JP4985296B2 - 利得制御装置、利得制御方法、および、受信装置 - Google Patents

Description

本発明は、利得制御装置、利得制御方法、および、受信装置に関し、特に、マルチキャリア変調された電波の受信に好適な利得制御装置、利得制御方法、および、受信装置に関する。

無線電波を受信する受信装置においては、受信電波の信号レベルなどに応じて利得を制御するＡＧＣ（Automatic Gain Control：自動利得制御）をおこなうことが一般的である。このようなＡＧＣにおいては、通常、受信信号の振幅変動を検出し、検出した振幅変動に応じた利得となるよう制御している。

このようなＡＧＣ動作において、利得制御にかかる時定数を小さくすることで追従性を上げることが知られている（例えば、特許文献１）。
特開２００３−１９８２９２号公報

特許文献１に開示されている手法では、利得制御信号の変化が大きくなった場合、すなわち、振幅変動が大きい場合に時定数を小さくして追従性を上げる制御をおこなっているが、このように振幅変動のみに基づいて追従性を制御している場合、周波数間のレベル変動を考慮した利得制御をおこなうことができない。

例えば、地上デジタル放送のようなマルチキャリア変調された電波を受信する受信装置の場合、周波数間のレベル変動を考慮せずに利得制御の追従性を上げてしまうと、フェージングの影響を受けていないサブキャリアについては歪みが生じ、受信品質が低下する問題があった。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたものであり、歪みのない利得制御をおこなうことのできる利得制御装置、利得制御方法、および、受信装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る利得制御装置は、
マルチキャリア変調された信号を受信する受信装置の利得を受信信号の振幅変動に応じて制御する利得制御装置において、
前記受信信号に配置された周波数が異なる複数のパイロット信号のレベル変動に基づいて周波数間変動を検出する周波数間変動検出手段と、
前記振幅変動と前記周波数間変動とに基づいて、利得制御動作の追従性を制御する追従性制御手段と、を備え、
前記追従性制御手段は、前記振幅変動が第１の閾値より大きく、かつ、前記周波数間変動が第２の閾値より小さい場合、前記利得制御動作の追従性を上げる制御をおこなう、
ことを特徴とする。

上記利得制御装置において、
前記追従性制御手段は、利得制御にかかる時定数を変更することで前記利得制御動作の追従性を制御することが望ましい。

上記利得制御装置において、
前記追従性制御手段は、前記振幅変動が前記第１の閾値より大きく、かつ、前記周波数間変動が前記第２の閾値より大きい場合には、前記時定数を大きくする制御をおこなうことが望ましい。

上記目的を達成するため、本発明の第２の観点にかかる利得制御方法は、
受信電波の振幅変動に応じて受信装置の利得を制御する利得制御方法において、
受信電波に配置された周波数が異なる複数のパイロット信号のレベル変動に基づいて周波数間変動を検出する周波数間変動検出ステップと、
前記振幅変動と前記周波数間変動とに基づいて、利得制御動作の追従性を制御する追従性制御ステップと、を含み、
前記追従性制御ステップは、前記振幅変動が第１の閾値より大きく、かつ、前記周波数間変動が第２の閾値より小さい場合、前記利得制御動作の追従性を上げる制御をおこなう、
ことを特徴とする。

上記目的を達成するため、本発明の第３の観点にかかる受信装置は、
受信信号の増幅をおこなう増幅手段と、前記受信信号の振幅変動に基づいて前記増幅手段による増幅にかかる利得を制御する利得制御手段と、を備えた、マルチキャリア変調された信号を受信する受信装置において、
前記利得制御手段は、
前記受信信号に配置された周波数が異なる複数のパイロット信号のレベル変動に基づいて周波数間変動を検出する周波数間変動検出手段と、
前記振幅変動と前記周波数間変動とに基づいて、利得制御動作にかかる時定数を変更することで追従性を制御する追従性制御手段と、を備え、
前記追従性制御手段は、前記振幅変動が第１の閾値より大きく、かつ、前記周波数間変動が第２の閾値より小さい場合、前記利得制御動作の追従性を上げる制御をおこなう、
ことを特徴とする。

上記受信装置において、
前記追従性制御手段は、前記振幅変動が前記第１の閾値より大きく、かつ、前記周波数間変動が前記第２の閾値より大きい場合には、前記利得制御動作にかかる時定数を大きくする制御をおこなうことが望ましい。

