JP2003533946A - クアドラチュア送受信器用利得制御器 - Google Patents
クアドラチュア送受信器用利得制御器Info
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Abstract
Description
して詳細には、そのような回路のための利得制御器及び方法に関する。
くの場合、移動電話機、テレビジョン受信機又は類似のもののような通信装置に
おける無線周波数(RF)フィルタリングのために用いられる。
対を用いる。両方の信号I及びQは、実質的に等しい搬送周波数を有する。Q信
号はI信号に対して90°位相シフトされている。換言すると、両方の信号は、
互いに直交状態にある。
ルを有する。各チャネルは、その信号を、例えば、ディジタル/アナログ変換及
び低域通過フィルタリングを行うことにより独立に送り且つ処理する。他の信号
処理、例えば、アナログ/ディジタル変換することも可能である。I及びQ信号
の正確な処理は、とりわけ、両方の信号が同じ振幅を有することを必要とする。
波数、製造変動及び他のパラメータの結果として共通に生じる。小さい利得差(
「不整合」)は、無線回路に結合された更なる回路における歪みをもたらす可能
性がある。
、No.5,249,203、No.5,230,099、No.5,179,
730、No.5,095,536及びNo.5,095,533、並びにRe
ichへの米国特許No.4,926,443、Kasperkovitzへの
米国特許No.4,633,315、Walleyへの米国特許No.5,93
0,286及びMehrgardtへの米国特許No.4,799,212に見
いだすことができる。
及び方法を提供しようと努めるものである。
ている。 本明細書における説明では、「アナログ」に対して「A」、「ディジタル」に
対して「D」、「プラス(加える)」に対して「P」、「マイナス(引く)」に
対して「M」、及びP又はNのいずれかに対して集約的に省略符号「…」のよう
な省略形を用いる。ブロック図の信号ラインにおける矢印は、好適な信号の流れ
を図示する。
れた直角位相信号Q(トレース321,322)を有する信号対I,Qの単純化
された時間図を図示する。水平軸は時間tを示し、垂直軸は、電圧、電流又は類
似のもののような信号の物理量を示す。
ィジタル信号(添え字「D」)も同様に定義することができる。
diffrential signals)、及び第2の成分(破線のトレース
312,322)を有する差動信号である。更なる説明の便宜のため、第1及び
第2の成分を、「プラス」(P)及び「マイナス」(M)成分、即ちトレース3
11による成分IA(P)と、トレース312による成分IA(M)、トレース3
21による成分QA(P)及びトレース322による成分QA(M)と呼ぶ。
され、それにより各信号に対して、P及びQ成分の両方は、時間軸に対して対称
である。信号の正弦形状は、無限定の例であることのみを意図しており、いずれ
の他の形状が可能である。
1(破線の枠)及び直角位相チャネル292(破線の枠)を有する無線回路29
9の単純化されたブロック図を図示する。
発明にとって2つのチャネルが必ずしも必要なわけではない。当業者は、本発明
の記載に基づいて、本発明の範囲を逸脱することなく更なるチャネルを用いる応
用に対しても利得制御器200を実行することができる。
ル、入力、出力等のようなもの)に対する便利な省略形であることのみを意図し
ており、用語「直角位相」は、「第2の」チャネルにおける信号及び要素に対す
る省略形である。
多元接続)及び他のものに対するような、国際標準に従って動作する、例えば、
セルラ電話で用いられることができる。従って、本発明に従った利得制御器20
0は、無線回路299が無線受信機に属するという仮定でもって都合良く説明さ
れる。
ID)を同相出力信号(信号IA)に送る。直角位相チャネル292により、無線
回路299は、直角位相入力信号(例えば、信号QD)を直角位相出力信号(例
えば、信号QA)に送る。図示されるように、入力信号はディジタル信号であり
、出力信号はアナログ信号である。これは都合良いが、しかし本質的ではない。
当業者は、無線回路299を修正することができる(アナログ入力、ディジタル
出力、両方ともアナログ、両方ともディジタル)。
(DAC)293及び低域通過フィルタ(LPF)295を備え、それらはディ
ジタル同相入力281に存在するディジタル同相信号IDをアナログ同相出力2
83でのアナログ同相信号IAに変換する。直角位相チャネル292はDAC2
94及びLPF296を備え、それらはディジタル直角位相入力282に存在す
るディジタル直角位相信号QDをアナログ直角位相出力284でのアナログ直角
位相信号QAに変換する。
及びGQ=QA/QDは実質的に等しくあるべきである。利得制御器200は、入
力281に結合されてディジタル同相信号IDを受け取る入力201と、入力2
82に結合されてディジタル直角位相信号QDを受け取る入力202と、出力2
83に結合されてアナログ同相信号IAを受け取る入力203と、出力284に
結合されてアナログ直角位相信号QAを受け取る入力204とを有する。
