JP2010512118A - クロック信号の偶数次高調波成分の適応的修正 - Google Patents

Abstract

【解決手段】
本発明において、無線通信周波数帯をカバーする無線デバイスは、ドライバまたは負荷の非対称性によって生じる偶数調波を抑制するべく、クロック信号の時間領域波形を適応的に修正するための周波数領域モニタを組み込んでいる。クロックシフトが可能でない場合にも偶数調波は回避できる。クロックシフトを併用すれば、無線デバイスは、両高調波がレシーバのバンド内にあっても、両高調波の回避が可能である。

Description

本願発明は、クロック信号の偶数次高調波成分を適応的に修正する技術に関する。

技術開発によって、音声、ビデオ、画像、データの情報を大量にデジタル化し圧縮することが可能になった。これらの開発の進展によって、大量のデータを一つのデバイスから他デバイスに転送したり、ネットワークを介してもう一つのシステムに転送したりするニーズが増大している。データを転送するために、移動無線デバイスは、広帯域の周波数範囲を用いて動作する無線（ＲＦ）サブシステムを組み込んでいる。そして、コンピュータは、より速い中央処理装置および実質的に多くのメモリーを搭載することとなり、これによって、より多くのデータの保存および転送をより速く行える装置への要求が高まっている。これらの機能の動作の要求が増すにつれて、より急峻なエッジを有するクロック信号が必要となり、これに伴って、ギガヘルツの範囲の高調波が発生し、その周波数帯域で動作する近くの無線受信器に妨害を与える結果となる。

このように、クロック信号周波数の一つ以上の高調波がレシーバのいずれかのバンド内に入ってしまうことがある。一部のプラットフォームにおいては、クロックシフトが、この干渉を回避するために用いられてもよい。しかし、クロック高調波からの干渉の制御のための改良された方法がマルチ無線通信サブシステムにおいて必要である。

本発明の主題は、本明細書の最後に添付されている請求の範囲に定義されている。なお、構成および作動方法は、目的、特徴、および有利な効果とともに、図面を参照しながら、以下の詳細な説明を理解することができる。

いうまでもなく、説明の分かりやすさおよび明瞭さのために、図において例示される要素が、一定の比率で必ずしも描かれているというわけではない。例えば、いくつかの要素の大きさは、明確にするために、他の要素と比較して誇張されている場合もある。参照番号は、対応あるいは類似した要素を示すために、必要に応じて図の中で繰り返されて付される場合もある。

従来技術の無線通信は、ワイヤレス受信機の周波数帯における、クロック信号からの高調波によって干渉を受けていたが、本願発明の特徴は、回路およびアルゴリズムを含み、クロック信号の偶数調波を適応的に修正する。動的に高調波放射をモニタすることによって、クロック信号の偶数調波によって生じる干渉を減少させ、無線受信機に接続されている妨害を、適応的に減少させまたは除去し抑制する。

無線通信のいずれかのバンド内に重なる偶数次（even order）のクロック信号高調波からの干渉を抑制するために、本発明の回路およびアルゴリズムを実装する無線デバイスを例示する図である。 クロック源によって生成される高調波を測定し、最小化するための本発明の一実施例を例示するブロック図である。 ＲＦプラットフォームに有害な高調波を制御するアルゴリズムを例示するフローチャートである。

［詳細な説明］
以下の詳細な説明において、本発明の完全な理解を提供するために、多くの具体的な詳細事項が記載されている。しかしながら、本発明は、これらの具体的な詳細事項によらずに実施されてもよいことは当業者によって理解されるであろう。なお、周知の方法、手順、構成要素および回路は、本発明を不明瞭にしないために、詳述していない。

図１における実施例は、他の無線通信装置と無線通信するための一つ以上の無線装置を含むプラットフォーム１０を例示している。プラットフォーム１０は、例えばワイヤレス・ネットワークによって動作してもよい。たとえば、ＷｉＦｉ：Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｆｉｄｅｌｉｔｙ、ＩＥＥＥ ８０２．１６−２００５に基づくＷｉＭａｘおよびＭｏｂｉｌｅ ＷｉＭａｘ、ＷＣＤＭＡ：Ｗｉｄｅｂａｎｄ Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ、ＧＳＭ：Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓなどであるが、本発明はこれらに限定されない。プラットフォーム１０の無線サブシステムは、無線通信の空間において、ネットワークの他のデバイスと通信する能力を提供する。

従来技術の無線通信は、ワイヤレス受信機の周波数帯における、クロック信号からの高調波によって干渉を受けていたが、プラットフォーム１０の特徴は、回路およびアルゴリズムを含み、クロック信号の偶数調波を適応的に修正する。動的に高調波放射をモニタすることによって、クロック信号の偶数調波によって生じる干渉を減少させ、無線受信機に接続されている妨害を適応的に減少させまたは除去し抑制する。したがって、プラットフォーム１０のトランシーバの実施例において、本発明に従って、クローズドループシステムが動的にドライバのバイアスを調整し、温度および負荷の変動を補償する。別の実施例において、バイアス以外のパラメータが干渉を緩和するように動的に調整されてもよい。