本発明によれば、歪みのない利得制御をおこなうことができる。

本発明にかかる実施形態を、図面を参照して以下に説明する。本実施形態では、本発明にかかる受信装置を、例えば、デジタル放送の受信装置として実現した場合を例示する。この場合、本実施形態にかかる受信装置は、例えば、地上デジタル放送（地上波によるデジタルテレビジョン放送）などで用いられているＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）などのデジタル変調方式で変調されたテレビジョン放送電波の受信・復調をおこなうことで、デジタルテレビジョン放送の再生出力をおこなう。

図１は、本発明の実施形態にかかる受信装置１の構成を概略的に示すブロック図である。本実施形態にかかる受信装置１は、図１に示すように、アンテナ１０、チューナ部２０、中間周波増幅部３０、復調部４０、利得制御部５０、ＤＥＭＵＸ部６０、復号部７０、出力部８０、などが受信装置１の概略的な構成である。

アンテナ１０は、受信装置１が受信対象とする無線電波の周波数で共振するアンテナであり、受信した高周波信号をチューナ部２０に入力する。本実施形態では、アンテナ１０がテレビジョン電波を受信することにより、デジタルテレビジョン信号がチューナ部２０に入力される。

チューナ部２０は、例えば、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier：低雑音アンプ）などの高周波増幅回路や、アンテナ１０と高周波増幅回路のインピーダンスを整合するための整合回路、高周波信号から希望波を取り出すフィルタ、などから構成され、アンテナ１０から入力されたデジタルテレビジョン信号から、受信を希望する信号を高周波増幅してから、いわゆるダウンコンバージョンによって中間周波信号に変換する。

中間周波増幅部３０は、例えば、利得可変増幅器やフィルタなどから構成され、チューナ部２０で変換された中間周波信号の増幅や濾波をおこない、中間周波信号ＩＦを出力する。ここで、中間周波増幅部３０を構成する利得可変増幅器は、利得制御部５０からの制御信号によって増幅利得を変化させるものとする。

復調部４０は、中間周波増幅部３０で増幅された中間周波信号ＩＦを復調して出力する。本実施形態では、復調部４０の復調動作により、受信したデジタルテレビジョン信号からトランスポートストリーム（ＴＳ：Transport Stream）が取り出される。

利得制御部５０は、中間周波増幅部３０における中間周波信号ＩＦの利得（ゲイン）を制御する。すなわち、利得制御部５０の動作により、中間周波増幅部３０についてのＡＧＣ（Automatic Gain Control：自動利得制御）が実現されている。本実施形態では、受信信号についての周波数選択性フェージングや時間選択性フェージングなどに応じた利得制御信号を生成することで、中間周波増幅部３０での増幅利得を制御する（詳細後述）。

ＤＥＭＵＸ部６０は、例えば、フィルタ回路などから構成されたデマチプレクサであり、トランスポートストリームに多重化されているデータを分離して抽出する。

復号部７０は、ＤＥＭＵＸ部６０によって分離されたデータを復号することで、放送されたコンテンツを示す映像信号や音声信号を再生する。ここでは、再生した信号をアナログ信号に変換するなどして出力部８０に入力する。

出力部８０は、例えば、液晶表示パネルなどから構成された表示出力装置や、スピーカなどの音声出力装置などから構成され、復号部７０によって復号された映像信号および音声信号に基づいて、受信したコンテンツの映像や音声を再生出力する。

以上が、本実施形態にかかる受信装置１の主要な構成である。このうち、復調部４０と利得制御部５０の構成を、図２を参照して詳述する。図２は、復調部４０および利得制御部５０の構成を示すブロック図である。

まず、復調部４０の構成を説明する。図示するように、復調部４０は、例えば、ＡＤＣ（Analog-Digital Converter：アナログ−デジタル変換器）４１、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）回路４２、波形等化回路４３、復調回路４４、誤り訂正回路４５、などから構成される。すなわち、本実施形態にかかる復調部４０は、一般的なデジタル放送受信装置に用いられている復調装置と同様の構成を有している。

このような構成の復調部４０の動作を説明する。復調部４０に入力された中間周波信号ＩＦが、ＡＤＣ４１でデジタル中間周波信号ＩＦ_Ｄに変換されると、ＦＦＴ回路４２が高速フーリエ変換によって時間軸上の信号から周波数軸上の信号に変換し、波形等化回路４３に入力する。

