WO2015141123A1

WO2015141123A1 - 無線通信装置、無線通信システム及び自動利得制御方法

Info

Publication number: WO2015141123A1
Application number: PCT/JP2015/000715
Authority: WO
Inventors: 匡稔伊藤
Original assignee: 日本電気株式会社
Priority date: 2014-03-17
Filing date: 2015-02-17
Publication date: 2015-09-24

Abstract

　変調方式に応じて利得制御の負荷を抑制することが可能な無線通信装置、無線通信システム及び自動利得制御方法を提供する。無線通信装置（１）は、増幅器（１２）と、制御部（１４）とを有する。増幅器（１２）は、変更可能に設定された利得で受信信号を増幅する。制御部（１４）は、増幅器（１２）に対して利得制御を行う。また、制御部（１４）は、変調方式に応じて、利得制御を行う制御間隔を設定する。さらに、制御部（１４）は、設定された制御間隔で利得制御を行う。

Description

無線通信装置、無線通信システム及び自動利得制御方法

　本発明は、無線通信装置、無線通信システム及び自動利得制御方法に関し、特に、受信信号に対して自動利得制御を行う無線通信装置、無線通信システム及び自動利得制御方法に関する。

　無線通信装置において受信信号を復調する際に、受信信号を所望のレベルに制御するために、自動的に利得（ゲイン）を制御する自動利得制御（ＡＧＣ：Automatic Gain Control)が知られている。利得制御においては、一定の間隔で受信信号をサンプリングして、その受信信号に応じて、増幅器に設定される利得を制御することが行われている。

　また、最適な無線通信を行うための技術として、伝搬路の状態に応じて、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）及びＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）等の変調方式を変更する適応変調方式がある。この適応変調方式では、例えば、受信電界等の受信信号のレベルに応じて変調方式を切り替えるような方法がある。具体的には、伝搬路の状態が悪化して受信信号のレベルが低くなった場合には、変調多値数が小さくなるように変調方式が切り替わる。逆に、伝搬路の状態が良好となって受信信号のレベルが高くなった場合には、変調多値数が大きくなるように変調方式が切り替わる。

　上記の技術に関連して、特許文献１には、多値変調方式を適用した場合でも受信エラーの発生を防止できる無線受信装置が開示されている。特許文献１にかかる無線受信装置において、利得制御手段は、増幅手段によって増幅された受信信号のレベルが所定のレベルに収束するように増幅手段の可変利得を制御する。判定手段は、可変利得の制御の影響を回避するように受信信号の先頭から所定の信号処理を除外すべき信号区間長を判定して信号処理手段に通知する。信号処理手段は、受信信号の先頭から、通知された信号区間長を除く信号区間に対し、所定の信号処理を施す。

　また、特許文献２には、高能率多値変調波復調装置が開示されている。特許文献２にかかる高能率多値変調波復調装置は、移動通信等の伝搬路によるフェージングひずみを受けたＱＡＭ信号等の高能率多値変調方式による変調波の復調手段への入力レベルを所定範囲内に調整する振幅利得制御手段の利得制御信号を作成するためのフィードバック経路をフレームシンボルの検出の前後で自動的に切り替える。フレームシンボル検出前は変調波の包絡線検波による振幅レベルに応じて利得制御信号の値を決定するので、従来と同様のフェージングひずみ補償によりフレームシンボルを検出することができ、フレームシンボル検出後はフレームシンボルの振幅レベルに応じて利得制御信号の値を決定するのでフェージングひずみの補償をその周期より極めて短い時間単位で行うことができる。

特開２００３－１５８５５７号公報特開平７－　６６８４４号公報

　最近の無線通信システムでは、データ通信のように、従来の音声通信に比べて高品質、大容量の伝送が要求されるようになっている。そのため、例えばＱＰＳＫ又は１６ＱＡＭ等の、変調多値数の比較的小さな変調方式だけでなく、例えば１０２４ＱＡＭ又は２０４８ＱＡＭ等の、変調多値数の比較的大きな変調方式の適用が検討されている。さらに、伝搬路の状態の変動により、変調方式をより頻繁に変更することが多くなっている。

　一方、利得制御におけるサンプリングの間隔は、変調多値数の大きな変調方式において利得制御による振幅変動に伴う通信エラーを抑制するように設定されている。しかしながら、例えばＱＰＳＫから２０４８ＱＡＭのように、適用されている変調方式の変調多値数の範囲が広い場合に、それぞれの変調方式において同じ間隔で利得制御を行うことは、利得制御の効率を悪化させる可能性がある。つまり、ＱＰＳＫのように変調多値数が小さい場合は、サンプリング間隔を長くしても、通信エラーが発生する可能性は少ない。それにも関わらず、変調多値数が小さい変調方式においても変調多値数の大きな変調方式と同じ間隔で利得制御を行うことは、本来行う必要のない回数の制御を行っている可能性がある。

　本発明の目的は、このような課題を解決するためになされたものであり、変調方式に応じて利得制御の負荷を抑制することが可能な無線通信装置、無線通信システム及び自動利得制御方法を提供することにある。

　本発明にかかる無線通信装置は、変更可能に設定された利得で受信信号を増幅する増幅器と、前記増幅器に対して利得制御を行う制御手段とを有し、前記制御手段は、変調方式に応じて、前記利得制御を行う制御間隔を設定し、当該設定された制御間隔で、前記利得制御を行う。

　また、本発明にかかる無線通信システムは、第１の無線通信装置と、前記第１の無線通信装置から無線信号を受信する第２の無線通信装置とを有し、前記第２の無線通信装置は、変更可能に設定された利得で受信信号を増幅する増幅器と、前記増幅器に対して利得制御を行う制御手段とを有し、前記制御手段は、変調方式に応じて、前記利得制御を行う制御間隔を設定し、当該設定された制御間隔で、前記利得制御を行う。

