JP4014429B2 - 自動利得制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、受信レベルを自動的に制御する自動利得制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、自動利得制御は、演算増幅器を用いたアナログ回路によって行なわれてきたが、近年のディジタル処理技術の発展により、ディジタル回路によって行なわせることが可能となってきている。
【0003】
図8はかかる従来の自動利得制御装置の一例を示すブロック図であって、1は演算増幅器、2はA/D(アナログ/ディジタル)変換器、3は二乗平均回路、4はメモリ、5は利得係数発生回路である。
【0004】
同図において、受信信号の受信電界レベルであるアナログ入力信号xは演算増幅器1に供給され、利得係数発生回路5からの利得係数Agが乗算されて、一定のレベルに自動利得制御されたアナログ出力信号y(=Ag・x)が得られる。このアナログ出力信号yは、A/D変換器2に供給されてディジタル信号に変換され、自動利得制御されたディジタル出力信号zが得られる。このディジタル出力信号zは、この自動利得制御装置から出力されるとともに、自動利得制御のためのフィードバックループにも送られる。
【0005】
このフィードバックループでは、A/D変換器2から得られるディジタル出力信号zが二乗平均回路3に供給され、シンボル単位で二乗平均化されてメモリ4に格納される。利得係数発生回路5は、メモリ4から二乗平均化されたシンボル単位(以下、二乗平均化シンボルという)のデータを順次読み出し、二乗平均化シンボルのN個(但し、Nは2以上の整数)ずつ平均化処理してその平均値を求め、予め設定されたこの自動利得制御装置の出力レベル(以下、基準出力レベルという)をこの平均値で除算することにより、上記の利得係数Agを求める。これにより、Nシンボル単位の周期毎に利得係数Agが更新され、演算増幅器1に供給される。
【0006】
図9は従来の自動利得制御装置の他の例を示すブロック図であって、図8に対応する部分には同一符号を付けている。
【0007】
図8に示した従来例がフィードバックループを構成するのに対し、この従来例はフィードフォワードループを構成するものである。
【0008】
図9において、受信信号の受信電界レベルであるアナログ入力信号xは、演算増幅器1に供給されるとともに、フィードバックループにも送られる。演算増幅器1では、利得係数発生回路5からの利得係数Agがこのアナログ入力信号xに乗算されて、一定レベルに自動利得制御されたアナログ出力信号y(=Ag・x)が得られる。このアナログ出力信号yはA/D変換器2に供給されてディジタル信号に変換され、自動利得制御されたディジタル出力信号zとして自動利得制御装置から出力される。
【0009】
このフィードフォワードループでは、受信信号の受信電界レベルであるRSSI(Recieved Signal Strength Indecation)が二乗平均回路3に供給され、シンボル単位で二乗平均されてメモリ4に格納される。利得係数発生回路5は、メモリ4から二乗平均されたシンボル単位を順次読み出し、N個(但し、Nは2以上の整数)ずつ平均化処理してその平均値を求め、この自動利得制御装置の基準出力レベルをこの平均値で除算することにより、上記の利得係数Agを求める。これにより、この従来例においても、Nシンボル単位の周期毎に利得係数Agが更新され、演算増幅器1に供給される。
【0010】
図10は従来の自動利得制御装置のさらに他の例を示すブロック図であって、6は乗算器であり、図8及び図9に対応する部分には同一符号を付けている。
【0011】
同図において、受信信号の受信電界レベルであるアナログ入力信号xは、A/D変換器2に供給されてディジタル入力信号x’に変換される。このディジタル入力信号x’は乗算器6に供給され、利得係数発生回路5からの利得係数Agが乗算されて、一定レベルに自動利得制御されたディジタル出力信号z(=Ag・x)が得られる。このディジタル出力信号zは、この自動利得制御装置から出力されるとともに、フィードバックループにも送られる。
【0012】
このフィードバックループでは、図8に示した従来例と同様、乗算器6から得られるディジタル出力信号zが二乗平均回路3に供給され、シンボル単位で二乗平均されてメモリ4に格納される。利得係数発生回路5は、メモリ4から二乗平均化シンボルを順次読み出し、N個(但し、Nは2以上の整数)ずつ平均化処理してその平均値を求め、この自動利得制御装置の基準出力レベルをこの平均値で除算することにより、上記の利得係数Agを求める。これにより、Nシンボル単位の周期毎に利得係数Agが更新され、乗算器6に供給される。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の自動利得制御装置では、いずれにおいても、利得係数発生回路5で平均化処理する二乗平均化シンボルの個数Nが予め決められており、また、これらシンボルのデータに重み付けなどをせずに均一に平均化するため、次のような問題があった。
