JP4870730B2 - 無線基地局 - Google Patents
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Description
一般的には、ゲイン調整では、受信した信号の帯域にある信号の平均値が所望のレベルになるようにゲイン調整がなされる。しかし、これだと、受信した信号に信号レベルの高い妨害波がのっていた場合(図5(a)参照)には、受信帯域における信号全体の平均値が高くなることによって増幅率が低下してしまうために、所望波のレベルがターゲットレベルにまで増幅されず、正しくゲイン調整ができているとはいえなかった(図5(b)参照)。なお、図5において斜線部分が所望波を表しており、黒塗り部分が妨害波を表している。
従来の手法に従えば、所望波のある帯域はWe分しかないにも関わらず受信帯域における受信レベルHeの合計を受信帯域Wで割って平均値を算出し、その平均値をターゲットレベルLにするようゲインを設定することになるので、図6(b)に示すように、ゲインをかけた後の所望波のレベルはオーバーレンジになってしまう。ゲイン調整された信号は直交復調されるが、直交復調する際に適切なレベルの範囲が予め定められており、オーバーレンジになっていると、不要なノイズを発生させる一因となってしまう。
上述のように特許文献1にせよ、従来の手法にせよ、妨害波を除去するか否かの違いはあるものの、受信信号の所望帯域の全体帯域の信号の受信レベルの平均値を所望のレベルにするためのゲインを算出している。
そこで、本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであり、所望の受信帯域の全体域にわたって信号がなくとも、適切にゲインを算出することができる無線基地局を提供することを目的とする。
<実施の形態1>
<構成>
図1は、本発明に係る無線基地局100の受信回路の一部の機能構成を示した機能ブロック図である。なお、本実施の形態においては、無線基地局における受信信号に対するゲインコントロールの説明に主をおき、その他の無線基地局が通常有する機能、例えば無線送信機能や受信した信号の上位層における信号処理などについては、その説明を省略する。
増幅器101は、ゲイン調整部110により設定されたゲインで、入力された信号を増幅する機能を有する。ここで増幅器101に入力される信号は、アンテナを介して受信された信号をアナログフィルタでフィルタリングが実行された信号である。
直交復調部103は、ADC102でデジタル変換された信号を直交復調する機能を有する。
FIL104は、直交復調された信号に対して、隣接チャネルの帯域の信号をデジタルフィルタリングにより除去する機能を有する。フィルタリング後のデータの個数は、1周期のキャリア数個分のデータとなる。例えば、10MHz分、つまり1周期内のサンプリング数として1024個(ガードインターバルを含むと1152個)のデータとなる。
ゲイン調整部110は、振幅算出部111と、合計値算出部112と、帯域抽出部113と、帯域占有率算出部114と、逆数算出部115と、乗算器116と、ゲイン設定部117とを含んで構成される。
合計値算出部112は、算出された振幅の合計値を算出する機能を有する。
帯域抽出部113は、所望帯域中において所定の閾値以上の信号レベルを有する信号を検出し、帯域占有率算出部114に伝達する機能を有する。ここで所定の閾値は、信号があることを検出するために必要な最低限の信号レベルであればよい。
逆数算出部115は、帯域占有率算出部114により算出された所望帯域中に実際に信号があった比率の逆数を算出する機能を有する。
乗算器116は、合計値算出部112が算出した合計値に、逆数算出部115が算出した逆数をかける機能を有する。
<動作>
ここに、ゲイン調整部110がゲインを設定するまでの流れを示す。FIL104により隣接周波数帯域の信号が除去された直交信号から、帯域のキャリア数分の各データの振幅を振幅値算出部111が算出し、算出された振幅値の合計値を合計値算出部112が算出する。
