JP2005244323A - 自動利得制御増幅方法および装置ならびにそれを利用した受信装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 伝送路特性の影響を反映させるように増幅器の利得を制御する。
【解決手段】 増幅部60は、ゲイン係数216にもとづいて入力信号200を増幅し、増幅した結果を増幅信号208として出力する。AD変換部58は、増幅信号208をAD変換し、AD変換した結果をディジタル信号202として出力する。目標値導出部64は、遅延プロファイルデータ212を入力し、遅延プロファイルデータ212にもとづいて目標値を導出し、当該導出した目標値を目標値214として利得導出部62に出力する。利得導出部62は、ディジタル信号202の強度と目標値214との差異に応じてゲイン係数216を導出し、ゲイン係数216を増幅部60に帰還させる。
【選択図】 図3
【解決手段】 増幅部60は、ゲイン係数216にもとづいて入力信号200を増幅し、増幅した結果を増幅信号208として出力する。AD変換部58は、増幅信号208をAD変換し、AD変換した結果をディジタル信号202として出力する。目標値導出部64は、遅延プロファイルデータ212を入力し、遅延プロファイルデータ212にもとづいて目標値を導出し、当該導出した目標値を目標値214として利得導出部62に出力する。利得導出部62は、ディジタル信号202の強度と目標値214との差異に応じてゲイン係数216を導出し、ゲイン係数216を増幅部60に帰還させる。
【選択図】 図3
Description
本発明は、自動利得制御増幅技術に関し、特に無線伝搬路を介して受信した信号を増幅するための自動利得制御増幅方法および装置ならびにそれを利用した受信装置に関する。
無線通信システム、特にディジタル無線通信システムにおいて、受信装置は、一般的に無線伝搬路を介して受信した信号をアナログ−ディジタル変換(以下、「AD変換」という)し、変換されたディジタル信号に対して復調処理を行う。しかしながら、受信した信号の強度は、送信装置と受信装置の距離に応じて変化するので、例えば、信号の強度が非常に小さくなったり大きくなった場合、すなわちAD変換のダイナミックレンジを超えた場合には、AD変換によって変換されるディジタル信号の精度が低下してしまう。AD変換によって精度の高いディジタル信号に変換するために、受信装置は、AD変換されるべきアナログ信号の振幅を制御するAGC(Auto Gain Controller)を備える。このようなAGCの一般的な動作は、以下の通りである。増幅器で増幅され、かつAD変換されたディジタル信号に対して、一定区間の受信電力が測定される。測定された受信電力値は、AD変換の精度が高くなる場合の電力値として規定された目標値と比較され、その誤差が小さくなるように増幅器のゲイン係数が決定される。決定されたゲイン係数は、増幅器に帰還される(例えば、特許文献1参照。)。
特開2003−124909号公報
無線伝搬路を介して受信した信号の伝送品質は、受信電力の影響を受けるが、無線伝搬路でのマルチパスフェージングの影響も受ける。ここで、マルチパスフェージングとは、送信装置から送信された信号が、様々な無線伝搬路によってそれぞれ遅延し、それらが合成して受信されることによって生じる信号の振幅や位相の変動である。受信電力の影響を小さくし、受信電力が小さい場合であってもある程度の伝送品質で信号を復調するためのひとつの手段として、前述のAGCが使用されている。また、マルチパスフェージングの影響を小さくするためのひとつの手段として、等化器が使用されている。等化器は、一般的にAD変換されたディジタル信号にもとづいて処理を行うので、処理の精度を高めるためには精度の高いディジタル信号を処理対象とする方が望ましい。すなわち、AGCの制御が等化器の処理精度に影響を及ぼす。一方、AGCの目標値は信号の電力を考慮して設定されているので、例えば、同一の受信電力であれば、マルチパスフェージングの状況に関係なく、所定のゲイン係数になるように調整される。
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、マルチパスフェージングに応じて目標値を調整しつつ、マルチパスフェージングに応じた利得で受信した信号を増幅する自動利得制御増幅方法および装置ならびにそれを利用した受信装置を提供することにある。
本発明のある態様は、自動利得制御増幅装置である。この装置は、信号を入力する入力部と、入力した信号を所定の利得にもとづいて増幅する増幅部と、増幅した信号の強度と所定の目標値との差異に応じて利得を導出し、当該導出した利得を増幅部に帰還させる利得導出部と、入力した信号の遅延プロファイルを推定する遅延プロファイル推定部と、推定した遅延プロファイルにもとづいて目標値を導出し、当該導出した目標値を利得導出部に帰還させる目標値導出部とを備える。
以上の装置により、増幅部の利得を導出する際の基準となる目標値が、推定した遅延プロファイルにもとづいて導出されるので、増幅部は、遅延プロファイルの変動に応じて利得を変動させて、信号を増幅できる。
本発明の別の態様も、自動利得制御増幅装置である。この装置は、信号を入力する入力部と、入力した信号を所定の利得にもとづいて増幅する増幅部と、増幅した信号の強度と所定の目標値との差異に応じて利得を導出し、当該導出した利得を増幅部に帰還させる利得導出部と、入力した信号の遅延スプレッドを推定する遅延スプレッド推定部と、推定した遅延スプレッドにもとづいて目標値を導出し、当該導出した目標値を利得導出部に帰還させる目標値導出部とを備える。
以上の装置により、増幅部の利得を導出する際の基準となる目標値が、推定した遅延スプレッドにもとづいて導出されるので、増幅部は、遅延スプレッドの変動に応じて利得を変動させて、信号を増幅できる。
