JPH0918260A - 自動利得制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 受信立ち上げ時の急激な受信レベル変動があ
ったり、安定時に急激なレベル変動が起きた場合での、
最適な利得への追従を速くする。 【構成】 レベル変動推定部１４１は、測定受信強度信
号と予想受信強度信号とからレベル変動を推定して求
め、受信強度誤差を利得制御値計算部１４４で加算しな
いように指示するための指示信号を生成して、利得制御
値計算部１４４の加算器１４４２に与える。予測受信強
度計算部１４５は、現在の利得制御値から次に測定する
受信信号の強度を予測し、次の利得制御時の予測受信強
度を求めてレベル変動推定部１４１に与える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動利得制御回路に関
し、例えば、携帯電話装置における受信回路に適用し得
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、携帯電話機が普及しつつある。こ
れに伴い携帯電話機に対する高性能化が要求されつつあ
る。例えば、携帯電話機の受信回路には入力受信信号を
安定化して出力するための自動利得制御回路が一般的に
備えられている。この自動利得制御回路の制御性能の優
劣によって受信性能を左右し、重要な回路として種々の
構成が提案されている。

【０００３】図２は一般的なデジタル処理型の自動利得
制御回路の構成図である。この図２において、入力され
たアナログ信号を増幅器１で増幅し、Ａ／Ｄ変換器２で
デジタル信号に変換し、レベル計算回路３で増幅器１の
出力の平均パワーを計算する。次に差分器４で上記平均
パワーと、予め設定している基準レベルとの差を求め、
この差を積分回路５で積分した後、Ｄ／Ａ変換器６でア
ナログ信号に変換する。このアナログ信号をレスポンス
関数７を通して増幅器１に供給し、入力信号のレベルが
変動しても出力信号のレベルが一定になるように増幅器
１の利得を制御していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術の自動利得制御回路では、携帯電話機のを電力投入
を行って、自動利得制御回路を制御開始したときに伝送
路のフェージングの影響を受けるなどして受信信号強度
の変動が大きい場合に、制御値が振動したりして十分に
適切な値にすることができないという問題があった。

【０００５】更に、安定時に急激なレベル変動（ビルの
影に侵入したり、交差点への侵入などによる急激な受信
レベル変動）が起きた場合、追従性がないために、利得
が適切な値になるまでの時間が長くなり、その間に受信
信号の有効精度が落ちてしまう避けられなかった。

【０００６】以上のようなことから、受信立ち上げ時の
急激な受信レベル変動があったり、安定時に急激なレベ
ル変動が起きた場合での、最適な利得への追従を速くす
る自動利得制御回路の提供が要請されている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで、第１の発明は、
入力信号に対して自動利得制御を行い、自動利得制御さ
れた信号を出力する信号制御手段と、この出力信号のレ
ベルを測定する信号レベル測定手段と、測定された信号
レベルから上記信号制御手段に対する利得制御値の更新
を行う利得制御手段とを備えた自動利得制御回路におい
て、以下の特徴的な構成で上述の課題を解決するもので
ある。

【０００８】つまり、第１の発明は、現時点の上記信号
制御手段に対する利得制御値から、次の時点の上記信号
制御手段からの出力信号のレベルを推定する信号推定手
段と、上記推定レベルと上記信号制御手段の出力信号の
測定レベルとのレベル差を求め、このレベル差の大小に
よって、上記利得制御手段の利得制御値の更新の可否を
制御する利得制御値更新可否制御手段とを備えたもので
ある。

【０００９】また、第２の発明は、入力信号に対して自
動利得制御を行い、自動利得制御された信号を出力する
信号制御手段と、この出力信号のレベルを測定する信号
レベル測定手段と、測定された信号レベルから上記信号
制御手段に対する利得制御値の更新を行う利得制御手段
とを備えた自動利得制御回路において、以下の特徴的な
構成で上述の課題を解決するものである。

【００１０】即ち、測定された信号レベルと、予め設定
されている目標レベルとの比較を行って、信号レベル誤
差信号を求める信号レベル誤差算出手段と、この信号レ
ベル誤差信号の変動幅が所定の範囲内にあるか否かによ
って、予め用意している、入力信号に対する安定時制御
用の平滑化係数、又は入力信号に対するレベル変動時用
の平滑化係数のいずれかを使用して、上記信号レベル誤
差信号を平滑化するレベル変動平滑化手段とを備えると
共に、平滑化された信号から上記利得制御値の更新を行
うものである。

【００１１】

【作用】上述の第１の発明によれば、信号推定手段によ
って現時点ｔ１の利得制御値から次の時点ｔ２の信号制
御手段からの出力信号のレベルを推定し、この推定レベ
ルと信号制御手段の出力信号の測定レベルとのレベル差
の大小によって、利得制御手段の利得制御値の更新の可
否を制御することで、受信立ち上げ時の急激な受信レベ
ル変動があっても、最適な利得への追従を速くすること
ができる。

