JPH0563663A

JPH0563663A - 受信信号強度測定装置

Info

Publication number: JPH0563663A
Application number: JP3250489A
Authority: JP
Inventors: Hisaki Hiraiwa; 久樹平岩; Norio Orimo; 紀雄下茂
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1991-09-03
Filing date: 1991-09-03
Publication date: 1993-03-12
Anticipated expiration: 2016-01-22
Also published as: JP3125804B2

Abstract

(57)【要約】【目的】正確な受信信号強度の測定を、簡単な構成の
装置で実現する。【構成】受信アンテナ１１と、基準レベルの発生源１
２とを切り換えるスイッチ１３を設ける。スイッチ１３
を基準レベルの発生源１２側に切り換え、可変ゲインア
ンプ１９，２３，２４のゲインをステップ的に変化さ
せ、各利得制御状態における電力検出器３２の検出出力
から可変ゲインアンプ１９，２３，２４の真のゲインを
求め、その値を記憶するようにするキャリブレーション
手段３３を設ける。また、スイッチ１３が受信アンテナ
１１側に切り換えられているとき、可変ゲインアンプ１
９，２３，２４により利得制御がなされた状態におい
て、電力検出器３２の検出電力と、前記利得制御信号
と、前記記憶された真のゲインとを参照して受信信号強
度を求める手段３３とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば移動無線通信
システムの移動無線機に用いて好適な受信信号強度測定
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、移動無線電話などの移動通信シ
ステムに用いる移動無線送受信機においては、受信信号
レベルを正確に測定する必要がある。

【０００３】すなわち、例えば受信信号レベルが低いと
きは、その移動無線送受信機から基地局が遠いことがわ
かるので、この無線送受信機から発信を行なうとき、発
信出力レベルも高レベルにするほうが良い。

【０００４】また、他チャンネルとの間での混信を考え
ると、受信レベルが高いときにはクロストークを避ける
ため、無線チャンネル回線を切り換えたほうが良い。さ
らには、基地局を切り換える必要がある場合に、受信信
号レベルに応じて高いほうのレベルの基地局に対するチ
ャンネル無線回線に切り換えを行なうようにするほうが
良い。

【０００５】このため、この種の送受信機においては、
受信信号強度を測定し、上記のような判定を行えるよう
にしている。図４は、従来の受信信号強度測定装置の一
実施例のブロック図である。

【０００６】図４において、１は受信アンテナで、この
受信アンテナで受信された信号は、ローノイズアンプ２
を介して、可変ゲインアンプ３に供給され、この可変ゲ
インアンプ３においてＡＧＣ（自動利得制御）が行われ
る。そして、この可変ゲインアンプ３からのゲインコン
トロールされた信号が、復調部（図示せず）に供給され
る。

【０００７】可変ゲインアンプ３の出力信号は、また、
電力検出器４に供給され、その信号レベルが検出され
る。そして、この電力検出器４の検出電圧が、比較回路
５の一方の入力入力端に供給されると共に、基準電力が
入力端６を通じて、この比較回路５の他方の入力端に供
給される。そして、この比較回路５からの両電力の誤差
が、ループフィルタ７に供給され、このループフィルタ
７の出力信号が可変ゲインアンプ３に、その利得制御信
号として供給される。このＡＧＣフィードバックループ
により、可変ゲインアンプ３の出力信号は、常に一定レ
ベルになるように利得制御される。

【０００８】この場合、ループフィルタ７の出力信号、
すなわち利得制御信号は、受信信号レベルに応じたもの
となっている。そこで、この図４の例においては、ルー
プフィルタ７の出力信号がＡ／Ｄ変換器８により、デジ
タル信号に変換され、そのデジタル信号が変換テーブル
９に供給される。この変換テーブル９には、ループフィ
ルタ７の出力利得制御信号の大きさと受信信号レベルと
の対応テーブルが記憶されており、この変換テーブル９
から、ループフィルタ７の出力利得制御信号に対応した
受信信号レベルが求められる。

