无线接收装置、信号处理定时控制方法及信号处理定时控制程序

摘要

在无线接收装置中，按接收信号的各帧，由AGC控制部(16)来调整接收放大器(2)的可变增益，并执行AGC动作。AGC控制部(16)对AGC动作结束时刻进行判定，并通知给数字信号处理部(15)。数字信号处理部(15)在已知信号区间内对AGC动作结束后所获得的数字信号执行规定的信号处理。由此可防止由基于AGC动作的数字信号的不正确的振幅值而发生接收错误。

说明书

技术领域

本发明涉及无线接收装置、信号处理定时控制方法及信号处理定时控制程序，尤其涉及在数据通信之类的要求高通信质量的移动体通信系统中，用于比如基站的无线接收装置、信号处理定时控制方法及信号处理定时控制程序。

背景技术

以往在无线接收装置中，为使接收信号的电平收敛到所希望的电平，广泛采用自动增益控制(Automatic Gain Control：AGC)。图5是表示作为采用了AGC的传统无线接收装置一例，用于比如PHS(Personal Handyphone System)之类的移动体通信系统(其基站或移动台)的无线接收装置的结构的概略框图。

参照图5，由天线1接收的PHS的各帧猝发信号由可变增益接收放大器2放大。在各帧的猝发信号接收开始时，接收放大器2的增益被预先设定到某个初始值。

由接收放大器2放大的接收信号，由A/D转换器3转换成数字信号，并由正交调制器4按规定的调制方式(比如π/4QPSK(QuadraturePhase Shifi Keying)方式来正交调制。

正交调制器4的输出被提供到数字信号处理部5，被实施规定的信号处理(比如同步处理、传送路估算、自适应阵列的权重估算等)，同时被提供给AGC控制部6。

AGC控制部6监视所提供的正交调制器4的数字输出，发生调整接收天线2的可变增益的控制输出，并被提供到接收天线2的增益控制输入端，使得该帧的模拟接收信号的功率电平收敛到规定的电平。

这样，在传统的AGC动作中，边对接收信号各帧的猝发信号进行接收边测定其接收功率电平信息，以用于接收放大器的增益调整。这样在各帧中，为由上述的AGC动作来使模拟接收信号电平收敛到规定的电平，通常从各帧的开始时刻需要数μ秒时间。

因此在有的场合下，在该数μ秒时间期间由A/D转换器3对接收放大器2的输出进行A/D转换而得到的各帧的数字信号信头的数个码元，会成为不正确的振幅值。

图6是表示由上述AGC动作而得到的某帧的数字信号波形的附图。图6中，横轴表示时间(该帧的码元数)，纵轴表示经过了AGC处理的数字信号的大小(振幅值)。

从图6的波形图可看出，如果比如接收放大器2的增益初始值被设定为不适当大的值，则在该帧的最初得到的数字信号的振幅值将极度膨大，由AGC处理来收敛到适当的振幅值便需要数个码元的时间。此外由于衰落程度因传送路而相差甚大，因而作为接收放大器2的初始增益来设定适当的初始值这一点在事实上是很难的。

在比如PHS信号格式中，在各帧的信头部分，有报头(PR)、独特字(UW)等已知的信号区间，利用该区间的已知信号来执行上述各种信号处理。

在图6的示例中，尽管在该已知信号区间的部分区间内发生了振幅值有误的数字信号，但仍按原样被包含到传统的数字信号处理区间。即，在PHS之类的传统移动体通信系统中，由于作为调制方式，一般采用比如周知的π/4QPSK方式，因而即使如上所述因AGC而引起数字信号的振幅值不正确，在信号处理时也未曾发生过接收错误等。

更详细地说，在π/4QPSK调制方式中，如众所周知，由于接收信号的码元点与在IQ坐标平面上位于同心圆上的8个信号点的任意一个相对应，因而IQ坐标平面上的相位角(方向)与码元点一对一对应。即在该方式中，由于只进行基于数字信号的相位成分的判定，因而即使数字信号的振幅值比如不适当，只要码元点被正确识别，在后段的信号处理中便不会发生接收错误。