　また、本発明にかかる自動利得制御方法は、変調方式に応じて、制御間隔を設定し、前記設定された制御間隔で、変更可能に設定された利得で受信信号を増幅する増幅器に対して利得制御を行う。

　本発明によれば、変調方式に応じて利得制御の負荷を抑制することが可能な無線通信装置、無線通信システム及び自動利得制御方法を提供できる。

本実施の形態にかかる無線通信装置の概要を示す図である。実施の形態１にかかる無線通信システムを示す図である。実施の形態１にかかる無線通信装置の構成を示す図である。実施の形態１にかかる無線通信装置の制御部における処理を示すフローチャートである。実施の形態１にかかる待機時間テーブルを例示する図である。実施の形態１にかかる制御テーブルを例示する図である。本実施の形態にかかる、変調方式と利得制御との関係を例示する図である。実施の形態２にかかる無線通信装置の構成を示す図である。実施の形態２にかかる無線通信装置の制御部における処理を示すフローチャートである。実施の形態２にかかる制御テーブルを例示する図である。実施の形態３にかかる無線通信装置の構成を示す図である。実施の形態３にかかる無線通信装置の制御部における処理を示すフローチャートである。実施の形態４にかかる無線通信装置の構成を示す図である。実施の形態４にかかる無線通信装置の制御部における処理を示すフローチャートである。

（本実施の形態の概要）
　実施の形態の説明に先立って、図１を用いて、本実施の形態の概要を説明する。図１は、本実施の形態にかかる無線通信装置１の概要を示す図である。図１に示すように、無線通信装置１は、増幅器１２と、制御部１４（制御手段）とを有する。

　増幅器１２は、変更可能に設定された利得で受信信号を増幅する。制御部１４は、増幅器１２に対して利得制御を行う。また、制御部１４は、変調方式に応じて、利得制御を行う制御間隔を設定する。さらに、制御部１４は、設定された制御間隔で利得制御を行う。本実施の形態にかかる無線通信装置１によれば、変調方式に応じて利得制御の負荷を抑制することが可能となる。さらに、無線通信装置１を有する無線通信システム、及び、無線通信装置１によってなされる自動利得制御方法によっても、変調方式に応じて利得制御の負荷を抑制することが可能となる。

（実施の形態１）
　以下、図面を参照して実施の形態１について説明する。
　図２は、実施の形態１にかかる無線通信システム５０を示す図である。無線通信システム５０は、無線通信装置Ａ１００Ａと、無線通信装置Ｂ１００Ｂとから構成される。無線通信装置Ａ１００Ａ及び無線通信装置Ｂ１００Ｂは、無線回線を介して互いに無線通信可能に接続されている。ここで、無線通信装置Ａ１００Ａ及び無線通信装置Ｂ１００Ｂは、例えばディジタルマイクロ波通信装置であってもよい。

　また、無線通信装置Ａ１００Ａ及び無線通信装置Ｂ１００Ｂは、それぞれデータ回線６０Ａ，６０Ｂと接続されている。データ回線６０Ａ，６０Ｂは、例えば通信事業者又はプロバイダ事業者等のネットワークと接続される回線であってもよい。無線通信装置Ａ１００Ａ及び無線通信装置Ｂ１００Ｂは、データ回線６０Ａ，６０Ｂを介して、パケット又はフレーム等のユーザデータを送受信する。

　また、例えば、無線通信装置Ａ１００Ａは、送信局として機能してもよく、無線通信装置Ｂ１００Ｂは、受信局として機能してもよい。つまり、無線通信装置Ａ１００Ａが、無線通信装置Ｂ１００Ｂに対して無線信号を伝送し、無線通信装置Ｂ１００Ｂがその無線信号を受信してもよい。

　以下、無線通信装置Ａ１００Ａから無線通信装置Ｂ１００Ｂに対して無線信号が伝送されることを前提として説明するが、無線通信装置Ｂ１００Ｂから無線通信装置Ａ１００Ａに対して無線信号が伝送されてもよい。この場合、無線通信装置Ｂ１００Ｂが送信局として機能し、無線通信装置Ａ１００Ａが受信局として機能する。

　また、無線通信装置Ａ１００Ａ及び無線通信装置Ｂ１００Ｂは、同じ構成要素を有していてもよい。以下、無線通信装置Ａ１００Ａ及び無線通信装置Ｂ１００Ｂは、同じ構成要素を有していることを前提として説明する。また、以下、無線通信装置Ａ１００Ａ及び無線通信装置Ｂ１００Ｂを総称して、無線通信装置１００と称する。

　図３は、実施の形態１にかかる無線通信装置１００の構成を示す図である。図３においては、特に、無線通信装置１００の受信側の回路が示されている。無線通信装置１００は、アンテナ１０２と、増幅器１０４と、ミキサ１０６と、復調器１０８と、検波器１１０と、制御部１２０とを有する。

　増幅器１０４は、アンテナ１０２を介して受信された信号（受信信号）を増幅する。ここで、増幅器１０４は、例えば可変利得増幅器（ＶＧＡ：Variable Gain Amplifier）である。増幅器１０４は、後述するように、制御部１２０による制御によって、設定されている利得を変更する。言い換えると、増幅器１０４は、制御部１２０による制御によって、利得を設定される。これによって、受信電界が変動した場合であっても、復調器１０８に入力される信号のレベルが一定となるように制御される。

　ミキサ１０６は、増幅器１０４によって増幅された受信信号に対して周波数変換を行う。復調器１０８は、ミキサ１０６によって周波数変換がなされた受信信号（ＩＦ（Intermediate Frequency：中間周波数）信号）を復調する。

