JP4938864B2 - 受信機及び利得制御方法 - Google Patents
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Description
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動利得制御機能を有する受信機及び利得制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
移動通信用受信機は、一般的に、受信信号の平均電力レベルに応じて増幅器の利得を増減し復調器への入力レベルを一定に保つ自動利得制御機能を有している。しかしながら、妨害波を含む受信信号には複数の変調信号が含まれており、各変調方式により最大ピーク電力と平均電力との比、すなわちピークファクタが異なる。このため、受信信号の平均電力レベルに応じて増幅器の利得を制御するだけでは十分な利得制御ができるとはいえない。そこで、受信信号の平均電力だけではなく、受信信号に含まれる変調信号のピークファクタをも考慮した最適利得制御を行うものとして、例えば、特許文献１に記載されたものがあげられる。
【０００３】
図９は、特許文献１に記載された自動利得制御機能を持つ受信機の構成を示す図である。図９において、受信機１は受信した入力信号を信号増幅部２により所定レベルまで増幅する。信号増幅部２の出力は、信号復調部３内で、Ａ／Ｄ変換器４にてデジタル信号に変換され、ピーク電力算出器５とチャネル復調器６とに出力される。
【０００４】
ピーク電力算出器５によって、ピーク電力が算出される。チャネル復調器６の出力から、チャネル平均電力算出器７によって平均電力が算出される。ピーク電力算出器５で算出されたピーク電力は、電力判定器８により閾値９と比較される。チャネル平均電力算出器７で算出された平均電力は、電力判定器１０により閾値１１と比較される。これらのピーク電力及び平均電力の判定結果に応じて可変利得器１２の利得を増減することで、入力信号のピークファクタに応じた自動利得制御機能を実現している。
【０００５】
また、特許文献２には、受信信号のヘッダ情報から信号の変調方式を判定し、変調方式に応じて自動利得制御を行うことにより、受信信号のピークファクタに応じた自動利得制御機能を実現する無線受信装置が開示されている。
【先行技術文献】
【０００６】
【特許文献１】
特開２００５−３２３１２３号公報（第１頁、図１）
【特許文献２】
特開２００７−１２４４０３号公報（第３頁）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載された受信機では、受信信号のピーク電力及び平均電力の算出をＡ／Ｄ変換器４の通過後にデジタル処理で行っている。しかしながら、Ａ／Ｄ変換器４の入力ダイナミックレンジ及び周波数範囲は有限であるため、特許文献１では記載が省略されているが、通常はＡ／Ｄ変換器４の直前に狭帯域フィルタリング処理が必要となる。
【０００８】
このとき信号増幅部２に強入力妨害波が入力されてもフィルタリングされた強入力妨害波のレベルをＡ／Ｄ変換器４以降では検知することができず、信号増幅部２の利得を下げる指令を出せない。このため、信号増幅部２が強入力妨害波によって非線形歪みを生じる可能性が高い。
【０００９】
また、特許文献２に記載された無線受信装置では、実際に受信信号を復調してその復調された信号に付加されたヘッダ情報を読みとることで、変調波の種類（変調方式）を識別するため、その受信装置がサポートしていない他システムの変調波が妨害波として入力された場合に対応できない。
【００１０】
さらに、受信機が地上波デジタルＴＶチューナ付携帯電話機あるいは地上波デジタルＴＶチューナ付モバイル端末である場合において、下記のような不都合が起きる。具体的には、テレビ視聴中、すなわち増幅器のゲインが地上波デジタルＴＶ放送波に対応するものとなっている場合において、通話のためにＦＯＭＡ（登録商標）変調波の送信が開始されると、受信中の地上波デジタルＴＶ放送波より高い平均電力レベルを有する当該変調波が地上波デジタルＴＶチューナの入力端子に漏れこんでしまう。すると、増幅器のゲインは、地上波デジタルＴＶの放送波よりも平均電力レベルの高い当該変調波に対応するものに設定され、地上波デジタルＴＶ放送波に対するゲインとしては不十分となる場合がある。
【００１１】
本発明の目的は、Ａ／Ｄ変換される前の入力信号のピークファクタに応じた最適な自動利得制御を行うことができる受信機及び利得制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、入力信号を設定利得にて増幅する可変利得増幅器と、前記可変利得増幅器の出力を復調する復調器と、前記可変利得増幅器の出力の瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔを検波するピーク検波器と、前記瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔを閾値ＰＤＥＴＬと比較する第一の電力判定器と、前記瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔを前記閾値ＰＤＥＴＬより大きい閾値ＰＤＥＴＨと比較する第二の電力判定器と、前記第一の電力判定器及び前記第二の電力判定器の出力結果から判定した振幅密度に基づいて前記可変利得増幅器の利得の値を制御する振幅密度計算部と、を備える受信機を提供する。
【００１３】
上記構成によれば、可変利得増幅器の後段かつ復調器の前段にピーク検波器を配置し、閾値の異なる２つの電力判定器を用いることで、入力信号をＡ／Ｄ変換することなく、ピークファクタの異なる二種類の変調波を区別できるため、簡易な構成にて、入力信号のピークファクタに応じた最適な自動利得制御を行うことができる。したがって、Ａ／Ｄ変換器の前段に設けられる狭帯域フィルタのフィルタ帯域外に存在する強入力妨害波のレベルをも考慮した適切な利得制御が可能となる。また、受信機がサポートしていない他システムの変調波が妨害波として入力された場合にも対応できる。
【００１４】
また、本発明の受信機は、前記閾値ＰＤＥＴＨ及び閾値ＰＤＥＴＬのレベル差が、区別すべき二種類の変調波のうち、ピークファクタが小さいほうの変調波のピークファクタ値と近い値に設定されるものであってもよい。
【００１５】
上記構成によれば、判別した入力信号の振幅密度の情報を利用して可変利得増幅器の利得をピークファクタに応じた最適な値に設定し、Ａ／Ｄ変換器の入力ダイナミックレンジに依存しない自動利得制御を簡易な構成で実現することができる。
【００１６】
また、本発明の受信機は、前記振幅密度計算部が、前記瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔが、前記閾値ＰＤＥＴＨより大きい第一の電力領域、前記閾値ＰＤＥＴＨ以下で前記閾値ＰＤＥＴＬより大きい第二の電力領域、及び前記閾値ＰＤＥＴＬ以下の第三の電力領域の各電力領域に存在する割合に基づいて、前記可変利得増幅器の利得を制御してもよい。
【００１７】
上記構成によれば、ピーク検波器から出力される瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔを２つの閾値ＰＤＥＴＨ，ＰＤＥＴＬと比較し、瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔが各電力領域に存在する割合に基づいて、異なるピークファクタを有する入力信号の種類を識別し、最適な利得制御を実行することが可能となる。
【００１８】
また、本発明の受信機は、前記振幅密度計算部が、一定期間において前記瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔが前記第二の電力領域に該当する割合に基づいて、前記可変利得増幅器の利得を制御するものであってもよい。
【００１９】
上記構成によれば、ピーク検波器から出力される瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔを２つの閾値ＰＤＥＴＨ，ＰＤＥＴＬと比較し、瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔが第二の電力領域に存在する割合に基づいて、異なるピークファクタを有する入力信号の種類を識別し、最適な利得制御を実行することが可能となる。
