JP2007215184A - 干渉をキャンセルする方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、通信システムにおいて、マルチスタンダード端末（Ａ１，Ａ２，Ａ３）のコロケーションに固有の周波数近接を有する信号間の干渉をキャンセルする装置及び方法に関する。
【解決手段】干渉信号は、干渉信号（Ｓ２）か又は攪乱信号（Ｓ１）のどちらかにおいてサンプリングされ、次いで、攪乱のレベル（Ｃ／Ｎ情報）にしたがって位相シフト及び減衰され、そして攪乱信号と加算され、それ故、攪乱をキャンセルすることができる無効ループが形成される。
【選択図】図３

Description

本発明は、通信システムにおいて近接する周波数を有するマルチスタンダード端末のコロケーションに固有の干渉をキャンセルするための装置及び方法に関する。本発明は、特に、新たなＤＶＢ−Ｈ規格の実施のフレームワークにおいて適用され、そのＤＶＢ−Ｈ規格の目的は、将来の携帯電話、ＰＤＡ又は他のマルチメディアのデザインのようなマルチスタンダード携帯端末によるデジタルテレビジョンプログラムの受信を可能にすることである。

無線通信の分野における最近の開発の１つは、電話、ゲームコンソール、携帯情報端末（ＰＤＡ）、デジタルカメラ、インターネットブラウザ、電子メール等のような、多機能を有する単一端末に統合する方向への傾向を有する。

それ故、その傾向は、ＧＳＭ規格（９００、１８００及び１９００ＭＨｚ）についてのマルチバンドセルラー電話、２．４及び５ＧＨｚの周波数における無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）へのアクセス、並びにＵＨＦ帯域（４７０乃至８６０ＭＨｚ）に位置している固定的アプリケーションについてのＤＶＢ−Ｔ規格又は携帯端末についてのＤＶＢ−Ｔ規格に対するデジタルテレビジョン受信のようなアプリケーションの共存を必要とするマルチスタンダード端末の実施の方向にあることは明らかであるようにみえる。図１に表されている周波数マップはそれらの異なる規格の周波数を示している。

それらの異なるモードの各々について、端末は、それぞれの規格に従って送受信することができる必要がある。

ここで、ＷＬＡＮセルラー／ＤＶＢ−Ｈ／Ｔマルチモード端末において、端末の他のＲＦ部品に送信される増幅信号のリークは、特に、受信部品における性能レベルの著しい劣化の原因となる可能性がある。

重大なＲＦフィルタリングは、受信帯域における送信の帯域外雑音を最小化することを可能にする。それらのフィルタリング構成は、一般に、ＳＡＷ（表面弾性波）又はＢＡＷ（バルク音響波）の強い除去を有するフィルタにより適用されるが、ヨーロッパのＵＨＦ帯域及び９００ＭＨｚ ＧＳＭ規格の周波数近接に関連するこの種のアーキテクチャにおいては、依然として主な問題点が残されている。

実際には、ＤＶＢ−Ｈ（Ｔ）モードは受信モードのみであるため、そのモードは、８９０乃至９１５ＭＨｚの範囲内に位置しているＧＳＭ ９００送信チャネルにより与えられる強い干渉に対して全く透過性のままの状態である。

ＧＳＭ規格に対して、セルラーフォンは、３３ｄＢｍ又は２Ｗの電力を供給することができる。それにも拘わらず、総計学的研究は、平均送信電力は２０ｄＢｍの方に更に及び近い環境（約１ｍ）の中に位置付けられ、デジタル受信器は、−１０ｄＢｍのオーダーの干渉が存在する可能性があり、それ故、−８０ｄＢｍの方に位置付けられる受信器の感度に比べて強いことを示している。種々の除去装置は、“ノッチフィルタ”型除去装置のような状態と区別されるが、端末からのＧＳＭ規格送信に対するＵＨＦ帯域以上の帯域の有効な耐性を可能にするには十分に選択可能ではない。
国際公開第０３／１０５４５８Ａパンフレット 国際公開第０３／１０５３８６Ａパンフレット 独国特許第１０２６０８０７Ａ１号明細書 米国特許出願公開第２００５／１９０７９７Ａ１号明細書

