける受信信号強度の平均値を算出する平均受信信号強度値算出手段と、前記算出された平均受信信号強度値が異常値か否かを判断し、異常値の場合はそのタイムスロットの平均受信信号強度値に対して与える重みを正常値の場合の重みよりも小さくして重みづけを行い、フレーム内の複数の平均受信信号強度値の平均値を算出する複数スロット受信強度平均値算出手段と、前記算出された複数スロット受信強度平均値に基づいた利得制御信号によって受信信号強度を所定レベルに制御する利得制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、好ましくは、前記平均受信信号強度値算出手段は、前記検出された受信信号強度が所定の許容値を超えるか否かを比較する比較手段と、前記比較結果により前記許容値を超えた場合に異常値とみなして前記重みの係数となる補正値を０またはこれに近似する値に設定する重みづけ設定手段と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
また、好ましくは、前記複数スロット受信強度平均値算出手段は、前記算出された平均受信信号強度値が所定の許容値を超えるか否かを比較する比較手段と、前記比較結果により前記許容値を超えた場合に異常値とみなして前記重みの係数となる補正値を０またはこれに近似する値に設定する重みづけ設定手段と、を含むことを特徴とする。
【００１１】
上記構成では、所定のフレーム時間内の複数のタイムスロットにおいてマルチスロット通信を行う場合、複数のタイムスロットそれぞれにおける受信信号強度を検出し、例えば各タイムスロットを周期的にサンプルすることにより受信信号強度を得て、これらの受信信号強度が異常値か否かを判断し、異常値の場合はその受信信号強度に対して与える重みを正常値の場合の重みよりも小さくして重みづけを行い、重みづけされた各タイムスロットにおける受信信号強度の平均値を算出する。そして、算出された平均受信信号強度値が異常値か否かを判断し、異常値の場合はそのタイムスロットの平均受信信号強度値に対して与える重みを正常値の場合の重みよりも小さくして重みづけを行い、フレーム内の複数の平均受信信号強度値の平均値を算出する。この算出された複数スロット受信強度平均値に基づいて、例えばこの複数スロット受信強度平均値を以後のフレームにおける利得制御信号とし、受信信号強度が所定レベルとなるように自動利得制御を行う。これにより、フェージング等の影響を受けにくくなり、１フレーム内の複数タイムスロットのバースト信号を同一の利得設定により安定して受信することが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る自動利得制御装置を備えたマルチスロット通信用受信機の構成を示すブロック図、図２はＴＤＭＡ方式のセルラーシステムのネットワーク構成を模式的に示すブロック図である。本実施形態では、マルチスロット通信を行う受信手段において用いられる自動利得制御装置の構成例を示す。
【００１３】
マルチスロット通信用受信機は、アンテナ１、無線周波数（ＲＦ）入力部２、復調部４、デコーダ部５、サンプリング回路６、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）７、音声出力部８、制御部９を備えて構成される。ＲＦ入力部２は、内部に自動利得制御回路３を備え、アンテナ１で受波されて入力された受信信号を利得調整しながら増幅するようになっている。また、ＲＦ入力部２は、自動利得制御（ＡＧＣ）の利得を決定するＡＧＣ信号と、任意の時点で複数の異なるタイミングのバースト信号に同期させるための同期信号とが制御部９より入力され、これらの信号を入力する入力端子１０ａ，１０ｂを有している。
【００１４】
復調回路４は、ＲＦ入カ部２にて増幅された受信信号を復調し、復調信号を出カするようになっている。デコーダ部５は、前記復調信号を復号化し、復号化された受信データを出カするようになっている。ＤＳＰ７は、この受信回路専用にプログラムされて構成されたもので、前記復号化された受信データを信号処理して出力するようになっている。ＤＳＰ７で処理された受信データは制御部９に入カされるとともに、音声出力部８に送られて音声信号として出力されるようになっている。