【００２０】
また、本発明の受信機は、前記振幅密度計算部が、一定期間において前記瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔが前記第三の電力領域に該当する割合に基づいて、前記可変利得増幅器の利得を制御するものであってもよい。
【００２１】
上記構成によれば、ピーク検波器から出力される瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔを２つの閾値ＰＤＥＴＨ，ＰＤＥＴＬと比較し、瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔが第三の電力領域に存在する割合に基づいて、異なるピークファクタを有する入力信号の種類を識別し、最適な利得制御を実行することが可能となる。
【００２２】
また、本発明の無線装置は、本発明の受信機を搭載したものである。
【００２３】
上記構成によれば、入力信号をＡ／Ｄ変換することなく、ピークファクタの異なる二種類の変調波を区別できるため、簡易な構成にて、入力信号のピークファクタに応じた最適な自動利得制御を行うことができる無線装置を実現できる。
【００２４】
また、本発明の利得制御方法は、入力信号を増幅する可変利得増幅器に対する利得制御方法であって、閾値ＰＤＥＴＨより大きい第一の電力領域、前記閾値ＰＤＥＴＨ以下で閾値ＰＤＥＴＬより大きい第二の電力領域、及び前記閾値ＰＤＥＴＬ以下の第三の電力領域、を設定するステップと、前記可変利得増幅器の出力の瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔを検波するステップと、前記瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔが前記第一の電力領域に該当する割合がゼロの場合に、前記可変利得増幅器の利得を現状維持するステップと、前記瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔが前記第一の電力領域に該当する割合がゼロでなく、第一の規定値以上の場合に、前記可変利得増幅器の利得を減少するステップと、前記瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔが前記第一の電力領域に該当する割合がゼロでなく、前記第一の規定値より小さく、かつ前記瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔが前記第二の電力領域に該当する割合が、第二の規定値以上の場合に、前記可変利得増幅器の利得を現状維持するステップと、前記瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔが前記第一の電力領域に該当する割合がゼロでなく、前記第一の規定値より小さく、かつ前記瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔが前記第二の電力領域に該当する割合が、前記第二の規定値より小さい場合に、前記可変利得増幅器の利得を減少するステップと、を有することを特徴とする。
【００２５】
上記構成によれば、入力信号の振幅密度の情報を利用して可変利得増幅器の利得を最適な値に設定し、Ａ／Ｄ変換器の入力ダイナミックレンジに依存しない自動利得制御を簡易な構成で実現することができる。
【００２６】
また、本発明の利得制御方法は、入力信号を増幅する可変利得増幅器に対する利得制御方法であって、閾値ＰＤＥＴＨより大きい第一の電力領域、前記閾値ＰＤＥＴＨ以下で閾値ＰＤＥＴＬより大きい第二の電力領域、及び前記閾値ＰＤＥＴＬ以下の第三の電力領域、を設定するステップと、前記可変利得増幅器の出力の瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔを検波するステップと、前記瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔが前記第一の電力領域に該当する割合がゼロの場合に、前記可変利得増幅器の利得を現状維持するステップと、前記瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔが前記第一の電力領域に該当する割合がゼロでなく、第三の規定値以上の場合に、前記可変利得増幅器の利得を減少するステップと、前記瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔが前記第一の電力領域に該当する割合がゼロでなく、前記第三の規定値より小さく、かつ前記瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔが前記第三の電力領域に該当する割合が、第四の規定値より小さい場合に、前記可変利得増幅器の利得を現状維持するステップと、前記瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔが前記第一の電力領域に該当する割合がゼロでなく、前記第三の規定値より小さく、かつ前記瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔが前記第三の電力領域に該当する割合が、前記第四の規定値以上の場合に、前記可変利得増幅器の利得を減少するステップと、を有する。
【００２７】
上記構成によれば、入力信号の振幅密度の情報を利用して可変利得増幅器の利得を最適な値に設定し、入力信号のピークファクタに応じた最適な自動利得制御を行うことができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明に係る受信機及び利得制御方法によれば、入力信号の振幅密度の情報を利用して可変利得増幅器の利得を最適な値に設定し、入力信号のピークファクタに応じた最適な自動利得制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】 本発明の実施の形態１における受信機の構成を示す図
【図２】 本発明の実施の形態１における受信機入力信号（地上波デジタルＴＶ放送波）振幅の特性図
【図３】 本発明の実施の形態１における受信機入力信号（ＦＯＭＡ変調波）振幅の特性図
【図４】 本発明の実施の形態２における受信機の利得制御フローチャート
【図５】 本発明の実施の形態２における利得制御判定基準を示す図
【図６】 本発明の実施の形態２における利得制御結果を示す図
【図７】 本発明の実施の形態３における受信機の利得制御フローチャート
【図８】 本発明の実施の形態３における利得制御判定基準を示す図
【図９】 従来技術の受信機の構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。また、図面において、同一のものについては同一の符号を付して説明する。
【００３１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における受信機の構成を示す図である。図１に示すように、受信機１０１は、入力信号を、後述する振幅密度計算部１０９によって設定される利得で増幅する可変利得増幅器１０２と、可変利得増幅器１０２の出力を直交復調して出力する復調器１０３と、可変利得増幅器１０２の出力の瞬時ピーク電力を検波するピーク検波器１０４と、ピーク検波器１０４の出力をそれぞれ閾値ＰＤＥＴＬ１０５、ＰＤＥＴＨ１０６と比較する電力判定器１０７、１０８と、前記電力判定器１０７、１０８の出力結果から振幅密度、すなわち一定期間内に入力された入力信号のうち特定の電力領域にピークが存在する入力信号の割合を判定し、判定結果に基づいて可変利得増幅器１０２の利得を制御する振幅密度計算部１０９から構成される。
【００３２】
以上のように構成された受信機１０１について、その動作を説明する。入力から印加された受信信号は、可変利得増幅器１０２に入力され、その時点で振幅密度計算部１０９によって設定されている利得にて増幅が行われる。
【００３３】
可変利得増幅器１０２によって増幅された信号は、ピーク検波器１０４及び復調器１０３に入力される。ピーク検波器１０４は、入力された信号の各ピークの信号振幅値を電力判定器１０７、１０８に出力する。