本発明は、特に、セルラー電話環境下に位置付けられるＤＶＢ−Ｔ受信器について、特に、受信がＵＨＦスペクトル以上の領域に位置付けられている場合に、上記問題点を改善することを目的とする。

本発明は、通信システムにおいてマルチスタンダード端末のコロケーションに固有の周波数近接を有する信号間の干渉をキャンセルする方法を有する。その方法は、カップリングにより第１端末の方に発せられる干渉信号のサンプルを取る段階と、この場合、この信号を、この干渉信号のための攪乱レベルを表す指示にしたがって、第２端末の１つにより受信される攪乱信号において無効にするためのループを形成する段階とを有する。

そのようなデザインは、非常に有効であり、そして受動削除フィルタ装置に対して優れている能動削除を得ることを可能にする。

好意的には、攪乱レベルを表す指示は、攪乱信号を受信するサブシステムの復調器の出力においてサンプリングされたこの信号のキャリア対雑音成分（Ｃ／Ｎ）から演繹される。

カップリングにより干渉信号のサンプルを取る段階は、好適には、第１端末により発せられる干渉信号において実行される。本発明の方法の変形にしたがって、カップリングにより干渉信号のサンプルを取る段階は、第２端末の１つにより、次いで、フィルタリングによりその干渉信号を分離することにより、受信された攪乱信号において実行される。

好適には、無効ループを形成する段階は、逆位相にある信号を得るようにサンプリング信号を遅延させる回路による位相シフト段階から開始し、位相シフト信号を減衰する段階により後続される。

本発明はまた、通信システムにおいてマルチスタンダード端末のコロケーションに固有の周波数近接を有する信号間の干渉をキャンセルする装置であって、他の端末の１つにより受信された信号における干渉の源である、第１端末の方に出射された信号のサンプルを取るためのカップリング要素と、干渉源信号に対する受信信号における無効ループを形成する要素とを有する装置であって、そのループは、この干渉信号のために攪乱レベルを表す信号により制御される、装置を有する。

好適には、その無効ループは、サンプリング信号を位相シフトするための遅延要素と、位相シフトされた干渉信号のレベルを減衰させるように、その攪乱レベルを表す信号により電圧制御される減衰器と、位相シフトされ且つ減衰された干渉信号及び干渉により攪乱された受信信号を共に加算するための加算器とを有する。

同様に、好適には、攪乱を表す信号は、変換器要素によりアナログに変換され、増幅器により増幅されるデジタル信号であり、受信信号を受信するサブシステムの復調器により供給される信号対雑音比を表す信号に依存する。

好適には、干渉信号はＧＳＭ帯域において発せられる信号からもたらされ、受信信号はＵＨＦ帯域にある。

提案する新しい考えに基づく装置は、ここで、セルラー／ＤＶＢ−Ｈマルチバンド端末についての全ＵＨＦ帯域におけるＤＶＢ−Ｈ規格の使用を可能にする。更に、その装置は、９００ＭＨｚ ＧＳＭ環境においてＤＶＢ−Ｔ受信器の使用を可能にする。

上記の及び他の本発明の特徴及び有利点については、以下、添付図に関連付けて詳述する説明を読むことにより明らかになり、理解できるであろう。

セルラー端末におけるＧＳＭ信号による攪乱により引き起こされる不所望の効果については、図２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄを用いて説明する。