ここで、本実施形態の受信装置１が受信対象としている地上デジタル放送では、電波の伝送過程で生じた歪みを整形（波形等化）するための基準信号となるパイロット信号が挿入されている。例えば、地上デジタル放送の場合、キャリア方向については１２キャリアに１回、シンボル方向については４シンボルに１回の割合でパイロット信号が挿入されている（いわゆる、ＳＰ（scattered pilot）信号）。波形等化回路４３は、このＳＰ信号に基づいた波形等化をおこなうことで、受信信号の位相と振幅を復元する。

復調回路４４は、波形等化回路４３によって位相と振幅が復元された受信信号に、例えば、デインタリーブやデマッピングなどをおこなうことでビットデータに復調する。

誤り訂正回路４５は、ビットデータに復調された受信信号から、例えば、ビタビ復号やリードソロモン復号などをおこなうことで誤り訂正をおこない、ＤＥＭＵＸ部６０に出力する。

本実施形態では、このような復調部４０の動作において、ＡＤＣ４１でデジタル変換されたデジタル中間周波信号ＩＦ_Ｄと、波形等化回路４３の波形等化で用いられたＳＰ信号のそれぞれが、利得制御部５０に出力される。すなわち、利得制御部５０は、復調部４０の動作によって得られるデジタル中間周波信号ＩＦ_ＤとＳＰ信号に基づいて、中間周波増幅部３０の増幅利得を制御する動作をおこなう。

このような利得制御部５０の構成を、図２を参照して説明する。図示するように、利得制御部５０は、例えば、周波数間変動検出部５１、振幅検出部５２、加算器５３、フィルタ部５４、制御信号生成部５５、時定数制御部５６、などから構成されている。

周波数間変動検出部５１は、復調部４０の波形等化回路４３が波形等化処理をおこなう際に用いたＳＰ信号に基づいて、受信信号の周波数間のレベル変動を検出する。ここで、本実施形態の受信装置１が受信対象としている地上デジタル放送で用いられているＯＦＤＭ変調は、いわゆるマルチキャリアの変調方式であるため、周波数の異なる複数のキャリアのそれぞれで変調した信号が合成されている。したがって、受信信号には、異なる周波数の複数のＳＰ信号が配置されていることになる。

ここで、受信環境によってはマルチパスの影響を受けることがあるが、受信装置１が、例えば、携帯型の受信装置であったり、移動体通信端末（携帯電話など）に搭載された受信装置である場合、受信環境が変化することでマルチパスフェージングの影響を受けやすくなる。つまり、マルチパスは、受信装置に到達する電波が複数の伝搬経路となることで発生するが、受信装置が移動している場合、受信波の伝搬経路が複雑に変化するため、各受信波の位相差も変化し、電界強度が不規則に変動する（フェージング）。そして、マルチキャリア変調のように複数の周波数の搬送波が合成された電波にフェージングが起きると、フェージングの影響は、周波数の違いによって異なって現れる（周波数選択性フェージング）。

マルチキャリア変調された受信波がこのような周波数選択性フェージングを受けると、図３に例示するように、周波数方向シンボル位置の異なる複数のＳＰ信号間に大きな差が生じる。本実施形態では、このように周波数が異なる複数のシンボル信号のレベル差が大きいことを「周波数間変動が大きい」とする。

周波数間変動検出部５１は、波形等化回路４３から得られるＳＰ信号それぞれの大きさを測定することで周波数間変動の大きさを検出し、検出した周波数間変動の大きさを示す周波数間変動信号ＦＦを生成する。

振幅検出部５２は、復調部４０のＡＤＣ４１から得られるデジタル中間周波信号ＩＦ_Ｄの振幅を検出する。ここで、フェージングによってアンテナ１０で受信する電波の電界強度の強弱が変動する場合、復調部４０に入力される中間周波信号ＩＦも同様に変動するのでその振幅が変化する。この場合に受信装置１が移動していると、受信電波の伝搬経路は時間経過に応じて連続的に変化することになるので、受信信号の振幅も時間経過に応じて連続的に変化する（時間選択性フェージング）。

このような時間選択性フェージングは、通常、受信信号のレベルの変化とみることができるので、一般的なＡＧＣでは、受信信号の振幅の変化に応じた利得制御をおこなっている。つまり、振幅の変化に応じて利得が増減するように制御することで、信号レベルの安定化を図っている。このようなＡＧＣ動作では、時間選択性フェージングの変動（すなわち、振幅変動）を利得制御信号の変化とみることができる。

