JP5116502B2 - 受信レベル制御装置及び受信機 - Google Patents

Description

本発明は、入力される信号の受信レベルを制御する受信レベル制御装置に関し、特に、電力線を用いた通信を行う通信装置等の受信回路において用いられる受信レベル制御装置及び受信機に関するものである。

商用の電力線を通信媒体として用いた電力線通信装置では、様々な家電機器の電源回路からの漏洩ノイズが悪影響を与えるため、電力線通信装置の送受信回路は耐ノイズ性を高める必要性がある。また同時に、接続した機器が持ち合わせているインピーダンス変動特性も悪因子のひとつである。これらの理由により、複数の周波数帯域に同一のデータを載せ、ノイズ影響の大きい、もしくはインピーダンス変動の大きい周波数帯域を避けて、ノイズの影響の少ない周波数帯域を利用した通信が可能なマルチキャリア通信方式が提案されている。

このようなマルチキャリア通信方式では、複雑な信号処理が必要となり、単一キャリア通信よりもデータの処理時間を長く要する。このため、受信用Ａ／Ｄコンバータの最大許容入力レベルを超えない範囲で最大となるようにレベル制御を行うＡＧＣ（Ａｕｔｏ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路のフィードバック制御において、通信パフォーマンスを向上させるためには、このフィードバック制御に関する処理時間の短縮が必須となる。

近年、通信効率の向上のため、通信データにおいてプリアンブルのシンボル長の短縮化が求められている。シンボル長を短縮すると、プリアンブル部にて制御を行うＡＧＣ制御動作においては、より高い高速性能を求められることになる。このため、高速通信を実現するには、実用上、ＡＧＣのフィードバック制御の応答速度が遅すぎるという課題があった。

図１２は、従来の通信装置におけるＡＧＣ回路を含む受信回路の構成例を示すブロック図である。受信回路は、受信アナログ信号ＲＤからＡＧＣ５２の利得を決定する制御部５１を有する。制御部５１は、第一の制御回路５１ａ、及び第二の制御回路５１ｂを内蔵する。また、受信回路は、制御部５１の制御に基づく増幅率で受信アナログ信号ＲＳを増幅するＡＧＣ５２、アナログ／デジタル変換回路（Ａ／Ｄ）５３、シリアル／パラレル変換回路（Ｓ／Ｐ）５４、受信した受信アナログ信号ＲＳを時間軸データから周波数軸データに変換を行う高速フーリエ変換回路（ＦＦＴ：Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）５５、制御回路５１からの指令に基づいて高速フーリエ変換回路５５からの周波数軸データから特定のトーン信号を抽出するトーン選択器５６、一次復調器５７、及び、受信データＲＤを出力するデフレーミング回路５８を有して構成される（例えば特許文献１参照）。

ＡＧＣ処理において、第一の制御回路５１ａは、Ａ／Ｄ５３の出力結果から飽和判定を行い、飽和判定結果が非飽和になるか、ＡＧＣテーブルを最後まで使用する（最小利得のテーブルまで到達する）までループバック制御を行い、ＡＧＣの利得の仮決定をまず行う。ＡＧＣの利得の仮決定をした後、ＦＦＴ５５により周波数分析を行い、トーン選択器５６により伝送に使用している周波数データを抽出する。そして、トーン選択器５６は、抽出した複数の周波数成分毎にベクトル長を演算する。この演算により得られたベクトル長は、信号周波数以外の周波数ノイズが除去された信号成分となる。第二の制御回路５１ｂは、この信号成分とあらかじめ設定された閾値との比較を行い、演算されたベクトル長が閾値より大きければ、ＡＧＣの利得の仮決定値をＡＧＣ利得値とする。また、閾値より小さければ、第二の制御回路５１ｂは、ＡＧＣ使用テーブルにおいて選択可能な増幅率のＡＧＣ利得の仮決定値より１段階高い値（増幅率）を選択する。これにより、Ａ／Ｄ５３の最大許容入力レベルを超えない範囲で最大となるようにレベル制御が行われる。

また、ＡＧＣの制御において、利得の目標値に近づくにつれて、目標値と現在の値との差を比較する閾値と、この比較を行う評価期間との両方を変更する技術もある（例えば特許文献２参照）。この従来技術では、現在の値が目標値に収束しているときは評価期間を長くすることによって、効率の良い利得制御が可能になる。
特開２００２−３５３８１３号公報 特開２００３−３２０５７号公報

上記特許文献１のような従来技術の構成では、ＡＧＣの利得制御は一定の決まった期間で１ステップづつしか変化することができないため、最速でも目標値までのステップ数分の期間の収束時間が必要となり、高速化に限度がある。

また、上記特許文献２のようなＡＧＣ制御時の閾値と評価期間の両方を変更するものでは、目標に近くなったとき評価期間が長いために、目標値に近いときに制御すべき値が変わったときの高速化への対応が困難になるという問題点がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、複雑な処理を用いず簡単な構成で実現でき、高感度で高速なＡＧＣ動作が可能な受信レベル制御装置及び受信機を提供することを目的とする。

本発明の受信レベル制御装置は、受信信号を入力し、変更可能に設定された利得で前記受信信号を増幅する増幅器と、所定のサンプリング周期ごとの前記増幅器から出力される信号レベルの累積値を記憶するメモリと、所定の時刻から前記信号レベルを累積し、所定の時間間隔で前記累積値が所定の基準値を超えたかどうかを判断し、前記累積値が前記所定の基準値を超えた場合に、その時点で前記所定の時刻から経過した時間に応じた調整量で前記増幅器の利得を変更する利得制御部と、を備えるものである。
この構成により、累積値が所定の基準値を超えた時点で所定の時刻から経過した時間に応じた調整量で増幅器の利得を変更することで、短い時間で累積値の判断及び利得の変更が可能であり、短時間の処理で高速な受信レベル制御を実現できる。

また、本発明は、上記の受信レベル制御装置であって、前記増幅器は、前記受信信号として多搬送波の変調信号を入力し、前記利得制御部は、前記所定の時間間隔として、前記変調信号の変調方式の１シンボル期間を複数に分割した時間間隔を用い、この分割時間間隔において前記累積値の判断を行うものを含む。
これにより、信号レベルの累積値が所定の基準値を超えたかどうかの判断及び利得変更を１シンボルより短い時間単位で行うことができるので、利得の調整時間を短くすることができる。

また、本発明は、上記の受信レベル制御装置であって、前記利得制御部は、初期状態では前記増幅器の利得を最大とし、前記累積値が前記所定の基準値を超えた場合に、その時点で前記利得を小さくなるように変更し、前記累積値を初期値に戻して前記信号レベルの累積及び前記累積値の判断を再開するものを含む。
これにより、利得最大状態から小さくする制御によって、複雑な処理を用いず簡単な構成で利得制御を実現できる。また、所定の時間間隔において累積値の判断及び利得変更を短い時間で行うことができるので、増幅器の利得を調整し利得が収束するまでの時間を短くすることができる。

