JPH07263986A - 自動利得制御装置 - Google Patents

自動利得制御装置

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JPH07263986A
JPH07263986A JP5043494A JP5043494A JPH07263986A JP H07263986 A JPH07263986 A JP H07263986A JP 5043494 A JP5043494 A JP 5043494A JP 5043494 A JP5043494 A JP 5043494A JP H07263986 A JPH07263986 A JP H07263986A
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JP
Japan
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signal
gain
gain control
control signal
output
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JP5043494A
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English (en)
Inventor
Koichi Tsutsui
浩一 筒井
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Denso Ten Ltd
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Denso Ten Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、受信信号包絡線の平均電力対尖頭
電力の比であるピークファクタが大きく伝送状態が激し
く変化する場合の改良を目的とする。 【構成】 制御信号で利得を制御できる可変利得増幅器
1を備える自動利得制御装置には、基準閾値を上下2種
有し、可変利得増幅器1の出力信号の電力値が上側閾値
よりも高い場合には利得小信号の利得制御信号を出力
し、下側閾値よりも低い場合には利得大信号の利得制御
信号を出力し、上下閾値内では利得制御信号を出力しな
い電力判定部5、6が設けられる。電力判定部5、6か
ら出力された利得制御信号を平滑するループフィルタ8
は平滑利得制御信号により可変利得増幅器1の利得を制
御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、陸上移動体通信の受信
装置における自動利得制御回路の自動利得制御装置に関
し、特に本発明は受信信号包絡線の平均電力対尖頭電力
の比であるピークファクタが大きく伝播状態が激しく変
化する場合の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】上記陸上移動体通信の受信装置に通常組
み込まれている自動利得変調装置には、無線通信により
伝播されてきた変調信号について、伝播状態の変化に起
因する信号の品質の劣化を補償することが行われれい
る。従来このような分野の技術として、特開昭63−4
2209号公報に記載される自動利得制御装置がある。
この自動利得制御装置には、ランダムウォークフィルタ
が用いられるのが一般的である。ここに、ランダムウォ
ークフィルタは、入力信号の値が所望レベルより大きい
か小さいかを比較してゲインを上げるべきか又は下げる
べきかを判定し、ゲインを上げるべき回数と下げるべき
回数との差を求めるものである。そして、この差がプラ
スでその大きさが所定値(閾値)以上ならば、すなわち
ゲインを上げるべき方が優勢の場合に、増幅器の利得係
数を所定量上げ、他方この差がマイナスでその大きさが
所定値(閾値)以上ならば、すなわちゲインを下げるべ
き方が優勢の場合に、利得係数を所定量下げるようにし
たものである。このようにして、ゲインを上げたり、下
げたりするのに一定の時定数が設けられ、伝播状態の変
化に起因する補償を安定に行うようにしている。上記公
報記載の自動利得制御装置には、ランダムウォークフィ
ルタから利得係数をアンプに設定する方法が示されてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報記載の自動利得制御装置では、入力信号の包絡線の平
均電力対尖頭電力比であるピークファクタが大きい信号
の場合には、ランダムウォークフィルタの閾値を小さく
とれば、引き込みが早くなり(上記時定数が小さくな
り)、つまり伝播状態の変化に起因して応答が早くなる
が、変調信号の包絡線に変化を与えることが多くなり、
歪みが増加する。逆にこの閾値を大きくとれば、歪みは
小さくなるが、引き込みが遅くなり(上記時定数が大き
くなり)、引き込み速度と信号の歪みの両立が困難であ
るという問題がある。
【0004】一方、ピークファクタの大きい場合とし
て、特開昭63−99626号公報に記載される自動利
得制御装置がある。この公報の構成の記載には、信号を
平滑化した後に、信号受信状態が他の状態、すなわち非
定常状態にある場合には、定常状態の場合の直流成分の