本実施形態の利得制御部５０においても、基本的には、受信信号の振幅変化（時間選択性フェージングによる信号レベルの変動）に基づいて、中間周波増幅部３０における増幅利得を制御する。この場合、振幅検出部５２が検出した振幅の変動を示す振幅変動信号ＡＭ（常に正の符号であるものとする）が加算器５３に入力され、振幅変動信号ＡＭから基準振幅を示す基準振幅信号ＡＭ_ｒｅｆを減算することにより、受信信号の振幅と基準振幅とのズレ（deviation）が検出される。加算器５３は、このような振幅のズレ（誤差）を示す誤差信号ＤＶを生成してフィルタ部５４に出力する。

フィルタ部５４は、例えば、ローパスフィルタ（低域通過フィルタ）などによって構成され、加算器５３から入力された誤差信号ＤＶをフィルタリングして制御信号生成部５５に出力する。

制御信号生成部５５は、フィルタ部５４によってフィルタリングされた誤差信号ＤＶに基づいて、中間周波増幅部３０の利得を制御するための利得制御信号ＧＣを生成する。ここでは、受信信号の振幅を基準振幅に近づけるよう中間周波増幅部３０の利得を制御する。つまり、入力された誤差信号ＤＶが示す振幅のズレを０に近づける利得となるような利得制御信号ＧＣを生成する。

本実施形態では、想定されうる振幅のズレ量に応じて、当該ズレ量を０にする利得とするための電圧値などが予め規定されているものとする。この場合、制御信号生成部５５は、例えば、ＬＳＩなどの制御回路を含むものとし、入力された誤差信号ＤＶが示すズレ量に応じた電圧値を特定し、当該電圧値を示す利得制御信号ＧＣを生成する。制御信号生成部５５はまた、ＤＡＣ（Digital-Analog Converter：デジタル−アナログ変換器）を含み、制御回路が生成した利得制御信号ＧＣをアナログ信号に変換して、中間周波増幅部３０に送出する。

このような利得制御信号ＧＣに基づいて中間周波増幅部３０の利得可変増幅器が増幅利得を増減することで、受信信号の振幅変動に応じて増幅利得を制御するＡＧＣが実現されていることになる。

ここで、本実施形態のフィルタ部５４は、可変時定数を有するフィルタによって構成されているものとする。フィルタ部５４は、利得制御の基準となる誤差信号ＤＶをフィルタリングするものなので、フィルタ部５４の時定数は、利得制御部５０による利得制御動作の時定数といえる。一般的に、回路の時定数を小さくすると変化に対する応答が速くなり、時定数を大きくすると変化に対する応答が遅くなる。よって、利得制御にかかる時定数を変えることにより、受信電波の変化に対する利得制御動作の追従性を制御することができる。

例えば、受信信号の振幅と基準振幅とのズレが、利得制御をおこなっても大きくなってしまう場合、電界強度の変化に利得制御動作が追いついていないことになるので、利得制御にかかる時定数を小さくすることで追従性を高め、より効果的な利得制御を図ることができる。

本実施形態では、このような利得制御動作の追従性制御を、受信信号の振幅変化（すなわち、時間選択性フェージングによる影響）だけでなく、受信信号の周波数間変動（すなわち、周波数選択性フェージングによる影響）を加味しておこなう。本実施形態では、フィルタ部５４の時定数（時定数τ）を変えることで追従性を制御するものとし、フィルタ部５４の時定数τを決定する時定数制御部５６を利得制御部５０に構成する。

時定数制御部５６は、例えば、ＬＳＩなどの制御回路によって構成され、周波数間変動検出部５１から出力された周波数間変動信号ＦＦと、振幅検出部５２から出力された振幅変動信号ＡＭが入力される。時定数制御部５６は、入力された周波数間変動信号ＦＦと振幅変動信号ＡＭに基づき、振幅変動の大きさと周波数間変動の大きさの関係から、フィルタ部５４に設定すべき時定数τを決定する。フィルタ部５４の時定数τを決定すると、時定数制御部５６は、フィルタ部５４に設定するための時定数制御信号τ_ＣＴを生成してフィルタ部５４に送出する。

以上が本実施形態にかかる受信装置１の構成である。なお、本実施形態で示した構成は、本発明にかかる受信装置および利得制御装置を実現するために必要な構成であり、受信装置として必要となるその他の構成についても、必要に応じて備えられているものとする。

