JPH08186456A

JPH08186456A - 自動利得制御装置

Info

Publication number: JPH08186456A
Application number: JP32640294A
Authority: JP
Inventors: Miyuki Soeya; みゆき添谷; Hiroshi Tsurumi; 博史鶴見; Tadahiko Maeda; 忠彦前田; Yasuo Suzuki; 康夫鈴木
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1994-12-27
Filing date: 1994-12-27
Publication date: 1996-07-16

Abstract

(57)【要約】【目的】蛍光灯フェージングのような高速の受信電界強
度変動に対しても追従可能とした無線通信端末用の自動
利得制御装置を提供する。【構成】無線通信端末の受信信号を入力とする可変利得
回路１３と、受信信号の電界強度を検出して電界強度情
報を出力する電界強度検出回路１４と、電界強度情報を
所定のサンプリング周期でサンプリングするサンプリン
グ回路１８と、サンプリングされた電界強度情報を入力
して所定周期の電界強度変動成分の少なくとも１周期分
の情報を記憶するメモリ２１と、このメモリ２１から読
み出される情報に基づいて可変利得回路１３の利得を制
御する利得制御回路１７，２３を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動利得制御装置に係
り、特に無線ＬＡＮや第二世代コードレス電話システム
等において屋内で使用される無線通信端末に適した自動
利得制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】移動通信に用いられる無線端末では、端
末自身の移動または端末周囲の人の移動等により、受信
信号の電界強度が変動する。このため端末には通常、検
波部へ入力する信号電圧を適正値に設定し、常に良好な
通話品質を確保するために、自動利得制御（ＡＧＣ）機
能を備えられている。このようなＡＧＣに要求される性
能の一つに、受信電界強度変動への追従性がある。受信
電界強度変動の周波数は一般に端末の移動速度と使用さ
れる無線周波数帯から決まるので、端末が使用される状
況に応じて様々な値となり、一般には想定される最悪値
を基準としてＡＧＣは設計される。受信電界強度変動の
周波数は、例えば第二世代コードレス電話では６Ｈｚ程
度であり、自動車電話では５０Ｈｚ〜８０Ｈｚである。

【０００３】一方、コードレス電話の端末のような屋内
で使用される無線通信端末では、上記のような端末や周
囲の人の移動に起因する受信電界強度の変動のほか、さ
らに蛍光灯による受信電界強度の変動がある。蛍光灯
は、点灯時には電波にとって導体に見え、消灯時には絶
縁体に見えるため、蛍光灯に入射した電波は商用交流電
源の電源周波数の２倍で振幅変調を受ける。このため、
受信信号には蛍光灯からの反射波と蛍光灯に入射しない
直接波との干渉により、電源周波数に同期した電界強度
変動が生ずる。このような蛍光灯による受信電界強度の
変動は蛍光灯フェージングと呼ぶ。この蛍光灯フェージ
ングによる受信電界強度の変動速度は蛍光灯の点灯周期
の２倍、つまり電源周波数の２倍であり、具体的には関
東地区の場合で１００Ｈｚ、関西地区の場合で１２０Ｈ
ｚと、端末の移動や周囲の人の移動による変動速度に比
較して高速である。

【０００４】このような高速の受信電界強度の変動に対
して、無線通信端末の持つＡＧＣが追従可能であれば問
題ないが、従来のＡＧＣは低速フェージングに対して追
従するように設計されており、蛍光灯フェージングのよ
うな高速の電界強度変動に追従するのは困難であった。
この結果、蛍光灯フェージングに対してはＡＧＣ後段の
検波器の入力電圧が所定範囲内に制御されず、通信品質
の劣化が生ずるという問題が生じる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の無線通信端末に内蔵されたＡＧＣでは、蛍光灯による
高速な受信電界強度の変動に追従することができないた
め、屋内で使用される無線通信端末においては、通信品
質が劣化するという問題があった。本発明は、蛍光灯フ
ェージングのような高速の受信電界強度変動に対しても
追従可能とした自動利得制御装置を提供することを目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は受信信号の蛍光灯による受信電界強度の変
動は電源周波数に依存して周期性を持つ点に着目し、そ
の周期の電界強度変動成分の情報を記憶しておき、これ
に基づいて自動利得制御を行うようにしたことを骨子と
する。

【０００７】すなわち、本発明に係る自動利得制御装置
は、無線通信端末の受信信号を入力とする可変利得手段
と、前記受信信号の電界強度を検出し、その電界強度情
報を所定のサンプリング周期でサンプリングするサンプ
リング手段と、このサンプリング手段によりサンプリン
グされた電界強度情報を入力して所定周期の電界強度変
動成分の少なくとも１周期分の情報を記憶する記憶手段
と、この記憶手段から読み出される情報に基づいて前記
可変利得手段の利得を制御する利得制御手段とを具備す
ることを特徴とする。