【０００９】こうして求められた受信信号レベルは、前
述したように、例えば無線チャンネルの切り換えや、送
信機の出力レベルの変更のための基準信号として、図示
しないコントローラに供給される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、移動無線通
信においては、測定対象となる受信信号レベルは基地局
からの距離の変化などを考慮すると、−１１０ｄＢｍ〜
−１０ｄＢｍほど大きく変化することがある。さらに
は、測定精度として、絶対精度±４ｄＢ、相対精度±１
ｄＢが要求されることがある。

【００１１】ところが、前述した従来の図４の受信信号
強度測定装置の場合、可変ゲインアンプ３の制御電圧対
ゲイン特性が、経年変化や温度変化を受けるため、ルー
プフィルタ７の出力に対する可変ゲインアンプ３の利得
が変化してしまうことがある。これは、可変ゲインアン
プが、半導体の非線形制を利用している関係上、温度変
化を受けやすいことなどに原因している。

【００１２】このため、上述のような高精度の測定精度
を実現するには、図４の回路に対して、温度変化や経年
変化に対する補償回路が必要となり、回路構成の規模の
増大を招く欠点がある。また、このように高精度のレベ
ル測定を行なうようにしても、回路が非常に複雑になる
ことから、移動無線電話機などの移動無線送受信機とし
ては、構成が困難になってしまう。

【００１３】図４の可変ゲインアンプ３の代わりに、固
定アンプと複数個のアッテネータを用いるようにしても
よいが、その場合には、精度を上げるには、細かくレベ
ル調整するためにアッテネータを大量に設けなければな
らず、回路構成が複雑になるとともに、調整が各送受信
機ごとに必要となるという欠点がある。

【００１４】この発明は、以上の点に鑑み、常に正確な
受信信号強度の測定を可能とすることができ、しかも構
成が簡単な受信信号強度測定装置を提供しようとするも
のである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】このため、この発明にお
いては、後述する実施例の参照符号を用いると、受信ア
ンテナ１１と、基準レベルの発生源１２と、アンテナ１
１と、基準レベルの発生源１２とを切り換えるスイッチ
１３と、スイッチ１３の出力信号を利得制御するもので
あって、利得制御信号を受けてゲインがステップ的に変
化する可変ゲインアンプ１９，２３，２４と、この可変
ゲインアンプ１９，２３，２４の出力信号のレベルを検
出する電力検出器３２と、この電力検出器３２の検出電
力に基づいて前記可変ゲインアンプ１９，２３，２４に
供給する利得制御信号を発生する利得制御器３５，３
６，３７と、スイッチ１３を基準レベルの発生源１２側
に切り換え、可変ゲインアンプ１９，２３，２４のゲイ
ンをステップ的に変化させ、各利得制御状態における電
力検出器３２の検出出力から可変ゲインアンプ１９，２
３，２４の真のゲインを求め、その値を記憶するように
するキャリブレーション手段３３と、スイッチ１３が受
信アンテナ側に切り換えられ、可変ゲインアンプ１９，
２３，２４により利得制御がなされた状態において、電
力検出器３２の検出電力と、前記利得制御信号と、前記
記憶された真のゲインとを参照して受信信号強度を求め
る手段３３とを備える。

【００１６】

【作用】上述の構成のこの発明においては、基準レベル
の発生源１２側にスイッチが切り換えられ、キャリブレ
ーション手段３３により、利得制御信号に対する可変ゲ
インアンプ１９，２３，２４の真のゲインが求められ、
これがメモリ３４に記憶される。すなわち、可変ゲイン
アンプ１９，２３，２４の制御電圧対ゲイン特性が、キ
ャリブレーション手段３３により、監視される。

