JP3873052B2 - 無線通信システムおよび無線通信装置 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信における受信増幅器のＡＧＣ（自動利得制御）に関する。

データの送受信の際にデータの送信されない間欠時間があるような無線通信システムにおいて、受信機の自動利得制御（AGC：Auto Gain Control）はデータ信号を受信してから制御を開始するため、利得を高速かつ適切な値に制御することが困難であった。なお、信号の同期を補助するためデータ信号にＡＧＣのための制御用信号を多重化して送信する方式が提案されているが、この手法ではタイミング同期、周波数同期の補助を行うことはできるが、増幅器の自動利得制御を高速かつ適切に行うための補助にはならない（例えば特許文献1参照）。
特開平９−２３３０４７号

従来の間欠時間を有する無線通信システムにおける受信機の自動利得制御では、高速かつ適切な値に利得を設定することが困難であるという問題点があった。

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、受信信号に対する利得を適切な値に高速に調節すること可能な無線通信システムおよび無線通信端末を提供することを目的とする。

（１）第１の端末と第２の端末とからなる無線通信システムであって、前記第１の端末は、前記第２の端末へ間欠的に送信されるデータ信号の送信後、次の前記データ信号を送信するまでの間欠時間に、前記データ信号よりも予め定められた値だけ小さい送信電力で送信される利得制御用の制御信号を送信する手段を具備し、前記第２の端末は、受信信号の受信電力を測定する測定手段と、前記受信信号の増幅器と、測定された受信電力と前記データ信号を識別するための前記第１の閾値とを比較して、当該受信信号が前記データ信号であるか否かを判定する第１の判定手段と、測定された受信電力が前記データ信号を識別するための第１の閾値よりも小さいとき、前記受信信号が前記制御信号であるか否かを判定する第２の判定手段と、前記受信信号が前記データ信号であるときには当該データ信号の受信電力を基に前記増幅器の利得を調整し、前記受信信号が前記制御信号であるときには当該制御信号の受信電力を基に前記増幅器の利得を調整する調整手段と、を具備し、前記調整手段で前記制御信号の受信電力を基に前記利得を調整しているとき、前記測定された受信電力が前記第１の閾値以上になったとき、前記調整手段は前記利得を前記予め定められた値だけ減じた後に前記データ信号の受信電力を基に前記利得を調整する。

（２）第１の無線通信装置と通信を行う無線通信装置は、前記第１の無線通信装置へ間欠的に送信されるデータ信号の送信後、次の前記データ信号を送信するまでの間欠時間に、前記データ信号に対する利得の調整を行うための制御信号を、当該制御信号の当該第１の無線通信装置で受信されたときの受信電力が前記データ信号を識別するための第１の閾値より小さくなるような送信電力で送信する手段を具備する。

（３）第1の無線通信装置から間欠的に送信されるデータ信号と、前記データ信号の送信後次の前記データ信号を送信するまでの間欠時間にて前記データ信号よりも予め定められた値だけ小さい送信電力で送信される利得制御用の制御信号とを受信する無線通信装置であって、受信信号の受信電力を測定する測定手段と、前記受信信号の増幅器と、測定された受信電力と前記データ信号を識別するための前記第１の閾値とを比較して、当該受信信号が前記データ信号であるか否かを判定する第１の判定手段と、測定された受信電力が前記データ信号を識別するための第１の閾値よりも小さいとき、前記受信信号が前記制御信号であるか否かを判定する第２の判定手段と、前記受信信号が前記データ信号であるときには当該データ信号の受信電力を基に前記増幅器の利得を調整し、前記受信信号が前記制御信号であるときには当該制御信号の受信電力を基に前記増幅器の利得を調整する調整手段と、を具備し、前記調整手段で前記制御信号の受信電力を基に前記利得を調整しているとき、前記測定された受信電力が前記第１の閾値以上になったとき、前記調整手段は前記利得を前記予め定められた値だけ減じた後に前記データ信号の受信電力を基に前記利得を調整する。

