JP2015149721A - 二重化装置、無線デバイス、及び関連する方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、測定が、関心のある周波数帯にわたる複数の周波数で行われ、平衡インピーダンスがそれらの測定値に応じて制御される、二重化装置、無線デバイス、及び信号を二重化する方法を提供する。その結果、周波数帯にわたるRXノードとTXノードとの分離が強化される。
【選択図】 図4
Description
Rel.11)によって規定されるLTE(Long-Term Evolution)の場合、38の動作帯があり、そのうちの26がFDD動作を必要とする。
追加するのみならず、規模の経済性のために高度に集積された解決策に頼るマルチバンド送受信器の全体サイズ及びコストにも影響する。その結果、複数のバンドをサポートすることができるのみならず、オンチップで完全に集積することもできる二重化装置が非常に望まれる。
に比例するインピーダンスをとるように可変インピーダンスを制御するように構成され、ここで、
は、関心のある第1又は第2の周波数帯にわたるアンテナの平均反射係数であり、kは比
例定数である。
合には端子対)を提供するように構成される変圧器、抵抗回路、1組の導波管、又は他の構成であり得る。ハイブリッド回路は、回路が平衡されるとき、1つの端子に入る信号は分割され、2つの隣接する端子から出るが、逆の端子に達することはできないという特性を有する。特定の端子でそのような分離を達成するために、特定の端子に隣接する端子で見られるインピーダンスは、アンテナノード及び平衡ノードでの反射係数が、問題となっている特定のハイブリッドの対称性に依存する定数係数に関連する、すなわち、平衡するような適切な値であるべきである。幾つかのハイブリッド回路トポロジーでは、特定の端子に隣接する端子で見られるインピーダンスは、等しくてもよく、他のトポロジーでは、等しくなくてもよい。
アンテナのインピーダンスに依存する)と、平衡ノードで見られる反射係数(可変インピーダンス20のインピーダンスに依存する)との良好な平衡が必要とされる。しかし、アンテナインピーダンスは、一定の値に固定されることは希であり、むしろ、(1)周波数の関数であり、したがって、動作周波数帯にわたって変動し、(2)周囲変動及び人の介入に起因して、配置される環境によって大きく影響され、それにより時間変動もする。これらの影響は最終的に、実際に達成される分離量を低減させ、これは特に、比較的広い周波数帯が使用され、エンドユーザが往々にして移動するセルラ用途の場合に当てはまる。
)にも出力して、通常通り処理し得る。示されるRXパスは第2のミキサ60を備え、このミキサ60は、低ノイズ増幅器18の出力と、ローカル振動子58からの無線周波数信号とを受信し、受信信号をベースバンドにダウンコンバートする。代替的には、第2のミキサ60は、低ノイズ増幅器18の入力に接続して、ハイブリッド回路12から信号を直接受信することができる。図示の実施形態では、受信信号はI成分及びQ成分に復調されるが、代替の復調方式が当業者には明らかだろう。I及びQ(アナログ)受信信号はそれぞれ、ローパスフィルタ62a、62bに入力され、更にアナログ/デジタルコンバータ(ADC)64に入力される。次に、デジタル信号はプロセッサ50に提供され、後述するように処理される。
によって与えられ、式中、ΓBAL(ω)は平衡ノードの反射係数であり、ΓANT(ω)はアンテナノードの反射係数である。ΓANTを得るために、GTX−RXを測定し、ΓANT(ω)について解くことができる。
によって与えられ、式中、X(ω)及びY(ω)は、平衡ノード及びアンテナノード(それぞれ平衡チャネル及びアンテナチャネルと呼ばれる)のそれぞれでのハイブリッドの対称性及び損失に依存する周波数依存変数であり、Z(ω)は、ハイブリッド回路を通るTXノードからRXノードまでの直接リークパスである。理想的な対称の場合、
であり、Z(ω)=0である。非理想的な場合、4つの未知数X(ω)、Y(ω)、Z(ω)、及びΓANT(ω)がある。幾つかの実施形態では、ΓBALは変動して、適宜選ばれる異なる既知の値をとり、したがって、連立方程式を構築する。例えば、X(ω)=Y(ω)=L(ω)である一実施形態では、2つの既知のインピーダンスで送受信利得を測定し、以下の連立方程式を作成する。
式中、
及び
は、既知の平衡反射係数である。これを解いて、ΓANT(ω)及びL(ω)を得ることができる。
を代入し、
のような連立方程式を構築し得、これは、完全に決定され、X(ω)及びI(ω)について解くことができる。I(ω)は、アンテナポートでの反射と、ハイブリッド回路12のTXノードとRXノードとの直接結合(干渉チャネルと呼ばれる)とに起因する干渉を表す。
波数帯内の少なくとも2つの周波数で測定が行われる。しかし、本発明の実施形態では、3つ以上の測定を、バンドにわたる3つ以上の異なる周波数で行うことができる。一実施形態では、異なる周波数はバンドにわたって均一に離間し得、他の実施形態では、間隔は任意であり得る。
式中、シンボルは、前と同様の意味を有し、関心のある周波数帯にわたるこれらの数量の平均がとられる。平衡インピーダンス20は、以下の式に従って制御し得、
式中、R0は正規化インピーダンスである。
1.予期される正規化送信器電力密度T(ω)を包含して、送信器帯にわたる電力出力の変動を考慮に入れ、したがって、受信器に潜在的に干渉を生じさせる可能性がある送信器信号電力の変動を考慮に入れる。
2.予期される正規化受信器フィルタ利得R(ω)を包含して、受信器帯にわたる受信器フィルタの電力伝達関数の変動を考慮に入れ、したがって、送信器からの信号電力による潜在的な干渉に対する受信器のロバスト性の変動を考慮に入れる。