【００１７】そして、受信アンテナ１１からの受信信号
強度の測定時には、電力検出器３２で検出した可変ゲイ
ンアンプ１９，２３，２４の出力信号のレベルと、利得
制御信号と、前記メモリ３４に記憶した真のゲインとを
参照して、実際の受信信号レベルを測定する。

【００１８】

【実施例】図１は、この発明による受信信号強度測定装
置を備えた受信装置の一実施例のブロック図である。こ
の例は、移動無線電話機の場合の例である。

【００１９】図１において、１１は受信アンテナであ
る。１２は、後述するように受信信号強度測定の基準レ
ベルを発生するための終端抵抗である。１３は、受信ア
ンテナと終端抵抗１２とを切り換えるためのスイッチで
ある。

【００２０】スイッチ１３の出力信号は、ローノイズア
ンプ１４を介して、バンドパスフィルタ１５に供給され
て、不要信号成分が除去された後、第１ミキサ１６に供
給される。この第１ミキサ１６には、第１局部発信器１
７からの第１局部発信信号が供給されて、周波数変換さ
れ、これよりは、第１中間周波数１５０ＭＨｚの第１中
間周波信号が得られ、これがバンドパスフィルタ１８に
供給されて、不要成分が除去された後、第１の可変ゲイ
ンアンプ１９に供給される。

【００２１】この可変ゲインアンプ１９の出力信号は、
第２ミキサ２２に供給される。この第２ミキサ２２は第
２局部発信器２１からの第２局部発信信号が供給され、
この第２ミキサからは第２中間周波数１０ＭＨｚの第２
中間周波信号が得られ、これがバンドパスフィルタ２２
により不要成分が除去された後、可変ゲインアンプ２３
に供給される。

【００２２】この可変ゲインアンプ２３の出力信号は、
また、可変ゲインアンプ２４を介してＡ／Ｄコンバータ
２５に供給され、デジタル信号に変換される。そして、
このデジタル信号に変換された受信信号がＤＳＰ（デジ
タル・シグナル・プロセッサ）３０に供給される。

【００２３】このＤＳＰ３０は、汎用の通信用のプロセ
ッサで、復調部３１、電力検出部３２、ＣＰＵを有する
コントローラ３３、メモリ３４、ＡＧＣ制御部３５，３
６，３７などを備えている。

【００２４】そして、Ａ／Ｄコンバータ２５からの入力
デジタル信号は、復調部３１において復調される。ま
た、入力デジタル信号は、電力検出部３２において、信
号レベル（電力）が検出される。そして、この電力検出
部３２で検出された信号電力は、コントローラ３３に供
給される。

【００２５】このコントローラ３３は、可変ゲインアン
プ１９，２３，２５を利得制御して、可変ゲインアンプ
２４の出力信号レベルを一定に保つような、利得制御信
号を発生するためのコントロール信号を作成する。ま
た、このコントローラ３３は、後述するように、可変ゲ
インアップ１９，２３，２４の真のゲインを検出するた
めのキャリブレーションを行う。さらに、受信信号強度
の測定も行う。

【００２６】この場合、可変利得アンプ１９，２３およ
び２４は、そのゲインをステップ的に変更することがで
きるようなタイプのアンプで構成されている。

【００２７】そして、コントローラ３３は、電力検出部
３２の検出電力に応じて、各可変ゲインアンプ１９，２
３および２４に対する利得制御信号を供給するＡＧＣ制
御部３５，３６，３７に、コントロール信号を供給す
る。各ＡＧＣ制御部３５，３６，３７は、コントローラ
３３からのこのコントロール信号を受けて、それぞれ各
可変ゲインアンプ１９，２３および２４の利得制御信号
を発生し、これが、それぞれＤ／Ａコンバータ４１，４
２，４３を介して、各可変ゲインアンプ１９，２３，２
４のゲインコントロール端子に供給される。そして、こ
のＡＧＣループにより、常に、アンプ２４の出力信号レ
ベルが一定になるように、ゲインコントロールされるも
のである。