理中、任意の量子化器(詳細は後に)は、ビットの数を、例えば1(「シングル
ビット(単一ビット)」)に低減することができる。
る(出力206で入手可能である)。利得制御信号Wは、ディジタル直角位相入
力282とDAC294との間に結合されている利得増幅器205を制御する。
乗算器は、DAC294に入って行く信号QDの量を制御する。信号QDの振幅(
利得増幅器205の前)は、利得L(L=QD MOD/QD)により修正された信号
QD MODの振幅と関連する。そのような方法で、全体利得GIとGQとの間の相対
差(GI/GQ)及び絶対差(GI−GQ)が回避される。
あるが、本発明にとって必ずしも必要なわけではない。当業者は、本明細書の記
載に基づいて、本発明の範囲を逸脱することなく、利得増幅器205をまた同相
チャネル291に結合することができる。
を説明する。
ンプリング速度を有するディジタル信号VOの単純化された時間図を図示する。
時間スロット」)中に有する。換言すると、ディジタル信号VDは、第1のサン
プリング速度F=1/Tでサンプリングされる。ディジタル信号VDは、ID及び
QD(図2)、及びXD、YD、XA、YA、ΔX、ΔY(図5参照)のようなディ
ジタル信号を表す。VD(r)を書き込むとき、時間スロットTは、インデック
スr,r−1,r−2,…r−Rにより都合良く識別される。
る。例えば、約ゼロから600kHzのベースバンド周波数(図7におけるTSI G 参照)を採用する無線受信機に対しては、F=5MHzがオーバサンプリング
速度である。オーバサンプリング比は、2倍のベースバンド周波数に対して4と
16との間であることが好ましい。
い時間間隔TR=R×T(以降、「時間フレーム」)中に有する信号VOを用いる
。換言すると、そのような信号は、所定の第2のより長いサンプリング速度FR
=1/TR=F/Rでもってサンプリングされる。Rはサンプリング速度デシメ
ーション比(sampling rate decimation ratio
)である。Rは整数であることが好ましいが、しかし実数の比(real ra
tios)も用いることができる。換言すると、Rは、1時間フレーム当たりの
時間スロット数を示す。Rのための有効な値は、RMIN=8とRMAX=64との間
の範囲にある。Rは、RMIN=16とRMAX=32との間の範囲にあることが好ま
しい。
れる。
on)を用い、そこで信号VDは信号VO(例えば、ΔXO、ΔYO、IO、QO、図
5参照)に変換される。
る。即ち、Crochiere,R.E.及びRabiner,L.R.の「デ
ィジタル信号の内挿及びデシメーション−指導書レビュー(Interpola
tion and Decimation of Digital Signa
ls−A Tutorial Review)」(Proceedings o
f the IEEE、vol.69、NO.3、1981年3月)、及びPr
oakis,J.G及びManolakis,D.G.の「ディジタル信号処理
(Digital Signal Processing)」(第3版、Pre
ntice Hall、Upper Saddle River、1996年、
ISBN 0−13−373762−4)の10章のセクション10.1から1
0.6「マルチレート・ディジタル信号処理(Multirate Digit
al Signal Processing)」である。
る。利得制御器200は制御信号Wを出力206に与え、その制御信号Wは、(
Lを変えることにより)無線回路299の(「第1の」)同相チャネル291又
は(「第2の」)直角位相チャネル292のうちのいずれかの全体利得を調整す
る。利得制御器200は、第1の複数の比較器221−224(図8に詳細を示
す)、第2の複数の比較器211−214(図6に詳細を示す)及び信号処理回
路290を備える。
同相入力信号(例えば、入力201におけるID)の第1の(例えば、ID(P)
)及び第2の(例えば、ID(M))成分のうちの1つを、直角位相入力信号(
例えば、入力202におけるQD)の第1の(例えば、QD(P))及び第2の(
例えば、QD(M))成分のうちの1つと比較する。各比較器221、222、
223、224は、シングルビット「入力関連」中間信号(例えば、CD(…,
…))を第1のサンプリング速度Fで供給する。
同相出力信号(例えば、入力203におけるIA)の第1の(例えば、IA(P)
)及び第2の(例えば、IA(M))成分のうちの1つを、直角位相出力信号(
例えば、入力204におけるQA)の第1の(例えば、QA(P))及び第2の(
例えば、QA(M))成分のうちの1つと比較する。各比較器211、212、
213、214は、シングルビット「出力関連」中間信号(例えば、CA(…,
…)を第1のサンプリング速度Fで供給する。
のもの)のそれぞれから「入力関連」シングルビット中間信号(例えば、CD(
…,…))を受け取り、そして比較器211、212、213、214(第2の
複数のもの)のそれぞれから「出力関連」シングルビット中間信号(例えば、CA (…,…))を受け取り、そしてシングルビット中間信号の所定の組み合わせ