本発明のさらに別の態様は、受信装置である。この装置は、信号を受信する受信部と、受信した信号を所定の利得にもとづいて増幅する増幅部と、増幅した信号を処理する処理部と、増幅した信号の強度と所定の目標値との差異に応じて利得を導出し、当該導出した利得を増幅部に帰還させる利得導出部と、受信した信号の遅延プロファイルを推定する遅延プロファイル推定部と、推定した遅延プロファイルにもとづいて目標値を導出し、当該導出した目標値を利得導出部に帰還させる目標値導出部とを備える。
目標値導出部は、推定した遅延プロファイルを予め規定した複数のカテゴリのうちのいずれかに対応付ける分類部と、複数のカテゴリにそれぞれ対応した複数の目標値を記憶する記憶部と、対応付けた複数のカテゴリのいずれかに応じた目標値を記憶部から選択する選択部とを備えてもよい。
遅延プロファイル推定部は、離散的な間隔で規定された複数の遅延時間のそれぞれに対応するように、複数の信号強度をそれぞれ導出し、分類部は、導出した複数の信号強度のうちで最大の信号強度に対応した遅延時間の値を選択する第1選択部と、導出した複数の信号強度のうちで所定の信号強度に対応した遅延時間の値を選択する第2選択部と、離散的な間隔で規定された複数の遅延時間を遅延時間の値の順に配列し、最大の信号強度に対応した遅延時間の値を基準にして、当該基準にした遅延時間の値からの番号を複数の遅延時間の値にそれぞれ付与した場合に、所定の信号強度に対応した遅延時間の値が奇数番目の番号あるいは偶数番目の番号であるかに応じて、奇数番目の番号に対応したカテゴリあるいは偶数番目の番号に対応したカテゴリのいずれかを選択する第3選択部とを備えてもよい。
遅延プロファイル推定部は、離散的な間隔で規定された複数の遅延時間のそれぞれに対応するように、複数の信号強度をそれぞれ導出し、分類部は、導出した複数の信号強度のうちで最大の信号強度に対応した遅延時間の値を選択する第1選択部と、導出した複数の信号強度のうちで複数の信号強度に対応した複数の遅延時間の値をそれぞれ選択する第2選択部と、離散的な間隔で規定された複数の遅延時間を遅延時間の値の順に配列し、最大の信号強度に対応した遅延時間の値を基準にして、当該基準にした遅延時間の値からの番号を複数の遅延時間の値にそれぞれ付与した場合に、奇数番目の番号あるいは偶数番目の番号のうち複数の信号強度に対応した複数の遅延時間の値が多く該当する方に応じて、奇数番目の番号に対応したカテゴリあるいは偶数番目の番号に対応したカテゴリのいずれかを選択する第3選択部とを備えてもよい。
遅延プロファイル推定部は、離散的な間隔で規定された複数の遅延時間のそれぞれに対応するように、複数の信号強度をそれぞれ導出し、分類部は、導出した複数の信号強度のうちで最大の信号強度に対応した遅延時間の値を選択する第1選択部と、導出した複数の信号強度のうちで複数の信号強度に対応した複数の遅延時間の値をそれぞれ選択する第2選択部と、離散的な間隔で規定された複数の遅延時間を遅延時間の値の順に配列し、最大の信号強度に対応した遅延時間の値を基準にして、当該基準にした遅延時間の値からの番号を複数の遅延時間の値にそれぞれ付与した場合に、複数の信号強度に対応した複数の遅延時間の値がすべて偶数番目の番号である場合に、偶数番目の番号に対応したカテゴリを選択し、それ以外の場合に、奇数番目の番号に対応したカテゴリを選択する第3選択部とを備えてもよい。
記憶部は、偶数番目の番号に対応したカテゴリのための第1の目標値と、奇数番目の番号に対応し、かつ第1の目標値よりも大きい第2の目標値を記憶してもよい。
本発明のさらに別の態様も、受信装置である。この装置は、信号を受信する受信部と、受信した信号を所定の利得にもとづいて増幅する増幅部と、増幅した信号を処理する処理部と、増幅した信号の強度と所定の目標値との差異に応じて利得を導出し、当該導出した利得を増幅部に帰還させる利得導出部と、受信した信号の遅延スプレッドを推定する遅延スプレッド推定部と、推定した遅延スプレッドにもとづいて目標値を導出し、当該導出した目標値を利得導出部に帰還させる目標値導出部とを備える。
本発明のさらに別の態様は、自動利得制御増幅方法である。この方法は、伝送路を介して受信した信号を増幅するための増幅器の利得が、増幅器で増幅した信号と所定の目標値の差異に応じて設定されており、さらに受信した信号の伝送路特性を推定し、推定した伝送路特性にもとづいて増幅器の利得を設定するための目標値が導出され、当該導出された目標値が増幅器の利得に反映される。
「伝送路特性」は、例えば、遅延プロファイルや遅延スプレッドなどを含み、伝送路の特性を表すものであればよい。
「伝送路特性」は、例えば、遅延プロファイルや遅延スプレッドなどを含み、伝送路の特性を表すものであればよい。
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
本発明によれば、マルチパスフェージングに応じて目標値を調整しつつ、マルチパスフェージングに応じた利得で受信した信号を増幅できる。
(実施例1)
本発明を具体的に説明する前に、概要を述べる。本発明の実施例1は、IEEE802.11b規格の無線LANの受信装置に関する。受信装置は、受信した無線周波数帯域のバースト信号をベースバンドに周波数変換し、周波数変換した信号の振幅をAGCで調整する。AGCで振幅が調整された信号は、AD変換されてから等化器で等化処理され、さらに逆拡散処理、復調処理がなされる。本実施例に係る受信装置は、受信したバースト信号の先頭部分において、無線伝搬路の遅延スプレッドを推定する。さらに、推定した遅延スプレッドのうちで最大の信号強度に対応した遅延時間(以下、「第1遅延時間」という)と、次に大きい信号強度に対応した遅延時間(以下、「第2遅延時間」という」を検出する。
本発明を具体的に説明する前に、概要を述べる。本発明の実施例1は、IEEE802.11b規格の無線LANの受信装置に関する。受信装置は、受信した無線周波数帯域のバースト信号をベースバンドに周波数変換し、周波数変換した信号の振幅をAGCで調整する。AGCで振幅が調整された信号は、AD変換されてから等化器で等化処理され、さらに逆拡散処理、復調処理がなされる。本実施例に係る受信装置は、受信したバースト信号の先頭部分において、無線伝搬路の遅延スプレッドを推定する。さらに、推定した遅延スプレッドのうちで最大の信号強度に対応した遅延時間(以下、「第1遅延時間」という)と、次に大きい信号強度に対応した遅延時間(以下、「第2遅延時間」という」を検出する。