【００１２】また、上述の第２の発明によれば、信号レ
ベル誤差を求める共に、この信号レベル誤差信号の変動
幅を監視し、この変動幅が所定の範囲内にあるか否かに
よって、予め用意している、安定時制御用の平滑化係
数、又はレベル変動時用の平滑化係数のいずれかを使用
して、信号レベル誤差信号を平滑化し、平滑化された信
号から上記利得制御値の更新を行うことで、安定時に急
激なレベル変動が起きた場合でも、最適な利得への追従
を速くすることができる。

【００１３】

【実施例】一般に自動利得制御回路は、（１）ある一定
の観測時間中の受信信号を観測してその間の測定受信強
度を計算する。（２）次に測定受信強度から利得制御値
を計算する。（３）最後に利得制御値に従って制御アン
プの利得を変化させる。以上の（１）〜（３）の動作を
繰り返して行うことによって受信信号の利得を制御す
る。

【００１４】このような利得の制御で重要なことは、素
早く目標とする利得を得ること、即ち、追従性を良くす
ることと、測定受信強度の細かい変動につられて値が振
動することを防ぐこと、即ち、安定性を維持することを
両立することである。追従性を高めるためには、観測時
間を短くして平滑化係数を小さくすればよい。そのた
め、追従性と安定性とはトレードオフの関係にある。

【００１５】実際の利得の制御においては、立ち上げ時
には追従性が要求され、一旦制御値が落ち着いた後には
安定性が要求される。そのため実際の制御には、立ち上
げ時と安定時というようにモードを２段階に分けて、そ
れぞれのモードで最適な観測時間と平滑化係数を使用す
る２段階制御を行う。このときのモードの切り替えの判
断は受信強度誤差の絶対値で行う。

【００１６】そこで、本発明の好適な実施例を図面を用
いて詳細に説明する。 『第１実施例』：即ち、本第１実施例では観測時間中に
受信した受信信号から受信強度を計算する手段（ａ）
と、その受信強度から利得制御値を計算する手段（ｂ）
を備える自動利得制御回路において、現在の制御時の利
得制御値から次回の制御時の予測受信強度を計算する手
段（ｃ）と、その値と測定受信強度とを比較して制御値
の更新を行うか否かの判断を行う手段（ｄ）とを備える
構成を採るものである。

【００１７】図３は本発明の自動利得制御回路の一例の
機能構成図である。この図３において、自動利得制御回
路は、主に制御アンプ１１と、Ａ／Ｄ（アナログ／デジ
タル）変換器１２と、受信強度計算部１３と、制御値計
算部１４と、制御部１５とから構成されている。

【００１８】制御アンプ１１は受信入力信号を制御値計
算部１４からの最適利得で増幅するための制御値を受
け、この制御値に従って受信入力信号を増幅してＡ／Ｄ
変換器１２に与える。Ａ／Ｄ変換器１２は増幅された受
信信号に対してアナログ信号からデジタル信号に変換す
るための、サンプリング命令へクロックなどを制御部１
５から受け、１サンプルに対して例えば、１０ビット程
度以上の語長に変換してデジタル受信出力信号として出
力すると共に、受信入力信号のレベル変動に応じて最適
利得制御を行うために受信強度計算部１３に与える。

【００１９】受信強度計算部１３は、デジタル受信出力
信号を受け、制御部１５からの命令やクロックなどを受
けて受信強度を計算し、受信強度信号を制御値計算部１
４に与える。制御値計算部１４は、自動利得制御回路に
特に重要な回路であって、制御部１５からの命令やクロ
ックなどを受け、受信強度信号から受信入力信号の変動
に応じた制御アンプ１１に対する最適な利得制御値を求
めて制御アンプ１１に与える。即ち、立ち上がり時と安
定時期におけるレベル変動に対する制御の追従性と、安
定性とを両立させるような制御を行うものである。制御
部１５は、Ａ／Ｄ変換器１２、受信強度計算部１３、制
御値計算部１４などに対して、それぞれ命令やクロック
などを与えて、各処理機能を実現させるものである。

【００２０】（ハードウエア構成）： 図７は自動利
得制御回路の一例のハードウエア構成図である。この図
７において、自動利得制御回路のハードウエアは、制御
アンプ１１と、Ａ／Ｄ変換器１２と、ＤＳＰ（デジタル
シグナルプロセッサ）１６とから構成される。ＤＳＰ１
６は、具体的には、マイクロプロセッサ部、プログラム
ＲＯＭ部、ワーキングＲＡＭ部などを基本として構成さ
れ、必要なプログラムを搭載して上述の図３の制御部１
５、受信強度計算部１３、制御値計算部１４などの機能
を実現するものである。

【００２１】（受信強度計算部１３）： 図４は受信
強度計算部１３の一例の機能構成図である。この図４に
おいて、受信出力信号はスイッチ１３１へ与えられ、観
測時間を測定するタイマ１３２からの観測開始の制御に
よってデジタルの受信出力信号は取り込まれ、観測を終
了すると、信号の取り込みを停止し、取り込んだ受信信
号は受信バッファ１３３に与えられる。受信バッファ１
３３は、タイマ１３２から命令にによってスイッチ１３
１からの受信出力信号を取り込んで蓄積する。

