JPH05102939A - 時分割多重デイジタル無線通信システムの受信機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単かつ安価な回路で受信系の非線形性によ
る誤り率の劣化を防止する。 【構成】 高周波増幅器１の前段に可変減衰器６を設け
るとともに、レベル可変制御回路７０を設け、このレベ
ル可変制御回路７０により、無線伝送信号の各受信スロ
ット毎に、受信中間周波信号のレベルと基準レベルとの
差を検出してその１スロット期間における平均値を求
め、この平均値をＲＡＭ７５にそれぞれ記憶する。そし
て無線伝送信号の各受信スロット毎に、１フレーム前に
得られた対応する受信スロットの平均値を上記ＲＡＭ７
５から読出して上記可変減衰器６に供給し、この平均値
に応じて可変減衰器６の減衰量を制御することにより無
線周波信号の受信レベルを可変制御するようにしたもの
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、線形変調方式を用いた
時分割多重ディジタル無線通信システムの受信機に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、線形変調方式を採用したディジ
タル無線通信システムにおいて使用される受信機では、
受信系の非線形性が誤り率劣化の大きな要因になる。例
えば、高周波増幅器や周波数変換器のダイナミックレン
ジを超える大レベルの無線周波信号が入力されると、上
記高周波増幅器および周波数変換器が飽和してこれが誤
り率の劣化になる。

【０００３】そこで従来では、例えば次のようにして誤
り率の劣化を防止している。図３はその構成を示す受信
機の回路ブロック図である。同図において、図示しない
アンテナで受信された無線周波信号は、高周波増幅器１
で増幅されたのち周波数変換器２に入力され、この周波
数変換器２で局部発振器３から発生された局部発振信号
とミキシングされて中間周波信号に周波数変換される。
そして、この中間周波信号はチャネルフィルタ４で所定
の帯域成分のみが抽出されたのち、中間周波増幅器５で
増幅されて図示しないディジタル復調回路に供給され
る。また、上記高周波増幅器１の前段には可変減衰器６
が設けられ、この可変減衰器６の減衰量がレベル検出器
７により可変制御されている。すなわち、レベル検出器
７では、上記中間周波増幅器５から出力された受信中間
周波信号のレベルが検出され、この検出レベルが予め設
定してある基準レベルと比較されてその差が検出され
る。そして、この差信号が上記可変減衰器６に負帰還さ
れる。このため、可変減衰器６では上記差信号に応じて
減衰量が制御され、これにより無線周波信号の受信レベ
ルは上記基準レベルに応じた値で一定となるように制御
される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の回路には次のような問題点があった。すなわち、
時分割多元接続（ＴＤＭＡ）方式を採用した例えば移動
通信システムでは、無線伝送信号の信号フォーマットと
して例えば図４（ａ）に示すごとく１フレームごとに複
数のスロット（図では４スロットＴＳ１〜ＴＳ４）を時
分割多重したものが使用されている。そして、これらの
スロットは例えば異なる移動局に割り当てられ、各移動
局は自局に割り当てられたスロットを使用してディジタ
ル伝送信号を基地局に向け送信している。このため、基
地局における上記各スロットの受信レベルは、基地局か
ら各移動局までの距離に応じて、例えば図４（ｂ）に示
すごとくそれぞれ異なったものとなる。

【０００５】したがって、このように基地局の受信機
に、先に述べた従来の受信回路を適用すると、レベル検
出器７を含む帰還ループの過渡応答特性により、各受信
スロット間の切換わり時点において可変減衰器６の減衰
量が不安定になる。このため、各受信スロットの受信開
始期間において、無線周波信号の受信レベルが適切に制
御されず、この結果依然として受信データの誤り率が高
かった。

【０００６】また、以上の問題点は帰還ループの応答速
度を高速化することにより低減することが理論上可能で
ある。しかし、帰還ループの応答速度を高速化するに
は、伝送速度に比べて高速度のデータ処理能力を有する
回路を構成する必要があるため実現が難かしく、またた
とえ実現できたとしても回路の複雑化や大形化、さらに
は高価格化を招くことになり非常に好ましくなかった。