【０００８】この場合、サンプリング手段でのサンプリ
ング周期は、無線通信端末が使用される屋内に設置され
た蛍光灯によるフェージング周期と異なる周期であるこ
とが望ましい。すなわち、サンプリング周波数は商用交
流電源の周波数の整数倍と異なる周波数であることが望
ましい。さらに言い換えれば、サンプリング周期はと蛍
光灯フェージングの周期の差分の整数倍が蛍光灯フェー
ジングの周期と等しくなるように設定することが望まし
い。

【０００９】また、本発明に係る他の自動利得制御装置
は、上記の記憶手段から読み出される情報と前記電界強
度情報との差分を検出する差分検出手段と、この差分検
出手段の出力を所定時間積分する積分手段と、この積分
手段の出力が所定値以上になったとき前記記憶手段の内
容を更新する更新手段をさらに具備することを特徴とす
る。

【００１０】また、本発明を時分割多重システムに用い
られる無線通信端末に使用される自動利得制御装置に適
用する場合は、前記電界強度情報と記憶手段から読み出
されるサンプリングされた情報を比較し、同じ電界強度
となるサンプリング点の蛍光灯フェージングの周期に対
する相対位相を出力する位相検出手段と、時刻ｔｎ
（ｎ；整数）に検出された位相検出手段の出力を初期値
とし、この初期値および記憶手段から読み出された情報
を入力とし、時刻ｔｎ＋ｍ（ここに、ｔｎ＋ｍ＞ｔｎ，
ｍ；１以上の整数）で検出が予想される電界強度を推定
して出力する電界強度推定手段とをさらに具備すること
を特徴とする。

【００１１】この場合、無線通信端末の電源として用い
られる商用交流電源の出力を蛍光灯フェージングの周期
の情報として位相検出手段の入力としてもよい。また、
本発明においては蛍光灯の点灯時刻および消灯時刻を検
出する光検出手段を具備し、この光検出手段の出力を蛍
光灯フェージングの周期の情報として上記の位相検出手
段の入力としてもよい。

【００１２】さらに、本発明においては無線通信端末の
電源として用いられる商用交流電源の周波数の２倍に遮
断中心周波数を有する遮断特性を持つ帯域遮断フィルタ
を用いて、受信信号に含まれる蛍光灯フェージングの影
響を除去することも可能である。

【００１３】

【作用】蛍光灯フェージングの周期、つまり蛍光灯の点
滅に起因する無線通信端末の受信電界強度の変動の周期
は、蛍光灯を駆動する商用交流電源の周波数により依存
する固定の値であり、また充分長い時間において蛍光灯
フェージングによる受信電界強度の変動はフェージング
周期の周期関数と見なせる。

【００１４】本発明では、予め蛍光灯フェージングなど
による周期的な受信電界強度の変動情報を記憶してお
き、所定時刻での受信電界強度を精度良く推定すること
が可能となるため、これを用いて自動利得制御を行う。
このようにすることにより、蛍光灯フェージングのよう
な高速の受信電界強度変動への追従が可能となる。

【００１５】また、蛍光灯フェージングは無線通信端末
の周囲にいる人や、端末自身の移動により状況が変化す
る。このように蛍光灯フェージングの状況が変化した場
合、記憶手段に記憶されている情報は、実際の蛍光灯フ
ェージングによる電界強度変動を反映しない不適切なも
のとなる。

【００１６】そこで、本発明では記憶手段から読み出さ
れる情報と電界強度検出手段によりリアルタイムで得ら
れる電界強度情報との差分を検出してこれを所定時間積
分し、その積分値が所定値以上になったとき記憶手段の
内容を更新することにより、このように蛍光灯フェージ
ングの状況変化に対応して常に最適な自動利得制御を行
うことができる。

【００１７】

【実施例】

（実施例１）図１は、本発明の一実施例に係る自動利得
制御装置の構成を示すブロック図である。同図におい
て、アンテナ１１で受信された受信信号はバンドパスフ
ィルタ１２により所望周波数の成分のみ抽出された後、
可変利得回路１３と電界強度検出回路１４に入力され
る。電界強度検出回路１４は、無線端末内では通常、中
間周波数帯またはベースバンド帯で受信信号の電界強度
を検出する。電界強度検出を中間周波数帯で検出する場
合には、一般に低域通過特性をもつフィルタを通過させ
た後、電圧検出を行う。また、ベースバンド帯で電界強
度検出を行う場合には直交復調後のＩ，Ｑチャネルから
複素包絡を検出することにより行う。本発明は、これら
いずれの場合にも適用できるが、特に応答速度の高速化
が困難なベースバンド帯での検出が有効である。

【００１８】電界強度検出回路１４から出力される電界
強度情報Ｅｔは、減算器１５により基準値との差分がと
られ、この差分がローパスフィルタ１６および加算器１
７を経て可変利得回路１７に利得制御信号として供給さ
れる。可変利得回路１７は、例えば利得を電気的に制御
できる可変利得増幅器により構成される。これらの電界
強度検出回路１４〜減算器１５〜ローパスフィルタ１６
〜加算器１７〜可変利得回路１７による制御ループは、
無線通信端末の移動や周囲の人の移動による通常の受信
電界強度変動に対して、可変利得回路１７から出力され
る信号の振幅を一定にするための従来から設けられてい
るＡＧＣループと同様のものである。