不过在近来的移动体通信系统中，与传统的语音通信相比，要求比如数据通信那样的高质量、大容量传送，因此正在探讨采用与上述的π/4QPSK方式相比更为多值的调制方式。

作为这种多值调制方式一例，周知的16QAM(QuadratureAmplitude Modulation)方式已被实用于某种数据通信中。在这种16QAM方式中，如众所周知，接收信号的码元点，与在IQ坐标平面上按各象限来配置成4个格子状的、在坐标平面整体上合计为16个的信号点的任意一个相对应。即在这种方式中，进行基于数字信号的相位成分及振幅成分双方的码元点判定。

因此在作为PHS的调制方式采用了该16QAM方式的场合下，如果如图6所示，数字信号的振幅值不适当，则在正交调制器4中，某码元点会被误认为是在同一相位振幅值相异的其它码元点，从而在后段的信号处理中产生接收错误。

虽然16QAM方式已被实用于某种数据通信，但在这种数据通信的数据格式中，作为报头等已知信号区间准备有很长的信号区间，即使在比如数据的信头部分，振幅值因AGC而持有不正确的值，通过忽略持有该不正确的振幅值的信号区间，仍可以在余下的已知信号区间进行充分必要的信号处理。

然而，在PHS之类的移动体通信系统中，由于为确保传送数据容量，PR、UW等已知信号区间由信号格式标准而被限定到各帧信头的数个码元的短区间，因而存在着以下问题：即，在采用了16QAM方式之类的多值调制方式的场合下，如图6所示，在已知信号区间内的大区间内，振幅值是不正确的，从而在数字信号处理时会发生接收错误。

因此本发明的目的在于：提供一种在具有不能持有足够长的已知信号区间的信号格式的移动体通信系统中，即使在为能进行高质量大容量传送而采用了多值调制方式的场合下，也能防止发生因AGC处理而引起的接收错误的无线接收装置、信号处理定时控制方法及信号处理定时控制程序。

发明内容

根据本发明的一个方面，对由在信头部分具有已知信号区间的信号系列组成的接收信号进行处理的无线接收装置，具备放大单元、信号处理单元，增益控制单元、判定单元。放大单元按可变增益来放大接收信号。信号处理单元对由放大单元放大的接收信号实施规定的信号处理。增益控制单元控制放大单元的可变增益，使得由放大单元放大的接收信号的电平收敛到规定的电平。判定单元从接收信号的信头判定应除去规定的信号处理的信号区间长度并通知到信号处理单元，以回避可变增益控制的影响。信号处理单元对从接收信号的信头除去通知的信号区间长度的信号区间，实施规定的信号处理。

根据本发明的其它方面，对由在信头部分具有已知信号区间的信号系列组成的接收信号进行处理的无线接收装置，具备放大单元、信号处理单元、控制单元。放大单元按可变增益来放大接收信号。信号处理单元对由放大单元放大的接收信号实施规定的信号处理。控制单元控制放大单元的可变增益，使得由放大单元放大的接收信号的电平收敛到规定的电平，而且判定接收信号的电平收敛到规定的电平所需的起始于接收信号信头的信号区间长度，并通知到信号处理单元。信号处理单元对从接收信号的信头除去通知的信号区间长度的信号区间，实施规定的信号处理。

根据本发明的其它方面，对由在信头部分具有已知信号区间的信号系列组成的接收信号进行处理的无线接收装置，具备放大单元、信号处理单元、控制单元。放大单元按可变增益来放大接收信号。信号处理单元对由放大单元放大的接收信号实施规定的信号处理。控制单元控制放大单元的可变增益，使得由放大单元放大的接收信号的电平收敛到规定的电平，而且判定在已知信号区间内设定的、起始于接收信号信头的规定的信号区间长度的经过，并通知到信号处理单元。信号处理单元根据经过的通知，对从接收信号的信头除去规定的信号区间长度的信号区间，实施规定的信号处理。