(例を後に説明する)を積分して、制御信号W(出力206)を第2のより低い
サンプリング速度FRで得る。 シングルビット信号を出力する比較器を用いることは、本発明の重要な利点で
あり、精密なマルチビット変換器の使用を回避する。
218、227、228(評価器210、220の中)、コンディショナ(co
nditioner)230、240、250、260、加算器271、272
、273、乗算器235、245、及び積分器280のような専用ハードウエア
要素を用いて説明される。これは、説明のため都合良いが、しかし本発明を限定
するものではない。当業者は、本明細書の記載に基づいて、本発明の範囲を逸脱
することなく、ディジタル信号プロセッサ(DSP)、又はマイクロプロセッサ
のような他の汎用プロセッサにより信号処理回路290の機能を実行することが
できる。
200は、信号評価器210(図6及び図7に詳細を示す)、信号評価器220
(図8に詳細を示す)、信号コンディショナ230、240、250、260(
破線の枠)、加算器271、272、273、乗算器235、245、及び積分
器280を備える。
)、デシメータ(decimator)232(記号↓)、量子化器233、及
び遅延段234を備える。信号コンディショナ240は、平均化器241、デシ
メータ242、量子化器243、及び遅延段244を備える。信号コンディショ
ナ250は、平均化器251及びデシメータ252を備える。信号コンディショ
ナ260は、平均化器261及びデシメータ262を備える。
ジタル同相信号IDを受け取り、そしてより低いサンプリング速度FR(遅延段2
34の出力において)を有する条件付けされた同相信号IOを供給する。同様に
、信号コンディショナ240は、ディジタル直角位相信号QD(サンプリング速
度F、入力202で)を受け取り、そして条件付けされた直角位相信号QO(サ
ンプリング速度FR、遅延段244の出力で)を供給する。信号コンディショナ
250及び260は、サンプリング速度FRへ変換することにより、差信号ΔX
(加算器271から、以下を参照)及びΔY(加算器272から)を信号ΔXO
及びΔYOへそれぞれ条件付けする。換言すると、信号ΔXO及びΔYOは、差信
号ΔXO及びΔYOそれぞれのFR速度表示である。
1を用いて平均値(式(1)を参照)を与え、そして、デシメータ232、24
2、252、262を用いてサンプリング速度Fからサンプリング速度FRへデ
シメート(decimate)し、そして、任意に、量子化器233、243を
用いてマルチビット信号を好ましくはシングルビット信号に変換し、そして遅延
段234、244を同期目的のため用いる。
入力203、204のそれぞれで)受け取り、そして組み合わせ信号XA及びYA を(出力215、216のそれぞれに)供給する。同様に、信号評価器220は
、ディジタル同相信号ID及びディジタル直角位相信号QDを(入力201、20
2のそれぞれで)受け取り、そして組み合わせ信号XD及びYDを(出力225、
226のそれぞれに)供給する。信号XA、YA、XD及びYDはサンプリング速度
Fにおいてであることが好ましい。信号XA、YA、XD及びYDが得られる仕方に
ついての詳細は、図6から図8と関係して説明される。
え、そして加算器272は、信号YDを信号YAから引き算することにより差信号
ΔYを与える(マイナス記号を参照)。信号ΔX及びΔYがサンプリング速度F
を保っていることが好ましい。
送る。同様に、QO及びΔYOを受け取る乗算器245は、中間積QO×ΔYOを加
算器273に送る。加算器273は、差IO×ΔXO−QO×ΔYOを積分器280
に送る。積分器280は、前述した利得制御信号Wを出力206に供給する(図
2参照)。利得制御信号Wは、利得増幅器205を制御し(図2参照)、それに
より入力282での直角位相信号QD(図2参照)は、DAC294に、利得L
=1+Wを有したQD MODとして送られる。それにより、出力282、284か
らチャネル291、292へのフィードバック制御ループが形成される。利得制
御信号Wについての詳細は後に説明される。
たブロック図を図示する。信号評価器210は、アナログ比較器211、212
、213及び214、及びコンバイナ217及び218を備える。
203から受け取る(図1、図2、図4及び図5参照)ための第1の入力と、前
述のシングルビット中間信号C(…,…)を供給するための出力とを有する。CA (…,…)は、それが無線回路299の出力283及び284から導出される
ので、「出力関連」付けされる。
の信号XA及びYAを出力215及び216のそれぞれに送る。 比較器211、212、213及び214は、サンプル信号SAMPLEをサ
ンプリング速度Fで入力219から受け取って、更新された中間信号CA(…,
…)を各時間スロットTにつき1回出力することが好ましい。
ナログ/ディジタル変換器であることが好ましい。換言すると、中間信号CA(
…,…)は、第1の及び第2の論理状態をそれぞれ示す2つの大きさのみ、例え
ば、「+1」と「−1」を前提とすることができることが好ましい。
いか又はそれに等しいとき第1の状態における信号CA(…,…)を出力し、そ
