JP3577004B2

JP3577004B2 - Automatic gain adjustment device

Info

Publication number: JP3577004B2
Application number: JP2001175926A
Authority: JP
Inventors: 博紀田中; 匡人溝口
Original assignee: NEC Corp; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: NEC Corp; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2001-06-11
Filing date: 2001-06-11
Publication date: 2004-10-13
Anticipated expiration: 2021-06-11
Also published as: JP2002368715A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｉｖｉｓｉｏｎｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）通信に利用する。特に、ＯＦＤＭバースト信号を受信する装置における自動利得調整技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、移動体ディジタル音声放送や地上ディジタルテレビ放送では、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）技術を用いた伝送方式が用いられている。ＯＦＤＭは、複数のディジタル変調波を加え合わせたマルチキャリア変調方式の一つであり、データを多数のキャリアに分散して送るため、一つのシンボルの継続時間が長いことと、時間軸でガードインターバルを付加していることによりマルチパス環境下でも特性の劣化が少ない、適切な誤り訂正符号と周波数軸上でのインタリーブとを組み合わせることにより周波数選択性フェージングに強い、信号波形がランダム雑音に近いため、他のサービスに妨害を与えにくく受けにくい、帯域利用効率が比較的よいなどの特徴を有する。これらの特徴を生かして、無線ＬＡＮなどのデータ伝送にも用いられるようになってきている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このようなＯＦＤＭ通信では、無線ＬＡＮなどのデータ伝送に、バースト信号による送受信が行われる。ＯＦＤＭバースト信号を受信するためには、バースト信号の先頭に付加される利得制御用シンボルとシンボル同期用シンボルとで構成されるプリアンブル区間で利得制御およびＯＦＤＭシンボルの同期を確立する必要がある。ＯＦＤＭシンボル同期を確立する方法として、同期用シンボルの繰り返しを自己遅延相関によって検出する場合に、同期用シンボルの前に受信信号が一定レベルに収束していなければならず、利得制御用シンボル区間内での高速な利得制御が要求される。
【０００４】
本発明は、このような背景に行われたものであって、ＯＦＤＭ変調波バースト信号の先頭部での高速な利得制御を行うことができる自動利得調整装置を提供することを目的とする。本発明は、高精度の利得制御を行うことができる自動利得調整装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【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、バースト信号検出を契機として、ＲＳＳＩ（ＲｅｃｅｉｖｅｄＳｉｇｎａｌＳｔｒｅｎｇｔｈＩｎｄｉｃａｔｏｒ）で検出された受信レベルに応じてアナログ利得制御アンプを制御することにより高速な利得制御を実現し、ＯＦＤＭシンボル同期のために算出されるサンプリングされた受信信号の相関値を用いてディジタル信号処理によって高精度な利得制御を併せて実現することを特徴とする。
【０００６】
すなわち、本発明は、自動利得調整装置であって、本発明の特徴とするところは、ＩＦ帯のＯＦＤＭアナログ信号レベルを検出する手段と、この検出する手段の検出結果にしたがって当該アナログ信号が雑音であるか否かを判定する手段と、この判定する手段の判定結果にしたがって当該アナログ信号が雑音ではないときには当該アナログ信号レベルの平均値に基づき当該アナログ信号の増幅利得を調整する手段と、前記判定する手段の判定結果にしたがって当該アナログ信号が雑音であるときにはその雑音レベルの平均値に基づき前記判定する手段の判定閾値を更新する手段とを備え、前記判定する手段は、前記検出する手段の検出結果にしたがって当該アナログ信号レベルの移動平均を算出する手段と、この算出する手段の算出結果と前記判定閾値とを比較する手段と、この比較する手段の比較結果にしたがって当該アナログ信号の移動平均が前記判定閾値を上回ったときには当該アナログ信号を雑音ではないと判定する手段とを含むところにある。
【０００７】
さらに、ＯＦＤＭディジタル信号に含まれる所定の信号パターンと基準となる既知の信号パターンとの相関をとる手段と、この相関をとる手段により得られた前記所定の信号パターンと前記基準となる既知の信号パターンとの相関レベルにしたがって当該ディジタル信号の増幅利得を調整する手段とを備えることが望ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
（第一実施例）
本発明実施例の構成について図１および図２を参照して説明する。図１は本発明第一実施例の自動利得調整装置を含むＯＦＤＭバースト信号受信装置のアナログ制御部の要部ブロック構成図である。図２は本発明第一実施例の自動利得調整装置を含むＯＦＤＭバースト信号受信装置のディジタル制御部の要部ブロック構成図である。
【０００９】