【０００７】本発明は上記事情に着目してなされたもの
で、その目的とするところは、簡単かつ安価な回路で受
信系の非線形性による誤り率の劣化を防止することがで
きる時分割多重ディジタル無線通信システムの受信機を
提供することである。

【０００８】

【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、周波数変換回路の前段に、受信された無線
周波信号の信号レベルを可変するためのレベル可変回路
を設けるとともに、このレベル可変回路のレベル可変量
を制御するためのレベル可変制御回路を設け、さらにこ
のレベル可変制御回路に、制御信号生成手段と、記憶手
段と、その読出制御手段とを備えている。そして、上記
制御信号生成手段により、無線伝送信号の各スロットご
とに、上記周波数変換回路から出力された受信中間周波
信号のレベルを検出して、このレベル検出値に応じてレ
ベル可変制御信号を生成し、この生成されたレベル可変
制御信号を上記記憶手段に記憶する。そして、上記読出
制御手段により、無線伝送信号の各スロットごとに、過
去のフレームで得られた対応するスロットのレベル可変
制御信号を上記記憶手段から読出して上記レベル可変回
路に供給し、このレベル可変制御信号に応じてレベル可
変動作を行なわせるようにしたものである。

【０００９】また本発明は、レベル可変制御回路の制御
信号生成手段により、無線伝送信号の各スロットごと
に、周波数変換回路から出力された受信中間周波信号の
レベルの平均値を検出し、この平均値に応じてレベル可
変制御信号を生成することも特徴とする。

【００１０】

【作用】この結果本発明によれば、無線伝送信号の各ス
ロットごとに、過去のフレームにおいて既に得られてい
るレベル可変制御信号が記憶手段から読出されてレベル
可変回路に供給されるので、無線伝送信号の各スロット
ごとにその受信レベルが異なる場合でも、各スロットの
開始時点から受信レベルに応じた最適なレベル可変量を
レベル可変回路に設定することが可能となる。このた
め、各スロットごとに最適な受信レベルの制御を行なう
ことができ、これにより誤り率特性を大幅に改善するこ
とが可能となる。また、各スロットごとにレベル可変制
御信号は固定されるので、１スロット期間中を通して安
定なレベル制御を行なうことができる。しかも、従来の
ようにレベル可変制御信号をリアルタイムで生成する必
要がなくなり、これにより高速度の応答速度を有する帰
還ループを不要にすることができる。したがって、回路
を簡単かつ安価にに構成することができる。

【００１１】また本発明によれば、無線伝送信号の各ス
ロットごとに、周波数変換回路から出力された受信中間
周波信号のレベルの平均値が検出され、この平均値に応
じてレベル可変制御信号が生成されるので、１つのスロ
ット受信期間中に例えばフェージングの影響により受信
信号レベルが極端に変化しても、この受信レベルの変化
の影響を軽減することができ、これにより高精度のレベ
ル制御を行なうことが可能となる。

【００１２】

【実施例】図１は本発明の一実施例における受信機の構
成を示す回路ブロック図である。なお、同図において前
記図３と同一部分には同一符号を付して詳しい説明は省
略する。

【００１３】本実施例の受信機は、可変減衰器６の減衰
量を可変制御するための回路としてレベル可変制御回路
７０を備えている。このレベル可変制御回路７０は、レ
ベル検出器７１と、Ａ／Ｄ変換器７２と、平均値回路７
３と、レジスタ７４と、ＲＡＭ７５と、レジスタ７６
と、Ｄ／Ａ変換器７７と、タイミング回路７８とから構
成される。

【００１４】レベル検出器７１では、中間周波増幅器５
から出力された受信中間周波信号の信号レベルが検出さ
れ、この検出レベルと予め設定されている基準レベルと
の差が検出される。Ａ／Ｄ変換器７２は、上記レベル検
出器７１から出力された差信号をディジタル信号に変換
する。平均値回路７３では、各受信スロット毎に、その
期間中に上記Ａ／Ｄ変換器７２から出力されたディジタ
ル差信号の平均値が求められる。そして、この求められ
た平均値は、受信スロットの切替時点においてタイミン
グ発生回路７８から発生されるトリガ信号ＴＧ１に同期
してレジスタ７４に一時保持される。また、上記平均値
回路７３で得られた平均値は、上記レジスタ７４に一時
保持されたのち、タイミング発生回路７８からリセット
信号ＲＳが発生された時点でクリアされる。