して成分IA(…)が成分QA(…)より小さいとき第2の状態における信号CA
(…,…)を出力する。即ち、
ることにより拡張される。例えば、
は、各比較器211、212、213及び214のそれぞれに対して異なり得て
、そして正及び負の値を仮定することができる。
号を供給する。即ち、比較器211は、成分IA(P)及びQA(P)を受け取り
、信号CA(P,P)を供給する。比較器212は、成分IA(P)及びQA(M
)を受け取り、信号CA(P,M)を供給する。比較器213は、成分IA(M)
及びQA(P)を受け取り、信号CA(M,P)を供給する。比較器214は、成
分IA(M)及びQA(M)を受け取り、信号CA(M,M)を供給する。コンバ
イナ217及び218の機能は後で説明されるであろう。
)供給される、同相信号Iの信号成分(例えば、IA(P)、図1におけるよう
な太線のトレース311)、及び直角位相信号Qの信号成分(例えば、QA(P
)、図1におけるようなトレース321)の単純化された時間図501と、 ・理想的な場合におけるアナログ比較器により(例えば比較器211により)
供給される中間シングルビット信号(例えば、CA(P,P))の単純化された
時間図502と、 ・比較器オフセット(例えば、O(P,P))により歪まされたその中間信号
シングルビットの単純化された時間図503と を組み合わせたものを図示する。
503は、共通の水平時間軸tを有し、連続した時点t1からt6並びに時点t7
からt10が付されている。時点は、説明のため有用であるが、時間スロットT(
図3参照)と同期していることは必ずしも必要でない。比較器211が信号周期
長TSIG(例えば、TSIG=t5−t1)に関してオーバサンプリング速度であるサ
ンプリング速度Fで信号CA(P,P)を供給するので、信号CA(P,P)の発
生は任意の時点で予期される。
t2で負の最大に達し、t3で再びゼロに達し、そしてt6で正の最大に達する。
成分QA(P)(90°シフトされている)は、t1で負の最大を有し、t2でゼ
ロに達し、t3で正の最大に達し、t4でゼロに達し、t5で負の最大に達し、そ
してt6でゼロに達する。周期長TSIGは変わらない。IA(P)からQA(P)に
行く垂直の矢印は、差IA(P)−QA(P)を指示する(式(2),(4),(
6),(8)参照)。
動作を図示する(式(2),(4)参照)。t1、t2、t5及びt6のそれぞれに
おける下向き矢印511、512、515及び516は、「+1」である信号CA (P,P)を意味する。同様に、t3及びt4のそれぞれにおける上向き矢印5
13及び514に対して、信号CA(P,P)は「−1」である。両方の成分IA (P)及びQA(P)の量が実質的に等しい時点t7及びt8に対して、矢印は、
点517及び518のそれぞれまでに低減され、そして信号CA(P,P)は「
+1」と定義される((6)、図502参照)。従って、信号CA(P,P)は
、t7の前(トレース531)及びt8の後(トレース533)で「+1」であり
、そしてその中間(トレース532)で「−1」である。信号変化の割合はt8
−t7=TSIG/2である。
211の動作を図示する。t9における下向き矢印521は、オフセットO(P
,P)を表し、信号CA(P,P)は、理想的な場合より早くt9で「−1」に行
く(トレース541、542)。t10における下向き矢印522は再びオフセッ
トO(P,P)を表す。信号CA(P,P)は、理想的な場合より遅くt10で「
+1」に戻る(トレース542、543)。従って、CA(P,P)の信号変化
の割合は非対称になる(t10−t9>TSIG/2)。
隔の差の長さにより表される。当業者は、更なる説明の必要なしで理解するであ
ろうように、成分IA(P,P)とQA(P,P)との振幅差がまたこれらの間隔
の長さを修正するであろう。
れの全ての信号CA(P,P)、CA(P,M)、CA(M,P)及びCA(M,M
)(図6参照)は、オフセットO(…,…)、及び信号成分の振幅差についての
情報を担持している。ここで、この情報が更に評価される仕方を説明する。
給する。
1の加算パターン(++−−)は、この事例において、CA(P,P)の正、CA (P,M)の正、CA(M,P)の負、及びCA(M,M)の負を組み合わせるこ
とを意味する。
ーリング係数kを考慮して、出力215において入手可能である信号XAは、次
式のように推定される。
)及びCA(M,M)を受け取り、そして次式に従って信号Y′Aを供給する。
2の加算パターン(+−+−)は、この事例において、CA(P,P)の正、CA (P,M)の負、CA(M,P)の正、及びCA(M,M)の負を組み合わせるこ
とを意味する。
定スケーリング係数kを考慮して、出力216において入手可能である信号YA
は、次式のように推定される。
ロック図を図示する。信号評価器220は、ディジタル比較器221、222、
223及び224、コンバイナ227及び228、及び遅延段207及び208
を備える。信号評価器220の入力信号は、入力201におけるディジタル同相
信号ID、及び入力202におけるディジタル直角位相信号QDであり、そして出