【００３４】
ピーク検波器１０４から出力される各ピークの信号振幅値は、電力判定器１０７により閾値ＰＤＥＴＬと比較され、かつ、電力判定器１０８により閾値ＰＤＥＴＨと比較される。そして、その比較結果（判定結果）が振幅密度計算部１０９に送出される。ここで、閾値ＰＤＥＴＨの値は、閾値ＰＤＥＴＬの値よりも大きいものとする。
【００３５】
振幅密度計算部１０９は、電力判定器１０８の判定結果、すなわち、閾値ＰＤＥＴＬ及びＰＤＥＴＨと信号振幅値との大小情報を元にして入力信号の振幅密度を判定する。ここで、振幅密度とは、所定の長さの時間内に、信号のピークが領域１（ＰＤＥＴＨより大）に位置する割合（％）、領域２（ＰＤＥＴＬより大、かつＰＤＥＴＨ以下）に位置する割合、領域３（ＰＤＥＴＬ以下）に位置する割合を示すものである。
【００３６】
図２及び図３は、受信機に入力される信号の振幅特性図である。図２に地上波デジタルＴＶの放送波、図３に携帯電話のＦＯＭＡ（登録商標）変調波の振幅値の時間変動を一例として示している。
【００３７】
地上波デジタルＴＶ放送では、変調方式としてＯＦＤＭ（直交周波数分割多重：Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式が用いられ、ピークファクタが約１２ｄＢである。これに対し、ＦＯＭＡ変調波では、端末から基地局への上り回線（Ｕｐｌｉｎｋ）において、変調方式としてＨＰＳＫ（Ｈｙｂｒｉｄ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）方式が用いられ、ピークファクタは約３ｄＢである。
【００３８】
そのため、図２及び図３で示すように、振幅のピーク位置は、閾値ＰＤＥＴＨと閾値ＰＤＥＴＬとで仕切られる３つの領域１、２、３それぞれにおける振幅密度は変調波の種類により大きく異なることがわかる。
【００３９】
そこで、変調波の種類による振幅密度の違いに着目し、領域１〜３における振幅密度を比較判定すれば地上波デジタルＴＶ放送とＦＯＭＡ変調波とを区別することができる。そして２つの変調波を区別することにより、変調波の種類に応じて利得制御開始電力を変えることができる。
【００４０】
なお、２つの閾値ＰＤＥＴＨ及びＰＤＥＴＬのレベル差は、区別したい２つの変調波のうち、ピークファクタの小さいほうの信号（図３ではＦＯＭＡ変調波）のピークファクタ付近に設定する必要がある（例えば本実施の形態の場合、４ｄＢに設定している）。
【００４１】
従来例ではＡ／Ｄ変換後デジタル処理によってピーク値と平均電力を個別に算出していたため、Ａ／Ｄ変換器の入力ダイナミックレンジを越える入力に対しては効果がなかった。これに対し、本実施の形態によれば、振幅密度計算部１０９は、電力判定器１０７、１０８で判定した入力信号の振幅密度の情報を利用して、新たに可変利得増幅器１０２の利得を最適な値に設定することができる。従って、本発明の構成によれば、Ａ／Ｄ変換器の入力ダイナミックレンジに依存しない自動利得制御を、より簡易な構成にて実現できる。
【００４２】
以上から、本実施の形態の受信機によれば、ピーク検波器１０４から出力される信号振幅値（信号のピーク位置）を２つの閾値と比較し振幅密度を算出することで、異なるピークファクタを有する入力信号の種類を識別し、最適な利得制御を実行することが可能となる。
【００４３】
なお、本実施の形態１では、区別したい変調波のうち、ピークファクタの小さいものが携帯電話のＦＯＭＡ（登録商標）のＵｐＬｉｎｋ（端末から基地局への上り回線）の変調波で、大きいものが地上波デジタルＴＶの放送波である場合を例に挙げたが、これらに限定されるものではない。
ピークファクタの小さいもの（概ね４ｄＢ以下）としては、他に携帯電話のＰＤＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｅｌｌｕｌａｒ）、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＣＤＭＡｘ１（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｘ１）、ＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）／ＥＤＧＥ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｄａｔａ ｒａｔｅｓ ｆｏｒ ＧＳＭ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）等であってもよい。また、ピークファクタの大きいもの（概ね９ｄＢ以上）としては、ＷＬＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＬＡＮ）（８０２．１１ａ／ｇ）やＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）のＤｏｗｎＬｉｎｋ信号（基地局から端末への下り回線）、ＤＶＢ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ ｐｒｏｊｅｃｔ）−Ｈ、Ｔ−ＤＭＢ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ）等であってもよい。
【００４４】
（実施の形態２）
本実施の形態においては、実施の形態１で説明した振幅密度の情報を用いて利得制御する具体的な方法について説明する。すなわち、ピーク検波器１０４（図１）から出力される信号振幅値（信号のピーク位置）が、閾値ＰＤＥＴＨ及びＰＤＥＴＬにより区切られる領域１〜３に位置する割合を判定し（判定方法１）、その情報を用いて可変利得増幅器１０２にフィードバックする方法について説明する。
【００４５】
図４は、本発明の受信機への入力レベルが強くなった場合に受信機の利得を下げる方法を示すフローチャートである。ここでは、実施の形態１と異なる点を主に説明する。
【００４６】
規定時間中（例えば地上波デジタルＴＶ信号の１フレーム）、受信機の入力信号のピーク検波後の出力（各ピークの信号振幅値）を閾値ＰＤＥＴＨ及びＰＤＥＴＬと比較し、毎回３つの領域に分類し、各領域に位置した回数（割合）を記憶する（ステップＳ１１）。ピーク検波後の出力をＰＤｏｕｔとして、３つの領域をそれぞれ、領域１をＰＤｏｕｔ＞ＰＤＥＴＨ、領域２をＰＤＥＴＬ＜ＰＤｏｕｔ≦ＰＤＥＴＨ、領域３をＰＤｏｕｔ≦ＰＤＥＴＬと、定義する。
【００４７】
まず（領域１の割合）＞０でない場合（ステップＳ１２のＮＯ：すなわち、領域１にＰＤｏｕｔが１回もこない場合）、可変利得増幅器１０２における利得の値は現状の値が維持される（ステップＳ１５）。
【００４８】
次に、（領域１の割合）＞０（ステップＳ１２のＹＥＳ）でかつ（領域１の割合）＜（規定値１）でない場合（ステップＳ１３のＮＯ：すなわち、領域１にＰＤｏｕｔが規定値１以上くる場合）は、可変利得増幅器１０２における利得の値は現状の値より低い値に設定される（ステップＳ１６）。
【００４９】
また、（領域１の割合）＞０（ステップＳ１２のＹＥＳ）で、かつ（領域１の割合）＜（規定値１）（ステップＳ１３のＹＥＳ）で、更に（領域２の割合）≧（規定値２）の場合（ステップＳ１４のＹＥＳ）、利得の値は現状の値が維持される（ステップＳ１５）。一方、（領域２の割合）≧（規定値２）でない場合（ステップＳ１４のＮＯ）は、利得の値は現状の値より低い値に設定される（ステップＳ１６）。
【００５０】
図５は、判定方法１の判定基準を示す図であり、上述の規定値１が３％、規定値２が４０％である場合を示す。図５は、領域１の割合が３％以上であれば受信機の利得を下げ（Ｄｏｗｎ）、領域１の割合が３％未満で領域２の割合が４０％以上であれば受信機の利得を維持し（ＨＯＬＤ）、領域１の割合が３％未満で領域２の割合が４０％未満であれば受信機の利得を下げる（Ｄｏｗｎ）ことを示す。
【００５１】
このように、本実施の形態の受信機では、ＰＤｏｕｔが領域２にくる割合に着目することで変調波のピークファクタを区別する。区別したい２種類の信号がＯＦＤＭ波とＨＰＳＫ波である場合、ＰＤＥＴＨとＰＤＥＴＬの差を約２〜４ｄＢに設定し、図５に示したように規定値１は３％、規定値２は４０％程度とすることが望ましい。
【００５２】
