JP2017502559A - 位相ノイズ相殺のための方法、システム、及び装置 - Google Patents

Abstract

記載される例において、組み合わされた信号（３１７）を形成するため、第１の信号（３１０）及びパイロット信号（３２０）が組み合わされる。変換された組み合わされた信号（３２４）を形成するため、組み合わされた信号（３１７）が処理される。変換された組み合わされた信号（３２４）から、第１の部分（３６０）及び第２の部分（３６５）が分離される。第２の部分（３６５）を用いて位相ノイズが第１の部分（３６０）において相殺される。

Description

本願は、概して信号処理に関し、特に、位相ノイズ相殺のための方法、システム、及び装置に関連する。

信号は、概して、一つ又はそれ以上の所望のオペレーションを実施するように構築された電子回路要素又は集積回路を用いて処理される。例えば、情報（音声、ビデオ、画像、及びデータなど）を表す又は搬送する信号が、通信チャネルを介してその情報を送信及び受信するために処理される。大抵、信号を処理するために実装される回路要素、及びそれを介して信号が送信される媒体（例えば、通信チャネル）は、位相ノイズを導入する。このような位相ノイズは概して、レシーバにおける信号対雑音比を低下させる。このような低下は、その信号により搬送される又は表される情報を抽出する確率を低減する。別の例示のシステムにおいて、信号は、デバイス（集積回路など）の性能を判定又はテストするために処理される。回路要素／システムをテストすることにより導入される位相ノイズが、テスト結果の精度を低減し得る。

記載される例において、組み合わされた信号を形成するために、第１の信号及びパイロット信号が組み合わされる。組み合わされた信号は、変換された組み合わされた信号を形成するために処理される。変換された組み合わされた信号から、第１の部分及び第２の部分が分離される。第２の部分を用いて位相ノイズが第１の部分において相殺される。

例示のシステムのブロック図である。

位相ノイズの影響を示すグラフである。 位相ノイズの影響を示すグラフである。 位相ノイズの影響を示すグラフである。 位相ノイズの影響を示すグラフである。

位相ノイズを相殺するための例示の実施例の手法のフローチャートである。

位相ノイズが相殺される、トランスミッタ及びレシーバのブロック図である。

種々の経路上の信号のグラフのセットである。

従来の周波数ダイバーシティ伝送システムのブロック図である。

図５Ａのシステムにおける例示の信号のグラフのセットである。

例示の実施例の周波数ダイバーシティトランスミッタのブロック図である。

図６Ａのトランスミッタにおける例示の信号のグラフのセットである。

従来のテストシステムのブロック図である。

パイロット信号を分離／処理するために構成／実装されていないレシーバをテストするための装置のブロック図である。

図１Ａは、トランスミッタ１１０、通信チャネル１２０、及びレシーバ１３０を含む例示のシステム１００のブロック図である。トランスミッタ１１０は、経路１０１で受信した、情報を搬送する信号を処理するように構成される。一実施例において、トランスミッタ１１０は、通信チャネル１２０を介する伝送のために信号を処理する。トランスミッタ１１０は、ベースバンド信号処理、変調、アップコンバージョン、無線周波数増幅、及び通信チャネル１２０上で信号を送信するためのその他のオペレーションを実施し得る。

通信チャネル１２０は、ワイヤレスチャネルとして実装され得る。例えば、通信チャネル１２０は、ＲＦ周波数帯を占める無線周波数チャネルであり得る。代替として、通信チャネル１２０は、ケーブルネットワーク又はＤＳＬネットワークなどの有線チャネルであり得る。従って、トランスミッタ１１０は、通信チャネル１２０の仕様に準拠するように信号を処理し得る。トランスミッタ１１０は、処理された信号を経路１１２上で出力する。

レシーバ１３０は、通信チャネル１２０から経路１２３上で信号を受け取る。レシーバ１３０は、受信した信号をトランスミッタ１１０において処理された信号に関連して処理することによって、元の信号／情報を抽出するように構成される。例えば、レシーバ１３０は、フィルタオペレーション、ダウンコンバージョン、復調、及び元の信号又は情報を抽出するためのその他のオペレーションを実施し得る。