力信号は、出力225における信号XD、及び出力226における信号YDである
。ディジタル比較器221、222、223及び224は、入力229からのサ
ンプル信号SAMPLEによりクロックされる。SAMPLEは、信号評価器2
10におけるのと同じ(図6参照)であることが好ましい。
M)を有する差信号と見なされる。ここで、
QD(…,…)を供給する。シングルビット信号QD(…,…)は、それらが無線
回路299の入力281及び282から導出されるので、「入力関連」付けされ
ている。
り、そして信号CD(P,P)を供給する。ディジタル比較器222は、成分ID (P)及びQD(M)を受け取り、そして信号CD(M,P)を供給する。ディジ
タル比較器223は、成分ID(M)及びQD(P)を受け取り、そして信号CD
(M,P)を供給する。ディジタル比較器224は、成分ID(M)及びQD(M
)を受け取り、そして信号CD(M,M)を供給する。比較器は、次の定義に従
って信号CD(…,…)を供給するのが好都合である。
ル比較器221、222、223、224は、実質的にオフセットを回避する。 コンバイナ227は、信号CD(P,P)、CD(P,M)、CD(M,P)及
びCD(M,M)を受け取り、そして次式に従って信号X′Dを供給する。
5に送る。記号Z-NはZ変換の演算子である。当業者は、遅延段207を、本明
細書における詳細な説明の必要性なしに、例えば、シフト・レジスタにより実行
することができる。遅延段207の遅延は、同相チャネル291において導入さ
れる入力から出力までの固有の遅延(例えば、DAC293、LPF295によ
る)に対応するのが好都合である。これは好都合である。図3と関係して説明さ
れたように、「入力関連」信号XDは、遅延された「出力関連」信号XAと組み合
わされる。
小文字)、及び前述のスケーリング係数kを考慮して、出力225に送られる信
号XDは、次式のように推定される。
びCD(M,M)を受け取り、そして次式に従って信号Y′Dを供給する。
6に送る。また、例えば、比較器及び遅延段208により導入されるいずれの雑
音yA(小文字)、及びスケーリング係数kを考慮して、出力226に送られる
信号YDは、次式のように推定される。
4、LPF296により)に対応するのが好都合である。
すれば、信号XD及びYDは、組「−4」、「−3」、「−2」、「−1」、「0
」、「+1」、「+2」、「+3」及び「+4」からの任意の数であることがで
きる。
は、信号XAを負の信号XDと組み合わせて、信号ΔXを得る。即ち、
次式のように単純化される。
得る。ここで、雑音部分yA及びyDが相殺し、即ち、
送り、その積分器280は利得制御信号W(図2を参照)を次式に従って供給す
る。
得制御器200は、利得増幅器205の利得LをWに、好ましくは次式に従って
関連付けるフィードバック・ループを提供する。
ゼロとなり、利得Lは1となる。GXとGYとの間に差がある場合、Lは、その差
GX−GYが再び低減されるように増大か又は減少される。Wが−0.3と+0.
3との間の値と仮定し、それによりLが0.7と1.3との間の値と仮定するの
が好ましい。
成分出力信号(例えば、IA(P)、IA(M))に送る第1のチャネル291と
、第2の2成分入力信号(例えば、QD(P)、QD(M))を第2の2成分出力
信号(例えば、QA(P)、QA(M))に送る第2のチャネル292との間の、
無線回路299における利得均衡を制御する方法400の単純化されたフロー・
チャート図を図示する。方法400は、次のステップ、即ち、独立に比較するス
テップ410と420と、積分するステップ430とを備える。連続した順序で
図示されているが、ステップ410及び420は同時に実行されるのが好ましい
。
わせ(例えば、ID(P),QD(P);ID(P),QD(M);ID(M),QD (P);ID(M),QD(M))の全てが互いに独立に(別々の比較器221−
224参照)サンプリング速度Fで比較される。その結果は、4つのシングルビ
ット入力関連信号(例えば、QD(P,P);QD(P,M);QD(M,P);
QD(M,M))により表される。
わせ(IA(P),QA(P);IA(P),QA(M);IA(M),QA(P);
IA(M),QA(M))の全てが互いに独立に(比較器211−214参照)ま
たサンプリング速度Fで比較される。その結果は、4つのシングルビット出力関
連信号(QA(P,P);QA(P,M);QA(M,P);QA(M,M))によ
り表される。
組み合わせ(加算パターン、式(28)から式(56)を参照)は、制御信号W
を第2のより低いサンプリング速度FRで得る。制御信号Wは、同相チャネル2
91におけるか又は直角位相チャネル292におけるかのいずれかにおいて(図
2参照)利得Lを調整する。
より実行され、その方法ステップは、プロセッサのためのソフトウエア・ルーチ
ンを備える。当業者は、そのようなルーチンを書くことができる。
が等しい参照信号(ID,QD)を受け取るときかのいずれかのとき動作されるこ
とができる。利得制御器200は、単一のモノリシック・チップ上で無線回路2
99と一緒に実現されるのが好ましい。
即ち、信号対I,Qを第1のチャネル291及び第2のチャネル292により送
