JPH08293748A - 自動利得制御装置及び移動端末機及び自動利得制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動利得制御装置及び移動端末機及び自動利
得制御方法に関し、利得制御の応答特性を改善すると共
に高精度化する。 【構成】 受信信号を増幅する利得制御増幅器１と、受
信信号レベル検出部（ＲＳＳＩ）４による受信信号レベ
ル検出信号を基に制御値を出力するフィードフォワード
利得制御回路（ＦＦ）２と、利得制御増幅器１の増幅出
力信号又は後段の復調器６等の出力信号を検出して制御
値を出力するフィードバック利得制御回路（ＦＢ）３と
を備え、フィードフォワード利得制御回路２による制御
値を、フィードバック利得制御回路３による制御値によ
って補正して、利得制御増幅器１の利得を制御する利得
制御値とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車電話や携帯電話
等のディジタル移動通信システムに適用できる自動利得
制御装置及びその自動利得制御装置を用いた移動端末機
及び自動利得制御方法に関する。ディジタル移動通信シ
ステムに於いて、移動端末機が高速移動することによ
り、レイリーフェージングが発生し、受信信号レベルは
５０〜６０ｄＢ程度の大きな変動となる。それによっ
て、復調誤りやＡＤ変換による量子化誤差増加等の問題
が生じる。従って、受信信号レベルの変化を補償する自
動利得制御装置が必要となる。

【０００２】

【従来の技術】従来例の自動利得制御装置は、フィード
バック利得制御方式が最も多く、又ＲＳＳＩ（Ｒeceive
d Ｓignal Ｓtrength Ｉndicator）を用いたフィードフ
ォワード利得制御方式も知られている。図１７の
（Ａ），（Ｂ）はフィードバック利得制御方式の従来例
を示し、（Ｃ）はフィードフォワード利得制御方式の従
来例を示す。又受信信号は中間周波信号とし、利得制御
増幅器によって増幅した後に、復調器によって復調する
場合を示す。

【０００３】図１７の（Ａ）は、受信信号を利得制御増
幅器（ＧＣＡ；Ｇain ＣontrolledＡmplifier）１０１
に加えて増幅し、復調器１０２によって復調する場合を
示し、利得制御増幅器１０１の出力信号の電力を電力検
出部１０３によって検出し、希望電力Ｐｄとの差分を加
算器１０５に於いて求め、その差分をローパスフィルタ
（ＬＰＦ）１０４を介して利得制御増幅器１０１の制御
電圧とし、出力信号の電力と希望電力Ｐｄとの差分が零
となるように、利得制御増幅器１０１を制御するもので
ある。

【０００４】又図１７の（Ｂ）は、復調器１０２で復調
された復調信号の電力を電力検出部１０３によって検出
し、希望電力Ｐｄとの差分を加算器１０５に於いて求
め、その差分をローパスフィルタ（ＬＰＦ）１０４を介
して利得制御増幅器（ＧＣＡ）１０１の制御電圧とし
て、復調信号の電力と希望電力Ｐｄとの差分が零となる
ように、利得制御増幅器１０１を制御するものである。

【０００５】又図１７の（Ｃ）は、受信信号レベル検出
部（ＲＳＳＩ）１０６により、受信信号レベルを検出
し、その受信信号レベル検出信号をローパスフィルタ
（ＬＰＦ）１０７を介して利得制御増幅器（ＧＣＡ）１
０１の制御電圧とし、受信信号レベルが大きい時は利得
を小さくし、反対に受信信号レベルが小さい時は利得を
大きくするように、利得制御増幅器１０１を制御し、復
調器１０２によって復調して復調信号を図示を省略した
後段の回路へ加えるものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来例の受信部に於い
ては、フィードバック利得制御方式とフィードフォワー
ド利得制御方式との何れか一方を採用して利得制御増幅
器１０１を制御するものであって、前者のフィードバッ
ク利得制御方式は、偏差が零となるように制御するもの
であるから、精度が高い利点がある。しかし、偏差が生
じないと制御動作を開始しないから、応答速度が遅い問
題がある。従って、高速レイリーフェジングチャネルに
於いては、受信信号レベルの変動に追従できないもので
ある。又バースト受信に於いては初期引込みに時間がか
かる問題があった。

【０００７】又後者のフィードフォワード利得制御方式
は、受信信号レベル検出信号（ＲＳＳＩ）を用いること
により、受信信号の変動を直ちに検出して利得制御を行
うことができるから、応答速度が早い利点がある。しか
し、受信信号レベル検出信号（ＲＳＳＩ）特性と、自動
利得制御（ＡＧＣ）特性とが一致しない場合が多く、精
度の高い制御が困難である問題があった。

【０００８】図１８，図１９は、キャリア周波数７０．
００２６２５ＭＨｚの無変調信号に周波数４０Ｈｚでフ
ェージングをかけ、７０ＭＨｚのローカル周波数で直交
検波し、２１ｋＨｚのクロック信号でサンプリングして
自動利得制御（ＡＧＣ）を行った時の直交検波出力信号
の信号点を、図１７の（Ａ），（Ｂ）に示すフィードバ
ック利得制御方式と、図１７の（Ｃ）に示すフィードフ
ォワード利得制御方式とについて示すものである。

【０００９】即ち、フィードバック利得制御方式は、応
答速度が遅いことにより、図１８に示すように、信号点
が広い範囲に分散されることになる。又フィードフォワ
ード利得制御方式は、応答速度が速いことから、信号点
の分散は、図１９に示すように、フィードバック利得制
御方式に比較して狭い範囲となる。なお、理想的には、
予め定められた信号点の位置を示す点となるものである
が、受信信号レベルに正確に追従して利得制御ができな
いことから、復調出力信号のレベル及び位相が変動し
て、直交検波の場合には、図１８又は図１９に示すよう
にドーナツ状に広く信号点が分散することになる。

【００１０】又フィードフォワード利得制御方式は、受
信信号レベル検出特性と、利得制御増幅器１０１の制御
特性とが同一でないことから、精度の高い利得制御が困
難であった。例えば、図２０はＲＳＳＩ（受信信号レベ
ル検出信号）特性とＧＣＡ（利得制御増幅器）特性との
説明図であり、曲線ａはＧＣＡ特性の一例、曲線ｂはＲ
ＳＳＩ特性の一例を示す。