また、本発明は、上記の受信レベル制御装置であって、前記利得制御部は、前記累積値が前記所定の基準値を超えた場合に、前記所定の時刻から経過した時間が短い場合は大きな調整量によって前記利得を変更するものを含む。
これにより、信号レベルの累積値が所定の基準値を超えた時間に応じて、所定の時刻から経過した時間が短い場合は大きな調整量で利得を変更することで、受信レベルの過大度合いに応じた利得調整が可能となり、利得が収束するまでの時間を短くすることができる。

また、本発明は、上記の受信レベル制御装置であって、前記利得制御部は、前記所定の時間間隔を用いた判断において前記累積値が前記所定の基準値を超えた回数をカウントし、規定回数以上となった場合に前記利得を変更するものを含む。
これにより、信号レベルの累積値が所定の基準値を規定回数以上超えた場合に利得変更を行うことで、インパルス性ノイズや周期性ノイズに対するノイズ耐性を向上できる。

また、本発明は、上記の受信レベル制御装置であって、前記利得制御部は、前記累積値が前記所定の基準値より小さい第２の所定の基準値を超えない場合に、前記利得を大きくなるように変更し、前記累積値を初期値に戻して前記信号レベルの累積及び前記累積値の判断を再開するものを含む。
これにより、例えば無信号状態で受信レベルが低いときなど、第２の所定の基準値より小さな信号レベルが続いた場合に、利得を大きくすることができるので、次の受信信号フレームが入力される時点などの所定の時刻までに、受信する信号フレームに合わせた利得調整を行うことができる。

また、本発明は、上記の受信レベル制御装置であって、前記利得制御部は、前記所定の時間間隔を用いた判断において前記累積値が前記第２の所定の基準値を超えなかった回数をカウントし、規定回数以上となった場合に前記利得を変更するものを含む。
これにより、信号レベルの累積値が第２の所定の基準値を規定回数以上下回った場合に利得変更を行うことで、伝送路の周期性ノイズや振幅変動などに対しても適切に利得を調整可能となる。

また、本発明は、上記いずれかの受信レベル制御装置を備える受信機を提供する。

本発明によれば、複雑な処理を用いず簡単な構成で実現でき、高感度で高速なＡＧＣ動作が可能な受信レベル制御装置及び受信機を提供できる。

本実施形態では、通信装置に用いられる受信レベル制御装置として、電力線を伝送路として通信を行うマルチキャリア伝送方式の電力線通信システムに用いる電力線通信装置（ＰＬＣ（Ｐｏｗｅｒ Ｌｉｎｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）モデム）に適用した例を説明する。

図１は電力線通信装置の外観を示す図であり、図１（ａ）は電力線通信装置の外観斜視図、図１（ｂ）は同前面図、図１（ｃ）は同背面図である。

電力線通信装置は、筐体１０１を有しており、筐体１０１の前面には、図１（ａ）、（ｂ）に示すようにＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）１０５Ａ、１０５Ｂ、１０５Ｃからなる表示部１０５が設けられている。また、筐体１０１の背面には、図１（ｃ）に示すように電源コネクタ１０２、及びＲＪ４５等のＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）用モジュラージャック１０３、及び動作モード等の切換えのための切換えスイッチ１０４が設けられている。電源コネクタ１０２には、電源ケーブル（図１では図示せず）が接続され、モジュラージャック１０３には、ＬＡＮケーブル（図１では図示せず）が接続される。なお、電力線通信装置には、さらにＤｓｕｂ（Ｄ−ｓｕｂｍｉｎｉａｔｕｒｅ）コネクタを設け、Ｄｓｕｂケーブルを接続するようにしてもよい。また、その他慨知のコネクタ等を設けてもいいのは言うまでも無い。なお、表示部としては、複数のＬＥＤの他、１つのＬＥＤで色を変えても良いし、液晶やＥＬディスプレイ等に通信速度等を表示させても良い。また、図１では電力線通信装置としてのＰＬＣモデムの構成例を示したが、ＰＬＣモデムを備えた電気機器（例えばテレビなどの家電機器）であってもよい。

図２は、電力線通信装置のハードウェアの一例を示すブロック図である。電力線通信装置は、回路モジュール２００及びスイッチング電源２０１を有している。スイッチング電源２０１は、各種（例えば、＋１．２Ｖ、＋３．３Ｖ、＋１２Ｖ）の電圧を回路モジュール２００に供給するものであり、例えば、スイッチングトランス、ＤＣ−ＤＣコンバータ（いずれも図示せず）を含んで構成される。

回路モジュール２００には、メインＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）２１０、ＡＦＥ ＩＣ（Ａｎａｌｏｇ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ ＩＣ）２２０、イーサネット（登録商標）ＰＨＹ ＩＣ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｌａｙｅｒ ＩＣ）２３０、メモリ２４０、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２５１、ドライバＩＣ２５２、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２６０、カプラ２７０、ＡＭＰ（増幅器）ＩＣ２８１、ＡＤＣ（ＡＤ変換）ＩＣ２８２が設けられている。スイッチング電源２０１及びカプラ２７０は、電源コネクタ１０２に接続され、さらに電源ケーブル２０２、電源プラグ２０３、コンセント２０４を介して伝送路２０５に接続される。

メインＩＣ２１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２１１、ＰＬＣ・ＭＡＣ（Ｐｏｗｅｒ Ｌｉｎｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ・Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｌａｙｅｒ）ブロック２１２、及びＰＬＣ・ＰＨＹ（Ｐｏｗｅｒ Ｌｉｎｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ・Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｌａｙｅｒ）ブロック２１３を有して構成されている。ＣＰＵ２１１は、３２ビットのＲＩＳＣ（Ｒｅｄｕｃｅｄ Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｓｅｔ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）プロセッサを実装している。ＰＬＣ・ＭＡＣブロック２１２は、送受信信号のＭＡＣ層（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｌａｙｅｒ）を管理し、ＰＬＣ・ＰＨＹブロック２１３は、送受信信号のＰＨＹ層（Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｌａｙｅｒ）を管理する。ＡＦＥ ＩＣ２２０は、ＤＡ変換器（ＤＡＣ：Ｄ／Ａ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）２２１、ＡＤ変換器（ＡＤＣ：Ａ／Ｄ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）２２２、及びＡＧＣアンプ２２３を有して構成されている。カプラ２７０は、コイルトランス２７１、及びカップリング用コンデンサ２７２ａ、２７２ｂで構成されている。なお、ＣＰＵ２１１は、メモリ２４０に記憶されたデータを利用して、ＰＬＣ・ＭＡＣブロック２１２、及びＰＬＣ・ＰＨＹブロック２１３の動作を制御するとともに、電力線通信装置全体の制御も行う。

電力線通信装置による通信は、概略次のように行われる。モジュラージャック１０３から入力された外部の通信装置からの通信データは、イーサネット（登録商標）ＰＨＹ ＩＣ２３０を介してメインＩＣ２１０に送られ、デジタル信号処理を施すことによってデジタル送信信号が生成される。生成されたデジタル送信信号は、ＡＦＥ ＩＣ２２０のＤＡ変換器（ＤＡＣ）２２１によってアナログ信号に変換され、ローパスフィルタ２５１、ドライバＩＣ２５２、カプラ２７０、電源コネクタ１０２、電源ケーブル２０２、電源プラグ２０３、コンセント２０４を介して伝送路２０５に出力される。

