無線通信装置、マッチング制御回路、マッチング制御方法
【課題】ＲＳＳＩ（受信信号強度）を用いたパワーマッチングではノイズが反映されておらず最適な受信感度を実現することができなかった。
【解決手段】本発明の無線通信装置は、アンテナで受信した受信信号に対してインピーダンスマッチングを行うマッチング手段と、前記インピーダンスマッチングが行われた受信信号のノイズが反映された品質指標を算出する品質指標算出手段と、前記ノイズが反映された品質指標に基づいて前記マッチング手段が行うインピーダンスマッチングのマッチング定数を制御する制御手段と、を具備する。当該構成によれば、ノイズを考慮した上でのマッチング制御を行うことができるため、受信感度の最良化を図ることができる。
【解決手段】本発明の無線通信装置は、アンテナで受信した受信信号に対してインピーダンスマッチングを行うマッチング手段と、前記インピーダンスマッチングが行われた受信信号のノイズが反映された品質指標を算出する品質指標算出手段と、前記ノイズが反映された品質指標に基づいて前記マッチング手段が行うインピーダンスマッチングのマッチング定数を制御する制御手段と、を具備する。当該構成によれば、ノイズを考慮した上でのマッチング制御を行うことができるため、受信感度の最良化を図ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマッチング制御回路及び当該回路を備える無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信装置の受信系回路では、アンテナで受信したＲＦ（Radio Frequency）信号に対してＲＦマッチング回路でインピーダンスマッチングを行い、受信信号の最大化及びノイズの最小化を図ることにより受信感度を最良にする処理が行われる。
【０００３】
通常、ＲＦマッチング回路は受信系回路設計時に受信信号帯域における受信感度を最良にするよう予め設計される。しかしながら、ＰＶＴＦ(Process：製造、Voltage：電圧、Temperature：温度、Frequency：周波数)の変動によりマッチングがずれ、受信感度が悪化するという問題が生じる。
【０００４】
このような問題を解決する技術として特許文献１に記載のＲＦマッチング回路がある。特許文献１では、ＬＮＡ（低雑音増幅器）とＭｉｘｅｒ（周波数混合器）の間にＲＦマッチング回路が配置され、そのＲＦマッチング回路をＲＳＳＩ出力で制御することによりＲＦマッチングの調整を行なう。ＲＦマッチング回路の被制御素子としては電圧で容量値が変わるバリキャップダイオードを使用する。このような構成とすることでＰＶＴＦに変動が生じても受信感度を良好に保つことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１３１９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に開示のＲＦマッチング回路はＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator：受信信号強度）出力を用いてマッチング制御を行っているため、パワーマッチングの調整はできるがノイズマッチングの調整はできないという課題がある。
【０００７】
パワーマッチングとノイズマッチングではＲＦマッチング回路の最良なマッチング定数が異なり、図１４に示すように、バリキャップダイオードの制御電圧をスウィープした場合、パワーマッチングの最良点ＶＰとノイズマッチングの最良点ＶＮにはΔＶの差が存在する。ＲＳＳＩは、受信信号強度の検出はできるがノイズの検出はできないため、ノイズの観点からは調整を行うことができない。受信感度Ｓはノイズに大きく依存するため、受信感度を改善するためにはトータルＮＦすなわちノイズの改善が必要であるが、特許文献１の技術ではノイズマッチングの調整ができないので、受信感度の最良化を行うことができなかった。
【０００８】
また、上記特許文献１ではＲＦマッチング回路の前段にＬＮＡを配置しているためインピーダンスのずれによりこの部分で反射を生じてしまい、アンテナを介して受信した受信信号を適切に後段に流すことができなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様である無線通信装置は、アンテナで受信した受信信号に対してインピーダンスマッチングを行うマッチング手段と、前記インピーダンスマッチングが行われた受信信号のノイズが反映された品質指標を算出する品質指標算出手段と、前記ノイズが反映された品質指標に基づいて前記マッチング手段が行うインピーダンスマッチングのマッチング定数を制御する制御手段と、を具備する。当該構成とすることで、ノイズを考慮した上でのマッチング制御を行うことができ、受信感度の最良化を図ることができる。
【００１０】
また、本発明の第２の態様であるマッチング制御回路は、入力した受信信号に対してインピーダンスマッチングを行うマッチング手段と、前記インピーダンスマッチングが行われた受信信号のノイズが反映された品質指標に基づいて前記マッチング手段が行うインピーダンスマッチングのマッチング定数を制御する制御手段と、を具備する。当該構成とすることで、ノイズを考慮した上でのマッチング制御を行うことができ、受信感度の最良化を図ることができる。
【００１１】
また、本発明の第３の態様であるマッチング制御方法は、入力した受信信号に対してインピーダンスマッチングを行い、前記インピーダンスマッチングが行われた受信信号のノイズが反映された品質指標を算出し、前記ノイズが反映された品質指標に基づいて前記インピーダンスマッチングのマッチング定数を制御する。当該構成とすることで、ノイズを考慮した上でのマッチング制御を行うことができ、受信感度の最良化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、パワーマッチングのみに基づいて受信感度を改善する場合と比較して、より受信感度を改善することができ、受信感度の最良化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１に係る無線通信装置のブロック図である。
【図２】実施の形態１に係る無線通信装置のブロック図である。
【図３】実施の形態１に係る制御電圧とＬＱＩ出力との関係を示すグラフである。
【図４】実施の形態１に係るＲＦマッチング回路の構成を示す図である。
【図５】実施の形態１に係る無線通信装置のブロック図である。
【図６】実施の形態２に係る無線通信装置のブロック図である。
【図７】実施の形態２に係るＢＥＲ（ＰＥＲ）とＳ／Ｎとの関係を示すグラフである。
【図８】実施の形態３に係る無線通信装置のブロック図である。
【図９】実施の形態４に係る無線通信装置のブロック図である。
【図１０】実施の形態４に係るＶＴＦと制御電圧値との関係を記した管理テーブルを示す図である。
【図１１】実施の形態４に係る無線通信装置の変形例のブロック図である。
【図１２】実施の形態４に係るＶＴＦとピーク・サーチ範囲との関係を記した管理テーブルを示す図である。
【図１３】実施の形態４に係る無線通信装置の変形例のブロック図である。
【図１４】制御電圧をスウィープさせた時の受信信号強度とノイズ強度の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施の形態について以下に図面を参照して説明する。以下の説明は、本発明の好適な実施の形態を示すものであって、本発明の範囲が以下の実施の形態に限定されるものではない。以下の説明において、同一の符号が付されたものは実質的に同様の内容を示している。
【００１５】
（実施の形態１）
以下、図面を参照して本実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態１に係る無線通信装置１００の構成を示すブロック図である。
【００１６】
無線通信装置１００は、アンテナ１０１と、ＲＦマッチング回路１０２と、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier：低雑音増幅器）１０３と、Ｍｉｘｅｒ（周波数混合器）１０４と、Ｆｉｌｔｅｒ（フィルタ）１０５と、ＶＧＡ（Variable Gain Amplifier：可変利得増幅器）１０６と、ＡＤＣ（Analog Digital Converter：アナログ／デジタル変換器）１０７と、ＤＥＭ（Demodulator：復調器）１０８と、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator：受信信号強度）算出回路１０９と、ＬＱＩ（Link Quality Indicator：リンク品質指標）算出回路１１０と、制御回路１１１と、を備える。
【００１７】
アンテナ１０１を介して無線受信された高周波帯域の受信信号はＲＦマッチング回路１０２に入力される。ＲＦマッチング回路１０２は、制御回路１１１からの制御に従って、入力した受信信号にインピーダンスマッチングを行い、マッチング処理後の受信信号をＬＮＡ１０３に出力する。
【００１８】
具体的には、ＲＦマッチング回路１０２は、図２に示すようにインダクタ１０２１と可変容量キャパシタ１０２２とを組み合わせたＬＣ回路で構成される。制御回路１１１は、当該可変容量キャパシタ１０２１に印加する制御電圧を変えて容量値を変化させることによりインピーダンスマッチング処理におけるマッチング定数を変化させる。なお、可変容量キャパシタ１０２１は、例えばバラクタ（ＰＮ接合ダイオード）であり、制御電圧を変化させることで静電容量を変化させることができる。
【００１９】
ＬＮＡ１０３は、ＲＦマッチング回路１０２より入力したマッチング処理後の受信信号に対して低雑音を保ちつつ増幅処理を行い、増幅処理後の受信信号をミキサ１０４に出力する。
【００２０】
ミキサ１０４は、ＬＮＡ１０３より入力した増幅処理後の受信信号に対してダウンコンバートを行い、ＲＦ信号をＩＦ信号(中間周波信号)またはＢＢ信号（ベースバンド信号）に変換する。ミキサ１０４は、周波数変換後の受信信号をフィルタ１０５に出力する。
【００２１】
フィルタ１０５は、ミキサ１０４より入力した周波数変換後の受信信号に対してフィルタリング処理を行い、所望の信号帯域の受信信号を取り出してＶＧＡ１０６に出力する。
【００２２】
ＶＧＡ１０６は、フィルタ１０５より入力したフィルタリング処理後の受信信号に対して後段のＡＤＣ１０７における入力レベルが一定になるよう可変利得で増幅処理を行う。ＶＧＡ１０６で増幅された受信信号はＡＤＣ１０７とＲＳＳＩ算出回路１０９に出力される。
【００２３】
ＡＤＣ１０７は、ＶＧＡ１０６より入力した増幅処理後のアナログ信号である受信信号に対してＡＤ変換処理を行い、デジタル信号に変換する。デジタル信号に変換された受信信号はＤＥＭ１０８に出力される。
【００２４】
ＤＥＭ１０８は、ＡＤＣ１０７より入力したＡＤ変換処理後の受信信号に対して当該受信信号の変調方式に対応した復調処理を行う。ＤＥＭ１０８は、更に復調処理後の受信信号に対して対応する符号化方式で復号処理を行い、最終的にデータビット列を取り出す。ＤＥＭ１０８は、復調処理及び復号処理後のデータをバックエンドのデジタルＬＳＩに出力すると共に、ＬＱＩ算出回路１１０に出力する。
【００２５】