【００２８】また、図１の例においては、コントローラ
３３は、例えば１０分毎周期や、基地局を切り換えたと
き、その他必要なタイミングにおいて、スイッチ１３を
終端抵抗１２側に切り換えるための切り換え信号を発生
する。そしてスイッチ１３が、終端抵抗１３側に切り換
えられたときには、図１の装置は、可変ゲインアンプ１
９，２３及び２４の、その時の真のゲイン（延いては制
御電圧対ゲイン特性）を検出するキャリブレーション動
作を行うものである。

【００２９】図２は、このキャリブレーション動作の一
例のフローチャートである。すなわち、先ず、ステップ
１０１において、コントローラ３３からの切り換え信号
により、スイッチ１３が終端抵抗１２側に切り換えられ
る。

【００３０】この場合、終端抵抗１２は、熱雑音を発生
する。その熱雑音電力の大きさＮは、Ｎ＝ｋＴＢ［Ｗ］
である。ただし、ｋはボルツマン定数、Ｔは温度、Ｂは
周波数帯域で、常温においてＢ＝３００ｋHzとすると、
Ｎ＝ｋＴＢ＝約−１１０ｄＢｍ＝１．０×１０
^-14［Ｗ］となる。ここで、使用温度範囲を、例えば−
３０℃〜＋６０℃とすると、この値Ｎは、１．３ｄＢ程
度変動するが、前述した絶対精度の範囲±４ｄＢの中に
は入っており、これで十分にキャリブレーションのため
の基準電力として用いることができるものである。

【００３１】こうして終端抵抗１２は、基準レベル−１
１０ｄＢｍのレベルの発生源として動作するものであ
る。そして、この例では、説明の簡単のため、アンプ１
４のゲインを２０ｄＢ、可変ゲインアンプ１９，２３及
び３０をそれぞれ最大ゲイン３０ｄＢと仮定する。この
ようにすると、可変ゲインアップ２４の出力信号すなわ
ちＡ／Ｄコンバータ２５の入力信号レベルは、可変ゲイ
ンアンプ１９，２３，２４の最大ゲインでは、約０ｄＢ
ｍとなる。

【００３２】また、この例の場合、各可変ゲインアンプ
１９，２３，２４は、誤差がなければ例えば１ｄＢずつ
ステップ的にゲインが変わるようなもので構成する。

【００３３】このような条件において、ステップ１０１
からステップ１０２に進み、可変ゲインアンプ１９，２
３及び２４をフルゲインに制御する。次に、ステップ１
０３に進み、この時の電力を測定する。次に、ステップ
１０４に進み、可変ゲインアンプ１９のゲインを、１ス
テップ分（１ｄＢ）小さくする。そして、ステップ１０
５に進み、その時のＡ／Ｄコンバータ２５の出力信号か
ら電力検出部３２で電力測定を行なう。

【００３４】コントローラ３３は、電力検出部３２から
の電力測定値から、可変ゲインアンプ１９の３０ｄＢか
ら２９ｄＢに変化時の真の利得の変化を検出し、その情
報をメモリ３４に書き込む（ステップ１０６）。次に、
ステップ１０７に進み、可変ゲインアンプ１９のゲイン
を０ｄＢまで落としたか否か、すなわち、全ステップの
キャリブレーションが終了したか否か判別し、未だ終了
していなければ、ステップ１０４に進み、さらに１ステ
ップだけゲインを落とし、電力測定を行い、その時の可
変ゲインアップの真の利得の変化を検出し、そのゲイン
情報をメモリに記憶する動作を繰り返す。

【００３５】そして、ステップ１０７で、可変ゲインア
ンプ１９のゲインの全てのステップについてのキャリブ
レーションが終了したと判別されたときは、ステップ１
０８に進み、今度は可変ゲインアンプ２３のゲインを１
ステップ分、落とす。そして、可変ゲインアンプ１９の
場合と同様にして、ステップ１０９で電力測定を行な
い、可変ゲインアンプ２３のその間の１ステップゲイン
の真の値を求め、それをメモリに記憶する（ステップ１
１０）。