伝送路２０５から受信された信号は、カプラ２７０を経由してバンドパスフィルタ２６０に送られ、ＡＦＥ ＩＣ２２０のＡＧＣアンプ２２３でゲイン調整がされた後、ＡＤ変換器（ＡＤＣ）２２２でデジタル信号に変換される。そして、変換されたデジタル信号は、メインＩＣ２１０に送られ、デジタル信号処理を施すことによって、デジタルデータに変換される。変換されたデジタルデータは、イーサネット（登録商標）ＰＨＹ ＩＣ２３０を介してモジュラージャック１０３から出力される。

電力線通信装置は、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式等の複数のサブキャリアを用いた多搬送波の変調信号によるマルチキャリア通信を行うものであり、送信データをＯＦＤＭ送信信号に変換するとともに、ＯＦＤＭ受信信号を受信データに変換するデジタル処理は、主としてＰＬＣ・ＰＨＹブロック２１３で行われる。

図３は、本発明の実施形態に係る受信レベル制御装置の構成を示すブロック図である。受信レベル制御装置は、上記の電力線通信装置におけるＡＦＥ ＩＣ２２０とメインＩＣ２１０に相当するもので、電力線通信装置の受信機においてＡＧＣアンプによる受信レベル制御を行うものである。ＡＧＣアンプ部１１とＡ／Ｄ部１２がＡＦＥ ＩＣ２２０に対応し、復調部１３とフレーム処理部１４と受信レベル検出部１５とＡＧＣ制御部１６がメインＩＣ２１０に対応する。

ＡＧＣアンプ部１１は、入力される受信アナログ信号ＲＳを増幅してレベル調整を行う利得変更可能な増幅器を備え、後段のＡ／Ｄ部１２における受信用Ａ／Ｄコンバータの最大許容入力レベルを超えない範囲で最大となるように入力信号のレベル制御を行う。Ａ／Ｄ部１２は、レベル調整後の受信アナログ信号ＲＳをデジタル信号に変換する。復調部１３は、デジタルサンプリングされた受信信号に関して、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）による時間軸データから周波数軸データへの変換、シリアル−パラレル変換、周波数軸データからの特定のトーン信号の抽出、予め定められた一次変調方式による変調信号の復調を行う。フレーム制御部１４は、復調部１３から出力される受信データに基づき、受信データの中に含まれるキャリア信号／同期ワード信号の抽出、及び後述するフレーム構成の再生処理を行う。また、フレーム制御部１４は、各フレームが正常に受信できている場合は、ＡＧＣアンプ部１１でのＡＧＣ利得を維持するためのＡＧＣロック信号を出力する。

受信レベル検出部１５は、Ａ／Ｄ部１２から出力されるデジタルサンプリングされた受信信号から、Ａ／Ｄサンプリングタイミング毎の受信レベルを累積した累積値を記憶するメモリを有し、受信レベルの平均化演算を行った後、その受信レベルを検出する。また、受信レベル検出部１５は受信レベル累積値ＲＡをＡＧＣ制御部１６に出力する。ＡＧＣ制御部１６は、利得制御部の機能を実現するもので、フレーム制御部１４から出力される送信開始信号、送信完了信号、キャリア検出信号、同期合わせ信号、ＡＧＣロック信号等のフレーム関連制御信号ＦＳと、受信レベル検出部１５から出力される受信レベルの累積値ＲＡとに基づき、ＡＧＣアンプ部１１のＡＧＣ利得を制御するためのＡＧＣ利得制御信号ＡＳを生成して出力する。また、ＡＧＣ制御部１６は、後述するアップ／ダウンカウンタ処理部Ａ１６ａ、アップ／ダウンカウンタ処理部Ｂ１６ｂの機能を有している。

図４は、フレーム制御部により再生処理される受信信号のフレームの構成と、そのフレームにおけるフィールドの構成を示す図である。

本実施形態の通信装置においては、図４に示すフレーム構成を持つ信号を受信信号として入力する。フレームは、キャリア検出用の領域であるプリアンブルフィールドＦＬ１、予め定められた固定コードの領域である同期ワードフィールドＦＬ２、フレームの種類や通信先の宛先を示すフレームコントロールフィールドＦＬ３、ペイロードフィールドの長さを示す信号の領域であるＦｒａｍｅＬｅｎｇｔｈ（ＦＬ）フィールドＦＬ４、及び、データ部であるペイロードフィールドＦＬ５から構成される。なお、本実施形態では、上記プリアンブルフィールドＦＬ１を、１０シンボル（ｓｙｍｂｏｌ）区間にわたる既知のデータの繰り返しパターンとする。

ここで、シンボルとは、変復調を行う際の、位相偏移変調方式ではＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、８ＰＳＫなど、直交振幅変調方式では１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭなど、あるいは直交周波数分割多重方式などの一まとまりの変調の単位を指す。

プリアンブルフィールドＦＬ１では、復調部１３が、データについての相関（一般的にはシンボル間相関、マルチキャリアならサブキャリア間相関も利用可）によってキャリアが検出できたか否かを判定し、キャリアを検出した場合は、復調部１３からキャリア検出信号を出力する。このキャリア検出信号はフレーム制御部１４を介してＡＧＣ制御部１６に入力される。ＡＧＣ制御部１６は、このプリアンブルフィールドＦＬ１の期間において、ＡＧＣ利得制御信号ＡＳを出力し、ＡＧＣアンプ部１１のＡＧＣ利得を制御することでＡＧＣ動作を行う。ＡＧＣ動作が収束して受信データが正常に復調できている場合は、フレーム制御部１４からＡＧＣロック信号を出力し、この時点の利得でもってそのままＡＧＣ利得をロックさせる。ＡＧＣロック信号がアサートされる（有効になる）と、ＡＧＣ制御部１６は、受信動作が完了するまでＡＧＣアンプ部１１のＡＧＣ利得の状態を維持する。

同期ワードフィールドＦＬ２では、プリアンブルフィールドＦＬ１で使用している最終データを反転する（プリアンブルフィールドＦＬ１の最終データが１の繰り返しデータであれば、同期ワードのデータは０）などの、ある規則性のあるデータパターンとし、フィールド内やフレーム内の同期をとるために活用される。

同期ワードが検出された次のシンボルからは、フレームコントロールフィールドＦＬ３の領域であり、そのフレームコントロールフィールドＦＬ３内のＭＡＣアドレス等のユニークなＩＤと、受信側の通信装置が持つそれぞれのＩＤと一致した時は、送信されたデータが自分宛であると判定し、その後のＦＬフィールドＦＬ４やペイロードフィールドＦＬ５の再生を行う。ＩＤが一致しなければ、フレームコントロールフィールドＦＬ３以降の、ＦＬフィールドＦＬ４及びペイロードフィールドＦＬ５は破棄される。