【００１５】
サンプリング回路６は、ＲＦ入力部２から出力される複数タイムスロットの受信信号について受信信号強度を周期的にサンプリングし、サンプルされた受信信号強度を示す受信強度信号をＤＳＰ７に送出するようになっている。この受信強度信号はＤＳＰ７で信号処理されて制御部９に受信信号強度値として入力されるようになっている。
【００１６】
制御部９は、デコーダ部５の出力を元にＤＳＰ７で処理されて得られた受信データに基づき、通信タイミングを判定して同期信号を生成し、自動利得制御回路３に送出して同期動作を制御する。また、サンプリング回路６の出力を元にＤＳＰ７で処理されて得られた受信信号強度値に基づいてＡＧＣ信号を生成し、自動利得制御回路３に送出して自動利得制御動作を制御する。なお、制御部９は、ＤＳＰ７などの各部についても動作制御を行うようになっている。
【００１７】
上記のように構成されたマルチスロット通信用受信機は、図２に示すようなセルラーシステムの移動局（ＭＳ）や基地局（ＢＴＳ）等の無線通信装置における受信部に用いられる。ＧＳＭ方式などのＴＤＭＡ方式のセルラーシステムでは、少なくとも一個の移動交換局（ＭＳＣ）５１を備え、この移動交換局５１が電話回路網に接続される。また、移動交換局５１は下位に設けられる複数の基地局制御局（ＢＳＣ）５２と接続され、さらにこれらの基地局制御局５２には下位に設けられる少なくとも一個の基地局（ＢＴＳ）５３が接続され、それぞれの間で通信が行われる。それぞれの基地局５３が管理する通信エリアであるセルにおいては、エリア内にある移動局（ＭＳ）５４と基地局５３との間で無線通信が行われ、移動局５４が移動しながら複数の移動局５４相互の間、もしくは移動局５４と電話回路網との間で交信可能になっている。
【００１８】
図２においては、移動局５４が基地局５３（ＢＴＳ１）のセル１から他の基地局５３（ＢＴＳ２）のセル２に移る状態を示している。移動局５４は、当初、無線リンクを通じて基地局５３（ＢＴＳ１）と通信する。基地局５３（ＢＴＳ１）は、無線通信中、移動局５４の送信パワーをモニタリングし、基地局制御局５２の制御によって他の基地局５３（ＢＴＳ２）へのハンドオーバーが生じることが予測されたときにこのモニタリングの結果を移動交換局５１に通報する。移動局５４は隣接基地局リストを受け取り、このリストを基にして一定の時間間隔で隣接基地局の信号をモニタリングし、その結果を基地局５３（ＢＴＳ１）に通報する。
【００１９】
ハンドオーバーの境界条件が整ったとき、基地局制御局５２へメッセージが送信される。このメッセージは、移動局５４を認識するために必要とされるパラメータと、移動局５４と基地局５３（ＢＴＳ２）との間の通信に、これから用いられる新しいチャネル（タイムスロット）に関するデータとを含む。準備が整えば、移動交換局５１の制御下において基地局５３（ＢＴＳ２）へのハンドオーバーが行われ、移動局５４はセル２のエリア内で基地局５３（ＢＴＳ２）と通信するようになる。このとき、移動局５４は、通信相手である基地局５３のバースト信号のタイミング、周波数、及び信号強度などに合わせて追従するように自己を制御し、受信機の送信機に対する同期を確保し、通信状態を維持して信号の送受信を行っている。
【００２０】
以下に、ＧＳＭシステムで採用されるパケット信号通信方式であるＧＰＲＳ（General Packet Radio Service）を例にとり、マルチスロット通信を行う際の本実施形態による自動利得制御動作を説明する。図３はＴＤＭＡ方式のフレーム構成の一例としてＧＳＭ方式の８タイムスロットによるフレーム構成を示した図である。この例では、通信期間の一単位である１フレームが０〜７の８つのタイムスロットで構成され、４．６１５ｍｓの長さを有している。また、１つのタイムスロットの長さは５７６．９μｓである。各タイムスロットは、伝送されるバースト信号により完全には満たされておらず、タイムスロットの最初及び最後には合計で８．２５ビット、すなわち３０．５μｓのガード期間が設けられている。このため、ＧＳＭシステムの同期が完全ではない場合でも、隣接するタイムスロット間の干渉が抑制される。