【００１５】ＲＡＭ７５は、タイミング発生回路７８か
ら発生される書込み／読出し制御信号Ｒ／Ｗに同期し
て、上記平均値回路７３により得られた平均値の書込み
および読出し動作を行なうもので、各受信スロットで得
られた差信号の平均値をそれぞれ受信スロット番号に対
応付けて１フレーム後まで記憶する。また、各受信スロ
ットの開始時点において、１フレーム前の対応する受信
スロットで得られた平均値を読出してレジスタ７６へ出
力する。レジスタ７６は、上記ＲＡＭ７５から読み出さ
れた平均値を、タイミング発生回路７８から発生される
トリガ信号ＴＧ２に同期して１スロット期間保持してＤ
／Ａ変換器７７へ供給する。Ｄ／Ａ変換器７７は、上記
レジスタ７６から出力された平均値をアナログ値に変換
して、減衰量制御信号として可変減衰器６に供給する。

【００１６】タイミング発生回路７８は、図示しないデ
ィジタル復調回路の同期回路部から出力されるフレーム
同期信号およびスロット同期信号を基準に、予め定めら
れたタイミングで上記各トリガ信号ＴＧ１，ＴＧ２、リ
セット信号ＲＳおよびＲＡＭ７５に対する書込み／読出
し制御信号Ｒ／Ｗをそれぞれ発生する。

【００１７】このような構成であるから、図示しないア
ンテナにより無線周波信号が受信されると、この無線周
波信号は可変減衰器６を介して高周波増幅器１で増幅さ
れたのち、周波数変換器２で中間周波信号にダウンコン
バートされ、しかるのちチャネルフィルタ４でフィルタ
リングされかつ中間周波増幅器５により増幅されたのち
図示しないディジタル復調回路に供給される。

【００１８】また、上記中間周波増幅器５から出力され
た受信中間周波信号は、レベル可変制御回路７０のレベ
ル検出器７１に入力され、このレベル検出器７１で上記
受信中間周波信号のレベルと予め設定された基準レベル
との差が検出される。そして、この差信号はＡ／Ｄ変換
器７２でディジタル信号に変換されたのち、平均値回路
７３に入力される。この平均値回路７３では、無線伝送
信号の各受信スロットごとに、各々その１受信スロット
期間におけるディジタル差信号の平均値が求められ、こ
の平均値はレジスタ７４を介してＲＡＭ７５に記憶され
る。例えば、いま図２に示すフレームＡを受信している
とすれば、このフレームＡの各受信スロットＴＳａ１〜
ＴＳａ４ごとに、上記平均値回路７３で求められた差信
号の平均値Ｖａ１〜Ｖａ４がそれぞれ受信スロット番号
ＴＳａ１〜ＴＳａ４に対応付けられてＲＡＭ７５に記憶
される。なお、ＲＡＭ７５に対する上記平均値Ｖａ１〜
Ｖａ４の書き込みは、タイミング発生回路７８から発生
される制御信号に応じて、各受信スロットＴＳａ１〜Ｔ
Ｓａ４ごとにその終了時点から次の受信スロットに移行
するまでの微小なガードタイム期間に行なわれる。

【００１９】さて、そうして図２に示す次のフレームＢ
の受信期間になると、まずその最初の受信スロットＴＳ
ｂ１の開始直前において、タイミング発生回路７８の制
御に応じて、ＲＡＭ７５から１フレーム前の同じ受信ス
ロットＴＳａ１で得られた差信号の平均値Ｖａ１が読出
され、この平均値Ｖａ１がレジスタ７６を経てＤ／Ａ変
換器７７でアナログ信号に変換されたのち、可変減衰器
６に制御信号として供給される。このため、可変減衰器
６には上記平均値Ｖａ１に応じた可変減衰量が設定され
る。したがって、受信スロットＴＳｂ１の期間では、そ
の開始時点から終了時点までの全期間にわたって、上記
一定の可変減衰量により無線周波信号の受信レベルが制
御されることになる。