ここで、遅延スプレッドを推定する際の遅延時間は、離散的に設定されており、第1遅延時間と第2遅延時間の間に設定された離散的な遅延時間の数、例えば、「4」、「5」などを特定する(以下、このように特定された離散的な遅延時間の数を「遅延ポイント数」という)。第1遅延時間と第2遅延時間の間の遅延ポイント数は、「奇数」あるいは「偶数」に分類される。「奇数」のカテゴリと「偶数」のカテゴリにそれぞれ対応した目標値が予め記憶されており、分類の結果に応じて目標値を選択し、当該選択した目標値はAGCの目標値として設定される。本実施例に係る受信装置は、前述のごとく設定された目標値、すなわち伝搬路の遅延スプレッドを反映した目標値にもとづいて、AGCを動作させる。
本実施例の前提として、IEEE802.11b規格におけるCCK変調の概略を説明する。CCK変調は、8ビットをひとつの単位(以下、この単位を「CCK変調単位」とする)とし、この8ビットを上位からd1、d2、・・・d8と名づける。CCK単位のうち、下位6ビットは、[d3,d4]、[d5,d6]、[d7,d8]単位でそれぞれQPSK(Quadrature Phase Shift Keying)の信号点配置にマッピングされる。また、マッピングした位相をそれぞれ(φ2、φ3、φ4)とする。さらに、位相φ2、φ3、φ4から8種類の拡散符号P1からP8を以下の通り生成する。
なお、IEEE802.11b規格ではCCK変調の他に、DBPSKやDQPSKの位相変調した信号が既知の拡散符号であるバーカー符号によって拡散されて送信される。以下、本実施例で示される受信信号は、原則としてチップ信号の形態であるものとする。
図1は、実施例1に係る受信装置100の構成を示す。受信装置100は、アンテナ10、RF部12、AGC14、等化器18、復調部16、遅延プロファイル推定部26、制御部28を含む。また信号として、入力信号200、ディジタル信号202、等化器出力信号204、遅延プロファイルデータ212を含む。
アンテナ10は、図示しない送信装置から送信された無線周波数のバースト信号を受信する。
RF部12は、受信した無線周波数のバースト信号を中間周波数のバースト信号に周波数変換する。さらに、中間周波数のバースト信号を直交検波し、ベースバンドのバースト信号を出力する。一般にベースバンドのバースト信号は、同相成分と直交成分のふたつの成分によって示されるが、ここではそれらをまとめた形で図示する。
RF部12は、受信した無線周波数のバースト信号を中間周波数のバースト信号に周波数変換する。さらに、中間周波数のバースト信号を直交検波し、ベースバンドのバースト信号を出力する。一般にベースバンドのバースト信号は、同相成分と直交成分のふたつの成分によって示されるが、ここではそれらをまとめた形で図示する。
AGC14は、内部にAD変換機能を備えており、ベースバンドのバースト信号の振幅をAD変換のダイナミックレンジ内の振幅にするために、利得を自動的に制御する。AD変換によって、ベースバンドのアナログ信号がデジタル信号に変換され、複数ビットで構成された信号が出力される。なお、AGC14から出力される信号は、202と示される。
遅延プロファイル推定部26は、ベースバンドのバースト信号から遅延プロファイルを推定する。バースト信号の先頭部分は、既知の信号となっており、当該先頭部分において、受信したバースト信号と既知の信号から相関処理を行って、遅延プロファイルを推定する。なお、推定された遅延プロファイルは、離散的に規定された時間間隔に対応する形で、複数の信号強度がそれぞれ導出されている。推定された遅延プロファイルは、シリアル信号、あるいはパラレル信号の遅延プロファイルデータ212として出力される。後述するが、AGC14は、遅延プロファイルデータ212にもとづいて目標値を設定する。
等化器18は、ディジタル信号202を入力して等化処理を行い、等化器出力信号204を出力する。なお、等化器18の構成は後述するが、複数のタップを含んでおり、それらに対応した複数のタップ係数は、LMS(Least Mean Squares)アルゴリズムによって推定される。
復調部16は、等化器出力信号204を復調する。等化器出力信号204が位相変調および拡散処理された信号である場合は、逆拡散処理および遅延検波等を行い、等化器出力信号204がCCK変調された信号である場合は、ウォルシュ変換にもとづいたCCK復調を行う。
制御部28は、受信装置100のタイミング等を制御する。
制御部28は、受信装置100のタイミング等を制御する。
この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのCPU、メモリ、その他のLSIで実現でき、ソフトウエア的にはメモリのロードされた予約管理機能のあるプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。
図2は、実施例1に係るバーストフォーマットを示す。このバーストフォーマットは、IEEE802.11b規格のShortPLCPに相当する。バースト信号は、図示のごとくプリアンブル、ヘッダ、データの領域を含む。さらに、プリアンブルは、DBPSKの変調方式で伝送速度1Mbpsで通信され、ヘッダは、DQPSKの変調方式で伝送速度2Mbpsで通信される。また、これらは、バーカー符号によって拡散される。データは、CCKの変調方式で伝送速度11Mbpsで通信される。また、プリアンブルは、56ビットのSYNC、16ビットのSFDを含み、ヘッダは、8ビットのSIGNAL、8ビットのSERVICE、16ビットのLENGTH、16ビットのCRCを含む。一方、データに対応したPSDUの長さは、可変である。なお、プリアンブルが遅延プロファイルを推定するための既知の信号に相当する。
図3は、AGC14の構成を示す。AGC14は、増幅部60、AD変換部58、利得導出部62、目標値導出部64を含む。また信号として、増幅信号208、目標値214、ゲイン係数216を含む。