【００１１】即ち、左側の縦軸を受信電力Ｐｒ、右側の
縦軸をＧＣＡ利得とし、横軸をＲＳＳＩ及びＡＧＣ制御
値として示し、例えば、ＡＧＣ制御値に対してＧＣＡ利
得が曲線ａに示すように直線状の関係としても、受信電
力ＰｒとＲＳＳＩとは曲線ｂに示すように非直線状の関
係となるから、ＲＳＳＩ特性とＧＣＡ特性とのずれがあ
り、高精度の利得制御が困難であるから、図１９に示す
ような信号点の広がりをもった制御特性となる。本発明
は、フィードフォワード利得制御方式とフィードバック
利得制御方式とを組合せて、応答特性を改善すると共に
高精度の利得制御を可能とすることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の自動利得制御装
置は、図１の本発明の第１の原理説明図を参照して説明
すると、（１）受信信号を増幅する利得制御増幅器１
と、受信信号レベル検出部（ＲＳＳＩ）４による受信信
号レベル検出信号に従って利得制御増幅器１の利得を制
御するフィードフォワード利得制御回路（ＦＦ）２と、
利得制御増幅器１の増幅出力信号又は後段の復調器６等
の出力信号を検出して利得制御増幅器１の利得を制御す
るフィードバック利得制御回路（ＦＢ）３とを備え、フ
ィードフォワード利得制御回路２による制御値を、フィ
ードバック利得制御回路３による制御値によって補正し
て、利得制御増幅器１の利得を制御する構成とした。又
５は加算器である。

【００１３】又（２）フィードフォワード利得制御回路
２及びフィードバック利得制御回路３からの制御値を基
に、利得制御増幅器１の利得制御値を読出す制御値テー
ブルを設けることができる。

【００１４】又図２の本発明の第２の原理説明図を参照
して説明すると、（３）フィードフォワード利得制御回
路（ＦＦ）２は、受信信号レベル検出部（ＲＳＳＩ）４
による受信信号レベル検出信号の移動平均の時定数を、
移動速度検出部７等からの移動速度情報に従って変化さ
せる構成を備えることができる。又１は利得制御増幅
器、３はフィードバック利得制御回路（ＦＢ）、５は加
算器、６は復調器を示す。

【００１５】又本発明の移動端末機は、（４）送信部
と、受信信号を増幅する利得制御増幅器を含む受信部と
を有する移動端末機に於いて、受信信号のレベル検出信
号に従って利得制御増幅器の利得を制御するフィードフ
ォワード利得制御回路と、利得制御増幅器の増幅出力信
号又は後段の出力信号を検出して利得制御増幅器の利得
を制御するフィードバック利得制御回路とを含む制御部
を備え、この制御部は、フィードフォワード利得制御回
路による制御値を、フィードバック利得制御回路による
制御値によって補正して、利得制御増幅器の利得制御値
を出力する構成とする。

【００１６】又本発明の自動利得制御方法は、図３の本
発明の第３の原理説明図を参照して説明すると、（５）
送信部８と、受信信号を増幅する利得制御増幅器１や復
調器６等を含む受信部とを有し、受信信号レベル検出部
（ＲＳＳＩ）４による受信信号レベル検出信号を用いた
フィードフォワード利得制御回路２による制御値を、フ
ィードバック利得制御回路による制御値によって補正し
た利得制御値により、利得制御増幅器１を制御する自動
利得制御方法に於いて、送信部８から徐々に電力を変更
させたテスト信号を発生し、このテスト信号を受信部に
入力し、フィードフォワード利得制御回路２による制御
値を、フィードバック利得制御回路による制御値によっ
て補正する為の補正式を、テスト信号の受信部への入力
電力と、電力検出部９による利得制御増幅器１の出力電
力又は復調器６の復調出力電力と、加算器１１による出
力電力と希望電力Ｐｄとの誤差分とを基に調整処理部１
０等に於いて求め、この補正式に基づいて通常の受信時
に於ける制御値の補正を行って利得制御増幅器１を制御
する。

【００１７】又（６）受信部に於けるテスト信号の受信
信号レベル検出信号のレベルに応じた複数のブロックに
分けて、各ブロック毎に補正式を求め、正常の受信時
に、受信信号レベル検出信号のレベルに対応したブロッ
ク対応の補正式を用いて、利得制御増幅器１を制御する
利得制御値の補正を行うことができる。

【００１８】又（７）受信部に入力されたテスト信号の
電力変更に従ったフィードフォワード利得制御回路２に
よる制御値を、フィードバック利得制御回路による制御
値によって補正した利得制御値を格納した制御値テーブ
ルを形成し、通常の受信時に於ける利得制御増幅器１の
利得制御値を制御値テーブルから読出すことができる。

【００１９】又（８）受信部に入力されたテスト信号の
電力変更に従ったフィードフォワード利得制御回路２に
よる制御値を、フィードバック利得制御回路による制御
値によって補正した利得制御値を格納した制御値テーブ
ルを形成し、且つフィードバック利得制御回路に於ける
出力電力と希望電力Ｐｄとの誤差分が最小となるよう
に、利得制御値を更新することができる。

【００２０】又（９）送信部からのテスト信号を受信部
に入力し、このテスト信号に従ったフィードフォワード
利得制御回路２による制御値を、フィードバック利得制
御回路による制御値によって補正した利得制御値を制御
値テーブルに格納すると共に、フィードバック利得制御
回路に於ける出力電力と希望電力Ｐｄとの誤差分が最小
となるように、制御値テーブルに格納された利得制御値
を更新し、誤差分が予め定めた閾値以下となった時に、
送信部からのテスト信号の電力を１ステップ変更するこ
とを繰り返して、制御値テーブルを作成することができ
る。