【００１９】また、電界強度検出回路１４から出力され
る電界強度情報Ｅｔは、蛍光灯フェージングに対するＡ
ＧＣのために、まずサンプリング回路１８にも入力さ
れ、サンプリングクロック発生回路１９からの周期Ｔｓ
のサンプリングクロックによりサンプリングされる。な
お、これらサンプリング回路１２と電界強度検出回路１
４の順序は図１と逆であってもよい。サンプリングクロ
ックは、無線通信端末内で発生されるクロックを分周し
たもので代用することもできる。サンプリング回路１８
からは、サンプリングされた離散的な電界強度情報Ｅｋ
が出力される。この電界強度情報Ｅｋはデータレジスタ
２０に一旦保持される。

【００２０】データレジスタ２０は例えばシフトレジス
タにより構成されたもので、その段数は蛍光灯フェージ
ングの周期とサンプリングクロックの周波数に基づいて
設定され、例えば蛍光灯フェージングの一周期分のサン
プリングされた電界強度情報Ｅｋを保持するものとすれ
ば、蛍光体フェージングの周期とサンプリング間隔の差
が蛍光体フェージングの１周期の１／１０の場合、１０
段である。データレジスタ２０に格納できるデータ長を
ｎ（ｎ；整数）とすると、データレジスタ２０には｛ｅ
１，ｅ２，……，ｅｎ｝なる電界強度情報が保持される
ことになる。

【００２１】データレジスタ２０の出力は、メモリ２１
に書き込み許可信号ＷＥによる指示の下で書き込まれ
る。メモリ２１は、製造後に外部から書き替えできるも
のであり、ＲＡＭ，ＥＰＲＯＭあるいはシフトレジスタ
等が用いられる。メモリ２１の内容は、通信中に読み出
し用クロック発生回路２２からの読み出し用クロックに
よ読み出される。読み出し用クロックに代えて、これに
同期したアドレス信号を用いてもよい。また、図１では
データレジスタ２０の出力を直接メモリ２１に入力して
いるが、ＣＰＵを介して入力してもよい。

【００２２】メモリ２１から読み出される電界強度変動
情報は、Ｄ／Ａ変換器２３により蛍光灯フェージングに
対するＡＧＣのためのアナログの利得制御信号とされた
後、加算器１７を介して可変利得回路１３に利得制御信
号として供給される。なお、利得制御を離散的に行う場
合には、Ｄ／Ａ変換器２３を用いず、メモリ２１から読
み出されるディジタル的な電界強度情報をそのまま利得
制御信号として用いてもよい。

【００２３】次に、図２を参照して本実施例の動作を説
明する。蛍光灯フェージング、つまり蛍光灯による受信
電界強度の変動は、充分長い時間において周期ＴfLの関
数と見なすことが出来る。ここで、ＴfLは蛍光灯フェー
ジングの周期である。すなわち、蛍光灯による受信電界
強度の変動はＥ（ｔ）＝Ｅ（ｔ−ｎ・ＴfL）ｎ：整数で表わされ、波形で表わすと図２（ａ）に示すようにな
る。この蛍光灯による電界強度の最大変動レベルは、図
２（ａ）に示すように周期ＴfL毎に発生する。本実施例
では、蛍光灯フェージングに相当する電界強度変動情報
をフェージング周期ＴfLの一周期分だけメモリ２１で記
憶し、これを随時メモリ２１から読み出して可変利得回
路１３に対する利得制御に反映させる。

【００２４】次に、サンプリング回路１８によりサンプ
リングした電界強度情報を用いて、フェージング周期の
一周期分の電界強度変動を推定する手法について述べ
る。図２（ａ）に示す電界強度情報Ｅ（ｔ）を電界強度
検出回路１４からサンプリング回路１８に入力し、サン
プリングクロック発生回路１９からの図２（ｂ）に示す
適当な周期Ｔｓ（サンプリング周期）のサンプリングク
ロックでサンプリングすることによって、図２（ｃ）に
示す離散的な電界強度情報｛ｅ１，ｅ２，ｅ３，…，ｅ
６｝を得たとする。ここで、サンプリング周期ＴｓをＴ
ｓ≠ｍ・ＴfL（ｎ：整数）と設定することより、相異な
る位相の電界強度情報をサンプリングすることが可能で
ある。このようにサンプリング周期Ｔｓを設定すること
より、等価的に周期ＴfL−Ｔｓのサンプリングクロック
によって一周期分の電界強度情報をサンプリングしたこ
とになる。この点について、図３を用いて詳細に説明す
る。