増幅部60は、ゲイン係数216にもとづいて入力信号200を増幅し、増幅した結果を増幅信号208として出力する。AD変換部58は、増幅信号208をAD変換し、AD変換した結果をディジタル信号202として出力する。
増幅部60は、ゲイン係数216にもとづいて入力信号200を増幅し、増幅した結果を増幅信号208として出力する。AD変換部58は、増幅信号208をAD変換し、AD変換した結果をディジタル信号202として出力する。
目標値導出部64は、遅延プロファイルデータ212を入力し、遅延プロファイルデータ212にもとづいて目標値を導出し、当該導出した目標値を目標値214として利得導出部62に出力する。なおこれらの動作は、バースト信号の先頭部分において、遅延プロファイルデータ212が入力された後に実行される。
利得導出部62は、ディジタル信号202の強度と目標値214との差異に応じてゲイン係数216を導出し、ゲイン係数216を増幅部60に帰還させる。
利得導出部62は、ディジタル信号202の強度と目標値214との差異に応じてゲイン係数216を導出し、ゲイン係数216を増幅部60に帰還させる。
図4は、目標値導出部64の構成を示す。目標値導出部64は、分類部66、選択部68、記憶部70を含む。また、分類部66は、第1選択部72、第2選択部74、第3選択部76を含む。
第1選択部72は、遅延プロファイルデータ212を入力し、前述のごとく離散的に規定された複数の遅延時間にそれぞれ対応した複数の信号強度のうちで最大の信号強度に対応した遅延時間の値を選択する。選択された遅延時間の値が、前述の第1遅延時間になる。図5(a)は、第1選択部72の動作概要を示す。この図において、横軸上に、離散的に規定された複数の遅延時間が配置され、縦軸に信号強度が規定されている。ここで、離散的に規定された複数の遅延時間の間隔は、チップ信号の時間間隔の1/2になっているものとする。第1選択部72は、複数の遅延時間に対応した信号強度のうちで、信号強度が最大の「a1」を選択し、それに対応した遅延時間を第1遅延時間とする。また、「a1」に隣接した図中の「a2」と「a3」は、「a1」と同一の遅延波による信号とみなし、第1選択部72以降の動作から除外する。
第1選択部72は、遅延プロファイルデータ212を入力し、前述のごとく離散的に規定された複数の遅延時間にそれぞれ対応した複数の信号強度のうちで最大の信号強度に対応した遅延時間の値を選択する。選択された遅延時間の値が、前述の第1遅延時間になる。図5(a)は、第1選択部72の動作概要を示す。この図において、横軸上に、離散的に規定された複数の遅延時間が配置され、縦軸に信号強度が規定されている。ここで、離散的に規定された複数の遅延時間の間隔は、チップ信号の時間間隔の1/2になっているものとする。第1選択部72は、複数の遅延時間に対応した信号強度のうちで、信号強度が最大の「a1」を選択し、それに対応した遅延時間を第1遅延時間とする。また、「a1」に隣接した図中の「a2」と「a3」は、「a1」と同一の遅延波による信号とみなし、第1選択部72以降の動作から除外する。
第2選択部74は、前述のごとく離散的に規定された複数の遅延時間にそれぞれ対応した複数の信号強度のうちで次に大きい信号強度に対応した遅延時間の値を選択する。選択された遅延時間の値が、前述の第2遅延時間になる。図5(b)は、第2選択部74の動作概要を示す。第2選択部74は、第1選択部72で選択および除外された「a1」から「a3」以外の信号強度のうちで、信号強度が最大の「b1」を選択し、それに対応した遅延時間を第2遅延時間とする。
第3選択部76は、離散的な間隔で規定された複数の遅延時間を遅延時間の値の順に配列し、第1遅延時間の値を基準にして、第1遅延時間からの番号を複数の遅延時間の値にそれぞれ付与した場合に、第2遅延時間の遅延ポイント数を特定する。さらに、特定した第2遅延時間の遅延ポイント数にもとづいて、予め規定した複数のカテゴリのうちのいずれかに対応付ける。すなわち、図5(b)では、「a1」に対応した第1遅延時間を基準にすれば、「b1」に対応した第2遅延時間の遅延ポイント数は、「4」と特定される。さらに、ここでは、複数のカテゴリとして「偶数番号に対応したカテゴリ」と「奇数番号に対応したカテゴリ」を規定してるので、特定された「4」は、「偶数番号に対応したカテゴリ」に対応付けられる。
記憶部70は、「偶数番号に対応したカテゴリ」のための第1の目標値と、「奇数番号に対応したカテゴリ」のための第2の目標値を記憶している。ここで、第2の目標値は、第1の目標値よりも大きい値になっている。この理由を以下に説明する。図6は、複数の目標値に対するPER(Packet Error Rate)をそれぞれ示す。図は、シミュレーション結果であり、シミュレーションは、2波の信号を入力し、2波目の遅延ポイント数を図示のごとく「2」、「3」、「4」に設定している。第2遅延時間の遅延ポイント数が「2」および「4」の場合、目標値「0.4」で最もPERが低くなっている。一方、第2遅延時間の遅延ポイント数「3」の場合、目標値「0.7」で最もPERが低くなっている。以上のシミュレーション条件下において、目標値は、第1遅延時間と第2遅延時間の間の遅延ポイント数が、奇数であるかまたは偶数であるかにのみ依存する。図7は、記憶部70に記憶された目標値を示すが、これらの値は図6のシミュレーション結果にもとづいて定められている。すなわち、「奇数番号に対応したカテゴリ」に対して目標値「0.7」を記憶し、「偶数番号に対応したカテゴリ」に対して目標値「0.4」を記憶している。
選択部68は、第3選択部76で対応付けた複数のカテゴリ、すなわち「偶数番号に対応したカテゴリ」あるいは「奇数番号に対応したカテゴリ」のいずれかに応じた目標値を記憶部70から選択して、選択した目標値を目標値214として出力する。
図8は、利得導出部62の構成を示す。利得導出部62は、誤差計算部78、フィルタ部80、利得計算部82、初期設定部84を含む。