一実施例において、トランスミッタ１１０、レシーバ１３０、及び通信チャネル１２０における、回路要素、構成要素、及びデバイスは、信号において位相ノイズを導入することなどにより、経路１０１で受信した信号の位相を変え得る。従って、レシーバにおいて抽出された信号は、その信号を正確に表さない可能性があり、及び／又は情報（又は信号に存在するデータ）を抽出する可能性が低減され得る。

図１Ｂは、周波数ドメインにおける例示の信号のスペクトル１５１のグラフである。図１Ｃは、周波数ドメインにおける例示の受信信号のスペクトル１５９のグラフである。受信信号スペクトル１５９の伸長された部分１５４及び１５６（以降では帯域幅の増大と称する）は、トランスミッタ１１０、レシーバ１３０、及び通信チャネル１２０における、一つ又は複数の回路要素、構成要素、及びデバイスにより導入される位相ノイズの望ましくない影響を表す。

図１Ｄは、例示の信号の信号コンステレーション（constellation）図である。コンステレーションは、例示の信号の１６個のデータ記号を表す１６個の点で示されている。点１７１は、信号の一つの例示のデータ記号を表す。図１Ｅは例示の受信信号の信号コンステレーション図である。拡散（spread）１７９は、或る時間期間にわたる点１７１に対応する受信したデータ記号を表す。従って、各信号点が、有限エリアにわたって拡散して示されている。拡散１７９は、位相ノイズの所望とされない影響の表示の一例である。位相ノイズに起因する、スペクトルにおける所望とされない伸長（図１Ｃを参照）及びコンステレーションにおける拡散（図１Ｅを参照）は、受信信号から正確なデータ又は情報を抽出する可能性を低減させる。

一実施例において、トランスミッタ１１０及びレシーバ１３０は、位相ノイズを相殺する及び／又は位相ノイズの望ましくない影響を低減するように構成される。位相ノイズの影響が相殺され得る又は位相ノイズの影響が低減され得る方式を、これ以降に更に詳細に説明する。

図２は、位相ノイズを相殺するための例示の実施例の手法のフローチャートである。ブロック２１０において、トランスミッタ１１０は、通信チャネルを介する伝送のためベースバンド信号源（音声センサなど）から受信した信号を受信するように構成される。信号は、有限帯域幅（信号帯域幅と称される）を有するベースバンド信号であり得る。トランスミッタは、外部システムから適切なインタフェースを介して信号を受信するように構成され得る。代替として、信号は、トランスミッタ１１０内の回路構成要素から得られ／受信され得る。

ブロック２２０において、トランスミッタ１１０は、信号帯域幅外のパイロット信号を生成するように構成される。パイロット信号は、単一周波数信号、又は信号帯域幅に比べて狭い帯域信号を含み得る。パイロット信号は、パイロット信号がフィルタ又は信号分離のための任意の他の手法を用いて信号から分離され得るように、信号帯域幅のわずかに外側の周波数を中心とし（centered）得る。

ブロック２３０において、トランスミッタ１１０は、伝送のために信号及びパイロット信号の両方を処理するように構成される。例えば、トランスミッタは、信号及びパイロット信号両方を（加算器などのコンバイナを用いて）組み合わせ得、組み合わされた信号を伝送のため処理し得る。トランスミッタは、フィルタリング、変調、アップコンバージョン、及び組み合わされた信号に対するその他のオペレーションなど、所望のオペレーションを実施する。組み合わされた信号はその後、通信チャネル１２０を介して送信される。

ブロック２４０において、レシーバ１３０は、送信された信号を受信するように構成される。レシーバは、送信された信号を通信チャネル１２０から適切なインタフェースを介して受信し得る。例えば、送信された信号は、ヘテロダインレシーバなど、ＲＦアンテナ及び対応するＲＦレシーバにより受信され得る。レシーバは、信号及びパイロット信号両方をカバーする周波数範囲において信号を受信するように構成され得る。