本発明によれば、受信信号に対する利得を適切な値に高速に調節できる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図８は、本実施形態に係る無線通信端末の構成例を概略的に示したもので、送信機１０１と受信機１０２とコントローラ１０３とアンテナ１０４とから構成されている。

図１は無線通信端末の送信機１０１の構成例を示したものである。送信機１０１は、コントローラ１０３から出力された情報信号が入力された場合、符号化部４０７で符号化を行う。符号化部４０７で用いる符号化方式は特定の符号化方式に限定されるものではなく、いかなる符号化方式を用いても構わない。

制御部４０３は情報信号が入力されている間は符号化部４０７で符号化された信号をベースバンド信号生成部４０４に入力するようにスイッチ４０５を制御する。ベースバンド信号生成部４０４は入力されたディジタル信号を基にベースバンドの変調信号を生成する。ベースバンド信号生成部４０４で用いる変調方式としては、ＰＳＫ（Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）やＦＳＫ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）、ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）等いかなる手法を用いても構わない。

制御部４０３は、情報信号を含むパケットの送信終了から次のパケットを送信するためのパケットの送信されない時間（間欠時間）には、制御用信号生成部４０６で生成された制御用信号ｗｐベースバンド信号生成部４０４へ出力するように、スイッチ４０５を制御する。

周波数変換部４０２は、ミキサや発信機、帯域制限フィルタなどから構成され、ベースバンド信号生成部４０４から出力されたベースバンド信号をＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯に周波数変換する。周波数変換部４０２は、特定の方式に機能を制限するものではなく、ベースバンド信号をＲＦ帯に変換する機能を有していれば、中間周波数を何段用いても構わない。周波数変換部４０２でＲＦ帯に変換された信号は増幅器４０１で増幅され、アンテナ４００から送信される。なお増幅器４０１およびアンテナ４００は特定の増幅器やアンテナに制限されるものではなく、所望の周波数帯の信号を増幅し、送信する機能を有していればいかなるものを用いても構わない。なお、アンテナ４００は、図８のアンテナ１０４に対応する。

このように、図１に示した構成の送信機は、情報信号が入力されている場合は一般の送信機の動作となんら変わりのない動作を行う。この送信機の特徴は、送信すべき情報信号が存在しないとき、すなわち、情報信号を含むパケットの送信終了から次のパケットを送信するためのパケットの送信されない時間（間欠時間）の動作にある。

ここで、図２を参照して、図１に示した送信機の動作について説明する。

図２は、図１の送信機が情報データ（情報信号）を含むパケット（データ信号あるいはパケット信号）と制御用信号を送信するタイミングを表すとともに、データ信号と制御用信号の送信電力の大きさを模式的に示したものである。送信機は、パケット（１）とパケット（２）の間の信号が送信されていない間欠時間に、後述する受信機の可変利得増幅器５０２での利得を制御するための（自動利得制御用）の制御用信号を送信する。

一般に、パケット通信でＣＳＭＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式が用いられている場合、受信側の無線通信端末は受信信号の電力値（受信信号電力値）が所定の閾値以上であるか閾値以下であるか測定し、受信信号電力値が閾値β［ｄＢ］未満の場合に送信可能、閾値β以上の場合には、（通信中（データ信号が送信中）と判断され）、送信不可能と判定する。よって、送信側の無線通信端末から、当該閾値以上の電力で受信機で受信できるような送信電力で上記制御用信号を送信すると、他の無線通信端末が信号を送信できなくなってしまうため、送信側の無線通信端末は、他の全ての無線通信端末が制御用信号を受信していても送信可能と判断できる程度の小さい送信電力で制御用信号を送信する必要がある。

そこで、図１の送信機では、間欠時間帯に上記制御用信号を送信する際には、図２に示すように、パケット（１）やパケット（２）のようなパケット信号を送信するときの送信電力に比べ、α［ｄＢ］だけ低い送信電力で送信するようになっている。そして、この電力差αは受信機１０１において既知であるものとする（電力差αは予め定められた値である）。またこの電力差αは、送信側（機１０１）から送信される制御用信号を受信機１０２で受信した際の電力値がＣＳＭＡの閾値β［ｄＢ］より小さくなるように設定されている。