最好，控制单元在由放大单元放大的接收信号的电平最初已收敛到规定的电平时，不进行可变增益的控制，信号处理单元从接收信号的信头实施规定的信号处理。

根据本发明的其它方面，对由在信头部分具有已知信号区间的信号系列组成的接收信号进行处理的无线接收装置，具备放大单元、数字调制单元、数字信号处理单元。放大单元按可变增益来放大接收信号。数字调制单元将由放大单元放大的接收信号调制成数字接收信号。数字信号处理单元接收数字接收信号，控制放大单元的可变增益，使得由放大单元放大的接收信号的电平收敛到规定的电平，从接收信号的信头判定应除去规定的信号处理的信号区间长度，以回避可变增益控制的影响，而且对从接收信号的信头除去判定的信号区间长度的信号区间，实施规定的信号处理。

根据本发明的其它方面，对由在信头部分具有已知信号区间的信号系列组成的接收信号进行处理的无线接收装置，具备放大单元、数字调制单元、数字信号处理单元。放大单元按可变增益来放大接收信号。数字调制单元将由放大单元放大的接收信号调制成数字接收信号。数字信号处理单元接收数字接收信号，控制放大单元的可变增益，使得由放大单元放大的接收信号的电平收敛到规定的电平，判定接收信号的电平收敛到规定的电平所需的起始于接收信号信头的信号区间长度，而且对从接收信号的信头除去判定的信号区间长度的信号区间，实施规定的信号处理。

根据本发明的其它方面，对由在信头部分具有已知信号区间的信号系列组成的接收信号进行处理的无线接收装置，具备放大单元、数字调制单元、数字信号处理单元。放大单元按可变增益来放大接收信号。数字调制单元将由放大单元放大的接收信号调制成数字接收信号。数字信号处理单元接收数字接收信号，控制放大单元的上述可变增益，使得由放大单元放大的接收信号的电平收敛到规定的电平，判定在已知信号区间内设定的、起始于接收信号信头的规定的信号区间长度的经过，根据判定，对从接收信号的信头除去规定的信号区间长度的信号区间，实施规定的信号处理。

最好，数字信号处理单元在由放大单元放大的接收信号的电平最初已收敛到规定电平时，不进行可变增益的控制，而从接收信号的信头实施规定的信号处理。

本发明的其它方面，是一种对由在信头部分具有已知信号区间的信号系列组成的接收信号进行处理的无线接收装置中的信号处理定时控制方法，无线接收装置具备按可变增益来放大接收信号的放大单元。信号处理定时控制方法包括：控制放大单元的可变增益，使得由放大单元放大的接收信号的电平收敛到规定的电平的步骤；从接收信号的信头判定应除去规定的信号处理的信号区间长度，以回避可变增益控制的影响的步骤；对从接收信号的信头除去判定的信号区间长度的信号区间，实施规定的信号处理的步骤。

本发明的其它方面，是一种对由在信头部分具有已知信号区间的信号系列组成的接收信号进行处理的无线接收装置中的信号处理定时控制方法，无线接收装置具备按可变增益来放大接收信号的放大单元。信号处理定时控制方法包括：控制放大单元的可变增益，使得由放大单元放大的接收信号的电平收敛到规定的电平的步骤；判定接收信号的电平收敛到规定的电平所需的起始于接收信号信头的信号区间长度的步骤；对从接收信号的信头除去判定的信号区间长度的信号区间，实施规定的信号处理的步骤。

本发明的其它方面，是一种对由在信头部分具有已知信号区间的信号系列组成的接收信号进行处理的无线接收装置中的信号处理定时控制方法，无线接收装置具备按可变增益来放大接收信号的放大单元。信号处理定时控制方法包括：控制放大单元的上述可变增益，使得由放大单元放大的接收信号的电平收敛到规定的电平的步骤；判定在已知信号区间内设定的、起始于接收信号信头的规定的信号区间长度的经过的步骤；根据判定，对从接收信号的信头除去规定的信号区间长度的信号区间，实施规定的信号处理的步骤。