　また、復調器１０８は、伝搬路の状態に応じて、変調方式を変更する。例えば、復調器１０８は、受信信号のレベル（受信信号レベル）に応じて、変調方式を変更してもよい。この場合、復調器１０８は、受信信号レベルが低下した場合に、変調多値数が小さくなるように、変調方式を変更してもよい。逆に、復調器１０８は、受信信号レベルが上昇した場合に、変調多値数が大きくなるように、変調方式を変更してもよい。さらに、復調器１０８は、現在の変調方式を示す変調方式情報を、制御部１２０に対して出力する。つまり、復調器１０８は、現在、自身がＩＦ信号を復調する際に用いる変調方式を示す変調方式情報を、制御部１２０に対して出力する。

　なお、変調方式は、例えばＡＭＲ（Adaptive Modulation Radio）のような、無線伝搬路の状態に応じて変調方式を自動的に切り替える適応変調方式によって変更されるようにしてもよい。本実施の形態にかかる自動利得制御方法は、ＡＭＲ等の適応変調方式によって変調方式が制御される場合にも、適用することができる。

　検波器１１０は、アンテナ１０２と増幅器１０４との間における受信信号（ＲＦ（Radio Frequency：高周波）信号）を検波する。具体的には、検波器１１０は、増幅器１０４に入力される受信信号のレベル（例えば受信電界等）を検出する。さらに、検波器１１０は、受信電界（検波電圧）を、制御部１２０に対して出力する。

　制御部１２０は、復調器１０８から、変調方式情報を受け付ける。また、制御部１２０は、検波器１１０から、受信電界を受け付ける。そして、制御部１２０は、変調方式情報と、受信電界とに応じて、増幅器１０４の利得を制御（設定）するための制御信号を生成する。さらに、制御部１２０は、生成された制御信号を、増幅器１０４に対して出力する。増幅器１０４は、制御部１２０からの制御信号に応じて、利得を設定（変更）する。その際、制御部１２０は、変調方式に応じて、利得制御の間隔を変更する。詳しくは後述する。

　なお、制御部１２０は、例えば、各種情報を処理するコンピュータとしての機能を有する。制御部１２０は、記憶手段に格納された各種プログラムを実行して各種制御を実行する機能を有する。制御部１２０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算装置、ＲＯＭ（Read Only Memory）又はＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶装置等を有する。以下に説明する制御部１２０の処理は、記憶装置に格納されたプログラムを演算装置が実行することによって実現され得る。このことは、他の実施の形態にかかる制御部においても同様である。

　図４は、実施の形態１にかかる無線通信装置１００の制御部１２０における処理を示すフローチャートである。
　制御部１２０は、復調器１０８から変調方式情報を取得する（Ｓ１０２）。そして、制御部１２０は、変調方式情報に示された変調方式に応じて、待機時間Ｔｗを設定する（Ｓ１０４）。具体的には、制御部１２０は、図５に例示された待機時間テーブルを用いて、変調方式に対応した待機時間Ｔｗを設定する。ここで、待機時間Ｔｗは、利得制御の間隔（制御間隔）を設定する時間である。つまり、制御部１２０は、変調方式に応じて、制御間隔を設定する。

　図５は、実施の形態１にかかる待機時間テーブルを例示する図である。待機時間テーブルに例示されるように、変調方式と、待機時間Ｔｗとが対応付けられている。例えば、変調方式がＱＰＳＫである場合、待機時間ＴｗはＴ８である。また、変調方式が１６ＱＡＭである場合、待機時間ＴｗはＴ７である。また、変調方式が１０２４ＱＡＭである場合、待機時間ＴｗはＴ２である。また、変調方式が２０４８ＱＡＭである場合、待機時間ＴｗはＴ１である。

　例えば、変調方式情報に示された変調方式が「１６ＱＡＭ」である場合、制御部１２０は、待機時間Ｔｗを「Ｔ７」に設定する。また、例えば、変調方式情報に示された変調方式が「１０２４ＱＡＭ」である場合、制御部１２０は、待機時間Ｔｗを「Ｔ２」に設定する。ここで、Ｔ１＜Ｔ２＜・・・＜Ｔ７＜Ｔ８である。つまり、変調多値数が小さいほど、対応する待機時間Ｔｗが長くなるように、待機時間Ｔｗは、変調方式と対応付けられている。言い換えると、制御部１２０は、変調多値数が小さくなるように変調方式が変更された場合に、待機時間Ｔｗが長くなるように、当該待機時間Ｔｗを設定する。逆に、制御部１２０は、変調多値数が大きくなるように変調方式が変更された場合に、待機時間Ｔｗが短くなるように、当該待機時間Ｔｗを設定する。

　次に、制御部１２０は、Ｓ１０４の処理で設定された待機時間Ｔｗが経過したか否かを判断する（Ｓ１０６）。待機時間Ｔｗが経過していない場合（Ｓ１０６のＮＯ）、Ｓ１０６の処理が繰り返される。つまり、制御部１２０は、待機時間Ｔｗが経過するまで、利得制御をすることなく待機する。言い換えると、制御部１２０は、待機時間Ｔｗに対応する制御間隔で、以下に説明する利得制御を行う。

　待機時間Ｔｗが経過すると（Ｓ１０６のＹＥＳ）、制御部１２０は、検波器１１０から受信電界を示す情報（受信電界情報）を取得する（Ｓ１０８）。制御部１２０は、受信電界情報に応じて、増幅器１０４の利得を制御するための制御値を算出する（Ｓ１１０）。具体的には、制御部１２０は、図６に例示する制御テーブルを用いて制御値を算出する。ここで、制御値とは、増幅器１０４の利得を制御するための値であって、制御値が大きいほど、増幅器１０４に設定される利得は大きくなる。

　図６は、実施の形態１にかかる制御テーブルを例示する図である。図６に例示するように、受信電界が大きいほど、制御値は小さくなるようになっている。例えば、受信電界がＶ１である場合、制御部１２０は、制御テーブルを参照して、制御値をＣ１と算出する。同様に、例えば、受信電界がＶ２（＜Ｖ１）である場合、制御部１２０は、制御テーブルを参照して、制御値をＣ２（＞Ｃ１）と算出する。