【００２５】図３は、サンプリング周期Ｔｓと蛍光灯フ
ェージングの周期ＴfL、および両者の差分で定義される
周期Ｔｅｒ＝ＴfL−Ｔｓの関係を示す。なお、図３では
Ｔｓ＜ＴfLとしたが、Ｔｓ＞ＴfLであってもよい。ここ
で、図３に示すサンプリングクロックの立ち上がりで、
電界強度情報をサンプリングすることにすると、電界強
度情報は蛍光灯フェージングの一周期内で１サンプル検
出され、検出時刻は蛍光灯フェージングの一周期区間
で、Ｔer→２×Ｔer→３×Ｔerのように、Ｔerなる時間
ずつシフトする。この場合、フェージング周期の（ＴfL
／Ｔer）倍の時間において、蛍光灯フェージングの一周
期区間が繰り返されるとすれば、蛍光灯フェージングに
よる電界強度変動を（ＴfL／Ｔer）サンプル／周期した
ことに等しい。例えば、フェージング周期ＴfLを１／１
００Ｈｚ、サンプリングクロックの周波数を１１ｋＨｚ
とすると、単位周期当たり１０サンプルであり、全デー
タの取得に要する時間は１ｓｅｃである。

【００２６】このように、サンプリング周期Ｔｓと蛍光
灯フェージングの周期ＴfLの差分の整数倍がＴfLに等し
くなるようにサンプリング周期Ｔｓを設定することによ
り、蛍光灯フェージングである図２（ａ）に示す電界強
度変動を推定することができる。

【００２７】次に、メモリ２１に記憶した電界強度変動
情報を読み出し、利得制御に反映させる手法について述
べる。サンプリングされた電界強度情報は、充分長い時
間において有効であるから、これをＥＰＲＯＭやＲＡＭ
あるいはレジスタ等のラッチ回路を含むメモリ２１に記
憶させ、読み出しクロックに同期したアドレスデータを
入力して読み出すことにより、従来のＡＧＣで用いられ
ていた積分操作を行わずに電界強度を推定することが可
能である。この動作に関して、図２を用いて説明する。

【００２８】図２（ｅ）に示した周期ＴR のクロック
は、メモリ２１に記憶されたサンプリングされた電界強
度情報のデータを読み出すための読み出しクロックであ
り、読み出し用クロック発生回路２２で発生される。こ
こでは、ＴR ＝Ｔerとすることにより、蛍光灯フェージ
ングに起因する図２（ｄ）に示す電界強度変動を推定す
ることが可能となる。そして、メモリ２１から読み出さ
れる電界強度変動の推定値を図２（ａ）に示した受信電
界強度変動に同期させ、可変利得回路１３の利得制御に
使用する。

【００２９】次に、こうして推定した図２（ｄ）の電界
強度変動を図２（ａ）の受信電界強度情報と同期させる
手法について述べる。無線通信端末に入力する受信信号
の蛍光灯フェージングによる電界強度変動は、蛍光灯の
点灯周期および無線通信端末が使用する商用交流電源に
同期する。従って、蛍光灯の点灯時刻と消灯時刻を検出
する光検出器出力、並びに商用交流電源の振幅情報を用
いることにより、無線通信端末に入力する受信信号の蛍
光灯フェージングがメモリ２１内のどのサンプル値に相
当するかが分かる。すなわち、光検出器出力が最大値と
なったとき蛍光灯フェージングも最大であるような光検
出器を用いた場合、光検出器出力が最大となった時刻に
同期して、メモリ２１内のサンプリング値から最大値の
データつまり図２（ｄ）のｅ６を読み出せばよい。一
方、商用交流電源の振幅値を検出し、振幅の最大値を検
出した時刻に同期して、メモリ２１内のサンプリング値
の中から所定のものを出力すればよい。

【００３０】本実施例では、蛍光灯フェージングが蛍光
灯の点灯周期および商用交流電源の周期に同期する性質
を利用したものであるが、検出された電界強度情報のみ
から蛍光灯フェージングに相当する電界強度変動の推定
値と無線通信端末で受信される実際の蛍光灯フェージン
グの同期確立が可能である。これに関しては、後に詳細
に述べる。

【００３１】（実施例２）図４は、本実施例に係る自動
利得制御装置の要部を示したもので、図１の構成に加え
て、メモリ２１に記憶されたデータの更新手段が新たに
設けられている。メモリ２１は、前述したように一周期
分の蛍光灯フェージングによる電界強度変動情報を記憶
しているが、無線通信端末の周囲にいる人や物体、ある
いは無線通信端末の移動に伴い、蛍光灯フェージングの
様子は変化する。従って、現実にはメモリ２１の内容を
蛍光灯フェージングの変化に応じて適宜更新かることが
必要である。

【００３２】図４において、図１のサンプリング回路１
８でサンプリングされた電界強度情報Ｅｋは、データレ
ジスタ２０に保持される。データレジスタ２０はシフト
レジスタであり、保持したデータをサンプリング回路１
８のサンプリング周期で一つずつ図の下方にシフトさせ
る。メモリ２１は書き込み許可信号ＷＥにより、データ
レジスタ２１に保持したデータを読み込む。ここで、本
実施例では図１の電界強度検出回路１４によりリアルタ
イムで検出している電界強度情報と、メモリ２１から出
力される電界強度変動情報を比較し、比較出力がある一
定値以上となったときに書き込み許可信号ＷＥを出力す
る。