所定閾値の幅よりも大きく設定して、この設定範囲内に
なるように利得を制御することとしている。しかし、こ
の公報の記載の構成では、信号を平滑化した後にレベル
を判定するので、陸上移動体通信のように高速で伝播状
態が激しく変化する場合には、平滑化の時定数が長けれ
ば引き込みが遅くなるという問題がある。逆に平滑の時
定数が短ければ、前述のように、引き込みは早くなる
が、信号の包絡線に変化を与え歪みが増加するという問
題が発生する。
【0005】したがって、本発明は、前記問題点を解決
するために、ピークファクタの大きい信号の伝播におい
て、高速の伝播変化がある場合に、引き込み速度と信号
の歪みの両立性を満たす自動利得制御装置を提供するこ
とを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記問題点を
解決するために、次の構成を有する自動利得制御装置を
提供する。制御信号で利得を制御できる可変利得増幅器
を備える自動利得制御装置において、基準閾値を上下2
種有し、前記可変利得増幅器の出力信号の電力値が上側
閾値よりも高い場合には利得小信号の利得制御信号を出
力し、下側閾値よりも低い場合には利得大信号の利得制
御信号を出力し、上下閾値内では利得制御信号を出力を
禁止する電力判定部が設けられる。該電力判定部から出
力された利得制御信号を平滑するループフィルタは、前
記平滑利得制御信号により前記可変利得増幅器の利得を
制御する。
【0007】
【作用】本発明の自動利得制御装置によれば、基準閾値
を上下2種有し、前記可変利得増幅器の出力信号の電力
値が上側閾値よりも高い場合には利得小信号の利得制御
信号を出力し、下側閾値よりも低い場合には利得大信号
の利得制御信号を出力し、上下閾値内では利得制御信号
を出力しないようにして利得制御に不感帯が設けられ
る。この利得制御信号を平滑して前記可変利得増幅器の
利得を制御したので、信号の包絡線変化には追従せず、
増幅器の利得が適正値と大きく異なっている場合は、従
来と同様の引き込み速度を実現することが可能である。
したがって、高速の伝播変化があっても、引き込み速度
と信号の歪みの両立性を満たすことが可能になった。
【0008】
【実施例】以下本発明の実施例について図面を参照して
説明する。図1は発明の実施例に係る自動利得制御装置
100の構成を示す図である。陸上移動体通信において
変調信号を受信する受信機に備えられる自動利得制御装
置100には、本図に示すように、変調信号を受信する
受信器の可変利得増幅器1が設けられる。この可変利得
増幅器1は、複素信号を入力し、伝播状態の変化に応じ
て、利得を変化できる。可変利得増幅器1に接続される
A/D変換器2(Analog to Digital Converter)は増幅
されたアナログ信号をディジタル信号に変換し、このデ
ィジタル信号は音声信号の再生等のために使用される。
A/D変換器2に接続される電力算出部3は、入力され
た複素信号と、入力複素信号を90°移相した移相複素
信号とをそれぞれ自乗してI2+Q2を求める。この自乗
値は信号の電力値Pの自乗値P2になっている。基準電
力記憶部4及び7は基準電力PL及びPHのそれぞれの自
乗値PL2及びPH2を記憶する。ここに、PL2<PH2であ
る。電力算出部3から電力値の自乗値P2を入力する電
力判定部5及6は基準電力記憶部4及び7からの基準電
力の自乗値PL2及びPH2と比較する。そして、電力判定
部5では、P2<PL2ならば、利得大信号を出力し、電
力判定部6では、P2>PH2ならば、利得小信号を出力
する。なお、電力判定部5及6の出力値は瞬間値であ
る。電力判定部5及6に接続されるランダムウォークフ
ィルタ8は、ループフィルタとして使用され、内部レジ
スタを有し、この内部レジスタは初期状態では「0」で
あり、クロック信号毎に利得大信号が入力している期間
中はプラス方向に「+1」だけ前記内部レジスタをカウ
ントアップし、これに対して利得小信号が入力している
期間中は、クロック信号毎にカウントをマイナス方向に
「−1」だけ前記内部レジスタをカウントダウンする。
そして、ランダムウォークフィルタ8はさらに閾値±T
Hをを有し、前記内部レジスタのカウント値Cが−TH
を下回る場合にはDOWN信号(「−1」)を出力し、
内部レジスタがクリアされる。カウント値Cが−THを
上回る場合にはUP信号(「+1」)を出力し、内部レ
ジスタがクリアされる。このようにして、電力判定部5
及6の出力値である瞬間値は平滑化される。ランダムウ
ォークフィルタ8に接続されるアップダウンカウンタ9
は、UP信号の入力毎にプラス方向に「+1」だけカウ
ントアップし、DOWN信号の入力毎にマイナス方向に
「−1」だけカウントアップし、所定の初期値からラン
ダムウォークフィルタ8の出力に従ってカウント値が大
小に変化する。アップダウンカウンタ9に接続されるD
/A変換器10(Digital to Analog Converter) はアッ
プダウンカウンタ9のカウントのディジタル値をアナロ
グ電圧に変換し、変換アナログ電圧を基に可変利得増幅
器1の利得を切り換える。
【0009】図2は図1の各部波形、信号処理を説明す
るタイムチャートである。本図(a)は電力算出部3の
出力信号波形を示し、本図(b)、(c)は、電力判定