すなわち、図１に示す送信機では、制御部４０３は送信すべき情報信号が入力されていない場合、制御用信号生成部４０６で生成された制御用信号をベースバンド信号生成部４０４に入力するようにスイッチ４０５を制御し、増幅器４０１での利得をパケットを送信する場合と比較してα［ｄＢ］低い値に設定する。なお、送信電力差αは、受信機１０１が既知である事を特徴とする。

このように、送信機が、パケットを送信しないときにも制御用信号を送信することで、受信側では、パケットを受信していない間も（受信信号の）増幅器の利得の調整（自動利得制御：ＡＧＣ）を行うことができる。

もともと自動利得制御は、受信した信号の受信電力値を測定しながら、徐徐に受信用増幅器の利得を受信に適した値に調節するものである。従って、従来のパケット通信では、受信機はパケットを受信してから自動利得制御のために受信信号電力の計算を開始するために、パケットの受信に適した利得になるまである程度の時間を要していた。

しかし、図２に示したように、パケットの送信されない時間帯に制御用信号が送信されると、受信側では、当該制御用信号を用いてパケットを受信していない間も自動利得制御が行える。すなわち、常にパケット信号や制御用信号が送信されているため、受信側では増幅器の利得を随時調整することが可能となり、その結果、実際にパケットの受信が開始したときには、増幅器の利得を瞬時に当該パケットの受信に適した利得に設定することができるのである。

図３は、間欠時間に上記制御用信号を用いて利得制御を行う受信機１０２の構成例を示したものである。

受信機１０２は、アンテナ５００を用いて無線信号を受信する。アンテナ５００は特定のアンテナに制限されるものではなく、所望の周波数帯の信号を受信することができれば、いかなるアンテナを用いても構わない。なお、アンテナ５００は、図８のアンテナ１０４に対応する。

アンテナ５００で受信した信号は周波数変換部５０１でＩＦ（Intermediate Frequency）帯に変換される。ＲＳＳＩ測定部５０４は、このＩＦ帯に変換された信号を用いて受信信号の電力（受信信号電力値）を計測する。

制御部５０５はＲＳＳＩ測定部５０４で測定された受信信号電力値が所定の閾値β以上であれば情報信号（ここでは、情報信号を含むパケット信号）が入射していると判断し、閾値β以下の場合は信号が到来していないと判断する。制御部５０５は受信信号電力値が閾値β以下の場合もＡ／Ｄ変換部５０７で、受信した信号をアナログ信号からディジタル信号へ変換するのに適したレベルになるように可変利得増幅器５０２の利得をＤ／Ａ変換器５０３を介して調整する。

可変利得増幅器５０２で増幅された信号は、週蓮変換部５０６でＩＦからＲＦ帯に周波数変換された後、Ａ／Ｄ変換部５０７でアナログ信号からディジタル信号へと変換される。復号部５１０は、Ａ／Ｄ変換部５０７から出力された信号を復号して情報信号をコントローラ１０３へ出力する。

相互相関器５０８は、Ａ／Ｄ変換部５０７から出力された信号と、最大周期系列信号やチャープ信号のような周期信号を発生するとともに、この発生した周期信号とＡ／Ｄ変換部５０７から出力された信号との相互相関計算を行うものである。

自己相関器５０９はＡ／Ｄ変換部５０７から出力された信号の自己相関計算を行うものである。

スイッチ５１１は、Ａ／Ｄ変換部５０７から出力された信号を相互相関器５０８に入力するか自己相関器５０９に入力するかを切り替えるようになっている。

制御部５０５は、主に、受信信号電力値を基に可変利得増幅器５０２での利得を調整する。また、相互相関器５０８あるいは自己相関器５０９での相関計算の結果から受信信号が制御用信号であると判定したときには、当該制御用信号の受信電量値を基に可変利得増幅器５０２での利得を調整する。そして、データ信号の受信が開始されると、そのときの利得をαだけ減じる。また、相互相関器５０８あるいは自己相関器５０９での相関計算の結果から制御用信号の受信信号電力値を算出し、当該算出した値を用いて可変利得増幅器５０２での利得を調整する。

図４は、受信機１０２の利得制御方法を説明するための図である。本実施形態では、間欠時間に送信機からパケット信号の送信電力よりもα［ｄＢ］低い送信電力で制御用信号が送信されているため、制御部５０５は、図４（ｂ）に示すように、制御用信号の受信が開始されると、可変利得増幅器５０２の利得はパケット信号受信時より高くなる方向に徐徐に変化し、当該制御用信号を受信するのに適した利得になるよう調節される。あるいは、制御部５０５は、データ信号（例えば、この場合パケット信号）と制御用信号の送信電力差αを予め記憶しているので、制御用信号の受信が開始されると、そのときの利得を既知の電力差αだけ増加させて、これを初期値として、当該制御用信号を受信するのに適した利得になるよう、可変利得増幅器５０２の利得を調節するようにしてもよい。

この間欠時間の後、図２に示すようにパケット（２）が到来し、当該パケット（２）の信号を受信したときにＲＳＳＩ測定部５０４で測定された受信信号電力値がＣＳＭＡの閾値βを超えたとする（図４（ａ）参照）。制御部４０３は、データ信号（パケット信号）と制御用信号の送信電力差αを予め記憶している。そこで、受信信号電力値が閾値βを超えたときには、制御部５０５は、可変利得増幅器５０２の利得を図４（ｂ）に示すようにαだけ低く瞬時に設定する。受信機では、パケット（２）を受信する以前から、増幅器５０２の利得を制御用信号により調整され続けていたから、増幅器５０２の利得は制御用信号の受信に適した状態あるいはそれに近い状態となっているはずである。従って、パケット（２）の受信が開始されたときに、当該利得を既知の送信電力差αだけ低くすれば、パケット（２）の信号の受信に適した利得の初期値が得られることになる。このようにパケット受信時の利得の初期値を適切な値に瞬時に設定することにより、データ信号を受信するための増幅器５０２の利得を高速に最適値に設定することが可能になる。

このように、図１、図３に示した構成の送信機、受信機を有する無線通信装置を用いてパケットの送受信を行う場合、送信側（送信機１０１）からは、パケットを送信しない間欠時間には受信側（受信機１０２）での利得制御（利得調整）のための制御用信号を（パケットを送信するための）データ信号を送信する際の送信電力よりもαだけ低い送信電力で送信し、受信側（受信機１０２）では、当該間欠時間に受信した制御用信号を用いて当該制御用信号の受信に最適なように増幅器５０２の利得を調節する。そして、受信側（受信機１０２）で再びデータ信号の受信を開始したときには、増幅器５０２の現在の利得をαだけ低くして（それを初期値として）、データ信号を用いて増幅器５０２の利得の調節を行う。上記実施形態によれば、データ信号を受信するための増幅器５０２の利得を高速に最適値に設定することが可能になる。

次に、受信機１０２の構成と処理動作について、詳細に説明する。上述したように、送信機１０１は、間欠時間にデータ信号の送信電力よりα（受信機１０２で受信した際の電力値がＣＳＭＡの閾値βより小さくなるように設定されている値であって、受信機１０２には既知である値）だけ小さい送信電力で制御用信号を送信し、受信機１０２では、受信信号電力値がＣＳＭＡでデータ信号と判定される閾値βよりも小さい制御用信号の受信を開始すると、当該制御用信号の受信に最適なように増幅器５０２の利得を調節する。

受信機１０２では、受信した信号の電力値がβより小さいとき、当該信号が制御用信号であるか否かを判定する必要がある。制御用信号はＣＳＭＡで通信信号と判定されないように低電力で送信されている。よって、このままでは間欠時間に制御用信号が送信されているか否か判定することは困難である。そこで、受信機１０２で、受信した信号が制御用信号であることを判定することが容易に行えるように、最大周期系列信号（M-sequence : Maximum length sequence）やチャープ信号を制御用信号として用いる。

最大周期系列信号やチャープ信号は自己相関特性が鋭いピークを有することで知られている。このように、制御用信号として、一定の周期Ｔ（この周期Ｔは、受信側において既知）で繰り返し同一の信号が送信されている場合、図２に示すように間欠時間に受信した信号を時間Ｔだけ用いて自己相関を求めることによって、周期Ｔ毎にピークを検出することができる。さらに、受信側で、制御用信号の系列が既知であるならば、受信側で制御用信号として送信されている信号を参照信号として発生し、間欠時間に受信した信号と当該参照信号の相互相関を求めることにより、周期Ｔ毎にピークを検出することができる。

図３の自己相関器５０９は、Ａ／Ｄ変換部５０７から出力された信号から自己相関により、周期Ｔを検出する。制御部５０５は、ＲＳＳＩ測定部５０４で測定された受信した信号の受信信号電力値が閾値βより小さく、しかも当該受信した信号から自己相関器５０９で周期Ｔが検出されたとき（周期Ｔでピークが検出されたとき）、当該受信した信号を制御用信号であると判定する。

なお、自己相関器５０９は公知効用のものを用いれば十分であり、その構成および処理動作は本発明の要旨ではないので説明は省略する。

以上説明したように、送信機１０１が自動利得制御用の信号（制御用信号）として最大周期系列信号やチャープ信号を繰り返し送信し、受信機１０２では、間欠時間に受信した信号から自己相関を求めることにより既知の周期Ｔでピークを検出した場合には、当該受信した信号を制御用信号と判定することにより、受信機において、間欠時間に送信される制御用信号が容易に識別することができ、制御部５０５では間欠時間帯の増幅器５０２の利得の調節動作へと容易にしかも高速に移行することができる。

図３の相互相関器５０８は、制御用信号と同じ周期の参照信号を発生し（例えば、制御用信号の系列と同じ系列の参照信号を発生し）、この参照信号と、Ａ／Ｄ変換部５０７から出力された信号との相互相関を求めることにより、周期Ｔを検出する（周期Ｔ毎のピークを検出する）。

制御部５０５は、ＲＳＳＩ測定部５０４で測定された受信した信号の受信信号電力値が閾値βより小さく、しかも当該受信した信号から相互相関器５０８で周期Ｔが検出されたとき（受信信号と参照信号の相互相関が周期Ｔ毎のピークを有し、周期Ｔでピークが検出されたとき）、当該受信した信号を制御用信号であると判定する。

なお、相互相関器５０８は公知効用のものを用いれば十分であり、その構成および処理動作は本発明の要旨ではないので説明は省略する。

以上説明したように、送信機１０１が自動利得制御用の信号（制御用信号）として最大周期系列信号やチャープ信号を繰り返し送信し、受信機１０２では、制御用信号の系列と同じ系列の参照信号を発生し、この参照信号と間欠時間に受信した信号の相互相関を求めることにより既知の周期Ｔでピークを検出した場合には、当該受信した信号を制御用信号と判定することにより、受信機において、間欠時間に送信される制御用信号が容易に識別することができ、制御部５０５では間欠時間帯の増幅器５０２の利得の調節動作へと容易にしかも高速に移行することができる。

なお、図３に示した構成の受信機１０２は、相互相関器５０８と自己相関器５０９の両方を有し、スイッチ５１１で、Ａ／Ｄ変換器５０７から出力された信号をそのいすれかに入力するようになっている。しかし、この場合に限らず、相互相関器５０８と自己相関器５０９のいずれか一方のみを具備した構成であってもよい。

また、間欠時間における利得制御に用いる制御用信号の電力値は、周波数変換部５０１でＩＦ帯に変換された信号からＲＳＳＩ測定部５０４で測定されているが、この場合に限らない。制御用信号の自己相関値、あるいは制御用信号と参照信号との相互相関値を間欠時間における利得制御に用いることもできる。ここでは、制御用信号の自己相関値、あるいは制御用信号と参照信号との相互相関値を間欠時間における利得制御に用いる場合について説明する。