【００２２】そして、タイマ１３２からの命令によって
蓄積されている受信出力信号は読み出されて測定受信強
度計算部１３４に与えられる。測定受信強度計算部１３
４は、タイマからの命令によって、与えられるデジタル
の受信出力信号からその信号の測定受信強度を求めてこ
の測定受信強度信号を制御値計算部１４に与えるもので
ある。

【００２３】（第１実施例の制御値計算部１４）：
図１は本実施例において特徴的な第１実施例の制御値計
算部１４の機能構成図である。この図１において、制御
値計算部１４は、主にレベル変動推定部１４１と、受信
強度誤差推定部１４２と、平滑フィルタ１４３と、利得
制御値計算部１４４と、予測受信強度計算部１４５とか
ら構成されている。

【００２４】レベル変動推定部１４１は、測定受信強度
信号と予想受信強度信号とからレベル変動を推定して求
め、受信強度誤差を利得制御値計算部１４４で加算しな
いように指示するための指示信号を生成して、利得制御
値計算部１４４の加算器１４４２に与える。

【００２５】受信強度誤差推定部１４２は、上述の測定
受信強度信号と、内部で予め設定している目標受信強度
との差分を減算器１４２１で求め、この差分を受信強度
誤差信号として平滑フィルタ１４３の乗算器１４３４に
与える。

【００２６】平滑フィルタ１４３は、バッファ１４３１
回路、乗算器１４３２、１４３４、加算器１４３３など
から構成される。そして、受信強度誤差信号を平滑化す
るために先ず乗算器１４３４で、平滑化係数β１（例え
ば、β１≦１）で乗算し、この乗算結果を加算器１４３
３に与える。一方、バッファ回路１４３１は、平滑化さ
れた過去の信号を蓄積していて、この蓄積されていた過
去の平滑化信号を乗算器１４３２に与える。すると乗算
器１４３２は、過去の平滑化信号に対して平滑化係数
（１−β２）を乗算して乗算結果を上述の加算器１４３
３に与える。尚、β２も、例えば、β２≦１であるもの
とする。

【００２７】加算器１４３３は、乗算器１４３２からの
乗算結果信号と、乗算器１４３４からの乗算結果信号と
の和を求め、この加算結果信号を平滑化信号として利得
制御値計算部１４４の加算器１４４２に与える。即ち、
受信強度誤差信号に対して平滑化係数β１で固定的に増
幅させ、所定の平滑化信号を得るための変化の割合の係
数（傾斜）を平滑化係数（１−β２）で与えているので
ある。

【００２８】利得制御値計算部１４４は、利得制御値計
算回路１４４１と、加算器１４４２とから構成される。
平滑化信号は加算器１４４２において利得値計算回路１
４４１で求められた利得制御値と加算され、新たな利得
制御値として出力される。利得値計算回路１４４１で求
められた利得制御値は、予測受信強度計算部１４５にも
与えられる。

【００２９】予測受信強度計算部１４５は、現在の利得
制御値から次に測定する受信信号の強度を予測し、次の
利得制御時の予測受信強度を求めてレベル変動推定部１
４１に与えるものである。

【００３０】具体的には、制御アンプ１１の直前での受
信強度が今回の観測時と同じ値であったと仮定して次回
の観測時の制御アンプ１１の利得で受信信号を増幅した
場合の受信信号強度を予測値として計算する。今回の制
御アンプ１１の直前の受信強度をＢ_ｎ、次回の制御アン
プ１１の直前の利得をＢ_ｎ＋１、今回の測定受信強度を
Ａ_ｎ、予測受信強度をＡ´_ｎ＋１、今回の制御アンプ１
１の利得をＣ_ｎ、次回の制御アンプ１１の利得をＣ
_ｎ＋１とする。

【００３１】以上の仮定によって、次のような式の関係
を成立することができる。即ち、 Ｂ_ｎ＝Ｂ_ｎ＋１ …（１） 今回の測定受信強度は次の式で表すことができる。即
ち、 Ａ_ｎ＝Ｃ_ｎ＊Ｂ_ｎ …（２） 上記式（１）、（２）から次の式を成立することができ
る。即ち、 Ｂ_ｎ＋１＝Ｂ_ｎ＝Ａ_ｎ／Ｃ_ｎ …（３） 予測受信強度は次の式から求めることができる。即ち、 Ａ´_ｎ＋１＝Ｃ_ｎ＋１＊Ｂ_ｎ＋１ ＝Ｃ_ｎ＋１＊Ａ_ｎ／Ｃ_ｎ …（４）。

【００３２】予想受信強度と測定受信強度との差は上述
の式（１）の仮定が間違っていたことを示すもので、こ
の二つを比較することによって制御アンプ１１の直前で
の受信強度の変動を推定することができる。

【００３３】（第１実施例の自動利得制御回路の動
作）： 次に上述の自動利得制御回路の詳細な動作を
説明する。そこで、図５は第１実施例の自動利得制御回
路の動作フローチャートである。この図５において、先
ず、初期状態設定として、立ち上げ時観測時間ｔ１をタ
イムエンド時間として制御部１５に設定すると共に、デ
ータサンプリング回数ｉ＝−１を設定し、立ち上げ時平
滑化係数β１、β２を制御値計算部１４に設定し、制御
終了判定値を立ち上げ時終了判定値として制御部１５に
設定する（ステップＳ１）。

【００３４】次にデータサンプリング回数ｉをカウント
する制御部１５内のカウンタをインクリメント（ｉ＋
＋）とし（ステップＳ２）、これによってｉ＝０になる
と（ステップＳ３）、受信信号を受信強度計算部１３に
取り込み（ステップＳ４）、ｉ＝タイムエンド時間にな
ると（ステップＳ５）、受信強度計算部１３は測定受信
強度を求める（ステップＳ６）。次に制御値計算部１４
は測定受信強度信号から立ち上げ時のレベル変動に応じ
た追従性と安定性を得る最適な利得制御値を求める（ス
テップＳ７）。

【００３５】次に求められた最適な利得制御値を制御ア
ンプ１１に出力し（ステップＳ８）、次にｉを制御アン
プ１１の安定時間−ｔ２を制御部１５のカウンタに設定
する（ステップＳ９）。次に利得制御値変動分の絶対値
が制御終了判定値以上の間は上記ｉのインクリメント
（ステップＳ２）〜ｉを制御アンプ１１の安定時間−ｔ
２を制御部１５のカウンタに設定する（ステップＳ９）
処理を繰り返し行い（ステップＳ１０）、利得制御値変
動分の絶対値が制御終了判定値未満になると（ステップ
Ｓ１０）、立ち上げ時の最適な利得制御の処理を終了す
るものである（ステップＳ１１）。

【００３６】（第１実施例の利得制御値の計算）：
次に上述の図５の利得制御値の計算方法について詳細に
説明する。そこで、図６は第１実施例の利得制御値の計
算のための処理フローチャートである。この図６におい
て、先ず、制御値計算部１４における利得制御値の計算
開始（ステップＳ７１）によって、測定受信強度と予想
受信強度との差の絶対値を求める（ステップＳ７２）。
次に求めた差の絶対値と閾値（レベル変動の許容範囲）
との比較を行う（ステップＳ７３）。

【００３７】この比較で上述の差の絶対値が閾値未満の
場合は、通常の利得値計算を行うために、測定受信強度
と目標受信強度との差を求める（ステップＳ７４）。次
に求められた受信強度誤差を平滑化フィルタ１４３で平
滑化する（ステップＳ７５）。利得制御値計算部１４４
で累積和をとることによって利得制御値を求め（ステッ
プＳ７６）、要求利得値を制御アンプ１１に与えて計算
を終了する（ステップＳ７７）。

【００３８】しかしながら、上述の測定受信強度と予想
受信強度との差の絶対値が閾値（レベル変動の許容範
囲）以上の場合は（ステップＳ７３）、制御部１５は利
得制御値の更新をしないように利得制御値計算部１４４
を制御し、要求利得値の計算を終了するものである（ス
テップＳ７７）。即ち、上述のステップＳ７３からステ
ップ７７へのパスがあることで追従性を損なうことなく
適切な制御を行うことができるのである。

【００３９】以上のようにして、利得制御値の更新が行
われると、新しい利得制御値は制御アンプ１１に出力さ
れる。また、この新しい利得制御値は予測受信強度計算
部１４５にも与えられる。

【００４０】（第１実施例の効果）： 立ち上げ時の
自動利得制御は短時間で制御値を最適なレベルに近づけ
るために追従性を高めることが一般的である。結果とし
て観測時間を短くとり、平滑化係数を大きく設定するこ
とになる。観測時間が短い場合、従来は一時的なレベル
変動があった場合にその値に制御値が追従してしまいう
まく制御ができなかたが、以上の第１実施例の自動利得
制御回路によれば、一時的なレベル変動があった時点で
の観測結果をスキップすることによって追従性を損なう
ことなく適切な制御を行うことができる。

【００４１】つまり、上記スキップとは、特に図６のフ
ローチャートにおいて、測定受信強度と予想受信強度と
の差の絶対値が閾値以上であれば（ステップＳ７３）、
ステップＳ７４〜ステップＳ７６までを行わず、要求利
得値の計算処理を終了する（ステップＳ７７）処理の流
れの部分である。

【００４２】『第２実施例』：本第２実施例では、一時
的でない急激なレベル変動があった場合や、設定した許
容差を越えた細かい変動が続く場合に、いつまでも制御
が終了しないということが起きないように構成するもの
である。

【００４３】そこで、第２実施例では、上述の第１実施
例の自動利得制御回路において、過去の制御値の更新を
行うか否かの判断の履歴を記憶しておく手段（ｅ）と、
その履歴に基づき利得の制御を行う手段（ｆ）とを備え
る構成を採るものである。

【００４４】具体的には、本第２実施例では制御値計算
部１４を更に再構成する。図８は第２実施例の制御値計
算部１４の機能構成図である。この図８において、特徴
的なことは判定履歴記憶部１４６を、レベル変動推定部
１４１と利得制御値計算部１４４との間に備えたことで
ある。

【００４５】この判定履歴記憶部１４６は、レベル変動
推定部１４１からの利得制御値を更新させるか否かの指
示信号を受ける。そして、レベル変動推定部１４１が利
得制御値を更新するか否かの指示信号をどのようなレベ
ル変動条件化で出したかを記憶する。このようにして記
憶された情報に基づき高度の制御指示信号を利得制御値
計算部１４４に与えるものである。

【００４６】具体的には、レベル変動推定部１４１が利
得制御値を更新するか否かの判定を行った場合に判定の
履歴を記憶する。その履歴が定められた条件を満たさな
い場合は、そのまま上述の第１実施例と同様にレベル変
動推定部１４１の推定に従い処理を行う。その履歴が定
められた条件を満たした場合は、満たした条件に従い決
められた処理を行う。

【００４７】上記定められた条件とそのときの処理の具
体例は、例えば、利得制御値を更新しないという判定が
断続して数回起こった場合は、レベル変動の振幅が想定
していたよりも大きいため利得制御値が振動してしまっ
たと判断して立ち上げ時の制御をそこで終了するように
利得制御値計算部１４４に指示するものである。

【００４８】また、利得制御値を更新しないという判定
が連続して発生した場合は、急激なレベル変動が一時的
なものでないとして利得制御値を更新するように指示を
出すのである。

【００４９】（第２実施例の利得制御値の計算）：
そこで、具体的に利得制御値の計算方法について説明す
る。図９は第２実施例の利得制御値の計算方法の処理フ
ローチャートである。この図９において、先ず、利得制
御値の計算開始によって（ステップＳ８１）、平均受信
パワーと受信パワーの予想値の差の絶対値を計算する
（ステップＳ８２）。次にこの差の絶対値と閾値との比
較を行う（ステップＳ８３）。

【００５０】この比較によって、上記差の絶対値が、閾
値未満であれば、次に平均受信パワーと目標パワーの差
を計算する（ステップＳ８４）。次に受信強度誤差を平
滑化フィルタ１４３で平滑化を行う（ステップＳ８
５）。次に利得制御値を求める（ステップＳ８６）。一
方、上記差の絶対値と閾値との比較（ステップＳ８３）
で、上記差の絶対値が閾値以上であると判断されると、
カウンタをインクリメントし（ステップＳ８９）、次に
更新しないという判定の回数をカウンタでカウントし、
このカウント値と終了条件とを比較する（ステップＳ８
７）。上記カウント値が終了条件未満の場合は、利得制
御値の計算を終了する（ステップＳ８８）。また、上記
カウント値が終了条件以上の場合は、立ち上げ時の制御
を終了するものである（ステップＳ９０）。

【００５１】（第２実施例の効果）： 従って、一時
的でない急激なレベル変動があった場合や設定した許容
差を越えた細かい変動が続く場合に、いつまでも制御が
終わらないということが起きる可能性があったが、以上
の第２実施例の自動利得制御回路によれば、制御の履歴
を記憶し、それに基づいて判断を行うようにすることに
よって、それらの問題を回避することができる。

【００５２】また、実際に携帯電話装置などを使用する
伝送路の特徴に合わせて必要な条件の情報を追加するこ
とで、どのような伝送路での受信にも対応できる柔軟性
を有することができる。

【００５３】『第３実施例』：本第３実施例は安定時に
急激なレベル変動が起きる場合の安定性の改善に関する
構成を示すものである。即ち、二段階制御の第２段階で
ある安定時の制御に使用される。

【００５４】そこで、第３実施例では、現在の制御が通
常時か変動時かを示す第１カウンタ（ｇ）と、制御が通
常時に受信強度誤差が正と負の閾値を超えていないかを
調べる手段（ｈ）と、正の閾値を連続して超えた回数を
数える第２カウンタ（ｉ）と、負の閾値を連続して超え
た回数を数える第３カウンタ（ｊ）と、第２・第３カウ
ンタがそれぞれの閾値を超えているか否かを調べる手段
（ｋ）と、第２・第３カウンタのいずれかが閾値を超え
ていた場合に制御を変動時のものに設定する手段（ｌ）
と備えて、伝送路の状態を解析し、最適な平滑化係数を
判定するように構成する。更に、上述の判定に基づき平
滑化係数の値を変更する手段（ｍ）を備えるように構成
する。

【００５５】次に具体的な構成を説明する。図１０は第
３実施例の制御値計算部１４の機能構成図である。この
図１０において、制御値計算部は、受信強度誤差計算部
１４２と、レベル変動推定部１４７と、平滑フィルタ１
４３Ａと、利得制御値計算部１４４Ａとから構成されて
いる。

【００５６】受信強度誤差計算部１４２は、上述の第１
実施例と同様な機能を果たすものである。レベル変動推
定部１４７は、レベル変動推定器１４７１を備え、受信
強度誤差計算部１４２からの受信強度誤差信号を取り込
み、平滑フィルタ１４３Ａに与えると共に、レベル変動
推定器１４７１に取り込み、通常時平滑化係数β１ａ
（β２ａ）又はレベル変動時平滑化係数β１ｂ（β２
ｂ）のいずれを使用するべきかを判断し、その判断結果
に基づき、平滑化フィルタ１４３Ａの平滑化係数を更新
制御するものである。

【００５７】平滑化フィルタ１４３Ａは、基本的な構成
は上述の第１実施例と同様に受信強度誤差信号を取り込
み平滑化係数で平滑化するわけであるが、ここで特にレ
ベル変動推定部１４７からの指示によって、平滑化係数
を通常時平滑化係数β１ａ（β２ａ）又はレベル変動時
平滑化係数β１ｂ（β２ｂ）のいずれかに設定されて平
滑化を行うものである。利得制御値計算部１４４Ａは、
利得制御値計算回路１４４１Ａと加算器１４４２Ａとを
備え、平滑化された受信強度誤差信号から利得制御値を
求めるものである。

【００５８】（第３実施例の自動利得制御回路の安定時
の動作）： 第３実施例の自動利得制御回路の安定時
の動作を説明する。レベル変動判定部１４７は以下に述
べるよなアルゴリズムで受信レベルの変動幅が通常の範
囲内にあるか否かを判断し、この判断によって平滑フィ
ルタ１４３Ａにいずれの平滑化係数を使用するかを指示
する。

【００５９】初めに現在制御が通常時か、変動時かを示
す制御部１５内の第１カウンタを調べる。この第１カウ
ンタは０が通常時を示し、正の値であるときは変動時を
示す。負の値をとることはない。第１カウンタが変動時
を示した場合は平滑フィルタ１４３Ａに変動時用の平滑
化係数を使用するように指示した第１カウンタをデクリ
メントする。つまり、一旦レベルの変動時であると判断
された場合は、以下毎回判断せずに定められた回数連続
して変動時の平滑化係数を使用してその後平常に戻る。

【００６０】第１カウンタが平常時を示した場合は、受
信強度誤差計算部１４２で計算された受信強度誤差が正
と負の閾値を超えていないかを調べる。

【００６１】受信強度誤差が正の閾値を超えていた場合
は、制御部１５内の第２カウンタをインクリメントし、
第３カウンタに０をセットする。受信強度誤差が負の閾
値を越えていた場合は、第３カウンタをインクリメント
し、第２カウンタに０をセットする。これによって連続
して同じ方向に閾値を超えなければ第２及び第３カウン
タのカウントが上がっていかないようにしている。どち
らの閾値も超えないときはどちらのカウンタもそのまま
の値を保持する。

【００６２】次に第２及び第３カウンタが定められた値
を超えていないかを調べる。第２及び第３カウンタのい
ずれかが定められた値を超えていた場合、第２及び第３
カウンタはカウントを０にセットし、第１カウンタに初
期値（予め決められた正の値）をセットし、平滑フィル
タ１４３Ａに変動時用の平滑化係数を使用するように指
示する。

【００６３】第２及び第３カウンタが定められた値を超
えてない場合は、平常時の平滑化係数を使用するように
指示を出すのである。

【００６４】（動作フロー）： そこで、図１１は、
第３実施例の自動利得制御回路の安定時の詳細な動作フ
ローチャートである。この図１１において、先ず安定時
観測時間をタイムエンド時間として設定し、サンプリン
グ回数ｉを−１に設定する（ステップＳ２１）。次にｉ
をカウントしている制御部１５内のカウンタをインクリ
メントし（ステップＳ２２）、ｉ＝０になると（ステッ
プＳ２３）、受信信号を取り込み（ステップＳ２４）、
ｉ＝タイムエンドとなると（ステップＳ２５）、次に測
定受信強度を計算し（ステップＳ２６）、次に最適な利
得制御値の計算を行う（ステップＳ２７）。得られた利
得制御値を制御アンプ１１に出力し（ステップＳ２
８）、ｉを制御アンプ１１の−安定時間に設定して（ス
テップＳ２９）、再びｉをインクリメント（ステップＳ
２２）して次の受信信号を取り込む。

【００６５】（第３実施例の利得制御値の計算）：
図１２は第３実施例の利得制御値の計算方法の処理フロ
ーチャートである。この図１２において、利得制御値の
計算開始によって（ステップＳ１２０）、受信強度誤差
計算を行う（ステップＳ１２１）。制御部１５内の第１
カウンタの値が０であるか否かを確認する（ステップＳ
１２２）。ここで、０でないと確認されると、レベル変
動時であると判断し、レベル変動時の平滑化係数β１ｂ
（β２ｂ）を設定指示し、第１カウンタをデクリメント
し（ステップＳ１３３）、次に受信強度誤差を平滑フィ
ルタ１４３Ａで平滑化し（ステップＳ１３０）、次に利
得制御値を計算し（ステップＳ１３１）、利得制御値の
計算を終了する（ステップＳ１３４）。