ＦＬフィールドＦＬ４は、ＦＬフィールドＦＬ４以降のペイロードフィールドＦＬ５のデータ数を表すフィールドであり、受信側の通信装置はこのＦＬフィールドＦＬ４の値を解読し、その値によってデータの待ち受け時間の制御を行う。

図５は、ＡＧＣ動作を説明する図である。Ａ／Ｄ部１２のダイナミックレンジが有限であるため、このダイナミックレンジを有効に活用する必要がある。そこで、ＡＧＣ制御部１６は、Ａ／Ｄ部１２が持つ最大許容入力レベルを超えない範囲でＡ／Ｄ部１２への入力が最大になるように、ＡＧＣアンプ部１１のＡＧＣ利得についてフィードバック制御を行う。

ＡＧＣ動作が適切になされず、Ａ／Ｄ部１２の入力レベルが最大許容入力レベルを超えてしまうと、Ａ／Ｄ部１２からの出力は非線形となり、以降の信号復調が不可能となる場合がある。非線形な信号生成は信号処理を行う上で避けなければならないため、最大許容入力レベルに対してある程度マージンをもってＡ／Ｄ部１２の入力許容範囲を決定する必要がある。

ここで、図５中の（Ａ）に示すように、Ａ／Ｄ部１２の入力レベルが決定された最大許容入力レベルを超えていた場合、ＡＧＣ制御部１６により、ＡＧＣアンプ部１１はレベル減衰させた信号を出力するよう制御される。また、図５中の（Ｂ）に示すように、Ａ／Ｄ部１２の入力レベルが決定された最大許容入力レベルより小さい場合、ＡＧＣ制御部１６により、ＡＧＣアンプ部１１はレベル増幅させた信号を出力するよう制御される。つまり、Ａ／Ｄ部１２の入力レベルが、入力許容範囲を超えない範囲（最大許容入力レベルよりマージンをとった少し小さめの値の範囲）にて最大になるように、フィードバック制御を行う。これにより、ＡＧＣアンプ部１１からはほぼ一定の振幅レベルの信号が出力され、図５の右側に示すように、Ａ／Ｄ部１２には予め定めたほぼ一定のレベルの信号が入力される。このＡＧＣ動作によって、ＡＧＣアンプ部１２は、Ａ／Ｄ部１２のダイナミックレンジを有効に利用し、受信感度を向上することができる。

次に、本実施形態の受信レベル制御装置における特徴的な動作について説明する。本実施形態では、１シンボル期間などの所定期間を複数に分割した時間間隔においてＡＧＣ利得を変更することによりＡＧＣ制御を行う。このＡＧＣ制御において、初期状態ではＡＧＣ利得を最大レベルにした状態から開始し、最大レベルからステップ毎にレベルを減少させて適切なレベルまで収束させる制御を行う。この際、受信レベル検出部１５においてＡ／Ｄ部１２からＡ／Ｄサンプリングタイミング毎に出力される受信レベルを累積していき、累積値をＡＧＣ制御部１６に出力する。ＡＧＣ制御部１６は、受信レベルの累積値を第一の閾値（所定の基準値）である第一基準レベルと比較し、分割した各ＡＧＣ制御時間のうちの累積値が第一基準レベルを超えた時点で、ＡＧＣ利得をステップ毎に小さくするようなＡＧＣ利得制御信号ＡＳをＡＧＣアンプ部１１に出力する。また、受信レベルの累積値が第一基準レベルを超えた時間によって、短時間で累積値が第一基準レベルを超えた場合は低減量を大きくするように、一回当たりの利得調整ステップ数を超過した時間に応じて変化させ、所定のステップ数でＡＧＣ利得を減少させる。

図６は本実施形態のＡＧＣ制御に用いる基準レベルを説明する図である。第一基準レベル及び第二基準レベルは、ＡＧＣ利得を制御する際の判定に用いる所定の受信レベルを示す閾値である。第一基準レベルは、ＡＧＣ利得を下げる判断に用いる閾値であり、Ａ／Ｄ部１２の最大許容入力レベルとの大小関係は、（Ａ／Ｄ部最大許容入力レベル）＞（第一基準レベル）となる。目安としては、（Ａ／Ｄ部最大許容入力レベル）＝（第一基準レベル）＋１２ｄＢと設定する。第二の閾値（第２の所定の基準値）である第二基準レベルは、ＡＧＣ利得を上げる判断に用いる閾値であり、第一基準レベルとの大小関係は、（第一基準レベル）＞（第二基準レベル）となる。

図６において、状態（Ａ）の場合は、受信レベルが第一基準レベルを超えているので、ＡＧＣ制御部１６は、ＡＧＣ利得を前ＡＧＣ利得値からステップダウン（利得を小さく変更）させる。また、状態（Ｂ）の場合は、受信レベルが第一基準レベルより小さく、第二基準レベルは超えているので、ＡＧＣ制御部１６は、ＡＧＣ利得が適切に設定できていると見なし、利得維持を行う。また、状態（Ｃ）の場合は、受信レベルが第二基準レベルより小さい状態であり、ＡＧＣ制御部１６は、この状態が所定以上連続する場合はＡＧＣ利得を前ＡＧＣ利得値からステップアップ（利得を大きく変更）させる。

図７は受信レベルの累積値とＡＧＣ制御時間の分割タイミング、及びＡＧＣ利得切替タイミングを説明する図である。図７の例では、復調データの１シンボルの期間をＮ分割（Ｎは整数）し、そのＮ分割した各タイミングを分割タイミングと呼ぶことにする。ここではＮ＝４とし、それぞれの分割タイミングを順番に分割タイミング１、分割タイミング２、分割タイミング３、分割タイミング４と呼ぶことにして動作説明を行う。なお、図７における第一基準レベルは、図６の受信レベル上での値に相応する受信レベル累積値を判定する閾値を示すものとする。受信レベルを累積するタイミング（図中の受信レベル累積サンプリングタイミング）は、Ａ／Ｄ部１２から受信レベルデータが出力されるＡ／Ｄサンプリングタイミングとする。

分割タイミング１〜３において、１シンボル期間のタイミング（分割タイミング４と同じ）に到達する前に、受信レベル累積値が第一基準レベルより大きくなった場合（図中のパターン１，２，３の場合）、ＡＧＣ制御部１６は、１シンボル期間のタイミングを待たずにその時点の分割タイミングにてＡＧＣ利得を前ＡＧＣ利得値からステップダウン（利得を小さく変更）することで、ＡＧＣ利得を切り替える。このタイミングをＡＧＣ利得の切替が可能なタイミングであるＡＧＣ利得切替タイミングとする。

ＡＧＣ制御のステップ単位は、通信システムによって設定できることができる。電力線通信装置においては、ＡＧＣ利得レベルの収束と利得精度のバランスとを考えると、３〜６ｄＢ／Ｓｔｅｐの設定が適切である。また、ステップダウン数は、どの分割タイミングＮで超えたかにより、第一基準レベルを超えた時間に応じてそれぞれ変更することが可能である。本実施形態では、パターン１（分割タイミング１でＡＧＣ利得切替）の場合は−３ステップダウン、パターン２（分割タイミング２でＡＧＣ利得切替）の場合は−２ステップダウン、パターン３（分割タイミング３でＡＧＣ利得切替）の場合は−１ステップダウンとする。このＡＧＣ利得を切り替えるＡＧＣ利得切替タイミングにおいて、同時に受信レベル累積値を初期値のゼロにリセットし、以後は同様に受信レベルを累積する。