本発明第一実施例の自動利得調整装置は、図１に示すアナログ制御部２０と図２に示すディジタル制御部２１とから構成される。アナログ制御部２０は、図１に示すように、ＩＦ帯のＯＦＤＭアナログ信号レベルを検出する手段であるＲＳＳＩ１と、このＲＳＳＩ１の検出結果にしたがって当該アナログ信号が雑音であるか否かを判定する手段であるバースト信号検出部３と、このバースト信号検出部３の判定結果にしたがって当該アナログ信号が雑音ではないときには当該アナログ信号レベルの平均値に基づき当該アナログ信号の増幅利得を調整する手段であるアナログ自動利得制御部８と、バースト信号検出部３の判定結果にしたがって当該アナログ信号が雑音であるときにはその雑音レベルの平均値に基づきバースト信号検出部３の判定閾値を更新する手段である雑音レベル測定部６とを備え、バースト信号検出部３は、ＲＳＳＩ１の検出結果にしたがって当該アナログ信号レベルの移動平均を算出する手段と、この算出する手段の算出結果と前記判定閾値とを比較する手段と、この比較する手段の比較結果にしたがって当該アナログ信号の移動平均が前記判定閾値を上回ったときには当該アナログ信号を雑音ではないと判定する手段とを含むことを特徴とする。
【００１０】
当該アナログ信号は、準同期検波器９により準同期検波され、さらに、ＡＤ変換器１０によりディジタル信号に変換される。
【００１１】
ディジタル制御部２１は、図２に示すように、当該ディジタル信号に含まれる所定の信号パターンを検出するために当該ディジタル信号と基準となる既知の信号パターンとの相関をとる手段または当該ディジタル信号に含まれる２つの連続した所定の信号パターンを検出するために当該ディジタル信号と所定の信号パターン長だけ遅延された当該ディジタル信号との自己相関をとる手段である相関器１１と、この相関器１１により得られた前記所定の信号パターンと前記基準となる既知の信号パターンとの相関レベルにしたがって当該ディジタル信号の増幅利得を調整する手段であるディジタル自動利得制御部１３とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
すなわち、アナログ制御部２０は、図１に示すように、ＩＦ帯信号の受信レベル検出信号を出力するＲＳＳＩ１と、ＲＳＳＩ１が出力する受信信号レベル検出信号をアナログ／ディジタル変換するＡＤ変換器２と、ＡＤ変換器２の出力からバースト信号の有無を検出するバースト信号検出部３と、バースト信号検出部３でバースト信号が受信されていないと判断された場合にＡＤ変換器２の出力を平均して雑音レベルを測定する雑音レベル測定部６と、バースト信号検出部３でバースト信号が受信されたと判断された場合にＡＤ変換器２の出力から信号レベルの測定を行う信号レベル測定部５と、信号レベル測定部５で測定された信号レベルから利得制御アンプ７を制御するアナログ自動利得制御部８と、受信ＩＦ帯信号の利得を制御する利得制御アンプ７と、利得制御された受信ＩＦ信号を準同期検波する準同期検波器９と、準同期検波された信号をアナログ／ディジタル変換するＡＤ変換器１０を備えている。
【００１３】
ディジタル制御部２１は、図２に示すように、ディジタル信号に変換された準同期検波信号から自己または相互相関値を算出する相関器１１と、相関器１１の出力信号から尖頭値を検出しそのタイミングをＯＦＤＭシンボルタイミングとしＯＦＤＭ復調器１５を制御するＯＦＤＭシンボル同期検出部１２と、ＯＦＤＭシンボル同期検出部１２において検出された相関器１１の出力信号の尖頭値からアナログ制御部２０での利得の誤差を検出するディジタル自動利得制御部１３と、前記利得の誤差を補正するディジタルアンプ１４と、ディジタルＯＦＤＭ変調波を復調するＯＦＤＭ復調器１５を備えている。
【００１４】
次に、本発明第一実施例の自動利得調整装置の動作を説明する。図３はＯＦＤＭバースト信号の信号フォーマットを示す図である。ＯＦＤＭ変調波は、複数の変調波（サブキャリア）を多重しているため、データパターンによって受信信号レベルが安定しない場合があるが、図３におけるＡＧＣシンボルは、振幅がほぼ一定でレベル検出に適したパターンが用いられる。
【００１５】
ＯＦＤＭバースト信号を受信するとき、ＯＦＤＭシンボルのタイミングを正しく検出し、シンボル同期を確立することが受信特性に大きく影響を及ぼす。図３におけるＯＦＤＭシンボル同期のための同期シンボルを正しく検出するために、図３におけるＡＧＣシンボル区間内に受信レベルを安定させておく必要がある。このため、ＡＧＣシンボル区間内で受信信号レベルが同期シンボルを検出するのに充分安定でかつ高速な利得の制御が行われなければならない。また、後段のＯＦＤＭ復調部では、受信信号誤りが発生しないようなより高精度な利得の制御が行われなければならない。
【００１６】
図１に示すように、受信されたＩＦ帯の信号レベルをＲＳＳＩ１によって検出し、検出されたレベルに対応した信号をＡＤ変換器２によってディジタル信号に変換する。バースト信号検出部３において、ディジタル変換されたＲＳＳＩ１の出力信号の移動平均を算出し、雑音レベル測定部６で測定された雑音レベルから算出された信号検出レベルを超えたか否かの判定が行われる。雑音レベル測定部６では、バースト信号検出部３によって信号が検出されていない場合には、ディジタル変換されたＲＳＳＩ１の出力信号の平均値を算出し雑音レベルとする。初期動作時は、雑音レベルを最大値に設定することによってバースト信号検出部３で信号検出されないため雑音レベル測定部６において雑音レベルが測定される。また、信号が検出されていない場合は常に雑音レベルが測定され、一定時間おきに更新されるように動作する。バースト信号検出部３での信号検出を高速にするために、バースト信号検出部３における信号検出の判定に用いられる信号検出レベルは、雑音レベル測定部６で測定された雑音レベルをもとに特性劣化を及ぼす誤検出または不検出の確率が最も低い最適値に設定する。
【００１７】
図４はアナログ制御部２０の動作を説明するためのタイミング図である。バースト信号検出部３でＲＳＳＩ信号の移動平均値が信号検出レベルを超えると、信号レベル測定部５においてＲＳＳＩ出力の平均値の算出が開始され、雑音レベル測定部６における雑音レベル測定が中断する。信号レベル測定部５において一定時間平均化されたＲＳＳＩの出力値をもとに、アナログ自動利得制御部８は利得制御アンプ７の制御値を出力する。
【００１８】