このプラットフォーム１０は、種々の製品のアプリケーションを有してもよい点に留意する必要がある。例えば、請求項に記載された内容は、デスクトップコンピュータ、ラップトップ、スマートフォン、ＭＰ３プレーヤ、カメラ、コミュニケータおよびパーソナル携帯情報機器（ＰＤＡ）、医療または生物工学装置、自動車安全保護機器、自動車情報製品、などに組み込まれてもよい。しかしながら、本発明の範囲がこれらの実施例に限定されないことを理解すべきである。

図１は、被変調信号を受信して、送信するためのトランシーバ１２およびアンテナを有するモバイル・プラットフォーム１０を例示している。図１は、変調／復調を提供するトランシーバにアンテナを接続した簡単な実施例を示している。一般に、アナログフロントエンド・トランシーバ１２は、スタンドアローンの単独または集積化されたアナログ回路の無線（ＲＦ）機器であってもよく、または、トランシーバ１２は、プロセッサに埋め込まれたミックストモードの集積回路であって、プロセッサは命令をフェッチし、デコードし、オペランドを取り出し、適切な動作を実行し、そして結果を格納する機能を遂行する。狭帯域のスペクトルアナライザ機能１４は、レシーバに埋め込まれてもよく、受信チャンネルのバンド内に入った干渉信号をモニタするために用いてもよい。クロック源およびラインドライバ１６は、クロックを、プラットフォーム１０におけるプロセッサおよび他の機能に提供する。制御ループ１８は、スペクトルアナライザ機能によってモニタされる無線通信受信チャンネルのバンド内に混入したクロック高調波からの干渉を抑制するために用いるラインドライバ１６のバイアスまたは他の条件を修正するために用いてもよい。プロセッサは、ベースバンドおよびアプリケーション処理機能を含んでもよく、一つ以上のプロセッサ・コア２０および２２を利用することによって、アプリケーションの機能をハンドリンクし、処理のワークロードをそれぞれのコアに分散してもよい。プロセッサは、インターフェース２６を介してデータをシステムメモリ２８のメモリー領域に転送してもよい。

図２は、スペクトルアナライザ１４、クロック源およびラインドライバ１６、および制御ループ１８のための本発明の一実施例を例示するブロック図である。図示のように、トランシーバ１２は、レシーバおよびスペクトルアナライザ２１０、クロック信号を生成するクロック源２０２およびラインドライバ２０４を含む。ラインドライバ２０４は、バッファリング、選択された波形整形、および伝送ラインを経て他の機能にクロック信号を送る適切な駆動能力を提供する。ラインレシーバ２０６は、ラインドライバ２０４から信号を受け取るよう接続されている。アンテナ２０８は、ラインドライバ２０４から発信される高調波を受ける。アンテナ２０８は空中で受信された電波を分析するために、レシーバおよびスペクトルアナライザ２１０に接続されている。レシーバおよびスペクトルアナライザ２１０は、周波数のスペクトル出力および受信信号のレベルを提供する。偶数調波最小化アルゴリズム２１２の形式を持つ閉ループ制御は、ラインドライバ２０４のバイアス調整を生成するために、レシーバおよびスペクトルアナライザ２１０に接続されている。

図は、ラインドライバ２０４に供給されるバイアスの調整を可能にする閉ループシステムを例示するシンプルな実施例を示す。ラインドライバ２０４に適用されるバイアスは、ラインドライバ２０４によって生成されるパルスの形状を変える温度変化およびインピーダンス負荷変動を補償するために用いられる。たとえば、それらのパルスの立ち上がりおよび立ち下がり時間が挙げられる。時間領域においては、ラインドライバ２０４によって生成される信号のパルス波形のいかなる非対称形状も検出することは難しい。したがって、閉ループシステムでは、特定の高次の高調波に対して必要とされる高感度を提供するスペクトルアナライザが含まれている。スペクトルアナライザ機能は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）プロセッサを使用する。これは、通常はレシーバの一部であるが、周期的にラインドライバ２０４の出力である信号によって生成される偶数調波のレベルをモニタするために、レシーバおよびスペクトルアナライザ２１０によって使われる。

クロック・ジェネレータおよびスペクトルアナライザ１４の動作は、図３に例示されるフローチャートに記載されている。方法３００またはそれの一部分は、プロセッサ、クロック・ジェネレータおよびスペクトルアナライザ１４の、エレクトロニックシステムの組合せによって実行される。方法３００は、方法を実行する装置、ソフトウェア要素またはシステムの特定のタイプによって制限されることはない。同様に、方法３００のさまざまな動作は、示される順序で実行されてもよいが、別の順序で実行されてもよい。

方法３００は、レシーバ通信チャネル変化を検出するプロセスステップ３０２から始まるよう示されている。プロセスステップ３０４はトラフィック検出器である。そして、プロセスステップ３０６はトラフィックがあるかどうか検出する。レシーバのスイッチオンまたはチャネルの切り替えの後、かつトラフィックが受信されていない場合、存在しうるクロック高調波を検出するためにスペクトルアナライザの出力がモニタされる（ステップ３０８参照）。スペクトルアナライザ２１０（図２を参照）は、周波数応答測定を実行し、システムの増幅器および構成要素の信号の大きさおよび位相特性を測定することができる。レシーバの構成要素のいずれかからの検出周波数は、クロック源および高調波の次数を決定するために、アクティブなクロックの予測された高調波の周波数と比較されてもよい。