【００２１】
このＧＳＭシステムにおけるＧＰＲＳでは、通信の速度向上を目的としたマルチスロット通信が行われ、１フレーム内で１つの移動局（１ユーザ）に対して複数タイムスロットが割り当てられ、各移動局において複数タイムスロットにわたって複数のバースト信号の受信が行われる。
【００２２】
基地局５３から送信されたバースト信号は、そのセル内の移動局５４においてアンテナ１を介してＲＦ入カ部２で受信される。基地局５３からのバースト信号に含まれる符号化された音声データは、デコーダ部５にて復号化され、ＤＳＰ７によって信号処理された後、音声出カ部８より音声信号として出力される。
【００２３】
制御部９では、ＲＦ入カ部２で受信した受信信号から、復調回路４、デコーダ部５、及びＤＳＰ７を通して得られた受信データを基に、基地局５３が自己の移動局５４との通信に使用するタイミングｔ１、ｔ２、ｔ３、…、ｔｉ（この場合ｉ＝８）のいずれかを判定し、同期信号を生成する。そして、この同期信号をＲＦ入力部２の入カ端子１０ｂに送ることによって、本発明の要旨に関わらないＴＤＭＡ方式における公知の方法により、基地局５３との間の同期を確立する。
【００２４】
サンプリング回路６では、ＲＦ入力部２で受信した複数タイムスロットの受信信号強度を周期的にサンプリングし、このサンプルされた受信信号強度を示す受信強度信号がＤＳＰ７に送られて復調される。そして、ＤＳＰ７では、１フレームに含まれる各タイムスロットの平均受信信号強度値Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、…、Ｍｉを生成し、これを制御部９に送る。制御部９では、受信された全てのタイムスロットの平均受信信号強度値の平均値（複数スロット受信強度平均値）ＡＶＧを算出して利得値を得、この利得値に基づくＡＧＣ信号を生成してＲＦ入カ部２の入カ端子１０ａに送る。
【００２５】
図４は１フレーム内で４つのタイムスロットのバースト信号を受信するマルチスロット受信のタイミングと受信信号強度とを模式的に示した図である。この図４において、横軸は時間、縦軸は受信信号強度を表している。図４の例では、３フレーム分の受信信号を示しており、ｎ−１フレームの１１と１６から１８、ｎフレームの２１と２６から２８、及びｎ＋１フレームの３１と３６から３８の各タイムスロットは、バースト信号を受信しないタイムスロットである。また、ｎ−１フレームの１２から１５、ｎフレームの２２から２５、ｎ＋１フレームの３２から３５の各タイムスロットは、各フレームにおいて４つの連続したバースト信号の受信信号強度を示している。
【００２６】
自動利得制御回路３の利得を設定するためのＡＧＣ信号を生成するには、まず、ｎ−１フレームにおいて、タイムスロット１で受信したバースト信号１２の受信信号強度と以前の同タイムスロットの平均受信信号強度値とからこのタイムスロットにおける平均受信信号強度値Ｍ１を求める。同様にタイムスロット２のバースト信号１３から平均受信信号強度値Ｍ２を、タイムスロット３のバースト信号１４から平均受信信号強度値Ｍ３を、タイムスロット４のバースト信号１５から平均受信信号強度値Ｍ４をそれぞれ求める。これらの各タイムスロットの平均受信信号強度値（Mean Received Signal Strength ：MRSS）は、それぞれ予め設定された許容値を持っている。図４ではＭ２のみについて許容誤差範囲の最大値と最小値をそれぞれＭ２ MAX、Ｍ２ MINで示している。次いで、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４の平均値（複数スロット受信強度平均値）ＡＶＧを求める。この複数スロット受信強度平均値ＡＶＧについても予め設定された許容値を持っており、図４では許容誤差範囲の最大値と最小値をそれぞれＡＶＧ MAX、ＡＶＧ MINで示している。
