JP3689625B2

JP3689625B2 - Receiver

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Publication number: JP3689625B2
Application number: JP2000279371A
Authority: JP
Inventors: 茂孝野口
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2000-09-14
Filing date: 2000-09-14
Publication date: 2005-08-31
Anticipated expiration: 2020-09-14
Also published as: JP2002094408A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、受信装置に関し、詳細には、ＵＨＦ波マイクロ波及びミリ波等の電波を利用したデジタル信号及びアナログ信号を復調する受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の無線通信機における受信回路では、受信信号のダイナミックレンジを大きく設定するために高周波段に可変アッテネータ（可変減衰器）を備えた構成を採ることが多かった。また、ＰＨＳ（Personal Handyphone System）の基地局などは、近年の高密度設置やユーザの増加に伴い、強い電波を受信しているが、この時の受信レベルが過大になった場合に対応できるようにするため、受信レベルのダイナミックレンジを伸長させる回路が必要になっている。
【０００３】
従来、受信系におけるアッテネータ及びＡＧＣ（Automatic Gain Control）回路に代表される増幅器の利得制御は、ＲＦ信号及びＲＦ信号をダウンコンバートした中間周波数信号（ＩＦ信号）を、主に対数アンプで構成される受信レベル指示回路（以下、ＲＳＳＩ回路という）によって直流信号に変換した後、更に電流電圧変換を行って出力されるＲＳＳＩ出力信号（電圧信号）を読み取ることによって行われている。従来の回路ブロックの一例を図９に示す。
【０００４】
図９は、従来の受信回路の高周波部の構成を示す図である。
図９において、アンテナ１から受信した高周波受信信号は、高周波帯域通過フィルタ（ＲＦＢＰＦ）２を介して、アッテネータ３で減衰された後に高周波増幅器（ＬＮＡ）４を介してミキサ５に送られ、ミキサ５で図示しないＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路と接続されたＶＣＯ（Voltage Controlled Osilator）からの局部発信周波数信号と混合され、得られた中間周波数（ＩＦ）信号が中間周波数帯域通過フィルタ（ＩＦＢＰＦ）６を介して中間周波数ＡＧＣ増幅器７で増幅され、図示しない増幅部に出力される。また、中間周波数帯域通過フィルタ（ＩＦＢＰＦ）６から出力された中間周波数信号は、ＲＳＳＩ回路８に送出され、ＲＳＳＩ回路８でＲＳＳＩ出力信号を生成し、受信レベル制御部９に出力する。受信レベル制御部９では、ＲＳＳＩ出力信号を所定の閾値と比較することにより電波状態（受信レベル）を判定し、この判定結果に従ってアッテネータ制御信号及びＡＧＣ制御信号をアッテネータ３及びＡＧＣ増幅器７にそれぞれ出力し、受信レベルを制御する。
従来の受信装置において、アッテネータを制御して、入力信号レベルを調整している具体的な例としては、例えば特開平１１−５５１３８号公報、特開平１０−８４２９４号公報に記載された受信装置がある。
【０００５】
特開平１１−５５１３８号公報に記載の装置は、ミキサ部の前段に回路損失部を設け、中間周波数信号から生成したＲＳＳＩ信号を、２つの閾値と比較、受信レベルを判定して、損失回路部のスイッチをオンオフすることによって、ダイナミックレンジを伸長している。
また、特開平１０−８４２９４号公報に記載の装置は、２つのアッテネータをＲＳＳＩ出力信号と復調した信号のエラーカウント数により制御して、受信信号レベルを適切に保つようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の受信装置にあっては、以下のような問題点があった。
例えば、高速のデジタル無線ＬＡＮシステム及び無線ホームリンク等の無線ネットワークシステムにおいては、アクセスポイントとの伝送距離が数センチメートルと極端に近く、過大な信号が入力される場合や、伝送距離が数百メートルと離れており、微弱な入力信号しか入力しない場合があり、この両方を受信できる性能が要求されている。また、高速の伝送速度を実現するための、１６ＱＡＭや６４ＱＡＭなど多値変調方式では信号歪みのより一層の低減が必要である。さらに、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１１ａなどに準拠した無線規格においては、受信信号レベルを適時、正確にシステム制御部（ＭＡＣ（Media Access Control）層など）に伝送する必要がある。
【０００７】
従来の回路システムでは、強電界時においては、入力信号レベルが強過ぎ、ＲＳＳＩ回路の入力ダイナミックレンジを越えてしまう場合があり、この状態においては、出力信号が線形性を失うために、正確なＲＳＳＩ信号を出力することができなかった。これに対処する方法として、従来では図９に示すようなシステムを用いて、強電界時にはあらかじめフロントエンド部にアッテネータを入れて、入力信号レベルを低下させる方法が採られてきたが、この場合は弱電界時における復調性能が犠牲になってしまい、広範囲な入力信号レベルに対処することが難しかった。
【０００８】
また、上記各公報に記載の受信装置は、以下に述べるように、ＲＳＳＩ回路のダイナミックレンジの拡大と受信状態の正確な伝達及び、入力信号レベルを適切な大きさに調整する機能を同時に満たしていない。
特開平１１−５５１３８号公報に記載の受信装置は、損失回路部がスイッチのオンオフによる１段階のみの切替であるため、ダイナミックレンジの伸長に限度があること、また受信レベルの判定結果をＲＳＳＩのダイナミックレンジの伸長を目的としている技術であるため、損失補正などの演算機能がなく、受信信号の正確な伝達を伝えるには不向きな構成になっている。
【０００９】
また、特開平１０−８４２９４号公報に記載の受信装置は、ＲＳＳＩ出力信号のダイナミックレンジの拡大を目的とする技術ではない。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、ＲＳＳＩ回路の入出力におけるダイナミックレンジを実質的に拡大し、弱電界時における復調性能を犠牲にすることなく、強電界時における、ミキサ、ＡＧＣ回路その他システム個々の回路の飽和を防止し、広範囲の信号レベルが受信でき、なおかつシステム制御部に適時、正確な受信レベルを伝送できる受信装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の受信装置は、高周波受信信号を高周波増幅部で増幅し、ミキサ部で中間周波数信号に変換して復調する受信装置において、フロントエンドに設けられた第１のアッテネータと、受信信号から受信信号レベル信号を生成する受信レベル指示信号生成部と、前記受信レベル指示信号生成部の入力信号レベルを調整するための第２のアッテネータと、前記受信レベル指示信号を２つの閾値と比較し、該閾値外であれば、まず前記第２のアッテネータの減衰量を調整し、該調整後、前記第１のアッテネータの減衰量を調整する制御部とを備えることを特徴としている。