このような受信装置１の動作を以下に説明する。

（実施形態１）
ここでは、利得制御部５０による利得制御動作、とりわけ、利得制御動作の追従性を制御する動作を、図４に示すフローチャートを参照して説明する。図４は、受信装置１による受信動作中に利得制御部５０によって実行される「追従性制御処理」の処理フローを示す。この追従性制御処理は、受信装置１による受信動作が開始されたことを契機に開始される。

すなわち、受信装置１による受信動作が開始されると、復調部４０によって受信信号の復調がおこなわれるので、このような復調動作で得られるＳＰ信号とデジタル中間周波信号ＩＦ_Ｄが利得制御部５０に入力される。この場合、ＳＰ信号に基づいて周波数間変動検出部５１が周波数間変動を検出し、デジタル中間周波信号ＩＦ_Ｄに基づいて振幅検出部５２が振幅変動を検出する（ステップＳ１０１）。

周波数間変動検出部５１は、検出した周波数間変動を示す周波数間変動信号ＦＦを時定数制御部５６に入力し、振幅検出部５２は、検出した振幅変動を示す振幅変動信号ＡＭを時定数制御部５６に入力する。

周波数間変動信号ＦＦと振幅変動信号ＡＭが入力されると、時定数制御部５６は、振幅変動信号ＡＭが示す振幅変動の大きさが、所定の閾値ＴＨ_ＡＭより大きいか否かを判別する（ステップＳ１０２）。

振幅変動の大きさが閾値ＴＨ_ＡＭより大きい場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、時定数制御部５６はさらに、周波数間変動信号ＦＦが示す周波数間変動の大きさが、所定の閾値ＴＨ_ＦＦより小さいか否かを判別する（ステップＳ１０３）。

ここで、周波数間変動の大きさが閾値ＴＨ_ＦＦより小さい場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、すなわち、振幅変動の大きさが閾値ＴＨ_ＡＭより大きく、かつ、周波数間変動の大きさが閾値ＴＨ_ＦＦより小さい場合、時定数制御部５６は、フィルタ部５４の時定数τを小さくするための時定数制御信号τ_ＣＴを生成してフィルタ部５４に送出することで、フィルタ部５４の時定数τを小さくする制御をおこなう（ステップＳ１０４）。ここでは、例えば、フィルタ部５４に基準の時定数が規定されているものとし、このような基準時定数から所定ステップ分小さくする時定数制御信号τ_ＣＴをフィルタ部５４に送出することで、フィルタ部５４の時定数τを小さくする。

この場合、時定数τが変更されたフィルタ部５４でフィルタリングされた誤差信号ＤＶに基づいて制御信号生成部５５が利得制御信号ＧＣを生成して中間周波増幅部３０に送出することになる（ステップＳ１０５）。

一方、振幅変動の大きさが閾値ＴＨ_ＡＭより大きくない場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）や、周波数間変動の大きさが閾値ＴＨ_ＦＦより小さくない場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、時定数制御部５６は、フィルタ部５４の時定数τを小さくする制御はおこなわない。

上述したように、フィルタ部５４の時定数τを下げると変化に対する応答が速くなる。したがって、振幅変動の大きさが閾値ＴＨ_ＡＭより大きく、かつ、周波数間変動の大きさが閾値ＴＨ_ＦＦより小さい場合、時定数制御部５６は、利得制御動作にかかる追従性を上げるよう制御したことになる。

ここで、マルチキャリア変調された信号が周波数選択性フェージングを受けた場合、周波数間変動が大きくなるが、上述したように、本実施形態では、図３に例示したような、複数のＳＰ信号間の差が大きい場合を周波数間変動が大きいとしている。ここで、周波数選択性フェージングの影響による減衰は周波数によって異なるので、周波数間変動が大きい場合、サブキャリアによって減衰の度合が大きく異なることになる。

つまり、周波数選択性フェージングの影響で大きな周波数間変動が現れている場合、減衰が軽微なサブキャリアもあり、そのようなサブキャリアから正常なデータを得ることにより、信号帯域全体の信号レベルが低下していてもエラー訂正をおこなうことができる。

このような場合に追従性を上げる制御をしてしまうと、中間周波増幅部３０での利得増大により、フェージングの影響を受けていないサブキャリアの信号を歪ませてしまうおそれがある。つまり、マルチキャリア変調された信号の場合、受信信号レベルの変動（振幅変動）のみに基づいて利得制御をおこなうと、受信信号に歪みが生じることがあり、かえって受信品質を低下させてしまう。

換言すると、複数のＳＰ信号間のレベル差が小さい、すなわち周波数間変動が小さく、かつ、振幅変動が大きい場合は、複数のサブキャリア全体に渡って一様に大きく減衰していることになるので、正常なデータを得られるサブキャリアがなく、エラー訂正をおこなえない可能性がある。よって、このような場合にのみ利得制御動作にかかる追従性を上げる制御をおこなうことで、振幅変動のみに基づいて利得制御をおこなう場合に生じうる受信信号の歪みを防止しつつ、フェージングの状況（電界強度の変化）に応じた適切な利得制御をおこなうことができる。

一方、図４に示す処理において、フィルタ部５４の時定数τを小さくしない場合、時定数制御部５６は、例えば、基準時定数を設定する時定数制御信号τ_ＣＴを生成してフィルタ部５４に送出する（ステップＳ１０５）。

以上のような動作を、例えば、受信装置１の受信動作の終了などといった所定の終了イベントが発生するまで繰り返しおこなうことで（ステップＳ１０６：Ｎｏ）、振幅変動（信号レベル）に応じた利得制御において、振幅変動が大きく、かつ、周波数間変動が小さい場合にのみ追従性を上げる制御をおこなう。

このような追従性制御処理は、終了イベントの発生に応じて終了する（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）。なお、この処理によって追従性を上げる制御をおこなった場合、周波数間変動の大きさが閾値ＴＨ_ＦＦより大きくなったことを契機に、例えば、フィルタ部５４の時定数τを基準時定数に戻す制御をおこなうことにより、追従性を通常のレベルに戻す。

以上のように、実施形態１によれば、マルチキャリア変調された電波の受信にかかる自動利得制御をおこなう場合において、振幅変動が大きく、かつ、周波数間変動が小さい場合に利得制御動作にかかる追従性を上げることで、受信信号に歪みを生じさせない利得制御をおこなうことができる。

（実施形態２）
上記実施形態１では、振幅変動が大きいが周波数間変動は小さい場合に利得制御動作にかかる追従性を上げる制御をおこなったが、振幅変動も周波数間変動もともに大きい場合には、利得制御動作にかかる時定数を大きくするように動作してもよい。この場合の利得制御部５０の動作を、図５に示すフローチャートを参照して説明する。

図５は、受信装置１による受信動作中に利得制御部５０によって実行される「歪み制御処理」の処理フローを示す。この歪み制御処理は、受信装置１による受信動作が開始されたことを契機に開始される。

すなわち、受信装置１による受信動作が開始されると、復調部４０によって受信信号の復調がおこなわれ、ＳＰ信号とデジタル中間周波信号ＩＦ_Ｄが利得制御部５０に入力される。この場合、ＳＰ信号に基づいて周波数間変動検出部５１が周波数間変動を検出し、デジタル中間周波信号ＩＦ_Ｄに基づいて振幅検出部５２が振幅変動を検出する（ステップＳ２０１）。そして、周波数間変動検出部５１は、検出した周波数間変動を示す周波数間変動信号ＦＦを時定数制御部５６に入力し、振幅検出部５２は、検出した振幅変動を示す振幅変動信号ＡＭを時定数制御部５６に入力する。

周波数間変動信号ＦＦと振幅変動信号ＡＭが入力されると、時定数制御部５６は、振幅変動信号ＡＭが示す振幅変動の大きさが、所定の閾値ＴＨ_ＡＭより大きいか否かを判別する（ステップＳ２０２）。

振幅変動の大きさが閾値ＴＨ_ＡＭより大きい場合（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）、時定数制御部５６はさらに、周波数間変動信号ＦＦが示す周波数間変動の大きさも、所定の閾値ＴＨ_ＦＦより大きいか否かを判別する（ステップＳ２０３）。

振幅変動の大きさが閾値ＴＨ_ＡＭより大きく、かつ、周波数間変動の大きさも閾値ＴＨ_ＦＦより大きい場合（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、時定数制御部５６は、フィルタ部５４の時定数τを大きくするための時定数制御信号τ_ＣＴを生成してフィルタ部５４に送出することで、フィルタ部５４の時定数τを上げる（大きくする）制御をおこなう（ステップＳ２０４）。ここでは、例えば、フィルタ部５４の基準時定数から所定ステップ分大きくする時定数制御信号τ_ＣＴをフィルタ部５４に送出することで、フィルタ部５４の時定数τを大きくする。