図６に地上波デジタルテレビ放送波（ＤＴＶ信号）とＦＯＭＡ変調波の振幅密度解析結果を示す。図６から、ＰＤＥＴＨとＰＤＥＴＬの差（検波幅）を小さくしすぎると信号の区別がつかず効果がなく、また、大きくしすぎると信号レベルを変えていったときに誤動作が発生することがわかる。以下、詳細に説明する。
【００５３】
検波幅が１ｄＢの場合、信号の強さを０ｄＢから４ｄＢに変化させた場合に、ＦＯＭＡ変調波及びＤＴＶ信号のどちらに対しても利得制御がＤｏｗｎ（利得を下げる）となり差が現れない。
【００５４】
一方、検波幅が２ｄＢから４ｄＢの場合には、信号の強さを０ｄＢから４ｄＢに変化させた場合に、ＦＯＭＡ変調波の０ｄＢ及び１ｄＢに対して利得制御がＨＯＬＤ（利得を維持する）となり、２ｄＢから４ｄＢに対して利得制御がＤｏｗｎとなる。これに対し、ＤＴＶの０ｄＢから４ｄＢに対して利得制御がすべてＤｏｗｎとなる。
【００５５】
また、検波幅が５ｄＢの場合、信号の強さを０ｄＢから４ｄＢに変化させた場合に、ＦＯＭＡ変調波の０ｄＢ及び１ｄＢに対して利得制御がＨＯＬＤとなり、２ｄＢから４ｄＢに対して利得制御がＤｏｗｎとなるが、ＤＴＶの３ｄＢで利得制御がＨＯＬＤとなり誤判定が生じる。
【００５６】
以上説明した通り、本実施の形態の受信機によれば、ＰＤＥＴＬ＜ＰＤｏｕｔ≦ＰＤＥＴＨ（領域２）の密度、すなわちＰＤｏｕｔが領域２に存在する割合によって、２つの変調波のピークファクタを識別することが可能である。なお、入力信号が強くなった場合の例を示したが、入力信号が弱くなり利得を増加させる場合にも適用可能であることはいうまでもない。
【００５７】
（実施の形態３）
図７は、本発明の実施の形態３における受信機への入力レベルが強くなった場合に受信機の利得を下げる方法を示すフローチャートである。実施の形態２では、領域２に注目したが、実施の形態３では、領域３に着目した判定方法（判定方法２）を説明する。ここでは、実施の形態２と異なる点を主に説明する。
【００５８】
まず（領域１の割合）＞０でない場合（ステップＳ２２のＮＯ）、可変利得増幅器１０２における利得は現状の値が維持される（ステップＳ２５）。次に（領域１の割合）＞０の場合（ステップＳ２２のＹＥＳ）で（領域１の割合）＜（規定値３）でない場合（ステップＳ２３のＮＯ）、利得は減少される（ステップＳ２６）。
【００５９】
また、（領域１の割合）＞０（ステップＳ２２のＹＥＳ）でかつ（領域１の割合）＜（規定値３）（ステップＳ２３のＹＥＳ）で、更に（領域３の割合）≧（規定値４）でない場合（ステップＳ２４のＮＯ）、利得の値は現状の値が維持される（ステップＳ２５）。一方、（領域３の割合）≧（規定値４）である場合（ステップＳ２４のＹＥＳ）、利得の値は現状の値より低い値に設定される（ステップＳ２６）。
【００６０】
図８は、判定方法２の判定基準を示す図であり、上述の規定値３が３％、規定値４が６０％である場合を示す。図８は、領域１の割合が３％以上であれば受信機の利得を下げ（Ｄｏｗｎ）、領域１の割合が３％未満で領域３の割合が６０％未満であれば受信機の利得を維持し（ＨＯＬＤ）、領域１の割合が３％未満で領域３の割合が６０％以上であれば受信機の利得を下げる（Ｄｏｗｎ）ことを示す。
【００６１】
このように、本実施の形態の受信機では、ＰＤｏｕｔが領域３にくる割合に着目することで変調波のピークファクタを区別する。区別したい２種類の信号がＯＦＤＭ波とＨＰＳＫ波である場合、ＰＤＥＴＨとＰＤＥＴＬの差を約２〜４ｄＢに設定し、図８に示したように閾値３は３％、閾値４は６０％程度とすることが望ましい。入力レベル依存性は図６と同一となるため説明は省略する。
【００６２】
以上説明した通り、本実施の形態の受信機によれば、ＰＤｏｕｔ≦ＰＤＥＴＬ（領域３）の密度、すなわちＰＤｏｕｔが領域３に存在する割合によって、２つの変調波のピークファクタを識別することが可能である。なお、入力信号が強くなった場合の例を示したが入力信号が弱くなり利得を増加させる場合にも適用可能であることはいうまでもない。
【００６３】
なお、上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部又は全てを含むように１チップ化されてもよい。
ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用してもよい。
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
【００６４】
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
【００６５】
本出願は、２００７年１２月２６日出願の日本特許出願（特願２００７−３３４６０９）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、各種高周波移動体通信装置の受信部に用いる受信機及び利得制御方法として利用可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１，１０１ 受信機
２ 信号増幅部
３ 信号復調部
４ Ａ／Ｄ変換器
５ ピーク電力算出器
６ チャネル復調器
７ チャネル平均電力算出器
８，１０，１０７，１０８ 電力判定器
９，１１ 閾値
１２ 可変利得器
１０２ 可変利得増幅器
１０３ 復調器
１０４ ピーク検波器
１０５ 閾値ＰＤＥＴＬ
１０６ 閾値ＰＤＥＴＨ
１０９ 振幅密度計算部
【０００１】
本発明は、自動利得制御機能を有する受信機及び利得制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
移動通信用受信機は、一般的に、受信信号の平均電力レベルに応じて増幅器の利得を増減し復調器への入力レベルを一定に保つ自動利得制御機能を有している。しかしながら、妨害波を含む受信信号には複数の変調信号が含まれており、各変調方式により最大ピーク電力と平均電力との比、すなわちピークファクタが異なる。このため、受信信号の平均電力レベルに応じて増幅器の利得を制御するだけでは十分な利得制御ができるとはいえない。そこで、受信信号の平均電力だけではなく、受信信号に含まれる変調信号のピークファクタをも考慮した最適利得制御を行うものとして、例えば、特許文献１に記載されたものがあげられる。
【０００３】
図９は、特許文献１に記載された自動利得制御機能を持つ受信機の構成を示す図である。図９において、受信機１は受信した入力信号を信号増幅部２により所定レベルまで増幅する。信号増幅部２の出力は、信号復調部３内で、Ａ／Ｄ変換器４にてデジタル信号に変換され、ピーク電力算出器５とチャネル復調器６とに出力される。
【０００４】
ピーク電力算出器５によって、ピーク電力が算出される。チャネル復調器６の出力から、チャネル平均電力算出器７によって平均電力が算出される。ピーク電力算出器５で算出されたピーク電力は、電力判定器８により閾値９と比較される。チャネル平均電力算出器７で算出された平均電力は、電力判定器１０により閾値１１と比較される。これらのピーク電力及び平均電力の判定結果に応じて可変利得器１２の利得を増減することで、入力信号のピークファクタに応じた自動利得制御機能を実現している。
【０００５】
また、特許文献２には、受信信号のヘッダ情報から信号の変調方式を判定し、変調方式に応じて自動利得制御を行うことにより、受信信号のピークファクタに応じた自動利得制御機能を実現する無線受信装置が開示されている。
【先行技術文献】
【０００６】
【特許文献１】
特開２００５−３２３１２３号公報（第１頁、図１）
【特許文献２】
特開２００７−１２４４０３号公報（第３頁）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載された受信機では、受信信号のピーク電力及び平均電力の算出をＡ／Ｄ変換器４の通過後にデジタル処理で行っている。しかしながら、Ａ／Ｄ変換器４の入力ダイナミックレンジ及び周波数範囲は有限であるため、特許文献１では記載が省略されているが、通常はＡ／Ｄ変換器４の直前に狭帯域フィルタリング処理が必要となる。
【０００８】
このとき信号増幅部２に強入力妨害波が入力されてもフィルタリングされた強入力妨害波のレベルをＡ／Ｄ変換器４以降では検知することができず、信号増幅部２の利得を下げる指令を出せない。このため、信号増幅部２が強入力妨害波によって非線形歪みを生じる可能性が高い。
【０００９】