【００３６】そして、ステップ１１１に進み、可変ゲイ
ンアンプ２３についての全ステップのキャリブレーショ
ンが終了したか否か検出し、終了していなければ、前述
のステップ１０８〜１１０までの動作を繰り返し、終了
していれば、ステップ１１２に進む。

【００３７】ステップ１１２では、可変ゲインアンプ２
４のゲインを１ステップ分落とし、前述と同様に、ステ
ップ１１３で、その時の電力測定を行ない、ステップ１
１４で、その１ステップでの真のゲインを検出し、それ
をメモリに記憶する。そして、ステップ１１５で、可変
ゲインアンプ２４についての全ステップのキャリブレー
ションが終了したか否か検出し、終了していなければ、
前述のステップ１１２〜１１４の動作を繰り返し、終了
したと判別したとき、ステップ１１６に進んで、スイッ
チ１３をアンテナ１３側に切り換え、このフローを終了
する。

【００３８】なお、この場合、可変ゲインアンプ１９の
キャリブレーションが終了したとき、可変ゲインアンプ
１９のゲインは、フルゲインに戻す。同様に、可変ゲイ
ンアンプ２３のキャリブレーションが終了したときは、
この可変ゲインアンプ２３のゲインをフルゲインに戻
し、可変ゲインアンプ２４のキャリブレーションを行な
う。

【００３９】図の例のように、可変ゲインアンプを３段
の構成とすることにより、キャリブレーションを行うと
きには、Ａ／Ｄコンバータ２５のダイナミックレンジ
は、最大３０ｄＢでよくなり、安価なＡ／Ｄコンバータ
を使用することができる。換言すれば、可変ゲインアン
プを３段にせず、１個の構成とした場合には、−１１０
ｄＢｍ〜−１０ｄＢｍまでの受信レベルの範囲をダイナ
ミックレンジとするＡ／Ｄコンバ−タが必要となり、こ
れは、現行では、殆ど手に入れることができず、実用的
でない。これに対して、この例では、３段、あるいはさ
らに段数を増やすことにより、Ａ／Ｄコンバータのダイ
ナミックレンジは少なくてよい。

【００４０】以上のようにして、終端抵抗１２を基準レ
ベルの発生源として、各可変ゲインアンプ１９，２３及
び２４のゲインのキャリブレーションを行い、各アンプ
１９，２３，２４の正しい制御信号対ゲイン特性を常に
メモリに蓄えておくことができる。したがって、経年変
化や温度変化があったとしても、その情報はメモリに蓄
えられた制御信号対ゲイン特性に盛り込まれることにな
る。

【００４１】そして、スイッチ１３が受信アンテナ１１
側に切り換えられている通常の受信状態においては、こ
のメモリ３４に蓄えられた情報に基づいて、正確な受信
信号強度の測定が行われる。

【００４２】図３は、その受信信号強度の測定のフロー
チャートの一例を示すものである。先ず、ステップ２０
１において、Ａ／Ｄコンバータ２５からの受信信号のデ
ジタル信号に基づいて、電力検出部３２において電力測
定を行なう。次に、ステップ２０２に進み、この測定電
力値から、各可変ゲインアンプ１９，２３及び２４に対
するＡＧＣ制御信号を発生するためのコントロール信号
を生成し、それをＡＧＣ制御部３５，３６，３７に供給
する。

【００４３】ＡＧＣ制御部３５，３６，３７は、可変ゲ
インアンプ１９，２３，２４を制御し、受信信号に対
し、ＡＧＣがかけられる。こうしてＡＧＣが掛けられた
状態において、ステップ２０３において、電力検出部３
２の検出電力と、各利得制御信号と、メモリ３４に蓄え
られた制御信号対利得特性の情報とから、受信信号強度
が決定される。