【００１１】
本発明の受信装置は、高周波受信信号を高周波増幅部で増幅し、ミキサ部で中間周波数信号に変換して復調する受信装置において、前記高周波増幅部と前記ミキサ部との間に設けられた第１のアッテネータと、受信信号から受信信号レベル信号を生成する受信レベル指示信号生成部と、前記受信レベル指示信号生成部の入力信号レベルを調整するための第２のアッテネータと、前記受信レベル指示信号を２つの閾値と比較し、該閾値外であれば、まず前記第２のアッテネータの減衰量を調整し、該調整後、前記第１のアッテネータの減衰量を調整する制御部とを備えることを特徴としている。
【００１２】
また、前記第２のアッテネータ、前記受信レベル指示信号生成部及び前記制御部からなる制御ブロックが、前記ミキサ部の後段に設けられたものであってもよい。
また、前記第２のアッテネータ、前記受信レベル指示信号生成部及び前記制御部からなる制御ブロックが、前記第１のアッテネータと前記高周波増幅部との間に設けられたものであってもよい。
また、前記第２のアッテネータ、前記受信レベル指示信号生成部及び前記制御部からなる制御ブロックが、前記高周波増幅部と前記第１のアッテネータとの間に設けられたものであってもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な受信装置の実施の形態について詳細に説明する。
図１乃至図４は、本発明の実施の形態の受信装置の高周波部の回路構成を示す図である。本実施の形態の説明にあたり、図９と同一構成部分には同一符号を付している。
【００１４】
〔構成例１〕
図１は、本実施の形態の受信装置の第１の構成図である。
図１において、受信装置は、アンテナ１、高周波帯域通過フィルタ（ＲＦＢＰＦ）２、第１のアッテネータ３（アッテネータ１）、高周波増幅器（ＬＮＡ）４（高周波増幅部）、ミキサ５（ミキサ部）、中間周波数帯域通過フィルタ（ＩＦＢＰＦ）６、中間周波数ＡＧＣ増幅器７、中間周波数信号から受信信号レベルを検出し、対数変換してＲＳＳＩ出力信号を出力するＲＳＳＩ回路８（受信レベル指示信号生成部）、ＲＳＳＩ回路８の入力信号レベルを調整するための第２のアッテネータ１０（アッテネータ２）及び、第１のアッテネータ３、第２のアッテネータ１０及びＡＧＣ増幅器７を制御する受信レベル制御部９を備えて構成される。
上記第２のアッテネータ１０（アッテネータ２）、ＲＳＳＩ回路８及び受信レベル制御部９は、全体として、受信信号制御ブロック２０を構成する。
【００１５】
すなわち、本受信装置は、第１のアッテネータ３が高周波帯域通過フィルタ（ＲＦＢＰＦ）２と高周波増幅器（ＬＮＡ）４の間に挿入され、第２のアッテネータ１０、ＲＳＳＩ回路８及び受信レベル制御部９の３つのユニットから構成される受信信号制御ブロック２０が、中間周波数帯域通過フィルタ（ＩＦＢＰＦ）６と中間周波数ＡＧＣ増幅器７の間から分岐されている。
受信レベル制御部９は、第１のアッテネータ３（アッテネータ１）、第２のアッテネータ１０（アッテネータ２）及び中間周波数ＡＧＣ増幅器７に、それぞれアッテネータ１制御信号、アッテネータ２制御信号及びＡＧＣ制御信号を出力する。
【００１６】
〔構成例２〕
図２は、本実施の形態の受信装置の第２の構成図である。
図２に示す受信装置は、第１のアッテネータ３が高周波増幅器（ＬＮＡ）４とミキサ５の間に挿入され、第２のアッテネータ１０、ＲＳＳＩ回路８及び受信レベル制御部９の３つのユニットから構成される受信信号制御ブロック２０が、中間周波数帯域通過フィルタ（ＩＦＢＰＦ）６と中間周波数ＡＧＣ増幅器７の間から分岐されている。
【００１７】
〔構成例３〕
図３は、本実施の形態の受信装置の第３の構成図である。
図３に示す受信装置は、第１のアッテネータ３が高周波帯域通過フィルタ（ＲＦＢＰＦ）２と高周波増幅器（ＬＮＡ）４の間に挿入され、第２のアッテネータ１０、ＲＳＳＩ回路８及び受信レベル制御部９の３つのユニットから構成される受信信号制御ブロック２０が、第１のアッテネータ３と高周波増幅器（ＬＮＡ）４の間から分岐されている。
【００１８】
〔構成例４〕
図４は、本実施の形態の受信装置の第４の構成図である。
図４に示す受信装置は、第１のアッテネータ３が高周波増幅器（ＬＮＡ）４とミキサ５の間に挿入され、第２のアッテネータ１０、ＲＳＳＩ回路８及び受信レベル制御部９の３つのユニットから構成される受信信号制御ブロック２０が、高周波増幅器（ＬＮＡ）４と第１のアッテネータ３の間から分岐されている。
【００１９】
上記各構成例に示したように、本実施の形態の受信装置は、フロントエンド又は高周波増幅器（ＬＮＡ）４とミキサ５との間に設けられた第１のアッテネータ３を備えるとともに、ＲＳＳＩ回路８の前段に、ＲＳＳＩ回路８の入力信号レベルを調節するための第２のアッテネータ１０を備え、これら第１のアッテネータ３、第２のアッテネータ１０及びＡＧＣ増幅器７が、受信レベル制御部９により制御される構成となっている。
【００２０】
図５は、本実施の形態の受信装置の受信信号制御ブロックの構成図であり、図１の構成例１の受信装置に適用したものである。
図５において、受信装置は、受信アンテナ１、高周波帯域通過フィルタ（ＲＦＢＰＦ）２、第１のアッテネータ３（アッテネータ１）、高周波増幅器（ＬＮＡ）４、ミキサ５、中間周波数帯域通過フィルタ（ＩＦＢＰＦ）６、中間周波数ＡＧＣ増幅器７、ＲＳＳＩ回路８、第２のアッテネータ１０（アッテネータ２）、第１の減衰量カウンタ１１、第２の減衰量カウンタ１２、Ａ／Ｄコンバータ１３、Ｄ／Ａコンバータ１４、出力レベル判定器１５、及び受信レベル制御部１６を備えて構成される。
【００２１】
第１の減衰量カウンタ１１は、カウンタ１制御信号を受けて受信開始からの処理ステップをカウントし、カウンタ１出力信号を受信レベル制御部１６に出力するとともに、アッテネータ１制御信号を第１のアッテネータ３に出力する。
第２の減衰量カウンタ１２は、カウンタ２制御信号を受けて受信開始からの処理ステップをカウントし、カウンタ２出力信号を受信レベル制御部１６に出力するとともに、アッテネータ２制御信号を第２のアッテネータ１０に出力する。
【００２２】
出力レベル判定器１５は、ＲＳＳＩ出力信号レベルを、ＲＳＳＩ回路８の線形出力範囲に応じてあらかじめ設定された上下２つの閾値電圧と比較し、範囲内であればアナログＲＳＳＩ信号を出力する。
Ａ／Ｄコンバータ１３は、アナログＲＳＳＩ信号出力をデジタルＲＳＳＩ出力信号に変換して受信レベル制御部１６に出力する。
【００２３】
Ｄ／Ａコンバータ１４は、受信レベル制御部１６からのデジタルＡＧＣ制御信号をアナログＡＧＣ制御信号に変換して中間周波数ＡＧＣ増幅器７に出力する。
受信レベル制御部１６は、デジタルＲＳＳＩ出力信号を所定の閾値と比較し、閾値外であれば、第２のアッテネータ１０の減衰量を調節する制御を行うとともに、第１及び第２のアッテネータの減衰量とＲＳＳＩ出力信号を演算し、フロントエンド入力信号に比例した受信レベル信号を出力する制御を行う。さらに、第１のアッテネータ３及びその他の可変減衰器と、ＡＧＣ増幅器７及びその他の可変利得増幅器の制御を行う。