ブロック２５０において、レシーバ１３０は、受信信号から信号部分及びパイロット信号を分離するように構成される。一実施例において、レシーバは、受信信号をベースバンド／中間周波数帯域にダウンコンバートするように構成される。ダウンコンバートされた受信信号は、２つの個別の経路上で信号部分及びパイロット信号を（ダウンコンバートされた受信信号から）抽出する異なるフィルタを通過する。

ブロック２６０において、レシーバ１３０は、受信したパイロット信号を用いて信号部分の位相ノイズを補正するように構成される。一実施例において、レシーバは、パイロット信号から位相ノイズを判定する。判定された位相ノイズは、信号部分における位相ノイズを補正するために用いられる。代替として、パイロット信号は、位相ノイズを相殺するために信号とミキシング／乗算され得る。

図３は、トランスミッタ３０１及びレシーバ３０９を示す。トランスミッタ３０１は、ベースバンド（ＢＢ）信号源３１０、パイロット信号源３２０、局部発振器３３０、加算器３１５、及びミキサー３２５を含む。レシーバ３０９は、ミキサー３４０及び３７０、レシーバ局部発振器３４５、及びバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３５０及び３５５を含む。

ベースバンド信号源３１０は、伝送のためベースバンド信号（ＢＢ信号）を提供する。ベースバンド信号源３１０は、伝送のため所望のプロトコルに従ってベースバンド信号処理及び変調を実施するように構成される回路要素を含み得る。例えば、ベースバンド信号源３１０は、有限帯域幅を有するＱＰＳＫ、ＢＰＳＫ、ＡＭ、ＦＭ、ＦＤＭ、ＯＦＤＭ、及びＭＳＫ変調された信号を提供し得る。ベースバンド信号は、ゼロ近くの周波数の帯域を占め得る。代替の実施例において、ベースバンド信号源は、伝送のためベースバンド信号を提供するように構成される外部デバイスを含み得る。

パイロット信号源３２０はパイロット信号を提供する。パイロット信号は、単一周波数の信号（サイン又はコサイン信号など）を含み得る。別の実施例において、パイロット信号は、ベースバンド信号の帯域幅より狭い周波数帯を有する信号を含み得る。パイロット信号は、ベースバンド信号の周波数の帯域の外である周波数で、選択及びセンタリングされる。例えば、パイロット信号は、ベースバンド信号から容易に区別され得るように選択され得る。一実施例において、ベースバンド信号の残りからフィルタリングされるべく周りに充分なガード帯域を有する、ベースバンド信号の一部が、パイロット信号として用いられ得る。代替の実施例において、ベースバンド信号の未使用の部分（任意の情報を搬送しない部分など）がパイロット信号として扱われ得る。

加算器３１５は、組み合わされた信号を形成するためにＢＢ信号及びパイロット信号を加算する。この加算は、時間ドメイン又は周波数ドメインのいずれかにおいて実施され得る。組み合わされた信号は経路３１２上で提供される。局部発振器３３０は、一層高い周波数の第１の基準周波数信号を提供する。局部発振器は、任意の適切な手法を用いて実装され得る。一実施例において、局部発振器３３０は周波数シンセサイザーを含み得る。局部発振器３３０は、第１の基準周波数信号に位相ノイズを導入し得る。

乗算器３２５は、ベースバンド信号及びパイロット信号の中心周波数をシフトするために、基準周波数信号及び組み合わされた信号を乗算又はミキシングする。従って、組み合わされた信号の中心周波数は、基準周波数に関連する因数（factor）によってシフトされる（アップコンバージョンと称される）。更に、基準周波数信号における位相ノイズは、アップコンバートされた組み合わされた信号において位相ノイズを導入し得る。ミキサーによりつくられた他の成分は、適切なフィルタを用いて取り除かれ得る。アップコンバートされた信号は、チャネルを表す経路３２４上で提供される。