信号レベル測定部５におけるＲＳＳＩの出力値を平均化する時間は、利得制御アンプ７の出力の応答が同期シンボルの先頭よりも前に収束するように設定する。利得制御アンプ７の制御値は、検出されたバースト信号を受信している間は保持され、ＯＦＤＭ復調器１５においてバースト信号の終了が確認されると初期値に設定される。初期値を利得制御アンプの最小ゲインとなるような制御値を設定することで、後段の相関器１１の出力は十分小さい値となり、バースト信号が受信されていない間はＯＦＤＭシンボル同期検出部１２での誤検出が発生しない。利得制御アンプ７の出力信号は局部発振器を備えた準同期検波器９でＩＦ帯からベースバンド帯の信号に変換される。ベースバンド信号に変換された受信信号はＡＤ変換器１０によってサンプリングされディジタル信号に変換される。
【００１９】
ディジタル信号に変換された受信信号は相関器１１に入力され、相関器１１は図３（ａ）のフレーム・フォーマットを有する受信信号の場合には、あらかじめ用意された同期シンボルパターンとの相関値を、また、図３（ｂ）のフレーム・フォーマットを有する受信信号の場合には、同期シンボル長だけ遅延した信号との相関値を算出する。
【００２０】
相関値が最大となるタイミングで同期シンボルが検出されたと判断され、そのタイミングがＯＦＤＭシンボル同期タイミングとなる。図５はＯＦＤＭシンボル同期検出部１２の動作を説明するための図である。ＯＦＤＭシンボル同期検出部１２では、相関器１１の出力値の尖頭値を検出し、そのタイミングをＯＦＤＭシンボルタイミングとしてＯＦＤＭ復調器１５を制御する。また、検出された尖頭値は既知のパターンの相関値であるので、利得制御アンプ７の出力信号のレベルを容易に算出することができ、算出されたレベルに応じてディジタルアンプ１４の制御値を出力し、アナログ制御部２０での利得誤差を補正する。
【００２１】
これにより、ＯＦＤＭ変調波バースト信号の先頭部での高速な利得制御が可能である。その理由は、本発明がバースト信号検出を契機に利得制御を行っているものであるが、ＲＳＳＩを用いることによって高速なバースト信号検出および信号レベル検出を実現できるからである。
【００２２】
さらに、受信信号を誤って復調および復号する可能性がある利得制御アンプの固体差や温度特性などによって生じた利得誤差の補正を簡易な回路で実現することが可能である。その理由は、ＯＦＤＭシンボル同期検出に用いられる相関器１１の出力値から、アナログ信号の利得制御アンプ７での利得誤差を容易に算出することができ、ディジタル信号処理により簡易な回路で高精度な制御が可能であるからである。また、変調波の多重波であるＯＦＤＭ変調波受信信号の場合には、受信信号レベルがデータパターンによってばらつくため、既知のパターンから受信レベルを算出することにより高精度な利得制御が実現できる。
【００２３】
（第二実施例）
本発明第二実施例を図６および図７を参照して説明する。図６および図７は本発明第二実施例の自動利得調整装置の要部ブロック構成図である。
【００２４】
本発明第二実施例の自動利得調整装置は、図６に示すアナログ制御部８０と図７に示すディジタル制御部８１とから構成される。アナログ制御部８０は、図６に示すように、利得制御アンプ６４を制御して高速な利得制御を得る。ＲＳＳＩ５１では、ＩＦ帯受信信号の受信レベルを検出して受信レベル強度に応じた電圧を出力し、この電圧をＡＤ変換器５２によりサンプリングクロック５３の周期でサンプリングしてディジタル信号に変換する。ディジタル信号に変換されたＲＳＳＩ信号は積算器５４で一定時間積算されて移動平均値が出力される。判定器５５では、前記移動平均値と雑音レベル測定部で測定された雑音レベルを元に設定された信号検出閾値とを比較し、前記移動平均値が信号検出閾値を超えた場合には、信号検出状態を示すステータス信号を出力する。
【００２５】
信号検出状態になると雑音レベル測定部のゲート５７が閉じて雑音レベル測定を中断する。バースト信号検出部において信号が検出されていない状態では、雑音レベル測定部のゲート５７が開いて積算器６０に信号レベル測定部の積算器５４の出力が供給され、カウンタ５８にサンプリングクロック５３が供給され、雑音レベルが十分に安定して得られるように信号レベル測定部で積算されたＲＳＳＩ信号をさらに平均化する。
【００２６】
カウンタ５８で所定の積算時間に到達するとフリップフロップ５９の値が積算器６０の出力値に更新される。ここで、プリップフロップ５９の初期値を最大値に設定しておくことで、初期状態によるバースト信号の誤検出の発生を防ぐことができる。
【００２７】
バースト信号検出部の判定器５５がバースト信号を検出すると、バースト検出状態を示すステータス信号が遅延器５６に入力されて信号レベルの測定時間だけ遅延される。遅延器５６で遅延された信号検出ステータス信号の検出状態への変化点における信号レベル測定部の積算器５４の出力値を読み出しアドレスとして、信号レベルに対応した利得制御アンプ６４の制御値が記憶されたテーブルＲＯＭ６１の値を読み出す。アンプ制御部６３では、信号検出時にはテーブルＲＯＭ６１から読み出された制御値を出力し、バースト信号終了時には初期値６２を出力する。前記出力値を制御値として、利得制御アンプ６４の利得が制御される。
【００２８】
ＩＦ帯受信信号は、利得制御アンプ６４で利得が制御され準同期検波器６５で準同期検波されてベースバンド信号に変換され、ＡＤ変換器６６でディジタル信号にサンプリングされる。
【００２９】
図７に示すディジタル制御部８１は、ディジタル信号処理による利得制御を行い、アナログ制御部８０で生じる利得誤差の補正を行う部分である。相関器７１は、サンプリングされたベースバンド受信信号と、前記ベースバンド受信信号を遅延器７０で同期シンボル長だけ遅延された信号との相関値を算出し、ＯＦＤＭシンボル同期検出部では前記相関値の尖頭値をサーチする。尖頭値のサーチがタイマ７５によってタイムアウトすると、検出された尖頭値を読み出しアドレスとしてテーブルＲＯＭ７７から乗算器７８の乗数を読み出す。テーブルＲＯＭ７７には、尖頭値に対応した利得制御用の乗算器７８の乗数が格納されている。ＡＤ変換器６６の出力であるサンプリングされたベースバンド信号は乗算器７８によって利得制御され、ＯＦＤＭ復調器７９で復調される。ＯＦＤＭ復調器７９でバーストの終了を検出すると、アンプ制御部６３にバースト終了信号を出力する。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ＯＦＤＭ変調波バースト信号の先頭部での高速かつ高精度の利得制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明第一実施例の自動利得調整装置を含むＯＦＤＭバースト信号受信装置のアナログ制御部の要部ブロック構成図。