最好，信号处理定时控制方法还包括：判定由放大单元放大的接收信号的电平是否最初已收敛到规定的电平的步骤；在判定出由放大单元放大的接收信号的电平最初已收敛到规定电平时，不进行可变增益的控制，而从接收信号的信头实施规定的信号处理的步骤。

本发明的其它方面，是一种对由在信头部分具有已知信号区间的信号系列组成的接收信号进行处理的无线接收装置中的信号处理定时控制程序，无线接收装置具备按可变增益来放大接收信号的放大单元。信号处理定时控制程序使计算机执行：控制放大单元的可变增益，使得由放大单元放大的接收信号的电平收敛到规定的电平的步骤；从接收信号的信头判定应除去规定的信号处理的信号区间长度，以回避可变增益控制的影响的步骤；对从接收信号的信头除去判定的信号区间长度的信号区间，实施规定的信号处理的步骤。

本发明的其它方面，是一种对由在信头部分具有已知信号区间的信号系列组成的接收信号进行处理的无线接收装置中的信号处理定时控制程序，无线接收装置具备按可变增益来放大接收信号的放大单元。信号处理定时控制程序使计算机执行：控制放大单元的可变增益，使得由放大单元放大的接收信号的电平收敛到规定的电平的步骤；判定接收信号的电平收敛到规定的电平所需的起始于接收信号信头的信号区间长度的步骤；对从接收信号的信头除去判定的信号区间长度的信号区间，实施规定的信号处理的步骤。

本发明的其它方面是一种对由在信头部分具有已知信号区间的信号系列组成的接收信号进行处理的无线接收装置中的信号处理定时控制程序，无线接收装置，具备按可变增益来放大接收信号的放大单元。信号处理定时控制程序使计算机执行：控制放大单元的可变增益，使得由放大单元放大的接收信号的电平收敛到规定的电平的步骤；判定在已知信号区间内设定的、起始于接收信号信头的规定的信号区间长度的经过的步骤；根据判定，对从接收信号的信头除去规定的信号区间长度的信号区间，实施规定的信号处理的步骤。

最好，信号处理定时控制程序还使计算机执行：判定由放大单元放大的接收信号的电平是否最初已收敛到规定的电平的步骤；在判定出由放大单元放大的接收信号的电平最初已收敛到规定电平时，不进行可变增益的控制，而从接收信号的信头实施规定的信号处理的步骤。

因此根据本发明，即使在具有不能持有足够长的已知信号区间的信号格式的移动体通信系统中采用了多值调制方式的场合下，也可以通过在除去了AGC处理所影响到的区间的已知信号区间进行信号处理，来防止发生因AGC处理而引起的接收错误。

此外根据本发明，即使在具有不能持有足够长的已知信号区间的信号格式的移动体通信系统中采用了多值调制方式的场合下，也可以通过判定AGC处理结束的时刻，并在除去了AGC处理期间中的已知信号区间进行信号处理，来防止发生因AGC处理而引起的接收错误。

此外根据本发明，即使在具有不能持有足够长的已知信号区间的信号格式的移动体通信系统中采用了多值调制方式的场合下，也可以通过由计时来判定已知信号区间后半部的信号处理所必需的最低限区间，并在该区间进行信号处理，来防止发生因AGC处理而引起的接收错误。

附图说明

图1是表示基于本发明实施方式的无线接收装置结构的功能框图。

图2是说明图1所示的无线接收装置的动作定时的定时图。

图3是说明图1所示的无线接收装置的动作一例的流程图。

图4是说明图1所示的无线接收装置的动作的其它示例的流程图。

图5是表示传统无线接收装置结构的框图。

图6是说明图5所示的无线接收装置的动作定时的定时图。

具体实施方式

以下参照附图，对本发明的实施方式作详细说明。对图中相同或相当的部分附加同一符号，不重复其说明。

图1是表示基于本发明实施方式的，适用于比如PHS之类的移动体通信系统基站的无线接收装置结构的功能框图。在以下说明的实施方式中，作为多值调制方式，假设采用周知的16QAM。

