JP2002118485A - 周波数分割全二重方式と共に用いる無線機アーキテクチャ - Google Patents

周波数分割全二重方式と共に用いる無線機アーキテクチャ

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JP2002118485A
JP2002118485A JP2001239922A JP2001239922A JP2002118485A JP 2002118485 A JP2002118485 A JP 2002118485A JP 2001239922 A JP2001239922 A JP 2001239922A JP 2001239922 A JP2001239922 A JP 2001239922A JP 2002118485 A JP2002118485 A JP 2002118485A
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グハルピュレイ ランジット
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    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
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    • H04B1/16Circuits
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    • H04B1/40Circuits
    • H04B1/403Circuits using the same oscillator for generating both the transmitter frequency and the receiver local oscillator frequency
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Transceivers (AREA)
  • Superheterodyne Receivers (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 干渉として作用するトランスミッタの影響を
低減させる。 【解決手段】 周波数分割全二重方式(FDD)無線機
(100)などの無線機は、トランスミッタ・セクショ
ン(126)の中心周波数又はその低調波と一致するよ
うに設定される第1のローカル・オシレータ(LO1
及びLO1Q)を有する。このようにして、第1のダウ
ンコンバージョンの後、送信干渉はDCに変換され、こ
れは、DCブロッキング・コンデンサなどの単純なハイ
パス・フィルタ(110,112)を用いて効果的に取
り除かれ得る。イメージ・リジェクションは、シングル
・サイドバンド・ダウンコンバータを利用するため、直
交ローカル・オシレータを用いる二段階ダウンコンバー
ジョン方式を用いることによって実現される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、全般的に無線通信
の分野に関し、更に特定して言えば、周波数分割全二重
(FDD)方式と共に用いる無線機アーキテクチャに関
連する。
【0002】
【従来の技術及びその課題】コードレス電話、セルラー
及びパーソナル通信システム(PCS)無線電話などの
ような通信システムの登場に伴うここ数年の無線通信デ
バイスのすさまじい急増を考えると、無線周波数(R
F)レシーバを実現するために幾つかの可能なレシーバ
・アーキテクチャが存在する。今日用いられている最も
普及しているレシーバ・アーキテクチャの幾つかは、ス
ーパーヘテロダイン・レシーバ、ダイレクト・コンバー
ジョン又はホモダイン・レシーバ、及び、ダブル・コン
バージョンを伴う広帯域IFレシーバである。これらの
種々のレシーバ・アーキテクチャの検討は、IEEEジ
ャーナル・オブ・ソリッドステート・サーキッツ(IEEE
journal of Solid-State Circuits)、Vol. 32, No. 1
2, December 1997の記事、ルデル(Rudell)らの「コー
ドレス電話の応用例のための1.9GHz広帯域IFダ
ブル・コンバージョンCMOSレシーバ」に記載されて
いる。上述のレシーバ・アーキテクチャのそれぞれは、
それ自身に特有の利点及び欠点を有する。
【0003】広帯域符号分割多重アクセス(WCDM
A)トランシーバなどの周波数分割全二重方式(FD
D)無線機において最も大きな干渉源(「インターフェ
ア(interferer)」とも呼ばれる)は、トランスミッタ
の電力増幅器からの出力信号である。トランスミッタ出
力信号は、トランシーバのレシーバ・セクションの性能
に干渉したり、時には、劣化させたりし得る。上述の干
