JP2014176097A - 全デジタル送信器ノイズ補正 - Google Patents

Abstract

【課題】歪みを推定するために、送信器−受信器の受信器で受信される信号中の非線形送信器信号歪みの全デジタルモデルが使用されてもよい。次いで、推定された歪みは、受信信号の信号品質を改善するために、受信信号から相殺されてもよい。
【解決手段】デジタル非線形モデルは、送信器−受信器の送信器の送信信号のデジタル版に、式または変換を適用することによって、非線形歪み項を推定する、推定回路の一部であってもよい。非線形項を、受信器で受信器周波数で受信される到来信号から後で減算することができるように、推定される非線形項の周波数を、送信器周波数から離れるようにシフトさせるために、ミキサーが使用されてもよい。回路および方法が提供される。
【選択図】図１

Description

全二重無線周波数（ＲＦ）送信器−受信器および送受信器は、ＲＦ信号を同時に送信および受信することができる。典型的に、送信帯域および受信帯域は、受信器での送出送信器信号からの干渉を最小限にするように、相互からオフセットされている。送信帯域は、受信帯域とは異なるが、送信信号の成分は、依然として受信器で受信信号に漏れ、干渉を生じる場合がある。この干渉は、受信器の感度を低下させており、そのため、受信器のより弱い信号を受信する能力が低下する。

受信信号に漏れる成分は、送信器−受信器回路の非線形特性によって生じる場合がある。例えば、送信器の増幅器は、送出信号を線形に増幅するように設計されているが、実際には、製造上の限界および他の制約が、送出信号の異なる成分の非線形増幅をもたらしている。この非線形増幅は、受信器で受信される到来信号を歪ませている。他の場合では、信号サンプリング中の非線形近似誤差等の送信器−受信器回路の他の非線形特性もまた、受信信号を歪ませている。

受信器での歪みを最小限にするための既存の解決策は、これらの回路の線形性を改善すること、非線形項を除去する追加のフィルタを含むことによって歪みの非線形源を低減すること、ならびにフィルタ適応および収束率を改善することに着目してきた。これらの改善および追加のフィルタは、より多くの電力を消費する追加の要素を伴う、より大きく、より高価な回路をもたらした。より大きく、より高価であり、かつ多大な電力を消費する回路は、スマートフォン、タブレット、および他のモバイルＲＦ機器等、より少ない電力を消費するように設計された、より小さいサイズの携帯型機器には向いていない。

また、これらの既存の解決策は、複数の送信器および１個以上の受信器を含むシステムにも好適ではない。複数の送信器を伴うシステムでは、各受信器での信号は、１個のみではなくそれ以上の送信器からの送出信号によって歪められている場合がある。複数の送信器システムにおける歪みを最小限にするための既存の回路は、これらのより小さい携帯型の電池式の機器には、大き過ぎ、高価過ぎ、かつ電力を消費し過ぎる。

最後に、これらのより小さい携帯型機器の送信器および受信器は、指定される信号帯域の利用可能なチャネルのサブセットのみを使用してもよい。これらの機器が利用可能なチャネルのサブセットのみを使用する場合、信号帯域の未使用のチャネルにおけるいかなる歪みも、到来受信チャネルから除去する必要はない。既存の解決策は、未使用のチャネルを含む信号帯域全体から歪みを除去することに着目していた。したがって、この解決策は、未使用のチャネルの歪みを除去する必要がないにも関わらず、未使用のチャネルの歪みを除去するために、余分な処理時間および電力を必要とした。

高い費用効率で受信信号の送信器信号歪みを最小限にすることができる、より小さい低電力の送信器ノイズ補正回路の必要性が存在する。また、アクティブチャネルのみ、および／または複数の送信器からの歪みを除去することができる、携帯型機器に好適なより小さい低電力の送信器ノイズ補正回路の必要性も存在する。

図１は、本発明の実施形態の第１の例示的な回路を示す。 図２は、本発明の実施形態の第２の例示的な回路を示す。 図３は、本発明の実施形態の第３の例示的な回路を示す。 図４は、本発明の実施形態の第４の例示的な回路を示す。 図５は、本発明の実施形態の例示的な方法を示す。

全二重ＲＦ送信器−受信器を含むが、これに限定されない、送信器−受信器の受信器で受信される信号の非線形送信器信号歪みの全デジタルモデルが、歪みを推定するために使用されてもよい。次いで、推定された歪みは、受信信号の信号品質を改善するために、受信信号から相殺されてもよい。デジタル非線形モデルは、送信器−受信器で送信される信号のデジタル版に、式または変換を適用することによって非線形歪み項を推定する、推定回路の一部であってもよい。本明細書に記載されるように非線形歪みを推定し、相殺するために、全デジタル回路を使用することで、より小さく、より費用効果が高く、また電力消費もより少ない、ノイズ補正回路の開発および製造が可能になる。

送信器および受信器が異なる周波数で動作する場合、後で非線形項を受信器周波数の到来信号から減算することができるように、送信信号の推定される非線形項の周波数を、送信器周波数から離れるようにシフトさせるために、ミキサーが使用されてもよい。場合によっては、ミキサーは、送信器周波数と受信器周波数との間のオフセットに基づき、推定される非線形項を中間周波数にシフトさせてもよい。

場合によっては、周波数がシフトされた推定された非線形項は、非線形項が、受信器で受信される到来信号の対応するセクションと時間整合されるまで、遅延ユニットで遅延されてもよい。これは、確実に、非線形項が対応する送信器干渉項を含有する受信信号の対応するセクションから減算されるようにし得る。場合によっては、デシメータが、推定された非線形項を、受信到来信号の周波数と合致する周波数にダウンサンプリングしてもよい。

いったん推定された非線形項が受信到来信号の周波数となり、対応する非線形干渉項を含有する受信到来信号の対応するセクションと同期されると、到来受信信号からノイズ項を除去するために、推定された非線形項が、受信到来信号から減算されてもよい。

また、場合によっては、デジタル化送信および受信信号を、減算器によってノイズ項が除去された後の受信信号と比較する、適応エンジンも提供されてもよい。適応エンジンは、次いで、比較に基づき、非線形性モデルにおける誤差を推定し、次いで、誤差をさらに低減するように、非線形性モデルの更新された係数を生成してもよい。適応エンジンは、誤差が排除されるか、ないしは最小化されるまで、誤差を反復的に推定し続けてもよい。