また、特許文献２に記載された無線受信装置では、実際に受信信号を復調してその復調された信号に付加されたヘッダ情報を読みとることで、変調波の種類（変調方式）を識別するため、その受信装置がサポートしていない他システムの変調波が妨害波として入力された場合に対応できない。
【００１０】
さらに、受信機が地上波デジタルＴＶチューナ付携帯電話機あるいは地上波デジタルＴＶチューナ付モバイル端末である場合において、下記のような不都合が起きる。具体的には、テレビ視聴中、すなわち増幅器のゲインが地上波デジタルＴＶ放送波に対応するものとなっている場合において、通話のためにＦＯＭＡ（登録商標）変調波の送信が開始されると、受信中の地上波デジタルＴＶ放送波より高い平均電力レベルを有する当該変調波が地上波デジタルＴＶチューナの入力端子に漏れこんでしまう。すると、増幅器のゲインは、地上波デジタルＴＶの放送波よりも平均電力レベルの高い当該変調波に対応するものに設定され、地上波デジタルＴＶ放送波に対するゲインとしては不十分となる場合がある。
【００１１】
本発明の目的は、Ａ／Ｄ変換される前の入力信号のピークファクタに応じた最適な自動利得制御を行うことができる受信機及び利得制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、入力信号を設定利得にて増幅する可変利得増幅器と、前記可変利得増幅器の出力を復調する復調器と、前記可変利得増幅器の出力の瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔを検波するピーク検波器と、前記瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔを閾値ＰＤＥＴＬと比較する第一の電力判定器と、前記瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔを前記閾値ＰＤＥＴＬより大きい閾値ＰＤＥＴＨと比較する第二の電力判定器と、前記第一の電力判定器及び前記第二の電力判定器の出力結果から判定した振幅密度に基づいて前記可変利得増幅器の利得の値を制御する振幅密度計算部と、を備える受信機を提供する。
【００１３】
上記構成によれば、可変利得増幅器の後段かつ復調器の前段にピーク検波器を配置し、閾値の異なる２つの電力判定器を用いることで、入力信号をＡ／Ｄ変換することなく、ピークファクタの異なる二種類の変調波を区別できるため、簡易な構成にて、入力信号のピークファクタに応じた最適な自動利得制御を行うことができる。したがって、Ａ／Ｄ変換器の前段に設けられる狭帯域フィルタのフィルタ帯域外に存在する強入力妨害波のレベルをも考慮した適切な利得制御が可能となる。また、受信機がサポートしていない他システムの変調波が妨害波として入力された場合にも対応できる。
【００１４】
また、本発明の受信機は、前記閾値ＰＤＥＴＨ及び閾値ＰＤＥＴＬのレベル差が、区別すべき二種類の変調波のうち、ピークファクタが小さいほうの変調波のピークファクタ値と近い値に設定されるものであってもよい。
【００１５】
上記構成によれば、判別した入力信号の振幅密度の情報を利用して可変利得増幅器の利得をピークファクタに応じた最適な値に設定し、Ａ／Ｄ変換器の入力ダイナミックレンジに依存しない自動利得制御を簡易な構成で実現することができる。
【００１６】
また、本発明の受信機は、前記振幅密度計算部が、前記瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔが、前記閾値ＰＤＥＴＨより大きい第一の電力領域、前記閾値ＰＤＥＴＨ以下で前記閾値ＰＤＥＴＬより大きい第二の電力領域、及び前記閾値ＰＤＥＴＬ以下の第三の電力領域の各電力領域に存在する割合に基づいて、前記可変利得増幅器の利得を制御してもよい。
【００１７】
上記構成によれば、ピーク検波器から出力される瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔを２つの閾値ＰＤＥＴＨ，ＰＤＥＴＬと比較し、瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔが各電力領域に存在する割合に基づいて、異なるピークファクタを有する入力信号の種類を識別し、最適な利得制御を実行することが可能となる。
【００１８】
また、本発明の受信機は、前記振幅密度計算部が、一定期間において前記瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔが前記第二の電力領域に該当する割合に基づいて、前記可変利得増幅器の利得を制御するものであってもよい。
【００１９】
上記構成によれば、ピーク検波器から出力される瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔを２つの閾値ＰＤＥＴＨ，ＰＤＥＴＬと比較し、瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔが第二の電力領域に存在する割合に基づいて、異なるピークファクタを有する入力信号の種類を識別し、最適な利得制御を実行することが可能となる。
【００２０】
また、本発明の受信機は、前記振幅密度計算部が、一定期間において前記瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔが前記第三の電力領域に該当する割合に基づいて、前記可変利得増幅器の利得を制御するものであってもよい。
【００２１】
上記構成によれば、ピーク検波器から出力される瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔを２つの閾値ＰＤＥＴＨ，ＰＤＥＴＬと比較し、瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔが第三の電力領域に存在する割合に基づいて、異なるピークファクタを有する入力信号の種類を識別し、最適な利得制御を実行することが可能となる。
【００２２】
また、本発明の無線装置は、本発明の受信機を搭載したものである。
【００２３】
上記構成によれば、入力信号をＡ／Ｄ変換することなく、ピークファクタの異なる二種類の変調波を区別できるため、簡易な構成にて、入力信号のピークファクタに応じた最適な自動利得制御を行うことができる無線装置を実現できる。
【００２４】
また、本発明の利得制御方法は、入力信号を増幅する可変利得増幅器に対する利得制御方法であって、閾値ＰＤＥＴＨより大きい第一の電力領域、前記閾値ＰＤＥＴＨ以下で閾値ＰＤＥＴＬより大きい第二の電力領域、及び前記閾値ＰＤＥＴＬ以下の第三の電力領域、を設定するステップと、前記可変利得増幅器の出力の瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔを検波するステップと、前記瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔが前記第一の電力領域に該当する割合がゼロの場合に、前記可変利得増幅器の利得を現状維持するステップと、前記瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔが前記第一の電力領域に該当する割合がゼロでなく、第一の規定値以上の場合に、前記可変利得増幅器の利得を減少するステップと、前記瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔが前記第一の電力領域に該当する割合がゼロでなく、前記第一の規定値より小さく、かつ前記瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔが前記第二の電力領域に該当する割合が、第二の規定値以上の場合に、前記可変利得増幅器の利得を現状維持するステップと、前記瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔが前記第一の電力領域に該当する割合がゼロでなく、前記第一の規定値より小さく、かつ前記瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔが前記第二の電力領域に該当する割合が、前記第二の規定値より小さい場合に、前記可変利得増幅器の利得を減少するステップと、を有することを特徴とする。