　次に、制御部１２０は、制御信号を、増幅器１０４に対して出力する（Ｓ１１２）。具体的には、制御部１２０は、Ｓ１１０の処理で算出された制御値を示す制御信号を、増幅器１０４に対して出力する。この制御信号は、例えば、電圧値であってもよい。このとき、増幅器１０４に設定する利得を大きくする場合には制御信号の電圧を大きくし、増幅器１０４に設定する利得を小さくする場合には制御信号の電圧を小さくするようにしてもよい。つまり、制御信号の電圧は、制御すべき利得に比例するようにしてもよい。また、制御信号は、制御値を示すデータを含む情報であってもよい。

　次に、本実施の形態の動作について説明する。
　図７は、本実施の形態にかかる、変調方式と利得制御との関係を例示する図である。図７の例においては、伝搬路状態の悪化等によって受信電界が徐々に減少している状態が示されている。図７には、３つのグラフＡ～Ｃが示されている。グラフＡは、時刻と受信電界との関係を示す。グラフＡにおいて、横軸は時刻を示し、縦軸は、その時刻における受信電界を示す。また、グラフＢは、時刻と増幅器１０４の利得（つまり、制御部１２０によって算出された制御値）との関係を示す。グラフＢにおいて、横軸は時刻を示し、縦軸は、その時刻における利得を示す。また、グラフＣは、時刻と変調方式との関係を示す。グラフＣにおいて、横軸は時刻を示し、縦軸は、その時刻における変調方式の変調多値数を示す。

　グラフＡに示すように、時刻が進むにつれて、受信電界は徐々に減少している。時刻ｔ１においては、受信電界は比較的大きい。したがって、時刻ｔ１においては、グラフＣに示すように、変調方式は、変調多値数の比較的大きな２０４８ＱＡＭである。このとき、グラフＢに示すように、利得制御の間隔は、Ｔ１である。

　また、時刻ｔ２においては、時刻ｔ１よりも受信電界が小さくなっている。したがって、時刻ｔ２においては、グラフＣに示すように、変調方式は１０２４ＱＡＭに変更されている。つまり、時刻ｔ２においては、時刻ｔ１よりも変調多値数が減少している。このとき、グラフＢに示すように、利得制御の間隔は、Ｔ２である。ここで、Ｔ２＞Ｔ１であるので、利得制御の間隔が、時刻ｔ１のとき（つまり変調方式が２０４８ＱＡＭのとき）よりも大きくなっている。

　また、時刻ｔ３においては、時刻ｔ２よりも受信電界が小さくなっている。したがって、時刻ｔ３においては、グラフＣに示すように、変調方式は５１２ＱＡＭに変更されている。つまり、時刻ｔ３においては、時刻ｔ２よりも、さらに変調多値数が減少している。このとき、グラフＢに示すように、利得制御の間隔は、Ｔ３である。ここで、Ｔ３＞Ｔ２であるので、利得制御の間隔が、時刻ｔ２のとき（つまり変調方式が１０２４ＱＡＭのとき）よりも大きくなっている。

　また、時刻ｔ４においては、時刻ｔ３よりも受信電界が小さくなっている。したがって、時刻ｔ４においては、グラフＣに示すように、変調方式は２５６ＱＡＭに変更されている。つまり、時刻ｔ４においては、時刻ｔ３よりも、さらに変調多値数が減少している。このとき、グラフＢに示すように、利得制御の間隔は、Ｔ４である。ここで、Ｔ４＞Ｔ３であるので、利得制御の間隔が、時刻ｔ３のとき（つまり変調方式が５１２ＱＡＭのとき）よりも大きくなっている。

　このように、本実施の形態にかかる無線通信装置１００は、変調多値数が大きい場合に利得制御の間隔が小さくなるように構成されている。言い換えると、本実施の形態にかかる無線通信装置１００は、変調多値数が小さい場合に利得制御の間隔が大きくなるように構成されている。つまり、本実施の形態にかかる無線通信装置１００は、変調多値数が大きい場合は、利得制御を細かく行い、変調多値数が小さい場合は、利得制御を粗く行うように構成されている。

　一度の制御で増減させる利得（制御ステップ）を大きくすると、復調器１０８に入力される信号（ＩＦ信号）の振幅変動が大きくなる。また、変調多値数が大きいと、コンスタレーション・ダイヤグラム上の信号点の間隔が小さい。そのため、変調多値数が大きい場合に、制御ステップを大きくすると、ＩＦ信号の振幅変動の増大により、復調器１０８における復調処理において、信号点を誤って検出するおそれがある。これにより、ビットエラーが発生し、通信品質が劣化するおそれがある。したがって、変調多値数が大きい場合には、通信品質の劣化を抑制するため、制御ステップを小さくする必要がある。一方、受信電界が徐々に増加又は減少する状況下においては、利得制御の間隔を小さくすることにより、制御ステップを小さくすることができる。したがって、変調多値数が大きい場合には、利得制御の間隔を小さくする必要がある。

　一方、変調多値数が小さいと、コンスタレーション・ダイヤグラム上の信号点の間隔は大きい。そのため、変調多値数が小さい場合に、制御ステップを大きくしても、復調器１０８における復調処理において、信号点を誤って検出するおそれは、変調多値数が大きい場合よりも少ない。したがって、変調多値数が小さい場合に、利得制御の間隔を大きくしても、通信品質の劣化が発生するおそれは少ない。したがって、本実施の形態においては、変調多値数が小さい場合に、利得制御の間隔を大きくすることによって、利得制御の回数を減少させることが可能となる。これにより、利得制御処理の負荷を抑制することが可能となり、無線通信装置１００（制御部１２０）の消費電力を低減させることが可能となる。