【００２１】

【作用】

（１）受信信号レベル検出信号を用いたフィードフォワ
ード利得制御回路２による制御値によって、利得制御増
幅器１の利得を制御し、フィードバック利得制御回路３
による制御値によって、受信信号レベルの検出特性と利
得制御増幅器１の制御特性との差分を補正する。従っ
て、利得制御増幅器１の利得を受信信号レベルの変化に
高速に追従して制御すると共に、所望の出力電力となる
ように、高精度で制御することができる。

【００２２】（２）制御値テーブルに格納した利得制御
増幅器１の利得制御値を、フィードフォワード利得制御
回路２による制御値と、フィードバック利得制御回路３
による制御値とをアドレスとして読出すもので、フィー
ドフォワード利得制御回路２による制御値を、フィード
バック利得制御回路３による制御値によって補正したこ
とに相当する利得制御値を制御値テーブルから読出すこ
とができる。

【００２３】（３）又フィードフォーワード利得制御回
路２は、受信信号レベル検出信号をスムーサ等によって
平均化する為の移動平均を求めており、自動利得制御装
置を搭載した移動端末機等の移動速度情報を基に、その
移動平均を求める時定数を変化する。例えば、移動速度
が小さい場合は、時定数を大きくして、ノイズ成分等に
よる制御値への影響を除き、又移動速度が大きい場合
は、時定数を小さくして、受信信号レベルの変化に追従
した制御値を得るようにする。

【００２４】（４）送信部と受信部とを有する自動車電
話機や携帯電話機等の移動端末機に於いて、受信部の利
得制御増幅器１を、フィードフォワード利得制御回路２
とフィードバック利得制御回路３とを設けて制御し、且
つフィードフォワード利得制御回路２による制御値を、
フィードバック利得制御回路３による制御値によって補
正するもので、移動端末機が高速移動した場合のフェー
ジングに対しても、高速に追従して自動利得制御を可能
とする。

【００２５】（５）又利得制御増幅器１の利得を制御す
る自動利得制御方法に於いて、利得制御増幅器１を含む
各部の動作を開始させる為の電源投入時等に於いて送信
部８からテスト信号を発生させて受信部に入力し、この
テスト信号電力を変更することによって、受信信号レベ
ル検出信号を用いたフィードフォワード利得制御回路２
の制御値を、フィードバック利得制御回路による制御値
によって補正する補正式を求める。この補正式を求めた
後は、送信部８からのテスト信号の発生を停止し、且つ
送信部８からの信号が受信部へ入力されないように切替
える。そして、通常の受信状態に於いては、補正式に従
って利得制御増幅器１の利得制御値を補正して制御す
る。

【００２６】（６）又受信信号レベル検出特性が非直線
性を有する場合、或いは、利得制御増幅器１の制御特性
が非直線性を有する場合に於いて、受信信号レベルを複
数のブロックに分けて、ほぼ直線性の特性とし、それぞ
れのブロックについて前述の補正式を求める。そして、
通常の受信状態に於いては、受信信号レベル検出信号の
レベル対応のブロックの補正式を用いることにより、高
精度の利得制御が可能となる。

【００２７】（７）又送信部からテスト信号を発生して
受信部に入力し、そのテスト信号の電力を変更して、そ
の電力対応にフィードフォワード利得制御回路２による
制御値を、フィードバック利得制御回路による制御値に
よって補正した利得制御値を制御値テーブルに格納す
る。そして、通常の受信時に、フィードフォワード利得
制御回路２による制御値により、又はフィードバック利
得制御回路による利得値を含めて制御値テーブルをアク
セスし、利得制御増幅器１の利得制御値を読出して制御
する。

【００２８】（８）又制御値テーブルを形成する時に、
利得制御増幅器１の出力電力又は後段の復調器等の出力
電力と希望電力Ｐｄとの誤差分が最小となるように、利
得制御値を更新する。

【００２９】（９）又制御値テーブルを形成する時に、
フィードバック利得制御回路に於ける出力電力と希望電
力Ｐｄとの誤差分が予め定めた閾値以下となった時に、
その時の利得制御値を格納すると共に、送信部からのテ
スト信号の電力を１ステップ変更する。従って、利得制
御増幅器１の利得制御値を、テスト信号の１ステップ毎
に電力に対応して制御値テーブルに格納することができ
る。

【００３０】

【実施例】図４は本発明の第１の実施例の説明図であ
り、前述の図１の本発明の第１の原理説明図に対応した
実施例を示し、１１は利得制御増幅器１に対応する利得
制御増幅器（ＧＣＡ）、１２はフィードフォワード利得
制御回路２に対応するスムーサ、１３はフィードバック
利得制御回路３に対応するフィードバック利得制御回
路、１４は受信信号レベル検出部４に対応する受信信号
レベル検出部（ＲＳＳＩ）、１５は制御部、１６はバン
ドパスフィルタ（ＢＰＦ）、１７，１９はＡＤ変換器
（Ａ／Ｄ）、１８はＤＡ変換器（Ｄ／Ａ）、２０は直交
検波器、２１，２３，２８は乗算器、２２，２５，２
７，２９は加算器、２４，３０は遅延回路（Ｔ）、２６
は電力検出部である。

【００３１】受信信号はバンドパスフィルタ１６を介し
て入力され、利得制御増幅器１１と受信信号レベル検出
部１４とに加えられる。受信信号レベル検出部１４によ
る受信信号レベルの検出信号をＡＤ変換器１７によりデ
ィジタル信号に変換して制御部１５のスムーサ１２に加
える。フィードフォワード利得制御回路に対応するスム
ーサ１２は、移動平均を求める時定数をＮとし、受信信
号レベル検出信号を乗算器２１に於いて１／Ｎとし、又
１サンプリング時間Ｔを遅延回路２４で遅延させた加算
器２２の出力値に、乗算器２３に於いて〔１−（１／
Ｎ）〕を乗算して、加算器２２に於いて加算することに
よって、Ｎの期間内の平均値を求め、フィードフォワー
ド利得制御回路の制御値として加算器２５に加える。こ
の場合、Ｎの値を大きくすると、ノイズ除去効果が大き
くなり、又Ｎの値を小さくすると、受信信号レベルに高
速に追従して制御値を出力することができる。