プロセスステップ３１０において、閉ループシステムは、奇数調波があるかどうかが測定される。奇数調波に対して、奇数調波をシフトさせ受信チャネル周波数帯から外れるようにするために、クロック周波数を調整してもよい（プロセスステップ３１２を参照）。プロセスステップ３２０において、偶数調波があるかどうか閉ループシステムが測定する。偶数調波がある場合には、本発明に従って、クロック発信器バイアスを調整することによって、残りの偶数調波を極小値にするよう抑制してもよい（プロセスステップ３２２を参照）。バランスのよい伝送のために、平衡負荷の一方の調整を可能としてもよい。

無線通信周波数帯をカバーするマルチバンド周波数方式で、クロックシフトが可能でない場合、偶数調波を回避する点を説明した。加えて、クロックシフトと組み合わせた場合、両方の高調波がレシーバの周波数帯域に重なるときに、両方の高調波を回避する点を説明した。このように、発明の実施例を実装することによって、ドライバまたはロードの非対称によって生じる偶数調波を抑制し、クロック信号の時間領域波形を適応的に修正するために、周波数領域モニタが組み込まれてもよい。

本願明細書において、特定の本発明の特徴が例示されたが、多くの変更態様、置換、変化および均等物についても、当業者であれば、構成できるであろう。従って、特許請求の範囲は、本発明の要旨の範囲内に含まれるこれらのすべての改変及び変形をカバーすることを意図している。

Claims (16)

1. クロックの偶数調波によって発生する無線機の干渉を最小化する方法であって：
   ラインドライバの非対称によって生じる偶数調波を抑制するべくクロック信号の時間領域波形を適応的に修正するために、周波数領域モニタを使用するステップ、
   を有する方法。
2. 前記無線機のレシーバ通信チャネルの変化を検出するステップ、を更に含んでいる請求項１記載の方法。
3. 通信チャネルトラフィックを検出するためにトラフィック検出器を使用するステップ、を更に含んでいる請求項２記載の方法。
4. 前記無線機のスイッチオンまたはチャネルの切り替えの後で、かつ受信チャネル周波数帯にいかなるトラフィックも存在しないときに、存在し得るクロック高調波のいかなるものも検出するために、前記周波数領域モニタの出力をモニタするステップ、を更に含む請求項３記載の方法。
5. レシーバ構成要素から検出された前記クロック高調波と、アクティブなクロックの予測された高調波とを比較するステップ、を更に含む請求項４記載の方法。
6. 偶数調波が存在するか否かを判定するステップ、かつ、もし存在する場合、クロックラインドライバのバイアスを調整することによって、残りの前記偶数調波を抑制するステップ、を更に含む請求項４記載の方法。
7. ドライバの非対称によって生じる偶数調波を抑制するべくクロック信号の時間領域波形を適応的に修正する周波数領域モニタ、
   を有するマルチバンド無線機。
8. 前記周波数領域モニタは、存在し得るクロック高調波のいかなるものも検出するために、前記周波数領域モニタの出力を監視する、請求項７記載のマルチバンド無線機。
9. 前記周波数領域モニタは、偶数調波が存在するか否かを判定し、かつ、もし存在する場合、ドライバのバイアスを調整することによって、残りの偶数調波を抑制する、請求項７記載のマルチバンド無線機。
10. ドライバの非対称によって生じる偶数調波を抑制するべくクロック信号の時間領域波形を適応的に修正する周波数領域モニタ、
    を有する単一バンド無線機。
11. 前記周波数領域モニタは、存在し得るクロック高調波のいかなるものも検出するために、前記周波数領域モニタの出力を監視する、請求項１０記載の単一バンド無線機。
12. 前記周波数領域モニタは、偶数調波が存在するか否かを判定し、かつ、もし存在する場合、ドライバのバイアスを調整することによって、残りの偶数調波を抑制する、請求項１０記載の単一バンド無線機。
13. マルチバンド無線機のために生成されるパルスの形状を変えるために、バイアスを受信するラインドライバ；および
    前記ラインドライバからの高調波放射をモニタし、前記ラインドライバに供給される前記バイアスの調整を可能にするクローズドループシステム、
    を有する無線機。
14. 前記ラインドライバに適用される前記バイアスが、前記ラインドライバによって生成される前記パルスの前記形状を変える温度変化およびインピーダンス負荷変動を補償するために用いる、請求項１３記載の無線機。
15. 前記クローズドループシステムが、前記ラインドライバによって生成される偶数調波のレベルを周期的にモニタする高速フーリエ変換（ＦＦＴ）プロセッサを含むスペクトルアナライザを有する、請求項１３記載の無線機。
16. 前記クローズドループシステムは、前記ラインドライバに供給される前記バイアスを生成するために、前記スペクトルアナライザの出力を処理し、偶数調波を最小化するアルゴリズムを用いる、請求項１３記載の無線機。

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