渉の問題を最小にするのを助けることができる無線アー
キテクチャがあれば役に立つであろう。
【0004】
【課題を達成するための手段及び作用】この明細書は、
新規であるとみなされる本発明の特徴を定める特許請求
の範囲で結論づけられるが、本発明は、図面に関連させ
て以下の説明を考慮に入れることによって、より良く理
解され得ると考えられる。
【0005】本発明のレシーバ・アーキテクチャは、レ
シーバのダイナミック・レンジ要求を減少させることに
よって、FDD無線機において干渉として作用するトラ
ンスミッタの影響を低減させる。更に、スプリアス・イ
メージ信号を更に減らすため、統合されたイメージ・リ
ジェクト方式が用いられる。
【0006】本発明に従って、イメージ・リジェクト・
レシーバの第1のローカル・オシレータ(LO)が、送
信(TX)バンド中心周波数又はその低調波と一致する
ように設定される。このようにして、第1のダウンコン
バージョンが行われた後、TX干渉はDCに変換され、
これは、DCブロック統合型コンデンサなど単純なハイ
パス・フィルタを用いて効果的に取り除かれ得る。イメ
ージ・リジェクションは、シングル・サイドバンド・ダ
ウンコンバータを用いるため、好ましくは直交LOを用
いる二段階ダウンコンバージョン方式を用いることによ
って実現される。
【0007】上述のソリューションは、無線機ソリュー
ションの全体のコストを低減するのを助けるように統合
され得る。従来のヘテロダイン・レシーバと比較する
と、オフチップ・イメージ・リジェクト・フィルタは、
好ましい実施例の設計では必要とされない。更に、ダイ
レクト・コンバージョン・アーキテクチャと比較する
と、本発明は、トランスミッタからの一層大きな干渉に
よって生じる入力2次インターセプト・ポイント(II
P2)及びDCオフセット要求の問題を低減させる。
【0008】
【実施例】新規であると考えられる本発明の特徴は、特
に添付の特許請求の範囲と共に示されている。本発明
は、添付の図面を考慮に入れて、以下の説明を参照する
ことによって最もよく理解され得、その幾つかの図面に
おいて、同様の参照数字は同様の要素を示す。
【0009】図1に示した好ましい実施例は、重要な差
異を伴う疑似ホモダイン・アーキテクチャを用いて実施
される。ミキサ106及び108を含む第1のダウンコ
ンバージョン・セクションに提供される第1のローカル
・オシレータ信号(LO1I及びLO1Q)は、トランス
ミッタ・セクション126の送信周波数バンドに設定さ
れる。これにより、ミキサ106及び108による第1
のダウンコンバージョン後の送信漏れがDCにセットさ
れ、DCはその後、ハイパス・フィルタ(HPF)11
0、112でフィルタリングされて取り除かれる。ハイ
パス・フィルタ110、112は、例えば、単純なDC
ブロッキング・コンデンサ又はカスケード接続されたシ
ングル・ポール・ハイパス・ソリューションを用いて、
非常にハイリニアリティ及び低ノイズに実現され得る。
これにより、レシーバにおける最も大きな干渉が効果的
に取り除かれる。
【0010】好ましい実施例において、図1に示した無
線トランシーバは、WCDMAシステムと共に用いるF
DD無線機である。FDDは、その無線機が同時に送信
及び受信する無線機システムであることに注意された
い。一例のFDDシステムにおいて、トランスミッタ・
セクション電力増幅器128は、25dBm程度の電力を
出力し、これはその後、デュプレクサ102を介して、
それを低ノイズ増幅器(LNA)104の入力で約−2
5dBmになるようにする。
【0011】これらの高電力信号は、レシーバ・セクシ
ョンに対する「幻惑物」として作用し、ハイパス・フィ
ルタ(HPF)110及び112によって取り除かれ
る。イメージ抑制は回路内で、デュプレクサ102、同
調されたLNA104、及び6つのイメージ・リジェク
ション・ミキサ114、116、118、120、10
6、及び108におけるフィルタリングを通して実施さ
れる。レシーバの第2のダウンコンバージョン・セクシ
ョンは、シングル・サイドバンド・ダウンコンバータの
実施を助けるミキサ114、116、118、及び12
0を含む。
【0012】本発明の典型的な例において、無線機10
0の送信周波数が1.96ギガヘルツ(GHz)に、受
信周波数が2.1GHzに設定される場合、LO1I及
びLO1Qは、ミキサ106及び108のLO信号とし
て、トランスミッタ・セクション126によって提供さ
れる1.96GHzの送信周波数(又はその低調波)を
用いる。このことにより、200MHzの中間周波数
(IF)が残り、これは、LO2I及びLO2Qを用い
て、ミキサ114、116、118、及び120によっ
てベースバンドまで下げられる。その後、加算器122
が、同相ベースバンド信号(B.B.I.)130を提
供し、加算器124が、直交ベースバンド信号(B.