【００４４】こうして求められた受信信号強度に基づい
て、前述もしたように、送信レベルの切り換えや無線チ
ャンネルの切り換えその他が、行われるものである。

【００４５】以上のようにして、メモリ３４に蓄えられ
た各可変ゲインアンプ１９，２３及び２４の制御信号対
ゲイン特性に基づいて受信信号強度の測定が行われるの
で、常に正確な受信信号強度の測定が行われるものであ
る。

【００４６】なお、上述したキャリブレーションは、経
時変化や温度変化を考慮して、十分に頻繁に行なう必要
があり、前述もしたように例えば１０分に１回の割合で
行うようにする。この場合に、移動無線電話機において
は、ＴＤＤ／ＴＤＭＡ方式であり、間欠的なスロット単
位で送受信を行なうので、無線送受信を行なわない期間
が存在する。そこで、前記のキャリブレーションは、そ
の送信または受信の行われていない期間を利用して、行
なうことができる。

【００４７】なお、以上の例では、ＤＳＰを用いてこの
発明を実現した実施例について説明したが、ＤＳＰでな
くディスクリート回路で構成してもよいし、また、アナ
ログ処理を行なうこともできる。

【００４８】また、基準レベルの発生源としては、終端
抵抗に限らず、その他種々のものが使用できることは言
うまでもない。さらに、可変ゲインアンプは、上記の例
のように、アンプ１９，２３，２４として複数段に分割
する必要がなく、１個で構成するようにすることも、も
ちろんできる。

【００４９】また、さらにこの発明は、移動無線システ
ムに限らず、種々の受信信号強度の測定に適応できるこ
とは、もちろんである。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、可変ゲインアンプの利得制御信号対利得特性をキャ
リブレーションして、その情報を記憶しておき、その記
憶情報をも参照して、受信信号強度の測定を行なうよう
にしたので、常に正確な受信信号強度の測定を行なうこ
とができる。したがって、可変ゲインアンプとして、経
時変化や温度変化があっても使用でき、しかも、従来の
ような温度補償や、経時変化補償のための補償回路を必
要とせず、簡単な構成で実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による、受信信号強度測定装置を用い
た受信装置の一実施例のブロック図である。

【図２】可変ゲインアンプの利得制御信号対ゲイン特性
のキャリブレーション動作の一例を説明するためのフロ
ーチャートである。

【図３】この発明による受信信号強度の測定動作の一例
を示すフローチャートである。

【図４】従来の受信信号強度測定装置の一例のブロック
図である。

【符号の説明】

１１受信アンテナ１２終端抵抗１３スイッチ１９，２３，２４可変ゲインアンプ３２電力検出部３３コントローラ３４メモリ３５，３６，３７ＡＧＣ制御部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】受信アンテナと、基準レベルの発生源と、前記アンテナと、前記基準レベルの発生源とを切り換え
るスイッチと、前記スイッチの出力信号を利得制御するものであって、
利得制御信号を受けてゲインがステップ的に変化する可
変ゲインアンプと、この可変ゲインアンプの出力信号のレベルを検出する電
力検出器と、前記電力検出器の検出電力に基づいて前記可変ゲインア
ンプに供給する利得制御信号を発生する利得制御器と、前記スイッチを前記基準レベルの発生源側に切り換え、
前記可変ゲインアンプのゲインをステップ的に変化さ
せ、各利得制御状態における前記電力検出器の検出出力
から前記可変ゲインアンプの真のゲインを求め、その値
を記憶するようにするキャリブレーション手段と、前記スイッチが受信アンテナ側に切り換えられ、前記可
変ゲインアンプにより利得制御がなされた状態におい
て、前記電力検出器の検出電力と、前記利得制御信号
と、前記記憶された真のゲインとを参照して受信信号強
度を求める手段とを備えてなる受信信号強度測定装置。