る無線回路299における利得不均衡を補正する利得制御器200は、チャネル
291、292における全体利得GIとGQとの間の差をモニタし、そして利得を
決定する制御信号Wを上記チャネルのうちの1つに(例えば、チャネル292に
)フィードバックする。第1及び第2の複数のシングルビット比較器221−2
24及び211−214は、信号対を、チャネル入力281、282及びチャネ
ル出力283、284のそれぞれにおいて第1のサンプリング速度Fでモニタし
、そして差信号ΔX、ΔYを供給する。積分器280は、その差信号を受け取り
、そして利得制御信号Wを第2のデシメートされたサンプリング速度FRにおい
て計算する。
書における記載に基づいて、本発明がそのような例に単に限定されないこと、及
び本発明の全体の範囲は、特許請求の範囲により適切に決定されることを理解す
るであろう。
ト順にリストされている。この用語集は、便宜のためのみに提供されている。 A アナログ CD(…,…) ディジタル比較器の出力信号 CA(…,…) アナログ比較器の出力信号 (…,…) (P,P)、(P,M)、(M,P)又は(M,M) 比較器入力に供給されるI及びQ信号成分それぞれの元のもの D ディジタル F 第1のサンプリング速度 FR 第2のより低いサンプリング速度 GI,GQ 全体の利得 GX 利得 GY 利得 IA,IA(P),IA(M) P及びM成分を有するアナログ同相信号 ID,ID(P),ID(M) P及びM成分を有するディジタル同相信号 IO 条件付けされた同相信号 L 利得 j インデックス((1)参照) h 定数 k スケーリング係数 O(…,…) 比較器オフセット P プラス(加える) QA,QA(P),QA(M) P及びM成分を有するアナログ直角位相信号 QD,QD(P),QD(M) P及びM成分を有するディジタル直角位相信号 QD MOD 修正された信号 QO 条件付けされた直角位相信号 M マイナス(差し引く) N 時間スロットTの数だけの遅延持続時間 R サンプリング速度デシメーション比、 時間フレーム内の時間スロットの数 r インデックス SAMPLE サンプル信号 t 時間 t1,t2,… 時点 T 時間スロット TR 時間フレーム TSIG 信号周期の長さ VD Fでのディジタル信号 VO より低いサンプリング速度FRでのディジタル信号 VAVERAGE 平均値 W 利得制御信号 XA,XD コンバイナにより与えられる組み合わせ信号 xA,xD,yA,yD コンバイナにより導入される雑音 ΔX,ΔXO 差信号 YA,YD コンバイナにより与えられる組み合わせ信号 y コンバイナにより導入される雑音 ΔY,ΔYO 差信号 Z-N N個の時間スロットTによる遅延 MHz メガヘルツ ×(又は*) 乗算 /及び− 除算 Σ 複数の被加数の和 ∫ 積分
示する。
ルを有する回路の単純化されたブロック図を図示する。
れた時間図を図示する。
示する。
そのアナログ比較器により与えられる中間信号との単純化された時間図を、理想
の場合とオフセットにより歪まされている場合とを組み合わせて図示する。
図を図示する。
Claims (19)
- 【請求項1】 第1の入力信号(ID)を第1の出力信号(IA)へ送る第1
のチャネル(291)と、第2の入力信号(QD)を第2の出力信号(QA)へ送
る第2のチャネル(292)とを有する回路(299)のための利得制御器(2
00)であって、前記第1のチャネル(291)と前記第2のチャネル(292
)とのうちのいずれかにおける利得(L)を調整する制御信号(W)を供給する
前記利得制御器(200)において、 第1の複数の比較器(221−224)であって、各比較器は前記第1の入力
信号(ID)の第1成分(ID(P))と第2成分(ID(M))とのうちの1つ
を、前記第2の入力信号(QD)の第1成分(QD(P))と第2成分(QD(M
))とのうちの1つと比較し、各比較器は、シングルビットの入力関連信号(CD (…,…))を第1のサンプリング速度(F)で供給する、前記第1の複数の
比較器(221−224)と、 第2の複数の比較器(211−214)であって、各比較器は前記第1の出力
信号(IA)の第1成分(IA(P))と第2成分(IA(M))とのうちの1つ
を、前記第2の出力信号(QA)の第1成分(QA(P))と第2成分(QA(M
))とのうちの1つと比較し、各比較器は、シングルビットの出力関連信号(CA (…,…))を前記第1のサンプリング速度(F)で供給する、前記第2の複
数の比較器(211−214)と、 前記第1の複数の比較器の各比較器から前記シングルビットの入力関連信号(
CD(…,…))を受け取り、前記第2の複数の比較器の各比較器から前記シン
グルビットの出力関連信号(CA(…,…))を受け取り、且つ前記シングルビ
ットの入力及び出力関連信号の所定の組み合わせを積分して、第2のより低いサ
ンプリング速度(FR)での前記制御信号(W)を得る信号処理回路(290)
と を備える利得制御器(200)。 - 【請求項2】 前記信号処理回路(290)は更に、前記第1の入力信号(
ID)及び前記第2の入力信号(QD)を受け取る請求項1記載の利得制御器(2