【図２】本発明第一実施例の自動利得調整装置を含むＯＦＤＭバースト信号受信装置のディジタル制御部の要部ブロック構成図。
【図３】ＯＦＤＭバースト信号の信号フォーマットを示す図。
【図４】アナログ制御部の動作を説明するためのタイミング図。
【図５】ＯＦＤＭシンボル同期検出部の動作を説明するための図。
【図６】本発明第二実施例の自動利得調整装置を含むＯＦＤＭバースト信号受信装置のアナログ制御部の要部ブロック構成図。
【図７】本発明第二実施例の自動利得調整装置を含むＯＦＤＭバースト信号受信装置のディジタル制御部の要部ブロック構成図。
【符号の説明】
１、５１ＲＳＳＩ
２、１０、５２、６６ＡＤ変換器
３バースト信号検出部
４切り替え器
５信号レベル測定部
６雑音レベル測定部
７、６４利得制御アンプ
８アナログ自動利得制御部
９、６５準同期検波器
１１、７１相関器
１２ＯＦＤＭシンボル同期検出部
１３ディジタル自動利得制御部
１４ディジタルアンプ
１５、７９ＯＦＤＭ復調器
２０、８０アナログ制御部
２１、８１ディジタル制御部
５３サンプリングクロック
５４、６０積算器
５５、７４判定器
５６、７６遅延器
５７ゲート
５８カウンタ
５９フリップフロップ
６１、７７テーブルＲＯＭ
６２、７２初期値
６３アンプ制御部
７０遅延器
７３閾値セレクタ
７５タイマ
７８乗算器[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention is used for OFDM (Orthogonal frequency division multiplexing) communication. In particular, the present invention relates to an automatic gain adjustment technique in a device that receives an OFDM burst signal.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, transmission systems using orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) technology have been used in mobile digital audio broadcasting and terrestrial digital television broadcasting. OFDM is one of the multi-carrier modulation schemes in which a plurality of digitally modulated waves are added. Since data is distributed and transmitted over many carriers, the duration of one symbol is long and the guard interval Is added, the characteristic is less deteriorated even in a multipath environment, the combination of appropriate error correction code and interleaving on the frequency axis makes it resistant to frequency selective fading, and the signal waveform is close to random noise It is characterized in that it hardly interferes with other services and is hardly affected by other services, and has relatively good band use efficiency. Taking advantage of these features, they are also being used for data transmission such as wireless LAN.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In such OFDM communication, transmission / reception using a burst signal is performed for data transmission in a wireless LAN or the like. In order to receive an OFDM burst signal, it is necessary to establish gain control and OFDM symbol synchronization in a preamble section including a gain control symbol and a symbol synchronization symbol added to the head of the burst signal. As a method of establishing OFDM symbol synchronization, when the repetition of the synchronization symbol is detected by self-delay correlation, the received signal must converge to a certain level before the synchronization symbol, and the gain control symbol section High-speed gain control is required.