【００３２】又利得制御増幅器１１により受信信号を増
幅し、ＱＰＳＫのような直交変調信号の場合に於いて直
交検波器２０により直交検波し、ＡＤ変換器１９により
ディジタル信号に変換する。そのディジタル信号を制御
部１５のフィードバック利得制御回路１３の電力検出部
２６に加える。電力検出部２６は、直交検波によって得
られたＩ相とＱ相との直交成分ｒ_I,ｒ_Q を用いて、ｒ_I
² ＋ｒ_Q ² によって電力を求め、希望電力Ｐｄとの差分
を加算器２７により求め、乗算器２８によりステップサ
イズμを乗算し、加算器２９と遅延回路３０とからなる
積分器（ローパスフィルタ）を介して、フィードバック
利得制御回路１３の制御値として加算器２５に加える。

【００３３】加算器２５は、スムーサ１２（フィードフ
ォワード利得制御回路）による制御値を、フィードバッ
ク利得制御回路１３による制御値によって補正するよう
に加算して利得制御値とする。この利得制御値をＤＡ変
換器１８によりアナログ信号に変換し、利得制御増幅器
１１の制御電圧として、利得制御増幅器１１の利得を制
御する。従って、利得制御増幅器１１を、フィードフォ
ワード利得制御回路による制御値によって制御して高速
応答特性とし、且つフィードバック利得制御回路１３に
よる制御値によって、希望電力Ｐｄとの誤差分が零とな
るように補正することができるから、高速レイリーフェ
ージングに於いても、高速応答性をもって、且つ安定に
利得制御が可能となるから、通信品質を向上することが
できる利点がある。

【００３４】図５は本発明の第２の実施例の説明図であ
り、前述の図３の本発明の第３の原理説明図に対応した
実施例を示し、送信部からのテスト信号を入力して、利
得制御増幅器１１の利得制御値の補正式を求める場合を
示し、図４と同一符号は同一部分を示し、３１はベクト
ル化部、３２は補正処理部、３３は更新処理部、３４は
誤差変換部、３５，３６は乗算器である。

【００３５】制御部１５の電力検出部２６は、直交検波
器２０による直交検波出力信号の電力を、前述のよう
に、ｒ_I ² ＋ｒ_Q ² によって求め、加算器２７に於いて
希望電力Ｐｄとの誤差分を求め、誤差変換部３４によ
り、利得制御値の誤差に変換する。この制御誤差とベク
トル化部３１によるベクトルと乗算器３６に於いて乗算
し、乗算器３５に於いてステップサイズμと乗算し、更
新処理部３３によって補正処理部３２に於ける補正式の
係数の更新を行う。

【００３６】受信信号レベル検出部（ＲＳＳＩ）１４に
よる受信信号レベル検出信号を、ｐ _(k) とし、補正式を ｙ_(k) ＝ｃ_{1 (k)} ｐ_(k) ＋ｃ_{0 (k)} …（１） とし、又加算器２７によって得られた誤差を電力誤差ｅ
_p(k)とすると、この電力誤差ｅ_p(k)は、 ｅ_p(k)＝α_(k) β_(k) −α_(k) β_opt(k) …（２） となる。なお、α_(k) はフェージングによる減衰値、β
_(k) は利得制御増幅器による増幅値、β_opt(k)は増幅値
の最適値を示す。

【００３７】又γを利得制御値に対する利得制御増幅器
１１の増幅特性とすると、 ｅ_p(k)＝α_(k) γ〔ｙ_(k) 〕−Ｐｄ …（３） となる。この（３）式を更に変形すると、 ｅ_p(k)＝β^-1 _opt(k)Ｐｄγ〔ｙ_(k) 〕−Ｐｄ ＝γ^-1〔ｙ_opt(k)〕Ｐｄγ〔ｙ_(k) 〕−Ｐｄ …（４） となる。この（４）式の両辺をＰｄで除算して移項する
と、 γ^-1〔ｙ_opt(k)〕γ〔ｙ_(k) 〕−１＝ｅ_p(k)／Ｐｄ …（５） となる。

【００３８】利得制御値に対する利得制御増幅器１１の
増幅特性γは、１０の巾乗関数であるから、 γ〔ｙ_(k) −ｙ_opt(k)〕−１＝ｅ_p(k)／Ｐｄ γ〔ｙ_(k) −ｙ_opt(k)〕＝１＋ｅ_p(k)／Ｐｄ ｙ_(k) −ｙ_opt(k)＝γ^-1〔１＋ｅ_p(k)／Ｐｄ〕 …（６） と表すことができる。

【００３９】この（６）式のγ^-1は対数関数となり、
（６）の右辺は級数展開によって求めることができる。
従って、制御誤差ｅ_y(k)は、 ｅ_y(k)＝ｙ_(k) −ｙ_opt(k) …（７） となる。又ベクトルＣ_(k) ，Ｘ_(k) を Ｃ_(k) ＝〔ｃ_{0 (k)} ，ｃ_{1 (k)} 〕^t …（８） Ｘ_(k) ＝〔１，ｐ_(k) 〕^t …（９） とすると、 Ｃ_(k) ＝Ｃ_(k-1) ＋μｅ_y(k)Ｘ_(k) … (10) として、補正式の係数を逐次的に求めることができる。

【００４０】図６はＲＳＳＩ特性とＧＣＡ特性との説明
図であり、利得制御増幅器（ＧＣＡ）の利得特性を実線
ａ、受信信号レベル検出（ＲＳＳＩ）特性を点線ｂとし
て示すように、それぞれ１次式で表すことができる場合
に於いて、特性の傾きが相違することに対応した制御誤
差が生じるが、補正式を前述の（１）式とし、係数を(1
0)式によって求めることにより、通常の受信時に於い
て、利得制御増幅器１１の利得制御値を、補正式に従っ
て補正し、高速応答性で且つ精度の高い利得制御を行う
ことができる。

【００４１】図７は本発明の第３の実施例の説明図であ
り、図５と同一符号は同一部分を示し、４０はレベル識
別部、４１ａ，４１ｂ，４１ｃはベクトル化部、４２
ａ，４２ｂ，４２ｃは補正処理部、４３ａ，４３ｂ，４
３ｃはレベル識別部４０によって制御される選択部を示
す。ベクトル化部４１ａ，４１ｂ，４１ｃは、図５のベ
クトル化部３１に対応し、又補正処理部４２ａ，４２
ｂ，４２ｃは、図５の補正処理部３２と更新処理部３３
と乗算器３５，３６とを含む構成に対応する。