00)。 - 【請求項3】 前記信号処理回路(290)は、速度変換を行うためのデシ
メータ(232、242、252、262)を用いる請求項1記載の利得制御器
(200)。 - 【請求項4】 前記デシメータは、前記第1のサンプリング速度(F)から
前記第2のサンプリング速度(FR)に、8と64との間の範囲でのデシメーシ
ョン比率(R)で変換する請求項3記載の利得制御器(200)。 - 【請求項5】 前記第1の入力信号(ID)及び前記第2の入力信号(QD)
がディジタル信号である請求項1記載の利得制御器(200)。 - 【請求項6】 前記第1の出力信号(IA)及び前記第2の出力信号(QA)
がアナログ信号である請求項1記載の利得制御器(200)。 - 【請求項7】 前記第1のチャネル(291)が同相チャネルであり且つ前
記第2のチャネル(292)が直角位相チャネルである回路に対して、前記制御
器(200)において、前記第1の入力信号が同相入力信号(ID)であり、前
記第1の出力信号が同相出力信号(IA)であり、前記第2の入力信号が直角位
相入力信号(QD)であり、前記第2の出力信号が直角位相出力信号(QA)であ
る請求項1記載の利得制御器(200)。 - 【請求項8】 前記第1の複数の比較器において、 第1の比較器(221)は、同相入力信号(ID)の第1成分(ID(P))及
び直角位相入力信号(QD)の第1成分(QD(P))を受け取り、且つ第1のシ
ングルビットの入力関連信号(CD(P,P))を供給し、 第2の比較器(222)は、同相入力信号(ID)の第1成分(ID(P))及
び直角位相入力信号(QD)の第2成分(QD(M))を受け取り、且つ第2のシ
ングルビットの入力関連信号(CD(P,M))を供給し、 第3の比較器(223)は、同相入力信号(ID)の第2成分(ID(M))及
び直角位相入力信号(QD)の第1成分(QD(P))を受け取り、且つ第3のシ
ングルビットの入力関連信号(CD(M,P))を供給し、 第4の比較器(224)は、同相入力信号(ID)の第2成分(ID(M))及
び直角位相入力信号(QD)の第2成分(QD(M))を受け取り、且つ第4のシ
ングルビットの入力関連信号(CD(M,M))を供給する 請求項7記載の利得制御器(200)。 - 【請求項9】 前記信号処理回路(290)において、 第1のコンバイナ(227)は、前記第1のシングルビットの入力関連信号(
CD(P,P))、前記第2のシングルビットの入力関連信号(CD(P,M))
、前記第3のシングルビットの入力関連信号(CD(M,P))及び前記第4の
シングルビットの入力関連信号(CD(M,M))を第1の加算パターン(++
−−)に従って組み合わせることにより第1の組み合わせ信号(XD)を供給し
、 第2のコンバイナ(228)は、前記第1のシングルビットの入力関連信号(
CD(P,P))、前記第2のシングルビットの入力関連信号(CD(P,M))
、前記第3のシングルビットの入力関連信号(CD(M,P))及び前記第4の
シングルビットの入力関連信号(CD(M,M))を第2の加算パターン(+−
+−)に従って組み合わせることにより第2の組み合わせ信号(YD)を供給す
る 請求項8記載の利得制御器(200)。 - 【請求項10】 前記第2の複数の比較器において、 第1の比較器(211)は、同相出力信号(IA)の第1成分(IA(P))及
び直角位相出力信号(QA)の第1成分(QA(P))を受け取り、且つ第1のシ
ングルビットの出力関連信号(CA(P,P))を供給し、 第2の比較器(212)は、同相出力信号(IA)の第1成分(IA(P))及
び直角位相出力信号(QA)の第2成分(QA(M))を受け取り、且つ第2のシ
ングルビットの出力関連信号(CA(P,M))を供給し、 第3の比較器(213)は、同相出力信号(IA)の第2成分(IA(M))及
び直角位相出力信号(QA)の第1成分(QA(P))を受け取り、且つ第3のシ
ングルビットの出力関連信号(CA(M,P))を供給し、 第4の比較器(214)は、同相出力信号(IA)の第2成分(IA(M))及
び直角位相出力信号(QA)の第2成分(QA(M))を受け取り、且つ第4のシ
ングルビットの出力関連信号(CA(M,M))を供給する 請求項9記載の利得制御器(200)。 - 【請求項11】 前記信号処理回路(290)において、 第3のコンバイナ(217)は、前記第1のシングルビットの出力関連信号(
CA(P,P))、前記第2のシングルビットの出力関連信号(CA(P,M))
、前記第3のシングルビットの出力関連信号(CA(M,P))及び前記第4の
シングルビットの出力関連信号(CA(M,M))を前記第1の加算パターン(
++−−)に従って組み合わせることにより第3の組み合わせ信号(XA)を供
給し、 第4のコンバイナ(218)は、前記第1のシングルビットの出力関連信号(
CA(P,P))、前記第2のシングルビットの出力関連信号(CA(P,M))
、前記第3のシングルビットの出力関連信号(CA(M,P))及び前記第4の
シングルビットの出力関連信号(CA(M,M))を前記第2の加算パターン(