ＲＳＳＩ算出回路１０９は、ＶＧＡ１０６からの出力信号を入力し、ＲＳＳＩを算出する。算出されたＲＳＳＩは、電界強度表示、送信電力制御、ＡＧＣ（Automatic Gain Control：自動利得制御）、空きチャンネル検出、スケルチ（受信信号がある値以下になったときにノイズを遮断する）などで使用される。
【００２６】
ＬＱＩ算出回路１１０は、ＤＥＭ１０８からの出力データを入力し、フレームを受信した際の受信信号強度とノイズ強度とに基づいてＬＱＩ（リンク品質指標）を算出する。算出されたリンク品質指標は、上位層に通知されるために使用される。本発明では、この算出したＬＱＩを制御回路１１１に供給する。
【００２７】
制御回路１１１は、ＬＱＩ算出回路１１０よりＬＱＩを入力し、ＲＦマッチング回路１０２のインピーダンスを変化させてＬＱＩ出力のピーク・サーチを行い、受信感度の最良点を検出する。制御回路１１１は、ＬＱＩ出力のピーク位置に対応する場所にＲＦマッチング回路１０２のインピーダンスをセットする制御を行う。
【００２８】
制御回路１１１は、具体的には、図２に示すように、制御電圧変更部１１１１とモニタ１１１２と制御電圧決定部１１１３とを備える。制御電圧変更部１１１１は、制御電圧決定部１１１３からの指示に従いバラクタ１０２２に印加する制御電圧を所定の電圧範囲でスウィープする。
【００２９】
モニタ１１１２は、制御電圧変更部１１１１が印加する制御電圧に応じたマッチング定数で行われるインピーダンスマッチングを通じて得られるＬＱＩの値をモニタリングする。モニタ１１１２はＬＱＩのモニタリング結果を制御電圧決定部１１１３に出力する。
【００３０】
制御電圧決定部１１１３は、制御電圧変更部１１１１がスウィープする制御電圧の値に応じたＬＱＩの値を比較し、最もＬＱＩの値の良い電圧の値を最終的な制御電圧として決定し、制御電圧変更部１１１１に指示する。制御電圧変更部１１１１は、制御電圧決定部１１１３から指示された値に制御電圧をセットする。
【００３１】
図３にバラクタへ印加される制御電圧とＬＱＩ出力との関係を示す。図３は、制御電圧変更部１１１１が制御電圧をスウィープした時にモニタ部１１１２で観測されるＬＱＩの値を示しており、制御電圧決定部１１１３はＬＱＩの値が最も高い点を受信感度最良点として制御電圧をＶｇに決定する。
【００３２】
以上説明したように、本実施の形態１における無線通信装置によれば、復調処理後に得られるノイズが反映された品質指標を用いてマッチング制御を行う。具体的には、復調処理後に得られる信号自体の強度とノイズの強度に基づいてＬＱＩの値を求め、当該ＬＱＩの値が最良となるように制御回路１１１でマッチング制御を行う。従って、パワーマッチングとノイズマッチングの両方を考慮した上でマッチング制御が行われるため受信感度を最適化することができる。
【００３３】
なお、図２で示したＲＦマッチング回路は一例であり、例えば図４（ａ）〜（ｅ）に示すように、単数又は複数のキャパシタ及び単数又は複数のインダクタを直列又は並列に組み合わせてＲＦマッチング回路を組んでも良い。このような構成においても、制御回路１１１より制御電圧Ｖ、Ｖ１、Ｖ２が各バラクタ１０２２に印加されることで容量を変化させ、ＲＦマッチング回路のインピーダンスを変化させることができる。
【００３４】
また、ＲＦマッチング回路は図５に示すようにＲＦマッチング回路の重み付けされた複数のキャパシタＣ１０２３をスイッチ１０２４を用いて切り替えることで容量値をスウィープし、制御回路２１１にてＬＱＩ出力のピーク・サーチを行なう構成であっても良い。すなわち、制御回路２１１は、複数のキャパシタ１０２３にそれぞれ接続されたスイッチ１０２４を切り替える制御を行うことでＲＦマッチング回路のＲＦマッチング定数を変化させてもよい。制御回路２１１は、モニタリングしているＬＱＩ出力のピークを受信感度の最良点として各スイッチのＯＮ・ＯＦＦを設定することができる。
【００３５】
なお、図５では、制御回路２１１は、重み付けされて並列に設置された複数のキャパシタを切り替える構成について説明したが、重み付けされて並列に設置された複数のインダクタを切り替える構成であっても良い。
【００３６】
（実施の形態２）
本実施の形態２における無線通信装置は、復調後に得られるビットエラーレート又はパケットエラーレートを利用してマッチングを行うことを特徴とする。以下、図面を用いて説明する。但し、実施の形態１で既に説明した部分については発明の明確化のため一部説明を省略する。
【００３７】
図６は、本実施の形態２における無線通信装置２００の構成を示すブロック図である。無線通信装置２００は、アンテナ１０１と、ＲＦマッチング回路１０２と、ＬＮＡ１０３と、ミキサ１０４と、フィルタ１０５と、ＶＧＡ１０６と、ＡＤＣ１０７と、ＤＥＭ１０８と、ＲＳＳＩ算出回路１０９と、エラーレート測定部２１０と、制御回路１１１と、を備える。
【００３８】
エラーレート測定部２１０は、ＤＥＭ１０８で復調処理及び復号処理が行われたデータを監視し、ＢＥＲ（Bit Error Rate：ビット誤り率）又はＰＥＲ（Packet Error rate:パケット誤り率）を測定する。図７に示すように、ＢＥＲ及びＰＥＲはそれぞれ信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）に依存する。従って、ＢＥＲ又はＰＥＲは受信信号強度及びノイズが反映された品質指標であり、当該ＢＥＲ又はＰＥＲを測定することでＳ／Ｎを逆算することができる。エラーレート測定部２１０は、測定したＢＥＲ又はＰＥＲを制御回路２１１に出力する。
【００３９】
制御回路１１１のモニタ部１１１２は、制御電圧変更部１１１１がスウィープする制御電圧毎にエラーレート測定部２１０より出力されたＢＥＲ又はＰＥＲをモニタリングする。制御電圧決定部１１１３は、モニタ部１１１２におけるモニタリングの結果、スウィープした電圧範囲内で最もＢＥＲ又はＰＥＲが良好であった電圧の値に制御電圧を決定する。なお、フィードバックする情報としてＢＥＲを用いるかＰＥＲを用いるかは当該無線通信装置を使用する無線通信システムによってどちらを使用しても良い。
【００４０】
このように、本実施の形態ではＢＥＲ又はＰＥＲを測定し、当該ＢＥＲ又はＰＥＲに基づいてＲＦマッチング回路のマッチング定数を制御する。このような構成でも、ＢＥＲ又はＰＥＲはシグナル（受信信号強度）とノイズの両方が反映された品質指標であるため、制御電圧を変化させてＢＥＲ又はＰＥＲをモニタリングし、ＢＥＲ又はＰＥＲが最適となる値で制御電圧をセットすることで受信感度を最適化することができる。
【００４１】
なお、上記説明では、エラーレート測定部２１０は、ＢＥＲ又はＰＥＲを測定し、ＢＥＲ又はＰＥＲを制御回路２１１にフィードバックする構成について説明したが、これに限るものではない。例えばエラーレート測定部２１０は、ＢＥＲ又はＰＥＲを測定することでＳ／Ｎを求め、Ｓ／Ｎを制御回路２１１にフィードバックする構成であっても良い。制御回路２１１は、制御電圧をスウィープし、Ｓ／Ｎが最も良くなる値の電圧を制御電圧として設定しても良い。Ｓ／Ｎもシグナルとノイズの両方が反映された品質指標であるため、このような構成であっても受信感度を最適化することができる。
【００４２】
なお、エラーレート測定部２１０におけるＳ／Ｎの求め方はＢＥＲやＰＥＲに基づいて求める方法に限られるものではなく、他の方法を用いて求めても良い。例えばエラーレート測定部２１０は、信号が送信されているフレームにおけるＲＳＳＩに基づいてシグナルを求め、信号が送信されていないフレームにおけるＲＳＳＩに基づいてノイズを求め、これらを組み合わせることでＳ／Ｎを求めて制御回路１１１にフィードバックしてもよい。
【００４３】
また、エラーレート測定部２１０は、ＤＥＭ１０８が行う誤り訂正処理における受信信号の誤り率等を測定し、ノイズが反映された品質指標として制御回路１１１にフィードバックする構成としても良い。
【００４４】
（実施の形態３）
本実施の形態３における無線通信装置は、ノイズが反映されていないＲＳＳＩを用いたマッチング制御とノイズが反映された品質指標を用いたマッチング制御の２段階のマッチング制御を行うことを特徴とする。以下、図面を用いて説明する。但し、実施の形態１又は２で説明した部分については発明の明確化のため一部説明を省略する。
【００４５】
図８は、本実施の形態３にかかる無線通信装置３００の構成を示すブロック図である。無線通信装置３００は、アンテナ１０１と、ＲＦマッチング回路１０２と、ＬＮＡ１０３と、ミキサ１０４と、フィルタ１０５と、ＶＧＡ１０６と、ＡＤＣ１０７と、ＤＥＭ１０８と、ＲＳＳＩ算出回路１０９と、エラーレート測定部２１０と、制御回路３１１と、を備える。
【００４６】
ＲＳＳＩ算出回路１０９は、ＶＧＡ１０６より出力された増幅処理後の受信信号に基づいてＲＳＳＩを求め、ＲＳＳＩを制御回路３１１に出力する。
【００４７】
制御回路３１１の制御電圧変更部１１１１は、第１段階目のスウィープとして制御電圧決定部３１１３からの制御に従い、ＲＦマッチング回路１０２に出力する制御電圧を大まかにスウィープする。モニタ部３１１２は、ＲＳＳＩ算出回路１０９より入力したＲＳＳＩの値をモニタリングし、制御電圧決定部３１１３にモニタリング結果を出力する。制御電圧決定部３１１３は、モニタ部３１１２から入力したモニタリング結果に基づいて制御電圧変更部１１１１における第２段階目のスウィープの電圧位置及びスウィープ幅を決定し、制御電圧変更部１１１１に指示する。制御電圧変更部１１１１は、第２段階目のスウィープとして制御電圧決定部３１１３より指示された範囲で制御電圧をスウィープする。
【００４８】
モニタ部３１１２は、制御電圧決定部１１１３からの制御に従い、制御電圧変更部１１１１における第２段階目のスウィープ時はＲＳＳＩではなく、エラーレート測定部２１０より入力するＢＥＲ又はＰＥＲをモニタリングする。モニタ部３１１２は、当該モニタリング結果を制御電圧決定部３１１３に出力し、制御電圧決定部３１１３は、モニタ部３１１２におけるモニタリングの結果、スウィープ範囲内で最もＢＥＲ又はＰＥＲが良好である電圧の値を制御電圧として設定する。
【００４９】
上記説明したように、本実施の形態３では、ＲＳＳＩに基づいてＲＦマッチングを行う大まかな範囲を特定し、その後ＢＥＲ又はＰＥＲを用いて最終的な調整を行い、バラクタに印加する制御電圧、すなわち、ＲＦマッチング回路のマッチング定数を決定する。
【００５０】
ＢＥＲやＰＥＲは、ＤＥＭ１０８において復調処理及び復号処理を経たのち、エラーレート測定部２１０で所定のサンプル数ビット列を監視することで求まる値であるため、ＲＳＳＩと比較してＢＥＲ又はＰＥＲを求めるまでに長い時間を要する。特にＰＥＲを用いて最適なマッチング定数を求めるためには、一定量のパケットを取得した後にＰＥＲを求める必要があるため、かなりの時間を要することになる。従って、制御回路１１１内の制御電圧変更部１１１１で不必要に広い範囲の電圧に対してスウィープをかけてＢＥＲやＰＥＲをモニタリングし、マッチング定数を決定することは好ましくない。
【００５１】
ここでＲＳＳＩに基づいて求められる最適な制御電圧の値Ｖｒと、ＢＥＲ又はＰＥＲに基づいて求められる最適な制御電圧の値Ｖｐとの間には、ズレがあるものの一定の相関がある。そこで、ＲＳＳＩを用いた第１段階目のスウィープでＶｒを特定し、Ｖｒ周辺の所定の範囲で第２段階目の制御電圧のスウィープを行い、ＢＥＲ又はＰＥＲをモニタリングすることでＶｐを求め、最終的な制御電圧として決定する。
【００５２】
すなわち、制御回路は、第１の範囲で前記マッチング定数を変化させた時の受信信号の受信信号強度に基づいてマッチング定数を変化させる第２の範囲を決定し、前記第２の範囲で前記マッチング定数を変化させた時の前記ノイズが反映された品質指標の値に基づいて前記マッチング定数を設定する制御を行う。
【００５３】
このような構成とすることで、ＢＥＲ及びＰＥＲのみに基づいて広い範囲で電圧をスウィープし、制御電圧を求める場合と比べてＢＥＲ及びＰＥＲに基づくピーク・サーチ範囲を限定することができ、比較的早く最適な受信感度となるようにマッチング制御を行うことができる。
【００５４】
なお、上記説明では第１段階目の電圧スウィープとしてＲＳＳＩをモニタリングする構成について説明したがこれに限るものではない。復調処理前に得られるノイズが反映されていない品質指標を用いてピーク・サーチを行い、制御電圧（ＲＦマッチング定数）について大まかなあたりをつけ、第２段階目の電圧スウィープにおいて復調処理後に得られるＢＥＲ又はＰＥＲをモニタリングし、最終的に設定する制御電圧（ＲＦマッチング定数）を決定する構成であっても良い。
【００５５】
また、上記説明では第２段階目の電圧スウィープにおいてＢＥＲ又はＰＥＲをモニタリングする構成について説明したがこれに限るものではない。復調処理後に得られるノイズが反映された品質指標であれば他の形態をとることができ、例えばＬＱＩやＳＮＲをモニタリングする構成とすることも可能である。
【００５６】
なお、第１段階目に行う電圧スウィープは第２段階目の電圧スウィープ範囲を特定するために行うものであるため、それほど精度が良くなくても問題にはならない。従って、制御電圧決定部３１１３は、制御電圧変更部１１１１に離散的な複数の電圧値で第1段階目のスウィープを行うよう指示しても良い。制御電圧決定部３１１３は、制御電圧変更部１１１１が印加する複数の制御電圧に基づいてモニタ部３１１２で得られるＢＥＲ又はＰＥＲの値の内、最も値が良好であった時の電圧値を中心として第２段階目のスウィープ範囲を決定しても良い。但し、第１段階目の電圧スウィープ範囲は、第２段階目の電圧スウィープ範囲よりも広く取ることが好ましい。
【００５７】
また、上記説明では比較的広範囲の電圧において第１段階目の電圧スウィープを行ってＲＳＳＩ等をモニタリングし、第２段階目の電圧スウィープ範囲を求めた後にＢＥＲ又はＰＥＲをモニタリングして最終的に制御電圧を決定する場合について説明したがこれに限るものではない。ＲＳＳＩのように復調前に求められるノイズを含まない受信信号強度に関する品質指標と、ＢＥＲやＰＥＲなどノイズが反映された各品質指標を求めるまでに必要とする時間は以下の式（１）の関係を有する。
（１） ＲＳＳＩ＜ＬＱＩ≦ＢＥＲ＜ＰＥＲ
【００５８】
従って、第１段階目の電圧スウィープを行ってＢＥＲをモニタリングし、第２段階目の電圧スウィープ範囲を求めた上で、当該範囲内で第２段階目の電圧スウィープを行ってＰＥＲをモニタリングし、最終的な制御電圧を決定しても良い。また、第１段階目の電圧スウィープでＬＱＩをモニタリングし、第２段階目の電圧スウィープ範囲を求めた上で、当該範囲内で第２段階目の電圧スウィープを行ってＢＥＲやＰＥＲをモニタリングする構成としても良い。
【００５９】
また、第１段階目の電圧スウィープでＲＳＳＩをモニタリングし、より狭い電圧範囲の第２段階目の電圧スウィープでＢＥＲをモニタリングし、更に狭い電圧範囲の第３段階目の電圧スウィープでＰＥＲをモニタリングすることで、最終的な制御電圧を決定する構成としてもよい。このような構成とすることで、より短い時間で最適な制御電圧を求めてインピーダンスマッチングを行うことができる。
【００６０】
また、上記説明では第１段階目の電圧スウィープでＲＳＳＩをモニタリングし、第２段階目の電圧スウィープ範囲を求める場合について説明したがこれに限るものではない。通常時はＲＳＳＩをモニタリングし、ＲＳＳＩに基づいてインピーダンスマッチングを行い、タイマー等で測定される所定の間隔ごとにＬＱＩ等のノイズを含む品質指標を用いてインピーダンスマッチングを行うよう構成しても良い。また、通常時にＬＱＩを用いてピーク・サーチを行い、制御電圧を決定してＲＦマッチング回路のマッチング定数を制御し、適応変調で誤り訂正符号の符号化率が低く設定されている場合は、ＢＥＲを用いてピーク・サーチを行い、制御電圧を決定してＲＦマッチング回路のマッチング定数を制御するよう切り替えても良い。このように、制御回路は、受信信号の受信信号強度に基づいてマッチング定数を仮設定する第１の制御を行い、前記ノイズが反映された品質指標の値に基づいて前記マッチング定数を設定する第２の制御を行う構成としても良い。
【００６１】
また、移動局装置が無線基地局装置の近傍にいる場合など、受信強度が良好な場合はＲＳＳＩをモニタリングしてピーク・サーチを行い、制御電圧を求める一方、受信強度が所定の基準値を下回った場合はＬＱＩ等のノイズを含む品質指標を用いてインピーダンスマッチングを行うよう構成しても良い。受信強度が大きい場合は、ＲＳＳＩを用いたインピーダンスマッチングでも規格を満たすＢＥＲを達成できるのに対し、セルエッジなど、受信強度が所定の基準値より低い場合は、ノイズまで含めた品質指標を用いてピーク・サーチを行い、制御電圧を決定してインピーダンスマッチングが行うことで全体として最適な運用を行うことができる。
【００６２】
（実施の形態４）
本実施の形態における無線通信装置は、予め制御電圧の値とＶＴＦ（Voltage, temperature, Frequency）との関係を記した管理テーブルを記憶することを特徴とする。以下図面を用いて説明する。但し、実施の形態１〜３で既に説明した部分については一部説明を省略する。
【００６３】
図９は、本実施の形態４にかかる無線通信装置４００の構成を示すブロック図である。無線通信装置４００は、アンテナ１０１と、ＲＦマッチング回路１０２と、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier）１０３と、ミキサ１０４と、フィルタ１０５と、ＶＧＡ（Variable Gain Amplifier）１０６と、ＡＤＣ（Analog Digital Converter）１０７と、ＤＥＭ（Demodulator）１０８と、制御回路４１１と、供給電圧測定部４１２と、温度測定部４１３と、使用周波数帯域決定部４１４と、を備える。また、制御回路４１１は、管理テーブル記録部４１１１と、制御電圧決定部４１１３と、を備える。
【００６４】
供給電圧測定部４１２は、バッテリーなどからシステムに供給される供給電圧を測定する。供給電圧測定部４１２は、測定した供給電圧の値を供給電圧情報として制御電圧決定部４１１３に通知する。
【００６５】
温度測定部４１３は、自装置の温度を測定する。具体的には、温度測定部４１３は、半導体温度センサーなどで構成され、マッチング回路１０２周辺の温度を用いて測定する。なお、マッチング回路１０２が後段のＬＳＩ内に組み込まれている場合などには、温度測定部４１３は、当該ＬＳＩの温度を測定しても良い。ＲＦマッチング回路１０２〜ＤＥＭ１０８は、一つのＬＳＩで実装され、半導体温度センサーなどの温度測定部４１３も当該ＬＳＩ内部に合わせて実装することができる。温度測定部４１３は、測定した温度に関する温度情報を制御電圧決定部４１１３に通知する。
【００６６】
使用周波数帯域決定部４１４は、無線通信基地局との間で行う無線通信で使用する周波数帯域、すなわちチャネルを決定する。通常、無線通信システムでは無線基地局装置がチャネルのスケジューリング管理を行っており、無線通信を行う移動局装置に対してチャネルを割り当てる。使用周波数帯域決定部４１４は、ＤＥＭ１０８で復調された制御情報を入力し、無線受信に用いる周波数帯域に関する周波数帯域情報を制御電圧決定部４１１３に通知する。また、使用周波数帯域決定部４１４は、図示せぬ送信部に対して無線送信に用いる周波数帯域に関する周波数帯域情報を通知する。
【００６７】
次に、制御回路４１１について説明する。
【００６８】
管理テーブル記憶部４１１１は、例えば制御回路４１１内に設けられたＲＯＭ（Read Only Memory）であり、供給される電圧に関する電圧情報と温度に関する温度情報と受信に使用される周波数帯域（チャネル）に関する周波数情報と制御電圧との対応関係が纏められた管理テーブルを記憶する。
【００６９】
図１０に上記管理テーブルの一例を示す。図１０に示す通り、管理テーブルには、供給電圧、温度、周波数帯域をパラメータとして対応する制御電圧が記されている。
【００７０】
制御電圧決定部４１１３は、上述した供給電圧測定部４１２、温度測定部４１３、使用周波数帯域決定部４１４、からそれぞれ入力した供給電圧情報と温度情報と周波数帯域情報とに基づいて、後述する管理テーブルを参照してＲＦマッチング回路に印加する制御電圧の値を決定する。具体的には、制御電圧決定部４１１３は、管理テーブル記憶部４１１１より管理テーブルを読み込み、入力した供給電圧情報と温度情報と周波数帯域情報の部分に対応付けされて記されている制御電圧の値をＲＦマッチング回路に印加する制御電圧の値として決定する。
【００７１】
上記説明したように、本実施の形態において、制御回路は管理テーブルを参照し、供給電圧、温度、使用周波数が変化する場合でも適切な電圧値を求めて制御電圧をＲＦマッチング回路に印加してマッチング定数を制御するため、良好な受信感度を実現することができる。
【００７２】
なお、上記説明では、供給電圧、温度、周波数帯域がＲＦマッチング回路のバラクタに印加する制御電圧の値と対応付けされて記されている場合について説明したが、これに限るものではない。供給電圧、温度、周波数帯域がＲＦマッチング回路のマッチング定数と対応付けされて記されていても良い。制御回路は、供給電圧測定部４１２、温度測定部４１３、使用周波数帯域決定部４１４、からそれぞれ入力した供給電圧情報と温度情報と周波数帯域情報とに基づいて、上記管理テーブルを参照してマッチング定数を求め、当該マッチング定数で示すインピーダンスとなるようにＲＦマッチング回路を制御しても良い。
【００７３】
なお、図１１に示すように、制御電圧決定部４１１３は、入力した周波数情報、温度情報、供給電圧値、に基づいてピーク・サーチを行うサーチ範囲を決定する構成としても良い。図１２に示すように、当該構成において管理テーブル記憶部４１１１に記憶される管理テーブルは、供給電圧値と温度と使用周波数帯域とピーク・サーチ範囲がそれぞれ対応付けられて記されている。
【００７４】
制御電圧決定部４１１３は、管理テーブル記憶部４１１に記憶されている管理テーブルを参照し、供給電圧測定部４１２と温度測定部４１３と使用周波数帯域決定部４１４とからそれぞれ入力した供給電圧値と温度情報と周波数帯域情報とに基づいて、ピーク・サーチ範囲を求める。制御電圧決定部４１１３は、制御電圧変更部１１１１に当該求めたピーク・サーチ範囲で制御電圧を変化させるよう指示する。モニタ部１１１２は、制御電圧変更部１１１１が指示された範囲で制御電圧をスウィープする間におけるＬＱＩ等の品質指標をモニタリングし、ピーク位置を制御電圧決定部５１１３に通知する。制御電圧決定部５１１３は、当該ピーク位置での電圧値を制御電圧値として決定し、制御電圧変更部１１１１に指示する。このような構成とすることで、ピーク・サーチを行う電圧範囲を端末の使用状態に応じて適切に選択できるため、素早く最適な受信感度を実現することができる。
【００７５】
なお、当該構成においても、管理テーブルは、供給電圧、温度、周波数に対して対応するマッチング定数のスイープ範囲が記される構成であっても良い。制御電圧決定部４１１３は、管理テーブルを参照し、入力した供給電圧情報、温度情報、周波数情報に基づいてマッチング定数のスイープ範囲を求め、当該範囲でマッチング定数を変化させる制御を行っても良い。
【００７６】
なお、言うまでもなくモニタリングする品質指標はＬＱＩに限るものではなく、上述したノイズを含む品質指標をモニタリングする構成とすることができる。
【００７７】
また、図１０及び図１２においてそれぞれ供給電圧、温度、使用周波数帯域の３つをパラメータとして対応する制御電圧値又はピーク・サーチ範囲が記されている場合について説明したがこれに限るものではない。供給電圧、温度、使用周波数帯域の少なくとも１つが対応付けされており、制御電圧決定部は当該管理テーブルに記されたパラメータに関する情報を入力し、管理テーブルを参照して制御電圧値又はピーク・サーチ範囲を求める構成であっても良い。
【００７８】
以上各実施の形態で説明したように本発明は、無線通信装置の受信系回路において、ＰＶＴＦ(Process, Voltage, Temperature, Frequency)の変動でＲＦマッチングがずれ、受信感度が悪化するという課題に対してパワーマッチング及びノイズマッチングの両方を行う。従って、本発明は、ＲＳＳＩを用いてマッチング処理を行う場合と比較して受信信号とノイズの両方が考慮された最良の受信感度を得ることができる。
【００７９】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、図１３に示すように、新たにＶＴＦ変動監視部５２０を設ける構成としても良い。ＶＴＦ変動監視部５２０は、供給電圧値と温度情報と周波数帯域情報とを入力し、これらの値を監視する。ＶＴＦ変動監視部５２０は、監視の結果、現在の制御電圧設定時における供給電圧値、温度、周波数帯域、と比較して所定の基準値以上の変動がある場合は、制御電圧決定部１１１３に制御電圧の再設定を行うよう指示しても良い。このような構成とすることで不必要にピーク・サーチを行い、制御電圧を決定する処理が発生することを減らすことができる。制御電圧決定部１１１３は、ＶＴＦ変動監視部５２０から制御電圧の再設定指示を入力すると、再度ピーク・サーチを行い、制御電圧の値を再設定しても良い。
【００８０】
なお、この場合においてＶＴＦ変動監視部５２０は、図１２に示す管理テーブルを参照してピーク・サーチ範囲を求め、制御電圧の再設定指示と合わせてピーク・サーチ範囲を制御電圧決定部１１１３に通知する構成としても良い。
【００８１】
また、ＶＴＦ変動監視部５２０は、供給電圧値、温度情報、周波数帯域情報、のいずれか１つが所定の基準値以上変動した場合に制御電圧の再設定指示を行っても良いし、これら３つの値の変動の総和が所定の基準値以上変動した場合に制御電圧の再設定指示を行っても良い。
【００８２】
すなわち、ＶＴＦ変動監視部５２０は、供給電圧の値又は自装置の所定の位置の温度又は受信に使用される使用周波数帯域の少なくとも一つを監視し、前記供給電圧の値又は前記自装置の温度又は前記受信に使用される使用周波数帯域のいずれかの項目又は複数の項目に所定の基準値以上の変動が生じたことを検出した場合に、制御回路５１１に前記変動が生じたことを通知する。制御回路５１１は、前記通知を受けて、前記ノイズが反映された品質指標に基づいて前記マッチング手段が行うインピーダンスマッチングのマッチング定数の再設定を行う。このような構成することで、受信感度のずれが想定される場合に適切に再調整を行い、良好な受信感度を維持することができる。
【００８３】
また、図１０又は図１２の管理テーブルは、供給される電圧に関する電圧情報（供給電圧値）、温度に関する温度情報、受信に使用される周波数帯域に関する周波数帯域情報と対応する制御電圧値が纏められている場合について説明したがこれに限るものではない。上記管理テーブルは、電圧情報、温度情報、周波数帯域情報の少なくともいずれかと対応するマッチング定数が纏められていても良い。制御回路は、上記管理テーブルを参照して入力した電圧情報、温度情報、周波数帯域情報、のいずれかに基づいて対応するマッチング定数を取得し、当該マッチング定数となるようにＲＦマッチング回路を制御しても良い。
【００８４】
なお、各実施の形態で説明した無線通信装置のブロック図は、受信系回路のみを取り上げて説明したが、言うまでもなく各無線通信装置は送信系回路を備える。当該送信系回路には、変調器、ＤＡ変換器、ミキサ、フィルタ、増幅器等が備えられている。
【００８５】
また、上記説明では、無線送受信機能を備える無線通信装置について説明したが、これに限るものではなく、当然のことながら上記各実施の形態で説明した無線受信機能を備える無線受信装置についても適用することができる。
【００８６】
また、上述したＲＦマッチング回路と各種制御回路を1チップに組み込み、マッチング制御回路として製造することも可能である。
【符号の説明】
【００８７】
１００ 無線通信装置 １０１ アンテナ
１０２ ＲＦマッチング回路 １０３ ＬＮＡ（低雑音増幅器）
１０４ ミキサ １０５ フィルタ
１０６ ＶＧＡ（可変利得増幅器） １０８ ＤＥＭ（復調器）
１０９ ＲＳＳＩ算出回路 １１０ ＬＱＩ算出回路
１１１ 制御回路 ２００ 無線通信装置
２１０ エラーレート測定部 ２１１ 制御回路
３００ 無線通信装置 ３１１ 制御回路
４００ 無線通信装置 ４１１ 制御回路
４１２ 供給電圧測定部 ４１３ 温度測定部
４１４ 使用周波数帯域決定部 ５１１ 制御回路
５２０ ＶＴＦ変動監視部 １０２１ インダクタ
１０２２ 可変容量キャパシタ １０２３ キャパシタ
１０２４ スイッチ １１１１ 制御電圧変更部
１１１２ モニタ部 １１１３ 制御電圧決定部
３１１２ モニタ部 ３１１３ 制御電圧決定部
４１１１ 管理テーブル記憶部 ４１１３ 制御電圧決定部
５１１３ 制御電圧決定部
【技術分野】
【０００１】
本発明はマッチング制御回路及び当該回路を備える無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信装置の受信系回路では、アンテナで受信したＲＦ（Radio Frequency）信号に対してＲＦマッチング回路でインピーダンスマッチングを行い、受信信号の最大化及びノイズの最小化を図ることにより受信感度を最良にする処理が行われる。
【０００３】
通常、ＲＦマッチング回路は受信系回路設計時に受信信号帯域における受信感度を最良にするよう予め設計される。しかしながら、ＰＶＴＦ(Process：製造、Voltage：電圧、Temperature：温度、Frequency：周波数)の変動によりマッチングがずれ、受信感度が悪化するという問題が生じる。
【０００４】
このような問題を解決する技術として特許文献１に記載のＲＦマッチング回路がある。特許文献１では、ＬＮＡ（低雑音増幅器）とＭｉｘｅｒ（周波数混合器）の間にＲＦマッチング回路が配置され、そのＲＦマッチング回路をＲＳＳＩ出力で制御することによりＲＦマッチングの調整を行なう。ＲＦマッチング回路の被制御素子としては電圧で容量値が変わるバリキャップダイオードを使用する。このような構成とすることでＰＶＴＦに変動が生じても受信感度を良好に保つことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１３１９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に開示のＲＦマッチング回路はＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator：受信信号強度）出力を用いてマッチング制御を行っているため、パワーマッチングの調整はできるがノイズマッチングの調整はできないという課題がある。
【０００７】
パワーマッチングとノイズマッチングではＲＦマッチング回路の最良なマッチング定数が異なり、図１４に示すように、バリキャップダイオードの制御電圧をスウィープした場合、パワーマッチングの最良点ＶＰとノイズマッチングの最良点ＶＮにはΔＶの差が存在する。ＲＳＳＩは、受信信号強度の検出はできるがノイズの検出はできないため、ノイズの観点からは調整を行うことができない。受信感度Ｓはノイズに大きく依存するため、受信感度を改善するためにはトータルＮＦすなわちノイズの改善が必要であるが、特許文献１の技術ではノイズマッチングの調整ができないので、受信感度の最良化を行うことができなかった。
【０００８】
また、上記特許文献１ではＲＦマッチング回路の前段にＬＮＡを配置しているためインピーダンスのずれによりこの部分で反射を生じてしまい、アンテナを介して受信した受信信号を適切に後段に流すことができなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様である無線通信装置は、アンテナで受信した受信信号に対してインピーダンスマッチングを行うマッチング手段と、前記インピーダンスマッチングが行われた受信信号のノイズが反映された品質指標を算出する品質指標算出手段と、前記ノイズが反映された品質指標に基づいて前記マッチング手段が行うインピーダンスマッチングのマッチング定数を制御する制御手段と、を具備する。当該構成とすることで、ノイズを考慮した上でのマッチング制御を行うことができ、受信感度の最良化を図ることができる。
【００１０】
また、本発明の第２の態様であるマッチング制御回路は、入力した受信信号に対してインピーダンスマッチングを行うマッチング手段と、前記インピーダンスマッチングが行われた受信信号のノイズが反映された品質指標に基づいて前記マッチング手段が行うインピーダンスマッチングのマッチング定数を制御する制御手段と、を具備する。当該構成とすることで、ノイズを考慮した上でのマッチング制御を行うことができ、受信感度の最良化を図ることができる。
【００１１】
また、本発明の第３の態様であるマッチング制御方法は、入力した受信信号に対してインピーダンスマッチングを行い、前記インピーダンスマッチングが行われた受信信号のノイズが反映された品質指標を算出し、前記ノイズが反映された品質指標に基づいて前記インピーダンスマッチングのマッチング定数を制御する。当該構成とすることで、ノイズを考慮した上でのマッチング制御を行うことができ、受信感度の最良化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、パワーマッチングのみに基づいて受信感度を改善する場合と比較して、より受信感度を改善することができ、受信感度の最良化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１に係る無線通信装置のブロック図である。
【図２】実施の形態１に係る無線通信装置のブロック図である。
【図３】実施の形態１に係る制御電圧とＬＱＩ出力との関係を示すグラフである。
【図４】実施の形態１に係るＲＦマッチング回路の構成を示す図である。
【図５】実施の形態１に係る無線通信装置のブロック図である。
【図６】実施の形態２に係る無線通信装置のブロック図である。
【図７】実施の形態２に係るＢＥＲ（ＰＥＲ）とＳ／Ｎとの関係を示すグラフである。
【図８】実施の形態３に係る無線通信装置のブロック図である。
【図９】実施の形態４に係る無線通信装置のブロック図である。
【図１０】実施の形態４に係るＶＴＦと制御電圧値との関係を記した管理テーブルを示す図である。
【図１１】実施の形態４に係る無線通信装置の変形例のブロック図である。
【図１２】実施の形態４に係るＶＴＦとピーク・サーチ範囲との関係を記した管理テーブルを示す図である。
【図１３】実施の形態４に係る無線通信装置の変形例のブロック図である。
【図１４】制御電圧をスウィープさせた時の受信信号強度とノイズ強度の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施の形態について以下に図面を参照して説明する。以下の説明は、本発明の好適な実施の形態を示すものであって、本発明の範囲が以下の実施の形態に限定されるものではない。以下の説明において、同一の符号が付されたものは実質的に同様の内容を示している。
【００１５】
（実施の形態１）
以下、図面を参照して本実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態１に係る無線通信装置１００の構成を示すブロック図である。
【００１６】
無線通信装置１００は、アンテナ１０１と、ＲＦマッチング回路１０２と、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier：低雑音増幅器）１０３と、Ｍｉｘｅｒ（周波数混合器）１０４と、Ｆｉｌｔｅｒ（フィルタ）１０５と、ＶＧＡ（Variable Gain Amplifier：可変利得増幅器）１０６と、ＡＤＣ（Analog Digital Converter：アナログ／デジタル変換器）１０７と、ＤＥＭ（Demodulator：復調器）１０８と、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator：受信信号強度）算出回路１０９と、ＬＱＩ（Link Quality Indicator：リンク品質指標）算出回路１１０と、制御回路１１１と、を備える。
【００１７】
アンテナ１０１を介して無線受信された高周波帯域の受信信号はＲＦマッチング回路１０２に入力される。ＲＦマッチング回路１０２は、制御回路１１１からの制御に従って、入力した受信信号にインピーダンスマッチングを行い、マッチング処理後の受信信号をＬＮＡ１０３に出力する。
【００１８】
具体的には、ＲＦマッチング回路１０２は、図２に示すようにインダクタ１０２１と可変容量キャパシタ１０２２とを組み合わせたＬＣ回路で構成される。制御回路１１１は、当該可変容量キャパシタ１０２１に印加する制御電圧を変えて容量値を変化させることによりインピーダンスマッチング処理におけるマッチング定数を変化させる。なお、可変容量キャパシタ１０２１は、例えばバラクタ（ＰＮ接合ダイオード）であり、制御電圧を変化させることで静電容量を変化させることができる。
【００１９】
ＬＮＡ１０３は、ＲＦマッチング回路１０２より入力したマッチング処理後の受信信号に対して低雑音を保ちつつ増幅処理を行い、増幅処理後の受信信号をミキサ１０４に出力する。
【００２０】
ミキサ１０４は、ＬＮＡ１０３より入力した増幅処理後の受信信号に対してダウンコンバートを行い、ＲＦ信号をＩＦ信号(中間周波信号)またはＢＢ信号（ベースバンド信号）に変換する。ミキサ１０４は、周波数変換後の受信信号をフィルタ１０５に出力する。
【００２１】
フィルタ１０５は、ミキサ１０４より入力した周波数変換後の受信信号に対してフィルタリング処理を行い、所望の信号帯域の受信信号を取り出してＶＧＡ１０６に出力する。
【００２２】
ＶＧＡ１０６は、フィルタ１０５より入力したフィルタリング処理後の受信信号に対して後段のＡＤＣ１０７における入力レベルが一定になるよう可変利得で増幅処理を行う。ＶＧＡ１０６で増幅された受信信号はＡＤＣ１０７とＲＳＳＩ算出回路１０９に出力される。
【００２３】
ＡＤＣ１０７は、ＶＧＡ１０６より入力した増幅処理後のアナログ信号である受信信号に対してＡＤ変換処理を行い、デジタル信号に変換する。デジタル信号に変換された受信信号はＤＥＭ１０８に出力される。
【００２４】
ＤＥＭ１０８は、ＡＤＣ１０７より入力したＡＤ変換処理後の受信信号に対して当該受信信号の変調方式に対応した復調処理を行う。ＤＥＭ１０８は、更に復調処理後の受信信号に対して対応する符号化方式で復号処理を行い、最終的にデータビット列を取り出す。ＤＥＭ１０８は、復調処理及び復号処理後のデータをバックエンドのデジタルＬＳＩに出力すると共に、ＬＱＩ算出回路１１０に出力する。
【００２５】
ＲＳＳＩ算出回路１０９は、ＶＧＡ１０６からの出力信号を入力し、ＲＳＳＩを算出する。算出されたＲＳＳＩは、電界強度表示、送信電力制御、ＡＧＣ（Automatic Gain Control：自動利得制御）、空きチャンネル検出、スケルチ（受信信号がある値以下になったときにノイズを遮断する）などで使用される。
【００２６】
ＬＱＩ算出回路１１０は、ＤＥＭ１０８からの出力データを入力し、フレームを受信した際の受信信号強度とノイズ強度とに基づいてＬＱＩ（リンク品質指標）を算出する。算出されたリンク品質指標は、上位層に通知されるために使用される。本発明では、この算出したＬＱＩを制御回路１１１に供給する。
【００２７】
制御回路１１１は、ＬＱＩ算出回路１１０よりＬＱＩを入力し、ＲＦマッチング回路１０２のインピーダンスを変化させてＬＱＩ出力のピーク・サーチを行い、受信感度の最良点を検出する。制御回路１１１は、ＬＱＩ出力のピーク位置に対応する場所にＲＦマッチング回路１０２のインピーダンスをセットする制御を行う。
【００２８】
制御回路１１１は、具体的には、図２に示すように、制御電圧変更部１１１１とモニタ１１１２と制御電圧決定部１１１３とを備える。制御電圧変更部１１１１は、制御電圧決定部１１１３からの指示に従いバラクタ１０２２に印加する制御電圧を所定の電圧範囲でスウィープする。
【００２９】
モニタ１１１２は、制御電圧変更部１１１１が印加する制御電圧に応じたマッチング定数で行われるインピーダンスマッチングを通じて得られるＬＱＩの値をモニタリングする。モニタ１１１２はＬＱＩのモニタリング結果を制御電圧決定部１１１３に出力する。
【００３０】
制御電圧決定部１１１３は、制御電圧変更部１１１１がスウィープする制御電圧の値に応じたＬＱＩの値を比較し、最もＬＱＩの値の良い電圧の値を最終的な制御電圧として決定し、制御電圧変更部１１１１に指示する。制御電圧変更部１１１１は、制御電圧決定部１１１３から指示された値に制御電圧をセットする。
【００３１】
図３にバラクタへ印加される制御電圧とＬＱＩ出力との関係を示す。図３は、制御電圧変更部１１１１が制御電圧をスウィープした時にモニタ部１１１２で観測されるＬＱＩの値を示しており、制御電圧決定部１１１３はＬＱＩの値が最も高い点を受信感度最良点として制御電圧をＶｇに決定する。
【００３２】
以上説明したように、本実施の形態１における無線通信装置によれば、復調処理後に得られるノイズが反映された品質指標を用いてマッチング制御を行う。具体的には、復調処理後に得られる信号自体の強度とノイズの強度に基づいてＬＱＩの値を求め、当該ＬＱＩの値が最良となるように制御回路１１１でマッチング制御を行う。従って、パワーマッチングとノイズマッチングの両方を考慮した上でマッチング制御が行われるため受信感度を最適化することができる。
【００３３】
なお、図２で示したＲＦマッチング回路は一例であり、例えば図４（ａ）〜（ｅ）に示すように、単数又は複数のキャパシタ及び単数又は複数のインダクタを直列又は並列に組み合わせてＲＦマッチング回路を組んでも良い。このような構成においても、制御回路１１１より制御電圧Ｖ、Ｖ１、Ｖ２が各バラクタ１０２２に印加されることで容量を変化させ、ＲＦマッチング回路のインピーダンスを変化させることができる。
【００３４】
また、ＲＦマッチング回路は図５に示すようにＲＦマッチング回路の重み付けされた複数のキャパシタＣ１０２３をスイッチ１０２４を用いて切り替えることで容量値をスウィープし、制御回路２１１にてＬＱＩ出力のピーク・サーチを行なう構成であっても良い。すなわち、制御回路２１１は、複数のキャパシタ１０２３にそれぞれ接続されたスイッチ１０２４を切り替える制御を行うことでＲＦマッチング回路のＲＦマッチング定数を変化させてもよい。制御回路２１１は、モニタリングしているＬＱＩ出力のピークを受信感度の最良点として各スイッチのＯＮ・ＯＦＦを設定することができる。
【００３５】
なお、図５では、制御回路２１１は、重み付けされて並列に設置された複数のキャパシタを切り替える構成について説明したが、重み付けされて並列に設置された複数のインダクタを切り替える構成であっても良い。
【００３６】
（実施の形態２）
本実施の形態２における無線通信装置は、復調後に得られるビットエラーレート又はパケットエラーレートを利用してマッチングを行うことを特徴とする。以下、図面を用いて説明する。但し、実施の形態１で既に説明した部分については発明の明確化のため一部説明を省略する。
【００３７】
図６は、本実施の形態２における無線通信装置２００の構成を示すブロック図である。無線通信装置２００は、アンテナ１０１と、ＲＦマッチング回路１０２と、ＬＮＡ１０３と、ミキサ１０４と、フィルタ１０５と、ＶＧＡ１０６と、ＡＤＣ１０７と、ＤＥＭ１０８と、ＲＳＳＩ算出回路１０９と、エラーレート測定部２１０と、制御回路１１１と、を備える。
【００３８】
エラーレート測定部２１０は、ＤＥＭ１０８で復調処理及び復号処理が行われたデータを監視し、ＢＥＲ（Bit Error Rate：ビット誤り率）又はＰＥＲ（Packet Error rate:パケット誤り率）を測定する。図７に示すように、ＢＥＲ及びＰＥＲはそれぞれ信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）に依存する。従って、ＢＥＲ又はＰＥＲは受信信号強度及びノイズが反映された品質指標であり、当該ＢＥＲ又はＰＥＲを測定することでＳ／Ｎを逆算することができる。エラーレート測定部２１０は、測定したＢＥＲ又はＰＥＲを制御回路２１１に出力する。
【００３９】
制御回路１１１のモニタ部１１１２は、制御電圧変更部１１１１がスウィープする制御電圧毎にエラーレート測定部２１０より出力されたＢＥＲ又はＰＥＲをモニタリングする。制御電圧決定部１１１３は、モニタ部１１１２におけるモニタリングの結果、スウィープした電圧範囲内で最もＢＥＲ又はＰＥＲが良好であった電圧の値に制御電圧を決定する。なお、フィードバックする情報としてＢＥＲを用いるかＰＥＲを用いるかは当該無線通信装置を使用する無線通信システムによってどちらを使用しても良い。
【００４０】
このように、本実施の形態ではＢＥＲ又はＰＥＲを測定し、当該ＢＥＲ又はＰＥＲに基づいてＲＦマッチング回路のマッチング定数を制御する。このような構成でも、ＢＥＲ又はＰＥＲはシグナル（受信信号強度）とノイズの両方が反映された品質指標であるため、制御電圧を変化させてＢＥＲ又はＰＥＲをモニタリングし、ＢＥＲ又はＰＥＲが最適となる値で制御電圧をセットすることで受信感度を最適化することができる。
【００４１】
なお、上記説明では、エラーレート測定部２１０は、ＢＥＲ又はＰＥＲを測定し、ＢＥＲ又はＰＥＲを制御回路２１１にフィードバックする構成について説明したが、これに限るものではない。例えばエラーレート測定部２１０は、ＢＥＲ又はＰＥＲを測定することでＳ／Ｎを求め、Ｓ／Ｎを制御回路２１１にフィードバックする構成であっても良い。制御回路２１１は、制御電圧をスウィープし、Ｓ／Ｎが最も良くなる値の電圧を制御電圧として設定しても良い。Ｓ／Ｎもシグナルとノイズの両方が反映された品質指標であるため、このような構成であっても受信感度を最適化することができる。
【００４２】
なお、エラーレート測定部２１０におけるＳ／Ｎの求め方はＢＥＲやＰＥＲに基づいて求める方法に限られるものではなく、他の方法を用いて求めても良い。例えばエラーレート測定部２１０は、信号が送信されているフレームにおけるＲＳＳＩに基づいてシグナルを求め、信号が送信されていないフレームにおけるＲＳＳＩに基づいてノイズを求め、これらを組み合わせることでＳ／Ｎを求めて制御回路１１１にフィードバックしてもよい。
【００４３】
また、エラーレート測定部２１０は、ＤＥＭ１０８が行う誤り訂正処理における受信信号の誤り率等を測定し、ノイズが反映された品質指標として制御回路１１１にフィードバックする構成としても良い。
【００４４】
（実施の形態３）
本実施の形態３における無線通信装置は、ノイズが反映されていないＲＳＳＩを用いたマッチング制御とノイズが反映された品質指標を用いたマッチング制御の２段階のマッチング制御を行うことを特徴とする。以下、図面を用いて説明する。但し、実施の形態１又は２で説明した部分については発明の明確化のため一部説明を省略する。
【００４５】
図８は、本実施の形態３にかかる無線通信装置３００の構成を示すブロック図である。無線通信装置３００は、アンテナ１０１と、ＲＦマッチング回路１０２と、ＬＮＡ１０３と、ミキサ１０４と、フィルタ１０５と、ＶＧＡ１０６と、ＡＤＣ１０７と、ＤＥＭ１０８と、ＲＳＳＩ算出回路１０９と、エラーレート測定部２１０と、制御回路３１１と、を備える。
【００４６】
ＲＳＳＩ算出回路１０９は、ＶＧＡ１０６より出力された増幅処理後の受信信号に基づいてＲＳＳＩを求め、ＲＳＳＩを制御回路３１１に出力する。
【００４７】
制御回路３１１の制御電圧変更部１１１１は、第１段階目のスウィープとして制御電圧決定部３１１３からの制御に従い、ＲＦマッチング回路１０２に出力する制御電圧を大まかにスウィープする。モニタ部３１１２は、ＲＳＳＩ算出回路１０９より入力したＲＳＳＩの値をモニタリングし、制御電圧決定部３１１３にモニタリング結果を出力する。制御電圧決定部３１１３は、モニタ部３１１２から入力したモニタリング結果に基づいて制御電圧変更部１１１１における第２段階目のスウィープの電圧位置及びスウィープ幅を決定し、制御電圧変更部１１１１に指示する。制御電圧変更部１１１１は、第２段階目のスウィープとして制御電圧決定部３１１３より指示された範囲で制御電圧をスウィープする。
【００４８】
モニタ部３１１２は、制御電圧決定部１１１３からの制御に従い、制御電圧変更部１１１１における第２段階目のスウィープ時はＲＳＳＩではなく、エラーレート測定部２１０より入力するＢＥＲ又はＰＥＲをモニタリングする。モニタ部３１１２は、当該モニタリング結果を制御電圧決定部３１１３に出力し、制御電圧決定部３１１３は、モニタ部３１１２におけるモニタリングの結果、スウィープ範囲内で最もＢＥＲ又はＰＥＲが良好である電圧の値を制御電圧として設定する。
【００４９】
上記説明したように、本実施の形態３では、ＲＳＳＩに基づいてＲＦマッチングを行う大まかな範囲を特定し、その後ＢＥＲ又はＰＥＲを用いて最終的な調整を行い、バラクタに印加する制御電圧、すなわち、ＲＦマッチング回路のマッチング定数を決定する。
【００５０】
ＢＥＲやＰＥＲは、ＤＥＭ１０８において復調処理及び復号処理を経たのち、エラーレート測定部２１０で所定のサンプル数ビット列を監視することで求まる値であるため、ＲＳＳＩと比較してＢＥＲ又はＰＥＲを求めるまでに長い時間を要する。特にＰＥＲを用いて最適なマッチング定数を求めるためには、一定量のパケットを取得した後にＰＥＲを求める必要があるため、かなりの時間を要することになる。従って、制御回路１１１内の制御電圧変更部１１１１で不必要に広い範囲の電圧に対してスウィープをかけてＢＥＲやＰＥＲをモニタリングし、マッチング定数を決定することは好ましくない。
【００５１】
ここでＲＳＳＩに基づいて求められる最適な制御電圧の値Ｖｒと、ＢＥＲ又はＰＥＲに基づいて求められる最適な制御電圧の値Ｖｐとの間には、ズレがあるものの一定の相関がある。そこで、ＲＳＳＩを用いた第１段階目のスウィープでＶｒを特定し、Ｖｒ周辺の所定の範囲で第２段階目の制御電圧のスウィープを行い、ＢＥＲ又はＰＥＲをモニタリングすることでＶｐを求め、最終的な制御電圧として決定する。
【００５２】
すなわち、制御回路は、第１の範囲で前記マッチング定数を変化させた時の受信信号の受信信号強度に基づいてマッチング定数を変化させる第２の範囲を決定し、前記第２の範囲で前記マッチング定数を変化させた時の前記ノイズが反映された品質指標の値に基づいて前記マッチング定数を設定する制御を行う。
【００５３】
このような構成とすることで、ＢＥＲ及びＰＥＲのみに基づいて広い範囲で電圧をスウィープし、制御電圧を求める場合と比べてＢＥＲ及びＰＥＲに基づくピーク・サーチ範囲を限定することができ、比較的早く最適な受信感度となるようにマッチング制御を行うことができる。
【００５４】
なお、上記説明では第１段階目の電圧スウィープとしてＲＳＳＩをモニタリングする構成について説明したがこれに限るものではない。復調処理前に得られるノイズが反映されていない品質指標を用いてピーク・サーチを行い、制御電圧（ＲＦマッチング定数）について大まかなあたりをつけ、第２段階目の電圧スウィープにおいて復調処理後に得られるＢＥＲ又はＰＥＲをモニタリングし、最終的に設定する制御電圧（ＲＦマッチング定数）を決定する構成であっても良い。
【００５５】
また、上記説明では第２段階目の電圧スウィープにおいてＢＥＲ又はＰＥＲをモニタリングする構成について説明したがこれに限るものではない。復調処理後に得られるノイズが反映された品質指標であれば他の形態をとることができ、例えばＬＱＩやＳＮＲをモニタリングする構成とすることも可能である。
【００５６】
なお、第１段階目に行う電圧スウィープは第２段階目の電圧スウィープ範囲を特定するために行うものであるため、それほど精度が良くなくても問題にはならない。従って、制御電圧決定部３１１３は、制御電圧変更部１１１１に離散的な複数の電圧値で第1段階目のスウィープを行うよう指示しても良い。制御電圧決定部３１１３は、制御電圧変更部１１１１が印加する複数の制御電圧に基づいてモニタ部３１１２で得られるＢＥＲ又はＰＥＲの値の内、最も値が良好であった時の電圧値を中心として第２段階目のスウィープ範囲を決定しても良い。但し、第１段階目の電圧スウィープ範囲は、第２段階目の電圧スウィープ範囲よりも広く取ることが好ましい。
【００５７】
また、上記説明では比較的広範囲の電圧において第１段階目の電圧スウィープを行ってＲＳＳＩ等をモニタリングし、第２段階目の電圧スウィープ範囲を求めた後にＢＥＲ又はＰＥＲをモニタリングして最終的に制御電圧を決定する場合について説明したがこれに限るものではない。ＲＳＳＩのように復調前に求められるノイズを含まない受信信号強度に関する品質指標と、ＢＥＲやＰＥＲなどノイズが反映された各品質指標を求めるまでに必要とする時間は以下の式（１）の関係を有する。
（１） ＲＳＳＩ＜ＬＱＩ≦ＢＥＲ＜ＰＥＲ
【００５８】
従って、第１段階目の電圧スウィープを行ってＢＥＲをモニタリングし、第２段階目の電圧スウィープ範囲を求めた上で、当該範囲内で第２段階目の電圧スウィープを行ってＰＥＲをモニタリングし、最終的な制御電圧を決定しても良い。また、第１段階目の電圧スウィープでＬＱＩをモニタリングし、第２段階目の電圧スウィープ範囲を求めた上で、当該範囲内で第２段階目の電圧スウィープを行ってＢＥＲやＰＥＲをモニタリングする構成としても良い。
【００５９】
また、第１段階目の電圧スウィープでＲＳＳＩをモニタリングし、より狭い電圧範囲の第２段階目の電圧スウィープでＢＥＲをモニタリングし、更に狭い電圧範囲の第３段階目の電圧スウィープでＰＥＲをモニタリングすることで、最終的な制御電圧を決定する構成としてもよい。このような構成とすることで、より短い時間で最適な制御電圧を求めてインピーダンスマッチングを行うことができる。
【００６０】
また、上記説明では第１段階目の電圧スウィープでＲＳＳＩをモニタリングし、第２段階目の電圧スウィープ範囲を求める場合について説明したがこれに限るものではない。通常時はＲＳＳＩをモニタリングし、ＲＳＳＩに基づいてインピーダンスマッチングを行い、タイマー等で測定される所定の間隔ごとにＬＱＩ等のノイズを含む品質指標を用いてインピーダンスマッチングを行うよう構成しても良い。また、通常時にＬＱＩを用いてピーク・サーチを行い、制御電圧を決定してＲＦマッチング回路のマッチング定数を制御し、適応変調で誤り訂正符号の符号化率が低く設定されている場合は、ＢＥＲを用いてピーク・サーチを行い、制御電圧を決定してＲＦマッチング回路のマッチング定数を制御するよう切り替えても良い。このように、制御回路は、受信信号の受信信号強度に基づいてマッチング定数を仮設定する第１の制御を行い、前記ノイズが反映された品質指標の値に基づいて前記マッチング定数を設定する第２の制御を行う構成としても良い。
【００６１】
また、移動局装置が無線基地局装置の近傍にいる場合など、受信強度が良好な場合はＲＳＳＩをモニタリングしてピーク・サーチを行い、制御電圧を求める一方、受信強度が所定の基準値を下回った場合はＬＱＩ等のノイズを含む品質指標を用いてインピーダンスマッチングを行うよう構成しても良い。受信強度が大きい場合は、ＲＳＳＩを用いたインピーダンスマッチングでも規格を満たすＢＥＲを達成できるのに対し、セルエッジなど、受信強度が所定の基準値より低い場合は、ノイズまで含めた品質指標を用いてピーク・サーチを行い、制御電圧を決定してインピーダンスマッチングが行うことで全体として最適な運用を行うことができる。
【００６２】
（実施の形態４）
本実施の形態における無線通信装置は、予め制御電圧の値とＶＴＦ（Voltage, temperature, Frequency）との関係を記した管理テーブルを記憶することを特徴とする。以下図面を用いて説明する。但し、実施の形態１〜３で既に説明した部分については一部説明を省略する。
【００６３】
図９は、本実施の形態４にかかる無線通信装置４００の構成を示すブロック図である。無線通信装置４００は、アンテナ１０１と、ＲＦマッチング回路１０２と、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier）１０３と、ミキサ１０４と、フィルタ１０５と、ＶＧＡ（Variable Gain Amplifier）１０６と、ＡＤＣ（Analog Digital Converter）１０７と、ＤＥＭ（Demodulator）１０８と、制御回路４１１と、供給電圧測定部４１２と、温度測定部４１３と、使用周波数帯域決定部４１４と、を備える。また、制御回路４１１は、管理テーブル記録部４１１１と、制御電圧決定部４１１３と、を備える。
【００６４】
供給電圧測定部４１２は、バッテリーなどからシステムに供給される供給電圧を測定する。供給電圧測定部４１２は、測定した供給電圧の値を供給電圧情報として制御電圧決定部４１１３に通知する。
【００６５】
温度測定部４１３は、自装置の温度を測定する。具体的には、温度測定部４１３は、半導体温度センサーなどで構成され、マッチング回路１０２周辺の温度を用いて測定する。なお、マッチング回路１０２が後段のＬＳＩ内に組み込まれている場合などには、温度測定部４１３は、当該ＬＳＩの温度を測定しても良い。ＲＦマッチング回路１０２〜ＤＥＭ１０８は、一つのＬＳＩで実装され、半導体温度センサーなどの温度測定部４１３も当該ＬＳＩ内部に合わせて実装することができる。温度測定部４１３は、測定した温度に関する温度情報を制御電圧決定部４１１３に通知する。
【００６６】
使用周波数帯域決定部４１４は、無線通信基地局との間で行う無線通信で使用する周波数帯域、すなわちチャネルを決定する。通常、無線通信システムでは無線基地局装置がチャネルのスケジューリング管理を行っており、無線通信を行う移動局装置に対してチャネルを割り当てる。使用周波数帯域決定部４１４は、ＤＥＭ１０８で復調された制御情報を入力し、無線受信に用いる周波数帯域に関する周波数帯域情報を制御電圧決定部４１１３に通知する。また、使用周波数帯域決定部４１４は、図示せぬ送信部に対して無線送信に用いる周波数帯域に関する周波数帯域情報を通知する。
【００６７】
次に、制御回路４１１について説明する。
【００６８】
管理テーブル記憶部４１１１は、例えば制御回路４１１内に設けられたＲＯＭ（Read Only Memory）であり、供給される電圧に関する電圧情報と温度に関する温度情報と受信に使用される周波数帯域（チャネル）に関する周波数情報と制御電圧との対応関係が纏められた管理テーブルを記憶する。
【００６９】
図１０に上記管理テーブルの一例を示す。図１０に示す通り、管理テーブルには、供給電圧、温度、周波数帯域をパラメータとして対応する制御電圧が記されている。
【００７０】
制御電圧決定部４１１３は、上述した供給電圧測定部４１２、温度測定部４１３、使用周波数帯域決定部４１４、からそれぞれ入力した供給電圧情報と温度情報と周波数帯域情報とに基づいて、後述する管理テーブルを参照してＲＦマッチング回路に印加する制御電圧の値を決定する。具体的には、制御電圧決定部４１１３は、管理テーブル記憶部４１１１より管理テーブルを読み込み、入力した供給電圧情報と温度情報と周波数帯域情報の部分に対応付けされて記されている制御電圧の値をＲＦマッチング回路に印加する制御電圧の値として決定する。
【００７１】
上記説明したように、本実施の形態において、制御回路は管理テーブルを参照し、供給電圧、温度、使用周波数が変化する場合でも適切な電圧値を求めて制御電圧をＲＦマッチング回路に印加してマッチング定数を制御するため、良好な受信感度を実現することができる。
【００７２】
なお、上記説明では、供給電圧、温度、周波数帯域がＲＦマッチング回路のバラクタに印加する制御電圧の値と対応付けされて記されている場合について説明したが、これに限るものではない。供給電圧、温度、周波数帯域がＲＦマッチング回路のマッチング定数と対応付けされて記されていても良い。制御回路は、供給電圧測定部４１２、温度測定部４１３、使用周波数帯域決定部４１４、からそれぞれ入力した供給電圧情報と温度情報と周波数帯域情報とに基づいて、上記管理テーブルを参照してマッチング定数を求め、当該マッチング定数で示すインピーダンスとなるようにＲＦマッチング回路を制御しても良い。
【００７３】
なお、図１１に示すように、制御電圧決定部４１１３は、入力した周波数情報、温度情報、供給電圧値、に基づいてピーク・サーチを行うサーチ範囲を決定する構成としても良い。図１２に示すように、当該構成において管理テーブル記憶部４１１１に記憶される管理テーブルは、供給電圧値と温度と使用周波数帯域とピーク・サーチ範囲がそれぞれ対応付けられて記されている。
【００７４】
制御電圧決定部４１１３は、管理テーブル記憶部４１１に記憶されている管理テーブルを参照し、供給電圧測定部４１２と温度測定部４１３と使用周波数帯域決定部４１４とからそれぞれ入力した供給電圧値と温度情報と周波数帯域情報とに基づいて、ピーク・サーチ範囲を求める。制御電圧決定部４１１３は、制御電圧変更部１１１１に当該求めたピーク・サーチ範囲で制御電圧を変化させるよう指示する。モニタ部１１１２は、制御電圧変更部１１１１が指示された範囲で制御電圧をスウィープする間におけるＬＱＩ等の品質指標をモニタリングし、ピーク位置を制御電圧決定部５１１３に通知する。制御電圧決定部５１１３は、当該ピーク位置での電圧値を制御電圧値として決定し、制御電圧変更部１１１１に指示する。このような構成とすることで、ピーク・サーチを行う電圧範囲を端末の使用状態に応じて適切に選択できるため、素早く最適な受信感度を実現することができる。
【００７５】
なお、当該構成においても、管理テーブルは、供給電圧、温度、周波数に対して対応するマッチング定数のスイープ範囲が記される構成であっても良い。制御電圧決定部４１１３は、管理テーブルを参照し、入力した供給電圧情報、温度情報、周波数情報に基づいてマッチング定数のスイープ範囲を求め、当該範囲でマッチング定数を変化させる制御を行っても良い。
【００７６】
なお、言うまでもなくモニタリングする品質指標はＬＱＩに限るものではなく、上述したノイズを含む品質指標をモニタリングする構成とすることができる。
【００７７】
また、図１０及び図１２においてそれぞれ供給電圧、温度、使用周波数帯域の３つをパラメータとして対応する制御電圧値又はピーク・サーチ範囲が記されている場合について説明したがこれに限るものではない。供給電圧、温度、使用周波数帯域の少なくとも１つが対応付けされており、制御電圧決定部は当該管理テーブルに記されたパラメータに関する情報を入力し、管理テーブルを参照して制御電圧値又はピーク・サーチ範囲を求める構成であっても良い。
【００７８】
以上各実施の形態で説明したように本発明は、無線通信装置の受信系回路において、ＰＶＴＦ(Process, Voltage, Temperature, Frequency)の変動でＲＦマッチングがずれ、受信感度が悪化するという課題に対してパワーマッチング及びノイズマッチングの両方を行う。従って、本発明は、ＲＳＳＩを用いてマッチング処理を行う場合と比較して受信信号とノイズの両方が考慮された最良の受信感度を得ることができる。
【００７９】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、図１３に示すように、新たにＶＴＦ変動監視部５２０を設ける構成としても良い。ＶＴＦ変動監視部５２０は、供給電圧値と温度情報と周波数帯域情報とを入力し、これらの値を監視する。ＶＴＦ変動監視部５２０は、監視の結果、現在の制御電圧設定時における供給電圧値、温度、周波数帯域、と比較して所定の基準値以上の変動がある場合は、制御電圧決定部１１１３に制御電圧の再設定を行うよう指示しても良い。このような構成とすることで不必要にピーク・サーチを行い、制御電圧を決定する処理が発生することを減らすことができる。制御電圧決定部１１１３は、ＶＴＦ変動監視部５２０から制御電圧の再設定指示を入力すると、再度ピーク・サーチを行い、制御電圧の値を再設定しても良い。
【００８０】
なお、この場合においてＶＴＦ変動監視部５２０は、図１２に示す管理テーブルを参照してピーク・サーチ範囲を求め、制御電圧の再設定指示と合わせてピーク・サーチ範囲を制御電圧決定部１１１３に通知する構成としても良い。
【００８１】
また、ＶＴＦ変動監視部５２０は、供給電圧値、温度情報、周波数帯域情報、のいずれか１つが所定の基準値以上変動した場合に制御電圧の再設定指示を行っても良いし、これら３つの値の変動の総和が所定の基準値以上変動した場合に制御電圧の再設定指示を行っても良い。
【００８２】
すなわち、ＶＴＦ変動監視部５２０は、供給電圧の値又は自装置の所定の位置の温度又は受信に使用される使用周波数帯域の少なくとも一つを監視し、前記供給電圧の値又は前記自装置の温度又は前記受信に使用される使用周波数帯域のいずれかの項目又は複数の項目に所定の基準値以上の変動が生じたことを検出した場合に、制御回路５１１に前記変動が生じたことを通知する。制御回路５１１は、前記通知を受けて、前記ノイズが反映された品質指標に基づいて前記マッチング手段が行うインピーダンスマッチングのマッチング定数の再設定を行う。このような構成することで、受信感度のずれが想定される場合に適切に再調整を行い、良好な受信感度を維持することができる。
【００８３】
また、図１０又は図１２の管理テーブルは、供給される電圧に関する電圧情報（供給電圧値）、温度に関する温度情報、受信に使用される周波数帯域に関する周波数帯域情報と対応する制御電圧値が纏められている場合について説明したがこれに限るものではない。上記管理テーブルは、電圧情報、温度情報、周波数帯域情報の少なくともいずれかと対応するマッチング定数が纏められていても良い。制御回路は、上記管理テーブルを参照して入力した電圧情報、温度情報、周波数帯域情報、のいずれかに基づいて対応するマッチング定数を取得し、当該マッチング定数となるようにＲＦマッチング回路を制御しても良い。
【００８４】
なお、各実施の形態で説明した無線通信装置のブロック図は、受信系回路のみを取り上げて説明したが、言うまでもなく各無線通信装置は送信系回路を備える。当該送信系回路には、変調器、ＤＡ変換器、ミキサ、フィルタ、増幅器等が備えられている。
【００８５】
また、上記説明では、無線送受信機能を備える無線通信装置について説明したが、これに限るものではなく、当然のことながら上記各実施の形態で説明した無線受信機能を備える無線受信装置についても適用することができる。
【００８６】
また、上述したＲＦマッチング回路と各種制御回路を1チップに組み込み、マッチング制御回路として製造することも可能である。
【符号の説明】
【００８７】
１００ 無線通信装置 １０１ アンテナ
１０２ ＲＦマッチング回路 １０３ ＬＮＡ（低雑音増幅器）
１０４ ミキサ １０５ フィルタ
１０６ ＶＧＡ（可変利得増幅器） １０８ ＤＥＭ（復調器）
１０９ ＲＳＳＩ算出回路 １１０ ＬＱＩ算出回路
１１１ 制御回路 ２００ 無線通信装置
２１０ エラーレート測定部 ２１１ 制御回路
３００ 無線通信装置 ３１１ 制御回路
４００ 無線通信装置 ４１１ 制御回路
４１２ 供給電圧測定部 ４１３ 温度測定部
４１４ 使用周波数帯域決定部 ５１１ 制御回路
５２０ ＶＴＦ変動監視部 １０２１ インダクタ
１０２２ 可変容量キャパシタ １０２３ キャパシタ
１０２４ スイッチ １１１１ 制御電圧変更部
１１１２ モニタ部 １１１３ 制御電圧決定部
３１１２ モニタ部 ３１１３ 制御電圧決定部
４１１１ 管理テーブル記憶部 ４１１３ 制御電圧決定部
５１１３ 制御電圧決定部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナで受信した受信信号に対してインピーダンスマッチングを行うマッチング手段と、
前記インピーダンスマッチングが行われた受信信号のノイズが反映された品質指標を算出する品質指標算出手段と、
前記ノイズが反映された品質指標に基づいて前記マッチング手段が行うインピーダンスマッチングのマッチング定数を制御する制御手段と、
を具備する無線通信装置。
【請求項２】
前記品質指標算出手段は、前記受信信号の受信信号強度とノイズ強度とに基づいてリンク品質指標（ＬＱＩ）を前記ノイズが反映された品質指標として算出する、
請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記品質指標算出手段は、前記受信信号の受信信号強度とノイズ強度とに基づいて信号雑音比（ＳＮＲ）を前記ノイズが反映された品質指標として算出する、
請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記インピーダンスマッチングが行われた受信信号を復調する復調手段を更に備え、
前記品質指標算出手段は、前記復調された受信信号に基づいてビット誤り率（ＢＥＲ）又はパケット誤り率（ＰＥＲ）を前記ノイズが反映された品質指標として算出する、
請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記マッチング定数を変化させた範囲内で前記ノイズが反映された品質指標の値が最も良好であった値に前記マッチング定数を設定する制御を行う、
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記マッチング手段は、インダクタと容量を変更可能なキャパシタとを含み、
前記制御手段は、前記ノイズが反映された品質指標の値に応じた制御電圧を前記キャパシタに印加して前記キャパシタの容量を変更することにより前記マッチング定数の制御を行う、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記制御手段は、第１の範囲で前記マッチング定数を変化させた時の前記受信信号の受信信号強度に基づいてマッチング定数を変化させる第２の範囲を決定し、前記第２の範囲で前記マッチング定数を変化させた時の前記ノイズが反映された品質指標の値に基づいて前記マッチング定数を設定する制御を行う、
請求項６に記載の無線通信装置。
【請求項８】
供給される電圧に関する電圧情報、温度に関する温度情報、受信に使用される周波数帯域に関する周波数帯域情報、の少なくとも１つの情報と制御電圧値が関連付けられた管理テーブルを記憶する記憶手段を更に具備し、
前記制御手段は、供給される電圧に関する電圧情報、温度に関する温度情報、受信に使用される周波数帯域に関する周波数帯域情報、の少なくとも１つの情報を入力し、前記管理テーブルを参照して前記キャパシタに印加する制御電圧の値を決定する、
請求項６に記載の無線通信装置。
【請求項９】
供給される電圧に関する電圧情報、温度に関する温度情報、受信に使用される周波数帯域に関する周波数帯域情報、の少なくとも１つの情報と前記キャパシタに印加する制御電圧のスウィープ範囲とが関連付けられた管理テーブルを記憶する記憶手段を更に具備し、
前記制御手段は、供給される電圧に関する電圧情報、温度に関する温度情報、受信に使用される周波数帯域に関する周波数帯域情報、の少なくとも１つの情報を入力し、前記管理テーブルを参照して求めた範囲で前記キャパシタに印加する制御電圧の値を変化させた時の前記ノイズが反映された品質指標の値に基づいて前記マッチング定数を設定する制御を行う、請求項６に記載の無線通信装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記受信信号の受信信号強度に基づいて前記マッチング定数を仮設定する第１の制御を行い、前記ノイズが反映された品質指標の値に基づいて前記マッチング定数を設定する第２の制御を行う、
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項１１】
供給電圧の値又は自装置の所定の位置の温度又は受信に使用される使用周波数帯域の少なくとも一つを監視する監視手段を更に備え、
前記監視手段は、前記供給電圧の値又は前記自装置の温度又は前記受信に使用される使用周波数帯域のいずれかの項目又は複数の項目に所定の基準値以上の変動が生じたことを検出した場合に前記制御手段に、前記変動が生じたことを通知し、
前記制御手段は、前記通知を受けて、前記ノイズが反映された品質指標に基づいて前記マッチング手段が行うインピーダンスマッチングのマッチング定数の再設定を行う、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項１２】
入力した受信信号に対してインピーダンスマッチングを行うマッチング手段と、
前記インピーダンスマッチングが行われた受信信号のノイズが反映された品質指標に基づいて前記マッチング手段が行うインピーダンスマッチングのマッチング定数を制御する制御手段と、
を具備するマッチング制御回路。
【請求項１３】
入力した受信信号に対してインピーダンスマッチングを行い、
前記インピーダンスマッチングが行われた受信信号のノイズが反映された品質指標を算出し、
前記ノイズが反映された品質指標に基づいて前記インピーダンスマッチングのマッチング定数を制御する、
マッチング制御方法。
【請求項１】
アンテナで受信した受信信号に対してインピーダンスマッチングを行うマッチング手段と、
前記インピーダンスマッチングが行われた受信信号のノイズが反映された品質指標を算出する品質指標算出手段と、
前記ノイズが反映された品質指標に基づいて前記マッチング手段が行うインピーダンスマッチングのマッチング定数を制御する制御手段と、
を具備する無線通信装置。
【請求項２】
前記品質指標算出手段は、前記受信信号の受信信号強度とノイズ強度とに基づいてリンク品質指標（ＬＱＩ）を前記ノイズが反映された品質指標として算出する、
請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記品質指標算出手段は、前記受信信号の受信信号強度とノイズ強度とに基づいて信号雑音比（ＳＮＲ）を前記ノイズが反映された品質指標として算出する、
請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記インピーダンスマッチングが行われた受信信号を復調する復調手段を更に備え、
前記品質指標算出手段は、前記復調された受信信号に基づいてビット誤り率（ＢＥＲ）又はパケット誤り率（ＰＥＲ）を前記ノイズが反映された品質指標として算出する、
請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記マッチング定数を変化させた範囲内で前記ノイズが反映された品質指標の値が最も良好であった値に前記マッチング定数を設定する制御を行う、
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記マッチング手段は、インダクタと容量を変更可能なキャパシタとを含み、
前記制御手段は、前記ノイズが反映された品質指標の値に応じた制御電圧を前記キャパシタに印加して前記キャパシタの容量を変更することにより前記マッチング定数の制御を行う、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記制御手段は、第１の範囲で前記マッチング定数を変化させた時の前記受信信号の受信信号強度に基づいてマッチング定数を変化させる第２の範囲を決定し、前記第２の範囲で前記マッチング定数を変化させた時の前記ノイズが反映された品質指標の値に基づいて前記マッチング定数を設定する制御を行う、
請求項６に記載の無線通信装置。
【請求項８】
供給される電圧に関する電圧情報、温度に関する温度情報、受信に使用される周波数帯域に関する周波数帯域情報、の少なくとも１つの情報と制御電圧値が関連付けられた管理テーブルを記憶する記憶手段を更に具備し、
前記制御手段は、供給される電圧に関する電圧情報、温度に関する温度情報、受信に使用される周波数帯域に関する周波数帯域情報、の少なくとも１つの情報を入力し、前記管理テーブルを参照して前記キャパシタに印加する制御電圧の値を決定する、
請求項６に記載の無線通信装置。
【請求項９】
供給される電圧に関する電圧情報、温度に関する温度情報、受信に使用される周波数帯域に関する周波数帯域情報、の少なくとも１つの情報と前記キャパシタに印加する制御電圧のスウィープ範囲とが関連付けられた管理テーブルを記憶する記憶手段を更に具備し、
前記制御手段は、供給される電圧に関する電圧情報、温度に関する温度情報、受信に使用される周波数帯域に関する周波数帯域情報、の少なくとも１つの情報を入力し、前記管理テーブルを参照して求めた範囲で前記キャパシタに印加する制御電圧の値を変化させた時の前記ノイズが反映された品質指標の値に基づいて前記マッチング定数を設定する制御を行う、請求項６に記載の無線通信装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記受信信号の受信信号強度に基づいて前記マッチング定数を仮設定する第１の制御を行い、前記ノイズが反映された品質指標の値に基づいて前記マッチング定数を設定する第２の制御を行う、
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項１１】
供給電圧の値又は自装置の所定の位置の温度又は受信に使用される使用周波数帯域の少なくとも一つを監視する監視手段を更に備え、
前記監視手段は、前記供給電圧の値又は前記自装置の温度又は前記受信に使用される使用周波数帯域のいずれかの項目又は複数の項目に所定の基準値以上の変動が生じたことを検出した場合に前記制御手段に、前記変動が生じたことを通知し、
前記制御手段は、前記通知を受けて、前記ノイズが反映された品質指標に基づいて前記マッチング手段が行うインピーダンスマッチングのマッチング定数の再設定を行う、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項１２】
入力した受信信号に対してインピーダンスマッチングを行うマッチング手段と、
前記インピーダンスマッチングが行われた受信信号のノイズが反映された品質指標に基づいて前記マッチング手段が行うインピーダンスマッチングのマッチング定数を制御する制御手段と、
を具備するマッチング制御回路。
【請求項１３】
入力した受信信号に対してインピーダンスマッチングを行い、
前記インピーダンスマッチングが行われた受信信号のノイズが反映された品質指標を算出し、
前記ノイズが反映された品質指標に基づいて前記インピーダンスマッチングのマッチング定数を制御する、
マッチング制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１３−７０１４３（Ｐ２０１３−７０１４３Ａ）
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０５８５８（Ｐ２０１１−２０５８５８）
【出願日】平成２３年９月２１日（２０１１．９．２１）
【出願人】（３０２０６２９３１）ルネサスエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２１日（２０１１．９．２１）
【出願人】（３０２０６２９３１）ルネサスエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]