実際には、ＲＦ入力信号を中間周波数ＩＦ信号に変換するように用いられる周波数Ｆ_ＬＯの局部発振器ＬＯ及び混合器Ｍを主に有する、図２ｂに示すような従来の受信器周波数変換ステージが考慮される。図２ａに示されるＲＦ入力信号は、選択されたチャネルＣｈ６０からのＵＨＦ信号及びＧＳＭ干渉信号の振幅より小さい振幅を有する。局部発振器ＬＯの雑音を表す曲線を図２ｄに示す。逆干渉現象、即ち、“逆混合”は、周波数Ｆ_ＬＯの周りの局部発振器の雑音側波帯が強い攪乱器からもたらされる干渉により混合されるときに現れる。この強い攪乱器の存在下では、受信器の感度の劣化が追随する。それ故、図２ｃの熱雑音の表現のように、選択されたチャネルＣｈ６０の中間周波数ＩＦ信号の雑音フロアは増加し、このために、復調回路の入力におけるキャリア対雑音比（Ｃ／Ｎ）は自動的に劣化し、それ故、受信器の感度の損失がもたらされる。この受信サブシステムのレベルにおいて、要請されたチャネル、例えば、６０におけるこの付加雑音は、選択されたチャネルに位置付けられているために、フィルタリングされることができない。

図３は、提案しているデザインのアーキテクチャを示している。マルチスタンダード端末のＤＶＢ−Ｈ受信器及びＧＳＭ送信器を示している。それらはＧＳＭアンテナＡ２、Ａ３及びＵＨＦアンテナＡ１を有し、実質的に同一の場所に配置されている。ＧＳＭアンテナＡ２、Ａ３に供給される信号Ｓ２、Ｓ３は大きい電力ダイナミックレンジを有し、８９０乃至９１５ＭＨｚの周波数範囲内で送信される信号Ｓ２はＵＨＦアンテナＡ１により受信される信号Ｓ１と干渉する。そのアンテナに供給されるＧＳＭ信号は、例えば、−８０ｄＢｍのオーダーのＤＶＢ−Ｔ（Ｈ）受信器の感度に比べて、２Ｗ又は３３ｄＢｍに達する。１１０ｄＢのより大きいアンテナ間のデカップリング及びフィルタリングと同時に関連する全体的なアイソレーションが、それ故、必要である。

その状態は、その場合、“逆混合”現象、雑音フロアの増加が、次いで、その結果としてのキャリア対雑音比Ｃ／Ｎの実質的な劣化が得られる可能性が高い、信号Ｓ１における信号Ｓ２からの強い干渉に関して上記した条件に当てはまる。

８９０乃至９１５ＭＨｚ及び１８００乃至１９００ＭＨｚの周波数帯域においてアンテナＡ２及びＡ３により送信されるＧＳＭ信号Ｓ２、Ｓ３は従来の送信サブシステムからもたらされ、フィルタ１、増幅器２、ＲＦ信号受信回路３及びベースバンド信号処理器４に対応するそのサブシステムの要素が図式で示されている。それらの要素の機能については、当業者に知られているため、ここでは説明しない。

同様に、ＤＶＢ−Ｈ信号はＵＨＦアンテナＡ１により受信され、従来の受信サブシステムは、特に、フィルタ５、低雑音増幅器ＬＮＡ６、チューナ要素７及び復調要素８と関連して、例えば、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重化）復調器を有し、アンテナＡ１により受信される信号が復調されることを可能にする。この復調信号は、例えば、“ＭＰＥＧ ２ ＴＳ”規格にしたがった信号である。復調された信号の信号対雑音比Ｃ／Ｎ情報に関する表示は復調器の出力において入手可能である。

本発明にしたがった装置は、ＯＦＤＭ復調器により生成される信号対雑音比表示Ｃ／Ｎ情報により制御されるＵＨＦ信号においてＧＳＭ信号によりもたらされる干渉を無効にするためのループの形成を行う。８９０乃至９１５ＭＨｚの帯域におけるＧＳＭ送信信号の一部は、例えば、“２０ｄＢカプラ”を介して送信出力において直接サンプリングされる。この信号は、その場合、遅延回路１０により、典型的には、能動位相シフタにより又はマイクロストリップラインの長さにより、１８０°の位相シフトを導くように遅延される。その遅延は、アンテナ間の物理的距離、ＵＨＦフィルタリングにおける干渉の経過及び低雑音増幅回路に関連するＧＳＭ信号の遅延を付加的に補償するように較正される。この位相シフトされた信号は、例えば、復調器８から得られた信号対雑音比Ｃ／Ｎ情報を表すデジタル表示により生成される信号の劣化を表す信号により電圧制御される減衰器１１の入力に適用される。それは、この信号の劣化が観測される隣接した又は隣接しないチャネルにおける信号のレベル若しくは何れの他のレベルのようなチューナにおいて又はエラーレートのような復調器において、サンプリングされたそれらの干渉に後続して現れる劣化に関連する何れの他の表示により生成される。このデジタル表示信号Ｃ／Ｎ情報は、デジタル−アナログ変換器ＤＡＣ１３によりアナログ信号に変換され、次いで、減衰器１１の電圧制御入力に適用される前に増幅器１２により増幅される。遅延信号の減衰は、それ故、図２を用いて上記した“逆混合”のための雑音に関する表示により調節される。