部6及5の出力信号波形を示し、本図(d)はランダム
ウォークフィルタ8での信号処理を示し、本図(e)は
アップダウンカウンタ9での信号処理を示す。したがっ
て、PL2≦P2≦PH2ならば、ランダムウォークフィル
タ8は動作しない。すなわち、自動利得制御装置100
は利得制御に不感帯を設けることにより、信号の包絡線
変化には追従せず、増幅器の利得が適正値と大きく異な
っている場合は、従来と同様の引き込み速度を実現する
ことが可能である。
【0010】前記の特開昭63−42209号公報に記
載のものと対比して、この記載では一つの基準値に対し
て利得小又は利得大の信号がランダムウォークフィルタ
に出力されるので、電力の変化に対して敏感に反応し
て、引き込みを早くするために、基準値を小さくすれ
ば、信号の包絡線変化にも追従してしまうが、本願では
この点が改良されている。
【0011】また、前記特開昭63−99626号公報
に記載のものと対比して、この記載では信号を平滑化し
た後に制御信号を出力するが、本願発明では、信号の瞬
間値を判定して制御信号を生成し、それを平滑するとい
う点が改良されている。本願発明の効果を確認する試験
を以下に説明する。図3は自動利得制御装置100のシ
ミュレータの構成を示す図である。本図に示すように、
シミュレータでは、送信信号読込部101からの信号が
直交変調部102により直交変調され、フェージングデ
ータ読込部103からのフェージング信号をフェージン
グ乗算部104で直交変調信号と乗算し、さらに雑音付
加部105で雑音を前記乗算信号に付加して模擬送信信
号を形成し、この模擬送信信号が自動利得制御装置10
0に入力される。自動利得制御装置で利得制御された信
号が復調処理部106に出力される。
【0012】図4は図3の復調処理部106での処理に
生じるビットエラー率を示す図であり、変調方式はデジ
タルMCAシステムに用いられるM16QAM、搬送波
周波数は1500MHz である。本図(a)は車両が時速
100km/Hの場合であり、横軸は雑音レベルに対応
し、横軸はビットエラー率(BER)である。図中の
(1)は理想的な自動利得制御装置が動作した場合のビ
ットエラー率の変化であり、図中の(2)は本願による
自動利得制御装置100によるビットエラー率の変化で
あり、図中の(3)は従来の自動利得制御装置によるビ
ットエラー率の変化である。
【0013】本図(b)は車両が時速20km/Hの場
合のものであり、この場合には本願のものも従来のもの
も大差はない。このように、本願は、陸上移動体通信の
ように高速で伝播状態が激しく変化する場合に効果があ
ることが理解できる。以上の説明では、可変利得増幅器
1に利得を可変にできる可変増幅器を用いたが、これに
代わり減衰量を制御できる可変減衰量減衰器を用いても
よい。
【0014】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、可
変利得増幅器の出力信号の電力値が上側閾値よりも高い
場合には利得小信号の利得制御信号を出力し、下側閾値
よりも低い場合には利得大信号の利得制御信号を出力
し、上下閾値内では利得制御信号を出力しないようにし
て利得制御に不感帯を設け、この利得制御信号を平滑し
て可変利得増幅器の利得を制御したので、高速の伝播変
化があっても、引き込み速度と信号の歪みの両立性を満
たすことが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る自動利得制御装置100
の構成を示す図である。
【図2】図1の各部波形、信号処理を説明するタイムチ
ャートである。
【図3】自動利得制御装置100のシミュレータの構成
を示す図である。
【図4】図3の復調処理部106での処理に生じるビッ
トエラー率(BER)を示す図である。
【符号の説明】
1…可変利得増幅器 2…A/D変換器 3…電力算出部 4、7…基準電力記憶部 5、6…電力判定部 8…ランダムウォークフィルタ又はループフィルタ 9…アップダウンカウンタ 10…D/A変換器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 制御信号で利得を制御できる可変利得増
    幅器(1)を備える自動利得制御装置において、 基準閾値を上下2種有し、前記可変利得増幅器(1)の
    出力信号の電力値が上側閾値よりも高い場合には利得小
    信号の利得制御信号を出力し、下側閾値よりも低い場合
    には利得大信号の利得制御信号を出力し、上下閾値内で
    は利得制御信号を出力禁止する電力判定部(5、6)
    と、 該電力判定部(5、6)から出力された利得制御信号を
    平滑し、該平滑利得制御信号を前記可変利得増幅器
    (1)に出力するループフィルタ(8)とを備えること
    を特徴とする自動利得制御装置。
  2. 【請求項2】 前記可変利得増幅器(1)に代わり減衰
    量を制御できる可変減衰量減衰器を使用することを特徴
    とする、請求項1に記載の自動利得制御装置。
JP5043494A 1994-03-22 1994-03-22 自動利得制御装置 Pending JPH07263986A (ja)

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