[0004]
The present invention has been made in view of such a background, and an object of the present invention is to provide an automatic gain adjustment device capable of performing high-speed gain control at the head of an OFDM modulated wave burst signal. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an automatic gain adjustment device capable of performing highly accurate gain control.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The automatic gain control device according to the present invention realizes high-speed gain control by controlling an analog gain control amplifier according to a reception level detected by an RSSI (Received Signal Strength Indicator) upon detection of a burst signal. It is characterized in that high-precision gain control is also realized by digital signal processing using correlation values of sampled received signals calculated for symbol synchronization.
[0006]
That is, the present invention relates to an automatic gain adjustment device, which is characterized by a means for detecting an OFDM analog signal level in the IF band, and the analog signal according to a detection result of the detection means. Means for determining whether or not, when the analog signal is not noise according to the determination result of the determination means, means for adjusting the amplification gain of the analog signal based on the average value of the analog signal level, Means for updating the determination threshold value of the determination means based on the average value of the noise level when the analog signal is noise according to the determination result of the determination means, wherein the determination means Means for calculating a moving average of the analog signal level in accordance with the detection result; Means for comparing the judgment threshold value, there is to include a means for determining that it is not the noise of the analog signal when the moving average of the analog signal according to the comparison result of the means for comparison exceeds the determination threshold.
[0007]
Further, means for correlating a predetermined signal pattern included in the OFDM digital signal with a known signal pattern as a reference, and the predetermined signal pattern obtained by the means for correlating the predetermined signal pattern with the known signal as the reference Means for adjusting the amplification gain of the digital signal according to the level of correlation with the pattern.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(First embodiment)
The configuration of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram of a main part of an analog control section of an OFDM burst signal receiving apparatus including an automatic gain adjusting apparatus according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram of a main part of a digital control unit of an OFDM burst signal receiving apparatus including an automatic gain adjusting apparatus according to a first embodiment of the present invention.
[0009]
The automatic gain adjusting device according to the first embodiment of the present invention includes an analog control unit 20 shown in FIG. 1 and a digital control unit 21 shown in FIG. As shown in FIG. 1, the analog control unit 20 includes an RSSI1 that is a unit that detects an OFDM analog signal level in an IF band, and a unit that determines whether the analog signal is noise based on a detection result of the RSSI1. And a means for adjusting the amplification gain of the analog signal based on the average value of the analog signal level when the analog signal is not noise according to the determination result of the burst signal detector 3. A noise level measuring means for updating the judgment threshold value of the burst signal detecting section based on an average value of the noise level when the analog signal is noise according to the judgment result of the automatic gain control section and the burst signal detecting section; And a burst signal detecting unit 3 according to the detection result of the RSSI1. Means for calculating a moving average of the log signal level, means for comparing the calculation result of the calculating means with the determination threshold, and the moving average of the analog signal sets the determination threshold in accordance with the comparison result of the comparing means. Means for determining that the analog signal is not noise when the value exceeds the threshold.
[0010]
The analog signal is quasi-synchronous detected by the quasi-synchronous detector 9 and further converted to a digital signal by the AD converter 10.
[0011]
As shown in FIG. 2, the digital control unit 21 performs means for correlating the digital signal with a known signal pattern as a reference in order to detect a predetermined signal pattern included in the digital signal. A correlator 11 for autocorrelating the digital signal and the digital signal delayed by a predetermined signal pattern length in order to detect two consecutive predetermined signal patterns included therein; A digital automatic gain control unit which adjusts an amplification gain of the digital signal in accordance with a correlation level between the obtained predetermined signal pattern and the reference known signal pattern. .