　なお、制御部１２０は、Ｓ１０４の処理において、変調方式に応じて最大制御ステップを設定してもよく、その最大制御ステップをリミッタ（最大値）として、Ｓ１１０において制御値を算出してもよい。つまり、制御部１２０は、Ｓ１１０において、算出された制御値が最大制御ステップを超えた場合は、最大制御ステップを制御値として算出する。ここで、最大制御ステップは、コンスタレーション・ダイヤグラム上の信号点の間隔に応じて定められる。信号点の間隔が小さい場合、つまり変調多値数が大きい場合、最大制御ステップは小さくなる。一方、信号点の間隔が大きい場合、つまり変調多値数が小さい場合、最大制御ステップは大きくなる。このことは、以下に説明する他の実施の形態においても同様である。

　また、図５に例示した待機時間テーブルの各待機時間Ｔｗは、一定でなくてもよく、可変であってもよい。待機時間Ｔｗは、変調速度（シンボルレート）に応じて定められ得る。変調速度が速い場合には、増幅器１０４における利得制御を速くする必要がある。そのため、この場合、待機時間Ｔｗを短くする必要がある。したがって、待機時間Ｔｗは、変調速度の変動によって、適宜、変更してもよい。このとき、Ｔ１～Ｔ８は、同じ割合で変更させてもよい。例えば、ある変調速度ＳａにおいてＴ１＝Ｔａとした場合、Ｔ２＝ａ２×Ｔａ、Ｔ３＝ａ３×Ｔａ、・・・Ｔ８＝ａ８×Ｔａというように待機時間Ｔｗを設定してもよい。ここで、１＜ａ２＜ａ３＜・・・＜ａ８である。この場合において、変調速度がＳｂに変化した場合にＴ１＝Ｔｂとしたとき、Ｔ２＝ａ２×Ｔｂ、Ｔ３＝ａ３×Ｔｂ、・・・Ｔ８＝ａ８×Ｔｂというように待機時間Ｔｗを設定してもよい。このことは、以下に説明する他の実施の形態においても同様である。

（実施の形態２）
　次に、実施の形態２について説明する。なお、実施の形態２において、実施の形態１と実質的に同様の構成要素については、同じ符号を付し、説明を省略する（以下の実施の形態においても同様）。実施の形態２においては、実施の形態１にかかる無線通信装置１００が、無線通信装置２００に置き換わっている。つまり、実施の形態２においては、図２に示すように、無線通信装置Ａ２００Ａと、無線通信装置Ｂ２００Ｂとが、無線回線を介して無線通信可能に接続されている。

　図８は、実施の形態２にかかる無線通信装置２００の構成を示す図である。無線通信装置２００は、アンテナ１０２と、増幅器１０４と、ミキサ１０６と、復調器１０８と、検波器２１０と、制御部２２０とを有する。実施の形態２においては、検波器２１０がＩＦ信号を検波する点で、実施の形態１と異なる。

　検波器２１０は、ミキサ１０６と復調器１０８との間におけるＩＦ信号を検波する。具体的には、検波器２１０は、増幅器１０４によって増幅された後のＩＦ信号レベル（受信信号に関するレベル）を検出する。言い換えると、検波器２１０は、復調器１０８に入力されるＩＦ信号のレベルを検出する。ＩＦ信号レベルは、例えば、ＩＦ信号の振幅（電圧）である。さらに、検波器２１０は、ＩＦ信号レベル（検波電圧）を、制御部２２０に対して出力する。

　制御部２２０は、復調器１０８から、変調方式情報を受け付ける。また、制御部２２０は、検波器２１０から、ＩＦ信号レベルを受け付ける。そして、制御部２２０は、変調方式情報と、ＩＦ信号レベルとに応じて、増幅器１０４の利得を制御（設定）するための制御信号を生成する。さらに、制御部２２０は、生成された制御信号を、増幅器１０４に対して出力する。増幅器１０４は、制御部２２０からの制御信号に応じて、利得を設定（変更）する。その際、実施の形態１と同様に、制御部２２０は、変調方式に応じて、利得制御の間隔を変更する。

　図９は、実施の形態２にかかる無線通信装置２００の制御部２２０における処理を示すフローチャートである。なお、以下の説明において、実施の形態１と同様の処理については、適宜、説明を簡略化している（他の実施の形態においても同様）。
　制御部２２０は、Ｓ１０２の処理と同様に、復調器１０８から変調方式情報を取得する（Ｓ２０２）。そして、制御部２２０は、Ｓ１０４の処理と同様に、変調方式情報に示された変調方式に応じて、待機時間Ｔｗを設定する（Ｓ２０４）。

　次に、制御部２２０は、Ｓ１０６の処理と同様に、Ｓ２０４の処理で設定された待機時間Ｔｗが経過したか否かを判断する（Ｓ２０６）。待機時間Ｔｗが経過していない場合（Ｓ２０６のＮＯ）、Ｓ２０６の処理が繰り返される。つまり、制御部２２０は、待機時間Ｔｗが経過するまで、利得制御をすることなく待機する。言い換えると、制御部２２０は、待機時間Ｔｗに対応する間隔で、以下に説明する利得制御を行う。

　待機時間Ｔｗが経過すると（Ｓ２０６のＹＥＳ）、制御部２２０は、検波器２１０からＩＦレベルを示す情報（ＩＦレベル情報）を取得する（Ｓ２０８）。制御部２２０は、ＩＦレベル情報に応じて、増幅器１０４の利得を制御するための制御値を算出する（Ｓ２１０）。具体的には、制御部２２０は、図１０に例示する制御テーブルを用いて制御値を算出する。