また、周波数軸信号は、帯域抽出部113にも出力される。帯域抽出部113は、受信した周波数軸信号に対して実際に信号がある箇所を所定の閾値以上の信号レベルを有するか否かによって検出する。帯域占有率算出部114は、帯域W中の所望波が存在する比率を算出する。つまり帯域占有率算出部114は、キャリア数個のサンプリング点のうち、いくつのサンプリング点が所定の閾値以上となるかを算出する。ここで算出される比率は、図2(a)を参照するとWe/Wとなる。
乗算器116は、合計値算出部112から出力された合計値(We×He)に逆数算出部115から出力された逆数をかけた値(We×He×W/We=He×W)をゲイン設定部117に出力する。
これにより、無線基地局100は、ターゲットレベルに達しておらず、全受信帯域W中すべてに所望波がのっていない図2(a)に示すような信号を受信した場合であっても、図2(b)に示すように適切なターゲットレベルに信号レベルを増幅できる。
<考察>
ここで上記実施の形態1に示した方法を用いてのゲイン調整が正しくなされていることを図2及び図5を用いて説明する。
<実施の形態2>
上記実施の形態1においては、妨害波がない場合を念頭に説明した。しかし、実際には妨害波がのる可能性は否めないので、本実施の形態においては、妨害波がある場合にも対応して、正しくゲインを算出することを示す。
<構成>
図3は、実施の形態2に係る無線基地局200の受信回路の一部の機能構成を示した機能ブロック図である。
図3に示すように、ゲイン調整部210は、振幅算出部111と、合計値算出部112と、帯域抽出部113と、帯域占有率算出部114と、逆数算出部115と、乗算器116と、ゲイン設定部117と、振幅情報検知部201と、比算出部202と、乗算器203とを含んで構成される。
合計値算出部112は、算出された振幅の合計値を算出する機能を有する。
帯域抽出部113は、所望帯域中において所定の閾値以上の信号レベルを有する信号を検出し、帯域占有率算出部114に伝達する機能を有する。
帯域占有率算出部114は、前記帯域抽出部113により抽出された閾値以上の信号の、所望の帯域中における比率を算出する機能を有する。
比算出部202は、受信信号中の所望波の実際の比率、つまり、振幅情報検知部201が検知したサンプリング点の、キャリア数個のサンプリング点の振幅値のうち所定の閾値以上の信号を有するサンプリング点に対する比率を算出して出力する機能を有する。
逆数算出部115は、乗算器203から出力された比率の逆数を算出する機能を有する。
乗算器116は、合計値算出部112が算出した合計値に、逆数算出部115が算出した逆数をかける機能を有する。
<動作>
ここに、ゲイン調整部210がゲインを設定するまでの流れを示す。FIL104により隣接周波数帯域の信号が除去された直交信号から、キャリア数個分の各データの振幅を振幅値算出部111が算出し、算出された振幅値の合計値を合計値算出部112が算出する。
また、周波数軸信号は、帯域抽出部113にも出力される。帯域抽出部113は、受信した周波数軸信号に対して実際に信号がある箇所を所定の閾値以上の信号レベルを有するか否かによって検出する。
一方、振幅情報検知部201は、キャリア数個のサンプリング点の振幅値のうち、その平均値よりも低い振幅値を有するサンプリング点を検知する。そして、比算出部202は、所望波中の妨害波の比率、つまり、振幅情報検知部201が検知したサンプリング点の数の、キャリア数個のサンプリング点の振幅値のうち、所定の閾値以上の信号を有するサンプリング点に対する比率({(We−Wb)×He+Wb×Hb}/(We×He))を算出して出力する。
逆数算出部115は、乗算器203から出力された値の逆数をとり、算出した逆数((W×He)/{(We−Wb)×He+Wb×Hb})を乗算器116に出力する。
ゲイン設定部117は、増幅器101に、ターゲットレベルLを、乗算器116から出力された値(W×He)を受信帯域Wで除した値(He)で除した値(L/He)をゲインとして設定する。
<考察>
ここで上記実施の形態2に示した方法を用いてのゲイン調整が正しくなされていることを図4を用いて説明する。
しかし、本発明の場合では、受信帯域W中の所望波の比率RIA=We/Wを帯域占有率算出部113が算出する。そして、所望波と妨害波を含む信号中の所望波の比率RIB={(We−Wb)×He+Wb×Hb}/(We×He)を比算出部202が算出する。乗算器203により、RIAとRIBとが掛け合わされて、RI={(We−Wb)×He+Wb×Hb}/(W×He)を得る。そして、ターゲットレベルLを、このRIの逆数を所望波の平均値にかけた値で除した値が本実施の形態2におけるゲインGiとなる。