【００２７】
本実施形態では、例えば、ｎフレームでタイムスロット２２〜２５のバースト信号を受信して受信信号強度を測定し、あるタイムスロットの受信信号強度ＰｉｎがＭｉ MAX〜Ｍｉ MINの範囲を超えた場合、そのタイムスロットの受信信号強度を異常値とし、Ｐｉｎの補正値ｕｎを０もしくはそれに近い値とする。図４の例では、タイムスロット２３の受信信号強度Ｐ２ｎがＭ２ MINの値を下回った場合、この受信信号強度Ｐ２ｎを異常値とし、Ｐ２ｎの補正値ｕｎを０もしくはそれに近い値として、Ｍ２を（ｕ１Ｐ２１＋ｕ２Ｐ２２＋，…，＋ｕｎＰ２ｎ）／ｎ、すなわち、ΣｕｊＰ２ｊ／ｎ、（ｊ＝１〜ｎ）の式から求める。
【００２８】
次に、あるタイムスロットの平均受信信号強度値ＭｉがＡＶＧ MAX〜ＡＶＧ MINの範囲を超えた場合、そのタイムスロットの平均受信信号強度値を異常値とし、Ｍｉの補正値ｗｉを０もしくはそれに近い値とする。図４の例では、タイムスロット２３の平均受信信号強度値Ｍ２がＡＶＧ MAXを超える場合、もしくはＡＶＧ MINを下回る場合は、この平均受信信号強度値Ｍ２を異常値とし、Ｍ２の補正値ｗ２を０もしくはそれに近い値として、複数スロット受信強度平均値ＡＶＧを（ｗ１Ｍ１＋ｗ２Ｍ２＋，…，＋ｗｉＭｉ）／ｉ、すなわち、ΣｗｋＭｋ／ｉ、（ｋ＝１〜ｉ）の式から求める。
【００２９】
そして、求めた複数スロット受信強度平均値ＡＶＧからＡＧＣ信号を生成し、次回のｎ＋１フレームでは、自動利得制御回路３の利得をこのＡＶＧの値に従って設定する。
【００３０】
図５は本実施形態のマルチスロット通信用受信機においてマルチスロット通信のバースト信号受信に対する自動利得制御回路の利得値を得る手順を示すフローチャートである。以下の手順は制御部９の動作を中心に説明する。
【００３１】
自動利得制御回路の利得値は、所定期間の受信信号強度の平均をとることによって求める。まずステップＳ１において、各タイムスロットの受信信号強度Ｐｉｎ、平均受信信号強度値Ｍｉの許容値α、複数スロット受信強度平均値ＡＶＧの許容値βをリセットして初期化する。次いでステップＳ２で、ＤＳＰ７から最新の受信信号強度Ｐｉｎを入力する。
【００３２】
そしてステップＳ３で、所定タイムスロットの受信信号強度Ｐｉｎと平均受信信号強度値Ｍｉとの差の絶対値を、予め設定した平均受信信号強度値Ｍｉの許容値αと比較する。この値｜Ｐｉｎ−Ｍｉ｜が許容値αより大きい場合は、このタイムスロットの受信信号強度Ｐｉｎを異常値とみなし、ステップＳ４で受信信号強度Ｐｉｎの補正値ｕｎを０もしくはそれに近い値とする。一方、許容値αより小さい場合は、ステップＳ５で受信信号強度Ｐｉｎの補正値ｕｎを１に設定する。なお、受信信号強度Ｐｉｎが許容値以内かどうかを判断する際に比較する基準値としては、自タイムスロットの以前の平均受信信号強度値や他のタイムスロットの平均受信信号強度値を用いてもよいし、同フレームまたは以前のフレームにおける他のタイムスロットの受信信号強度を用いることもできる。
【００３３】
そしてステップＳ６で、このタイムスロットの平均受信信号強度値（ＭＲＳＳ）Ｍｉを、（ｕ１Ｐｉ１＋ｕ２Ｐｉ２＋，…，＋ｕｎＰｉｎ）／ｎ、すなわち、ΣｕｊＰｉｊ／ｎ、（ｊ＝１〜ｎ）の式から算出する。その後、ステップＳ７で、１フレームの各タイムスロットについて平均受信信号強度値Ｍｉの算出が終了したかを判断し、１フレームのタイムスロット数、あるいは１フレームにおいてバースト信号を受信したタイムスロット数だけ処理が終了するまでステップＳ３〜Ｓ６の処理を繰り返し、１フレーム分終了すると次のステップＳ８に進む。
【００３４】