除了以下部分，图1所示的无线接收装置与图5所示的传统无线接收装置相同。即，AGC控制部16除了图5所示的AGC控制部的AGC控制信号发生动作之外，还发生表示在各帧的已知信号区间的信头部分应除去信号处理的区间的经过的信号，并提供给数字信号处理部15。

数字信号处理部15，对各帧的已知信号区间中除去由来自AGC控制部16的信号通知的区间的已知信号区间，实施与图5的数字信号处理部5同样的信号处理(同步处理、传送路估算处理、自适应阵列的权重估算处理等)。

图2是说明图1所示的无线接收装置的动作的波形图。在图6所示的传统示例波形图中，尽管基于AGC处理的数字信号的振幅值膨大，但仍然从各帧的已知信号区间的信头开始来作为信号处理的对象，而在图2所示的本发明实施方式中，将基于AGC处理的数字信号的膨大得到收敛，而且AGC处理的影响消失后的部分作为信号处理对象。

这样，在PHS的PR、UW等已知信号区间内AGC动作结束时，忽略具有不正确的振幅值的数个码元AGC期间，利用余下的已知信号区间来进行规定的信号处理(同步处理、传送路估算、自适应阵列的权重估算等)，由此可防止发生数字信号处理部的接收错误，提高通信质量。

这样，作为回避AGC处理的影响的已知信号区间的判定方法，考虑比如以下的方法。

首先作为第1方法，在图1的AGC控制部16中，判定接收电平是否收敛到规定的电平，即AGC处理是否结束而且开始得到具有适当振幅值的数字信号，并将判定的时刻通知到数字信号处理部15。从判断出已获得具有适当振幅值的数字信号的时刻开始，立刻在数字信号处理部15中开始针对数字信号的规定的信号处理。

这样，可在有限长度的已知信号区间内，尽量在最短时间内判定出获得适于信号处理的信号的时刻，并在余下的已知信号区间，以最大效率无接收错误地进行规定的信号处理。

作为第2方法，为在已知信号区间内的后半部确保数字信号处理部15中信号处理所必需的最低限的规定码元数(信号区间长度)，从已知信号区间的信头对规定的不用码元数(信号区间长度)进行计时，并将不用码元数的经过时刻通知到数字信号处理部15。数字信号处理部15不论AGC处理的结果如何，均从规定的不用码元数所经过的时刻，开始针对数字信号的规定的信号处理。

这样，即使在比如残留一定的AGC处理影响的区间，也可以全部利用规定的处理所必需的最低限已知信号区间。

图1所示的AGC控制部16及数字信号处理部15的功能，可利用比如数字信号处理器(DSP)等通过软件来实现。基于本发明实施方式的方法，由该DSP根据各流程图通过软件来执行。该DSP将具有各流程图的各步骤的程序从未图示的存储器读出来执行。该程序可从外部安装。

图3是表示通过软件来实现上述第1方法场合下的控制的流程图。

首先在步骤S1，设定该帧中接收放大器2的AGC处理用的增益初始值，将无效的码元数计数值设为零。

在步骤S2，开始测定该帧的接收信号电平(被A/D转换的数字信号的大小)。

在步骤S3，在由于初始值的设定适当，因而接收开始时接收电平相对规定电平没有大偏差，而且基本收敛的场合下，由于考虑到不会发生上述的接收错误问题，因而AGC动作不开始，在接收放大器2中按原样设定上述的初始值(步骤S4)，并从正常信号处理区间即已知信号区间的信头，来执行规定的数字信号处理(步骤S5)。这样在步骤S11结束全部处理。