【００３３】すなわち、差分検出回路２５においてデー
タレジスタ２０を介して出力される電界強度検出回路１
４からの電界強度情報と、メモリ２１からデータレジス
タ２６を介して出力されるメモリ２１からの電界強度変
動情報との差分がとられる。データレジスタ２６は、差
分検出回路２５の二つの入力を同期させるために設けら
れている。差分検出回路２５から出力される差分情報は
累積加算器２７に入力され、一定時間累積加算、つまり
積分される。この累積加算器２７の出力は比較器２８に
入力され、所定値Ｖｔｈと比較される。比較器２８は、
累積加算器２７の出力が所定値Ｖｔｈ以上になったこと
をもって、書き込み許可信号ＷＥをメモリ２１に出力す
る。

【００３４】このように本実施例では、図１の電界強度
検出回路１４によりリアルタイムで検出されている電界
強度情報と、メモリ２１に保持されている電界強度変動
情報を比較し、両者の差分が所定値以上になったときメ
モリ２１の内容を更新することにより、常に蛍光灯フェ
ージングの変化に対応したより適切な自動利得制御を行
うことができる。

【００３５】（実施例３）本実施例では、時分割多重通
信（ＴＤＭＡ）に用いられる無線通信端末に内蔵される
自動利得制御装置について説明する。時分割多重通信に
おいては、無線通信端末はフレーム周期のタイミングで
受信を行う。時分割スロットの長さに対してフェージン
グによる電界強度変動は充分長い場合、スロット内では
電界強度は一定とみなすことが出来る。特に、利得制御
を連続的にでなく切替えて離散的に行うＡＧＣの場合に
は、切替時に雑音が発生し伝送品質が劣化する。これを
回避するためには、時刻ｔｎで受信したスロット内で検
出される電界強度を基に、時刻ｔｎ＋１で受信されるス
ロットにおける利得設定を、使用しないスロット区間で
行うことが有効である。

【００３６】しかし、このような利得制御はフェージン
グによる電界強度変動がスロット間隔に対して充分ゆっ
くりであると前提された場合にのみ適用できるもので、
蛍光灯フェージングのように高速な電界強度変動への追
従は従来困難であった。例えば、第二世代コードレス電
話のフレーム周波数は２００Ｈｚであり、関東地区では
蛍光灯フェージングの周波数（１００Ｈｚ）の２倍に相
当する。すなわち、蛍光灯フェージングの１周期に２回
スロットを受信することになり、前回の受信スロット内
で検出した受信電界強度情報を利用する利得切替型ＡＧ
Ｃの場合、利得切替えの誤動作により受信品質が劣化す
ると予測される。

【００３７】これに対し、本実施例では無線通信端末が
次に受信するスロットの時刻が分かる点に着目して、予
め学習し記憶させた蛍光灯フェージングのパターンと、
過去に検出した電界強度の履歴とから、次の受信スロッ
トにおける蛍光灯フェージングの電界強度変動を推定
し、利得制御に反映させることによって、利得切替の誤
動作を未然に回避することが可能である。

【００３８】この動作について図５を用いて詳細に説明
する。図５（ａ）は、端末が予め学習した蛍光灯フェー
ジングの波形である。ここに、ＴfLは蛍光灯フェージン
グの周期である。学習した波形は充分長い時間有効であ
るとする。蛍光灯フェージングが図５（ａ）のように生
ずるとき、一例として受信するスロットのタイミングを
同図（ｂ）に示した。ここで、受信スロットの間隔、す
なわちフレーム周期はＴsLである。各スロットで検出さ
れる電界強度を図５（ａ）中にｅ０〜ｅ４で示した。こ
こで、フレーム周期ＴsLとフェージング周期ＴfLは一定
であるため、最初のスロットの位置Ｂ０をフェージング
周期に対する相対位相として特定することにより、その
後に検出される電界強度ｅ１〜ｅ４が推定できる。以
下、初期スロットの蛍光灯フェージングに対する位相検
出を行う方法について詳細に説明する。

【００３９】図６では、最初の１スロットで位相検出を
行う方法について述べる。ここに、位相とは蛍光灯フェ
ージングの周期に対するスロットの受信時刻で定義す
る。本実施例では、電界強度値と差分値を検出すること
により位相検出を行うものであり、一スロット区間内で
の電界強度変動が多少ある場合有効である。図６におい
て、電界強度検出回路３０は電界強度の瞬間値をスロッ
ト内の平均電界強度を検出するものであり、通常はスロ
ット内で積分した値を用いるが、スロットの中央あるい
は後部付近において所定時間積分した値で代用してもよ
い。ここで、スロットの平均電界強度をｅｉとする。そ
の他の電界強度検出回路３１，３２，３３は、各々スロ
ットの前、中、後において瞬時電界強度を所定時間積分
した値ｅｉｂ，ｅｉｍ，ｅｉｅをそれぞれ出力する。