誤差計算部78は、ディジタル信号202の強度を目標値214と比較し、それらの差異を誤差として逐次出力する。フィルタ部80は、逐次出力された誤差に含まれた雑音の影響を低減するために、逐次出力された誤差をフィルタリングする。
誤差計算部78は、ディジタル信号202の強度を目標値214と比較し、それらの差異を誤差として逐次出力する。フィルタ部80は、逐次出力された誤差に含まれた雑音の影響を低減するために、逐次出力された誤差をフィルタリングする。
利得計算部82は、フィルタ部80から出力された誤差によって、既に導出したゲイン係数216を更新し、新たなゲイン係数216を導出する。さらに、導出したゲイン係数216は逐次出力される。なお、以上の処理が開始される場合など、既に導出したゲイン係数216がなければ、初期設定部84から入力された初期値がゲイン係数216として使用される。初期設定部84は、初期値を予め記憶していてもよいし、図示しないRSSI検出部からRSSIを取得し、当該取得したRSSIを初期値にしてもよい。
図9は、等化器18の構成を示す。等化器18は、線形フィルタ部20、DFE部22、LMSアルゴリズム部24を含む。また、線形フィルタ部20は、遅延部30と総称される第1遅延部30a、第11遅延部30k、第12遅延部30l、第22遅延部30v、保持部32と総称される第1保持部32a、第2保持部32b、第11保持部32k、第12保持部32l、第13保持部32m、第22保持部32v、第23保持部32w、乗算部34と総称される第1乗算部34a、第2乗算部34b、第11乗算部34k、第12乗算部34l、第13乗算部34m、第22乗算部34v、第23乗算部34w、総和部36を含む。
また、DFE部22は、遅延部40と総称される第1遅延部40a、第2遅延部40b、第3遅延部40c、第10遅延部40j、保持部42と総称される第1保持部42a、第2保持部42b、第3保持部42c、第4保持部42d、第11保持部42k、乗算部44と総称される第1乗算部44a、第2乗算部44b、第3乗算部44c、第4乗算部44d、第11乗算部44k、総和部46、判定部48、加算部50を含む。また信号として、フィルタ出力信号206、タップ係数関連信号210を含む。
遅延部30は、ディジタル信号202を遅延させる。ふたつの遅延部30の間が前述のタップに相当する。遅延部30は図示のごとく22個設けられているために、タップ数は23に相当する。また、遅延部30での遅延量は、チップ信号の時間間隔の1/2に設定されている。
保持部32は、図示していない信号線を介して、バースト信号の先頭部分においてLMSアルゴリズム部24で計算されたタップ係数をそれぞれ保持する。前述のごとくタップ係数は一度保持部32に設定されれば、バースト信号期間中固定される。
乗算部34は、遅延部30から出力された信号と保持部32に保持されたタップ係数を乗算する。総和部36は、乗算部34での乗算結果を総和して、フィルタ出力信号206を出力する。
乗算部34は、遅延部30から出力された信号と保持部32に保持されたタップ係数を乗算する。総和部36は、乗算部34での乗算結果を総和して、フィルタ出力信号206を出力する。
遅延部40は、ふたつの部分に分かれており、それらを第1遅延部40a、第2遅延部40bからなるフィードフォワードタップ部(以下、「FF部」という)と、第3遅延部40c、第10遅延部40jからなるフィードバックタップ部(以下、「FB部」という)と呼ぶ。FF部では、ふたつの遅延部40の間が前述のタップに相当する。FF部の遅延部40は図示のごとく2個設けられているために、タップ数は3となる。一方、FB部では、ひとつの遅延部40が前述のタップに相当する。FB部の遅延部40は図示のごとく8個設けられているために、タップ数は8となる。また、遅延部40での遅延量は、チップ信号の時間間隔に設定されている。
保持部42は、図示していない信号線を介して、LMSアルゴリズム部24で計算されたタップ係数をそれぞれ保持する。保持部42に保持されるべきタップ係数はバースト期間中にわたって更新される。なお、タップ係数の設定とタップ係数の更新に必要な信号は、タップ係数関連信号210によってLMSアルゴリズム部24とDFE部22の間を伝送する。
乗算部44は、遅延部40から出力された信号と保持部42に保持されたタップ係数を乗算する。総和部46は、乗算部44での乗算結果を総和する。判定部48は、総和部46から出力された信号を判定する。判定した信号は、タップ係数関連信号210によって前述のLMSアルゴリズム部24に出力されると共に、第3遅延部40cに入力される。
加算部50は、総和部46から出力された信号と判定部48で判定した信号を減算して、誤差を求め、タップ係数関連信号210によって前述のLMSアルゴリズム部24に出力する。なお、総和部46から出力された信号は、等化器出力信号204として出力される。
LMSアルゴリズム部24は、前述のごとく、線形フィルタ部20とDFE部22のタップ係数を計算する。線形フィルタ部20に対するタップ係数は、ディジタル信号202と既知の信号にもとづいて計算し、DFE部22に対するタップ係数は、既知の信号あるいは等化器出力信号204と、フィルタ出力信号206にもとづいて計算する。
以上の構成による受信装置100の動作を説明する。受信装置100は、バースト信号を受信し、バースト信号の先頭部分で増幅部60は、初期のゲイン係数216に基づいて、入力信号200を増幅する。遅延プロファイル推定部26はバースト信号に含まれたプリアンブルから遅延プロファイルを推定する。第1選択部72は、推定した遅延プロファイルから第1遅延時間を決定し、第2選択部74は、第2遅延時間を決定する。第3選択部76は、第1遅延時間と第2遅延時間の差異にもとづいて、「奇数番号に対応したカテゴリ」あるいは「偶数番号に対応したカテゴリ」のうち一方を選択する。選択部68は、記憶部70から選択したカテゴリに応じた目標値を選択し、目標値214として出力する。誤差計算部78は、ディジタル信号202の強度と目標値214の誤差を計算し、フィルタ部80でフィルタリングした後、利得計算部82が、ゲイン係数216を更新する。増幅部60は、更新されたゲイン係数216にもとづいて、入力信号200を増幅する。増幅された信号に対して、等化器18と復調部16で所定の処理が行われる。