【0014】
即ち、例えば、携帯電話機や携帯情報端末などの移動無線端末では、受信信号がフェージングなどに影響されて、その受信レベルが急激に変化する場合がある。しかし、上記従来の自動利得制御装置では、利得係数発生回路5で平均化処理する二乗平均化シンボル数Nを一定に設定しているため、特に、このシンボル数Nが多い場合、利得係数Agをかかる急激な受信レベルの変動に追従して変化させることができず、従って、受信信号の自動利得制御をかかる受信レベルの急激な変動に追従させることができない。
【0015】
かかる問題を解消するためには、利得係数発生回路5で平均化処理する二乗平均化シンボル数Nを少なくすればよいが、このようにすると、利得係数Agの更新処理が頻繁に行なわれることになり、特に、利得係数Agの更新を頻繁に行なう必要がない受信レベルの変動が緩やかな場合や受信レベルの変動がほとんどない場合には、あまり意味がない利得係数Agの発生処理が行なわれることになる。このような不必要な更新のためにも、利得係数Agの生成処理が行なわれてその分電力が無駄に消費されることになる。
【0016】
また、二乗平均化シンボルのデータは全て均等に平均化されるため、このシンボル数Nを少なく設定しているときには、突発的なデータが発生すると、利得係数Agがこれに大きく影響されてしまうことになる。
【0017】
本発明の目的は、かかる問題を解消し、効率的な処理のもとに、受信レベルの急激な変動にも追従できるようにした自動利得制御装置を提供することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、受信信号を一定レベルの信号に増幅する演算増幅器と、該演算増幅器の出力をディジタル信号に変換するA/D変換器と、該A/D変換器から得られるディジタル出力信号をシンボル単位で二乗平均化処理する二乗平均回路と、該二乗平均回路から得られる二乗平均化シンボルを記憶するメモリと、予め設定された基準出力レベルを、該メモリに記憶された該二乗平均化シンボル値を平均した値で除算することにより、該演算増幅器の増幅率である利得係数を発生させる利得係数発生回路と、フェージングなどによる受信レベルの変動を算出する判定回路と、該判定回路から得られる受信レベルの変動から、該利得係数発生回路で平均化処理される二乗平均化シンボル数を決定する手段と、該判定回路から得られる受信レベルの変動から、該利得係数発生回路での利得係数の更新間隔を決定する手段と、該判定回路から得られる受信レベルの変動に対応する利得係数発生回路で平均化処理される二乗平均化シンボル数と利得係数の更新間隔が記憶されたテーブルROMと、該判定回路から得られる該受信レベルの変動をもとに該テーブルROMを照合して、該受信レベルが急変する状況にあるときには、利得係数発生回路で平均化処理される二乗平均化シンボル数と利得係数の更新間隔とを小さく設定し、該受信レベルがほとんど変化しない状況あるいは該受信レベルが穏やかに変動する状況にあるとき、該平均化処理される二乗平均化シンボル数と利得係数の更新間隔とを大きく設定する制御回路とを備えたものである。
【0019】
また、本発明は、受信信号を一定レベルの信号に増幅する演算増幅器と、受信した信号の受信電界レベルであるRSSI(Recieved Signal Indecation)をシンボル単位で二乗平均化処理する二乗平均回路と、該二乗平均回路から得られる二乗平均化シンボルを記憶するメモリと、予め設定された基準出力レベルを、該メモリに記憶された該二乗平均化シンボル値を平均した値で除算することにより、該演算増幅器の増幅率である利得係数を発生させる利得係数発生回路と、フェージングなどによる受信レベルの変動を算出する判定回路と、該判定回路から得られる受信レベルの変動から、該利得係数発生回路で平均化処理される二乗平均化シンボル数を決定する手段と、該判定回路から得られる受信レベルの変動から、該利得係数発生回路での利得係数の更新間隔を決定する手段と、該判定回路から得られる受信レベルの変動に対応する利得係数発生回路で平均化処理される二乗平均化シンボル数と利得係数の更新間隔が記憶されたテーブルROMと、該判定回路から得られる該受信レベルの変動をもとに該テーブルROMを照合して、該受信レベルが急変する状況にあるときには、利得係数発生回路で平均化処理される二乗平均化シンボル数と利得係数の更新間隔とを小さく設定し、該受信レベルがほとんど変化しない状況あるいは該受信レベルが穏やかに変動する状況にあるとき、該平均化処理される二乗平均化シンボル数と利得係数の更新間隔とを大きく設定する制御回路と、該演算増幅器の出力をディジタル信号に変換するA/D変換器とを備えたものである。