加算器１４は、低雑音増幅（ＬＮＡ）段階６の後に、一方で、電圧制御減衰器１１から得られる信号と、他方で、ＤＶＢ−Ｔ（Ｈ）受信サブシステムから得られる信号とを加算し、それ故、干渉信号のための攪乱を低減することを可能にする。

上記の本発明にしたがった装置に基づいて、本発明にしたがった方法は、ＵＨＦ信号におけるＧＳＭ干渉が現れているときに、第１位相においては、このＧＳＭ信号のための干渉を有するＵＨＦ信号と９００ＭＨｚの送信サブシステムにおいてサンプリングされた信号Ｓとを逆位相で加算する段階を有する。

次いで、第２位相においては、ＯＦＤＭ復調器８は、信号対雑音比Ｃ／Ｎの劣化を検出し、無効ループにおいて挿入された可変減衰器１１を駆動するこの測定された信号対雑音比Ｃ／Ｎに関する表示を供給し、それ故、逆位相で且つ等しい振幅の加算により加算器１４において干渉を最小化するように減衰器１１の振幅を測定し、復調器の出力において信号対雑音比の性能基準を最適化することを可能にする。

ＧＳＭ９００セルラー送信がない場合には、雑音の寄与のみがＵＨＦ信号と加算されるが、減衰器１１の存在は、この寄与を無視可能にし、そして、このために、ＤＶＢ−Ｔ（Ｈ）チャネルの信号対雑音比の項における性能レベルに影響しない。

図４は、本発明にしたがった装置の他の実施形態を示していて、特に、ＤＶＢ−Ｔ／Ｈ受信器に適用可能である。この装置は、無効ループを用いて干渉信号を低減することに基づいてまた、動作する、図３について上記した装置に類似するものであり、例えば、ＳＡＷ型の非常に選択的なフィルタ２１と関連付けられたカプラ２０により攪乱された信号に関して行われる、干渉信号のサンプルを取ることにより特徴付けられる。適切に分離された干渉信号は、図３の実施形態におけるように、遅延回路１０により１８０°位相シフトされる。その位相シフトされた信号は、その場合、減衰器１１により減衰され、復調器から得られた信号対雑音比Ｃ／Ｎ情報に対応する信号により電圧制御され、次いで、ＧＳＭ干渉信号のために攪乱の影響を低減するように、加算器１４により入力ＵＨＦ信号と加算される。無効ループは、それ故、上記のデザインと同じである。

このデザインは、ＵＨＦ帯域の何れの周波数に対して、７００ＭＨｚに現在、制限されているＤＶＢ−Ｈ規格の使用を拡張することが可能である。そのデザインは、更に、ＵＨＦスペクトル以上の部分において多重化を有する幾何学的領域のためのＧＳＭ環境におけるＤＶＢ−Ｔ（Ｈ）受信器の使用を可能にするが、そのことについては、上記では考慮していない。

携帯のためのＤＶＢ−Ｔ及びＨ規格に対するデジタル地上受信及び９００ＭＨｚ ＧＳＭ型セルラーアプリケーションを結合するマルチスタンダード端末の実施の関連で、２つのアプリケーションの周波数近接により、及び、特に、ＵＨＦチャネルにおける強いＧＳＭ干渉の存在により、引き起こされるＤＶＢ−Ｔ（Ｈ）受信器の感度の著しい劣化を回避することが可能になる。