【００４０】差分回路３４，３５は、スロット前段部を
基準とした中央部の相対強度（ｅｉｍ−ｅｉｂ）、並び
にスロット中央部を基準とした後段部の相対強度（ｅｉ
ｅ−ｅｉｍ）を求め、双方の符号情報（＋または−）を
出力する。ここで、差分回路３４，３５から出力された
符号情報が正の場合には、検出区間で電界強度は増加し
たと判定でき、逆に、符号情報が負の場合には、検出区
間で電界強度は減少したと判定できる。尚、差分回路３
４，３５をディジタル信号処理で実現する場合は、符号
情報をＭＳＢで代用してもよい。

【００４１】メモリ３６は、電界強度の絶対値と差分回
路３４，３５からの符号情報により相対初期位相Ｂ０を
推定して出力する。すなわち、電界強度検出回路３０で
検出した電界強度は２つの位相をとる可能性がある。単
調増加部分でのｅｉに対する位相と、単調減少部分での
ｅｉに対する位相である。本実施例では、これらの区別
をスロットの前後で検出した電界強度の差分情報を用い
ることにより行う。

【００４２】次に、検出した電界強度の履歴情報を基
に、蛍光灯フェージングに対する受信スロットの位相を
特定する方法について述べる。本実施例では第一スロッ
トに検出した電界強度情報を基に、第二スロットで検出
されると推定できる電界強度の候補値群を決定し、候補
値群と第二スロットで検出した電界強度とから第一スロ
ットの位相情報を決定する。

【００４３】この初期位相決定手順を図７に示すフロー
チャートを用いて説明する。先ず、時刻ｔｉでスロット
を受信し、電界強度ｅｉを検出する（ステップＳ１〜Ｓ
２）。端末は、予め蛍光灯フェージングの位相に対する
電界強度変動を学習し、ステップＳ３中に示される記憶
テーブルに記憶しているものとする。従って、この記憶
テーブルを参照することにより、電界強度変動ｅｉに対
する位相の候補φ１，φ２を知ることができる。更に、
スロットｉの相対位相がφ１，φ２であるとしたとき、
スロットｉ＋１で検出される電界強度の絶対値が推定可
能である。

【００４４】次のステップＳ４では、初期位相に対する
自スロットの電界強度推定値をそれぞれφ１→ｅ３，φ
２→ｅ４とする。続いて、時刻ｔｉ＋１でスロットｉ＋
１を受信し（ステップＳ５）、さらに電界強度ｅｉ＋１
を検出して先に推定した電界強度の候補値と検出値ｅｉ
＋１との比較を行い（ステップＳ６）、ｅ３である場合
は初期位相がφ１と判定し（ステップＳ７）、ｅ４であ
る場合は初期位相がφ２であると判定する（ステップＳ
８）。ここにｅ３とｅ４の誤差が充分小さいときには、
ほぼφ１＝φ２であることは明らかである。さらに、検
出した電界強度ｅｉ＋１と各候補値ｅ３，ｅ４との差分
をとり、差の小さい方と組になっている位相を初期値と
してもよい。なお、蛍光灯による電界強度変動の学習
は、実施例１においてサンプリング周期Ｔｓをフレーム
周期に一致させることにより可能である。

【００４５】（実施例４）図８は、第二世代コードレス
電話のように、フレーム周期が蛍光灯フェージングの周
期の整数倍である場合の実施例を示す図である。本実施
例では、フレーム周期が周期に対して同期するため、ス
ロットでサンプリングした電界強度と同一のものが繰り
返される確率が高いことを利用して、過去の検出値を基
に利得制御を行う。可変利得回路４１は、利得制御テー
ブル４５からの利得制御信号により所望の利得に制御さ
れる。受信信号は、この可変利得回路４１により後段の
Ａ／Ｄ変換器４２に適正な電圧値になるように増幅され
た後、Ａ／Ｄ変換器４２によりディジタル化される。Ａ
／Ｄ変換器４２の出力は電界強度検出回路４３に入力さ
れ、受信信号の包絡線レベルが検出されることにより、
電界強度情報が出力される。

【００４６】この電界強度情報はシフトレジスタ４４に
入力され、スロットに同期したクロック４６により遅延
されて出力される。シフトレジスタ４４の遅延量は、出
力される電界強度と利得制御されるスロットで検出され
る電界強度とが一致するように設定される。

【００４７】受信信号は、実際には度々述べたように周
囲の人の動きや端末の移動により、ゆっくりとしたフェ
ージングを受けている。これに対応するため、本実施例
ではシフトレジスタ４４の出力と、電界強度検出回路４
３で検出された電界強度との差分を求める差分回路４７
により電界強度変動量が算出され、これが利得制御テー
ブル４５による利得制御に反映される。利得制御テーブ
ル４５は、連続的な制御により利得制御を行う場合に
は、Ｄ／Ａ変換器を含むものとする。