【００２４】
以下、上述のように構成された受信装置の動作を説明する。まず、受信信号を制御する手段及び受信信号の処理方法について述べる。
基地局あるいは移動局等によって送信された信号波は、受信アンテナ１によって受信され、高周波帯域通過フィルタ（ＲＦＢＰＦ）２により、信号帯域外の雑音及び不要波の除去が行われる。
【００２５】
初期状態では、第１のアッテネータ３は、減衰量０ｄＢにセットされているので、信号はこのまま減衰せずに通過し、高周波増幅器（ＬＮＡ）４によって規定量（通常は、１０ｄＢ程度）増幅され、ミキサ５によって中間周波数信号（ＩＦ信号）に変換され、中間周波数帯域通過フィルタ（ＩＦＢＰＦ）６によってイメージ等の妨害波、不要な雑音等の除去が行われる。
中間周波数帯域通過フィルタ（ＩＦＢＰＦ）６通過後、ＩＦ信号は２系統に分岐される。一方のＩＦ信号は、ＡＧＣ増幅器７により、復調器に適正な入力レベルまでＩＦ信号を増幅された後、復調器によって、ベースバンド信号が復元される。
【００２６】
他方のＩＦ信号は、初期状態では減衰量０ｄＢの第２のアッテネータ１０を通過した後、ＲＳＳＩ回路８によって、直流信号に変換された後、内部の電流電圧変換増幅器によって、入力信号レベルに比例した直流電圧が出力される。このＲＳＳＩ出力電圧は、２つの閾値をもつ出力レベル判定器１５によって、２つの基準電圧（例えば、０．５Ｖと２．０Ｖ）と比較され、基準電圧の範囲内（例えば、１．５Ｖ）であればこのまま信号を出力し、Ａ／Ｄコンバータ１３によってデジタル信号に変換され、受信レベル制御部１６に送られる。
受信レベル制御部１６では、送られたＲＳＳＩ信号により、第１のアッテネータ３、第２のアッテネータ１０、及びＡＧＣ増幅器７等のゲインを制御する信号を送出し、各ブロックにおいて、適切に信号処理動作を行えるように制御する。
【００２７】
図６は、ＲＳＳＩ出力信号の閾値設定を示す図であり、２つの閾値（Ｖｔｂ，Ｖｔ１）の設定の一例を示す。この図に示すように、２つの閾値はＲＳＳＩ回路の出力信号が温度特性その他のバラツキを考慮した場合においても、線形性を保持している領域の上下の限界点に設定する。この例では、低い方の閾値電圧を０．５Ｖ、高い方の閾値電圧を２．０Ｖとしている。
【００２８】
図７は、第２のアッテネータ１０減衰量と入力信号ダイナミックレンジを示す図である。ここでは、３ステップ（２０ｄＢ／１ステップ）の可変範囲をもつ、第１のアッテネータ３及び第２のアッテネータ１０を使用した場合におけるダイナミックレンジ拡大の一例を示す。
【００２９】
図９に示したような従来の受信装置のダイナミックレンジ（中間周波数信号）は、−７０〜＋２０ｄＢｍであるが、本実施の形態によれば、図７から分るように−７０〜＋５０ｄＢｍに線形性（リニアリティー）が拡大する。
図８は、本実施の形態の受信装置における受信レベル信号処理の方法の一例を示すフローチャートである。図中、ＳＴはフローの処理ステップである。
【００３０】
受信開始後の初期状態においては、第１のアッテネータ３のステップ数（ＣＯＵＮＴ１）及び第２のアッテネータ１０のステップ数（ＣＯＵＮＴ２）は、いずれも０（すなわち、減衰量０ｄＢ）に設定されているので、受信中間周波数信号は、第１及び第２のアッテネータで減衰されずに、ＲＳＳＩ回路８によって、アナログＲＳＳＩ電圧（Ｖｒ）を発生する。このアナログＲＳＳＩ電圧をコンパレータ等で構成される出力レベル判定器１５に入力し、高い方の閾値電圧（Ｖｔｈ）及び低い方の閾値電圧（Ｖｔ１）と比較を行う（ステップＳＴ１〜ＳＴ３）。
【００３１】
ＶｒがＶｔｈ以下で、なおかつＶｔ１以上の場合は、ＲＳＳＩ回路８の出力信号は線形性が十分な領域であり、この場合はＲＳＳＩ信号をＡ／Ｄコンバータ１３により、デジタル信号に変換して、受信レベル制御部１６に信号を送出する（ステップＳＴ４）。
ＶｒがＶｔ１より小さい場合には、そのときのＣＯＵＮＴ１及びＣＯＵＮＴ２の状態によってフローが制御される。すなわち、ＣＯＵＮＴ１及びＣＯＵＮＴ２が共に０の場合には、アッテネータの減衰量が０ｄＢであり、これ以上ＲＳＳＩ入力信号を大きくできないので、ＲＳＳＩ信号をこのままＡ／Ｄコンバータ１３に送出する（ステップＳＴ６及びステップＳＴ７）。
【００３２】
一方、ＣＯＵＮＴ２が０以外の場合においては、ＣＯＵＮＴ２から１を減ずることによって、減衰量を１ステップ（例えば、２０ｄＢ）減ずることによって、ＲＳＳＩ入力信号レベルを大きくし、再度ＲＳＳＩ出力を生成する（ステップＳＴ８）。また、一方ＣＯＵＮＴ２が０で、ＣＯＵＮＴ１が０以外の場合においては、ＣＯＵＮＴ１から１を減ずることによって、減衰量を１ステップ（例えば、２０ｄＢ）減少させ、ＲＳＳＩ入力信号レベルを大きくし、再度ＲＳＳＩ出力を生成する（ステップＳＴ９）。上記処理をＶｒが２つの閾値内に収束するか、又はＣＯＵＮＴ１及びＣＯＵＮＴ２が０に一致するまで繰り返す。
【００３３】
ＶｒがＶｔｈより大きい場合についても、そのときのＣＯＵＮＴ１及びＣＯＵＮＴ２の状態によってフローが制御される。すなわち、ＣＯＵＮＴ１がＣＯＵＮＴ１ＭＡＸ（第１のアッテネータ３の最大ステップ数）と等しく、かつＣＯＵＮＴ２がＣＯＵＮＴ２ＭＡＸ（第２のアッテネータ１０の最大ステップ数）と等しい場合には、アッテネータの減衰量は設定できる最大値になっており、これ以上ＲＳＳＩ入力信号を減衰することはできないので、ＲＳＳＩ信号をこのままＡの変換器に送出する（ステップＳＴ１０及びステップＳＴ１１）。
【００３４】
一方、ＣＯＵＮＴ２がＣＯＵＮＴ２ＭＡＸより小さい場合においては、ＣＯＵＮＴ２に１を加算することによって、減衰量を１ステップ（例えば、２０ｄＢ）増加させ、ＲＳＳＩ入力信号レベルを小さくした上で、再度ＲＳＳＩ出力を生成する（ステップＳＴ１２）。また、一方ＣＯＵＮＴ２がＣＯＵＮＴ２ＭＡＸと等しく、ＣＯＵＮＴ１がＣＯＵＮＴ１ＭＡＸより小さい場合においては、ＣＯＵＮＴ１に１を加算することによって、減衰量を１ステップ（例えば、２０ｄＢ）増加させ、ＲＳＳＩ入力信号レベルを小さくし、再度ＲＳＳＩ出力を生成する（ステップＳＴ１３）。上記処理をＶｒが２つの閾値内に収束するか、またはＣＯＵＮＴ１及びＣＯＵＮＴ２が最大ステップ数に一致するまで繰り返す。
【００３５】
ステップＳＴ４の処理によりＡ／Ｄコンバータ１３から出力されたデジタルＲＳＳＩ出力信号は、受信レベル制御部１６に出力される。受信レベル制御部１６では、ＣＯＵＮＴ１、ＣＯＵＮＴ２及びＲＳＳＩ出力信号レベルより、第１及び第２のアッテネータの減衰量に関係せずに、フロントエンド入力した受信信号に比例した受信レベルＰ（ｄＢｍ）を算出して、図示しないシステム制御部に送出する（ステップＳＴ５）。
受信レベルＰは、以下の式（１）で表現できる。
【００３６】
Ｐ＝ＣＯＵＮＴ１×ＳＴＥＰ１＋ＣＯＵＮＴ２×ＳＴＥＰ２＋Ｖｒｓｓｉ …（１）
ＳＴＥＰ１：第１のアッテネータにおける１ステップ当たりの減衰量
ＳＴＥＰ２：第２のアッテネータにおける１ステップ当たりの減衰量
Ｖｒｓｓｉ：ＲＳＳＩ出力信号電圧に対応する信号レベル
【００３７】