另一方面，在步骤S3，在判定出最初的接收电平相对规定的电平有大偏差后，AGC动作开始。

首先在步骤S6，调整接收放大器2的增益，在步骤S7，再次测定接收信号的电平(数字信号的大小)。其结果是，直至在步骤S8判定出接收电平收敛到规定电平为止，重复步骤S6～8的处理，在判定出已收敛后，在步骤S8结束AGC动作，在步骤S9，算出AGC处理所需的应无效的码元数。

在步骤S10，对从已知信号区间的信头除去了上述无效码元的剩余已知信号区间，执行规定的数字信号处理，在步骤S11结束全部处理。

在该图3所示的示例中，可在有限长度的已知信号区间，在尽量最短的时间内判定出得到适于信号处理的信号的时刻即AGC的结束时刻，并在剩余的已知信号区间，以最大限度的效率，无接收错误地进行规定的数字信号处理。

图4是表示由软件来实现上述第2方法场合下的控制的流程图。

首先在步骤S31，设定该帧中接收放大器2的AGC处理用的增益初始值，将无效的码元数设为预定的值N。并将对与规定的无效码元数N对应的AGC处理时间进行计时的计数器AGC_cnt设为零。

在步骤S32，开始测定该帧的接收信号电平(被A/D转换的数字信号的大小)。

在步骤S33，在由于初始值的设定适当，因而接收开始时接收电平相对规定电平没有大偏差，而且基本收敛的场合下，由于考虑到不会发生上述的接收错误问题，因而AGC动作不开始，在接收放大器2中按原样设定上述的初始值(步骤S34)，并从正常信号处理区间即已知信号区间的信头，来执行规定的数字信号处理(步骤S35)。这样在步骤S42结束全部处理。

另一方面，在步骤S33，在判定出最初的接收电平相对规定电平有大偏差后，AGC动作开始。

首先在步骤S36，调整接收放大器2的增益，在步骤S37，再次测定接收信号的电平(数字信号的大小)。其结果是，直至在步骤S38判定出接收电平收敛到规定电平，或者计数器AGC_cnt的计数已达到与无效码元数N相当的极限值为止，边在步骤S39使AGC_cnt逐次递增1边重复步骤S36～38的处理。

在步骤S38，判定出接收电平收敛(AGC动作结束)，或者AGC_cnt已达到极限值后，在步骤S40读出规定的无效码元数N。

在步骤S41，不管AGC动作是否已结束，均对从已知信号区间的信头除去了上述规定的无效码元数N的剩余已知信号区间，执行规定的数字信号处理，在步骤S42，结束全部处理。

在该图4所示的示例中，即使是比如残留一定的AGC处理影响的区间，也可全部利用规定的处理所必需的最低限已知信号区间(除去N的区间)。

各帧的接收放大器2的增益初始值通常从直至前一帧为止的接收电平大小来估算，这一方法虽然有效，但在接收电平因衰落环境等而有较大变动的场合下，易于发生上述的接收错误问题，这样上述图3或图4所示的方法便特别有效。

在上述实施方式中，对作为多值调制方式，采用了16QAM方式的场合作了说明，但成为本发明的对象的多值调制方式并非限定于16QAM方式，也可以采用可判定接收信号的振幅信息的任意一种调制方式。

在上述实施方式中，对作为移动体通信系统的一例的PHS作了说明，但本发明并非限定于PHS，也可以适用于具有已知信号区间的长度被限制的格式的移动体通信系统。

如上所述，根据本发明，在具有因标准而不能持有足够长的已知信号区间的信号格式的PHS之类移动体通信系统中，即使在为能进行高质量大容量传送而采用了16QAM之类多值调制方式的场合下，也能防止发生因模拟接收信号的AGC处理而引起的数字信号处理部的接收错误。

产业上的可利用性

如上所述，根据本发明涉及的无线接收装置、信号处理定时控制方法及信号处理定时控制程序，即使对不能持有足够长的已知信号区间的信号格式，也能防止发生因AGC处理而引起的接收错误，因而适用于采用了多值调制方式的移动体通信系统。