【００４２】図８のＲＳＳＩ特性とＧＣＡ特性との説明
図に示すように、実線ａのＧＣＡ特性と、点線ｂのＲＳ
ＳＩ特性とが、受信電力Ｐｒが−３０ｄＢｍ〜−７０ｄ
Ｂｍの範囲内とそれ以外の範囲内とに於いてそれぞれ１
次式の関係を有する場合に、受信電力Ｐｒを３ブロック
に分けて利得制御値を補正することができる。

【００４３】即ち、レベル識別部４０により受信信号レ
ベル検出信号の大きさを識別して、選択部４３ａ，４３
ｂ，４３ｃを制御するものであり、レベル識別部４０に
より受信信号レベル検出信号が０〜１．７の範囲（Ａ）
と、１．７〜４．３の範囲（Ｂ）と、４．３〜６の範囲
（Ｃ）との何れのブロックに属するかを識別し、範囲
（Ａ）に於いては、ベクトル化部４１ａと補正処理部４
２ａを選択して補正式を求め、範囲（Ｂ）に於いては、
ベクトル化部４１ｂと補正処理部４２ｂとを選択して補
正式を求め、範囲（Ｃ）に於いては、ベクトル化部４１
ｃと補正処理部４２ｃとを選択して補正式を求めること
になる。

【００４４】なお、２次式による補正式を用いることも
可能であるが、１次式による補正式を用いた場合は、処
理が簡単となると共に高速化できることなる。従って、
前述のように、１次式で特性を表すことができない時
は、１次式で表される範囲をブロックとして分割処理す
ることができる。又前述のように、ブロック対応の補正
式を求めた後、通常の受信状態に於いても、レベル識別
部４０によって受信信号レベル検出信号のレベルを識別
し、そのレベルに対応したブロックの補正式によって利
得制御増幅器１１の利得制御値を補正するすることがで
きる。

【００４５】図９は本発明の第４の実施例の説明図であ
り、図４と同一符号は同一部分を示し、４５は制御値テ
ーブル、４６は加算器、１３ａはフィードバック利得制
御回路（ＦＢ）を示す。図４に於いては、電力検出部２
６と加算器２７とを含めてフィードバック利得制御回路
１３として示している。又フィードフォワード利得制御
回路１２は、スムーサによって構成することができる。

【００４６】制御値テーブル４５は、利得制御増幅器１
１の利得制御値を格納しているものであり、受信信号レ
ベル検出部（ＲＳＳＩ）１４による受信信号レベル検出
信号を用いたフィードフォワード利得制御回路（ＦＦ）
１２の制御値と、フィードバック利得制御回路（ＦＢ）
１３ａによる制御値とを加算器４６により加算して、制
御値テーブル４５のアドレスとし、利得制御値を読出す
ものである。従って、フィードフォワード利得制御回路
１２による制御値を、フィードバック利得制御回路１３
ａによる制御値によって補正した利得制御値を読出すよ
うに構成し、補正式によって補正処理する場合よりも更
に高速に利得制御値を得ることができるから、高速応答
性を容易に実現できる。

【００４７】図１０は本発明の第５の実施例の説明図で
あり、図４と同一符号は同一部分を示し、４５は制御値
テーブル、４７は遅延回路（Ｔ）である。この実施例
は、制御値テーブル４５を作成する方法の一例を示すも
のであり、図示を省略した送信部から徐々に電力を変更
するテスト信号を入力し、受信信号レベル検出部（ＲＳ
ＳＩ）１４により検出した受信信号レベル検出信号をＡ
Ｄ変換器（Ａ／Ｄ）１７によってディジタル信号に変換
して制御部１５に入力する。又その時のテスト信号が利
得制御増幅器（ＧＣＡ）１１に入力されて増幅され、直
交検波器２０により直交検波し、ＡＤ変換器（Ａ／Ｄ）
１９によりディジタル信号に変換して制御部１５に入力
する。

【００４８】制御部１５では、電力検出部２６により直
交検波出力信号の電力を求め、希望電力Ｐｄとの差分を
加算器２７に於いて求め、乗算器２８によりステップサ
イズμを乗算し、加算器２９と遅延回路（Ｔ）３０とか
らなる積分器（ローパスフィルタ）を介して、フィード
バック利得制御回路による制御値として出力し、制御値
テーブル４５とＤＡ変換器（Ｄ／Ａ）１８とに加え、Ｄ
Ａ変換器１８によって変換されたアナログ信号を利得制
御増幅器１１の制御電圧として利得を制御し、加算器２
７の出力、即ち、誤差電力が零となるようにフィードバ
ック制御することになる。

【００４９】又受信信号レベル検出信号を遅延回路
（Ｔ）４７を介して制御値テーブル４５のアドレスと
し、１サンプリング時間前のフィードバック利得制御回
路による制御値を書込む。この場合、制御値テーブル４
５への書込動作が終了するまで、テスト信号のレベルを
固定することにより、フィードフォワード利得制御回路
としてのスムーサを介することなく、制御値テーブル４
５のアドレスとすることができる。制御値テーブル４５
への書込動作終了後毎にテスト信号の電力を変更するこ
とによって、制御値テーブル４５のテスト信号電力対応
のアドレスに、それぞれフィードバック利得制御回路に
よる制御値を書込むことができる。

【００５０】前述の方法によって形成した制御値テーブ
ル４５は、通常の受信時に、スムーサ等を含むフィード
フォワード利得制御回路による制御値をアドレスとして
アクセスすることにより、受信信号レベルに対応したフ
ィードバック利得制御回路による制御値を読出すことが
でき、フィードフォワード利得制御回路による制御値
を、制御値テーブル４５から読出した制御値によって補
正することができる。