１シンボル期間経過するまでに受信レベル累積値が第一基準レベルを超えない場合（パターン４，５の場合）は、ＡＧＣ制御部１６は、１シンボルのタイミング（分割タイミング４）において累積値と第一基準レベルとの比較を行う。パターン４の場合（図６の状態（Ａ）に相当）は、受信レベル累積値が第一基準レベルを超えているので、ＡＧＣ制御部１６は、ＡＧＣ利得を前ＡＧＣ利得値から−１ステップダウンする。パターン５の場合（図６の状態（Ｂ）に相当）は、受信レベル累積値が第一基準レベルを超えていないものの、第二基準レベルは超えているので、ＡＧＣ利得値のステップダウンを行わずに利得を維持する。そして、この１シンボル期間の分割タイミング４をＡＧＣ利得切替タイミングとし、ＡＧＣ利得切替タイミングにおいてパターン１〜３と同様に、同時に受信レベル累積値をリセットする。

図８は本実施形態の受信レベル制御装置におけるＡＧＣ制御の処理手順を示すフローチャートである。この図８は、ＡＧＣ制御部１６の動作を中心に示している。

ＡＧＣ制御部１６は、フレーム制御部１４からのフレーム関連制御信号ＦＳに基づき、現在、通信装置が受信状態か否かを判定する（ステップＳ１０１）。ここで「受信状態」とは、当該通信装置の送信回路から送信信号を出力していない状態（非送信状態）をいう。通信装置が受信状態でなければ（つまり送信状態であれば）、送信信号の回り込みによる受信回路の悪影響を避けるために、ＡＧＣ制御部１６は、ＡＧＣアンプ部１１に対してＡＧＣ利得を最小値（最小レベル）に設定する（ステップＳ１０２）。そして、ステップＳ１０１の受信状態判断処理に戻る。

一方、受信状態である場合は、さらにＡＧＣ制御部１６は受信動作開始直後か否かを判定する（ステップＳ１０３）。ここで、受信動作開始直後であれば（つまり受信を開始した時点であれば）、ＡＧＣ制御部１６は、ＡＧＣアンプ部１１に対してＡＧＣ利得を最大値（最大レベル）に設定する（ステップＳ１０４）。これにより、微小信号に対しても受信が可能なように待ち受けの準備を行う。そして、ステップＳ１０１の受信状態判断処理に戻る。

上記のようにＡＧＣ利得を最大値とし、受信動作開始した時点から、受信レベル検出部１５は、受信レベルの累積を開始する（ステップＳ１０５）。この際、Ａ／Ｄ部１２からの出力受信レベルを受信レベル累積サンプリングのタイミングで累積していく。受信レベル累積サンプリングの周期は任意であるが、Ａ／Ｄ部１２で使用されるＡ／Ｄサンプリングタイミングと同じ周期を用いることが通常である。

続いて、ＡＧＣ制御部１６はフレーム制御部１４よりＡＧＣロック信号が出力されてＡＧＣ利得を維持するためのロック命令がなされているか否かを判定する（ステップＳ１０６）。ここで、ＡＧＣ利得のロック命令がなされている場合は、ＡＧＣ制御部１６はＡＧＣ利得を前ＡＧＣ利得値にて値を維持する（ステップＳ１０７）。受信が正常に行われている場合は、フレーム制御部１４からＡＧＣロック信号が発生され、ロック命令が行われるため、フレームの途中でもＡＧＣ利得は維持されることになる。その後、受信レベル累積値を初期値のゼロにリセットし（ステップＳ１０８）、ステップＳ１０１の受信状態判断処理に戻って受信レベルの累積及び累積値の判断を再開する。

ＡＧＣ利得のロック命令がなされていない場合は、ＡＧＣ制御部１６は、以降のステップにて受信レベル検出部１５で累積された受信レベルの判定を行い、受信レベル累積値の大きさや累積時間によってＡＧＣ利得の切り替えまたは維持を行う。

図９は図７の受信レベル累積値の各パターンを連続して表示し、図８の動作と対応付けた図である。Ａ／Ｄ部１２から出力される受信データのレベルがある程度大きい場合、受信動作開始直後でステップＳ１０４によりＡＧＣ利得が最大となっているときは、パターン１のように短い時間（分割タイミング１以内）で受信レベル累積値が第一基準レベルに達する。パターン１の場合は、短い時間（分割タイミング１）で大きなステップ数（−３ステップダウン）のＡＧＣ利得を減少させる。

このＡＧＣ制御により、ＡＧＣ利得が小さくなって適正な値に近づいてくると、受信レベルの累積速度（累積値の増加速度）が遅くなるので、パターン２のようにパターン１よりも長い時間（分割タイミング２以内）で第一基準レベルに達する。さらにＡＧＣ利得が小さくなり、適正な値に近づいてくると、パターン３、パターン４のように第一基準レベルに達するまでの時間が長くなる。パターン２〜４のそれぞれのパターンにおいて、第一基準レベルを超えた分割タイミングで、超過した時間に応じたステップ数（−２〜−１ステップダウン）でＡＧＣ利得を減少させる。

ＡＧＣ利得のロック命令がなされていない場合、まず、ＡＧＣ制御部１６は、現在の受信レベル累積サンプリングのタイミングが分割タイミング１であるか否かを判断する（ステップＳ１０９）。分割タイミング１である場合、受信レベル累積値と第一基準レベルとを比較し、受信レベル累積値が第一基準レベルよりも大きいかどうかを判断する（ステップＳ１１０）。ここで、受信レベル累積値が第一基準レベルよりも小さい場合、ステップＳ１０１の受信状態判断処理に戻る。一方、受信レベル累積値が第一基準レベルよりも大きい場合、アップ／ダウンカウンタ処理部Ａ１６ａにてアップ／ダウンカウンタの処理を行い、現在のＡＧＣ利得から利得をダウンさせるか否かを判断する（ステップＳ１１１）。

図１０はアップ／ダウンカウンタ処理部Ａの動作の処理手順を示すフローチャートである。アップ／ダウンカウンタ処理部Ａ１６ａは、ＡＧＣ利得ダウンカウンタとＡＧＣ利得アップカウンタのカウンタ処理を行う機能を有し、これらのカウンタ値に応じてＡＧＣ利得のダウン命令を出力する。アップ／ダウンカウンタ処理部Ａ１６ａでは、ＡＧＣ利得アップカウンタをゼロにクリアし（ステップＳ２０１）、同時にＡＧＣ利得ダウンカウンタを前回のカウンタ値から＋１インクリメント（加算）する（ステップＳ２０２）。