図８において、ステップＳＴ１の処理、すなわちＶｒが閾値電圧（Ｖｔｂ、Ｖｔｌ）内の場合は正確入力信号レベルをシステム制御部に伝達することができる。ステップＳＴ２の処理、すなわちＣＯＵＮＴ１とＣＯＵＮＴ２が共に０の場合、及びステップＳＴ３の処理、すなわちＣＯＵＮＴ１及びＣＯＵＮＴ２が最大ステップ数に一致した場合においては、ＲＳＳＩ出力電圧は入力信号レベルに対して線形性を保持していない領域であり、信号電圧に誤差が生じてしまうが、ソフトリミットとしての機能は十分果たすことが可能であり、ＲＳＳＩ信号のリニアリティーの範囲外においても、おおまかな受信レベルの状態を出力することができる。この機能は、端末間の送受信距離が変化する通信システム等においては、受信状態をシステム制御部が認識するために必要な機能である。
【００３８】
また、受信レベル制御部１６は、式（１）で算出される入力信号レベルによって、第１のアッテネータ３等の減衰器における減衰量、及びＡＧＣ増幅器７等の可変増幅器のゲインを再設定することによって、高周波入力信号のダイナミックレンジを拡大し、本受信装置中において、個々の回路ブロックの飴和や過小信号の入力を防止することが可能である。
【００３９】
上記は、本実施の形態の受信装置を、図１の構成例１の受信装置に適用したものであるが、他の構成例２乃至４に適用してもよい。
すなわち、図２に示す構成例２に適用した受信装置では、高周波増幅器（ＬＮＡ）４の後段に、第１のアッテネータ３を挿入しているので、高周波増幅器（ＬＮＡ）４に対する入力信号レベルの調整ができないので、高周波増幅器（ＬＮＡ）４は入力信号範囲に対して十分なダイナミックレンジをもつ必要があるが、フロントエンド部における損失が少なくなるので、システム全体の雑音指数（ＮＦ）が図１の構成例１に適用した場合より、改善できる長所を有する。
【００４０】
また、図３に示す構成例３に適用した受信装置では、入力ＲＦ信号を中間周波数に変換する前に第２のアッテネータ１０、ＲＳＳＩ回路８、受信レベル制御部９が挿入されているので、ＲＳＳＩ回路８の入力周波数が高周波に対応できていなければならないが、直接ＲＦ信号レベルを表示できる長所を有する。
さらに、図４に示す構成例４に適用した受信装置では、上記構成例３の特長及び構成例４の特長を兼ね備えている。
【００４１】
以上説明したように、本実施の形態に係る受信装置は、フロントエンド、又は高周波増幅器（ＬＮＡ）４とミキサ５との間に設けられた第１のアッテネータ３と、受信信号からＲＳＳＩ出力信号を生成するＲＳＳＩ回路８と、ＲＳＳＩ回路８の前段に設けられ、入力信号レベルを調整するための第２のアッテネータ１０と、ＲＳＳＩ出力信号を２つの閾値と比較し、該閾値外であれば、まず第２のアッテネータ３の減衰量を調整し、該調整後、第１及び第２のアッテネータの減衰量を調整する受信レベル制御部９とを備えて構成したので、ＲＳＳＩ回路８の飽和を防止して、ＲＳＳＩ回路８における入力信号ダイナミックレンジを拡大することができる。
【００４２】
すなわち、ＲＳＳＩ出力信号レベルを、ＲＳＳＩ回路８の線形出力範囲（図７参照）に応じてあらかじめ設定された上下２つの閾値電圧と比較し、閾値外であれば、第１のアッテネータ３の減衰量を調節することにより、ＲＳＳＩ回路８の出力電圧に関する飽和を防止して、ＲＳＳＩ回路８の入力ダイナミックレンジの拡大を図ることができる。また、第１及び第２のアッテネータの減衰量と、ＲＳＳＩ出力信号レベルを演算することによって、第１及び第２のアッテネータの減衰量に関係なく、フロントエンド入力信号に比例した受信レベル信号が出力することが可能になる。さらに、ＲＳＳＩ出力信号レベルを利用することによって、第１のアッテネータ３及びその他の可変減衰器と、ＡＧＣ増幅器７及びその他の可変利得増幅器の制御を行い、弱電界域での復調性能を犠牲にすることなく、強電界域での信号歪みを低減することによって復調性能を向上させることが可能になる。
【００４３】
なお、上記実施の形態に係る受信装置では、無線受信機の受信部に適用した例であるが、受信レベルを調整するものであればどのような装置に用いてもよく、例えば無線及び有線の送受信機、中継器、ＴＶの映像検波回路等の各種制御装置の利得調整部等に適用できることは言うまでもない。
また、上記実施の形態では、受信装置の名称を用いているが、これは説明の便宜上であり、例えば復調回路、ＡＧＣ装置等でもよく、また、通信装置等の一部に組み込まれたものであってもよい。
【００４４】
また、上記実施の形態では、デジタル制御により受信レベルを調整する手段について説明したが、処理方法は各種の変形が可能である。また、アナログ制御であってもよい。
さらに、上記受信装置を構成するフィルタ、増幅器、ＡＧＣ回路等の種類、数などは上述した各実施の形態に限られない。
【００４５】
【発明の効果】
以上、詳述したように、本発明によれば、ＲＳＳＩ出力信号レベルを、ＲＳＳＩ回路のリニアリティーが確保できる範囲に応じて、あらかじめ設定された上下２つの閾値電圧と比較し、閾値外であれば、第１のアッテネータ、及び第２のアッテネータの減衰量を調節することにより、ＲＳＳＩ回路のダイナミックレンジを拡大することができる。
【００４６】
また、受信装置内の各回路ブロックにおいて、算出した入力信号レベルに基づいて、第１のアッテネータ等における減衰量、及びＡＧＣ等の可変増幅器のゲインを制御することによって、高周波入力信号のダイナミックレンジを拡大することができ、各回路ブロックの飽和や過小信号の入力を防止することができる。
したがって、弱電界時における復調性能を犠牲にすることなく、強電界時における、ミキサ、ＡＧＣ回路その他システム個々の回路の飽和を防止し、広範囲の入力信号レベルに対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の受信装置の第１の構成図である。
【図２】本実施の形態の受信装置の第２の構成図である。
【図３】本実施の形態の受信装置の第３の構成図である。
【図４】本実施の形態の受信装置の第４の構成図である。
【図５】本実施の形態の受信装置の受信信号制御ブロックの構成図である。
【図６】本実施の形態のＲＳＳＩ出力信号の閾値設定を示す図である。
【図７】本実施の形態の受信装置の第２のアッテネータ減衰量と入力信号ダイナミックレンジを示す図である。
【図８】本実施の形態の受信装置における受信レベル信号処理の方法の一例を示すフローチャートである。
【図９】従来の受信回路の高周波部の構成を示す図である。
【符号の説明】
１受信アンテナ
２高周波帯域通過フィルタ（ＲＦＢＰＦ）（高周波増幅部）
３第１のアッテネータ（アッテネータ１）
４高周波増幅器（ＬＮＡ）（高周波増幅部）
５ミキサ（ミキサ部）
６中間周波数帯域通過フィルタ（ＩＦＢＰＦ）
７中間周波数ＡＧＣ増幅器
８ＲＳＳＩ回路（受信レベル指示信号生成部）
９受信レベル制御部
１０第２のアッテネータ（アッテネータ２）
１１第１の減衰量カウンタ
１２第２の減衰量カウンタ
１３Ａ／Ｄコンバータ
１４Ｄ／Ａコンバータ
１５出力レベル判定器
１６受信レベル制御部
２０受信信号制御ブロック[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a receiving apparatus, and more particularly to a receiving apparatus that demodulates a digital signal and an analog signal using radio waves such as UHF microwaves and millimeter waves.