【００５１】図１１は本発明の第６の実施例の説明図で
あり、図１０と同一符号は同一部分を示し、４８，５０
は遅延回路（Ｔ）、４９は加算器である。この実施例
は、制御値テーブル４５に、受信信号レベル検出信号対
応に利得制御値を予め格納し、図示を省略した送信部か
らテスト信号を発生して受信部に入力し、中間周波信号
として、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１６を介して利
得制御増幅器（ＧＣＡ）１１と受信信号レベル検出部
（ＲＳＳＩ）１４とに入力し、利得制御増幅器１１の増
幅出力信号を直交検波器２０により直交検波し、ＡＤ変
換器（Ａ／Ｄ）１９によりディジタル信号に変換する。

【００５２】又受信信号レベル検出部１４によりテスト
信号のレベルを検出してＡＤ変換器（Ａ／Ｄ）１７によ
りディジタル信号に変換し、制御値テーブル４５のアド
レス信号として加えて利得制御値を読出し、ＤＡ変換器
（Ｄ／Ａ）１８によりアナログ信号に変換して利得制御
増幅器１１の制御電圧として、利得を制御する。

【００５３】又直交検波出力信号をＡＤ変換器１９によ
りディジタル信号に変換して、制御部１５の電力検出部
２６により電力を求め、希望電力Ｐｄとの差分を加算器
２７により求め、乗算器２８に於いてステップサイズμ
を乗算し、加算器４９によりフィードバック利得制御回
路による制御値と、利得制御増幅器１１に加えている１
サンプリング時間前の利得制御値とを加算して修正され
た制御値とし、又ＡＤ変換器１７によりディジタル信号
に変換され、遅延回路（Ｔ）５０により１サンプリング
時間遅延されたアドレス信号を制御値テーブル４５に加
えて、修正された制御値を書込むものである。

【００５４】即ち、最初に制御値テーブル４５に受信信
号レベル検出信号対応に書込まれた利得制御値を、テス
ト信号のレベルを変更する毎に、順次修正するもので、
例えば、或る受信信号レベルに於いて誤差分が零であれ
ば、その時の利得制御値はそのまま制御値テーブル４５
に書込まれ、又誤差分が負極性の値の場合は、予め格納
された利得制御値は、その誤差分に相当する制御値を減
算して修正した値が制御値テーブル４５に書込まれるこ
とになる。そして、テスト信号のレベルを手動或いは自
動的に所定範囲内で変更することにより、最終的には、
所望の利得制御値を格納した制御値テーブル４５を形成
することができる。

【００５５】図１２は本発明の第７の実施例の説明図で
あり、図１１と同一符号は同一部分を示し、５１は修正
処理部、５２は誤差電力算出部、５３は判定部、５４は
加算器、５５は送信部、５６はテスト信号発生部を示
す。送信部５５のテスト信号発生部５６は、電源投入時
等に起動されて、受信部に於いて処理できる周波数のテ
スト信号を発生して、受信部に入力するもので、例え
ば、送信部５５から受信部へは、無線周波数信号段で折
返すように入力するか又は中間周波信号段で折返すよう
に入力することができる。

【００５６】又この実施例に於けるテスト信号発生部５
６は、判定部５３からの制御信号によってテスト信号レ
ベルを変更する構成を備えるものであり、通常の送信動
作を行う場合の送信部５５の送信機能を利用して、制御
値テーブル４５を形成する時に於いてのみ、テスト信号
を発生する構成に切替える回路構成とすることができ
る。又制御値テーブル４５と修正処理部５１とは、図１
１に於ける制御値テーブル４５と遅延回路４８，５０と
加算器４９と乗算器２８とを含む構成に相当するもので
ある。

【００５７】前述のように、電源投入等によって送信部
５５のテスト信号発生部５６が起動されると、概略構成
として示すように、送信部５５から受信部にテスト信号
が入力されて、受信信号レベル検出部１４によって受信
信号レベルが検出され、ＡＤ変換器１７によりディジタ
ル信号に変換されて、制御値テーブル４５のアドレス信
号となる。そして、修正処理部５１により、制御値テー
ブル４５に格納した利得制御値を、図１１の実施例につ
いて説明した手順を繰り返して修正する。

【００５８】又加算器２７により電力検出部２６により
求めた電力と希望電力Ｐｄとの差分を、修正処理部５１
に加えると共に、誤差電力算出部５２に加え、誤差電力
算出部５２に於いて誤差電力を求めて、加算器５４によ
り閾値Ｐｔとの差分を求め、判定部５３に於いて誤差電
力が閾値Ｐｔ以下となったか否かを判定し、以下となっ
た場合に、送信部５５のテスト信号発生部５６にテスト
信号のレベルを１ステップ変更する制御信号を加える。
それによって、テスト信号発生部５６はテスト信号レベ
ルを１ステップ変更し、前述の動作が繰り返されて、制
御値テーブル４５の修正処理が行われる。

【００５９】この実施例に於いては、誤差電力が閾値Ｐ
ｔ以下になるように、制御値テーブル４５に格納する利
得制御値を修正し、テスト信号レベルを変更するから、
制御値テーブル４５には誤差が極めて小さくなる利得制
御値が格納される。従って、通常の受信状態に於ける利
得制御増幅器１１の利得制御を高速に、且つ高精度に行
うことができる。

【００６０】図１３は本発明の第８の実施例の説明図で
あり、図２の本発明の第２の原理説明図に対応した実施
例を示し、図４と同一符号は同一部分を示す。同図に於
いて、６０はスムーサ１２の時定数Ｎを設定する時定数
設定部である。スムーサ（フィードフォワード利得制御
回路）１２とフィードバック利得制御回路１３とを含む
制御部１５から利得制御増幅器１１を制御する構成及び
作用は、図４に示す場合と同様であり、重複した説明は
省略する。又時定数設定部６０は、移動速度情報ｖに対
応してスムーサ１２の時定数Ｎを設定して、乗算器２１
には（１／Ｎ）、乗算器２３には〔１−（１／Ｎ）〕を
それぞれ加えるものである。そして、移動速度が大きい
場合に時定数Ｎを小さくし、反対に移動速度が小さい場
合に時定数Ｎを大きく設定する機能を備えている。