【0020】
さらに、本発明は、アナログ入力信号をディジタル入力信号に変換するA/D変換器と、該ディジタル入力信号と利得係数との乗算処理を行なう乗算回路と、該乗算器から得られるディジタル出力信号をシンボル単位で二乗平均化処理する二乗平均回路と、該二乗平均回路から得られる二乗平均化シンボルを記憶するメモリと、予め設定された基準出力レベルを、該メモリに記憶された該二乗平均化シンボル値を平均した値で除算することにより、該演算増幅器の増幅率である利得係数を発生させる利得係数発生回路と、フェージングなどによる受信レベルの変動を算出する判定回路と、該判定回路から得られる受信レベルの変動から、該利得係数発生回路で平均化処理される二乗平均化シンボル数を決定する手段と、該判定回路から得られる受信レベルの変動から、該利得係数発生回路での利得係数の更新間隔を決定する手段と、該判定回路から得られる受信レベルの変動に対応する利得係数発生回路で平均化処理される二乗平均化シンボル数と利得係数の更新間隔が記憶されたテーブルROMと、該判定回路から得られる該受信レベルの変動をもとに該テーブルROMを照合して、該受信レベルが急変する状況にあるときには、利得係数発生回路で平均化処理される二乗平均化シンボル数と利得係数の更新間隔とを小さく設定し、該受信レベルがほとんど変化しない状況あるいは該受信レベルが穏やかに変動する状況にあるとき、該平均化処理される二乗平均化シンボル数と利得係数の更新間隔とを大きく設定する制御回路とを備えたものである。
【0022】
即ち、受信レベルの変動に応じて、つまり、受信レベルが安定であったり、フェージングなどによって急変したりするのに応じて、利得係数発生回路で利得係数を生成するために平均化処理する二乗平均化シンボル数や利得係数の更新間隔を制御し、効率的な処理のもとで受信レベルの変動に利得係数を追従させるものである。
【0023】
受信レベルの変動が急なときには、利得係数発生回路で平均化処理する二乗平均化シンボル数や利得係数の更新間隔が大きいと、古いデータ(受信レベル)も利得係数に反映してしまう。そこで、本発明は、受信レベルの急激な変動に対しては、これに利得係数を即座に反映させるために、上記の二乗平均化シンボル数や利得係数の更新間隔を小さくする。
【0024】
また、受信レベルの傾きが緩やかな場合には、つまり、受信レベルが安定している場合には、頻繁に利得係数を更新する必要がない。そこで、この発明では、利得係数発生回路で平均化処理する二乗平均化シンボル数や利得係数の更新間隔を大きくし、または、一定の時間は利得係数の更新を行なわず、利得制御ループを休止させることにより、セービング(主にハードウェアで処理した場合)もしくは別の処理(ソフトウェアで処理した場合)を行なうようにする。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面により説明する。
図1は本発明による自動利得制御装置の第1の実施形態を示すブロック構成図であって、7は判定回路、8は制御回路、9はテーブルROMであり、図8に対応する部分には同一符号を付けている。
【0026】
同図において、受信信号の受信電界レベルであるアナログ入力信号xは演算増幅器1に供給され、利得係数発生回路5からの利得係数Agが乗算されて、一定のレベルに自動利得制御されたアナログ出力信号y(=Ag・x)が得られる。このアナログ出力信号yは、A/D変換器2に供給されてディジタル信号に変換され、自動利得制御されたディジタル出力信号zが得られる。このディジタル出力信号zは、この自動利得制御装置から出力されるとともに、自動利得制御のためのフィードバックループにも送られる。
【0027】
このフィードバックループでは、A/D変換器2から得られるディジタル出力信号zが二乗平均回路3に供給され、シンボル毎に二乗平均化されてメモリ4に格納される。利得係数発生回路5は、制御回路8の制御のもとに、メモリ4から二乗平均化されたシンボル単位、即ち、二乗平均化シンボルのデータを順次読み出し、かかるシンボルをN個(但し、Nは2以上の整数)ずつ平均化処理してその平均値を求め、この自動利得制御装置の基準出力レベルをこの平均値で除算することにより、上記の利得係数Agを求める。
【0028】