この場合、時定数τが変更されたフィルタ部５４でフィルタリングされた誤差信号ＤＶに基づいて制御信号生成部５５が利得制御信号ＧＣを生成して中間周波増幅部３０に送出することになる（ステップＳ２０５）。

この結果、利得制御部５０での利得制御動作にかかる追従性を、フィルタ部５４に基準時定数が設定されている場合より下げることになるが、フィルタ部５４の時定数τを大きくすることで、受信信号に歪みが発生してしまうことをより効果的に防止することができる。

つまり、周波数間変動が大きい場合、周波数選択性フェージングによる減衰の度合がサブキャリアによって大きく異なることになる。この場合、減衰が軽微なサブキャリアから正常なデータを得ることでエラー訂正できるので、このようなサブキャリアの信号を利得の増大によって歪ませてしまわないよう、フィルタ部５４の時定数τを大きくする制御をおこなう。

一方、振幅変動が閾値ＴＨ_ＡＭより大きく、かつ、周波数間変動が閾値ＴＨ_ＦＦより小さい場合（ステップＳ２０３：Ｎｏ）は、実施形態１の場合と同様、フィルタ部５４の時定数τを小さくすることで、利得制御動作の追従性を上げる制御をおこなう（ステップＳ２０６）。

以上のような動作を、例えば、受信装置１の受信動作の終了などといった所定の終了イベントが発生するまで繰り返しおこなうことで（ステップＳ２０７：Ｎｏ）、振幅変動（信号レベル）に応じた利得制御において、振幅変動も周波数間変動も大きい場合には時定数を大きくすることで信号歪みの防止を図り、振幅変動は大きいが周波数間変動は小さい場合には追従性を上げる制御をおこなう。

このような歪み制御処理は、終了イベントの発生に応じて終了する（ステップＳ２０７：Ｙｅｓ）。なお、この処理によって時定数を変更した場合、周波数間変動の大きさが閾値ＴＨ_ＦＦのレベルになったことを契機に、例えば、フィルタ部５４の時定数τを基準時定数に戻す制御をおこなうことにより、追従性を通常のレベルに戻す。

以上のように、実施形態２によれば、マルチキャリア変調された電波の受信にかかる自動利得制御をおこなう場合において、振幅変動が大きく、かつ、周波数間変動が大きい場合に利得制御動作にかかる時定数を大きくすることで、受信信号に歪みを生じさせない利得制御をおこなうことができる。

以上説明したように、本発明を上記実施形態の如く適用することで、振幅変動に基づく利得制御をおこなう場合において、周波数間変動に応じて利得制御の追従性を制御するので、振幅変動のみに基づく利得制御で生じうる信号歪みを防止することができる。

この場合において、受信対象が地上デジタル放送などである場合、各周波数の搬送波に配置されているＳＰ信号などのパイロット信号を検出し、複数のパイロット信号のレベル差の大小で周波数間変動の大きさを求めるので、復調動作で検出されるパイロット信号を用いて容易に周波数間変動を検出することができる。

そして、振幅変動が大きく、かつ、周波数間変動が小さい場合に、利得制御動作にかかる追従性を上げる制御をおこなうことで、受信信号の不要な歪みを防止しながら、効果的な利得制御をおこなうことができる。

この場合、利得制御動作にかかる時定数の変更によって追従性を制御するので、利得制御動作にかかる追従性の制御を容易におこなうことができる。

また、振幅変動が大きく、かつ、周波数間変動が大きい場合には、時定数を大きくするので、受信信号の歪みをより効果的に防止することができる。

上記実施形態は一例であり、本発明の適用範囲はこれに限られない。すなわち、種々の応用が可能であり、あらゆる実施の形態が本発明の範囲に含まれる。

例えば、上記実施形態では、地上デジタル放送を受信する場合に本発明を適用し、地上デジタル放送で採用されているＳＰ信号に基づいて周波数間変動を検出するものとしたが、サブキャリアによる減衰の違いによる周波数間変動を検出できるのであれば、周波数間変動の検出方法は任意であり、また、受信対象も地上デジタル放送に限られず任意である。

また、上記実施形態では、利得制御にかかる時定数を変更することで利得制御動作にかかる追従性を制御したが、追従性を変化させることができるのであれば、その方法は時定数の変更に限られず任意である。