制御用信号として用いる最大周期系列信号やチャープ信号は自己相関係数が鋭いピークを有する信号であることが知られている。また、自己相関値のピーク値や相互相関値のピーク値の絶対値の二乗値は受信信号電力値に相当する。しかも、相関演算は時間による平均化が含まれるため、雑音成分が平均化され、相関のピーク位置におけるＳＮ比（signal to noise ratio）は受信信号のＳＮ比に比べて良好な値となる。よって、受信した信号の電力を直接ＲＳＳＩ測定部５０４で測定するよりも、受信した信号の自己相関値または受信した信号と参照信号との相互相関値から受信信号電力値を算出する（推定する）ほうが精度の高い受信信号電力値を得ることができる。

制御用信号は、小電力で送信されるため、ＳＮ比が小さく、自動利得制御が適切に動作しない可能性がある。最大周期系列やチャープ信号の自己相関値は系列長に応じて高いＳＮ比示すため、自動利得制御をより適切に動作させることが可能となるのである。

制御部５０５は、相互相関器５０８で求めた相互相関値（図６の周期Ｔ毎に電力値にピークを有する波形）から、そのピーク値の絶対値の二乗を求めて、それを制御用信号の受信号電力値とする。あるいは、制御部５０５は、自己相関器５０９で求めた自己相関値（図５の周期Ｔ毎に電力値にピークを有する波形）から、そのピーク値を求めて、それを制御用信号の受信信号電力値とする。そして、ＲＳＳＩ測定部５０４で実際の制御用信号から測定された受信電力値を用いた通常の自動利得制御を行わずに、上記制御部５０５で算出された受信信号電力値を用いて可変利得増幅器５０２の利得を調節する。これにより、可変利得増幅器５０２の利得の設定値をより受信信号の電力に適したものに設定することができる。

あるいは、ＲＳＳＩ測定部５０４で実際の制御用信号から測定された受信電力値を基に通常の自動利得制御を行って可変利得増幅器５０２の利得を調節するとともに、さらに、上記のようにして制御部５０５で求められた受信信号電力値とＲＳＳＩ測定部５０４で実際の制御用信号から測定された受信信号電力値との差分だけ、可変利得増幅器５０２の利得の設定値を補正することにより、可変利得増幅器５０２の利得の設定値をより受信信号の電力に適したものに設定することができる。

さらに、間欠時間では、ＲＳＳＩ測定部５０４で実際の受信信号から測定された受信電力値を基にデータ信号の有無を判断するのではなく、制御部５０５で算出された受信信号電力値を用いてデータ信号の有無を判断するようにしてもよい。

図７に示すフローチャートは、図３に示した構成の受信機１０２の間欠時間における処理動作の一例を示したものである。以下、図７を参照して受信機１０２の処理動作の一例について説明する。

受信機１０２は、前述したように、受信した信号（受信信号）の受信信号電力値を測定し、その値が閾値βより小さく、しかも、当該受信信号の自己相関あるいは当該受信信号と参照信号との相互相関から、既知の周期Ｔが検出されたときに、当該受信信号は制御用信号であると判定し、当該制御用信号を用いてＡＧＣを行う。すなわち、受信信号の受信信号電力値（ＲＳＳＩ）を測定し（ステップＳ１）、当該値が閾値βより小さいときには（ステップＳ２）、まだ、間欠時間であるのでステップＳ３へ進む。

ステップＳ３において制御用信号が既知である場合には、ステップＳ５へ進み、相互相関器５０８において、例えば制御用信号と同じ系列の参照信号を発生し、受信信号と当該参照信号の相互相関値を求める。受信信号が制御用信号であるなら予め定められた周期Ｔが検知されるので、制御部５０５は、さらに、当該相互相関値のピーク値の絶対値の二乗を算出して、それを制御用信号の受信信号電力値とする（ステップＳ６）。制御部５０５は、算出された受信信号電力値を基に、可変利得増幅器５０２の利得を調整する（ステップＳ７）。