アンダーサンプリングによるエイリアシングを回避するために、送信されるアナログＲＦ信号のデジタル版をより高い周波数に補間するために、インターポレータが使用されてもよい。送信信号のアンダーサンプリングの可能性がない場合は、インターポレータを使用する必要はない。

前述されるように、推定回路は、非線形性モデルに従って、送信されるアナログＲＦ信号のデジタル版に、式または変換を適用することによって、非線形干渉項を推定してもよい。異なる実施形態では、異なる種類の非線形性モデルが使用されてもよい。場合によっては、非線形性モデルは、受信器で受信される信号と干渉し得る、送信信号中の非線形項をモデル化するように構成されてもよい。非線形項は、送信信号が送信器によって送信される前に、送信信号を増幅するために使用される電力増幅器によって生じる、予期される非線形性に基づいてモデル化されてもよい。

また、逆歪み回路、増幅器、および／または他の源によって生じる送信器ベースバンド信号中の非線形性等、他の非線形項もモデル化されてもよい。適用されるいかなる逆歪みも、理想的に、残存歪みを残さないべきではあるが、実際には、これは、典型的に起こらない。残存歪みは、受信器で受信される信号に漏れる場合があり、これは、受信器の感度を低下させる（ｄｅｓｅｎｓｅ）場合がある。推定回路は、この残存歪みを受信信号から除去することができるように、この残存歪みをモデル化してもよい。場合によっては、ベースバンド非線形性は、モデル化される必要はない。例えば、送信されるベースバンド信号の逆歪みがない、または最小である場合、ベースバンド非線形性のモデル化が実施される必要はない。

また、他の種類の非線形相互変調歪みおよび干渉もモデル化されてもよい。これらの他の種類の非線形項には、外部遮断器または送信器と混変調する他の機器からの混変調項、送信器からの漏れが二次、三次、または広くは任意の次数の歪みを通して受信器フロントエンドで受信されるベースバンド信号に混入する際の非線形性および非線形干渉項を含むが、これらに限定されない、任意の種類の非線形干渉項が挙げられる。

場合によっては、また、非線形信号歪みモデルは、非線形項に加えて、線形項も含んでもよい。線形項は、周波数分割二重モードにおける周波数変化の影響等の特定の線形関数をモデル化するために使用されてもよい。また、受信信号に対する歪みの影響を推定するために、クロッキングスプリアスまたはサンプリングイメージを含むが、これらに限定されない、送信器によって生じる任意の他の種類の信号歪みもモデル化されてもよい。モデル化の結果は、受信信号から歪みを相殺し、除去するために使用されてもよい。

推定回路が非線形送信器ベースバンド信号歪みをモデル化する場合、少なくとも一部において、以下の方程式に従って、非線形性が推定されてもよい。

上記の方程式（１）では、Ｉは、送出デジタル信号の同相成分を表してもよく、Ｑは、送出デジタル信号の異相成分を表してもよく、ｊは、虚数単位を表してもよく、αおよびβは、信号ベースバンド歪みモデルのモデル係数を表してもよく、ｍは、関連変数の現在値（０）および過去値（１、２、…、Ｍ_ＢＢ）に対応する指数（０〜Ｍ_ＢＢ）を表してもよく、ｋは、ｋ＝１が線形項を表し、ｋ＝２が二次項を表す等、非線形性の次数を表してもよく、ｎは、離散型時間またはインスタンスに基づく時間指数を表してもよく、ｘは、モデル化された非線形送信器ベースバンドの出力を表してもよい。

推定回路が受信器での送信器からの非線形歪みをモデル化する場合、非線形歪みは、少なくとも一部において、以下の方程式に従って推定されてもよい。

上記の方程式（２）では、ａは、送信器信号歪みモデルのモデル係数を表してもよく、ｍ_１およびｍ_２は、関連変数の異なる現在（０）および／または過去（１、２、…、Ｍ_ＢＢ）値を比較するための変数の異なる指数を表してもよく、ｙは、受信器での送信器からのモデル化された非線形歪みの出力を表してもよい。例えば、ｍ_１＝ｍ_２＝０である場合、指数ｎ−ｍ_１−ｍ_２＝ｎは、過去値を有さない現在のサンプル指数に対応する。項ｍ_１もまた、ＲＦ包絡線の記憶深度または｜ｘ（ｎ−ｍ_１）｜等の振幅変調項を表してもよく、一方、項ｍ_２は、振幅変調｜ｘ（ｎ−ｍ_１）｜と複素包絡線項ｘ（ｎ−ｍ_１−ｍ_２））との間の交差項を表してもよい。

異なる実施形態では、異なるモデル化方程式が使用されてもよい。例えば、場合によっては、方程式（１）および／もしくは（２）の代わりに、または方程式（１）および／もしくは（２）に加えて、ボルテラ級数あるいは記憶多項関数が使用されてもよい。

図１は、送信器１８５と、受信器１８６とを含む、全二重無線のための第１の例示的な全デジタルノイズ補正回路１００を示す。回路１００では、送信器１８５で送信される送出デジタル信号は、アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）１８１でアナログ信号に変換されてもよい。送出デジタル信号の複製もまた、推定回路１２０に経路指定されてもよい。

推定回路１２０は、全二重無線の受信器１８６での送信器１８５からの非線形歪みをモデル化するフィルタおよび／または他の構成要素を含んでもよい、非線形性信号歪みモデル１２１を含んでもよい。非線形歪みは、送信器でアナログ信号に変換され、送信される、送出デジタル信号の複製の解析に基づき、モデル化されてもよい。

推定回路１２０にミキサー１３０が接続されてもよい。ミキサー１３０は、推定回路の出力を周波数オフセット信号と混合してもよい。この混合は、推定回路出力を、無線の送信周波数と受信周波数との間の差を表す中間周波数オフセットにシフトさせてもよい。

減算器１６０が、ミキサー１３０、および受信される到来アナログ信号をデジタルコードに変換するＡＤＣ１９０に接続されてもよい。減算器１６０は、受信器で受信され、周波数がシフトされた推定回路出力を、ＡＤＣ１９０でデジタルコードに変換されたデジタル化到来信号から減算してもよい。この減算は、受信到来信号中の送信器からのモデル化された非線形歪みを相殺し得る。