ステップＳ８では、所定タイムスロットの平均受信信号強度値Ｍｉと複数スロット受信強度平均値ＡＶＧとの差の絶対値を、予め設定した複数スロット受信強度平均値ＡＶＧの許容値βと比較する。この値｜Ｍｉ−ＡＶＧ｜が許容値βより大きい場合は、このタイムスロットの平均受信信号強度値Ｍｉを異常値とみなし、ステップＳ９で平均受信信号強度値Ｍｉの補正値ｗｉを０もしくはそれに近い値とする。一方、許容値βより小さい場合は、ステップＳ１０で平均受信信号強度値Ｍｉの補正値ｗｉを１に設定する。なお、平均受信信号強度値Ｍｉが許容値以内かどうかを判断する際に比較する基準値としては、以前の複数スロット受信強度平均値を用いてもよいし、同フレームまたは以前のフレームにおける他のタイムスロットの平均受信信号強度値を用いることもできる。
【００３５】
そしてステップＳ１１で、１フレームの各タイムスロットについて平均受信信号強度値Ｍｉの補正値ｗｉの設定が終了したかを判断し、１フレームのタイムスロット数、あるいは１フレームにおいてバースト信号を受信したタイムスロット数だけ処理が終了するまでステップＳ８〜Ｓ１０の処理を繰り返し、１フレーム分終了すると次のステップＳ１２に進む。ステップＳ１２では、このフレームの複数スロット受信強度平均値ＡＶＧを、（ｗ１Ｍ１＋ｗ２Ｍ２＋，…，＋ｗｉＭｉ）／ｉ、すなわち、ΣｗｋＭｋ／ｉ、（ｋ＝１〜ｉ）の式から算出する。
【００３６】
このように求めた複数スロット受信強度平均値ＡＶＧを基に、ステップＳ１３においてＡＧＣ信号を生成して自動利得制御回路３に出力し、利得値をセットする。ここで、利得値は前記複数スロット受信強度平均値ＡＶＧであるΣｗｋＭｋ／ｉ、（ｋ＝１〜ｉ）により表すことができ、この値は、補正値ｕ１〜ｕｎとｗ１〜ｗｉの個々の値について、異常値が発生しない場合には１に設定し、異常値が発生したとみなされる場合には１より低い値に設定して、複数の受信信号強度をそれぞれ重みづけした状態での平均値となっている。
【００３７】
このように本実施形態では、ＧＳＭシステムなどのＴＤＭＡ方式のセルラーシステムにおいて、ＧＰＲＳなどによるマルチスロット通信を行う場合、複数タイムスロットのそれぞれの受信信号強度について重みづけを行い、許容値を超えた異常値であるとみなされる場合は重みづけの補正値を０またはこれに近似の値に設定して平均値を算出し、得られた平均値に基づいて利得値を設定して受信信号の自動利得制御を行う。これにより、フェージング等の影響を受けにくく、１フレーム内の複数タイムスロットのバースト信号を同一の利得設定により安定して受信することが可能となる。また、１フレーム内においては、一度の利得設定によって複数タイムスロットのバースト信号を安定して受信することが可能となる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、マルチスロット通信を行うＴＤＭＡ方式のセルラーシステムにおいて、フェージング等の影響を受けにくく、１フレーム内の複数タイムスロットの信号を同一の利得設定により安定して受信することが可能となる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る自動利得制御装置を備えたマルチスロット通信用受信機の構成を示すブロック図である。
【図２】ＴＤＭＡ方式のセルラーシステムのネットワーク構成を模式的に示すブロック図である。
【図３】ＴＤＭＡ方式のフレーム構成の一例としてＧＳＭ方式の８タイムスロットによるフレーム構成を示した図である。
【図４】１フレーム内で４つのタイムスロットのバースト信号を受信するマルチスロット受信のタイミングと受信信号強度とを模式的に示した図である。
【図５】本実施形態のマルチスロット通信用受信機においてマルチスロット通信のバースト信号受信に対する自動利得制御回路の利得値を得る手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ アンテナ
２ ＲＦ入力部
３ 自動利得制御回路
４ 復調部
５ デコーダ部
６ サンプリング回路
７ ＤＳＰ
８ 音声出力部
９ 制御部
１０ａ ＡＧＣ信号入力端子
１０ｂ 同期信号入力端子
１１〜１８ ｎ−１フレームの信号タイムスロット
２１〜２８ ｎフレームの信号タイムスロット