本発明の実施例1によれば、推定した遅延プロファイルに応じて目標値を決定し、さらに決定した目標値に収束するようにゲイン係数を決定して受信した信号を増幅するので、無線伝搬路の特性に応じて信号を増幅できる。また、遅延プロファイルに応じて信号を増幅するので、無線伝搬路の特性が変動した場合であっても信号品質の変動を小さくできる。また、遅延プロファイルのうち、最大の信号強度に対応した遅延時間と次に大きい信号強度に対応した遅延時間の差異にもとづいて、目標値を決定するので、信号品質に大きな影響を及ぼす成分を考慮できる。また、ふたつのカテゴリを予め規定しておき、これらのカテゴリに対応した目標値を選択した出力するだけなので、処理量の増加を抑制できる。
(実施例2)
本発明の実施例2は、実施例1と同様に、AGCの目標値を推定した遅延プロファイルから導出する受信装置に関する。さらに、実施例2は、実施例1と同様に「奇数番号に対応したカテゴリ」と「偶数番号に対応したカテゴリ」のふたつのカテゴリとそれらに対応した目標値を予め規定する。しかしながら、推定した遅延プロファイルからカテゴリを決定する過程が異なる。実施例2のひとつは、第1遅延時間と第2遅延時間に加えて、別の信号強度に対応した遅延時間(以下、「第3遅延時間」という)を特定する。さらに、第1遅延時間を基準にして、第2遅延時間の遅延ポイント数と第3遅延時間の遅延ポイント数の組合せに応じて、「奇数番号に対応したカテゴリ」あるいは「偶数番号に対応したカテゴリ」に分類する。
本発明の実施例2は、実施例1と同様に、AGCの目標値を推定した遅延プロファイルから導出する受信装置に関する。さらに、実施例2は、実施例1と同様に「奇数番号に対応したカテゴリ」と「偶数番号に対応したカテゴリ」のふたつのカテゴリとそれらに対応した目標値を予め規定する。しかしながら、推定した遅延プロファイルからカテゴリを決定する過程が異なる。実施例2のひとつは、第1遅延時間と第2遅延時間に加えて、別の信号強度に対応した遅延時間(以下、「第3遅延時間」という)を特定する。さらに、第1遅延時間を基準にして、第2遅延時間の遅延ポイント数と第3遅延時間の遅延ポイント数の組合せに応じて、「奇数番号に対応したカテゴリ」あるいは「偶数番号に対応したカテゴリ」に分類する。
一方、実施例のもうひとつは、複数の信号強度に応じた複数の遅延時間をそれぞれ選択し、第1遅延時間を基準にしてそれらの遅延ポイント数を特定する。特定した複数の遅延ポイント数のうち、偶数の遅延ポイント数が多ければ「偶数番号に対応したカテゴリ」に分類し、奇数の遅延ポイント数が多ければ「奇数番号に対応したカテゴリ」に分類するように、多数決によってカテゴリを決定する。
実施例2に係る受信装置100、AGC14、目標値導出部64、利得導出部62は、それぞれ図1、図3、図4、図8に示されるタイプに係る。ここでは、特に、図4の第1選択部72、第2選択部74、第3選択部76を説明する。
第1選択部72は、前述のごとく第1遅延時間を特定する。第2選択部74は、第2遅延時間と第3遅延時間を特定する。図5(b)は、前述のごとく第2選択部74の動作概要を示す。第2選択部74は、「b1」を選択し、さらに、「b1」に隣接した図中の「b2」と「b3」は、「b1」と同一の遅延波による信号とみなし、以降の動作から除外する。図5(c)は、第2選択部74の動作概要を示す。第2選択部74は、「a1」から「a3」、「b1」から「b3」以外の信号強度のうちで、信号強度が最大の「c1」を選択し、それに対応した遅延時間を第3遅延時間とする。
第3選択部76は、離散的な間隔で規定された複数の遅延時間を遅延時間の値の順に配列し、第1遅延時間の値を基準にして、第1遅延時間からの番号を複数の遅延時間の値にそれぞれ付与した場合に、第2遅延時間と第3遅延時間の遅延ポイント数を特定する。さらに、特定した第2遅延時間の遅延ポイント数と第3遅延時間の遅延ポイント数がすべて偶数である場合に、「偶数番号に対応したカテゴリ」を選択し、それ以外の場合に、「奇数番号に対応したカテゴリ」を選択する。図5では、第2遅延時間の遅延ポイント数が「4」であり、第3遅延時間の遅延ポイント数が「11」であるので、「奇数番号に対応したカテゴリ」が選択される。
図10は、実施例2に係るカテゴリを示す。第2遅延時間の遅延ポイント数が「奇数」であり、第3遅延時間の遅延ポイント数が「奇数」であれば、「奇数番号に対応したカテゴリ」を選択し、第2遅延時間の遅延ポイント数が「奇数」であり、第3遅延時間の遅延ポイント数が「偶数」であれば、「奇数番号に対応したカテゴリ」を選択し、第2遅延時間の遅延ポイント数が「偶数」であり、第3遅延時間の遅延ポイント数が「奇数」であれば、「奇数番号に対応したカテゴリ」を選択し、第2遅延時間の遅延ポイント数が「偶数」であり、第3遅延時間の遅延ポイント数が「偶数」であれば、「偶数番号に対応したカテゴリ」を選択する。
実施例2の別の態様において、第2選択部74は、複数の遅延時間を特定する。ここで、複数の遅延時間とは、予め定めた数であってもよく、所定のしきい値より大きい信号強度に対応した遅延時間であってもよい。また、これらの組合せであってもよい。第3選択部76は、離散的な間隔で規定された複数の遅延時間を遅延時間の値の順に配列し、第1遅延時間の値を基準にして、第1遅延時間からの番号を複数の遅延時間の値にそれぞれ付与した場合に、複数の遅延時間の遅延ポイント数をそれぞれ特定する。さらに、特定した複数の遅延ポイント数のうち、偶数の遅延ポイント数が多ければ「偶数番号に対応したカテゴリ」に分類し、奇数の遅延ポイント数が多ければ「奇数番号に対応したカテゴリ」に分類するように、多数決によってカテゴリを決定する。