そして、ＡＧＣ利得ダウンカウンタのカウンタ値が所定の規定値以上かどうか判定する（ステップＳ２０３）。ここで、ＡＧＣ利得ダウンカウンタのカウンタ値が規定値以上である場合、すなわち受信レベル累積値が第一基準レベルを超えた回数が規定回数以上となった場合は、アップ／ダウンカウンタ処理部Ａはダウン命令を出力する（ステップＳ２０４）。一方、ＡＧＣ利得ダウンカウンタのカウンタ値が規定値未満の場合は、ダウン命令の出力を行わない（ステップＳ２０５）。ここでの規定値Ｍｄｎは、例えばＭｄｎ＝２または３とする。このアップ／ダウンカウンタ処理部Ａの動作により、ＡＧＣ利得切替タイミングにおいて連続的に受信レベル累積値が第一基準レベルを超えた場合にのみ、ダウン命令が出力される。

図８に戻り、ＡＧＣ制御部１６は、ステップＳ１１１の処理の後、アップ／ダウンカウンタ処理部Ａ１６ａからダウン命令を出力しているかどうかを判定する（ステップＳ１１２）。ここで、ダウン命令を出力している場合、ＡＧＣ制御部１６はＡＧＣアンプ部１１のＡＧＣ利得を前ＡＧＣ利得値から−３ステップダウンする（ステップＳ１１３）。一方、ダウン命令を出力していない場合は、ＡＧＣ制御部１６はＡＧＣ利得を前ＡＧＣ利得値にて値を維持する（ステップＳ１０７）。その後、受信レベル累積値を初期値のゼロにリセットし（ステップＳ１０８）、ステップＳ１０１の受信状態判断処理に戻って受信レベルの累積及び累積値の判断を再開する。これにより、分割タイミング１で受信レベル累積値が第一基準レベルを規定回数超えた場合は−３ステップ分のＡＧＣ利得が減少される。このとき、上記のアップ／ダウンカウンタ処理部Ａを用いた動作により、Ａ／Ｄ部１２への入力がＡＧＣ利得切替タイミングにおいて連続的に過大レベルであった場合にのみ、ＡＧＣ利得が変更されることになるので、単発的な受信レベルの変動による影響を受け難くすることができる。

また、ステップＳ１０９で現在の受信レベル累積サンプリングのタイミングが分割タイミング１でない場合、ＡＧＣ制御部１６は、次に分割タイミング２であるか否かを判断する（ステップＳ１１４）。ここで、分割タイミング２である場合、受信レベル累積値と第一基準レベルとを比較し、受信レベル累積値が第一基準レベルよりも大きいかどうかを判断する（ステップＳ１１５）。ここで、受信レベル累積値が第一基準レベルよりも小さい場合、ステップＳ１０１の受信状態判断処理に戻る。一方、受信レベル累積値が第一基準レベルよりも大きい場合、ステップＳ１１１と同様にアップ／ダウンカウンタ処理部Ａ１６ａにて図１０のアップ／ダウンカウンタの処理を行い、現在のＡＧＣ利得から利得をダウンさせるか否かを判断する（ステップＳ１１６）。

次に、ＡＧＣ制御部１６は、アップ／ダウンカウンタ処理部Ａ１６ａからダウン命令を出力しているかどうかを判定する（ステップＳ１１７）。ここで、ダウン命令を出力している場合、ＡＧＣ制御部１６はＡＧＣアンプ部１１のＡＧＣ利得を前ＡＧＣ利得値から−２ステップダウンする（ステップＳ１１８）。一方、ダウン命令を出力していない場合は、ＡＧＣ制御部１６はＡＧＣ利得を前ＡＧＣ利得値にて値を維持する（ステップＳ１０７）。その後、受信レベル累積値を初期値のゼロにリセットし（ステップＳ１０８）、ステップＳ１０１の受信状態判断処理に戻って受信レベルの累積及び累積値の判断を再開する。これにより、分割タイミング２で受信レベル累積値が第一基準レベルを規定回数超えた場合は−２ステップ分のＡＧＣ利得が減少される。

また、ステップＳ１１４で現在の受信レベル累積サンプリングのタイミングが分割タイミング２でない場合、ＡＧＣ制御部１６は、次に分割タイミング３であるか否かを判断する（ステップＳ１１９）。ここで、分割タイミング３である場合、受信レベル累積値と第一基準レベルとを比較し、受信レベル累積値が第一基準レベルよりも大きいかどうかを判断する（ステップＳ１２０）。ここで、受信レベル累積値が第一基準レベルよりも小さい場合、ステップＳ１０１の受信状態判断処理に戻る。一方、受信レベル累積値が第一基準レベルよりも大きい場合、ステップＳ１１１と同様にアップ／ダウンカウンタ処理部Ａ１６ａにて図１０のアップ／ダウンカウンタの処理を行い、現在のＡＧＣ利得から利得をダウンさせるか否かを判断する（ステップＳ１２１）。

次に、ＡＧＣ制御部１６は、アップ／ダウンカウンタ処理部Ａ１６ａからダウン命令を出力しているかどうかを判定する（ステップＳ１２２）。ここで、ダウン命令を出力している場合、ＡＧＣ制御部１６はＡＧＣアンプ部１１のＡＧＣ利得を前ＡＧＣ利得値から−１ステップダウンする（ステップＳ１２３）。一方、ダウン命令を出力していない場合は、ＡＧＣ制御部１６はＡＧＣ利得を前ＡＧＣ利得値にて値を維持する（ステップＳ１０７）。その後、受信レベル累積値を初期値のゼロにリセットし（ステップＳ１０８）、ステップＳ１０１の受信状態判断処理に戻って受信レベルの累積及び累積値の判断を再開する。これにより、分割タイミング３で受信レベル累積値が第一基準レベルを規定回数超えた場合は−１ステップ分のＡＧＣ利得が減少される。

また、ステップＳ１１９で現在の受信レベル累積サンプリングのタイミングが分割タイミング３でない場合、ＡＧＣ制御部１６は、次に分割タイミング４であるか否かを判断する（ステップＳ１２４）。ここで、分割タイミング４ではない場合、ステップＳ１０１の受信状態判断処理に戻る。一方、分割タイミング４である場合、アップ／ダウンカウンタ処理部Ｂ１６ｂにてアップ／ダウンカウンタの処理を行い、現在のＡＧＣ利得から利得をダウンさせるか、あるいはアップさせるか否かを判断する（ステップＳ１２５）。

図１１はアップ／ダウンカウンタ処理部Ｂの動作の処理手順を示すフローチャートである。アップ／ダウンカウンタ処理部Ｂ１６ｂは、ＡＧＣ利得ダウンカウンタとＡＧＣ利得アップカウンタのカウンタ処理を行う機能を有し、これらのカウンタ値に応じてＡＧＣ利得のダウン命令またはアップ命令を出力する。アップ／ダウンカウンタ処理部Ｂ１６ｂでは、まず受信レベル累積値と第一基準レベルとを比較し、受信レベル累積値が第一基準レベルよりも大きいかどうかを判断する（ステップＳ３０１）。ここで、受信レベル累積値が第一基準レベルよりも大きい場合（図６の状態（Ａ）に相当）、ＡＧＣ利得アップカウンタをゼロにクリアし（ステップＳ３０２）、同時にＡＧＣ利得ダウンカウンタを前回のカウンタ値から＋１インクリメント（加算）する（ステップＳ３０３）。