ここで、二乗平均回路3で得られる二乗平均化シンボルは判定回路7にも供給され、受信レベルの変動が算出されて受信信号に生ずるフェージングのピッチが判定される。テーブルROM9には、かかるフェージングピッチに応じた利得係数発生回路5で平均化処理する二乗平均化シンボル数Nや利得係数Agの更新間隔に関する情報が予め格納されている。制御回路8は、判定回路7のかかる判定結果に対応した情報を読み取り、この情報に応じて利得係数発生回路5での二乗平均化シンボル数Nや利得係数Agの更新間隔を制御する。
【0029】
このようにして、利得係数発生回路5で平均化処理される二乗平均化シンボル数Nや利得係数Agの更新間隔が受信レベルの変動状況に応じて制御されることになり、受信レベルが急変するような状況が判定回路7によるフェージングピッチの判定によって検出されると、利得係数発生回路5では、制御回路8により、二乗平均化シンボル数Nや利得係数Agの更新間隔が小さくなるように制御され、また、受信レベルがほとんど変動しないような状況あるいは受信レベルの変動が穏やかな状況が判定回路7によるフェージングピッチの判定によって検出されると、利得係数発生回路5では、制御回路8により、二乗平均化シンボル数Nや利得係数Agの更新間隔が大きくなるように制御される。これにより、受信レベルの変動状況に応じて効果的に追従して自動利得制御が行なわれることになる。
【0030】
また、受信レベルがほとんど変動しないような状況あるいは受信レベルの変動が穏やかな状況の場合には、制御回路8が二乗平均化シンボル数Nや利得係数Agの更新間隔を大きくするように利得係数発生回路5を制御するものであるから、利得係数Agの次の更新があるまでの期間、利得係数発生回路5の処理を休止させる期間を長くすることができ、その間制御回路8を別の処理に当てることができる。
【0031】
図2は本発明による自動利得制御装置の第2の実施形態を示すブロック構成図であって、図9及び図1に対応する部分には同一符号を付けている。
【0032】
同図において、受信信号の受信電界レベルであるアナログ入力信号xは、演算増幅器1に供給されるとともに、フィードバックループにも送られる。演算増幅器1では、利得係数発生回路5からの利得係数Agがこのアナログ入力信号xに乗算されて、一定レベルに自動利得制御されたアナログ出力信号y(=Ag・x)が得られる。このアナログ出力信号yはA/D変換器2に供給されてディジタル信号に変換され、自動利得制御されたディジタル出力信号zとして自動利得制御装置から出力される。
【0033】
このフィードフォワードループでは、受信信号の受信電界レベルであるRSSIが二乗平均回路3に供給され、シンボル毎に二乗平均化されてメモリ4に格納される。利得係数発生回路5は、制御回路8の制御のもとに、メモリ4から二乗平均化シンボルを順次読み出し、かかるシンボル単位のN個(但し、Nは2以上の整数)ずつ平均化処理してその平均値を求め、この自動利得制御装置の基準出力レベルをこの平均値で除算することにより、上記の利得係数Agを求める。
【0034】
ここで、二乗平均回路3で得られる二乗平均化シンボルは判定回路7にも供給され、受信レベルの変動が算出されて受信信号に生ずるフェージングのピッチが判定される。テーブルROM9には、かかるフェージングピッチに応じた利得係数発生回路5で平均化処理される二乗平均化シンボル数Nや利得係数Agの更新間隔に関する情報が予め格納されている。制御回路8は、判定回路7のかかる判定結果に対応した情報を読み取り、この情報に応じて利得係数発生回路5で平均化処理する二乗平均化シンボル数Nや利得係数Agの更新間隔を制御する。
【0035】
このようにして、この第2の実施形態においても、上記第1の実施形態と同様の効果が得られる。
【0036】
図3は本発明による自動利得制御装置の第3の実施形態を示すブロック構成図であって、図10及び図1に対応する部分には同一符号を付けている。
【0037】
同図において、受信信号の受信電界レベルであるアナログ入力信号xは、A/D変換器2に供給されてディジタル入力信号x’に変換される。このディジタル入力信号x’は乗算器6に供給され、利得係数発生回路5からの利得係数Agが乗算されて、一定レベルに自動利得制御されたディジタル出力信号z(=Ag・x)が得られる。このディジタル出力信号zは、この自動利得制御装置から出力されるとともに、フィードバックループにも送られる。
【0038】
このフィードバックループでは、図1に示した第1の実施形態と同様、乗算器6から得られるディジタル出力信号zが二乗平均回路3に供給され、シンボル毎に二乗平均されてメモリ4に格納される。利得係数発生回路5は、制御回路8の制御のもとに、メモリ4から二乗平均化シンボルを順次読み出し、かかるシンボルをN個(但し、Nは2以上の整数)ずつ平均化処理してその平均値を求め、この自動利得制御装置の基準出力レベルをこの平均値で除算することにより、上記の利得係数Agを求める。