[0012]
That is, as shown in FIG. 1, the analog control unit 20 includes an RSSI 1 that outputs a reception level detection signal of an IF band signal, an AD converter 2 that performs analog / digital conversion of the reception signal level detection signal output by the RSSI 1, A burst signal detector 3 for detecting the presence or absence of a burst signal from the output of the AD converter 2 and an output of the AD converter 2 when the burst signal detector 3 determines that the burst signal is not received. A noise level measuring section 6 for measuring a noise level; a signal level measuring section 5 for measuring a signal level from an output of the AD converter 2 when the burst signal detecting section 3 determines that a burst signal has been received; An analog automatic gain control unit 8 that controls the gain control amplifier 7 based on the signal level measured by the level measurement unit 5 and a gain control unit that controls the gain of the received IF band signal. A control amplifier 7, a quasi-synchronous detector 9 to quasi-synchronous detection of the received IF signal gain control, and the quasi-synchronized detection signal with an AD converter 10 to an analog / digital converter.
[0013]
As shown in FIG. 2, the digital control unit 21 calculates the autocorrelation value or the cross-correlation value from the quasi-synchronous detection signal converted into the digital signal, and detects the peak value from the output signal of the correlator 11. An OFDM symbol synchronization detector 12 that controls the OFDM demodulator 15 using the timing as an OFDM symbol timing, and a gain in the analog controller 20 based on the peak value of the output signal of the correlator 11 detected by the OFDM symbol synchronization detector 12. A digital automatic gain control unit 13 for detecting an error of the digital signal, a digital amplifier 14 for correcting the error of the gain, and an OFDM demodulator 15 for demodulating a digital OFDM modulated wave.
[0014]
Next, the operation of the automatic gain adjusting device according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a diagram showing a signal format of an OFDM burst signal. Since the OFDM modulated wave multiplexes a plurality of modulated waves (subcarriers), the received signal level may not be stable depending on the data pattern. However, the AGC symbol in FIG. 3 has almost constant amplitude and is suitable for level detection. Pattern is used.
[0015]
When receiving an OFDM burst signal, correctly detecting the timing of an OFDM symbol and establishing symbol synchronization greatly affects reception characteristics. In order to correctly detect a synchronization symbol for OFDM symbol synchronization in FIG. 3, it is necessary to stabilize the reception level within the AGC symbol section in FIG. For this reason, it is necessary to control the gain of the received signal level within the AGC symbol section, which is stable enough to detect the synchronization symbol and at high speed. Further, in the subsequent OFDM demodulation section, more accurate gain control must be performed so that a received signal error does not occur.
[0016]
As shown in FIG. 1, the received signal level of the IF band is detected by the RSSI 1, and a signal corresponding to the detected level is converted into a digital signal by the AD converter 2. The burst signal detector 3 calculates a moving average of the digitally converted output signal of the RSSI 1 and determines whether or not the average exceeds the signal detection level calculated from the noise level measured by the noise level measuring unit 6. . When no signal is detected by the burst signal detection unit 3, the noise level measurement unit 6 calculates an average value of the digitally converted output signals of the RSSI 1 and sets the average value as the noise level. At the time of the initial operation, the noise level is measured by the noise level measuring unit 6 because the signal is not detected by the burst signal detecting unit 3 by setting the noise level to the maximum value. When no signal is detected, the noise level is always measured and the operation is performed so that the noise level is updated at regular intervals. In order to increase the speed of signal detection in the burst signal detector 3, the signal detection level used for the signal detection determination in the burst signal detector 3 is based on the noise level measured by the noise level measuring unit 6. An optimal value that has the lowest probability of erroneous detection or non-detection that causes deterioration is set.
[0017]
FIG. 4 is a timing chart for explaining the operation of the analog control unit 20. When the moving average value of the RSSI signal exceeds the signal detection level in the burst signal detection unit 3, the calculation of the average value of the RSSI output is started in the signal level measurement unit 5, and the noise level measurement in the noise level measurement unit 6 is interrupted. The analog automatic gain control unit 8 outputs a control value of the gain control amplifier 7 based on the output value of the RSSI averaged for a certain time in the signal level measurement unit 5.
[0018]
The time for averaging the RSSI output value in the signal level measurement unit 5 is set so that the response of the output of the gain control amplifier 7 converges before the beginning of the synchronization symbol. The control value of the gain control amplifier 7 is maintained while the detected burst signal is being received, and is set to the initial value when the OFDM demodulator 15 confirms the end of the burst signal. By setting a control value such that the initial value becomes the minimum gain of the gain control amplifier, the output of the correlator 11 at the subsequent stage becomes a sufficiently small value, and the OFDM symbol synchronization detection unit 12 performs the operation while the burst signal is not received. Erroneous detection does not occur. An output signal of the gain control amplifier 7 is converted from an IF band to a baseband signal by a quasi-synchronous detector 9 having a local oscillator. The received signal converted into the baseband signal is sampled by the AD converter 10 and converted into a digital signal.
[0019]
The received signal converted into the digital signal is input to the correlator 11, and in the case of the received signal having the frame format shown in FIG. 3A, the correlator 11 calculates the correlation value with the synchronization symbol pattern prepared in advance. In the case of a received signal having the frame format shown in FIG. 3B, a correlation value with a signal delayed by a synchronization symbol length is calculated.