　図１０は、実施の形態２にかかる制御テーブルを例示する図である。図１０に例示するように、ＩＦレベルが大きいほど、制御値は小さくなるようになっている。ここで、無線通信装置１００においては、ＩＦレベルが一定になるように、増幅器１０４に設定される利得が変更される。言い換えると、増幅器１０４は、ＩＦレベルが予め定められた目標値（ＩＦレベル目標値）になるように、利得を変更する。

　実施の形態２において、制御部２２０は、検波器２１０によって検出されたＩＦレベルと、ＩＦレベル目標値Ｖｔとの差分に応じて、制御値を算出する。ここで、実施の形態２における制御値は、現在の利得の設定値からどれだけ利得を変化させるかを示す値（差分）である。例えば、検波器２１０によって検出されたＩＦレベルとＩＦレベル目標値Ｖｔとが一致する場合、利得を変更する必要はないので、制御部２２０は、「０」を示す制御値を算出する。

　また、例えば、ＩＦレベルがＶ３（＜Ｖｔ）である場合、制御部２２０は、制御値をＣ３（＞０）と算出する。このとき、ＶｔとＶ３との偏差が大きくなるにつれて、Ｃ３の値が大きくなる。同様に、例えば、ＩＦレベルがＶ４（＞Ｖｔ）である場合、制御部２２０は、制御値をＣ４（＜０）と算出する。このとき、ＶｔとＶ４との偏差が大きくなるにつれて、Ｃ４の値の絶対値が大きくなる。つまり、制御部２２０は、ＩＦレベルがＩＦレベル目標値Ｖｔよりも小さい場合は、ＩＦレベルとＩＦレベル目標値Ｖｔとの偏差に応じて、利得を大きくするための制御値を算出する。逆に、制御部２２０は、ＩＦレベルがＩＦレベル目標値Ｖｔよりも大きい場合は、ＩＦレベルとＩＦレベル目標値Ｖｔとの偏差に応じて、利得を小さくするための制御値を算出する。

　次に、制御部２２０は、制御信号を、増幅器１０４に対して出力する（Ｓ２１２）。具体的には、制御部２２０は、Ｓ２１０の処理で算出された制御値を示す制御信号を、増幅器１０４に対して出力する。制御信号は、制御値を示すデータを含む情報であってもよい。また、この制御信号は、例えば、電圧値であってもよい。

　このとき、制御部２２０は、制御値「０」に対応する電圧値Ｖｃに、Ｓ２１０で算出された制御値に対応する電圧値を加算した電圧の制御信号を、増幅器１０４に対して出力する。図１０の例では、ＩＦレベルがＶ３である場合、制御信号の電圧値は、Ｖｃ＋（Ｃ３に対応する電圧値）である。このとき、制御信号の電圧値は、Ｖｃよりも大きい。また、ＩＦレベルがＶ４である場合、制御信号の電圧値は、Ｖｃ＋（Ｃ４に対応する電圧値）である。このとき、制御信号の電圧値は、Ｖｃよりも小さい。

　増幅器１０４は、制御部２２０から受け付けた制御信号に応じて、利得を変更する。ここで、制御信号の電圧値がＶｃである場合、ＩＦレベルはＩＦレベル目標と一致しているので、増幅器１０４は、利得を変更しない。また、制御信号の電圧値がＶｃよりも大きい場合、この制御信号は利得を大きくするよう指示しているので、増幅器１０４は、電圧値の大きさに応じて利得を大きくする。また、制御信号の電圧値がＶｃよりも小さい場合、この制御信号は利得を小さくするよう指示しているので、増幅器１０４は、電圧値の大きさに応じて利得を小さくする。

　以上説明したように、実施の形態２のように、ＩＦレベルを検出して利得を制御するように構成した場合であっても、変調多値数が小さい場合に、利得制御の間隔を大きくすることによって、利得制御の回数を減少させることが可能となる。これにより、利得制御処理の負荷を抑制することが可能となり、無線通信装置２００（制御部２２０）の消費電力を低減させることが可能となる。さらに、増幅器１０４はＩＦレベルを一定にするように受信信号を増幅するので、ＩＦレベルを検波することによって、より確実に、ＩＦレベルを目標値に追従させることが可能となる。

（実施の形態３）
　次に、実施の形態３について説明する。実施の形態３においては、実施の形態１にかかる無線通信装置１００が、無線通信装置３００に置き換わっている。つまり、実施の形態３においては、図２に示すように、無線通信装置Ａ３００Ａと、無線通信装置Ｂ３００Ｂとが、無線回線を介して無線通信可能に接続されている。

　図１１は、実施の形態３にかかる無線通信装置３００の構成を示す図である。無線通信装置３００は、アンテナ１０２と、増幅器１０４と、ミキサ１０６と、復調器１０８と、検波器３１０と、制御部３２０とを有する。実施の形態３においては、制御部３２０が、復調器１０８から変調方式情報を取得しない点で、実施の形態１と異なる。

　検波器３１０は、実施の形態１にかかる検波器１１０と同様の機能を有する。つまり、検波器３１０は、アンテナ１０２と増幅器１０４との間における受信信号（ＲＦ信号）を検波して、受信電界を検出する。さらに、検波器１１０は、受信電界（検波電圧）を、制御部１２０に対して出力する。

　さらに検波器３１０は、受信信号の波形を解析し、そのピークファクタから変調方式を判定する。ピークファクタは、変調方式ごとに異なる。したがって、検波器３１０は、ピークファクタを検出し、その検出されたピークファクタから、変調方式を判定することができる。さらに、検波器３１０は、判定された変調方式を示す変調方式情報を、制御部３２０に対して出力する。

　制御部３２０は、実施の形態１にかかる制御部１２０と同様の機能を有する。制御部３２０は、検波器３１０から、変調方式情報を受け付ける。また、制御部３２０は、検波器３１０から、受信電界を受け付ける。そして、制御部３２０は、実施の形態１と同様に、変調方式情報と、受信電界とに応じて、増幅器１０４の利得を制御（設定）するための制御信号を生成する。さらに、制御部３２０は、生成された制御信号を、増幅器１０４に対して出力する。増幅器１０４は、制御部３２０からの制御信号に応じて、利得を設定（変更）する。その際、実施の形態１と同様に、制御部３２０は、変調方式に応じて、利得制御の間隔を変更する。