【００６１】即ち、移動速度が大きいと、フェージング
周期が短くなるから、高速応答性が必要となり、時定数
Ｎを小さくして、フィードフォワード利得制御回路によ
る制御値を、受信信号レベルに追従させ、移動速度が小
さいと、フェージング周期が長くなるから、受信信号レ
ベルに対して高速応答するよりも、ノイズ成分を除去で
きるように時定数Ｎを大きくする。従って、フェージン
グに対する追従性とノイズ除去との最適値を得ることが
できる利点がある。

【００６２】移動速度情報ｖは、自動車電話機に適用し
た場合には、車速検出情報を利用することができる。或
いは、ドプラー周波数の検出、ゾーン切替周期の検出等
の各種の移動速度の検出構成を適用できるものである。
又利得制御増幅器１１の利得制御値を格納した制御値テ
ーブルを制御部１５に設け、受信信号レベル検出信号と
移動速度情報ｖとを基にしたアドレス信号によって、制
御値テーブルから利得制御値を読出す構成とすることも
可能である。

【００６３】図１４は本発明の実施例による制御特性説
明図であり、フィードバック利得制御方式とフィードフ
ォワード利得制御方式とを組合せて、フィードフォワー
ド利得制御回路１２による制御値を、フィードバック利
得制御回路１３による制御値によって補正する本発明の
第１の実施例に於ける直交検波出力信号の信号点の分布
を示し、図１８の従来例のフィードバック利得制御方式
及び図１９の従来例のフィードフォワード利得制御方式
による制御特性と同一の条件で求めたものであり、それ
らの特性と本発明の実施例の特性とを比較すると明らか
なように、本発明の実施例によれば、信号点の分布が狭
くなり、高速フェージングによる利得制御の高速応答性
が改善されていることが判る。

【００６４】図１５は本発明の実施例の制御特性説明図
であり、本発明の第４〜第７の実施例の制御値テーブル
４５を用いた場合に於ける直交検波出力信号の信号点の
分布を示し、図１８及び図１９の制御特性説明図の場合
と同一の条件で求めたものであり、制御値テーブル４５
を用いることにより、図１４に示す場合より更に高速フ
ェージングによる利得制御の応答性を改善できることが
判る。

【００６５】図１６は本発明の第９の実施例の説明図で
あり、移動端末機の要部を示す。同図に於いて、７１は
送信部、７２は受信部、７３は送受制御部、７４は共用
器、７５はアンテナ、７６はベースバンド部、７７は送
話器、７８は受話器、７９は液晶パネル等による表示
器、８０は各種のファンクションキー等を含むダイヤル
キー、８１は利得制御増幅器、８２はフィードフォワー
ド利得制御回路、８３はフィードバック利得制御回路、
８４は制御部である。

【００６６】受信部７２は、フィードフォワード利得制
御回路８２による制御値を、フィードバック利得制御回
路８３による制御値によって補正した利得制御値によ
り、利得制御増幅器８１を制御する構成を含み、フェー
ジングによって急激に変動する受信信号レベルに対して
も通従して利得制御増幅器８１の利得を制御できるもの
である。従って、移動端末機が高速移動する場合に於け
る高速フェージングに対しても、利得制御の高速応答性
によって安定な受信信号として処理することができる。
この場合の利得制御増幅器８１及び制御部８４は、前述
の各実施例を適用できるものである。

【００６７】又送信部７１からテスト信号を発生して受
信部７２に入力する経路は、例えば、共用器７４を制御
して送信部７１から受信部７２にテスト信号を入力する
ように切替えることも可能であり、又送信部７１の中間
周波信号段から、受信部７２の中間周波信号段へ送信制
御部７３の制御等によってテスト信号を切替えて入力す
る構成とすることも可能である。

【００６８】本発明は、前述の実施例のみに限定される
ものではなく、種々付加変更することかできるものであ
り、利得制御増幅器１１は、中間周波信号を増幅する場
合について示しているが、他の周波数段階の信号を増幅
する場合にも適用可能であり、又変調方式は、直交変調
のみでなく、各種の変調方式を適用できることは勿論で
ある。又演算機能や判定機能等は、マイクロプロセッサ
の演算処理機能を利用して容易に実現することも可能で
ある。即ち、フィードフォワード利得制御回路１２やフ
ィードバック利得制御回路１３の演算処理部分の機能を
マイクロプロセッサによって実現することができる。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、利得制
御増幅器１を、受信信号レベル検出信号を用いたフィー
ドフォワード利得制御回路２による制御値を、フィード
バック利得制御回路３による制御値によって補正した利
得制御値によって制御するものであり、フィードフォワ
ード利得制御回路２による制御値によって高速レイリー
フェージングに対して追従して利得を制御し、且つフィ
ードバック利得制御回路３による制御値によって補正す
ることにより、高精度の利得制御が可能となり、安定な
受信処理が可能となる利点がある。

【００７０】又利得制御値を格納した制御値テーブルを
設けることによって、利得制御の追従性を更に向上する
ことができる利点がある。又移動速度情報に従ってフィ
ードフォワード利得制御回路２に於ける受信信号レベル
検出信号の移動平均を求める時定数を変化させて、フェ
ージングに対する追従性とノイズ除去特性との最適値に
制御することができる利点がある。又自動車電話機や携
帯電話機等の移動端末機に適用し、高速移動を行う場合
の高速レイリーフェージングに対しても安定な受信が可
能となる利点がある。

【００７１】又送信部からのテスト信号を用いて、フィ
ードフォワード利得制御回路２による制御値を補正する
補正式を求めることにより、受信信号レベル検出特性と
利得制御増幅器１の特性とのずれを補正して、利得制御
増幅器１の利得を制御することができる。又制御値テー
ブルを用いた場合に、テスト信号を基に誤差電力が最小
となるような利得制御値を、テスト信号のレベル対応に
制御値テーブルに格納し、通常の受信状態に於いては、
その制御値テーブルを用いて利得制御増幅器１の利得制
御を行うことによって、高速応答性が得られると共に、
高精度の利得制御が可能となる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の原理説明図である。