【００２０】次に、上記受信スロットＴＳｂ１の期間が
終了して次の受信スロットＴＳｂ２に移行する時点で
は、１フレーム前の同じ受信スロットＴＳａ２で得られ
た差信号の平均値Ｖａ２がＲＡＭ７５から読出され、レ
ジスタ７６およびＤ／Ａ変換器７７を介して可変減衰器
６に供給される。したがって、この受信スロットＴＳｂ
２の期間では、その開始時点から終了時点まで、可変減
衰器６に上記平均値Ｖａ２に応じた可変減衰量が設定さ
れ、無線周波信号はこの可変減衰量に従って受信レベル
の可変制御を受ける。

【００２１】同様に、次の受信スロットＴＳｂ３，ＴＳ
ｂ４においても、１フレーム前の同じ受信スロットＴＳ
ａ３，ＴＳａ４で得られた差信号の平均値Ｖａ３，Ｖａ
４がＲＡＭ７５からそれぞれ読出され、これらの平均値
Ｖａ３，Ｖａ４に応じた減衰量が可変減衰器６に設定さ
れる。このため、これらの受信スロットＴＳｂ３，ＴＳ
ｂ４の期間でも、その開始時点から終了時点まで、無線
周波信号は上記可変減衰量に従って受信レベルの可変制
御を受ける。

【００２２】また、上記フレームＢの受信期間において
平均値回路７３では、上記減衰量の設定制御と並行し
て、各受信スロットＴＳｂ１〜ＴＳｂ４の期間に差信号
の平均値Ｖｂ１〜Ｖｂ４を求めるための動作が行なわれ
ている。そして、これらの平均値Ｖｂ１〜Ｖｂ４は、次
のフレームＣの減衰量を設定するための制御信号とし
て、各受信スロットＴＳｂ１〜ＴＳｂ４の終了時点でＲ
ＡＭ７５にそれぞれ記憶される。なお、上記平均値Ｖｂ
１〜Ｖｂ４の記憶は、ＲＡＭ７５に記憶されている前フ
レームＡの平均値Ｖａ１〜Ｖａ４を書替えることにより
行なわれる。

【００２３】このように本実施例であれば、各フレーム
ごとにその各受信スロットで得られた差信号の平均値
を、各々次のフレームの減衰量可変制御信号としてＲＡ
Ｍ７５に記憶しておき、かつフレームの各受信スロット
の開始直前時点で、上記ＲＡＭ７５から１フレーム前の
同じ受信スロットの平均値を読出して可変減衰器６に供
給するようにしたので、可変減衰器６には各受信スロッ
トごとにその全期間にわたって固定された減衰量を設定
することができる。このため、無線周波信号の受信レベ
ルを各受信スロットの全期間にわたって安定に制御する
ことができ、これにより受信系の非線形性による誤り率
の劣化を確実に防止することができる。また、応答速度
の高速な帰還ループを構成する必要がなく、これにより
回路を簡単かつ安価に構成することができる。

【００２４】さらに本実施例では、各受信スロットごと
に１スロット期間における差信号の平均値を求め、この
平均値を次のフレームの減衰量制御信号として用いるよ
うにしたので、例えばフェージングの影響により１受信
スロット期間中に無線周波信号の受信レベルが一時的に
変化したとしても、この変化の影響を軽減することがで
き、これによりより一層信頼性の高いレベル制御を行な
うことができる。

【００２５】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではない。例えば、上記実施例では１フレーム前に得
られた差信号の平均値を用いて可変減衰器６の減衰量を
制御するようにしたが、２フレーム前に得られた差信号
の平均値或いは３フレーム以上前に得られた差信号の平
均値を用いて可変減衰器６の減衰量を制御するようにし
てもよい。この様にすると、例えば１フレーム前の平均
値がノイズの影響を受けて信頼性が低い場合に、正常な
信頼性の高い２フレーム以前の平均値を選択して使用す
ることができる。また、各受信スロットごとに、１フレ
ーム前に得られた平均値と２フレーム前に得られた平均
値との平均を求め、その平均値を用いて可変減衰器６の
減衰量を制御するようにしてもよい。