【0039】
ここで、二乗平均回路3で得られる二乗平均化シンボルは判定回路7にも供給され、受信レベルの変動が算出されて受信信号に生ずるフェージングのピッチが判定される。テーブルROM9には、かかるフェージングピッチに応じた利得係数発生回路5で平均化処理される二乗平均化シンボル数Nや利得係数Agの更新間隔に関する情報が予め格納されている。制御回路8は、判定回路7のかかる判定結果に対応した情報を読み取り、この情報に応じて利得係数発生回路5で平均化処理される二乗平均化シンボル数Nや利得係数Agの更新間隔を制御する。
【0040】
このようにして、この第3の実施形態においても、上記第1の実施形態と同様の効果が得られる。
【0041】
図4は図1〜図3における利得係数発生回路5の一具体例の要部とその動作説明のための図であって、10a〜10hは遅延素子、11a〜11hは乗算回路、12a〜12gは加算回路である。
【0042】
同図において、8個の遅延素子10a〜10hが直列に接続されており、これら遅延素子10a〜10hの遅延量はメモリ4から読み出されるシンボル単位の周期に等しく設定されている。また、これら遅延素子10a,10b,10c,10d,10e,10f,10g,10hの出力は夫々乗算回路11a,11b,11c,11d,11e,11f,11g,11hに供給され、これら夫々に設定されている重み係数が乗算される。これら乗算回路11a〜11hの出力は全て加算回路12a,12b,12c,12d,12e,12f,12gによって加算され、その加算値DOUTが、図示しない除算回路により、乗算回路11a〜11hの重み係数の総和によって除算されて利得係数Agが生成される。
【0043】
乗算回路11a〜11hの重み係数は、図1〜図3における判定回路7の判定結果に応じて制御回路8がテーブルROM9から取り込む情報に応じたものであり、図4(a)は受信レベルがほとんど変動しない場合あるいは穏やかに変動する場合のこの具体例の一動作例を示すものであって、ここでは、平均化処理する二乗平均化シンボル数Nを8とするものである。
【0044】
図4(a)において、この場合には、乗算回路11a〜11hの全てに0以外の重み係数が設定され、これら全てが使用されることになる。メモリ4(図1〜図3)からの二乗平均化シンボルDINが上記の周期で入力されるが、乗算回路11a〜11hはこれらシンボルDINのデータに重み付けをするものであって、この重み付けも新しい(即ち、後から入力される)シンボルDIN程大きな重み係数が乗算される。ここでは、一例として、乗算回路11aの重み係数を8m(但し、mは0を含む任意の整数)とし、乗算回路11bの重み係数を7mとし、以下、乗算回路11c,11d,11e,11f,11g,11hの重み係数を夫々6m,5m,4m,3m,2m,1mとしている。そして、加算回路12gから得られる加算データDOUTは、図示しない除算回路により、36m(=8m+7m+6m+5m+4m+3m+2m+1m)の値で除算されて利得係数Agが得られる。
【0045】
このときのこの具体例の動作は、8個のシンボルDINが入力され、これら8個のシンボルDINが夫々上記の重み付けがなされて加算回路12gから出力されるタイミングとなると、上記のようにして、この出力DOUTから利得係数Agが生成される。従って、この場合の利得係数Agの更新間隔は、受信信号のシンボル単位の周期の8倍となる。
【0046】
図4(b)は受信レベルが急変する場合のこの具体例の一動作例を示すものであって、ここでは、平均化処理する二乗平均化シンボル数Nを2とするものである。
【0047】
図4(b)において、この場合には、乗算回路11aに重み係数2mが、乗算回路11bに重み係数1mが夫々設定され、これら以外の乗算回路11c〜11hの全てに0の重み係数が設定されたものであり、乗算回路11a,11bのみが有効となる。
【0048】
そこで、かかる状態では、2つの二乗平均化シンボルDINが入力される毎に、これらが夫々乗算回路11a,11bで重み係数2m,1mが乗算されて加算されたデータDOUTが加算回路12gから出力され、これが3mの値で除算されて利得係数Agが得られる。この場合の利得係数Agの更新間隔は、受信信号のシンボル単位の周期の2倍となる。
【0049】