【図２】本発明の第２の原理説明図である。

【図３】本発明の第３の原理説明図である。

【図４】本発明の第１の実施例の説明図である。

【図５】本発明の第２の実施例の説明図である。

【図６】ＲＳＳＩ特性とＧＣＡ特性との説明図である。

【図７】本発明の第３の実施例の説明図である。

【図８】ＲＳＳＩ特性とＧＣＡ特性との説明図である。

【図９】本発明の第４の実施例の説明図である。

【図１０】本発明の第５の実施例の説明図である。

【図１１】本発明の第６の実施例の説明図である。

【図１２】本発明の第７の実施例の説明図である。

【図１３】本発明の第８の実施例の説明図である。

【図１４】本発明の実施例による制御特性説明図であ
る。

【図１５】本発明の実施例による制御特性説明図であ
る。

【図１６】本発明の第９の実施例の説明図である。

【図１７】従来例の説明図である。

【図１８】従来例のフィードバック利得制御方式による
制御特性説明図である。

【図１９】従来例のフィードフォワード利得制御方式に
よる制御特性説明図である。

【図２０】ＲＳＳＩ特性とＧＣＡ特性との説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 利得制御増幅器 ２ フィードフォワード利得制御回路（ＦＦ） ３ フィードバック利得制御回路（ＦＢ） ４ 受信信号レベル検出部（ＲＳＳＩ） ５ 加算器 ６ 復調器

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受信信号を増幅する利得制御増幅器と、 受信信号レベル検出信号に従って前記利得制御増幅器の
   利得を制御するフィードフォワード利得制御回路と、 前記利得制御増幅器の増幅出力信号又は後段の出力信号
   を検出して前記利得制御増幅器の利得を制御するフィー
   ドバック利得制御回路とを備え、 前記フィードフォワード利得制御回路による制御値を、
   前記フィードバック利得制御回路による制御値によって
   補正して、前記利得制御増幅器の利得を制御する構成と
   したことを特徴とする自動利得制御装置。
2. 【請求項２】 前記フィードフォワード利得制御回路及
   び前記フィードバック利得制御回路からの制御値を基
   に、前記利得制御増幅器の利得制御値を読出す制御値テ
   ーブルを設けたことを特徴とする請求項１記載の自動利
   得制御装置。
3. 【請求項３】 前記フィードフォワード利得制御回路
   は、前記受信信号レベル検出信号の移動平均の時定数
   を、移動速度情報に従って変化させる構成を備えたこと
   を特徴とする請求項１記載の自動利得制御装置。
4. 【請求項４】 送信部と、受信信号を増幅する利得制御
   増幅器を含む受信部とを有する移動端末機に於いて、 前記受信信号のレベル検出信号に従って前記利得制御増
   幅器の利得を制御するフィードフォワード利得制御回路
   と、前記利得制御増幅器の増幅出力信号又は後段の出力
   信号を検出して前記利得制御増幅器の利得を制御するフ
   ィードバック利得制御回路とを含む制御部を備え、 該制御部は、前記フィードフォワード利得制御回路によ
   る制御値を、前記フィードバック利得制御回路による制
   御値によって補正して、前記利得制御増幅器の利得制御
   値を出力する構成としたことを特徴とする移動端末機。
5. 【請求項５】 送信部と、受信信号を増幅する利得制御
   増幅器を含む受信部とを有し、受信信号レベル検出信号
   を用いたフィードフォワード利得制御回路による制御値
   を、フィードバック利得制御回路による制御値によって
   補正した利得制御値により前記利得制御増幅器を制御す
   る自動利得制御方法に於いて、 前記送信部から徐々に電力を変更させたテスト信号を発
   生し、該テスト信号を前記受信部に入力し、前記フィー
   ドフォワード利得制御回路による制御値を、前記フィー
   ドバック利得制御回路による制御値によって補正する為
   の補正式を、前記テスト信号の前記受信部への入力電力
   と、前記利得制御増幅器の出力電力と、該出力電力と希
   望電力との誤差分とを基に求め、該補正式に基づいて正
   常の受信時に於ける制御値の補正を行って前記利得制御
   増幅器を制御することを特徴とする自動利得制御方法。
6. 【請求項６】 前記受信部に於ける前記テスト信号の受
   信信号レベル検出信号のレベルに応じた複数のブロック
   に分けて、各ブロック毎に前記補正式を求め、正常の受
   信時に、前記受信信号レベル検出信号のレベルに応じた
   ブロック対応の補正式を用いて、前記利得制御増幅器を
   制御する利得制御値の補正を行うことを特徴とする請求
   項５記載の自動利得制御方法。
7. 【請求項７】 前記受信部に入力された前記テスト信号
   の電力変更に従った前記フィードフォワード利得制御回
   路による制御値を、前記フィードバック利得制御回路に
   よる制御値によって補正した利得制御値を格納した制御
   値テーブルを形成し、正常の受信時に於いて前記フィー
   ドフォワード利得制御回路による制御値を基に前記制御
   値テーブルから読出した利得制御値によって前記利得制
   御増幅器の利得を制御することを特徴とする請求項５記
   載の自動利得制御方法。
8. 【請求項８】 前記受信部に入力された前記テスト信号
   の電力変更に従った前記フィードフォワード利得制御回
   路による制御値を、前記フィードバック利得制御回路に
   よる制御値によって補正した利得制御値を格納した制御
   値テーブルを形成し、且つ前記フィードバック利得制御
   回路に於ける出力電力と希望電力との誤差分が最小とな
   るように、前記制御値テーブルに格納された前記利得制
   御値を更新することを特徴とする請求項７記載の自動利
   得制御方法。
9. 【請求項９】 前記送信部からテスト信号を前記受信部
   に入力し、該テスト信号に従った前記フィードフォワー
   ド利得制御回路による制御値を、前記フィードバック利
   得制御回路による制御値によって補正した利得制御値を
   前記制御値テーブルに格納すると共に、前記フィードバ
   ック利得制御回路に於ける出力電力と希望電力との誤差
   分が最小となるように、前記利得制御値を更新し、前記
   誤差分が予め設定した閾値以下となった時に、前記送信
   部からのテスト信号の電力を１ステップ変更することを
   繰り返して、前記制御値テーブルを作成することを特徴
   とする請求項７又は請求項８記載の自動利得制御方法。