【００４８】次に、本実施例の動作を図９を用いて説明
する。図９（ａ）は周期ＴfLの蛍光灯フェージングの上
に、更に周囲の人の移動や端末自身の移動に伴う比較的
ゆっくりとしたフェージングが重畳した場合の電界強度
変動を示している。本実施例では無線端末は時分割多重
のシステムへの適用を前提とし、周期ＴsL毎にバースト
的に受信を行う場合について述べる。例えば、第二世代
コードレス電話では１／ＴsL＝２００Ｈｚであり、図９
（ｂ）に示すように蛍光灯フェージングの一周期区間当
たり２回バースト受信を行う。図９（ｃ）に、各受信バ
ースト内で検出した受信電界強度値Ｅ（ｋ）に示す。こ
こで、連続したバースト間の電界強度検出値の遷移５０
に対し、一つおきに検出した電界強度遷移５１，５２の
方がバースト間のレベル変動が少ない。またバーストの
長さはフェージング周期に比べ充分時間的に短いことか
ら、バースト内で利得設定は１回のみ行えば良い。

【００４９】すなわち、ゆっくりとしたフェージングが
想定される場合は、前々回の受信スロット内で検出した
電界強度情報を基に次の利得を設定することが可能であ
る。これは一般に、蛍光灯フェージングの周期ＴfLとＴ
ＤＭＡのフレーム周期ＴsLの関係が整数倍のときに有効
である。すなわち、ＴfL＝ｍ・ＴsL（ｍ；整数）である
とき、ｍバースト前に検出した電界強度情報を参照すれ
ばよい。

【００５０】（実施例５）ところで、実際にはフレーム
周期ＴsLとフェージング周期ＴfLの同期誤差や、端末の
使用条件の変化により定期的に図７中に示す記憶テーブ
ル（ｅ，φ）の更新が必要である。そこで、本実施例で
はこの記憶テーブル（ｅ，φ）の更新手段を備えた自動
利得制御装置について述べる。

【００５１】図１０において、可変利得回路６０は利得
推定部６１からの制御信号により利得が制御される。記
憶テーブル６２は、予め学習され記憶された電界強度ｅ
と相対位相φに対応したテーブル（ｅ，φ）を持ち、初
期電界強度ｅ０とスロット受信時刻ｔｉを入力として、
これらと過去の電界強度の履歴｛ｅ０，ｅ１，……，ｅ
ｉ−１｝とから所定時刻ｔｉに受信される電界強度を予
測し、同期回路６５へ出力する。減算器６３は、同期回
路６５を介して入力される受信電界強度の推定値と、こ
れを基に設定した利得を有する可変利得回路６０で増幅
した受信信号から電界強度検出回路６３で得られる実際
の電界強度との誤差を求める。そして、積分回路６６で
減算器６５からの誤差出力を一定時間積分した値６７を
出力し、これを用いてテーブル６２の更新を行う。

【００５２】（実施例６）図１１に、本実施例に係る自
動利得制御装置を示す。蛍光灯フェージングの周期は通
常の場合、人や周辺の動きによるフェージング周期に比
べ充分速いことから、実施例１ではこれらの異なるフェ
ージング周期に対応する二通りのＡＧＣを２通り持って
いる。

【００５３】これに対し、本実施例では蛍光灯のフェー
ジング周期が予め分かることを利用して、図１２（ｃ）
示すような蛍光灯フェージングの周波数ＴfLに遮断帯域
のある特性をもつ帯域遮断フィルタを用いることによ
り、蛍光灯フェージングの影響を除去することによって
ＡＧＣの構成の簡易化を図っている。

【００５４】具体的には、本実施例においては可変利得
回路７０の出力信号をＡ／Ｄ変換器７５でディジタル化
した後、包絡線検出回路７４でディジタル的に包絡線レ
ベルを検出し、さらにその変動を検出する。ここで、包
絡線レベル変動の検出は、包絡線検出回路７４と、この
包絡線検出回路７４の出力と基準値との差分をとる差分
回路７３と、雑音抑圧のためのループフィルタ７２およ
びループゲイン付与回路７１によって行われる。ここ
で、ループゲイン付与回路７１により付与されるループ
ゲインは、人や周辺の動き等を考慮した時定数に基づい
て設定する。本実施例では、ＡＧＣがフィードバックル
ープであるが、フィードフォワードループであっても差
し支えない。

【００５５】一方、蛍光灯フェージングの周期に帯域遮
断特性を持つ帯域遮断フィルタ７６をＡ／Ｄ変換器７５
の出力側に配置することにより、高速なフェージングに
よる電界強度変動を吸収する。この動作を図１２を用い
て説明する。