B.Q.)132を提供する。
【0013】本発明の利点の幾つかは、送信周波数をD
Cに移し、それをハイパス・フィルタリングすることに
よって、レシーバにおける最も大きな干渉を効果的に取
り除くことを含む。第2に、イメージ・リジェクション
は、オフチップ・マッチングを必要とし、更に、帯域内
損失をもたらし、設計のコストを増加させる外部SAW
フィルタなしで、オンチップに実現され得る。第3に、
TX干渉によってもたらされるDC及びIIP2成分
は、第1のミキサ106及び108の後取り除かれるた
め、リニアリティ及びDCオフセットの制約は著しく減
少する。最後に、TX LOがトランスミッタで生成さ
れるため、レシーバ用に別個の高周波数LOを生成する
必要がなくなる。
【0014】本発明の好ましい実施例を図示し説明した
が、この発明がそのように制限されるのではないことは
明白である。数多くの改変、変更、変形、置換、及び同
等のものは、添付の特許請求の範囲で定められた本発明
の精神及び範囲から逸脱することなく、当業者に着想さ
れ得るであろう。
【0015】関連出願 この出願は、出願人参照番号TI−31261PSで、
2000年7月3日に出願された米国特許仮出願、出願
番号60/215,711、発明の名称「WCDMAな
どの周波数ドメイン全二重方式のためのレシーバ・アー
キテクチャ」の優先権を主張する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に従った無線機アーキテクチャのブロッ
ク図。
【符号の説明】
100 無線機 102 デュプレクサ 104 低ノイズ増幅器 106,108,114,116,118,120 ミ
キサ 110,112 ハイパス・フィルタ 122,124 加算器 126 トランスミッタ・セクション 128 電力増幅器 130 同相ベースバンド信号 132 直交ベースバンド信号

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 無線機であって、 デュプレクサと、 デュプレクサに接続されるトランスミッタ・セクション
    であって、中心周波数で送信するトランスミッタ・セク
    ションと、 トランスミッタ・セクションに接続されるレシーバ・セ
    クションであって、第1及び第2のミキサから成る第1
    のダウンコンバージョン・セクションを含み、前記第1
    及び第2のミキサが、トランスミッタ・セクションの中
    心周波数又はその低調波に等しい周波数を有する第1の
    ローカル・オシレータ(LO)信号を受信するレシーバ
    ・セクションとを含む無線機。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の無線機であって、周波
    数分割全二重方式(FDD)無線機を含む無線機。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2に記載の無線機であっ
    て、第1及び第2のミキサのそれぞれは出力を有し、 第1のミキサの出力に接続される第1のハイパス・フィ
    ルタと、 第2のミキサの出力に接続される第2のハイパス・フィ
    ルタとを更に含む無線機。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載の無線機であって、第1
    及び第2のハイパス・フィルタが、統合されたDCブロ
    ッキング・コンデンサを含む無線機。
  5. 【請求項5】 請求項3に記載の無線機であって、第1
    及び第2のハイパス・フィルタが、カスケード接続され
    たシングル・ポール・ハイパス・フィルタを含む無線
    機。
  6. 【請求項6】 請求項3に記載の無線機であって、第1
    及び第2のハイパス・フィルタのそれぞれは、出力と、
    第1及び第2のハイパス・フィルタのそれぞれに取り付
    けられる1組の2つのミキサとを有する無線機。
  7. 【請求項7】 請求項6に記載の無線機であって、第1
    のハイパス・フィルタに取り付けられた1組の2つのミ
    キサはそれぞれ出力を有し、第1のミキサはその出力で
    同相(I)成分を提供し、第2のミキサはその出力で直
    交(Q)成分を提供し、 第2のハイパス・フィルタに取り付けられた1組の2つ
    のミキサはそれぞれ出力を有し、第1のミキサはその出
    力で同相(I)成分を提供し、第2のミキサはその出力
    で直交(Q)成分を提供し、更に、 第1のハイパス・フィルタに接続された第2のミキサの
    出力を受信するための第1の入力と、第2のハイパス・
    フィルタに接続された第1のミキサの出力を受信するた
    めの第2の入力とを有する第1の加算器であって、同相
    成分ベースバンド信号(B.B.I.)を提供するため
    の出力を有する前記第1の加算器と、 第1のハイパス・フィルタに接続された第1のミキサの
    出力を受信するための第1の入力と、第2のハイパス・
    フィルタに接続された第2のミキサの出力を受信するた
    めの第2の入力とを有する第2の加算器であって、直交
    成分ベースバンド信号(B.B.Q.)を提供するため
    の出力を有する前記第2の加算器とを含む無線機。
  8. 【請求項8】 周波数ドメイン全二重方式(FDD)無
    線機のレシーバ・セクションにおいて、送信セクション
    によって生成される送信信号によって生じる干渉を最小
    限にするための方法であって、レシーバ・セクションは
    第1のダウンコンバージョン・セクションを含み、この
    方法は、 ローカル・オシレータ(LO)信号をレシーバの第1の
    ダウンコンバージョン・セクションに提供し、前記LO
    信号は、送信信号の中心周波数又はその低調波に等しい
    周波数を有しており、 レシーバの第1のダウンコンバージョン・セクションの
    出力をフィルタリングする工程を含む方法。
  9. 【請求項9】 請求項8に記載の方法であって、フィル
    タリングする工程は、第1のダウンコンバージョン・セ
    クションの出力をハイパス・フィルタリングすることを
    含む方法。
  10. 【請求項10】 請求項9に記載の方法であって、フィ
    ルタリングする工程は、第1のダウンコンバージョン・
    セクションの出力をフィルタリングするために、1つ又
    はそれ以上のDCブロッキング・コンデンサを用いるこ
    とを含む方法。
  11. 【請求項11】 請求項9に記載の方法であって、フィ
    ルタリングする工程は、第1のダウンコンバージョン・
    セクションの出力をフィルタリングするために、1つ又
    はそれ以上の、カスケード接続されたシングル・ポール
    ・ハイパス・フィルタを用いることを含む方法。
  12. 【請求項12】 請求項9に記載の方法であって、ハイ
    パス・フィルタリングされた出力を、第2のダウンコン
    バージョン・セクションを用いてダウンコンバートする
    工程を更に含む方法。
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