かかる具体例では、入力されるシンボルDINが新しい程(即ち、後から入力されるシンボルDIN程)重み係数を大きくして利得係数Agに大きく反映させるするものである。そこで、フェージンングなどにより、新しく入力されるシンボルDINが突発的に変動するものである場合には、これによる影響が大きくなるため、それを乗算処理する乗算回路の重み係数を小さくする。かかる突発的なシンボルDINは判定回路7の判定結果から検出することができ、制御回路8は、かかる検出結果から、図4における該当する乗算回路の重み係数を小さくする。この場合、このように重み係数を相対的に小さくする対象となる乗算回路を、新しく入力されるシンボルDINに対して重み付けする乗算回路のみにしてもよいし(例えば、利得係数Agを生成するタイミングであるとき、相対的に小さい重み係数が設定される乗算回路11f〜11hに突発的なシンボルが供給されるような場合には、これら乗算回路11f〜11hの重み係数は、テーブルROM9からの情報に応じた値のままとする)、全ての乗算回路11a〜11hとしてもよい。
【0050】
また、図4に示す具体例では、最大8個の入力シンボルDINを重み付けして平均化するものとしたが、これに限らず、その個数は適宜決めることができるものである。
【0051】
図5は受信レベルの変動に対する利得係数発生回路5で平均化する二乗平均化シンボル数Nの変化の一具体例を示す図であり、横軸に受信レベルの変動(dB)を表わし、縦軸にこの二乗平均化シンボル数Nを表わしている。かかる情報が図1〜図3でのテーブルROM9に格納されている。
【0052】
同図において、受信レベルの変動が10dB未満と少なく、比較的良好な伝搬条件のもとでは、二乗平均化シンボル数Nを最大の8N0(但し、N0は2以上の整数)とし、受信レベルの変動が40dBを越えて急変する伝搬条件のもとでは、二乗平均化シンボル数Nを最小の1N 0 とし、受信レベルの変動が10dB以上,40dB以下の伝搬条件のもとでは、受信レベルの変動の絶対値が5dB減ずる毎に二乗平均化シンボル数Nを1N 0 ずつ増すようにするものである。
【0053】
図6は受信レベルの変動に対する利得係数Agの更新間隔の変化の一具体例を示す図であり、横軸に受信レベルの変動(dB)を表わし、縦軸に利得係数Agの更新間隔Tを表わしている。かかる情報が図1〜図3でのテーブルROM9に格納されている。
【0054】
同図において、受信レベルの変動が20dB未満と少なく、比較的良好な伝搬条件のもとでは、利得係数Agの更新間隔Tを最大の1000T0(但し、T0は受信信号でのシンボル単位の周期)とし、受信レベルの変動が40dBを越えて急変する伝搬条件のもとでは、利得係数Agの更新間隔Tを最小のT0とし、受信レベルの変動が20dB以上,40dB以下の伝搬条件のもとでは、受信レベルの変動の絶対値が10dB増す毎に利得係数Agの更新間隔Tを1000T0から100T0に、100T0からT0に減ずるようにするものである。
【0055】
図7は以上の実施形態での自動利得制御による演算処理のアルゴリズムの一具体例を示す図である。ここでは、二乗平均回路3での二乗平均化処理の際には、各シンボル単位のデータをn倍オーバサンプリングし、利得係数発生回路5では、N個の二乗平均化シンボルを平均化するものである。
【0056】
同図において、信号の受信に先立ち、データの初期化を行なう。この初期化では、オーバサンプリング数をn、平均化処理する二乗平均化シンボル数をN、係数値i,j(但し、i,j=0,1,2,……)を0とする(ステップ100)。
【0057】
そして、シンボルデータが受信されると(ステップ101)、二乗平均回路3では、これがn倍オーバサンプリングされ、そのi番目のサンプルデータS(i)が取得されて(ステップ102)、その二乗演算Sq=S(i)2がなされる(ステップ103)。これで最初のサンプルデータの二乗演算が行なわれたことになり、フラグiが1だけインクリメントされる(ステップ104)。そして、i=n−1となるまでサンプルデータS(i)毎にかかるステップ102〜104の動作が繰り返される(ステップ105)。
【0058】
1シンボル単位のサンプルデータS(i)が二乗演算し終えてi=n−1となると(ステップ105)、シンボル単位の平均化処理、即ち、かかるn個の二乗処理されたサンプルデータSq(i)の平均化処理がなされて二乗平均値Ave(j)、即ち、二乗平均化シンボルが得られ(ステップ106)、これとともに、1つのシンボル単位の二乗平均化処理が終了したとして、フラグiを0にし(ステップ107)、二乗平均値Ave(j)がメモリ4に格納される(ステップ108)。そして、j<N−1であって、利得係数Agの更新タイミングになっていないときには(ステップ109)、フラグjを1だけインクリメントして(ステップ110)、次のシンボル単位について、ステップ102からの動作を行なう。
【0059】
その後、N個のシンボル単位の二乗平均化処理が終了して利得係数Agの更新タイミングとなると(j=N−1:ステップ109)、上記のように、制御回路8の制御のもとに、図4で説明したようにして、利得係数発生回路5がメモリ4に格納されたN個の二乗平均化シンボルを取り込んで平均化処理し(ステップ111)、さらに、この平均化処理によって得られた平均値Vrで自動利得制御装置の基準出力レベル(基準値)を割算し、利得係数Agを算出する(ステップ112)。
【0060】
以上の動作と並行して、判定回路7により、ステップ106で得られたシンボル単位の二乗平均値Ave(j)(即ち、二乗平均化シンボル)をその1つ前にステップ106で得られたシンボル単位の二乗平均値Ave(j−1)で割算して受信レベルの変動(微分演算値)ΔAveを算出する(ステップ113)。Nシンボルの二乗平均値Ave(j)が得られるまでステップ113で得られた微分演算値ΔAveが順次制御回路8に供給される。制御回路8は、利得係数Agの更新タイミングとなって利得係数発生回路5がステップ111,112の演算を終了すると、判定回路7から取り込んだN個の微分演算値ΔAveをもとに(例えば、これらの平均値などをもとに)、テーブルROM9から該当する情報を取り込み(ステップ114)、次の利得係数Agを求めるための二乗平均化シンボル数Nや利得係数Agの更新タイミング(更新間隔)の決定を行なう(ステップ115)。勿論、このとき、フラグi,jを0に初期化する。そして、次の利得係数Agを得るために、ステップ102に戻る。
【0061】
以上のようにして、この実施形態では、フェージングによる受信レベルの急激な変動に対しても、これに効果的に追従して利得係数の更新を行なうことができる。
【0062】
なお、以上の説明で用いた数値は、説明の都合上、一例を示したものであって、本発明はかかる数値に限定されるものではない。
【0063】
また、受信レベルの変動が緩やかで安定した期間が所定時間続く場合には、利得係数の更新期間で決まる次の利得係数更新時期までの期間、二乗平均回路3などを休止させることにより、セービング(主にハードウェアで処理した場合)もしくは別の処理(ソフトウェアで処理した場合)を行なうようにする。
【0064】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、受信レベルの変動を監視し、この変動に応じて受信レベルの二乗平均化するシンボル単位数や利得係数の更新間隔を変化させるものであり、また、取得したシンボル単位を重み付けして平均化するものであるから、受信レベルが安定してその変動が緩やかなときには、受信レベルの平均化時間を長くし、利得制御の更新間隔を長くして無駄な処理をなくし、消費電力の低減を可能となるし、また、フェージングなどによる受信レベルの急峻な変動に対しても、これに効果的に追従して精度良く利得制御を行なうことが可能となる。従って、効率的、かつ高精度の自動利得制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による自動利得制御装置の第1の実施形態を示すブロック構成図である。
【図2】本発明による自動利得制御装置の第2の実施形態を示すブロック構成図である。
【図3】本発明による自動利得制御装置の第3の実施形態を示すブロック構成図である。
【図4】図1〜図3における利得係数発生回路の一具体例の要部とその動作説明のための図である。
【図5】受信レベルの変動に対する図1〜図3における利得係数発生回路での平均化するシンボル数の変化の一具体例を示す図である。
【図6】受信レベルの変動に対する図1〜図3における利得係数発生回路での利得係数の更新間隔の変化の一具体例を示す図である。
【図7】図1〜図3に示す実施形態での自動利得制御による演算処理のアルゴリズムの一具体例を示す図である。
【図8】自動利得制御装置の一従来例を示すブロック構成図である。
【図9】自動利得制御装置の他の従来例を示すブロック構成図である。
【図10】自動利得制御装置のさらに他の従来例を示すブロック構成図である。
【符号の説明】
1 演算増幅器
2 A/D変換器
3 二乗平均回路
4 メモリ
5 利得係数発生回路
6 乗算回路
7 判定回路
8 制御回路
9 テーブルROM
Claims (3)
- 受信レベルに応じた利得係数を自動設定して、一定レベルの信号を出力する自動利得制御装置であって、
受信信号を一定レベルの信号に増幅する演算増幅器と、
該演算増幅器の出力をディジタル信号に変換するA/D変換器と、
該A/D変換器から得られるディジタル出力信号をシンボル単位で二乗平均化処理する二乗平均回路と、
該二乗平均回路から得られる二乗平均化シンボルを記憶するメモリと、