[0002]
[Prior art]
In a conventional radio communication apparatus, a receiving circuit often employs a configuration in which a variable attenuator (variable attenuator) is provided at a high frequency stage in order to set a large dynamic range of a received signal. In addition, PHS (Personal Handyphone System) base stations, etc. are receiving strong radio waves due to recent high-density installations and an increase in the number of users. Therefore, a circuit for extending the dynamic range of the reception level is required.
[0003]
Conventionally, gain control of an amplifier typified by an attenuator and an AGC (Automatic Gain Control) circuit in a reception system is mainly composed of an RF signal and an intermediate frequency signal (IF signal) obtained by down-converting the RF signal by a logarithmic amplifier. This is performed by converting a direct current signal into a direct current signal by a reception level instruction circuit (hereinafter referred to as RSSI circuit) and then reading an RSSI output signal (voltage signal) output by further current-voltage conversion. An example of a conventional circuit block is shown in FIG.
[0004]
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a high-frequency unit of a conventional receiving circuit.
In FIG. 9, a high frequency received signal received from an antenna 1 is attenuated by an attenuator 3 via a high frequency band pass filter (RFBPF) 2 and then sent to a mixer 5 via a high frequency amplifier (LNA) 4. And an intermediate frequency (IF) signal obtained by mixing with a local oscillation frequency signal from a VCO (Voltage Controlled Osilator) connected to a PLL (Phase Locked Loop) circuit not shown in FIG. Via the intermediate frequency AGC amplifier 7 and output to an amplifying unit (not shown). The intermediate frequency signal output from the intermediate frequency bandpass filter (IFBPF) 6 is sent to the RSSI circuit 8, and an RSSI output signal is generated by the RSSI circuit 8 and output to the reception level control unit 9. The reception level control unit 9 determines the radio wave state (reception level) by comparing the RSSI output signal with a predetermined threshold, and outputs the attenuator control signal and the AGC control signal to the attenuator 3 and the AGC amplifier 7 according to the determination result, respectively. And control the reception level.
As specific examples of adjusting the input signal level by controlling the attenuator in the conventional receiving apparatus, for example, the receiving apparatuses described in JP-A-11-55138 and JP-A-10-84294 are described. is there.
[0005]
The apparatus described in Japanese Patent Laid-Open No. 11-55138 includes a circuit loss unit in front of the mixer unit, compares the RSSI signal generated from the intermediate frequency signal with two thresholds, determines the reception level, and determines the loss circuit unit. The dynamic range is extended by switching on and off.
In the apparatus described in Japanese Patent Laid-Open No. 10-84294, the two attenuators are controlled by the RSSI output signal and the error count number of the demodulated signal so as to keep the received signal level appropriately.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, such a conventional receiving apparatus has the following problems.
For example, in a wireless network system such as a high-speed digital wireless LAN system and a wireless home link, the transmission distance to the access point is extremely close to several centimeters, and an excessive signal is input or the transmission distance is several hundreds. There is a case where only a weak input signal is input because it is far from the meter, and a performance capable of receiving both is required. Further, signal distortion must be further reduced in multi-level modulation schemes such as 16QAM and 64QAM in order to realize a high transmission rate. Furthermore, in a wireless standard compliant with IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11a or the like, it is necessary to transmit the received signal level to a system control unit (such as a MAC (Media Access Control) layer) accurately and timely. .
[0007]
In the conventional circuit system, the input signal level may be too strong when the electric field is strong, and the input dynamic range of the RSSI circuit may be exceeded. In this state, the output signal loses linearity. The RSSI signal could not be output. As a method for dealing with this, conventionally, a system as shown in FIG. 9 has been used to reduce the input signal level by inserting an attenuator in the front end portion in advance in the case of a strong electric field. The demodulation performance at the time of a weak electric field is sacrificed, and it is difficult to cope with a wide range of input signal levels.
[0008]
In addition, as described below, the receivers described in the above publications simultaneously satisfy the functions of expanding the dynamic range of the RSSI circuit, accurately transmitting the reception state, and adjusting the input signal level to an appropriate level. Absent.
In the receiving apparatus described in Japanese Patent Laid-Open No. 11-55138, the loss circuit unit is only switched in one stage by turning on and off the switch, so that there is a limit to the expansion of the dynamic range, and the reception level determination result is expressed in RSSI. Since it is a technique aimed at extending the dynamic range, it does not have an arithmetic function such as loss correction, and is not suitable for transmitting an accurate transmission of a received signal.
[0009]
In addition, the receiving apparatus described in Japanese Patent Laid-Open No. 10-84294 is not a technique for expanding the dynamic range of the RSSI output signal.
The present invention has been made in view of such a problem, and substantially expands the dynamic range in the input / output of the RSSI circuit, without sacrificing demodulation performance in a weak electric field, and in a strong electric field. An object of the present invention is to provide a receiving device that prevents saturation of mixers, AGC circuits and other individual circuits, can receive a wide range of signal levels, and can transmit accurate reception levels to a system control unit in a timely manner.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The receiving device of the present invention is a receiving device that amplifies a high frequency received signal by a high frequency amplifying unit, converts it to an intermediate frequency signal by a mixer unit, and demodulates the received signal from a first attenuator provided at the front end, A reception level instruction signal generation unit that generates a signal level signal; a second attenuator for adjusting an input signal level of the reception level instruction signal generation unit; and the reception level instruction signal is compared with two threshold values, If it is outside the threshold value, first, the attenuation amount of the second attenuator is adjusted, and after the adjustment, the control unit adjusts the attenuation amount of the first attenuator.
[0011]
The receiving device of the present invention is a receiving device that amplifies a high frequency received signal by a high frequency amplifying unit, converts it to an intermediate frequency signal by a mixer unit, and demodulates it. 1 attenuator, a reception level instruction signal generation unit that generates a reception signal level signal from the reception signal, a second attenuator for adjusting the input signal level of the reception level instruction signal generation unit, and the reception level instruction signal And a control unit that adjusts the attenuation amount of the second attenuator and adjusts the attenuation amount of the first attenuator after the adjustment. It is a feature.
[0012]
In addition, a control block including the second attenuator, the reception level instruction signal generation unit, and the control unit may be provided after the mixer unit.
In addition, a control block including the second attenuator, the reception level instruction signal generation unit, and the control unit may be provided between the first attenuator and the high-frequency amplification unit.
In addition, a control block including the second attenuator, the reception level instruction signal generation unit, and the control unit may be provided between the high-frequency amplification unit and the first attenuator.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of a receiving apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
1 to 4 are diagrams showing a circuit configuration of a high frequency unit of the receiving apparatus according to the embodiment of the present invention. In the description of this embodiment, the same components as those in FIG.
[0014]
[Configuration example 1]
FIG. 1 is a first configuration diagram of a receiving apparatus according to the present embodiment.
In FIG. 1, a receiving apparatus includes an antenna 1, a high-frequency bandpass filter (RFBPF) 2, a first attenuator 3 (attenuator 1), a high-frequency amplifier (LNA) 4 (high-frequency amplifier), a mixer 5 (mixer unit), an intermediate Frequency band pass filter (IFBPF) 6, intermediate frequency AGC amplifier 7, received signal level is detected from the intermediate frequency signal, logarithmically converted, and an RSSI output signal is output, and an RSSI circuit. 8 includes a second attenuator 10 (attenuator 2) for adjusting the input signal level, and a reception level controller 9 for controlling the first attenuator 3, the second attenuator 10 and the AGC amplifier 7. .
The second attenuator 10 (attenuator 2), the RSSI circuit 8, and the reception level control unit 9 constitute a reception signal control block 20 as a whole.
[0015]
That is, in this receiving apparatus, the first attenuator 3 is inserted between the high-frequency bandpass filter (RFBPF) 2 and the high-frequency amplifier (LNA) 4, and the second attenuator 10, the RSSI circuit 8, and the reception level controller 9 A reception signal control block 20 composed of three units is branched from between the intermediate frequency bandpass filter (IFBPF) 6 and the intermediate frequency AGC amplifier 7.
The reception level control unit 9 outputs an attenuator 1 control signal, an attenuator 2 control signal, and an AGC control signal to the first attenuator 3 (attenuator 1), the second attenuator 10 (attenuator 2), and the intermediate frequency AGC amplifier 7, respectively. To do.
[0016]
[Configuration example 2]
FIG. 2 is a second configuration diagram of the receiving apparatus according to the present embodiment.
In the receiving apparatus shown in FIG. 2, the first attenuator 3 is inserted between a high frequency amplifier (LNA) 4 and a mixer 5 and is composed of three units: a second attenuator 10, an RSSI circuit 8, and a reception level control unit 9. The received signal control block 20 is branched from between the intermediate frequency bandpass filter (IFBPF) 6 and the intermediate frequency AGC amplifier 7.
[0017]
[Configuration example 3]
FIG. 3 is a third configuration diagram of the receiving apparatus according to the present embodiment.
In the receiving apparatus shown in FIG. 3, a first attenuator 3 is inserted between a high-frequency bandpass filter (RFBPF) 2 and a high-frequency amplifier (LNA) 4, and a second attenuator 10, an RSSI circuit 8, and a reception level control unit 9. The reception signal control block 20 composed of the three units is branched from between the first attenuator 3 and the high frequency amplifier (LNA) 4.
[0018]
[Configuration Example 4]
FIG. 4 is a fourth block diagram of the receiving apparatus of this embodiment.
In the receiving apparatus shown in FIG. 4, the first attenuator 3 is inserted between a high frequency amplifier (LNA) 4 and a mixer 5, and is composed of three units: a second attenuator 10, an RSSI circuit 8 and a reception level control unit 9. The received signal control block 20 is branched from between the high frequency amplifier (LNA) 4 and the first attenuator 3.
[0019]
As shown in each of the above configuration examples, the receiving apparatus of the present embodiment includes the first attenuator 3 provided between the front end or the high frequency amplifier (LNA) 4 and the mixer 5, and the RSSI circuit 8. Is provided with a second attenuator 10 for adjusting the input signal level of the RSSI circuit 8, and the first attenuator 3, the second attenuator 10 and the AGC amplifier 7 are controlled by the reception level controller 9. It has a configuration that
[0020]
FIG. 5 is a configuration diagram of the reception signal control block of the reception device of this embodiment, which is applied to the reception device of Configuration Example 1 in FIG.
In FIG. 5, the receiving apparatus includes a receiving antenna 1, a high frequency band pass filter (RFBPF) 2, a first attenuator 3 (attenuator 1), a high frequency amplifier (LNA) 4, a mixer 5, and an intermediate frequency band pass filter (IFBPF) 6. , Intermediate frequency AGC amplifier 7, RSSI circuit 8, second attenuator 10 (attenuator 2), first attenuation counter 11, second attenuation counter 12, A / D converter 13, D / A converter 14, output A level determination unit 15 and a reception level control unit 16 are provided.
[0021]
The first attenuation counter 11 receives the counter 1 control signal, counts the processing steps from the start of reception, outputs the counter 1 output signal to the reception level control unit 16, and outputs the attenuator 1 control signal to the first attenuator. 3 is output.
The second attenuation counter 12 receives the counter 2 control signal, counts the processing steps from the start of reception, outputs the counter 2 output signal to the reception level control unit 16, and outputs the attenuator 2 control signal to the second attenuator. 10 is output.
[0022]
The output level determination unit 15 compares the RSSI output signal level with two upper and lower threshold voltages preset according to the linear output range of the RSSI circuit 8, and outputs an analog RSSI signal if within the range.
The A / D converter 13 converts the analog RSSI signal output into a digital RSSI output signal and outputs it to the reception level control unit 16.
[0023]
The D / A converter 14 converts the digital AGC control signal from the reception level control unit 16 into an analog AGC control signal and outputs it to the intermediate frequency AGC amplifier 7.
The reception level control unit 16 compares the digital RSSI output signal with a predetermined threshold value, and performs control to adjust the attenuation amount of the second attenuator 10 if it is outside the threshold value, and also attenuates the first and second attenuators. The amount and the RSSI output signal are calculated, and control is performed to output a reception level signal proportional to the front end input signal. Further, the first attenuator 3 and other variable attenuators, the AGC amplifier 7 and other variable gain amplifiers are controlled.
[0024]
Hereinafter, the operation of the receiving apparatus configured as described above will be described. First, a means for controlling the received signal and a method for processing the received signal are described.
A signal wave transmitted by a base station, a mobile station, or the like is received by the receiving antenna 1, and noise and unnecessary waves outside the signal band are removed by a high frequency band pass filter (RFBPF) 2.