+−+−)に従って組み合わせることにより第4の組み合わせ信号(YA)を供
給する 請求項10記載の利得制御器(200)。 - 【請求項12】 前記信号処理回路(290)において、 前記第3の組み合わせ信号(XA)と前記第1の組み合わせ信号(XD)との差
(ΔX)の第1の表示(ΔX°)が、前記同相入力信号(ID)の表示(I°)
と乗算されて、第1の中間積(I°×ΔX°)が生成され、 前記第4の組み合わせ信号(YA)と前記第2の組み合わせ信号(YD)との差
(ΔY)の第2の表示(ΔY°)が、前記直角位相入力信号(QD)の表示(Q
°)と乗算されて、第2の中間積(Q°×ΔY°)が生成され、 前記第1の中間積と前記第2の中間積との差が積分されて、前記制御信号(W
)が生成される 請求項10記載の利得制御器(200)。 - 【請求項13】 前記信号処理回路(290)において、 前記第1の表示(ΔX°)及び前記第2の表示(ΔY°)が前記第2のサンプ
リング速度でのディジタル信号である請求項12記載の利得制御器(200)。 - 【請求項14】 前記第1の加算パターン(++−−)は、前記第1のコン
バイナ(227)及び前記第3のコンバイナ(217)が前記第1のシングルビ
ット信号(CD(P,P),CA(P,P))の正、前記第2のシングルビット信
号(CD(P,M),CA(P,M))の正、前記第3のシングルビット信号(CD (M,P),CA(M,P))の負及び前記第4のシングルビット信号(CD(
M,M),CA(M,M))の負を組み合わせることにより、前記第1の組み合
わせ信号(XD)及び前記第3の組み合わせ信号(XA)のそれぞれを供給するこ
とを意味する請求項11記載の利得制御器(200)。 - 【請求項15】 前記第2の加算パターン(+−+−)は、前記第2のコン
バイナ(228)及び前記第4のコンバイナ(218)が前記第1のシングルビ
ット信号(CD(P,P),CA(P,P))の正、前記第2のシングルビット信
号(CD(P,M),CA(P,M))の負、前記第3のシングルビット信号(CD (M,P),CA(M,P))の正及び前記第4のシングルビット信号(CD(
M,M),CA(M,M))の負を組み合わせることにより、前記第2の組み合
わせ信号(YA)及び前記第4の組み合わせ信号(YD)のそれぞれを供給するこ
とを意味する請求項11記載の利得制御器(200)。 - 【請求項16】 前記信号処理回路が汎用プロセッサにより実現される請求
項1記載の利得制御器(200)。 - 【請求項17】 前記信号処理回路がディジタル信号プロセッサ(DSP)
により実現される請求項14記載の利得制御器(200)。 - 【請求項18】 第1の2成分入力信号(ID(P),ID(M))を第1の
2成分出力信号(IA(P),IA(M))に送る第1のチャネル(291)と、
第2の2成分入力信号(QD(P),QD(M))を第2の2成分出力信号(QA
(P),QA(M))に送る第2のチャネル(292)との間の、回路(299
)における利得均衡を制御する方法(400)において、 前記第1及び第2の入力信号の4つの成分の組み合わせ(ID(P),QD(P
);ID(P),QD(M);ID(M),QD(P);ID(M),QD(M))の
全てを独立に比較し、且つその比較結果を第1のサンプリング速度での4つのシ
ングルビット入力関連信号(QD(P,P);QD(P,M);QD(M,P);
QD(M,M))により表すステップ(410)と、 前記第1及び第2の出力信号の4つの成分の組み合わせ(IA(P),QA(P
);IA(P),QA(M);IA(M),QA(P);IA(M),QA(M))の
全てを独立に比較し、且つその比較結果を第1のサンプリング速度での4つのシ
ングルビット出力関連信号(QA(P,P);QA(P,M);QA(M,P);
QA(M,M))により表すステップ(420)と、 前記シングルビット入力及び出力関連信号の所定の組み合わせを積分して、前
記第1のチャネル(291)か又は前記第2のチャネル(292)かのいずれか
において利得(L)を調整する、第2のより低いサンプリング速度(FR)での
制御信号(W)を獲得するステップ(430)と を備える方法。 - 【請求項19】 信号対(I,Q)を第1(291,I)及び第2(292
,Q)のチャネルにより送る無線回路(299)における利得不均衡を補正する
利得制御器(200)であって、前記利得制御器は、前記チャネルにおける全体
利得(GI,GQ)間の差をモニタし、且つ利得決定制御信号(W)を前記チャネ
ルのうちの1つにフィードバックする、前記利得制御器(200)において、 第1(221−224)及び第2(211−214)の複数のシングルビット
比較器は、チャネル入力(281,282)及びチャネル出力(283,284
)のそれぞれにおける信号対を第1のサンプリング速度(F)でモニタし、且つ
差信号(ΔX,ΔY)を供給し、 前記差信号を受け取る積分器(280)が、利得制御信号(W)を第2のデシ
メートされたサンプリング速度(FR)において計算する ことを特徴とする利得制御器(200)。
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