低域通過フィルタ１８２が、ＡＤＣ１８１に接続されてもよく、所定の遮断周波数より高い、ＡＤＣ１８１で変換された送出信号のアナログ信号を減衰させてもよい。ミキサー１８３は、低域通過フィルタ１８２、およびフィルタ処理されたアナログ信号の周波数を、ベースバンド周波数からフィルタ処理された送出アナログ信号を送信するために使用される送信周波数にシフトさせるように選択される、振動信号に接続されてもよい。シフトされた信号を低電力ＲＦ信号から送信器アンテナを駆動するための高電力信号に増幅するために、ミキサー１８３に電力増幅器１８４が接続されてもよい。送信器１８５は、高電力信号を送信するように、電力増幅器１８４に接続されてもよい。

受信器１８６は、所定の受信帯域内の到来ＲＦ信号を受信するように構成されてもよい。受信器１８６は、受信器１８６および／またはそのアンテナによって捕獲される到来ＲＦ信号を増幅する、低ノイズ増幅器であってもよい、増幅器１８７に接続されてもよい。

増幅器１８７が、ミキサー１８８に接続されてもよい。ミキサー１８８は、増幅された到来信号の周波数を、受信到来信号を処理するために使用される所定のベースバンド受信器周波数にシフトさせるように選択される、振動信号に接続されてもよい。

低域通過フィルタ１８９が、ミキサー１８８に接続されてもよく、所定の遮断周波数より高い、周波数がシフトされた受信到来信号を減衰させてもよい。フィルタ処理されたアナログ到来信号をデジタルコードに変換するために、低域通過フィルタ１８９にＡＤＣ１９０が接続されてもよい。加えて、図１は、直接送信器−受信器アーキテクチャを図示するが、推定回路、ミキサー、および減算器を含むが、これらに限定されない、本明細書に記載される全デジタルノイズ補正原理および構成要素はまた、スーパーヘテロダイン、固定中間周波数（ＩＦ）、低中間周波数（ＬＩＦ）、および／もしくは超低中間周波数（ＶＬＩＦ）アーキテクチャを含む、他の送信器ならびに／または受信器アーキテクチャにも適用されてもよい。

図２は、送信器２８５と、受信器２８６とを含む、全二重無線のための第２の例示的な全デジタルノイズ補正回路２００を示す。回路２００では、送信器２８５で送信される送出デジタル信号は、アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）２８１でアナログ信号に変換されてもよい。送出デジタル信号の複製もまた、インターポレータ２１０および／または適応エンジン２７０に経路指定されてもよい。

インターポレータ２１０は、エイリアシングを防止するために、到来信号の帯域に含まれる送出デジタル信号または送出デジタル信号の少なくとも一部分を補間してもよい。インターポレータ２１０は、低周波数のためにアンダーサンプリングが生じ得る場合に、送出デジタル信号のサンプリング周波数を上昇させてもよい。インターポレータは、推定回路２２０に接続されてもよい。

推定回路２２０は、モデル２２１および２２２を含んでもよい、１つ以上の非線形性信号歪みモデルを含んでもよい。非線形モデル２２１は、全二重無線の受信器１８６での送信器１８５からの非線形歪みをモデル化するフィルタおよび／または他の構成要素を含んでもよい。非線形モデル２２１は、送信器１８５で送信する前のベースバンド信号の非線形歪みをモデル化するフィルタおよび／または他の構成要素を含んでもよい。この非線形歪みは、ベースバンド信号経路中の増幅器または歪みの他の源によってもたらされる場合がある。

非線形モデル２２２は、送信器２８５と受信器２８６との間の非線形信号歪みをモデル化してもよい。非線形歪みは、続いてアナログ信号に変換され、送信器２８５で送信される、送出デジタル信号の複製の解析に基づいてモデル化されてもよい。非線形モデル２２１および２２２の両方が使用される場合、推定回路２２０は、全二重無線の送信器２８５と受信器２８６との間の非線形性をモデル化する前に、最初に、送信器ベースバンド非線形性をモデル化してもよい。送信器ベースバンド非線形性モデル２２１の出力は、送信器−受信器非線形性モデル２２２への入力として使用されてもよい。

推定回路２２０にミキサー２３０が接続されてもよい。ミキサー２３０は、推定回路２２０の出力を周波数オフセット信号と混合してもよい。この混合は、推定回路出力を、無線の送信周波数と受信周波数との間の差を表す中間周波数オフセットにシフトさせてもよい。

ミキサー２３０に遅延ユニット２４０が接続されてもよい。遅延ユニット２４０は、推定回路出力を、推定回路出力が減算器２６０で到来信号の対応する部分と同期されるまで遅延させてもよい。

第１のデシメータ２５０が、ミキサー２３０と減算器２６０との間に接続されてもよい。第１のデシメータ２５０は、減算器２６０が、ダウンサンプリングされた推定回路出力を到来信号から減算する前に、混合推定回路出力を、到来受信信号の周波数または別の所定の出力周波数にダウンサンプリングしてもよい。

第２のデシメータ２９１が、減算器２６０と、受信器２８６で受信される到来アナログ信号をデジタルコードに変換するＡＤＣ２９０との間に接続されてもよい。第２のデシメータ２５０は、減算器２６０が、間引かれた推定回路出力を、間引かれたデジタル化到来信号から減算する前に、デジタル化到来受信信号を、第１のデシメータ２５０の出力周波数と一致する所定の出力周波数にダウンサンプリングしてもよい。この減算は、受信到来信号中の送信器からのモデル化された非線形歪みを相殺してもよい。

低域通過フィルタ２８２が、ＡＤＣ２８１に接続されてもよく、所定の遮断周波数より高い、ＡＤＣ２８１で変換された送出信号のアナログ信号を減衰させてもよい。ミキサー２８３は、低域通過フィルタ２８２、およびフィルタ処理されたアナログ信号の周波数を、ベースバンド周波数からフィルタ処理された送出アナログ信号を送信するために使用される送信周波数にシフトさせるように選択される、振動信号に接続されてもよい。シフトされた信号を低電力ＲＦ信号から送信器アンテナを駆動するための高電力信号に増幅するために、ミキサー２８３に電力増幅器２８４が接続されてもよい。送信器２８５は、高電力信号を送信するように、電力増幅器２８４に接続されてもよい。