【００５６】図１２（ａ）は、蛍光灯フェージングの影
響を受けた受信信号波形Ｅinを示している。図のように
周期ＴfL毎に電界強度が大きく下がる。この蛍光灯フェ
ージングの影響を受けた受信信号Ｅinの大きさは、通
常、直接波が干渉により弱まる条件で２０〜３０ｄＢと
大きくなるが、大部分において１０ｄＢ程度である。ま
た、電界強度が落ち込む周期が一定であることから、図
１２（ｃ）に示すような１／ＴfLに遮断中心周波数を持
つ帯域遮断フィルタ７６を通過させることにより、同図
（ｄ）に示すように電界強度変動の影響を弱めることが
できる。なお、帯域遮断フィルタ７６の出力を包絡線検
出回路７４の入力としてもよい。

【００５７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば蛍光
灯フェージングによる電界強度変動が周期性を有するこ
と、すなわちフェージング周波数が商用交流電源周波数
の２倍であることと、蛍光灯フェージングの電界強度変
動のレベルは周囲の人間や無線端末の動きに比べ充分長
い時間でほぼ一定であることに着目して、蛍光灯フェー
ジングによる所定周期の受信電界強度の変動の情報をサ
ンプリングして記憶しておき、これを読み出して自動利
得制御を行うことにより、簡単な構成で高速な蛍光灯フ
ェージングによる電界強度変動への追従が可能な自動利
得制御装置を提供することができる。

【００５８】また、記憶した電界強度変動の情報とリア
ルタイムで検出される電界強度情報との差分を積分して
その積分値が所定値以上になったとき記憶内容を更新す
ることにより、無線通信端末の周囲にいる人や端末自身
の移動による蛍光灯フェージングの状況変化にも対応し
た常に最適な自動利得制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１に係る自動利得制御装置の構
成を示すブロック図

【図２】実施例１の動作を説明するためのタイミング図

【図３】実施例１の動作を説明するためのサンプリング
クロックのタイミング図

【図４】本発明の実施例２に係る自動利得制御装置の要
部の構成を示すブロック図

【図５】本発明の実施例３に係る自動利得制御装置を説
明するためのタイミング図

【図６】実施例３に係る自動利得制御装置の要部の構成
を示すブロック図

【図７】実施例３における初期位相決定手順を説明する
ためのフローチャート

【図８】本発明の実施例４に係る自動利得制御装置の要
部の構成を示すブロック図

【図９】実施例４の動作を説明するためのタイミング図

【図１０】本発明の実施例５に係る自動利得制御装置の
要部の構成を示すブロック図

【図１１】本発明の実施例６に係る自動利得制御装置の
要部の構成を示すブロック図

【図１２】実施例６の動作を説明するための図

【符号の説明】

１１…アンテナ１２…フィルタ１３…可変利得回路１４…電界強度検出回路１５…減算器１６…ローパスフィルタ１７…加算器１８…サンプリング回路１９…サンプリングクロック発生回路２０…データレジスタ２１…メモリ２２…読み出しクロック発生回路２３…Ｄ／Ａ変換器２４…利得制御信号２５…差分検出回路２６…データレジスタ２７…累積加算器２８…比較器３０〜３３…電界強度検出回路３４…，３５…差分回路３６…メモリ４１…可変利得回路４２…Ａ／Ｄ変換器４３…電界強度検出回路４４…シフトレジスタ４５…利得制御テーブル４６…クロック４７…減算器６０…可変利得回路６１…利得推定部６２…記憶テーブル６３…電界強度検出回路６４…減算器６５…同期回路６６…積分回路６７…積分値７０…可変利得回路７１…ループゲイン付与回路７２…ループフィルタ７３…減算器７４…包絡線検出回路７５…Ａ／Ｄ変換器７６…帯域遮断フィルタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴木康夫神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】無線通信端末の受信信号を入力とする可変
利得手段と、前記受信信号の電界強度を検出し、その電界強度情報を
所定のサンプリング周期でサンプリングするサンプリン
グ手段と、このサンプリング手段によりサンプリングされた電界強
度情報を入力して所定周期の電界強度変動成分の少なく
とも１周期分の情報を記憶する記憶手段と、この記憶手段から読み出される情報に基づいて前記可変
利得手段の利得を制御する利得制御手段とを具備するこ
とを特徴とする自動利得制御装置。
【請求項２】無線通信端末の受信信号を入力とする可変
利得手段と、前記受信信号の電界強度を検出し、その電界強度情報を
所定のサンプリング周期でサンプリングするサンプリン
グ手段と、このサンプリング手段によりサンプリングされた電界強
度情報を入力して所定周期の電界強度変動成分の少なく
とも１周期分の情報を記憶する記憶手段と、この記憶手段から読み出される情報と前記電界強度情報
との差分を検出する差分検出手段と、この差分検出手段の出力を所定時間積分する積分手段
と、この積分手段の出力が所定値以上になったとき前記記憶
手段の内容を更新する更新手段と、前記記憶手段から読み出される情報に基づいて前記可変
利得手段の利得を制御する利得制御手段とを具備するこ
とを特徴とする自動利得制御装置。