[0025]
In the initial state, the first attenuator 3 is set to an attenuation of 0 dB, so that the signal passes through without being attenuated, and is amplified by a specified amount (usually about 10 dB) by the high frequency amplifier (LNA) 4. An intermediate frequency signal (IF signal) is converted by the mixer 5, and an interference wave such as an image and unnecessary noise are removed by the intermediate frequency bandpass filter (IFBPF) 6.
After passing through the intermediate frequency bandpass filter (IFBPF) 6, the IF signal is branched into two systems. One IF signal is amplified by the AGC amplifier 7 to an input level appropriate for the demodulator, and then the baseband signal is restored by the demodulator.
[0026]
The other IF signal passes through the second attenuator 10 having an attenuation of 0 dB in the initial state, is converted to a DC signal by the RSSI circuit 8, and is proportional to the input signal level by the internal current-voltage conversion amplifier. DC voltage is output. This RSSI output voltage is compared with two reference voltages (for example, 0.5 V and 2.0 V) by an output level determination unit 15 having two thresholds, and within the range of the reference voltage (for example, 1.5 V). If there is, the signal is output as it is, converted into a digital signal by the A / D converter 13, and sent to the reception level control unit 16.
The reception level control unit 16 sends out signals for controlling gains of the first attenuator 3, the second attenuator 10, the AGC amplifier 7 and the like according to the sent RSSI signal, and appropriately performs signal processing operation in each block. Control to be able to.
[0027]
FIG. 6 is a diagram illustrating threshold setting of the RSSI output signal, and illustrates an example of setting of two thresholds (Vtb, Vt1). As shown in this figure, the two threshold values are set at the upper and lower limit points of the region where the linearity is maintained even when the output signal of the RSSI circuit takes into account the temperature characteristics and other variations. In this example, the lower threshold voltage is 0.5V, and the higher threshold voltage is 2.0V.
[0028]
FIG. 7 is a diagram showing the attenuation amount of the second attenuator 10 and the input signal dynamic range. Here, an example of dynamic range expansion when the first attenuator 3 and the second attenuator 10 having a variable range of 3 steps (20 dB / 1 step) is used will be described.
[0029]
The dynamic range (intermediate frequency signal) of the conventional receiving apparatus as shown in FIG. 9 is −70 to +20 dBm, but according to the present embodiment, it is linear to −70 to +50 dBm as can be seen from FIG. The linearity increases.
FIG. 8 is a flowchart showing an example of a reception level signal processing method in the reception apparatus of this embodiment. In the figure, ST is a flow processing step.
[0030]
In the initial state after the start of reception, the number of steps of the first attenuator 3 (COUNT1) and the number of steps of the second attenuator 10 (COUNT2) are both set to 0 (that is, the attenuation is 0 dB). The received intermediate frequency signal is not attenuated by the first and second attenuators, and the RSSI circuit 8 generates an analog RSSI voltage (Vr). The analog RSSI voltage is input to the output level determination unit 15 configured by a comparator or the like, and is compared with the higher threshold voltage (Vth) and the lower threshold voltage (Vt1) (steps ST1 to ST3).
[0031]
When Vr is Vth or less and Vt1 or more, the output signal of the RSSI circuit 8 is an area having sufficient linearity. In this case, the RSSI signal is converted into a digital signal by the A / D converter 13 and received. A signal is sent to the level controller 16 (step ST4).
When Vr is smaller than Vt1, the flow is controlled according to the states of COUNT1 and COUNT2 at that time. That is, when both COUNT1 and COUNT2 are 0, the attenuation of the attenuator is 0 dB, and the RSSI input signal cannot be increased any more, so the RSSI signal is sent to the A / D converter 13 as it is (steps ST6 and ST7). ).
[0032]
On the other hand, when COUNT2 is other than 0, the RSSI input signal level is increased by subtracting 1 from COUNT2, thereby reducing the attenuation by one step (for example, 20 dB), and the RSSI output is generated again (step ST8). ). On the other hand, when COUNT2 is 0 and COUNT1 is other than 0, by subtracting 1 from COUNT1, the attenuation is reduced by one step (for example, 20 dB), the RSSI input signal level is increased, and the RSSI output is increased again. Generate (step ST9). The above process is repeated until Vr converges within two thresholds, or COUNT1 and COUNT2 match zero.
[0033]
Even when Vr is greater than Vth, the flow is controlled by the states of COUNT1 and COUNT2 at that time. That is, when COUNT1 is equal to COUNT1MAX (the maximum number of steps of the first attenuator 3) and COUNT2 is equal to COUNT2MAX (the maximum number of steps of the second attenuator 10), the attenuation amount of the attenuator is set to the maximum value that can be set. Since the RSSI input signal cannot be further attenuated, the RSSI signal is sent to the A converter as it is (steps ST10 and ST11).
[0034]
On the other hand, when COUNT2 is smaller than COUNT2MAX, by adding 1 to COUNT2, the attenuation is increased by one step (for example, 20 dB), the RSSI input signal level is reduced, and an RSSI output is generated again ( Step ST12). On the other hand, when COUNT2 is equal to COUNT2MAX and COUNT1 is smaller than COUNT1MAX, adding 1 to COUNT1 increases the attenuation by one step (for example, 20 dB), reduces the RSSI input signal level, and again An output is generated (step ST13). The above process is repeated until Vr converges within two thresholds or COUNT1 and COUNT2 match the maximum number of steps.
[0035]
The digital RSSI output signal output from the A / D converter 13 by the process of step ST4 is output to the reception level control unit 16. The reception level control unit 16 calculates a reception level P (dBm) proportional to the reception signal input from the front end from the COUNT1, COUNT2 and RSSI output signal levels regardless of the attenuation amounts of the first and second attenuators. Then, it is sent to a system control unit (not shown) (step ST5).
The reception level P can be expressed by the following equation (1).
[0036]
P = COUNT1 × STEP1 + COUNT2 × STEP2 + Vrssi (1)
STEP 1: Attenuation amount per step in the first attenuator
STEP 2: Attenuation amount per step in the second attenuator
Vrssi: signal level corresponding to RSSI output signal voltage
[0037]
In FIG. 8, when the process of step ST1, that is, when Vr is within the threshold voltages (Vtb, Vtl), the accurate input signal level can be transmitted to the system control unit. In the process of step ST2, that is, when both COUNT1 and COUNT2 are 0, and in the process of step ST3, that is, when COUNT1 and COUNT2 match the maximum number of steps, the RSSI output voltage maintains linearity with respect to the input signal level. This is an area that is not used, and an error occurs in the signal voltage. However, the function as a soft limit can be sufficiently achieved, and a rough reception level state is output even outside the linearity range of the RSSI signal. be able to. This function is necessary for the system control unit to recognize the reception state in a communication system or the like in which the transmission / reception distance between terminals changes.
[0038]
The reception level control unit 16 resets the attenuation amount in the attenuator such as the first attenuator 3 and the gain of the variable amplifier such as the AGC amplifier 7 according to the input signal level calculated by the equation (1). As a result, the dynamic range of the high-frequency input signal can be expanded to prevent the summation of individual circuit blocks and the input of an under signal in the receiving apparatus.
[0039]
In the above description, the receiving apparatus according to the present embodiment is applied to the receiving apparatus of Configuration Example 1 in FIG. 1, but may be applied to other Configuration Examples 2 to 4.