【００６６】一方、上述の第１カウンタの値が０である
か否かの確認で（ステップＳ１２２）、０であると確認
されると、平常時であると判断して、次に受信強度誤差
と正方向閾値とを比較する（ステップＳ１２３）。正方
向（＞）と判断されると、次に第２カウンタをインクリ
メントし、第３カウンタを０に設定する（ステップＳ１
２４）。次に受信強度誤差と負方向閾値との比較を行い
（ステップＳ１２５）、受信強度誤差が負方向閾値を超
えていた場合は、第２カウンタを０にし、第３カウンタ
をインクリメントする（ステップＳ１２６）。一方、上
記受信強度誤差と正方向閾値との比較で（ステップＳ１
２３）、負方向（≦）と判断されると、そのまま上記受
信強度誤差と負方向閾値との比較（ステップＳ１２５）
に処理を進める。

【００６７】次に第２カウンタの値と、閾値１との比較
を行い（ステップＳ１２７）、閾値１未満であれば、次
に第３カウンタの値と閾値２との比較を行い（ステップ
Ｓ１２８）、閾値２未満であると判断されると、通常時
平滑化係数β１ａ（β２ａ）を設定するように指示する
（ステップＳ１２９）。次に受信強度誤差を平滑フィル
タ１４３Ａで平滑化し（ステップＳ１３０）、次に利得
制御値を計算し（ステップＳ１３１）、利得制御値の計
算を終了する（ステップＳ１３４）。

【００６８】尚、上述の受信強度誤差と負方向閾値との
比較で（ステップＳ１２５）、負方向閾値以下（≦）で
あると判断されると、そのまま第２カウンタの値と、閾
値１との比較（ステップＳ１２７）の処理に進む。ま
た、第２カウンタの値と閾値１との比較で（ステップＳ
１２７）、閾値１以上であると判断されると、第１カウ
ンタの値を初期値に設定し、第２カウンタと第３カウン
タの値を０に設定し（ステップＳ１３２）、レベル変動
時の平滑化係数β１ｂ（β２ｂ）を設定指示し、第１カ
ウンタをデクリメントする（ステップＳ１３３）。

【００６９】更に、第３カウンタの値と閾値２との比較
で（ステップＳ１２８）、閾値２以上であると判断され
た場合も、第１カウンタの値を初期値に設定し、第２カ
ウンタと第３カウンタの値を０に設定し（ステップＳ１
３２）、レベル変動時の平滑化係数β１ｂ（β２ｂ）を
設定指示し、第１カウンタをデクリメントするのである
（ステップＳ１３３）。

【００７０】（第３実施例の効果）： 従来は安定性
を高めるために観測時間を長くとり、平滑化係数を小さ
な値にする場合が多い。そのために追従性が犠牲になっ
てしまっていたので、急激なレベル変動があった場合に
適切な利得を得るまでに時間がかかってしまうことが多
かった。そこで、以上の第３実施例の自動利得制御回路
によれば、一時的ではない急激なレベル変動があった場
合に平滑化係数の値を一時的に大きくすることによって
追従性を一時的に高めることによって、大きな回路構成
を追加することなく急激なレベル変動にも対応できる。

【００７１】（他の実施例）： （１）尚、上述の第
１実施例においては、レベル変動推定部１４１の受信強
度誤差を加算しないように指示する指示信号に関して、
この指示信号は利得制御値を更新しないと判断された場
合に更新をしないように指示できれば良いのであって、
推定の結果を受信強度誤差計算部１４２に出力して、要
求利得を更新しないと判断された場合に受信強度誤差を
０とするように指示しても良い。

【００７２】または、受信強度誤差計算部１４２に測定
受信強度を送る代わりに目標受信強度を送るようにして
も上述と同じような作用を得ることができる。

【００７３】（２）また、上述の自動利得制御回路は、
携帯電話装置の他、有線伝送路で使用する通信装置の受
信回路や、音響を捕捉して電気信号に変換するような装
置などに適用した場合に、受信信号の自動利得制御に効
果的である。

【００７４】（３）更に、上述の平滑フィルタ１４３
は、複数次数のループフィルタや、デジタルフィルタを
使用することも効果的である。例えば、特開平６−３５
０３６４号公報に開示されているループフィルタを平滑
フィルタに使用することも好ましい。

【００７５】

【発明の効果】以上述べた様に第１の発明によれば、現
時点の上記信号制御手段に対する利得制御値から、次の
時点の上記信号制御手段からの出力信号のレベルを推定
する信号推定手段と、上記推定レベルと上記信号制御手
段の出力信号の測定レベルとのレベル差を求め、このレ
ベル差の大小によって、上記利得制御手段の利得制御値
の更新の可否を制御する利得制御値更新可否制御手段と
を備えたことで、動作開始時（立ち上げ時）の急激な受
信レベル変動がある場合でも最適な利得への追従を速く
する自動利得回路を実現することができる。