【００２５】
上記構成によれば、入力信号の振幅密度の情報を利用して可変利得増幅器の利得を最適な値に設定し、Ａ／Ｄ変換器の入力ダイナミックレンジに依存しない自動利得制御を簡易な構成で実現することができる。
【００２６】
また、本発明の利得制御方法は、入力信号を増幅する可変利得増幅器に対する利得制御方法であって、閾値ＰＤＥＴＨより大きい第一の電力領域、前記閾値ＰＤＥＴＨ以下で閾値ＰＤＥＴＬより大きい第二の電力領域、及び前記閾値ＰＤＥＴＬ以下の第三の電力領域、を設定するステップと、前記可変利得増幅器の出力の瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔを検波するステップと、前記瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔが前記第一の電力領域に該当する割合がゼロの場合に、前記可変利得増幅器の利得を現状維持するステップと、前記瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔが前記第一の電力領域に該当する割合がゼロでなく、第三の規定値以上の場合に、前記可変利得増幅器の利得を減少するステップと、前記瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔが前記第一の電力領域に該当する割合がゼロでなく、前記第三の規定値より小さく、かつ前記瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔが前記第三の電力領域に該当する割合が、第四の規定値より小さい場合に、前記可変利得増幅器の利得を現状維持するステップと、前記瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔが前記第一の電力領域に該当する割合がゼロでなく、前記第三の規定値より小さく、かつ前記瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔが前記第三の電力領域に該当する割合が、前記第四の規定値以上の場合に、前記可変利得増幅器の利得を減少するステップと、を有する。
【００２７】
上記構成によれば、入力信号の振幅密度の情報を利用して可変利得増幅器の利得を最適な値に設定し、入力信号のピークファクタに応じた最適な自動利得制御を行うことができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明に係る受信機及び利得制御方法によれば、入力信号の振幅密度の情報を利用して可変利得増幅器の利得を最適な値に設定し、入力信号のピークファクタに応じた最適な自動利得制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】 本発明の実施の形態１における受信機の構成を示す図
【図２】 本発明の実施の形態１における受信機入力信号（地上波デジタルＴＶ放送波）振幅の特性図
【図３】 本発明の実施の形態１における受信機入力信号（ＦＯＭＡ変調波）振幅の特性図
【図４】 本発明の実施の形態２における受信機の利得制御フローチャート
【図５】 本発明の実施の形態２における利得制御判定基準を示す図
【図６】 本発明の実施の形態２における利得制御結果を示す図
【図７】 本発明の実施の形態３における受信機の利得制御フローチャート
【図８】 本発明の実施の形態３における利得制御判定基準を示す図
【図９】 従来技術の受信機の構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。また、図面において、同一のものについては同一の符号を付して説明する。
【００３１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における受信機の構成を示す図である。図１に示すように、受信機１０１は、入力信号を、後述する振幅密度計算部１０９によって設定される利得で増幅する可変利得増幅器１０２と、可変利得増幅器１０２の出力を直交復調して出力する復調器１０３と、可変利得増幅器１０２の出力の瞬時ピーク電力を検波するピーク検波器１０４と、ピーク検波器１０４の出力をそれぞれ閾値ＰＤＥＴＬ１０５、ＰＤＥＴＨ１０６と比較する電力判定器１０７、１０８と、前記電力判定器１０７、１０８の出力結果から振幅密度、すなわち一定期間内に入力された入力信号のうち特定の電力領域にピークが存在する入力信号の割合を判定し、判定結果に基づいて可変利得増幅器１０２の利得を制御する振幅密度計算部１０９から構成される。
【００３２】
以上のように構成された受信機１０１について、その動作を説明する。入力から印加された受信信号は、可変利得増幅器１０２に入力され、その時点で振幅密度計算部１０９によって設定されている利得にて増幅が行われる。
【００３３】
可変利得増幅器１０２によって増幅された信号は、ピーク検波器１０４及び復調器１０３に入力される。ピーク検波器１０４は、入力された信号の各ピークの信号振幅値を電力判定器１０７、１０８に出力する。
【００３４】
ピーク検波器１０４から出力される各ピークの信号振幅値は、電力判定器１０７により閾値ＰＤＥＴＬと比較され、かつ、電力判定器１０８により閾値ＰＤＥＴＨと比較される。そして、その比較結果（判定結果）が振幅密度計算部１０９に送出される。ここで、閾値ＰＤＥＴＨの値は、閾値ＰＤＥＴＬの値よりも大きいものとする。
【００３５】
振幅密度計算部１０９は、電力判定器１０８の判定結果、すなわち、閾値ＰＤＥＴＬ及びＰＤＥＴＨと信号振幅値との大小情報を元にして入力信号の振幅密度を判定する。ここで、振幅密度とは、所定の長さの時間内に、信号のピークが領域１（ＰＤＥＴＨより大）に位置する割合（％）、領域２（ＰＤＥＴＬより大、かつＰＤＥＴＨ以下）に位置する割合、領域３（ＰＤＥＴＬ以下）に位置する割合を示すものである。
【００３６】
図２及び図３は、受信機に入力される信号の振幅特性図である。図２に地上波デジタルＴＶの放送波、図３に携帯電話のＦＯＭＡ（登録商標）変調波の振幅値の時間変動を一例として示している。
【００３７】
地上波デジタルＴＶ放送では、変調方式としてＯＦＤＭ（直交周波数分割多重：Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式が用いられ、ピークファクタが約１２ｄＢである。これに対し、ＦＯＭＡ変調波では、端末から基地局への上り回線（Ｕｐｌｉｎｋ）において、変調方式としてＨＰＳＫ（Ｈｙｂｒｉｄ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）方式が用いられ、ピークファクタは約３ｄＢである。
【００３８】
そのため、図２及び図３で示すように、振幅のピーク位置は、閾値ＰＤＥＴＨと閾値ＰＤＥＴＬとで仕切られる３つの領域１、２、３それぞれにおける振幅密度は変調波の種類により大きく異なることがわかる。
【００３９】
そこで、変調波の種類による振幅密度の違いに着目し、領域１〜３における振幅密度を比較判定すれば地上波デジタルＴＶ放送とＦＯＭＡ変調波とを区別することができる。そして２つの変調波を区別することにより、変調波の種類に応じて利得制御開始電力を変えることができる。
【００４０】
なお、２つの閾値ＰＤＥＴＨ及びＰＤＥＴＬのレベル差は、区別したい２つの変調波のうち、ピークファクタの小さいほうの信号（図３ではＦＯＭＡ変調波）のピークファクタ付近に設定する必要がある（例えば本実施の形態の場合、４ｄＢに設定している）。
【００４１】
従来例ではＡ／Ｄ変換後デジタル処理によってピーク値と平均電力を個別に算出していたため、Ａ／Ｄ変換器の入力ダイナミックレンジを越える入力に対しては効果がなかった。これに対し、本実施の形態によれば、振幅密度計算部１０９は、電力判定器１０７、１０８で判定した入力信号の振幅密度の情報を利用して、新たに可変利得増幅器１０２の利得を最適な値に設定することができる。従って、本発明の構成によれば、Ａ／Ｄ変換器の入力ダイナミックレンジに依存しない自動利得制御を、より簡易な構成にて実現できる。
【００４２】
以上から、本実施の形態の受信機によれば、ピーク検波器１０４から出力される信号振幅値（信号のピーク位置）を２つの閾値と比較し振幅密度を算出することで、異なるピークファクタを有する入力信号の種類を識別し、最適な利得制御を実行することが可能となる。