よって、所望波のレベルHeにゲインGiをかけた場合のレベルをHjとすると、Hj=He×L/He=Lとなり、ターゲットレベルになることが分かる。
<補足>
上記実施形態において、本発明の実施の手法について説明してきたが、本発明の実施形態がこれに限られないことは勿論である。以下、上記実施形態以外に本発明の思想として含まれる各種の変形例について説明する。
(1)上記実施の形態においては、受信帯域Wを10MHz、サンプリング点の数を1024個と例示したが、これは、通信方式の仕様によって変更されてもよく、例えば受信帯域を20MHz、サンプリング点を2048個としてもよい。
(2)上記実施の形態では、振幅値算出部112は、FFTをかけられる前の信号の振幅を算出していたが、これは、FFTをかけられた後の周波数軸信号で振幅を算出することとしてもよい。
(3)上記実施の形態2では、妨害波がある状態で所望波がある比率を算出するために、振幅情報検知部201は、受信信号の平均値以下となる信号を検出したが、これは平均値でなく、予め定めてある特定の閾値であってもよい。この特定の閾値は、実施の形態2における所望波の受信レベルHeよりも高く設定する必要がある。当該特定の閾値は、無線基地局において受信する信号の受信レベルを実際に検出して適切な値を設定する。
(4)上記実施の形態で示したゲイン制御に係る動作を無線基地局のプロセッサ、及びそのプロセッサに接続された各種回路に実行させるためのプログラムコードからなる制御プログラムを、記録媒体に記録すること、又は各種通信路等を介して流通させ頒布させることもできる。このような記録媒体には、ICカード、ハードディスク、光ディスク、フレキシブルディスク、ROM等がある。流通、頒布された制御プログラムはプロセッサに読み出され得るメモリ等に格納されることにより利用に供され、そのプロセッサがその制御プログラムを実行することにより、実施形態で示したような各種機能が実現されるようになる。
101 増幅器
102 ADC
103 直交復調部
104 FIL
105 FFT
110 ゲイン調整部
111 振幅値算出部
112 合計値算出部
113 帯域抽出部
114 帯域占有率算出部
115 逆数算出部
116 乗算器
117 ゲイン設定部
Claims (3)
- 受信信号の受信レベルを所望のレベルに設定する無線基地局であって、
所望の周波数帯域の受信信号を受信する受信手段と、
受信信号中で信号レベルが所定の閾値以上となる第1信号の前記周波数帯域に対する比率を検出する第1検出手段と、
前記比率に基づいて前記受信手段で受信した受信信号にかけるゲインを算出するゲイン算出手段と、を備え、
前記ゲイン算出手段は、
前記所望のレベルを、前記周波数帯域の受信信号の受信レベルの平均値に前記第1検出手段が検出した比率の逆数をかけた値で除した値を前記ゲインとして算出する
ことを特徴とする無線基地局。 - 受信信号の受信レベルを所望のレベルに設定する無線基地局であって、
所望の周波数帯域の受信信号を受信する受信手段と、
受信信号中で信号レベルが所定の閾値以上となる第1信号の前記周波数帯域に対する比率を検出する第1検出手段と、
前記第1信号のうち、その信号レベルが第2の所定の閾値よりも低い信号レベルを有する第2信号の前記第1信号に対する比率を検出する第2検出手段と、
前記第2検出手段が検出した比率と前記第1検出手段が検出した比率とに基づいてゲインを算出するゲイン算出手段と、を備え、
前記ゲイン算出手段は、
前記所望のレベルを、前記第1検出手段が検出した比率に、前記第2手段が検出した比率をかけた第2乗数の逆数を、前記周波数帯域における信号の平均値にかけた値で除した値を前記ゲインとして算出する
ことを特徴とする無線基地局。 - 前記無線基地局は、更に、
前記ゲイン算出手段で算出されたゲインを受信信号にかけて信号レベルをフィードバック制御により調整するゲイン調整手段と、
前記ゲイン調整手段により信号レベルを調整された受信信号を復調する復調手段と、を備える
ことを特徴とする請求項1又は2記載の無線基地局。
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