　図１２は、実施の形態３にかかる無線通信装置３００の制御部３２０における処理を示すフローチャートである。
　制御部３２０は、検波器３１０から変調方式情報を取得する（Ｓ３０２）。具体的には、例えば、検波器３１０は、ピークファクタと変調方式とを対応付けたピークファクタテーブルを記憶している。したがって、検波器３１０は、ピークファクタテーブルを参照して、検出されたピークファクタに対応する変調方式を判定する。そして、制御部３２０は、検波器３１０によって生成された変調方式情報を取得する。

　そして、制御部３２０は、Ｓ１０４の処理と同様に、変調方式情報に示された変調方式に応じて、待機時間Ｔｗを設定する（Ｓ３０４）。次に、制御部３２０は、Ｓ１０６の処理と同様に、Ｓ３０４の処理で設定された待機時間Ｔｗが経過したか否かを判断する（Ｓ３０６）。待機時間Ｔｗが経過していない場合（Ｓ３０６のＮＯ）、Ｓ３０６の処理が繰り返される。

　待機時間Ｔｗが経過すると（Ｓ３０６のＹＥＳ）、制御部３２０は、Ｓ１０８の処理と同様に、検波器３１０から受信電界情報を取得する（Ｓ３０８）。制御部３２０は、Ｓ１１０の処理と同様に、受信電界情報に応じて、増幅器１０４の利得を制御するための制御値を算出する（Ｓ３１０）。次に、制御部３２０は、Ｓ１１２の処理と同様に、制御信号を、増幅器１０４に対して出力する（Ｓ３１２）。

　以上説明したように、実施の形態３においても、変調多値数が小さい場合に、利得制御の間隔を大きくすることによって、利得制御の回数を減少させることが可能となる。これにより、利得制御処理の負荷を抑制することが可能となり、無線通信装置３００（制御部３２０）の消費電力を低減させることが可能となる。さらに、制御部３２０は、復調器１０８から変調方式情報を取得する必要がないので、制御部３２０と復調器１０８とを接続する必要がない。したがって、無線通信装置３００内の配置及び配線を簡略化することが可能となる。

（実施の形態４）
　次に、実施の形態４について説明する。実施の形態４においては、実施の形態２にかかる無線通信装置２００が、無線通信装置４００に置き換わっている。つまり、実施の形態４においては、図２に示すように、無線通信装置Ａ４００Ａと、無線通信装置Ｂ４００Ｂとが、無線回線を介して無線通信可能に接続されている。

　図１３は、実施の形態４にかかる無線通信装置４００の構成を示す図である。無線通信装置４００は、アンテナ１０２と、増幅器１０４と、ミキサ１０６と、復調器１０８と、検波器４１０と、制御部４２０とを有する。実施の形態４においては、制御部４２０が、復調器１０８から変調方式情報を取得しない点で、実施の形態２と異なる。

　検波器４１０は、実施の形態２にかかる検波器２１０と同様の機能を有する。つまり、検波器４１０は、ミキサ１０６と復調器１０８との間におけるＩＦ信号を検波して、ＩＦ信号レベルを検出する。さらに、検波器４１０は、受信電界（検波電圧）を、制御部４２０に対して出力する。

　さらに検波器４１０は、ＩＦ信号の波形を解析し、そのピークファクタから変調方式を判定する。上述したように、ピークファクタは、変調方式ごとに異なる。したがって、検波器４１０は、ピークファクタを検出し、その検出されたピークファクタから、変調方式を判定することができる。さらに、検波器４１０は、判定された変調方式を示す変調方式情報を、制御部４２０に対して出力する。

　制御部４２０は、実施の形態２にかかる制御部２２０と同様の機能を有する。制御部４２０は、検波器４１０から、変調方式情報を受け付ける。また、制御部４２０は、検波器４１０から、ＩＦ信号レベルを受け付ける。そして、制御部４２０は、実施の形態２と同様に、変調方式情報と、ＩＦ信号レベルとに応じて、増幅器１０４の利得を制御（設定）するための制御信号を生成する。さらに、制御部４２０は、生成された制御信号を、増幅器１０４に対して出力する。増幅器１０４は、制御部４２０からの制御信号に応じて、利得を設定（変更）する。その際、実施の形態１と同様に、制御部４２０は、変調方式に応じて、利得制御の間隔を変更する。

　図１４は、実施の形態４にかかる無線通信装置４００の制御部４２０における処理を示すフローチャートである。
　制御部４２０は、Ｓ３０２の処理と同様に、検波器４１０から変調方式情報を取得する（Ｓ４０２）。そして、制御部４２０は、Ｓ１０４の処理と同様に、変調方式情報に示された変調方式に応じて、待機時間Ｔｗを設定する（Ｓ４０４）。次に、制御部４２０は、Ｓ１０６の処理と同様に、Ｓ４０４の処理で設定された待機時間Ｔｗが経過したか否かを判断する（Ｓ４０６）。待機時間Ｔｗが経過していない場合（Ｓ４０６のＮＯ）、Ｓ４０６の処理が繰り返される。

　待機時間Ｔｗが経過すると（Ｓ４０６のＹＥＳ）、制御部４２０は、Ｓ２０８の処理と同様に、検波器４１０からＩＦレベル情報を取得する（Ｓ４０８）。制御部４２０は、Ｓ２１０の処理と同様に、ＩＦレベル情報に応じて、増幅器１０４の利得を制御するための制御値を算出する（Ｓ４１０）。次に、制御部４２０は、Ｓ２１２の処理と同様に、制御信号を、増幅器１０４に対して出力する（Ｓ４１２）。