【００４３】
なお、本実施の形態１では、区別したい変調波のうち、ピークファクタの小さいものが携帯電話のＦＯＭＡ（登録商標）のＵｐＬｉｎｋ（端末から基地局への上り回線）の変調波で、大きいものが地上波デジタルＴＶの放送波である場合を例に挙げたが、これらに限定されるものではない。
ピークファクタの小さいもの（概ね４ｄＢ以下）としては、他に携帯電話のＰＤＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｅｌｌｕｌａｒ）、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＣＤＭＡｘ１（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｘ１）、ＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）／ＥＤＧＥ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｄａｔａ ｒａｔｅｓ ｆｏｒ ＧＳＭ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）等であってもよい。また、ピークファクタの大きいもの（概ね９ｄＢ以上）としては、ＷＬＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＬＡＮ）（８０２．１１ａ／ｇ）やＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）のＤｏｗｎＬｉｎｋ信号（基地局から端末への下り回線）、ＤＶＢ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ ｐｒｏｊｅｃｔ）−Ｈ、Ｔ−ＤＭＢ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ）等であってもよい。
【００４４】
（実施の形態２）
本実施の形態においては、実施の形態１で説明した振幅密度の情報を用いて利得制御する具体的な方法について説明する。すなわち、ピーク検波器１０４（図１）から出力される信号振幅値（信号のピーク位置）が、閾値ＰＤＥＴＨ及びＰＤＥＴＬにより区切られる領域１〜３に位置する割合を判定し（判定方法１）、その情報を用いて可変利得増幅器１０２にフィードバックする方法について説明する。
【００４５】
図４は、本発明の受信機への入力レベルが強くなった場合に受信機の利得を下げる方法を示すフローチャートである。ここでは、実施の形態１と異なる点を主に説明する。
【００４６】
規定時間中（例えば地上波デジタルＴＶ信号の１フレーム）、受信機の入力信号のピーク検波後の出力（各ピークの信号振幅値）を閾値ＰＤＥＴＨ及びＰＤＥＴＬと比較し、毎回３つの領域に分類し、各領域に位置した回数（割合）を記憶する（ステップＳ１１）。ピーク検波後の出力をＰＤｏｕｔとして、３つの領域をそれぞれ、領域１をＰＤｏｕｔ＞ＰＤＥＴＨ、領域２をＰＤＥＴＬ＜ＰＤｏｕｔ≦ＰＤＥＴＨ、領域３をＰＤｏｕｔ≦ＰＤＥＴＬと、定義する。
【００４７】
まず（領域１の割合）＞０でない場合（ステップＳ１２のＮＯ：すなわち、領域１にＰＤｏｕｔが１回もこない場合）、可変利得増幅器１０２における利得の値は現状の値が維持される（ステップＳ１５）。
【００４８】
次に、（領域１の割合）＞０（ステップＳ１２のＹＥＳ）でかつ（領域１の割合）＜（規定値１）でない場合（ステップＳ１３のＮＯ：すなわち、領域１にＰＤｏｕｔが規定値１以上くる場合）は、可変利得増幅器１０２における利得の値は現状の値より低い値に設定される（ステップＳ１６）。
【００４９】
また、（領域１の割合）＞０（ステップＳ１２のＹＥＳ）で、かつ（領域１の割合）＜（規定値１）（ステップＳ１３のＹＥＳ）で、更に（領域２の割合）≧（規定値２）の場合（ステップＳ１４のＹＥＳ）、利得の値は現状の値が維持される（ステップＳ１５）。一方、（領域２の割合）≧（規定値２）でない場合（ステップＳ１４のＮＯ）は、利得の値は現状の値より低い値に設定される（ステップＳ１６）。
【００５０】
図５は、判定方法１の判定基準を示す図であり、上述の規定値１が３％、規定値２が４０％である場合を示す。図５は、領域１の割合が３％以上であれば受信機の利得を下げ（Ｄｏｗｎ）、領域１の割合が３％未満で領域２の割合が４０％以上であれば受信機の利得を維持し（ＨＯＬＤ）、領域１の割合が３％未満で領域２の割合が４０％未満であれば受信機の利得を下げる（Ｄｏｗｎ）ことを示す。
【００５１】
このように、本実施の形態の受信機では、ＰＤｏｕｔが領域２にくる割合に着目することで変調波のピークファクタを区別する。区別したい２種類の信号がＯＦＤＭ波とＨＰＳＫ波である場合、ＰＤＥＴＨとＰＤＥＴＬの差を約２〜４ｄＢに設定し、図５に示したように規定値１は３％、規定値２は４０％程度とすることが望ましい。
【００５２】
図６に地上波デジタルテレビ放送波（ＤＴＶ信号）とＦＯＭＡ変調波の振幅密度解析結果を示す。図６から、ＰＤＥＴＨとＰＤＥＴＬの差（検波幅）を小さくしすぎると信号の区別がつかず効果がなく、また、大きくしすぎると信号レベルを変えていったときに誤動作が発生することがわかる。以下、詳細に説明する。
【００５３】
検波幅が１ｄＢの場合、信号の強さを０ｄＢから４ｄＢに変化させた場合に、ＦＯＭＡ変調波及びＤＴＶ信号のどちらに対しても利得制御がＤｏｗｎ（利得を下げる）となり差が現れない。
【００５４】
一方、検波幅が２ｄＢから４ｄＢの場合には、信号の強さを０ｄＢから４ｄＢに変化させた場合に、ＦＯＭＡ変調波の０ｄＢ及び１ｄＢに対して利得制御がＨＯＬＤ（利得を維持する）となり、２ｄＢから４ｄＢに対して利得制御がＤｏｗｎとなる。これに対し、ＤＴＶの０ｄＢから４ｄＢに対して利得制御がすべてＤｏｗｎとなる。
【００５５】
また、検波幅が５ｄＢの場合、信号の強さを０ｄＢから４ｄＢに変化させた場合に、ＦＯＭＡ変調波の０ｄＢ及び１ｄＢに対して利得制御がＨＯＬＤとなり、２ｄＢから４ｄＢに対して利得制御がＤｏｗｎとなるが、ＤＴＶの３ｄＢで利得制御がＨＯＬＤとなり誤判定が生じる。
【００５６】
以上説明した通り、本実施の形態の受信機によれば、ＰＤＥＴＬ＜ＰＤｏｕｔ≦ＰＤＥＴＨ（領域２）の密度、すなわちＰＤｏｕｔが領域２に存在する割合によって、２つの変調波のピークファクタを識別することが可能である。なお、入力信号が強くなった場合の例を示したが、入力信号が弱くなり利得を増加させる場合にも適用可能であることはいうまでもない。
【００５７】
（実施の形態３）
図７は、本発明の実施の形態３における受信機への入力レベルが強くなった場合に受信機の利得を下げる方法を示すフローチャートである。実施の形態２では、領域２に注目したが、実施の形態３では、領域３に着目した判定方法（判定方法２）を説明する。ここでは、実施の形態２と異なる点を主に説明する。
【００５８】
まず（領域１の割合）＞０でない場合（ステップＳ２２のＮＯ）、可変利得増幅器１０２における利得は現状の値が維持される（ステップＳ２５）。次に（領域１の割合）＞０の場合（ステップＳ２２のＹＥＳ）で（領域１の割合）＜（規定値３）でない場合（ステップＳ２３のＮＯ）、利得は減少される（ステップＳ２６）。
【００５９】
また、（領域１の割合）＞０（ステップＳ２２のＹＥＳ）でかつ（領域１の割合）＜（規定値３）（ステップＳ２３のＹＥＳ）で、更に（領域３の割合）≧（規定値４）でない場合（ステップＳ２４のＮＯ）、利得の値は現状の値が維持される（ステップＳ２５）。一方、（領域３の割合）≧（規定値４）である場合（ステップＳ２４のＹＥＳ）、利得の値は現状の値より低い値に設定される（ステップＳ２６）。
【００６０】
図８は、判定方法２の判定基準を示す図であり、上述の規定値３が３％、規定値４が６０％である場合を示す。図８は、領域１の割合が３％以上であれば受信機の利得を下げ（Ｄｏｗｎ）、領域１の割合が３％未満で領域３の割合が６０％未満であれば受信機の利得を維持し（ＨＯＬＤ）、領域１の割合が３％未満で領域３の割合が６０％以上であれば受信機の利得を下げる（Ｄｏｗｎ）ことを示す。
【００６１】