また、ステップＳ３０１で受信レベル累積値が第一基準レベル以下である場合は、続いて受信レベル累積値と第二基準レベルとを比較し、受信レベル累積値が第二基準レベルよりも大きいかどうかを判断する（ステップＳ３０４）。ここで、受信レベル累積値が第二基準レベル以下の場合（図６の状態（Ｃ）に相当）、ＡＧＣ利得アップカウンタを前回のカウンタ値から＋１インクリメント（加算）し（ステップＳ３０５）、同時にＡＧＣ利得ダウンカウンタをゼロにクリアする（ステップＳ３０６）。

また、ステップＳ３０４で受信レベル累積値が第一基準レベル以下で、かつ、第二基準レベルよりも大きい場合（図６の状態（Ｂ）に相当）、ＡＧＣ利得アップカウンタをゼロにクリアし（ステップＳ３０７）、同時にＡＧＣ利得ダウンカウンタもゼロにクリアする（ステップＳ３０８）。

そして、ＡＧＣ利得アップカウンタのカウンタ値が所定の規定値以上かどうか判定する（ステップＳ３０９）。ここで、ＡＧＣ利得アップカウンタのカウンタ値が規定値以上である場合、すなわち受信レベル累積値が第二基準レベル以下である回数が規定回数以上となった場合は、アップ／ダウンカウンタ処理部Ｂはアップ命令を出力する（ステップＳ３１０）。ここでの規定値Ｍｕｐは、例えばＭｕｐ＝５００程度とする。

一方、ステップＳ３０９でＡＧＣ利得アップカウンタのカウンタ値が規定値未満の場合は、続いてＡＧＣ利得ダウンカウンタのカウンタ値が所定の規定値以上かどうか判定する（ステップＳ３１１）。ここで、ＡＧＣ利得ダウンカウンタのカウンタ値が規定値以上である場合、すなわち受信レベル累積値が第一基準レベルを超えた回数が規定回数以上となった場合は、アップ／ダウンカウンタ処理部Ｂはダウン命令を出力する（ステップＳ３１２）。ここでの規定値Ｍｄｎは、例えばＭｄｎ＝２または３とする。一方、ＡＧＣ利得アップカウンタとＡＧＣ利得ダウンカウンタの双方のカウンタ値が規定値未満の場合は、ダウン命令及びアップ命令の出力を行わない（ステップＳ３１３）。このアップ／ダウンカウンタ処理部Ｂの動作により、分割タイミング４（つまり１シンボル期間のタイミング）において連続的に受信レベル累積値が第一基準レベルを超えた場合にのみ、ダウン命令が出力される。また、受信レベル累積値が長い期間にわたって第二基準レベルを下回った場合にのみ、アップ命令が出力される。

図８に戻り、ＡＧＣ制御部１６は、ステップＳ１２５の処理の後、アップ／ダウンカウンタ処理部Ｂ１６ｂからダウン命令を出力しているかどうかを判定する（ステップＳ１２６）。ステップＳ１２６で、ダウン命令を出力している場合、ＡＧＣ制御部１６はＡＧＣアンプ部１１のＡＧＣ利得を前ＡＧＣ利得値から−１ステップダウンする（ステップＳ１２３）。その後、受信レベル累積値を初期値のゼロにリセットし（ステップＳ１０８）、ステップＳ１０１の受信状態判断処理に戻って受信レベルの累積及び累積値の判断を再開する。これにより、分割タイミング４で受信レベル累積値が第一基準レベルを規定回数超えた場合は−１ステップ分のＡＧＣ利得が減少される。

ステップＳ１２６でダウン命令を出力していない場合は、続いてアップ／ダウンカウンタ処理部Ｂ１６ｂからアップ命令を出力しているかどうかを判定する（ステップＳ１２７）。ステップＳ１２７で、アップ命令を出力している場合、ＡＧＣ制御部１６はＡＧＣアンプ部１１のＡＧＣ利得を前ＡＧＣ利得値から＋１ステップアップする（ステップＳ１２８）。その後、受信レベル累積値を初期値のゼロにリセットし（ステップＳ１０８）、ステップＳ１０１の受信状態判断処理に戻って受信レベルの累積及び累積値の判断を再開する。これにより、分割タイミング４で受信レベル累積値が第二基準レベルを規定回数下回った場合は＋１ステップ分のＡＧＣ利得が増加される。

一方、ステップＳ１２６でダウン命令を出力せず、かつ、ステップＳ１２７でアップ命令を出力していない場合は、ＡＧＣ制御部１６はＡＧＣ利得を前ＡＧＣ利得値にて値を維持する（ステップＳ１０７）。その後、受信レベル累積値を初期値のゼロにリセットし（ステップＳ１０８）、ステップＳ１０１の受信状態判断処理に戻って受信レベルの累積及び累積値の判断を再開する。ここで、上記のアップ／ダウンカウンタ処理部Ｂを用いた動作により、Ａ／Ｄ部１２への入力がＡＧＣ利得切替タイミングにおいて連続的に過大レベルであった場合、または長期間において過小レベルの状態であった場合にのみ、ＡＧＣ利得が変更されることになるので、単発的な受信レベルの変動による影響を受け難くすることができる。

上述したアップ／ダウンカウンタ処理部Ａ及びアップ／ダウンカウンタ処理部Ｂの動作により、伝送路のノイズに対する耐性を向上させることが可能である。例えば、電力線通信装置において、家庭内で家電機器から発生されるノイズパターンであるインパルス性のノイズや、周期性ノイズが重畳している信号を受信した場合、あるいは家電機器のインピーダンス変動による周期性のある振幅変動が発生する環境下で信号を受信した場合に、あるＡＧＣ利得切替タイミングでそのノイズによって受信レベル累積値が第一基準レベルよりも高くなったとしても、連続的に受信レベル累積値が第一基準レベルを超えない限り、ＡＧＣ利得は変動しない。このため、ＡＧＣ回路においてインパルス性ノイズおよび周期性ノイズに対する耐性を持たせることができる。

また、無信号状態で受信動作中（非送信動作中）に、周期性ノイズあるいは振幅変動につられてＡＧＣ利得がステップダウンされたとしても、無信号時の通常動作では受信レベルが第二基準レベルよりも低く、連続でその状態を検出できやすいので、ＡＧＣ利得は最終的に最大利得に戻る仕組みとなる。このため、伝送路のノイズに周期性要因があっても、減衰された送信信号についても受信可能である。

上述したように、本実施形態では、ＡＧＣ制御部１６により、受信開始時に最大受信レベルとなるようＡＧＣアンプ部１１のＡＧＣ利得を制御し、受信開始以降において、受信レベル検出部１５で受信信号レベルを累積加算して得られる受信レベル累積値と所定の閾値との比較を行い、受信レベル累積値が閾値を超えた場合はＡＧＣアンプ部１１の利得低減を行い、超えない場合はＡＧＣアンプ部１１の利得維持を行うようにする。このとき、受信信号の１シンボル期間を複数分割した短い時間間隔で受信レベル累積値の判定を行い、受信レベル累積値が閾値を超えたタイミングにおいて、ＡＧＣ利得を低減させるように制御する。