ＤＶＢ−Ｔ（Ｈ）−ＧＳＭ９００ＭＨｚ規格の周波数マップを示す図である。 逆干渉の現象を示す図である。 逆干渉の現象を示す図である。 逆干渉の現象を示す図である。 逆干渉の現象を示す図である。 提案しているデザインのアーキテクチャを示す図である。 提案している他のアーキテクチャを示す図である。

符号の説明

１ フィルタ
２ 増幅器
３ ＲＦ信号受信回路
４ ベースバンド信号処理器
５ フィルタ
６ 低雑音増幅器ＬＡＮ
７ チューナ
８ 復調器
１０ 遅延回路
１１ 減衰器
１２ 増幅器
１３ デジタル−アナログ変換器ＤＡＣ
１４ 加算器
２０ カプラ
２１ フィルタ

Claims (10)

1. 通信システムにおいて、マルチスタンダード端末のコロケーションに固有の周波数近接を有する信号間の干渉をキャンセルする方法であって：
   カップリングにより第１端末の方に発せられた干渉信号のサンプルを取る段階；及び
   前記干渉信号のために攪乱レベルを表す表示にしたがって、第２端末の１つにより受信された攪乱信号に関して前記干渉信号を無効にするためのループを形成する段階；
   を有する干渉をキャンセルする方法。
2. 請求項１に記載の干渉をキャンセルする方法であって、前記攪乱レベルを表す表示は、前記攪乱信号を受信するサブシステムの復調器の出力において前記攪乱信号のキャリア対雑音成分から演繹される、干渉をキャンセルする方法。
3. 請求項１に記載の干渉をキャンセルする方法であって、カップリングにより前記干渉信号のサンプルを取る前記段階は前記第１端末により発せられる前記干渉信号において実行される、干渉をキャンセルする方法。
4. 請求項１に記載の干渉をキャンセルする方法であって、カップリングにより前記干渉信号のサンプルを取る前記段階は、前記第２端末の１つにより受信された攪乱信号において、そしてフィルタリングにより前記干渉信号を分離することにより実行される、干渉をキャンセルする方法。
5. 請求項１に記載の干渉をキャンセルする方法であって、無効ループを形成する前記段階は、逆位相で信号を得るように前記サンプリングされた信号を遅延させる回路により位相シフトさせる段階から始まる、干渉をキャンセルする方法。
6. 通信システムにおいて、マルチスタンダード端末のコロケーションに固有の周波数近接を有する信号間の干渉をキャンセルする装置であって：
   第１端末の方に発せられた信号のサンプルを取るためのカップリング要素であって、前記第１端末は、他の端末の１つによる受信信号における干渉源である、カップリング要素；及び
   前記受信信号に関して前記干渉源の信号を無効にするループを形成する要素であって、前記ループは、前記干渉信号のための攪乱レベルを示す信号により制御される、ループを形成する要素；
   を有する干渉をキャンセルする装置。
7. 請求項６に記載の干渉をキャンセルする装置であって、前記無効にするループは、前記サンプリングされた信号を位相シフトするための遅延要素と、位相シフトされた干渉信号のレベルを減衰するように前記攪乱レベルを表す信号により電圧制御される減衰器と、位相シフトされ且つ減衰された信号及び前記干渉により攪乱された前記受信信号を共に加算するための加算器とを有する、干渉をキャンセルする装置。
8. 請求項６に記載の干渉をキャンセルする装置であって、前記攪乱レベルを表す前記信号は、変換器要素によりアナログ形式に変換され、そして増幅器により増幅されたデジタル信号であり、前記受信信号を受信するサブシステムの復調器により供給される信号対雑音比を表す信号に依存する、干渉をキャンセルする装置。
9. 請求項６に記載の干渉をキャンセルする装置であって、前記干渉信号はＧＳＭ帯域において発せられる信号からもたらされる、干渉をキャンセルする装置。
10. 請求項６に記載の干渉をキャンセルする装置であって、前記受信信号はＵＨＦチャネル帯域にある、干渉をキャンセルする装置。

Images