このように、本実施の形態の受信機では、ＰＤｏｕｔが領域３にくる割合に着目することで変調波のピークファクタを区別する。区別したい２種類の信号がＯＦＤＭ波とＨＰＳＫ波である場合、ＰＤＥＴＨとＰＤＥＴＬの差を約２〜４ｄＢに設定し、図８に示したように閾値３は３％、閾値４は６０％程度とすることが望ましい。入力レベル依存性は図６と同一となるため説明は省略する。
【００６２】
以上説明した通り、本実施の形態の受信機によれば、ＰＤｏｕｔ≦ＰＤＥＴＬ（領域３）の密度、すなわちＰＤｏｕｔが領域３に存在する割合によって、２つの変調波のピークファクタを識別することが可能である。なお、入力信号が強くなった場合の例を示したが入力信号が弱くなり利得を増加させる場合にも適用可能であることはいうまでもない。
【００６３】
なお、上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部又は全てを含むように１チップ化されてもよい。
ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用してもよい。
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
【００６４】
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
【００６５】
本出願は、２００７年１２月２６日出願の日本特許出願（特願２００７−３３４６０９）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、各種高周波移動体通信装置の受信部に用いる受信機及び利得制御方法として利用可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１，１０１ 受信機
２ 信号増幅部
３ 信号復調部
４ Ａ／Ｄ変換器
５ ピーク電力算出器
６ チャネル復調器
７ チャネル平均電力算出器
８，１０，１０７，１０８ 電力判定器
９，１１ 閾値
１２ 可変利得器
１０２ 可変利得増幅器
１０３ 復調器
１０４ ピーク検波器
１０５ 閾値ＰＤＥＴＬ
１０６ 閾値ＰＤＥＴＨ
１０９ 振幅密度計算部
Claims (8)
- 入力信号を設定利得にて増幅する可変利得増幅器と、
前記可変利得増幅器の出力を復調する復調器と、
前記可変利得増幅器の出力の瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔを検波するピーク検波器と、
前記瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔを閾値ＰＤＥＴＬと比較する第一の電力判定器と、
前記瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔを前記閾値ＰＤＥＴＬより大きい閾値ＰＤＥＴＨと比較する第二の電力判定器と、
前記第一の電力判定器及び前記第二の電力判定器の出力結果から判定した振幅密度に基づいて前記可変利得増幅器の利得の値を制御する振幅密度計算部と、を備える受信機。 - 前記閾値ＰＤＥＴＨ及び閾値ＰＤＥＴＬのレベル差は、区別すべき二種類の変調波のうち、ピークファクタが小さいほうの変調波のピークファクタ値と近い値に設定されるものである請求項１記載の受信機。
- 前記振幅密度計算部は、前記瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔが、前記閾値ＰＤＥＴＨより大きい第一の電力領域、前記閾値ＰＤＥＴＨ以下で前記閾値ＰＤＥＴＬより大きい第二の電力領域、及び前記閾値ＰＤＥＴＬ以下の第三の電力領域の各電力領域に存在する割合に基づいて、前記可変利得増幅器の利得を制御するものである請求項２記載の受信機。
- 前記振幅密度計算部は、一定期間において前記瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔが前記第二の電力領域に該当する割合に基づいて、前記可変利得増幅器の利得を制御するものである請求項３記載の受信機。
- 前記振幅密度計算部は、一定期間において前記瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔが前記第三の電力領域に該当する割合に基づいて、前記可変利得増幅器の利得を制御するものである請求項３記載の受信機。
- 請求項１ないし５のいずれか一項記載の受信機を搭載した無線装置。
- 入力信号を増幅する可変利得増幅器に対する利得制御方法であって、
閾値ＰＤＥＴＨより大きい第一の電力領域、前記閾値ＰＤＥＴＨ以下で閾値ＰＤＥＴＬより大きい第二の電力領域、及び前記閾値ＰＤＥＴＬ以下の第三の電力領域、を設定するステップと、
前記可変利得増幅器の出力の瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔを検波するステップと、
前記瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔが前記第一の電力領域に該当する割合がゼロの場合に、前記可変利得増幅器の利得を現状維持するステップと、
前記瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔが前記第一の電力領域に該当する割合がゼロでなく、第一の規定値以上の場合に、前記可変利得増幅器の利得を減少するステップと、
前記瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔが前記第一の電力領域に該当する割合がゼロでなく、前記第一の規定値より小さく、かつ前記瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔが前記第二の電力領域に該当する割合が、第二の規定値以上の場合に、前記可変利得増幅器の利得を現状維持するステップと、
前記瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔが前記第一の電力領域に該当する割合がゼロでなく、前記第一の規定値より小さく、かつ前記瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔが前記第二の電力領域に該当する割合が、前記第二の規定値より小さい場合に、前記可変利得増幅器の利得を減少するステップと、を有する利得制御方法。 - 入力信号を増幅する可変利得増幅器に対する利得制御方法であって、
閾値ＰＤＥＴＨより大きい第一の電力領域、前記閾値ＰＤＥＴＨ以下で閾値ＰＤＥＴＬより大きい第二の電力領域、及び前記閾値ＰＤＥＴＬ以下の第三の電力領域、を設定するステップと、
前記可変利得増幅器の出力の瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔを検波するステップと、
前記瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔが前記第一の電力領域に該当する割合がゼロの場合に、前記可変利得増幅器の利得を現状維持するステップと、
前記瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔが前記第一の電力領域に該当する割合がゼロでなく、第三の規定値以上の場合に、前記可変利得増幅器の利得を減少するステップと、
前記瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔが前記第一の電力領域に該当する割合がゼロでなく、前記第三の規定値より小さく、かつ前記瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔが前記第三の電力領域に該当する割合が、第四の規定値より小さい場合に、前記可変利得増幅器の利得を現状維持するステップと、
前記瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔが前記第一の電力領域に該当する割合がゼロでなく、前記第三の規定値より小さく、かつ前記瞬時ピーク電力ＰＤｏｕｔが前記第三の電力領域に該当する割合が、前記第四の規定値以上の場合に、前記可変利得増幅器の利得を減少するステップと、を有することを特徴とする利得制御方法。
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