これにより、基本的にＡＧＣ利得を増減させるだけのシンプルな制御でＡＧＣ動作を行い、短い期間の受信信号を蓄積し評価することにより、ＡＧＣ制御を実現可能であり、受信レベルの過大度合いに応じてより早いタイミングで利得変更を行うことができる。このため、短時間でＡＧＣアンプ部の利得を最適値に設定することができ、感度の高いＡＧＣ制御部を実現できる。従来では、１シンボル単位などで検出した受信レベルを判定し、ＡＧＣ利得を変更していたが、本実施形態では１シンボル期間を分割した短い時間間隔で受信レベル累積値を判定してＡＧＣ利得を変更できるので、高速なＡＧＣ動作が可能である。

さらに、受信レベル累積値が閾値を超えた時間に応じて、ＡＧＣ利得の調整量を変化させ、短い時間で閾値を超えた場合は大きな低減量とすることによって、受信レベルの累積値の状態によって入力の過大度を事前に推測してＡＧＣ利得の低減レベルを適切に決定し、過大入力に対してもＡＧＣ利得を適正値になるまで短い時間で収束させることができる。

また、ＡＧＣ利得を変更する際に、受信レベル累積値が閾値を規定回数以上連続で超えた場合に利得変更を行うことで、インパルス性ノイズや周期性ノイズに対して必要以上の利得変更を抑制でき、ノイズ耐性を向上できる。

したがって、本実施形態によれば、復調部１３におけるキャリア検出の検出速度向上（ＡＧＣロックの高速化）、及びＡＧＣ利得制御の高速化が可能となり、ＡＧＣ利得を高速に収束させることができる。したがって、高感度で高速動作が可能な高い性能を持つＡＧＣ制御部を実現でき、このＡＧＣ制御部を有する受信レベル制御装置、及びこの受信レベル制御装置を備えた受信感度の高い受信機を含む通信装置を提供することができる。特に、複数のキャリアが多重化され、１シンボルに多値の変調が行われた復調方式を用いており、このように変調された受信信号を安定化させるために、ＡＧＣフィードバック制御に関する処理時間の短縮が要求される電力線通信装置などのマルチキャリア通信方式の通信装置の受信機等に好適である。

なお、本発明は上記の実施形態において示されたものに限定されるものではなく、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。

本発明は、複雑な処理を用いず簡単な構成で受信レベル制御を実現でき、高感度で高速なＡＧＣ動作が可能となる効果を有し、入力される信号の受信レベルを制御する受信レベル制御装置として、電力線を用いた通信を行う通信装置等の受信回路において用いられる受信レベル制御装置及びこれを備える受信機等において有用である。

電力線通信装置の外観を示す図であり、（ａ）は電力線通信装置の外観斜視図、（ｂ）は同前面図、（ｃ）は同背面図 電力線通信装置のハードウェアの一例を示すブロック図 本発明の実施形態に係る受信レベル制御装置の構成を示すブロック図 受信信号のフレームの構成とそのフレームにおけるフィールドの構成を示す図 ＡＧＣ動作を説明する図 本実施形態のＡＧＣ制御に用いる基準レベルを説明する図 本実施形態における、受信レベルの累積値とＡＧＣ制御時間の分割タイミング、及びＡＧＣ利得切替タイミングを説明する図 本実施形態の受信レベル制御装置におけるＡＧＣ制御の処理手順を示すフローチャート 図７の受信レベル累積値の各パターンを図８の動作と対応付けた図 本実施形態におけるアップ／ダウンカウンタ処理部Ａの動作の処理手順を示すフローチャート 本実施形態におけるアップ／ダウンカウンタ処理部Ｂの動作の処理手順を示すフローチャート 従来の通信装置におけるＡＧＣ回路を含む受信回路の構成例を示すブロック図

符号の説明

１１ ＡＧＣアンプ部
１２ Ａ／Ｄ部
１３ 復調部
１４ フレーム制御部
１５ 受信レベル検出部
１６ ＡＧＣ制御部
１６ａ アップダウンカウンタ処理部Ａ
１６ｂ アップダウンカウンタ処理部Ｂ
１０１ 筐体
１０５ 表示部
２００ 回路モジュール
２２０ ＡＦＥ ＩＣ
２２２ ＡＤ変換器（ＡＤＣ）
２２３ ＡＧＣアンプ

Claims (8)

1. 受信信号を入力し、変更可能に設定された利得で前記受信信号を増幅する増幅器と、
   所定のサンプリング周期ごとの前記増幅器から出力される信号レベルの累積値を記憶するメモリと、
   所定の時刻から前記信号レベルを累積し、所定の時間間隔で前記累積値が所定の基準値を超えたかどうかを判断し、前記累積値が前記所定の基準値を超えた場合に、その時点で前記所定の時刻から経過した時間に応じた調整量で前記増幅器の利得を変更する利得制御部と、
   を備える受信レベル制御装置。
2. 請求項１に記載の受信レベル制御装置であって、
   前記増幅器は、前記受信信号として多搬送波の変調信号を入力し、
   前記利得制御部は、前記所定の時間間隔として、前記変調信号の変調方式の１シンボル期間を複数に分割した時間間隔を用い、この分割時間間隔において前記累積値の判断を行う受信レベル制御装置。
3. 請求項１に記載の受信レベル制御装置であって、
   前記利得制御部は、初期状態では前記増幅器の利得を最大とし、前記累積値が前記所定の基準値を超えた場合に、その時点で前記利得を小さくなるように変更し、前記累積値を初期値に戻して前記信号レベルの累積及び前記累積値の判断を再開する受信レベル制御装置。
4. 請求項１または３に記載の受信レベル制御装置であって、
   前記利得制御部は、前記累積値が前記所定の基準値を超えた場合に、前記所定の時刻から経過した時間が短い場合は大きな調整量によって前記利得を変更する受信レベル制御装置。
5. 請求項３に記載の受信レベル制御装置であって、
   前記利得制御部は、前記所定の時間間隔を用いた判断において前記累積値が前記所定の基準値を超えた回数をカウントし、規定回数以上となった場合に前記利得を変更する受信レベル制御装置。
6. 請求項３に記載の受信レベル制御装置であって、
   前記利得制御部は、前記累積値が前記所定の基準値より小さい第２の所定の基準値を超えない場合に、前記利得を大きくなるように変更し、前記累積値を初期値に戻して前記信号レベルの累積及び前記累積値の判断を再開する受信レベル制御装置。
7. 請求項６に記載の受信レベル制御装置であって、
   前記利得制御部は、前記所定の時間間隔を用いた判断において前記累積値が前記第２の所定の基準値を超えなかった回数をカウントし、規定回数以上となった場合に前記利得を変更する受信レベル制御装置。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の受信レベル制御装置を備える受信機。

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