本発明の実施例2によれば、推定した遅延プロファイルに応じて目標値を決定し、さらに決定した目標値に収束するようにゲイン係数を決定して受信した信号を増幅するので、無線伝搬路の特性に応じて信号を増幅できる。また、遅延プロファイルに応じて信号を増幅するので、無線伝搬路の特性が変動した場合であっても信号品質の変動を小さくできる。また、遅延プロファイルのうち、複数の遅延時間にもとづいて、目標値を決定するので、遅延プロファイル全体の影響を考慮できる。また、ふたつのカテゴリを予め規定しておき、これらのカテゴリに対応した目標値を選択した出力するだけなので、処理量の増加を抑制できる。
(実施例3)
本発明の実施例3は、これまでの実施例と同様に、AGCの目標値を無線伝播路の特性にもとづいて導出する受信装置に関する。しかしながら、目標値は、推定した遅延プロファイルからでなく、遅延スプレッドから導出する。
本発明の実施例3は、これまでの実施例と同様に、AGCの目標値を無線伝播路の特性にもとづいて導出する受信装置に関する。しかしながら、目標値は、推定した遅延プロファイルからでなく、遅延スプレッドから導出する。
図11は、実施例3に係る受信装置100の構成を示す。図11の受信装置100は、図1の受信装置100と比較して、遅延スプレッド推定部90が含まれている。遅延スプレッド推定部90は、受信した信号から遅延スプレッドを推定する。
実施例2に係るAGC14、利得導出部62は、それぞれ図3、図8に示されるタイプに係る。
実施例2に係るAGC14、利得導出部62は、それぞれ図3、図8に示されるタイプに係る。
図3の目標値導出部64は、推定された遅延スプレッドにもとづいて、目標値を導出する。ここでは、遅延スプレッドの値に応じて複数のカテゴリを設け、さらに複数のカテゴリにそれぞれ対応するように複数の目標値を予め記憶している。目標値導出部64は、推定された遅延スプレッドに応じていずれかのカテゴリを選択し、選択したカテゴリに対応した目標値を検出する。以後の動作は、これまでの実施例と同様である。
本発明の実施例3によれば、推定した遅延スプレッドに応じて目標値を決定し、さらに決定した目標値に収束するようにゲイン係数を決定して受信した信号を増幅するので、無線伝搬路の特性に応じて信号を増幅できる。また、遅延スプレッドに応じて信号を増幅するので、無線伝搬路の特性が変動した場合であっても信号品質の変動を小さくできる。また、遅延スプレッドにもとづいて目標値を決定するので、無線伝搬路の統計的な性質を考慮できる。
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
本発明の実施例1から3において、受信装置100は、IEEE802.11b規格に準拠した無線LANに使用されている。しかしこれに限らず例えば、携帯電話システム、特に第3世代携帯電話システムやIEEE802.11b規格以外のIEEE802.11a等の規格に準拠した無線LANに使用されてもよい。本変形例によれば、様々な無線システムに本発明を適用できる。すなわち、送信側と受信側の間に位置する無線伝搬路の特性が変動する環境下で使用される無線システムに適用されればよい。
10 アンテナ、 12 RF部、 14 AGC、 16 復調部、 18 等化器、 20 線形フィルタ部、 22 DFE部、 24 LMSアルゴリズム部、 26 遅延プロファイル推定部、 28 制御部、 30 遅延部、 32 保持部、 34 乗算部、 36 総和部、 40 遅延部、 42 保持部、 44 乗算部、 46 総和部、 48 判定部、 50 加算部、 58 AD変換部、 60 増幅部、 62 利得導出部、 64 目標値導出部、 66 分類部、 68 選択部、 70 記憶部、 72 第1選択部、 74 第2選択部、 76 第3選択部、 78 誤差計算部、 80 フィルタ部、 82 利得計算部、 84 初期設定部、 90 遅延スプレッド推定部、 100 受信装置、 200 入力信号、 202 ディジタル信号、 204 等化器出力信号、 206 フィルタ出力信号、 208 増幅信号、 210 タップ係数関連信号、 212 遅延プロファイルデータ、 214 目標値、 216 ゲイン係数。
Claims (10)
- 信号を入力する入力部と、
前記入力した信号を所定の利得にもとづいて増幅する増幅部と、
前記増幅した信号の強度と所定の目標値との差異に応じて利得を導出し、当該導出した利得を前記増幅部に帰還させる利得導出部と、
前記入力した信号の遅延プロファイルを推定する遅延プロファイル推定部と、
前記推定した遅延プロファイルにもとづいて目標値を導出し、当該導出した目標値を前記利得導出部に帰還させる目標値導出部と、
を備えることを特徴とする自動利得制御増幅装置。 - 前記目標値導出部は、
前記推定した遅延プロファイルを予め規定した複数のカテゴリのうちのいずれかに対応付ける分類部と、
前記複数のカテゴリにそれぞれ対応した複数の目標値を記憶する記憶部と、
前記対応付けた複数のカテゴリのいずれかに応じた目標値を前記記憶部から選択する選択部と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の自動利得制御増幅装置。 - 前記遅延プロファイル推定部は、離散的な間隔で規定された複数の遅延時間のそれぞれに対応するように、複数の信号強度をそれぞれ導出し、
前記分類部は、
前記導出した複数の信号強度のうちで最大の信号強度に対応した遅延時間の値を選択する第1選択部と、
前記導出した複数の信号強度のうちで所定の信号強度に対応した遅延時間の値を選択する第2選択部と、
前記離散的な間隔で規定された複数の遅延時間を遅延時間の値の順に配列し、前記最大の信号強度に対応した遅延時間の値を基準にして、当該基準にした遅延時間の値からの番号を複数の遅延時間の値にそれぞれ付与した場合に、前記所定の信号強度に対応した遅延時間の値が奇数番目の番号あるいは偶数番目の番号であるかに応じて、奇数番目の番号に対応したカテゴリあるいは偶数番目の番号に対応したカテゴリのいずれかを選択する第3選択部と、
を備えることを特徴とする請求項2に記載の自動利得制御増幅装置。 - 前記遅延プロファイル推定部は、離散的な間隔で規定された複数の遅延時間のそれぞれに対応するように、複数の信号強度をそれぞれ導出し、