[0020]
It is determined that the synchronization symbol is detected at the timing when the correlation value becomes maximum, and that timing becomes the OFDM symbol synchronization timing. FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the OFDM symbol synchronization detector 12. The OFDM symbol synchronization detection unit 12 detects the peak value of the output value of the correlator 11 and controls the OFDM demodulator 15 using the timing as the OFDM symbol timing. Further, since the detected peak value is a correlation value of a known pattern, the level of the output signal of the gain control amplifier 7 can be easily calculated, and the control value of the digital amplifier 14 can be calculated in accordance with the calculated level. To correct the gain error in the analog control unit 20.
[0021]
This enables high-speed gain control at the head of the OFDM modulated wave burst signal. The reason is that the gain control is performed in response to the detection of the burst signal in the present invention, but high-speed burst signal detection and signal level detection can be realized by using RSSI.
[0022]
Further, it is possible to realize the correction of the gain error caused by the individual difference and the temperature characteristic of the gain control amplifier which may erroneously demodulate and decode the received signal with a simple circuit. The reason is that the gain error of the analog signal in the gain control amplifier 7 can be easily calculated from the output value of the correlator 11 used for the OFDM symbol synchronization detection, and the digital signal processing enables a simple circuit to provide a highly accurate circuit. This is because control is possible. In addition, in the case of an OFDM modulated wave reception signal which is a multiplex of modulated waves, the received signal level varies depending on the data pattern, so that highly accurate gain control can be realized by calculating the received level from a known pattern.
[0023]
(Second embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIGS. 6 and 7 are block diagrams showing the main parts of an automatic gain adjusting device according to a second embodiment of the present invention.
[0024]
The automatic gain adjusting device according to the second embodiment of the present invention comprises an analog control unit 80 shown in FIG. 6 and a digital control unit 81 shown in FIG. As shown in FIG. 6, the analog control unit 80 controls the gain control amplifier 64 to obtain high-speed gain control. The RSSI 51 detects the reception level of the IF band reception signal and outputs a voltage corresponding to the reception level intensity. The AD converter 52 samples the voltage at the cycle of the sampling clock 53 and converts it into a digital signal. The RSSI signal converted to the digital signal is integrated for a predetermined time by the integrator 54, and a moving average value is output. The determiner 55 compares the moving average value with a signal detection threshold set based on the noise level measured by the noise level measurement unit, and when the moving average value exceeds the signal detection threshold, It outputs a status signal indicating the detection state.
[0025]
When a signal is detected, the gate 57 of the noise level measuring unit closes and the noise level measurement is interrupted. When no signal is detected in the burst signal detecting section, the gate 57 of the noise level measuring section is opened, the output of the integrator 54 of the signal level measuring section is supplied to the integrator 60, and the sampling clock 53 is supplied to the counter 58. Then, the RSSI signal integrated by the signal level measurement unit is further averaged so that the noise level can be obtained sufficiently stably.
[0026]
When the counter 58 reaches a predetermined integration time, the value of the flip-flop 59 is updated to the output value of the integrator 60. Here, by setting the initial value of the flip-flop 59 to the maximum value, it is possible to prevent erroneous detection of a burst signal due to the initial state.
[0027]
When the decision unit 55 of the burst signal detection unit detects the burst signal, a status signal indicating the burst detection state is input to the delay unit 56 and is delayed by the signal level measurement time. The control value of the gain control amplifier 64 corresponding to the signal level is stored using the output value of the integrator 54 of the signal level measurement unit at the point where the signal detection status signal delayed by the delay unit 56 changes to the detection state as a read address. The value in the table ROM 61 is read. The amplifier control section 63 outputs a control value read from the table ROM 61 when a signal is detected, and outputs an initial value 62 when a burst signal ends. The gain of the gain control amplifier 64 is controlled using the output value as a control value.
[0028]
The gain of the IF band reception signal is controlled by a gain control amplifier 64, quasi-synchronous detection is performed by a quasi-synchronous detector 65, converted into a baseband signal, and sampled into a digital signal by an AD converter 66.
[0029]
A digital control unit 81 shown in FIG. 7 is a unit that performs gain control by digital signal processing and corrects a gain error generated in the analog control unit 80. A correlator 71 calculates a correlation value between the sampled baseband reception signal and a signal obtained by delaying the baseband reception signal by a synchronization symbol length in a delay unit 70, and an OFDM symbol synchronization detection unit calculates the correlation value of the correlation value. Search for a peak value. When the search for the peak value is timed out by the timer 75, the multiplier of the multiplier 78 is read from the table ROM 77 using the detected peak value as a read address. The table ROM 77 stores the multiplier of the multiplier 78 for gain control corresponding to the peak value. The gain of the sampled baseband signal output from the AD converter 66 is controlled by a multiplier 78 and demodulated by an OFDM demodulator 79. When the end of the burst is detected by the OFDM demodulator 79, a burst end signal is output to the amplifier controller 63.
[0030]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, high-speed and high-precision gain control at the head of an OFDM modulated wave burst signal can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a main part of an analog control unit of an OFDM burst signal receiving device including an automatic gain adjusting device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of a main part of a digital control unit of the OFDM burst signal receiving device including the automatic gain adjusting device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a signal format of an OFDM burst signal.