　以上説明したように、実施の形態４においても、変調多値数が小さい場合に、利得制御の間隔を大きくすることによって、利得制御の回数を減少させることが可能となる。これにより、利得制御処理の負荷を抑制することが可能となり、無線通信装置４００（制御部４２０）の消費電力を低減させることが可能となる。また、増幅器１０４はＩＦレベルを一定にするように受信信号を増幅するので、ＩＦレベルを検波することによって、より確実に、ＩＦレベルを目標値に追従させることが可能となる。さらに、制御部４２０は、復調器１０８から変調方式情報を取得する必要がないので、制御部４２０と復調器１０８とを接続する必要がない。したがって、無線通信装置４００内の配置及び配線を簡略化することが可能となる。

（変形例）
　なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上述したフローチャートにおいて、処理（ステップ）の順序は、適宜、変更可能である。また、複数ある処理（ステップ）のうちの１つ以上は、省略されてもよい。

　また、上述した実施の形態においては、変調方式を変更するか否かの判定パラメータを、受信信号のレベルとしたが、これに限られない。例えば、変調方式を変更するか否かの判定パラメータとして、ＣＮＲ（Carrier to Noise Ratio：搬送波対雑音電力比）を用いてもよい。また、変調方式を変更するか否かを判定する判定手段は、受信側の無線通信装置１００（無線通信装置Ｂ１００Ｂ）の復調器１０８が有してもよいが、送信側の無線通信装置１００（無線通信装置Ａ１００Ａ）が有してもよい。この場合、復調器１０８は、送信側の無線通信装置１００（無線通信装置Ａ１００Ａ）の制御によって、変調方式を変更してもよい。

　また、実施の形態３及び実施の形態４においては、検波器が変調方式を判定するとしたが、これに限られない。例えば、制御部が変調方式を判定してもよい。このとき、検波器は、検波された波形を示すデータを制御部に出力してもよい。また、制御部は、その波形データに基づいて、ピークファクタを検出し、変調方式を判定してもよい。

　また、上述の実施の形態では、本発明をハードウェアの構成として説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明は、無線通信装置内の各回路の処理を、ＣＰＵ（Central Processing Unit）にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。

　上述の例において、プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

　以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

　この出願は、２０１４年３月１７日に出願された日本出願特願２０１４－０５３１６５を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

１　無線通信装置
１２　増幅器
１４　制御部
５０　無線通信システム
１００　無線通信装置
１０２　アンテナ
１０４　増幅器
１０６　ミキサ
１０８　復調器
１１０　検波器
１２０　制御部
２００　無線通信装置
２１０　検波器
２２０　制御部
３００　無線通信装置
３１０　検波器
３２０　制御部
４００　無線通信装置
４１０　検波器
４２０　制御部

Claims

　変更可能に設定された利得で受信信号を増幅する増幅器と、
　前記増幅器に対して利得制御を行う制御手段と
　を有し、
　前記制御手段は、変調方式に応じて、前記利得制御を行う制御間隔を設定し、当該設定された制御間隔で、前記利得制御を行う
　無線通信装置。
　前記制御手段は、変調方式の変調多値数が小さいほど前記制御間隔が長くなるように、当該制御間隔を設定する
　請求項１に記載の無線通信装置。
　前記増幅器によって増幅された受信信号を復調する復調器
　をさらに有し、
　前記制御手段は、前記復調器から変調方式を示す変調方式情報を取得し、前記変調方式情報に基づいて、前記制御間隔を設定する
　請求項１又は２に記載の無線通信装置。
　前記受信信号を検波して前記受信信号に関するレベルを検出する検波器
　をさらに有し、
　前記制御手段は、前記検波器によって検波された前記受信信号に基づいて判定された変調方式に応じて、前記制御間隔を設定する
　請求項１又は２に記載の無線通信装置。
　前記受信信号を検波して前記受信信号に関するレベルを検出する検波器
　をさらに有し、
　前記制御手段は、前記検波器によって検出された前記受信信号に関するレベルに基づいて、前記利得制御を行う
　請求項１から４のいずれか１項に記載の無線通信装置。
　前記検波器は、前記増幅器に入力される受信信号、又は、前記増幅器によって増幅された後の信号を検波する
　請求項５に記載の無線通信装置。
　第１の無線通信装置と、
　前記第１の無線通信装置から無線信号を受信する第２の無線通信装置と
　を有し、
　前記第２の無線通信装置は、
　変更可能に設定された利得で受信信号を増幅する増幅器と、
　前記増幅器に対して利得制御を行う制御手段と
　を有し、
　前記制御手段は、変調方式に応じて、前記利得制御を行う制御間隔を設定し、当該設定された制御間隔で、前記利得制御を行う
　無線通信システム。
　変調方式に応じて、制御間隔を設定し、
　前記設定された制御間隔で、変更可能に設定された利得で受信信号を増幅する増幅器に対して利得制御を行う
　自動利得制御方法。
　変調方式の変調多値数が小さいほど前記制御間隔が長くなるように、当該制御間隔を設定する
　請求項８に記載の自動利得制御方法。
　前記増幅器によって増幅された受信信号を復調する復調器から変調方式を示す変調方式情報を取得し、前記変調方式情報に基づいて、前記制御間隔を設定する
　請求項８又は９に記載の自動利得制御方法。
　前記受信信号を検波して前記受信信号に関するレベルを検出する検波器によって検波された前記受信信号に基づいて判定された変調方式に応じて、前記制御間隔を設定する
　請求項８又は９に記載の自動利得制御方法。
　前記受信信号を検波して前記受信信号に関するレベルを検出する検波器によって検出された前記受信信号に関するレベルに基づいて、利得制御を行う
　請求項８から１１のいずれか１項に記載の自動利得制御方法。