【００２６】さらに、前記実施例ではレベル可変回路と
して可変減衰器６を用いたが、可変利得増幅器を用いて
もよい。この場合には、可変利得増幅器を高周波増幅器
と共用するようにしてもよい。その他、周波数変換回路
部やレベル可変制御回路の回路構成およびその制御タイ
ミングなどについても、本発明の要旨を逸脱しない範囲
で種々変形して実施できる。

【００２７】

【発明の効果】以上詳述したように本発明は、周波数変
換回路の前段に、受信された無線周波信号の信号レベル
を可変するためのレベル可変回路を設けるとともに、こ
のレベル可変回路のレベル可変量を制御するためのレベ
ル可変制御回路を設け、さらにこのレベル可変制御回路
に、制御信号生成手段と、記憶手段と、その読出制御手
段とを備えている。そして、上記制御信号生成手段によ
り、無線伝送信号の各スロットごとに、上記周波数変換
回路から出力された受信中間周波信号のレベルを検出し
て、このレベル検出値に応じてレベル可変制御信号を生
成し、この生成されたレベル可変制御信号を上記記憶手
段に記憶する。そして、上記読出制御手段により、無線
伝送信号の各スロットごとに、過去のフレームで得られ
た対応するスロットのレベル可変制御信号を上記記憶手
段から読出して上記レベル可変回路に供給し、このレベ
ル可変制御信号に応じてレベル可変動作を行なわせるよ
うにしたものである。

【００２８】したがって本発明によれば、簡単かつ安価
な回路で受信系の非線形性による誤り率の劣化を防止す
ることができる時分割多重ディジタル無線通信システム
の受信機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における受信機の構成を示す
回路ブロック図。

【図２】図１に示した受信機の動作説明に使用する信号
波形図。

【図３】従来の受信機の構成を示す回路ブロック図。

【図４】無線伝送信号の信号フォーマットおよびその各
スロットの受信レベルの一例を示すための図。

【符号の説明】

１…高周波増幅器、２…周波数変換器、３…局部発振
器、４…チャネルフィルタ、５…中間周波増幅器、６…
可変減衰器、７０…レベル可変制御回路、７１…レベル
検出器、７２…アナログ・ディジタル（Ａ／Ｄ）変換
器、７３…平均値回路、７４，７６…レジスタ、７５…
ＲＡＭ、７７…ディジタル・アナログ（Ｄ／Ａ）変換
器、７８…タイミング発生回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のスロットを時分割多重して１フレ
   ームを構成した無線伝送信号を受信する時分割多重ディ
   ジタル無線通信システムの受信機において、 受信された無線周波信号を周波数変換して受信中間周波
   信号を出力するための周波数変換回路と、 この周波数変換回路の前段に設けられ、前記受信された
   無線周波信号の信号レベルを可変するためのレベル可変
   回路と、 このレベル可変回路のレベル可変量を制御するためのレ
   ベル可変制御回路とを具備し、 前記レベル可変制御回路は、 前記無線伝送信号の各スロットごとに、前記周波数変換
   回路から出力された受信中間周波信号のレベルを検出
   し、このレベル検出値に応じてレベル可変制御信号を生
   成するための制御信号生成手段と、 この制御信号生成手段により生成されたレベル可変制御
   信号を記憶するための記憶手段と、 前記無線伝送信号の各スロットごとに、過去のフレーム
   で得られた対応するスロットのレベル可変制御信号を前
   記記憶手段から読出して前記レベル可変回路に供給しレ
   ベル可変を行なわせる読出制御手段とを備えたことを特
   徴とする時分割多重ディジタル無線通信システムの受信
   機。
2. 【請求項２】 レベル可変制御回路の制御信号生成手段
   は、無線伝送信号の各スロットごとに、周波数変換回路
   から出力された受信中間周波信号のレベルの平均値を検
   出し、この平均値に応じてレベル可変制御信号を生成す
   る請求項１に記載の時分割多重ディジタル無線通信シス
   テムの受信機。