受信器２８６は、所定の受信帯域内の到来ＲＦ信号を受信するように構成されてもよい。受信器２８６は、受信器２８６および／またはそのアンテナによって捕獲される到来ＲＦ信号を増幅する、低ノイズ増幅器であってもよい、増幅器２８７に接続されてもよい。

増幅器２８７が、ミキサー２８８に接続されてもよい。ミキサー２８８は、増幅された到来信号の周波数を、受信到来信号を処理するのに使用される所定のベースバンド受信器周波数にシフトさせるように選択される、振動信号に接続されてもよい。

低域通過フィルタ２８９が、ミキサー２８８に接続されてもよく、所定の遮断周波数より高い、周波数がシフトされた受信到来信号を減衰させてもよい。フィルタ処理されたアナログ到来信号をデジタルコードに変換するために、低域通過フィルタ２８９にＡＤＣ２９０が接続されてもよい。

適応エンジン２７０は、推定回路２２０、減算器２６０に入力される到来受信信号、減算器２６０の出力、インターポレータ２１０、および／または推定回路２２０への入力に接続されてもよい。適応エンジン２７０は、減算器２６０の出力（混合推定回路出力をデジタル化到来信号から減算した後の）を、デジタル化到来信号および送出デジタル信号と比較するように構成されてもよい。適応エンジン２７０は、比較に基づき、推定回路２２０のモデル化された非線形性における誤差を特定してもよい。適応エンジン２７０は、特定される誤差を低減するように、推定回路２２０内のモデル２２１および／または２２２等の１つ以上の非線形性モデルの少なくとも１つの非線形性モデル係数を修正してもよい。

また、適応エンジン２７０は、特定される誤差が最小化されるまで、減算器２６０の出力を、デジタル化到来信号および送出デジタル信号と反復的に比較し、推定回路２２０内の少なくとも１つの非線形性モデル係数を修正するようにも構成されてもよい。特定される誤差は、誤差がもはや検出可能ではない場合、または誤差が所定の誤差閾値未満となる場合に、最小化されてもよい。

図３は、送信器３８５と、受信器３８６とを含む、全二重無線のための第３の例示的な全デジタルノイズ補正回路３００を示す。回路３００では、送信器３８５で送信される送出デジタル信号は、アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）３８１でアナログ信号に変換されてもよい。送出デジタル信号の複製もまた、送出デジタル信号をチャネルベースで別個のチャネルに分離することによって、送出デジタル信号を別個のチャネル（チャネルｃｈ０〜ｃｈＮとして示される）にチャネル化し、次いで、各チャネルを別個に出力し得る、チャネルスプリッタ３０５等のチャネル化回路でチャネル化されてもよい。

チャネルの１つ以上の各々に、推定回路３２０、ミキサー３３０、および減算器３６０が提供されてもよい。推定回路３２０は、ＡＤＣ３８１でアナログ信号に変換される前のデジタル化送出信号を受信してもよく、ＡＤＣ３８１に接続されてもよい。推定回路３２０はまた、非線形信号歪みモデル３２１も含んでもよく、それぞれのチャネルの１つ以上の送信器３８５と受信器３８６との間の非線形信号歪みをモデル化してもよい。推定回路３２０は、それぞれのチャネルの各々にカスタマイズされた、モデル化された歪みを出力してもよい。チャネルの各々に、ミキサー３３０および減算器３６０が提供されてもよい。

各ミキサー３３０は、推定回路３２０に接続されてもよい。各ミキサー３３０は、それぞれのチャネルの推定回路３２０の出力を、それぞれのチャネルの周波数オフセット信号と混合してもよい。

各減算器３６０は、それぞれのチャネルのミキサー３３０に接続されてもよく、それぞれのチャネルの混合推定回路出力を、ＡＤＣ３９０に接続されるデジタル逓降変換器（ＤＤＣ）３９２等のチャネル化回路によって出力される、それぞれのチャネルのチャネル化されたデジタル化到来信号から減算してもよい。ＤＤＣ３９２は、受信器３８６からの到来受信信号を、それがＡＤＣ３９０でデジタルコードに変換された後、到来デジタル信号をチャネルベースで別個のチャネルに分離し、次いで、各チャネルを別個に出力することによって、別個のチャネル（チャネルｃｈ０〜ｃｈＮとして示される）にチャネル化してもよい。

推定回路３２０は、モデル３２１、２２１、および２２２を含んでもよい、１つ以上の非線形性信号歪みモデルを含んでもよい。遅延ユニット２４０およびデシメータ２５０等の遅延ユニットおよび／またはデシメータは、減算器３６０が、ダウンサンプリングされた推定回路出力を到来信号から減算する前に、推定される歪みを受信信号の対応するセクションと同期させるように、および／またはそれぞれのチャネルの混合推定回路出力を、到来受信信号の周波数もしくは別の所定の出力周波数にダウンサンプリングするように、チャネルベースで各ミキサー３３０に接続されてもよい。

デジタル化到来受信信号を所定の出力周波数にダウンサンプリングするために、第２のデシメータが、チャネルベースで減算器３６０とＤＤＣ３９２との間に接続されてもよい。

低域通過フィルタ３８２が、ＡＤＣ３８１に接続されてもよく、所定の遮断周波数より高い、ＡＤＣ３８１で変換された送出信号のアナログ信号を減衰させてもよい。ミキサー３８３は、低域通過フィルタ３８２、およびフィルタ処理されたアナログ信号の周波数を、ベースバンド周波数からフィルタ処理された送出アナログ信号を送信するために使用される送信周波数にシフトさせるように選択される、振動信号に接続されてもよい。シフトされた信号を、低電力ＲＦ信号から送信器アンテナを駆動するための高電力信号に増幅するために、ミキサー３８３に電力増幅器３８４が接続されてもよい。送信器３８５は、高電力信号を送信するように、電力増幅器３８４に接続されてもよい。

受信器３８６は、所定の受信帯域内の到来ＲＦ信号を受信するように構成されてもよい。受信器３８６は、受信器３８６および／またはそのアンテナによって捕獲される到来ＲＦ信号を増幅する、低ノイズ増幅器であってもよい、増幅器３８７に接続されてもよい。

増幅器３８７が、ミキサー３８８に接続されてもよい。ミキサー３８８は、増幅された到来信号の周波数を、受信到来信号を処理するのに使用される所定のベースバンド受信器周波数にシフトさせるように選択される、振動信号に接続されてもよい。

低域通過フィルタ３８９が、ミキサー３８８に接続されてもよく、所定の遮断周波数より高い、周波数がシフトされた受信到来信号を減衰させてもよい。フィルタ処理されたアナログ到来信号をデジタルコードに変換するために、低域通過フィルタ３８９にＡＤＣ３９０が接続されてもよい。

適応エンジン３７０は、１つ以上のチャネルの推定回路３２０、各減算器３６０に入力されるチャネル化された到来受信信号の１つ以上のチャネル、１つ以上のチャネルの減算器３６０の出力、および／または１つ以上のチャネルの推定回路３２０への入力に接続されてもよい。適応エンジン３７０は、チャネルの減算器３６０の出力（混合推定回路出力をデジタル化到来信号から減算した後の）を、チャネルのデジタル化到来信号およびチャネルの送出デジタル信号とチャネルベースで比較するように構成されてもよい。

適応エンジン３７０は、比較に基づき、１つ以上のチャネルの推定回路３２０のモデル化された非線形性における誤差を特定してもよい。適応エンジン３７０は、特定される誤差を低減するように、１つ以上のチャネルの推定回路３２０内のモデル３２１等の１つ以上の非線形性モデルにおける少なくとも１つの非線形性モデル係数を修正してもよい。

また、適応エンジン３７０は、それぞれのチャネルの特定される誤差が最小化されるまで、減算器３６０の出力を、デジタル化到来信号および送出デジタル信号とチャネルベースで反復的に比較し、推定回路２２０内のそれぞれのチャネルの少なくとも１つの非線形性モデル係数を修正するようにも構成されてもよい。特定される誤差は、誤差がもはや検出可能ではない場合、または誤差が所定の誤差閾値未満となる場合に、最小化されてもよい。

図４は、２個以上の送信器４８５と、受信器４８６とを含む、全二重無線のための第４の例示的な全デジタルノイズ補正回路４００を示す。２個の交差接続される送信器−受信器回路４０１および４０２を含むように示される回路４００では、それらの各々は、図１、図２、および／または図３の回路１００、２００、および／または３００の構成に基づいてもよい。

送信器−受信器回路４０１および４０２の各々は、ＡＤＣ４８１および４９０と、フィルタ４８２および４８９と、ミキサー４８３および４８８と、増幅器４８４および４８７と、送信器４８５と、受信器４８６とを含んでもよい。低域通過フィルタ４８２が、ＡＤＣ４８１に接続されてもよく、所定の遮断周波数より高い、ＡＤＣ４８１で変換された送出信号のアナログ信号を減衰させてもよい。ミキサー４８３は、低域通過フィルタ４８２、およびフィルタ処理されたアナログ信号の周波数を、ベースバンド周波数から各送信器でフィルタ処理された送出アナログ信号を送信するために使用される送信周波数にシフトさせるように選択される、振動信号に接続されてもよい。シフトされた信号を低電力ＲＦ信号から送信器アンテナを駆動するための高電力信号に増幅するために、ミキサー４８３に電力増幅器４８４が接続されてもよい。送信器４８５は、高電力信号を送信するように、電力増幅器４８４に接続されてもよい。

受信器４８６は、所定の受信帯域内の到来ＲＦ信号を受信するように構成されてもよい。受信器４８６は、受信器４８６および／またはそのアンテナによって捕獲される到来ＲＦ信号を増幅する、低ノイズ増幅器であってもよい、増幅器４８７に接続されてもよい。

増幅器４８７は、ミキサー４８８に接続されてもよい。ミキサー４８８は、増幅された到来信号の周波数を、受信到来信号を処理するのに使用される所定のベースバンド受信器周波数にシフトさせるように選択される、振動信号に接続されてもよい。

低域通過フィルタ４８９が、ミキサー４８８に接続されてもよく、所定の遮断周波数より高い、周波数がシフトされた受信到来信号を減衰させてもよい。フィルタ処理されたアナログ到来信号をデジタルコードに変換するために、低域通過フィルタ４８９にＡＤＣ４９０が接続されてもよい。

送信器−受信器回路４０１および４０２の各々は、各回路４０１および４０２内に、送信器−受信器回路の数と等しい、多数のノイズ補正回路４１５を含んでもよい。図４に示される実施例では、２個の回路４０１および４０２が存在し、したがって、各送信器−受信器回路４０１および４０２に、２個のノイズ補正回路４１５が提供される。各ノイズ相殺回路４１５は、推定回路４２０と、ミキサー４３０と、減算器４６０とを含んでもよい。

ｎ個の送信器−受信器回路が存在しｎが２以上である場合、ｎ個の送信器−受信器回路の各々は、ｎ個の推定回路と、ミキサーと、減算器とを含んでもよい。ｎ個の推定回路４２０の各々は、それぞれの回路４０１もしくは４０２のＡＤＣ４８１および／またはそのそれぞれのミキサー４３０に接続されてもよい。各回路４０１および４０２のｎ個の減算器４６０の各々は、回路４０１および４０２の各々の送信器４８５からのモデル化された非線形送信器歪みが、受信器４８６の各々で受信されるデジタル化到来信号から減算されるように、ｎ個の回路４０１および４０２のうちの一意の１つのＡＤＣ４９０のデジタル出力に接続されてもよい。

ｎ個の送信器−受信器回路が、図３に示され、それに関して記載されるようにチャネル化された、それらの到来信号および送出信号を有する場合、ｎ個の送信器−受信器回路の各々は、各アクティブチャネルに、ｎ個の推定回路と、ミキサーと、減算器とを有してもよい。ｎ個の推定回路の各々は、それぞれの回路の信号スプリッタのそれぞれのチャネル出力に接続されてもよい。各アクティブチャネルの減算器は、それぞれの回路のデジタル逓降変換器のそれぞれのチャネル出力に接続されてもよい。

また、適応エンジン２７０および／または３７０等の適応エンジンも、推定回路内の１つ以上のモデル係数を修正して、モデルにおける誤差をさらに低減するように、図２および図３に関して上述される多重送信器−受信器実施形態の推定回路の各々に接続されてもよい。

場合によっては、ノイズ相殺回路４００は、２個以上の受信器４８５および送信器４８６を含んでもよい。受信器４８５の各々は、受信到来アナログＲＦ信号をデジタルコードに変換する、それぞれのＡＤＣ４９０に接続されてもよい。送信器４８６の各々は、送出デジタルコードを送信のためのアナログ信号に変換する、それぞれのＡＤＣ４８１に接続されてもよい。

また、ノイズ相殺回路４００は、２個以上のデジタルノイズ補正回路４１５も含んでもよい。各ノイズ補正回路４１５は、減算器４６０に接続されるミキサー４３０に接続される推定回路４２０を含んでもよく、少なくとも１個のノイズ補正回路４１５が、送信器ＡＤＣ４８１の各々と各受信器ＡＤＣ４９０との間に接続される。

各推定回路４２０は、それぞれの送信器４８５で送信される送出信号のデジタル版に基づき、それぞれの送信器４８５とそれぞれの受信器４８６との間の非線形信号歪みをモデル化してもよい。各ミキサー４３０は、それぞれの推定回路４２０の出力を、それぞれの周波数オフセット信号と混合してもよい。各減算器４６０は、それぞれの推定回路４２０からの混合推定回路出力を、それぞれの受信器ＡＤＣ４９０でデジタル化された到来信号から減算してもよい。

図５は、異なる実施形態における例示的な方法を示す。ボックス５０１で、受信器で受信される到来ＲＦ信号、およびＲＦ送信器で送信するための送出信号がデジタル化されてもよい。場合によっては、異なる受信器で受信される異なる到来無線周波数（ＲＦ）信号、および異なる送信器で送信するための異なる送出ＲＦ信号がデジタル化されてもよい。

ボックス５０２で、デジタル化到来信号および送出ＲＦ信号が、チャネル化され、１つ以上のチャネルにチャネルベースで分割されてもよい。

ボックス５０３で、チャネル化された送出信号のうちの少なくとも１つの解析に基づき、少なくとも１つのチャネル上の送信器と受信器との間の非線形信号歪みがモデル化されてもよい。２個以上の送信器および受信器が存在する場合、送信器の各々のチャネル化された送出信号のうちの少なくとも１つの解析に基づき、少なくとも１つのチャネル上の送信器の各々と受信器のうちの少なくとも１個との間の非線形歪みがモデル化されてもよい。

ボックス５０４で、少なくとも１つのチャネル上のモデル化された歪みが、送信器および受信器の少なくとも１つのチャネルの角周波数の差に基づき、モデル化された歪みをオフセットする、オフセット信号と混合されてもよい。２個以上の送信器および受信器が存在する場合、少なくとも１つのチャネル上の送信器の各々と少なくとも１個の受信器との間のモデル化された非線形歪みは、各それぞれの送信器および少なくとも１個の受信器の少なくとも１つのチャネルの角周波数の差に基づき、モデル化された非線形歪みをオフセットする、オフセット信号と混合されてもよい。

ボックス５０５で、オフセットされたモデル化された歪みが、チャネル化された到来ＲＦ信号の少なくとも１つのチャネルから減算されてもよい。２個以上の送信器および受信器が存在する場合、送信器の各々と少なくとも１個の受信器との間のオフセットされたモデル化された非線形歪みは、少なくとも１個の受信器で受信される、それぞれのチャネル化された到来ＲＦ信号から減算されてもよい。

ボックス５０３で非線形歪みをモデル化する前に、ボックス５０６で、デジタル化送出信号が補間されてもよい。

ボックス５０３で送信器と受信器との間の非線形歪みをモデル化する前に、ボックス５０７で、チャネル化された送出信号のうちの少なくとも１つの解析に基づき、非線形送信器ベースバンド信号歪みがモデル化されてもよい。ボックス５０３での送信器と受信器との間の非線形歪みのモデル化は、ボックス５０７での送信器ベースバンド信号歪みのモデル化の結果を使用して実施されてもよい。

ボックス５０９でオフセットされたモデル化された非線形性を間引く前に、ボックス５０８で、オフセットされたモデル化された非線形歪みが、チャネル化された到来ＲＦ信号の対応するセクションと時間整合されるまで、オフセットされたモデル化された非線形歪みが遅延されてもよい。

ボックス５０５で減算を実施する前に、ボックス５０９で、オフセットされたモデル化された非線形歪みが間引かれてもよい。

ボックス５１０で、ボックス５０５での減算の出力が、少なくとも１つのチャネルのチャネル化された到来信号およびチャネル化された送出信号と比較されてもよい。

ボックス５１１で、比較に基づき、少なくともチャネルのモデル化誤差が特定されてもよい。

ボックス５１２で、特定される誤差を低減するように、少なくとも１つのチャネルのモデル化において、少なくとも１つの非線形性モデル係数が修正されてもよい。

前述の説明は、例証および説明のために提示されてきた。これは、包括的ではなく、かつ、本発明の実施形態を開示される厳密な形態に限定しない。上記の教示を考慮して、修正および変形が可能である、または本発明と一致する実施形態を実践することによって取得され得る。例えば、いくつかの実施形態では、到来信号のチャネル化は、デジタル逓降変換器によって実施されてもよいが、他の場合では、チャネル化は、デジタル逓降変換器による逓降変換から独立して実施されてもよい。

１００ 全デジタルノイズ補正回路
１２０ 推定回路
１２１ モデル
１３０ ミキサー
１６０ 減算器
１８２ 低域通過フィルタ
１８３ ミキサー
１８４ 電力増幅器
１８５ 送信器
１８６ 受信器
１８７ 増幅器
１８８ ミキサー
１８９ 低域通過フィルタ

Claims (20)

1. 回路であって、
   送信器でアナログ信号に変換され、送信される、送出デジタル信号の解析に基づき、受信器での前記送信器からの非線形信号歪みをモデル化する推定回路と、
   前記推定回路の出力を周波数オフセット信号と混合し、前記推定回路出力を、前記送信器の周波数と前記受信器の周波数との間の差を表す中間周波数オフセットさせる、ミキサーと、
   前記ミキサーに接続され、前記周波数がシフトされた推定回路出力を、前記受信器で受信されるデジタル化到来信号から減算する、減算器と、
   を備える、回路。
2. 前記推定回路に接続され、前記到来信号の帯域に含まれる前記送出デジタル信号の一部分を補間する、インターポレータと、
   前記ミキサーに接続され、前記推定回路出力が前記減算器で前記到来信号の対応する部分と同期されるまで、前記推定回路出力を遅延させる、遅延ユニットと、
   前記ミキサーと前記減算器との間に接続され、前記減算器が、ダウンサンプリングされた前記推定回路出力を前記到来信号から減算する前に、前記推定回路出力を前記到来信号の周波数にダウンサンプリングする、デシメータと、
   をさらに備える、請求項１に記載の回路。
3. 前記推定回路は、全二重無線の前記送信器と前記受信器との間の非線形性をモデル化する前に、送信器ベースバンド非線形性をモデル化し、前記送信器ベースバンド非線形性モデルの前記出力は、前記送信器と前記受信器との間の非線形性の前記モデル化のための入力として使用される、請求項１に記載の回路。
4. 前記推定回路は、
   （ｉ）少なくとも一部において、
   

   

   として、送信器ベースバンド非線形性をモデル化し、式中、Ｉは、前記送出デジタル信号の同相成分であり、Ｑは、前記送出デジタル信号の異相成分であり、ｊは、虚数単位であり、αおよびβは、前記モデル化された送信器ベースバンド非線形性のモデル係数であり、ｍは、関連変数の値の指数を表し、ｋは、非線形性の次数を表し、ｎは、時間指数を表し、ｘは、前記モデル化された送信器ベースバンド非線形性の出力を表し、
   （ｉｉ）少なくとも一部において、
   

   