【００７６】また、第２の発明によれば、測定された信
号レベルと、予め設定されている目標レベルとの比較を
行って、信号レベル誤差を求める信号レベル誤差算出手
段と、この信号レベル誤差の変動幅が所定の範囲内にあ
るか否かによって、予め用意している、入力信号に対す
る安定時制御用の平滑化係数、又は入力信号に対するレ
ベル変動時用の平滑化係数のいずれかを使用して、上記
信号レベル誤差信号を平滑化するレベル変動平滑化手段
とを備え、平滑化された信号から上記利得制御値の更新
を行うことで、安定時に急激なレベル変動が起きた場合
での最適な利得への追従を速くする自動利得回路を実現
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の制御値計算部の機能構成
図である。

【図２】従来技術の自動利得制御回路の一例の機能構成
図である。

【図３】第１実施例の自動利得制御回路の一例の機能構
成図である。

【図４】第１実施例の受信強度計算部の機能構成図であ
る。

【図５】第１実施例の自動利得制御回路の動作立ち上げ
時の動作フローチャートである。

【図６】第１実施例の自動利得制御回路の利得制御値の
計算の処理フローチャートである。

【図７】第１実施例の自動利得制御回路の一例のハード
ウエア構成図である。

【図８】第２実施例の自動利得制御回路の制御値計算部
の機能構成図である。

【図９】第２実施例の自動利得制御回路の利得制御値の
計算の処理フローチャートである。

【図１０】第３実施例の自動利得制御回路の制御値計算
部の機能構成図である。

【図１１】第３実施例の自動利得制御回路の安定時の動
作フローチャートである。

【図１２】第３実施例の自動利得制御回路の利得制御値
の計算の処理フローチャートである。

【符号の説明】

１１…制御アンプ、１２…Ａ／Ｄ変換器、１３…受信強
度計算部、１４…制御値計算部、１５…制御部、１６…
ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）、１４１…レベ
ル変動推定部、１４２…受信強度誤差計算部、１４３…
平滑フィルタ、１４４…利得制御値計算部、１４５…予
想受信強度計算部。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力信号に対して自動利得制御を行い、
   自動利得制御された信号を出力する信号制御手段と、こ
   の出力信号のレベルを測定する信号レベル測定手段と、
   測定された信号レベルから上記信号制御手段に対する利
   得制御値の更新を行う利得制御手段とを備えた自動利得
   制御回路において、 現時点の上記信号制御手段に対する利得制御値から、次
   の時点の上記信号制御手段からの出力信号のレベルを推
   定する信号推定手段と、 この推定レベルと上記信号制御手段の出力信号の測定レ
   ベルとのレベル差を求め、このレベル差の大小によっ
   て、上記利得制御手段の利得制御値の更新の可否を制御
   する利得制御値更新可否制御手段とを備えたことを特徴
   とする自動利得制御回路。
2. 【請求項２】 上記利得制御値更新可否制御手段は、上
   記レベル差が、レベル変動として許容し得る所定閾値以
   上の場合は、上記利得制御値の更新を行わないように上
   記利得制御手段を制御する構成であることを特徴とする
   請求項１記載の自動利得制御回路。
3. 【請求項３】 更に、上記利得制御値更新可否制御手段
   が、上記利得制御手段に対して制御した更新可否の制御
   情報を履歴として記憶する履歴記憶手段を備えると共
   に、 記憶された上記制御情報の履歴が、所定の条件を満たす
   場合に、上記利得制御値更新可否制御手段は予め定めら
   れた利得制御値の更新可否の制御を行う構成であること
   を特徴とする請求項１又は２記載の自動利得制御回路。
4. 【請求項４】 上記利得制御値を更新しないという判定
   が連続して上記履歴記憶手段に記憶された場合に、上記
   利得制御値更新可否制御手段は、上記利得制御値を更新
   しないように上記利得制御手段を制御する構成であるこ
   とを特徴とする請求項３記載の自動利得制御回路。
5. 【請求項５】 入力信号に対して自動利得制御を行い、
   自動利得制御された信号を出力する信号制御手段と、こ
   の出力信号のレベルを測定する信号レベル測定手段と、
   測定された信号レベルから上記信号制御手段に対する利
   得制御値の更新を行う利得制御手段とを備えた自動利得
   制御回路において、 測定された信号レベルと、予め設定されている目標レベ
   ルとの比較を行って、信号レベル誤差信号を求める信号
   レベル誤差算出手段と、 この信号レベル誤差信号の変動幅が所定の範囲内にある
   か否かによって、予め用意している、入力信号に対する
   安定時制御用の平滑化係数、又は入力信号に対するレベ
   ル変動時用の平滑化係数のいずれかを使用して、上記信
   号レベル誤差信号を平滑化するレベル変動平滑化手段と
   を備えると共に、 平滑化された信号から上記利得制御値の更新を行うこと
   を特徴とする自動利得制御回路。