FIG. 4 is a timing chart for explaining the operation of the analog control unit.
FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of an OFDM symbol synchronization detection unit.
FIG. 6 is a block diagram of a main part of an analog control unit of an OFDM burst signal receiving device including an automatic gain adjusting device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram of a main part of a digital control unit of an OFDM burst signal receiving device including an automatic gain adjusting device according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1,51 RSSI
2, 10, 52, 66 A / D converter 3 Burst signal detection unit 4 Switcher 5 Signal level measurement unit 6 Noise level measurement unit 7, 64 Gain control amplifier 8 Analog automatic gain control unit 9, 65 Quasi-synchronous detector 11, 71 Correlator 12 OFDM symbol synchronization detector 13 Digital automatic gain controller 14 Digital amplifier 15, 79 OFDM demodulator 20, 80 Analog controller 21, 81 Digital controller 53 Sampling clock 54, 60 Integrator 55, 74 Judge 56, 76 delay unit 57 gate 58 counter 59 flip-flop 61, 77 table ROM
62, 72 Initial value 63 Amplifier control unit 70 Delay unit 73 Threshold selector 75 Timer 78 Multiplier

Claims

入力されるＩＦ帯のＯＦＤＭ帯(Orthogonal frequency
division multiplexing)のアナログ信号を増幅する利得制御アンプと、この利得制御アンプで増幅された信号を準同期検波してベースバンド信号に変換する準同期検波器とこのベースバンド信号をＯＦＤＭディジタル信号に変換するＡＤ変換器とを備えたアナログ制御部と、前記ＡＤ変換器で変換されたＯＦＤＭディジタル信号を入力し利得制御を行ってディジタルＯＦＤＭ変調波を復調するディジタル制御部とを備え、
前記アナログ制御部は、
入力されるアナログ信号レベルを検出する手段と、この検出する手段の検出結果にしたがって当該アナログ信号が雑音であるか否かを判定する手段と、この判定する手段の判定結果にしたがって当該アナログ信号が雑音ではないときには当該アナログ信号レベルの平均値に基づき前記利得制御アンプの増幅利得を調整する手段と、前記判定する手段の判定結果にしたがって当該アナログ信号が雑音であるときにはその雑音レベルの平均値に基づき前記判定する手段の判定閾値を更新する手段とを備え、
前記判定する手段は、前記検出する手段の検出結果にしたがって当該アナログ信号レベルの移動平均を算出する手段と、この算出する手段の算出結果と前記判定閾値とを比較する手段と、この比較する手段の比較結果にしたがって当該アナログ信号の移動平均が前記判定閾値を上回ったときには当該アナログ信号を雑音ではないと判定する手段とを含み、
前記ディジタル制御部は、ＯＦＤＭディジタル信号に含まれる所定の信号パターンと基準となる既知の信号パターンとの相関をとる手段と、この相関をとる手段により得られた前記所定の信号パターンと前記基準となる既知の信号パターンとの相関レベルにしたがって当該ディジタル信号の増幅利得を調整する手段とを備え、
前記利得制御アンプの増幅利得を調整する手段は、前記利得制御アンプの制御値を前記ディジタル制御部の復調出力としてバースト信号の終了が出力されたときは最小ゲインになるように設定する
ことを特徴とする自動利得調整装置。Orthogonal frequency of the input IF band
gain multiplexing), a quasi-synchronous detector that quasi-synchronously detects the signal amplified by the gain control amplifier and converts it to a baseband signal, and converts the baseband signal to an OFDM digital signal An analog control unit having an analog-to-digital converter, and a digital control unit that receives the OFDM digital signal converted by the analog-to-digital converter, performs gain control, and demodulates a digital OFDM modulated wave.
The analog control unit includes:
Means for detecting an input luer analog signal levels, means for determining whether the analog signal is a noise according to the detection result of the means for detection, the analog signal according to the determination result of the determining means Means for adjusting the amplification gain of the gain control amplifier based on the average value of the analog signal level when the signal is not noise, and average value of the noise level when the analog signal is noise according to the judgment result of the judgment means. Means for updating the determination threshold value of the determination means based on
Means for calculating a moving average of the analog signal level in accordance with the detection result of the detecting means, means for comparing the calculation result of the calculating means with the determination threshold, and means for comparing comparison results according viewed contains a means for determining that it is not the noise of the analog signal when the moving average of the analog signal exceeds the determination threshold,
The digital control unit includes means for correlating a predetermined signal pattern included in an OFDM digital signal with a known signal pattern serving as a reference, and the predetermined signal pattern obtained by the means for correlating the predetermined signal pattern and the reference. Means for adjusting the amplification gain of the digital signal according to a correlation level with a known signal pattern,
The means for adjusting the amplification gain of the gain control amplifier sets the control value of the gain control amplifier to a minimum gain when the end of the burst signal is output as the demodulated output of the digital control unit. > An automatic gain adjustment device, characterized in that: