JPH1056343A - ディジタルagc方式 - Google Patents

ディジタルagc方式

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JPH1056343A
JPH1056343A JP21082596A JP21082596A JPH1056343A JP H1056343 A JPH1056343 A JP H1056343A JP 21082596 A JP21082596 A JP 21082596A JP 21082596 A JP21082596 A JP 21082596A JP H1056343 A JPH1056343 A JP H1056343A
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JP
Japan
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gain
signal
setting
gain amplifier
variable gain
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JP21082596A
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Hideya Suzuki
秀哉 鈴木
Nobukazu Doi
信数 土居
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 レベルが大きい受信I/Q信号がA/D変換
器にてクリップされることを避け、短時。また、受信信
号のレベルが小さい時にもA/D変換器の量子化ビット
数の制約を逃れて短時間にAGCの引き込みを達成す
る。 【解決手段】 BPF2の出力から受信電界強度を測定
して可変利得アンプ3の利得を粗調整する。その後、A
/D変換されたディジタル化受信I/Q信号出力16に
基づいて、制御部104において望ましい信号振幅値と
のずれ分を算出し、その情報をもとにして再度利得可変
アンプ3の利得を微調整するといった2段階の操作によ
り、急速にAGC動作を収束させる。 【効果】 無線バースト内のAGC用プリアンブル長を
短縮することができるため、無線リソースの利用効率の
向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は無線通信機器に関
し、特に受信電界強度レベルが時間的に変動する受信信
号を適切なレベルに平滑化して復調器に入力するための
AGC(AutomaticGain Control)方式に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のAGC方式として「オーバーサン
プリングAGCの特性」1995年電子情報通信学会通
信ソサイエティ大会B−195が挙げられる。
【0003】上記従来技術例を図4を用いて説明する。
【0004】受信IF信号1は帯域制限用のBPF(Ba
nd Pass Filter)2を通過し、利得可変アンプ3にて所
定のレベルだけ増幅される。この増幅された受信信号は
直交検波器4にて受信IF信号の同相成分および直交成
分に分離され、それぞれ高調波除去用のLPF(Low Pa
ss Filter)5、6を通過した後にそれぞれI信号7お
よびQ信号8となる。これらI信号7およびQ信号8は
A/D変換器9、10にてディジタル化I信号11及び
Q信号12となる。ディジタル化I信号11及びQ信号
12から乗算器13、14及び加算器15にて2乗和信
号を算出する。この2乗和信号は受信されたIF信号の
瞬時電力値16を示すものである。
【0005】この算出された瞬時電力値16は平均化回
路17にて平均電力値18が算出される。この算出され
た平均電力値18をもとに制御テーブル部19にてIF
帯の利得可変アンプ3の利得が決定され、利得制御信号
20が生成される。利得制御信号20はD/A変換器2
1にてアナログ信号に変換され、LPF22にて高調波
成分を除去された後、利得可変アンプ3に対して利得を
指示する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例はディジタ
ル化された受信I/Q信号を用いるため、受信信号のレ
ベルが極めて大きい時には受信I/Q信号がA/D変換
器にてクリップされてしまい、受信電力値の推定精度を
欠くことになる。従って、適切な利得値が見つかるまで
複数回の受信電力推定および利得設定を繰り返すため、
短時間でのAGCの引き込みを難しいものにすると考え
られる。
【0007】また、受信信号のレベルが極めて小さい時
にはA/D変換器の量子化ビット数の制限により、やは
り受信電力値の推定精度を欠くことになり、上記と同様
の理由により、短時間でのAGCの引き込みを難しいも
のにすると考えられる。
【0008】短時間でのAGCが困難な場合には、必然
的に受信バースト信号の先頭にあるAGC引き込み用の
プリアンブル長を長くする必要があり、無線バースト長
に対する情報信号長の割合が低下し、無線リソースの利
用効率の向上を妨げることになる。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めにはA/D変換器における大入力信号に対するクリッ
プ現象及び小入力信号に対する量子化の影響を取り除く
必要がある。本発明では、受信電界強度信号をもとにし
て前述のIF帯利得可変アンプの利得を粗調整する。そ
の後、A/D変換器にて入力されたディジタル化受信I
/Q信号から望ましい信号電力値とのずれ分を算出し、
その情報をもとにして再度前述のIF帯利得可変アンプ
の利得を微調整する。
【0010】前述の問題点は、IF帯利得可変アンプの
利得制御を2段階に行い急速にAGC動作を収束させる
ことによって達成される。
【0011】
【発明の実施の形態】図1を用いて本発明の一実施例に
ついて説明する。
【0012】受信IF信号1は帯域制限用のBPF2を
通過し、利得可変アンプ3にて所定のレベルだけ増幅さ
れる。この増幅された受信信号はまず受信電界強度検出
器101にてdB(デシベル)値に変換された受信電界
強度信号102を生成した後、A/D変換器103にて
ディジタル信号に変換され制御部104に入力される。
制御部104では利得可変アンプ3の利得粗調整モード
として、上記受信電界強度信号102に基づいて利得可
変アンプ3の出力が所望の出力レベルとなるであろう利
得値を算出し、利得可変アンプ3の利得を指示する利得
制御信号105を生成する。利得制御信号105はD/
A変換器106によってアナログ信号に変換された後、
利得可変アンプ3に対し利得指示を行う。
【0013】この際の利得設定の目標値は設定後に後段
のA/D変換出力でクリップが起きない程度、即ち振幅
がA/D変換器のフルスケールの1/4〜1/2程度と
する。これにより、後述するA/D変換器出力値を用い
たAGCの微調整時におけるクリップの影響の除去及び
ダイナミックレンジの確保をする。
【0014】次に、利得可変アンプ3の利得微調整モー
ドについて説明する。
【0015】利得可変アンプ3にて増幅された受信信号
は直交検波器4にて受信IF信号の同相成分および直交
成分に分離され、それぞれ高調波除去用のLPF5、6
を通過した後にそれぞれI信号7およびQ信号8とな
る。これらI信号7およびQ信号8はA/D変換器9、
10にてディジタル化I信号11及びQ信号12とな
る。
【0016】ディジタル化I信号11およびQ信号12
は乗算器13、14及び加算器15にて2乗和を算出す
る。この2乗和は受信されたIF信号の瞬時電力値16
を示すものである。
【0017】この算出された瞬時電力値16は制御部1
04に入力される。入力された瞬時電力値16は一定期
間に渡って、平均値が検出される。この検出された平均
値に基づいて前述のA/D変換器出力の平均値がフルス
ケールの1/2程度になるように利得可変アンプ3の利
得を設定し直す。この設定のための利得制御信号105
は制御部104にて生成され、D/A変換器106にて
アナログ信号に変換された後、利得制御アンプ3に設定
利得を指示する。
【0018】上述の様に、本発明は無線バーストに対す
る短時間でのAGC収束を目的としている。次に図2を
用いて本発明における無線バーストに対するAGCの動
作タイミングの一例について説明する。
【0019】まず始めに無線バースト200の一構成例
について説明する。
【0020】先頭は送信電力立ち上げのためのR(ラン
プ部)201、AGCの引き込み及びキャリア/クロッ
ク再生のためのPR(プリアンブル部)202、フレー
ム同期用のUW(ユニークワード部)203、その後に
I(情報部)204が続く。
【0021】次に本発明におけるAGCの動作タイミン
グの一例について説明する。
【0022】R部において送信側では無線バースト送信
のために所定の値まで送信電力を急上昇させる。従っ
て、受信側の受信電界強度検出器出力101が安定する
までの応答時間だけ待つ必要がある。その後、安定化し
た受信電界強度信号102をもとに受信電力を推定し、
利得可変アンプ3の粗調整を行う。その後、利得可変ア
ンプ3の出力が安定化するまでの応答時間だけ待った
後、一定時間に渡ってA/D9、10出力をもとにした
瞬時電力値16を監視し、その最大瞬時電力値に基づい
て利得可変アンプ3の微調整を行うことによりAGC制
御が完了する。
【0023】本発明の一例として、利得可変アンプの利
得微調整後は利得をバースト内固定とすることを想定し
ている。これは16QAM等の振幅方向に情報が乗って
いる変調方式にも対応するためである。
【0024】最後に本発明の他の一構成例として図3を
用いて説明する。この構成の特徴としては受信IF信号
をA/D変換器にてディジタル信号とし、その後にディ
ジタル化直交検波器を使用することである。
【0025】受信IF信号1は帯域制限用のBPF2を
通過し、利得可変アンプ3にて所定のレベルだけ増幅さ
れる。この増幅された受信信号はまず受信電界強度検出
器101にてdB(デシベル)値に変換された受信電界
強度信号102を生成した後、A/D変換器103にて
ディジタル信号に変換され制御部104に入力される。
制御部では利得可変アンプ3の利得粗調整モードとし
て、上記受信電界強度信号102に基づいて利得可変ア
ンプ3の出力が所望の出力レベルとなるであろう利得値
を算出し、利得可変アンプ3の利得を指示する利得制御
信号105を生成する。利得制御信号105はD/A変
換器106によってアナログ信号に変換された後、利得
可変アンプ3に対し利得指示を行う。
【0026】この際の利得設定の目標値は設定後に後段
のA/D変換出力でクリップが起きない程度、即ち振幅
がA/D変換器のフルスケールの1/4〜1/2程度と
する。これにより、後述するA/D変換器出力値を用い
たAGCの微調整時におけるクリップの影響の除去及び
ダイナミックレンジの確保をする。
【0027】次に、利得可変アンプ3の利得微調整モー
ドについて説明する。
【0028】利得可変アンプ3にて増幅された受信信号
はA/D変換器301にてディジタル化IF信号302
に変換され、その後ディジタル化直交検波器303にて
同相成分信号304および直交成分信号305に分離さ
れる。
【0029】前記ディジタル化IF信号302は制御部
104に入力される。入力されたディジタル化IF信号
302は一定期間の2乗値の平均値の算出が行われる。
この算出された平均値に基づいて前述のA/D変換器出
力の平均値がフルスケールの1/2程度になるように利
得可変アンプ3の利得を設定し直す。
【0030】この設定のための利得制御信号105は制
御部104にて生成され、D/A変換器106にてアナ
ログ信号に変換された後、利得制御アンプ3に設定利得
を指示する。
【0031】なお、上述の実施例において粗調整モード
の際に受信電界強度信号の一定期間内における平均値ま
たは最大値を用いてもよい。
【0032】また、上述の実施例において微調整モード
の際に2乗和信号または2乗信号の平均ではなく2乗和
信号または2乗信号の最大値を用いてもよい。
【0033】また、微調整モードの際に2乗和信号また
は2乗値の平均ではなく最大値または符号なしのA/D
出力の場合には最小値を用いてもよい。
【0034】さらに、上述の実施例において利得可変ア
ンプの代わりに可変減衰器を用いても同様の効果があ
る。
【0035】また、広範囲の受信ダイナミックレンジを
確保するために複数の利得可変アンプまたは可変減衰器
を有する場合にも本発明は十分に適用可能である。
【0036】
【発明の効果】本発明によれば、短時間にAGC動作を
収束させる効果がある。また、これにより無線バースト
内のAGC用プリアンブル長を短縮することができるた
め、無線リソースの利用効率の向上効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明におけるAGCの一構成例を示す図。
【図2】本発明におけるAGCの動作タイミングの一例
を示す図。
【図3】本発明におけるAGCの他の一構成例を示す
図。
【図4】従来例を示す図。
【符号の説明】
1:受信IF信号、2:BPF、3:利得可変アンプ、
4:直交検波器 5、6、22:LPF、7:I信号、8:Q信号 9、10、103、301:A/D変換器、11:ディ
ジタル化I信号 12:ディジタル化Q信号、13、14:乗算器、1
5:加算器 16:瞬時電力値、17:平均化回路、18:平均電力
値 19:制御テーブル部、20:利得制御信号、21、1
06:D/A変換器 101:受信電界強度検出器、102:受信電界強度信
号、104:制御部 105:利得制御信号、200:無線バースト、20
1:ランプ部 202:プリアンブル部、203:ユニークワード部、
204:情報部 304:同相成分信号、305:直交成分信号。

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】受信信号を所定の利得に設定可能な利得可
    変アンプと、 該利得可変アンプの利得を上記受信信号の受信電界強度
    信号をもとに設定する第1の利得設定手段と、 上記利得可変アンプの出力信号を直交検波して分離され
    た受信信号の同相成分及び直交成分をもとに上記利得可
    変アンプの利得を設定する第2の利得設定手段とを有す
    ることを特徴とするディジタルAGC方式。
  2. 【請求項2】受信信号を所定の利得に設定可能な利得可
    変アンプと、 該利得可変アンプの利得を上記受信信号の受信電界強度
    信号をもとに設定する第1の利得設定手段と、 上記利得可変アンプの出力信号を直交検波して分離され
    た受信信号の同相成分及び直交成分の2乗和信号をもと
    に上記利得可変アンプの利得を設定する第2の利得設定
    手段を有することを特徴とするディジタルAGC方式。
  3. 【請求項3】受信信号を所定の利得に設定可能な利得可
    変アンプと、 該利得可変アンプの利得を上記受信信号の受信電界強度
    信号をもとに設定する第1の利得設定手段と、 上記利得可変アンプの出力信号を直交検波して分離され
    た受信信号の同相成分及び直交成分の2乗和信号を平均
    化した信号をもとに上記利得可変アンプの利得を設定す
    る第2の利得設定手段を有することを特徴とするディジ
    タルAGC方式。
  4. 【請求項4】受信信号を所定の利得に設定可能な利得可
    変アンプと、 該利得可変アンプの利得を上記受信信号の受信電界強度
    信号をもとに設定する第1の利得設定手段と、 上記利得可変アンプの出力信号を直交検波して分離され
    た受信信号の同相成分及び直交成分の2乗和信号の最大
    値をもとに上記利得可変アンプの利得を設定する第2の
    利得設定手段を有することを特徴とするディジタルAG
    C方式。
  5. 【請求項5】受信信号を所定の利得に設定可能な利得可
    変アンプと、 該利得可変アンプの利得を前記受信信号の受信電界強度
    信号をもとに設定する第1の利得設定手段と、 上記利得可変アンプの出力信号をもとに上記利得可変ア
    ンプの利得を設定する第2の利得設定手段を有すること
    を特徴とするディジタルAGC方式。
  6. 【請求項6】受信信号を所定の利得に設定可能な利得可
    変アンプと、 該利得可変アンプの利得を前記受信信号の受信電界強度
    信号をもとに設定する第1の利得設定手段と、 上記利得可変アンプの出力信号を2乗した信号をもとに
    上記利得可変アンプの利得を設定する第2の利得設定手
    段を有することを特徴とするディジタルAGC方式。
  7. 【請求項7】受信信号を所定の利得に設定可能な利得可
    変アンプと、 該利得可変アンプの利得を前記受信信号の受信電界強度
    信号をもとに設定する第1の利得設定手段と、 上記利得可変アンプの出力信号を2乗したのち平均化し
    た信号をもとに上記利得可変アンプの利得を設定する第
    2の利得設定手段を有することを特徴とする請求項6の
    ディジタルAGC方式。
  8. 【請求項8】受信信号を所定の利得に設定可能な利得可
    変アンプと、 該利得可変アンプの利得を前記受信信号の受信電界強度
    信号をもとに設定する第1の利得設定手段と、 上記利得可変アンプの出力信号を2乗した信号の最大値
    をもとに上記利得可変アンプの利得を設定する第2の利
    得設定手段を有することを特徴とするディジタルAGC
    方式。
  9. 【請求項9】受信信号を所定の利得に設定可能な利得可
    変アンプと、 該利得可変アンプの利得を前記受信信号の受信電界強度
    信号をもとに設定する第1の利得設定手段と、 上記利得可変アンプの出力信号の最大値をもとに上記利
    得可変アンプの利得を設定する第2の利得設定手段を有
    することを特徴とするディジタルAGC方式。
  10. 【請求項10】受信信号を所定の利得に設定可能な利得
    可変アンプと、 該利得可変アンプの利得を前記受信信号の受信電界強度
    信号をもとに設定する第1の利得設定手段と、 上記利得可変アンプの出力信号の最小値をもとに上記利
    得可変アンプの利得を設定する第2の利得設定手段を有
    することを特徴とするディジタルAGC方式。
  11. 【請求項11】前記第1の利得設定手段が、前記受信電
    界強度の平均値に基づいて前記利得可変アンプの利得を
    決定することを特徴とする請求項1乃至10記載のディ
    ジタルAGC方式。
  12. 【請求項12】前記第1の利得設定手段が、所定期間内
    の前記受信電界強度の最大値に基づいて前記利得可変ア
    ンプの利得を決定することを特徴とする請求項1乃至1
    0に記載のディジタルAGC方式。
  13. 【請求項13】前記利得可変アンプの代わりに可変減衰
    器を用いたことを特徴とする請求項1乃至12に記載の
    ディジタルAGC方式。
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