一方、ステップＳ３において、制御用信号が既知でない場合には、ステップＳ４へ進み、自己相関器５０９において、受信信号の自己相関値を求める。受信信号が制御用信号であるなら予め定められた周期Ｔが検知されるので、制御部５０５は、さらに、当該自己相関値のピーク値を制御用信号の受信信号電力値とする（ステップＳ６）。制御部５０５は、この求めた受信信号電力値を基に、可変利得増幅器５０２の利得を調整する（ステップＳ７）。

以上説明したように、上記実施形態によれば、送信側では、データ信号送信後、次のデータ信号を送信するまでの間欠時間に受信側でＡＧＣ（自動利得制御）を行うため制御用信号を、当該制御用信号の受信側で受信されたときの受信電力がデータ信号を識別するための第１の閾値βより小さくなるような送信電力で送信し、受信側では、間欠時間は制御用信号の受信電力を基にＡＧＣを行い、データ信号の受信開始と同時に、そのときの利得をαだけ減じることにより、受信側では、データ信号の受信が再開したときには、当該データ信号を受信する際のＡＧＣが高速に行える。また、送信側から制御用信号を送信する際の送信電力はデータ信号を送信する際の送信電力より予め定められた値αだけ小さいため、受信側では制御用信号をデータ信号と誤認することはない。

また、制御用信号として最大周期系列の信号やチャープ信号が送信されている場合、受信側で相関をとることによって、制御用信号の有無を調べることが可能であり、しかも制御用信号の電力の低さをカバーすることができる。

このように、上記実施形態によれば、自動利得制御用の信号（制御用信号）として最大周期系列信号やチャープ信号のような周期信号を繰り返し送信し、受信機で受信信号の自己相関値や受信信号と参照信号の相互相関値を基に自動利得制御を設定することにより、精度の高い設定を実現することが可能になる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

送信機の構成例を示した図。 送信機がデータ信号と制御用信号を送信するタイミングを表すとともに、データ信号と制御用信号の送信電力の大きさを模式的に示した図。 受信機の構成例を示した図。 受信機の利得制御方法を説明するための図。 自己相関器で制御用信号の周期を検知するための自己相関計算について説明するための図。 相互相関器で制御用信号の周期を検知するための相互相関計算について説明するための図。 受信機の間欠時間における処理動作の一例を示したフローチャート。 無線通信端末の構成例を概略的に示した図。

符号の説明

１００…無線通信端末、１０１…送信機、１０２…受信機、１０３…コントローラ、１０４、４００、５００…アンテナ、４０１…増幅器、４０２…周波数変換部、４０３…制御部、４０４…ベースバンド信号生成部、４０５…スイッチ、４０６…制御用信号生成器、４０７…符号化部、５０１、５０６…周波数変換部、５０２…可変利得増幅器、５０３…Ｄ／Ａ変換器、５０４…ＲＳＳＩ測定部、５０５…制御部、５０７…Ａ／Ｄ変換部、５０８…相互相関器、５０９…自己相関器、５１０…復号器。

Claims (12)

1. 第１の端末と第２の端末とからなる無線通信システムであって、
   前記第１の端末は、
   前記第２の端末へ間欠的に送信されるデータ信号の送信後、次の前記データ信号を送信するまでの間欠時間に、前記データ信号よりも予め定められた値だけ小さい送信電力で送信される利得制御用の制御信号を送信する手段を具備し、
   前記第２の端末は、
   受信信号の受信電力を測定する測定手段と、
   前記受信信号の増幅器と、
   測定された受信電力が前記データ信号を識別するための前記第１の閾値以上であるとき、当該受信信号を前記データ信号と判定する第１の判定手段と、
   測定された受信電力が前記データ信号を識別するための第１の閾値よりも小さいとき、前記受信信号が前記制御信号であるか否かを判定する第２の判定手段と、
   前記受信信号が前記データ信号であるときには当該データ信号の受信電力を基に前記増幅器の利得を調整し、前記受信信号が前記制御信号であるときには当該制御信号の受信電力を基に前記増幅器の利得を調整する調整手段と、
   を具備し、前記調整手段で前記制御信号の受信電力を基に前記利得を調整しているとき、前記測定された受信電力が前記第１の閾値以上になったとき、前記調整手段は前記利得を前記予め定められた値だけ減じた後に前記データ信号の受信電力を基に前記利得を調整することを特徴とする無線通信システム。
2. 前記制御信号は周期信号であり、前記第２の判定手段は、前記受信信号から前記周期信号の周期が検出されたとき、当該受信信号を前記制御用信号と判定することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
3. 前記第２の判定手段は、前記受信信号の自己相関計算により前記周期信号の周期を検出することを特徴とする請求項２記載の無線通信システム。
4. 前記第２の判定手段は、前記周期信号と同じ周期信号を生成し、当該生成された周期信号と前記受信信号の相互相関計算により前記周期信号の周期を検出することを特徴とする請求項２記載の無線通信システム。
5. 前記調整手段は、前記制御信号の相関計算により求めた相関値から推定される当該制御信号の受信電力を用いて前記利得を調整することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
6. 第１の無線通信装置と通信を行う無線通信装置であって、
   前記第１の無線通信装置へ間欠的に送信されるデータ信号の送信後、次の前記データ信号を送信するまでの間欠時間に、前記データ信号に対する利得の調整を行うための制御信号を、当該制御信号の当該第１の無線通信装置で受信されたときの受信電力が前記データ信号を識別するための第１の閾値より小さくなるような送信電力で送信する手段を具備したことを特徴とする無線通信装置。
7. 前記制御信号は、周期信号であることを特徴とする請求項６記載の無線通信装置。
8. 第1の無線通信装置から間欠的に送信されるデータ信号と、前記データ信号の送信後次の前記データ信号を送信するまでの間欠時間にて前記データ信号よりも予め定められた値だけ小さい送信電力で送信される利得制御用の制御信号とを受信する無線通信装置であって、
   受信信号の受信電力を測定する測定手段と、
   前記受信信号の増幅器と、
   測定された受信電力が前記データ信号を識別するための前記第１の閾値以上であるとき、当該受信信号を前記データ信号と判定する第１の判定手段と、
   測定された受信電力が前記データ信号を識別するための第１の閾値よりも小さいとき、前記受信信号が前記制御信号であるか否かを判定する第２の判定手段と、
   前記受信信号が前記データ信号であるときには当該データ信号の受信電力を基に前記増幅器の利得を調整し、前記受信信号が前記制御信号であるときには当該制御信号の受信電力を基に前記増幅器の利得を調整する調整手段と、
   を具備し、前記調整手段で前記制御信号の受信電力を基に前記利得を調整しているとき、前記測定された受信電力が前記第１の閾値以上になったとき、前記調整手段は前記利得を前記予め定められた値だけ減じた後に前記データ信号の受信電力を基に前記利得を調整することを特徴とする無線通信装置。
9. 前記制御用信号は周期信号であり、前記第２の判定手段は、前記受信信号から前記周期信号の周期が検出されたとき、当該受信信号を前記制御信号と判定することを特徴とする請求項８記載の無線通信装置。
10. 前記第２の判定手段は、前記受信信号の自己相関計算により前記周期信号の周期を検出することを特徴とする請求項９記載の無線通信装置。
11. 前記第２の判定手段は、前記周期信号と同じ周期信号を生成し、当該生成された周期信号と前記受信信号の相互相関計算により前記周期信号の周期を検出することを特徴とする請求項９記載の無線通信装置。
12. 前記調整手段は、前記制御信号の相関計算により求めた相関値から推定される当該制御信号の受信電力を用いて前記利得を調整することを特徴とする請求項８記載の無線通信装置。

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