予め設定された基準出力レベルを、該メモリに記憶された該二乗平均化シンボル値を平均した値で除算することにより、該演算増幅器の増幅率である利得係数を発生させる利得係数発生回路と、
フェージングなどによる受信レベルの変動を算出する判定回路と、
該判定回路から得られる受信レベルの変動から、該利得係数発生回路で平均化処理される二乗平均化シンボル数を決定する手段と、
該判定回路から得られる受信レベルの変動から、該利得係数発生回路での利得係数の更新間隔を決定する手段と、
該判定回路から得られる受信レベルの変動に対応する利得係数発生回路で平均化処理される二乗平均化シンボル数と利得係数の更新間隔が記憶されたテーブルROMと、
該判定回路から得られる該受信レベルの変動をもとに該テーブルROMを照合して、該受信レベルが急変する状況にあるときには、利得係数発生回路で平均化処理される二乗平均化シンボル数と利得係数の更新間隔とを小さく設定し、該受信レベルがほとんど変化しない状況あるいは該受信レベルが穏やかに変動する状況にあるときには、該平均化処理される二乗平均化シンボル数と利得係数の更新間隔とを大きく設定する制御回路と
を備えたことを特徴とする自動利得制御装置。 - 受信レベルに応じた利得係数を自動設定して、一定レベルの信号を出力する自動利得制御装置であって、
受信信号を一定レベルの信号に増幅する演算増幅器と、
受信した信号の受信電界レベルであるRSSI(Recieved Signal Indecation)をシンボル単位で二乗平均化処理する二乗平均回路と、
該二乗平均回路から得られる二乗平均化シンボルを記憶するメモリと、
予め設定された基準出力レベルを、該メモリに記憶された該二乗平均化シンボル値を平均した値で除算することにより、該演算増幅器の増幅率である利得係数を発生させる利得係数発生回路と、
フェージングなどによる受信レベルの変動を算出する判定回路と、
該判定回路から得られる受信レベルの変動から、該利得係数発生回路で平均化処理される二乗平均化シンボル数を決定する手段と、
該判定回路から得られる受信レベルの変動から、該利得係数発生回路での利得係数の更新間隔を決定する手段と、
該判定回路から得られる受信レベルの変動に対応する利得係数発生回路で平均化処理される二乗平均化シンボル数と利得係数の更新間隔が記憶されたテーブルROMと、
該判定回路から得られる該受信レベルの変動をもとに該テーブルROMを照合して、該受信レベルが急変する状況にあるときには、利得係数発生回路で平均化処理される二乗平均化シンボル数と利得係数の更新間隔とを小さく設定し、該受信レベルがほとんど変化しない状況あるいは該受信レベルが穏やかに変動する状況にあるときには、該平均化処理される二乗平均化シンボル数と利得係数の更新間隔とを大きく設定する制御回路と、
該演算増幅器の出力をディジタル信号に変換するA/D変換器と
を備えたことを特徴とする自動利得制御装置。 - 受信レベルに応じた利得係数を自動設定して、一定レベルの信号を出力する自動利得制御装置であって、
アナログ入力信号をディジタル入力信号に変換するA/D変換器と、
該ディジタル入力信号と利得係数との乗算処理を行なう乗算回路と、
該乗算器から得られるディジタル出力信号をシンボル単位で二乗平均化処理する二乗平均回路と、
該二乗平均回路から得られる二乗平均化シンボルを記憶するメモリと、
予め設定された基準出力レベルを、該メモリに記憶された該二乗平均化シンボル値を平均した値で除算することにより、該演算増幅器の増幅率である利得係数を発生させる利得係数発生回路と、
フェージングなどによる受信レベルの変動を算出する判定回路と、
該判定回路から得られる受信レベルの変動から、該利得係数発生回路で平均化処理される二乗平均化シンボル数を決定する手段と、
該判定回路から得られる受信レベルの変動から、該利得係数発生回路での利得係数の更新間隔を決定する手段と、
該判定回路から得られる受信レベルの変動に対応する利得係数発生回路で平均化処理される二乗平均化シンボル数と利得係数の更新間隔が記憶されたテーブルROMと、
該判定回路から得られる該受信レベルの変動をもとに該テーブルROMを照合して、該受信レベルが急変する状況にあるときには、利得係数発生回路で平均化処理される二乗平均化シンボル数と利得係数の更新間隔とを小さく設定し、該受信レベルがほとんど変化しない状況あるいは該受信レベルが穏やかに変動する状況にあるときには、該平均化処理される二乗平均化シンボル数と利得係数の更新間隔とを大きく設定する制御回路と
を備えたことを特徴とする自動利得制御装置。
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