なお、上記実施形態で例示した受信装置１のように、本発明にかかる利得制御装置を予め備えた受信装置として提供できることはもとより、本発明にかかる利得制御装置を既存の受信装置に適用することで、本発明にかかる受信装置として機能させることができる。

本発明の実施形態にかかる受信装置の構成を示すブロック図である。 図１に示す復調部と利得制御部の構成を示すブロック図である。 周波数選択性フェージングによるパイロット信号の変動の例を示すグラフである。 本発明の実施形態１にかかる「追従性制御処理」を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施形態２にかかる「歪み制御処理」を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１…受信装置、１０…アンテナ、２０…チューナ部、３０…中間周波増幅部、４０…復調部、４１…ＡＤＣ、４２…ＦＦＴ回路、４３…波形等化回路、４４…復調回路、４５…誤り訂正回路、５０…利得制御部、５１…周波数間変動検出部、５２…振幅検出部、５３…加算器、５４…フィルタ部、５５…制御信号生成部、５６…時定数制御部、６０…ＤＥＭＵＸ部、７０…復号部、８０…出力部、ＩＦ…中間周波信号、ＩＦ_Ｄ…デジタル中間周波信号、ＳＰ…ＳＰ信号（パイロット信号）、ＦＦ…周波数間変動信号、ＡＭ…振幅変動信号、ＡＭ_ｒｅｆ…基準振幅信号、ＤＶ…誤差信号、τ…時定数、τ_ＣＴ…時定数制御信号、ＧＣ…利得制御信号

Claims (6)

1. マルチキャリア変調された信号を受信する受信装置の利得を受信信号の振幅変動に応じて制御する利得制御装置において、
   前記受信信号に配置された周波数が異なる複数のパイロット信号のレベル変動に基づいて周波数間変動を検出する周波数間変動検出手段と、
   前記振幅変動と前記周波数間変動とに基づいて、利得制御動作の追従性を制御する追従性制御手段と、を備え、
   前記追従性制御手段は、前記振幅変動が第１の閾値より大きく、かつ、前記周波数間変動が第２の閾値より小さい場合、前記利得制御動作の追従性を上げる制御をおこなう、
   ことを特徴とする利得制御装置。
2. 前記追従性制御手段は、利得制御にかかる時定数を変更することで前記利得制御動作の追従性を制御する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の利得制御装置。
3. 前記追従性制御手段は、前記振幅変動が前記第１の閾値より大きく、かつ、前記周波数間変動が前記第２の閾値より大きい場合には、前記時定数を大きくする制御をおこなう、
   ことを特徴とする請求項２に記載の利得制御装置。
4. 受信電波の振幅変動に応じて受信装置の利得を制御する利得制御方法において、
   受信電波に配置された周波数が異なる複数のパイロット信号のレベル変動に基づいて周波数間変動を検出する周波数間変動検出ステップと、
   前記振幅変動と前記周波数間変動とに基づいて、利得制御動作の追従性を制御する追従性制御ステップと、を含み、
   前記追従性制御ステップは、前記振幅変動が第１の閾値より大きく、かつ、前記周波数間変動が第２の閾値より小さい場合、前記利得制御動作の追従性を上げる制御をおこなう、
   ことを特徴とする利得制御方法。
5. 受信信号の増幅をおこなう増幅手段と、前記受信信号の振幅変動に基づいて前記増幅手段による増幅にかかる利得を制御する利得制御手段と、を備えた、マルチキャリア変調された信号を受信する受信装置において、
   前記利得制御手段は、
   前記受信信号に配置された周波数が異なる複数のパイロット信号のレベル変動に基づいて周波数間変動を検出する周波数間変動検出手段と、
   前記振幅変動と前記周波数間変動とに基づいて、利得制御動作にかかる時定数を変更することで追従性を制御する追従性制御手段と、を備え、
   前記追従性制御手段は、前記振幅変動が第１の閾値より大きく、かつ、前記周波数間変動が第２の閾値より小さい場合、前記利得制御動作の追従性を上げる制御をおこなう、
   ことを特徴とする受信装置。
6. 前記追従性制御手段は、前記振幅変動が前記第１の閾値より大きく、かつ、前記周波数間変動が前記第２の閾値より大きい場合には、前記利得制御動作にかかる時定数を大きくする制御をおこなう、
   ことを特徴とする請求項５に記載の受信装置。

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