３１〜３８ ｎ＋１フレームの信号タイムスロット
Claims (6)
- 所定のフレーム時間内の複数のタイムスロットにおいて通信を行う時分割方式のマルチスロット通信に際して、所定レベルに信号強度を制御する自動利得制御装置であって、
前記複数のタイムスロットそれぞれにおける受信信号強度を検出する受信信号強度検出手段と、
前記検出された受信信号強度が異常値か否かを判断し、異常値の場合はその受信信号強度に対して与える重みを正常値の場合の重みよりも小さくして重みづけを行い、各タイムスロットにおける受信信号強度の平均値を算出する平均受信信号強度値算出手段と、
前記算出された平均受信信号強度値が異常値か否かを判断し、異常値の場合はそのタイムスロットの平均受信信号強度値に対して与える重みを正常値の場合の重みよりも小さくして重みづけを行い、フレーム内の複数の平均受信信号強度値の平均値を算出する複数スロット受信強度平均値算出手段と、
前記算出された複数スロット受信強度平均値に基づいた利得制御信号によって受信信号強度を所定レベルに制御する利得制御手段と、
を備えたことを特徴とする自動利得制御装置。 - 前記平均受信信号強度値算出手段は、前記検出された受信信号強度が所定の許容値を超えるか否かを比較する比較手段と、前記比較結果により前記許容値を超えた場合に異常値とみなして前記重みの係数となる補正値を０またはこれに近似する値に設定する重みづけ設定手段と、を含むことを特徴とする請求項１記載の自動利得制御装置。
- 前記複数スロット受信強度平均値算出手段は、前記算出された平均受信信号強度値が所定の許容値を超えるか否かを比較する比較手段と、前記比較結果により前記許容値を超えた場合に異常値とみなして前記重みの係数となる補正値を０またはこれに近似する値に設定する重みづけ設定手段と、を含むことを特徴とする請求項１記載の自動利得制御装置。
- 所定のフレーム時間内の複数のタイムスロットにおいて通信を行う時分割方式のマルチスロット通信に際して、所定レベルに信号強度を制御する自動利得制御方法であって、
前記複数のタイムスロットそれぞれにおける受信信号強度を検出する受信信号強度検出ステップと、
前記検出された受信信号強度が異常値か否かを判断し、異常値の場合はその受信信号強度に対して与える重みを正常値の場合の重みよりも小さくして重みづけを行い、各タイムスロットにおける受信信号強度の平均値を算出する平均受信信号強度値算出ステップと、
前記算出された平均受信信号強度値が異常値か否かを判断し、異常値の場合はそのタイムスロットの平均受信信号強度値に対して与える重みを正常値の場合の重みよりも小さくして重みづけを行い、フレーム内の複数の平均受信信号強度値の平均値を算出する複数スロット受信強度平均値算出ステップと、
前記算出された複数スロット受信強度平均値に基づいた利得制御信号によって受信信号強度を所定レベルに制御する利得制御ステップと、
を有することを特徴とする自動利得制御方法。 - 所定のフレーム時間内の複数のタイムスロットにおいて通信を行う時分割方式のマルチスロット通信が可能な無線通信装置であって、
前記フレーム時間内の複数のタイムスロットに同期させて各タイムスロットにおけるバースト信号を受信する受信手段と、
前記複数のタイムスロットにおけるバースト信号の受信信号強度を検出する受信信号強度検出手段と、
前記検出された受信信号強度が異常値か否かを判断し、異常値の場合はその受信信号強度に対して与える重みを正常値の場合の重みよりも小さくして重みづけを行い、各タイムスロットにおける受信信号強度の平均値を算出する平均受信信号強度値算出手段と、
前記算出された複数の平均受信信号強度値の平均値に基づいた利得制御信号によって前記受信手段における受信信号強度を所定レベルに制御する利得制御手段と、
を備えたことを特徴とする無線通信装置。 - 請求項４記載の自動利得制御方法を実現するためのプログラムコードを有するプログラム。
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