   として、前記送信器と前記受信器との間の非線形性をモデル化し、式中、ａは、前記送信器と前記受信器との間の前記モデル化された非線形性のモデル係数を表し、ｍ_１およびｍ_２は、前記変数ｍの異なる指数を表し、ｙは、前記送信器と前記受信器との間の前記モデル化された非線形性の出力である、
   請求項３に記載の回路。
5. 前記推定回路および前記減算器に接続される適応エンジンをさらに備え、前記適応エンジンは、
   前記推定回路出力を前記デジタル化到来信号から減算した後の前記減算器の出力を、前記デジタル化到来信号および前記送出デジタル信号と比較し、
   前記比較に基づき、前記推定回路のモデル化された非線形性における誤差を特定し、
   前記特定される誤差を低減するように、前記推定回路内の少なくとも１つの非線形性モデル係数を修正する、
   ように構成される、請求項１に記載の回路。
6. 前記適応エンジンは、前記特定される誤差が最小化されるまで、前記減算器の前記出力を、前記デジタル化到来信号および前記送出デジタル信号と反復的に比較し、前記推定回路内の少なくとも１つの非線形性モデル係数を修正するようにさらに構成される、請求項５に記載の回路。
7. 前記推定回路および前記減算器に接続される適応エンジンをさらに備え、前記適応エンジンは、
   前記推定回路出力を前記デジタル化到来信号から減算した後の前記減算器の出力を、前記デジタル化到来信号および前記送出デジタル信号と比較し、
   前記比較に基づき、前記推定回路のモデル化された前記非線形性の各々における誤差を特定し、
   前記特定される誤差を低減するように、前記推定回路内の各モデルの少なくとも１つの非線形性モデル係数を修正する、
   ように構成される、請求項３に記載の回路。
8. 前記送信器と、
   前記受信器と、
   前記送信器に接続される電力増幅器と、
   前記電力増幅器に接続され、前記送出デジタル信号を前記アナログ信号に変換する、第１のアナログ―デジタル変換器（ＡＤＣ）と、
   前記受信器と前記減算器との間に接続される第２のＡＤＣであって、前記受信器で受信される前記到来信号をデジタル化する、第２のＡＤＣと、
   前記受信器と前記第２のＡＤＣとの間に接続されるミキサーであって、前記到来信号を振動信号と混合する、ミキサーと、
   前記受信器と前記ミキサーとの間に接続される無線周波数増幅器と、
   前記ミキサーと前記第２のＡＤＣとの間に接続される低域通過フィルタと、
   をさらに備える、請求項１に記載の回路。
9. 前記送出デジタル信号および前記デジタル化到来信号をチャネルベースで分割し、各チャネルを別個に出力する、チャネル化回路と、
   各チャネルに１個の推定回路、１個のミキサー、および１個の減算器の、複数の推定回路、ミキサー、および減算器と、
   をさらに備え、
   各推定回路は、各それぞれのチャネルの前記送信器と前記受信器との間の非線形信号歪みをモデル化し、
   各ミキサーは、前記それぞれのチャネルの前記推定回路の出力を、前記それぞれのチャネルの周波数オフセット信号と混合し、
   各減算器は、前記それぞれのチャネルのミキサーに接続され、前記それぞれのチャネルの前記推定回路出力を、前記チャネル化回路によって出力される前記それぞれのチャネルの前記チャネル化されたデジタル化到来信号から減算する、
   請求項１に記載の回路。
10. 前記第２のＡＤＣに接続され、前記デジタル化到来信号を逓降変換し、別個の出力でチャネル化する、デジタル逓降変換器と、
    各チャネルに１個のミキサーおよび１個の減算器の、複数のミキサーおよび減算器と、
    をさらに備え、
    前記推定回路は、各それぞれのチャネルの前記送信器と前記受信器との間の非線形性をモデル化し、前記それぞれのチャネルのそれぞれのミキサーに前記モデル化された非線形性を出力し、
    各ミキサーは、前記それぞれのチャネルの前記推定回路の出力を、前記それぞれのチャネルの周波数オフセット信号と混合し、
    各減算器は、前記それぞれのチャネルのミキサーに接続され、前記それぞれのチャネルの前記推定回路出力を、前記デジタル逓降変換器によって出力される前記それぞれのチャネルの前記チャネル化されたデジタル化到来信号から減算する、
    請求項８に記載の回路。
11. 各チャネルの前記推定回路および前記減算器に接続される適応エンジンであって、
    前記少なくとも１つのチャネルの前記推定回路出力を減算した後の少なくとも１つのチャネルの前記減算器の出力を、前記少なくとも１つのチャネルの前記チャネル化された到来信号および前記送出信号と比較し、
    前記比較に基づき、前記少なくとも１つのチャネルの前記推定回路の前記モデル化された非線形性における誤差を特定し、
    前記特定される誤差を低減するように、前記少なくとも１つのチャネルの前記推定回路内の少なくとも１つの非線形性モデル係数を修正する、
    ように構成される、適応エンジンをさらに備える、請求項１０に記載の回路。
12. ｎ≧２個の請求項１０の回路を備える、多重送信器−受信器ノイズ相殺回路であって、前記ｎ個の請求項１０の回路の各々は、
    各アクティブチャネルにｎ個の推定回路と、ミキサーと、減算器と、を含み、
    各アクティブチャネルの前記ｎ個の推定回路の各々は、前記それぞれの回路の前記信号スプリッタの前記それぞれのチャネル出力に接続され、
    各アクティブチャネルの前記減算器は、前記それぞれの回路の前記デジタル逓降変換器の前記それぞれのチャネル出力に接続される、
    多重送信器−受信器ノイズ相殺回路。
13. 各々がそれぞれのアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）に接続される、複数の受信器と、
    各々がそれぞれのＡＤＣに接続される、複数の送信器と、
    各デジタルノイズ補正回路が、減算器に接続されるミキサーに接続される推定回路を含み、少なくとも１個のデジタルノイズ補正回路が、前記送信器の各々と前記受信器ＡＤＣとの間に接続される、複数のデジタルノイズ補正回路と、
    を備え、
    各推定回路は、前記それぞれの送信器で送信される送出信号のデジタル版に基づき、それぞれの送信器とそれぞれの受信器との間の非線形信号歪みをモデル化し、
    各ミキサーは、前記それぞれの推定回路の出力を、それぞれの周波数オフセット信号と混合し、
    各減算器は、前記それぞれの推定回路からの前記推定回路出力を、前記それぞれの受信器ＡＤＣでデジタル化された到来信号から減算する、
    ノイズ相殺回路。
14. 受信器で受信される到来無線周波数（ＲＦ）信号と、ＲＦ送信器で送信するための送出信号とをデジタル化することと、
    前記デジタル化到来信号および送出信号をチャネル化することと、
    前記チャネル化された送出信号のうちの少なくとも１つの解析に基づき、少なくとも１つのチャネル上の前記送信器と前記受信器との間の非線形信号歪みをモデル化することと、
    少なくとも１つのチャネル上の前記モデル化された歪みを、前記送信器および前記受信器の前記少なくとも１つのチャネルの角周波数の差に基づき、前記モデル化された歪みをオフセットする、オフセット信号と混合することと、
    前記オフセットされたモデル化された歪みを、前記チャネル化された到来ＲＦ信号の前記少なくとも１つのチャネルから減算することと、
    を含む、方法。
15. 非線形歪みをモデル化する前に、前記デジタル化送出信号を補間することと、
    前記減算の前に、前記オフセットされたモデル化された非線形歪みを間引くことと、
    をさらに含む、請求項１４に記載の方法。
16. 前記オフセットされたモデル化された非線形歪みを間引く前に、前記オフセットされたモデル化された非線形歪みが、前記チャネル化された到来ＲＦ信号の対応するセクションと時間整合されるまで、オフセットされたモデル化された非線形歪みを遅延させることをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
17. 前記送信器と前記受信器との間の非線形歪みをモデル化する前に、前記チャネル化された送出信号のうちの少なくとも１つの解析に基づき、非線形送信器ベースバンド信号歪みをモデル化することと、
    前記モデル化された非線形送信器ベースバンド信号歪みの結果を使用して、前記送信器と前記受信器との間の前記非線形歪みをモデル化することと、
    をさらに含む、請求項１４に記載の方法。
18. 非線形歪みをモデル化する前に、前記デジタル化送出信号を補間することと、
    前記送信器と前記受信器との間の非線形歪みをモデル化する前に、前記チャネル化された送出信号のうちの少なくとも１つの解析に基づき、非線形送信器ベースバンド信号歪みをモデル化することと、
    前記モデル化された非線形送信器ベースバンド信号歪みの結果を使用して、前記送信器と前記受信器との間の前記非線形歪みをモデル化することと、
    前記送信器と前記受信器との間の前記モデル化された非線形歪みが、前記チャネル化された到来ＲＦ信号の対応するセクションと時間整合されるまで、前記送信器と前記受信器との間の前記モデル化された非線形歪みを遅延させることと、
    前記遅延の終了後に、前記送信器と前記受信器との間の前記遅延されたモデル化された非線形歪みを間引くことと、
    をさらに含む、請求項１４に記載の方法。
19. 複数の受信器で受信される複数の到来無線周波数（ＲＦ）信号、および複数のＲＦ送信器で送信するための複数の送出信号をデジタル化することと、
    前記デジタル化到来信号および送出信号の各々をチャネル化することと、
    前記送信器の各々の前記チャネル化された送出信号のうちの少なくとも１つの解析に基づき、少なくとも１つのチャネル上の前記送信器の各々と前記受信器のうちの少なくとも１個との間の非線形歪みをモデル化することと、
    少なくとも１つのチャネル上の前記送信器の各々と前記少なくとも１個の受信器との間の前記モデル化された非線形歪みを、各それぞれの送信器および前記少なくとも１個の受信器の前記少なくとも１つのチャネルの角周波数の差に基づき、前記モデル化された非線形歪みをオフセットする、オフセット信号と混合することと、
    前記送信器の各々と前記少なくとも１個の受信器との間の前記オフセットされたモデル化された非線形歪みを、前記少なくとも１個の受信器で受信される前記それぞれのチャネル化された到来ＲＦ信号から減算することと、
    をさらに含む、請求項１４に記載の方法。
20. 前記少なくとも１つのチャネルの前記減算の出力を、前記チャネル化された到来信号および前記チャネル化された送出信号と比較することと、
    前記比較に基づき、前記少なくとも１つのチャネルのモデル化誤差を特定することと、
    前記特定される誤差を低減するように、前記少なくとも１つのチャネルの前記モデル化における少なくとも１つの非線形性モデル係数を修正することと、
    をさらに含む、請求項１４に記載の方法。

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