That is, in the receiving apparatus applied to the configuration example 2 shown in FIG. 2, the first attenuator 3 is inserted after the high frequency amplifier (LNA) 4, so that the input signal level for the high frequency amplifier (LNA) 4 is adjusted. 1, the high frequency amplifier (LNA) 4 needs to have a sufficient dynamic range with respect to the input signal range. However, since the loss in the front end portion is reduced, the noise figure (NF) of the entire system is as shown in FIG. Compared to the configuration example 1, it has an advantage that can be improved.
[0040]
Further, in the receiving apparatus applied to the configuration example 3 shown in FIG. 3, the second attenuator 10, the RSSI circuit 8, and the reception level control unit 9 are inserted before the input RF signal is converted to the intermediate frequency. The input frequency of the circuit 8 must be able to cope with a high frequency, but has an advantage that the RF signal level can be directly displayed.
Further, the receiving apparatus applied to the configuration example 4 shown in FIG. 4 has both the features of the configuration example 3 and the features of the configuration example 4.
[0041]
As described above, the receiving apparatus according to the present embodiment has the front end or the first attenuator 3 provided between the high frequency amplifier (LNA) 4 and the mixer 5, and the RSSI output signal from the received signal. The RSSI circuit 8 to be generated, the second attenuator 10 for adjusting the input signal level provided in the previous stage of the RSSI circuit 8, and the RSSI output signal are compared with two threshold values. Since the attenuation level of the second attenuator 3 is adjusted and the reception level control unit 9 for adjusting the attenuation levels of the first and second attenuators is adjusted after the adjustment, the RSSI circuit 8 is prevented from being saturated. Thus, the input signal dynamic range in the RSSI circuit 8 can be expanded.
[0042]
That is, the RSSI output signal level is compared with two upper and lower threshold voltages set in advance according to the linear output range of the RSSI circuit 8 (see FIG. 7), and if it is out of the threshold, the attenuation amount of the first attenuator 3 By adjusting, saturation regarding the output voltage of the RSSI circuit 8 can be prevented, and the input dynamic range of the RSSI circuit 8 can be expanded. Further, by calculating the attenuation amount of the first and second attenuators and the RSSI output signal level, a reception level signal proportional to the front end input signal is output regardless of the attenuation amounts of the first and second attenuators. It becomes possible to do. Further, by using the RSSI output signal level, the first attenuator 3 and other variable attenuators, the AGC amplifier 7 and other variable gain amplifiers are controlled, and the demodulation performance in the weak electric field region is sacrificed. In addition, the demodulation performance can be improved by reducing the signal distortion in the strong electric field region.
[0043]
The receiving device according to the above embodiment is an example applied to the receiving unit of the wireless receiver, but may be used for any device that adjusts the reception level, for example, wireless and wired. Needless to say, the present invention can be applied to a gain adjusting section of various control devices such as a transceiver, a repeater, and a TV image detection circuit.
In the above embodiment, the name of the receiving device is used. However, this is for convenience of explanation, and may be a demodulating circuit, an AGC device, or the like, or may be incorporated in a part of the communication device or the like. There may be.
[0044]
In the above embodiment, the means for adjusting the reception level by digital control has been described. However, the processing method can be variously modified. Also, analog control may be used.
Further, the types, number, and the like of the filters, amplifiers, AGC circuits, and the like that constitute the receiving apparatus are not limited to the above-described embodiments.
[0045]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, the RSSI output signal level is compared with two preset upper and lower threshold voltages according to the range in which the linearity of the RSSI circuit can be ensured. By adjusting the attenuation of the first attenuator and the second attenuator, the dynamic range of the RSSI circuit can be expanded.
[0046]
Also, in each circuit block in the receiver, the dynamic range of the high-frequency input signal is controlled by controlling the attenuation in the first attenuator and the like and the gain of the variable amplifier such as AGC based on the calculated input signal level. The circuit block can be enlarged, and saturation of each circuit block and input of an under signal can be prevented.
Therefore, saturation of the mixer, the AGC circuit, and other individual circuits in the strong electric field can be prevented without sacrificing demodulation performance in the weak electric field, and a wide range of input signal levels can be handled.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a first configuration diagram of a receiving device according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a second configuration diagram of a receiving apparatus according to the present embodiment;
FIG. 3 is a third configuration diagram of the receiving apparatus according to the present embodiment;
FIG. 4 is a fourth block diagram of the receiving apparatus according to the present embodiment.
FIG. 5 is a configuration diagram of a received signal control block of the receiving apparatus according to the present embodiment.
FIG. 6 is a diagram illustrating threshold setting of an RSSI output signal according to the present embodiment.
FIG. 7 is a diagram illustrating a second attenuator attenuation amount and an input signal dynamic range of the receiving apparatus according to the present embodiment;
FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of a reception level signal processing method in the reception apparatus according to the present embodiment;
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a high-frequency unit of a conventional receiving circuit.
[Explanation of symbols]
1 Receiving antenna
2 High-frequency bandpass filter (RFBPF) (High-frequency amplifier)
3 First attenuator (Attenuator 1)
4 High frequency amplifier (LNA) (High frequency amplifier)
5 Mixer (mixer part)
6 Intermediate frequency bandpass filter (IFBPF)
7 Intermediate frequency AGC amplifier
8 RSSI circuit (reception level instruction signal generator)
9 Reception level controller
10 Second attenuator (Attenuator 2)
11 First attenuation counter
12 Second attenuation counter
13 A / D converter
14 D / A converter
15 Output level detector
16 Reception level controller
20 Received signal control block

Claims

In a receiving device that amplifies a high-frequency received signal by a high-frequency amplifier, converts it to an intermediate frequency signal by a mixer, and demodulates it,
A first attenuator provided at the front end;
A reception level instruction signal generation unit for generating a reception signal level signal from the reception signal;
A second attenuator for adjusting the input signal level of the reception level instruction signal generator;
Depending on the attenuation state of the first attenuator or the second attenuator, the reception level instruction signal is compared with two upper and lower threshold values set in advance according to the linear output range. For example, the receiving apparatus includes a control unit that first adjusts the attenuation amount of the second attenuator and adjusts the attenuation amount of the first attenuator after the adjustment.

In a receiving device that amplifies a high-frequency received signal by a high-frequency amplifier, converts it to an intermediate frequency signal by a mixer, and demodulates it,
A first attenuator provided between the high-frequency amplifier and the mixer;
A reception level instruction signal generation unit for generating a reception signal level signal from the reception signal;
A second attenuator for adjusting the input signal level of the reception level instruction signal generator;
Depending on the attenuation state of the first attenuator or the second attenuator, the reception level instruction signal is compared with two upper and lower threshold values set in advance according to the linear output range. For example, the receiving apparatus includes a control unit that first adjusts the attenuation amount of the second attenuator and adjusts the attenuation amount of the first attenuator after the adjustment.

The receiving apparatus according to claim 1 or 2, wherein a control block including the second attenuator, the reception level instruction signal generation unit, and the control unit is provided in a subsequent stage of the mixer unit.

The control block comprising the second attenuator, the reception level instruction signal generation unit, and the control unit is provided between the first attenuator and the high-frequency amplification unit. Receiver device.

The control block comprising the second attenuator, the reception level instruction signal generation unit, and the control unit is provided between the high-frequency amplification unit and the first attenuator. Receiver device.