3.予期される結合送信器電力密度及び受信器フィルタリング(T(ω).R(ω))を包含して、送信器帯と受信器帯との重複内の両影響を考慮に入れる。
Claims (19)
- 無線で送信される信号及びアンテナによって無線で受信された信号を二重化する装置であって、
前記アンテナに結合するアンテナノード、前記アンテナによって送信される信号を受信する入力ノード、前記アンテナによって無線で受信された信号を出力する出力ノード、及び平衡ノードを備えるハイブリッド結合部と、
前記平衡ノードに結合される可変インピーダンスと、
コントローラと、
を備え、前記コントローラは、
a)前記可変インピーダンスを所定のインピーダンスに設定することと、
b)関心のある第1の周波数帯内の第1の周波数で信号を送信することと、
c)前記信号が前記第1の周波数で送信された結果として、関心のある第2の周波数帯内の少なくとも1つの第2の周波数において、前記出力ノードで信号を測定することと、
d)前記関心のある第1の周波数帯内の少なくとも1つの他の周波数及び/又は前記関心のある第2の周波数帯内の少なくとも1つの他の周波数でステップb)及び/又はc)を繰り返すことと、
e)ステップc)での前記測定に応じて、前記可変インピーダンスを制御することと、を行うように構成される、装置。 - 前記関心のある第1の周波数帯及び前記関心のある第2の周波数帯は重複しないか、部分的に重複するか、又は完全に重複する、請求項1に記載の装置。
- 前記第1の周波数及び前記少なくとも1つの第2の周波数は同一であるか、又は異なる、請求項1又は2に記載の装置。
- 前記コントローラは、
ステップc)での測定毎に、前記ハイブリッド結合部の干渉及び平衡を表す各数量を計算することと、
前記複数の数量に応じて、前記可変インピーダンスを制御することと、
を行うように更に構成される、請求項1〜3の何れか一項に記載の装置。 - 前記コントローラは、前記平衡ノードでの反射係数が、前記関心のある第1又は第2の周波数帯にわたる前記アンテナの平均反射係数に比例するように、前記可変インピーダンスを制御するように構成される、請求項1〜4の何れか一項に記載の装置。
- 前記コントローラは、更に、信号が周波数の関数として前記アンテナによって送信される電力密度及び信号が周波数の関数として受信されるフィルタ利得のうちの少なくとも一方に応じて、前記可変インピーダンスを制御するように構成される、請求項1〜4の何れか一項に記載の装置。
- 前記コントローラは、
前記可変インピーダンスを第2の所定のインピーダンスに設定することと、
前記第2の所定のインピーダンスでステップb)〜d)を繰り返すことであって、それにより、前記出力ノードで第2の複数の測定を得る、繰り返すことと、
前記第2の複数の測定に応じて、前記可変インピーダンスを制御することと、
を行うように構成される、請求項1〜6の何れか一項に記載の装置。 - 前記コントローラは、ステップa)〜e)を周期的に実行するように構成される、請求項1〜7の何れか一項に記載の装置。
- アンテナと、請求項1〜9の何れか一項に記載の装置とを備える無線デバイス。
- ハイブリッド結合部を備えるシステムにおいて、無線で送信される信号及びアンテナによって無線で受信された信号を二重化する方法であって、前記ハイブリッド結合部は、前記アンテナに結合するアンテナノード、前記アンテナによって送信される信号を受信する入力ノード、前記アンテナによって無線で受信された信号を出力する出力ノード、及び平衡ノードを備え、前記方法は、
a)前記平衡ノードに結合される可変インピーダンスを所定のインピーダンスに設定することと、
b)関心のある第1の周波数帯内の第1の周波数で信号を送信することと、
c)前記信号が前記第1の周波数で送信された結果として、関心のある第2の周波数帯内の少なくとも1つの第2の周波数において、前記出力ノードで信号を測定することと、
d)前記関心のある第1の周波数帯内の少なくとも1つの他の周波数及び/又は前記関心のある第2の周波数帯内の少なくとも1つの他の周波数でステップb)及び/又はc)を繰り返すことと、
e)ステップc)での前記測定に応じて、前記可変インピーダンスを制御することと、を含む、方法。 - 前記関心のある第1の周波数帯及び前記関心のある第2の周波数帯は重複しないか、部分的に重複するか、又は完全に重複する、請求項11に記載の方法。
- 前記第1の周波数及び前記少なくとも1つの第2の周波数は同一であるか、又は異なる、請求項11又は12に記載の方法。
- ステップc)での測定毎に、前記ハイブリッド結合部の干渉及び平衡を表す各数量を計算することと、
前記複数の数量に応じて、前記可変インピーダンスを制御することと、
を更に含む、請求項11〜13の何れか一項に記載の方法。 - 前記可変インピーダンスは、前記平衡ノードでの反射係数が、前記関心のある第1又は第2の周波数帯にわたる前記アンテナの平均反射係数に比例するように制御される、請求項11〜14の何れか一項に記載の方法。
- 前記可変インピーダンスは、信号が周波数の関数として前記アンテナによって送信される電力密度及び信号が周波数の関数として受信されるフィルタ利得のうちの少なくとも一
方に応じて更に制御される、請求項11〜15の何れか一項に記載の方法。 - 前記可変インピーダンスを第2の所定のインピーダンスに設定することと、
前記第2の所定のインピーダンスでステップb)〜d)を繰り返すことであって、それにより、第2の複数の測定を得る、繰り返すことと、
前記第2の複数の測定に応じて、前記可変インピーダンスを制御することと、
を更に含む、請求項11〜16の何れか一項に記載の方法。 - ステップa)〜e)を周期的に実行することを更に含む、請求項11〜17の何れか一項に記載の方法。
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