前記分類部は、
前記導出した複数の信号強度のうちで最大の信号強度に対応した遅延時間の値を選択する第1選択部と、
前記導出した複数の信号強度のうちで複数の信号強度に対応した複数の遅延時間の値をそれぞれ選択する第2選択部と、
前記離散的な間隔で規定された複数の遅延時間を遅延時間の値の順に配列し、前記最大の信号強度に対応した遅延時間の値を基準にして、当該基準にした遅延時間の値からの番号を複数の遅延時間の値にそれぞれ付与した場合に、奇数番目の番号あるいは偶数番目の番号のうち前記複数の信号強度に対応した複数の遅延時間の値が多く該当する方に応じて、奇数番目の番号に対応したカテゴリあるいは偶数番目の番号に対応したカテゴリのいずれかを選択する第3選択部と、
を備えることを特徴とする請求項2に記載の自動利得制御増幅装置。 - 前記遅延プロファイル推定部は、離散的な間隔で規定された複数の遅延時間のそれぞれに対応するように、複数の信号強度をそれぞれ導出し、
前記分類部は、
前記導出した複数の信号強度のうちで最大の信号強度に対応した遅延時間の値を選択する第1選択部と、
前記導出した複数の信号強度のうちで複数の信号強度に対応した複数の遅延時間の値をそれぞれ選択する第2選択部と、
前記離散的な間隔で規定された複数の遅延時間を遅延時間の値の順に配列し、前記最大の信号強度に対応した遅延時間の値を基準にして、当該基準にした遅延時間の値からの番号を複数の遅延時間の値にそれぞれ付与した場合に、前記複数の信号強度に対応した複数の遅延時間の値がすべて偶数番目の番号である場合に、偶数番目の番号に対応したカテゴリを選択し、それ以外の場合に、奇数番目の番号に対応したカテゴリを選択する第3選択部と、
を備えることを特徴とする請求項2に記載の自動利得制御増幅装置。 - 前記記憶部は、前記偶数番目の番号に対応したカテゴリのための第1の目標値と、前記奇数番目の番号に対応し、かつ前記第1の目標値よりも大きい第2の目標値を記憶することを特徴とする請求項3から5のいずれかに記載の自動利得制御増幅装置。
- 信号を入力する入力部と、
前記入力した信号を所定の利得にもとづいて増幅する増幅部と、
前記増幅した信号の強度と所定の目標値との差異に応じて利得を導出し、当該導出した利得を前記増幅部に帰還させる利得導出部と、
前記入力した信号の遅延スプレッドを推定する遅延スプレッド推定部と、
前記推定した遅延スプレッドにもとづいて目標値を導出し、当該導出した目標値を前記利得導出部に帰還させる目標値導出部と、
を備えることを特徴とする自動利得制御増幅装置。 - 信号を受信する受信部と、
前記受信した信号を所定の利得にもとづいて増幅する増幅部と、
前記増幅した信号を処理する処理部と、
前記増幅した信号の強度と所定の目標値との差異に応じて利得を導出し、当該導出した利得を前記増幅部に帰還させる利得導出部と、
前記受信した信号の遅延プロファイルを推定する遅延プロファイル推定部と、
前記推定した遅延プロファイルにもとづいて目標値を導出し、当該導出した目標値を前記利得導出部に帰還させる目標値導出部と、
を備えることを特徴とする受信装置。 - 信号を受信する受信部と、
前記受信した信号を所定の利得にもとづいて増幅する増幅部と、
前記増幅した信号を処理する処理部と、
前記増幅した信号の強度と所定の目標値との差異に応じて利得を導出し、当該導出した利得を前記増幅部に帰還させる利得導出部と、
前記受信した信号の遅延スプレッドを推定する遅延スプレッド推定部と、
前記推定した遅延スプレッドにもとづいて目標値を導出し、当該導出した目標値を前記利得導出部に帰還させる目標値導出部と、
を備えることを特徴とする受信装置。 - 伝送路を介して受信した信号を増幅するための増幅器の利得が、前記増幅器で増幅した信号と所定の目標値の差異に応じて設定されており、さらに受信した信号の伝送路特性を推定し、前記推定した伝送路特性にもとづいて前記増幅器の利得を設定するための目標値が導出され、当該導出された目標値が前記増幅器の利得に反映されることを特徴とする自動利得制御増幅方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004047899A JP2005244323A (ja) | 2004-02-24 | 2004-02-24 | 自動利得制御増幅方法および装置ならびにそれを利用した受信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2004047899A JP2005244323A (ja) | 2004-02-24 | 2004-02-24 | 自動利得制御増幅方法および装置ならびにそれを利用した受信装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2005244323A true JP2005244323A (ja) | 2005-09-08 |
Family
ID=35025634
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2012516597A (ja) * | 2009-01-29 | 2012-07-19 | テレフオンアクチーボラゲット エル エム エリクソン(パブル) | 帯域幅及び遅延広がりに基づく自動利得制御 |
-
2004
- 2004-02-24 JP JP2004047899A patent/JP2005244323A/ja active Pending
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US8731500B2 (en) | 2009-01-29 | 2014-05-20 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Automatic gain control based on bandwidth and delay spread |
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