レシーバ３０９における局部発振器３４５は、一層低い周波数の第２の基準周波数信号を提供する。局部発振器３４５は局部発振器３３０に類似し得る。ミキサー（乗算器）３４０は、受信信号の中心周波数をベースバンドに向かってシフトするために（ダウンコンバージョンと称される）、第２の基準周波数信号と経路３２４で受信した信号（受信信号）とを乗算又はミキシングする。従って、受信信号の中心周波数は、第２の基準周波数に関連する因数によってベースバンドに向かってシフトされる。ミキサーによりつくられた他の成分は、適切なフィルタを用いて取り除かれ得る。ダウンコンバートされた信号は経路３４１で提供される。

バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３５０は、ベースバンド信号を通過させ、パイロット信号を含む他の周波数信号を停止／減衰させるように構成される。同様に、ＢＰＦ３５５は、パイロット信号を通過させ、バンドパス信号を停止／減衰させるように構成される。従って、（パイロット信号から分離された）バンドパス信号は経路３６０で提供される。（バンドパス信号から分離された）パイロット信号は経路３６５で提供される。経路３６０及び３６５上のバンドパス信号及びパイロット信号は、ミキサー３２５及び３４０により導入される位相ノイズにより影響を受ける。

乗算器３７０は、経路３６０上の（位相ノイズにより影響を受けた）ベースバンド信号を、経路３６５上の（同じく位相ノイズにより影響を受けた）パイロット信号と乗算し、それにより、信号経路３６０上のベースバンドにおける（ミキサー３２５及び３４０により導入された）位相ノイズを相殺／除去／低減する。この乗算器オペレーションは、フィルタリングにより除去される他の信号成分を提供する。位相ノイズが低減されたベースバンド信号は、更なる処理のために経路３９９上で提供される。位相ノイズが低減される方式について、例示のベースバンド信号を用いて以下に更に詳細に述べる。

図４は、経路３１２上で提供されたＢＢ信号源３１０からの例示のベースバンド信号のグラフ４０５を含む。ベースバンド信号は、中心周波数ゼロで示され、−Ｆｂ１から＋Ｆｂ１までの周波数帯（２Ｆｂ１の帯域幅）を占める。

グラフ４１０は、周波数ｆ１を中心とする例示のパイロット信号を表す。パイロット信号は、周波数ｆ１の単一周波数信号（サイン又はコサイン信号など）として示される。しかし、代替の実施例において、パイロット信号は有限帯域幅を占めてもよい。図４に示すように、パイロット信号は、フィルタオペレーションのため充分な周波数ギャップを備えたベースバンド信号の外で選択される。

グラフ４１５は、加算器３１５から経路３１７上で提供される組み合わされた信号を表す。従って、グラフ４１５に示す組み合わされた信号は、伝送のために処理される。グラフ４２０は、経路３３２上で局部発振器３３０によって提供される第１の基準周波数信号を表す。グラフ４２０における第１の基準周波数信号は、中心周波数ｆ２が有限帯域幅を占めて示されている。この有限帯域幅は、局部発振器３３０により導入される位相ノイズを表す。周波数ｆ２は、ＶＨＦ及びＵＨＦなど、ＲＦ通信帯域において選択され得る。

グラフ４２５は経路３２４で提供されるミキサー３２５の出力を表す。従って、グラフ４１５における組み合わされた信号（ベースバンド信号４０５及びパイロット信号４１０）は、一層高い周波数帯にシフトされる。一実施例において、周波数ｆ３は、ｆ１＋ｆ２に実質的に等しくし得る。局部発振器３３０に起因する位相ノイズの影響は拡張された帯域幅として示される。

グラフ４３０は、経路３４４上で局部発振器３４５によって提供される第２の基準周波数信号を表す。第２の基準周波数信号４３０は、中心周波数ｆ４が有限帯域幅を占めて示されている。この有限帯域幅は、局部発振器３４５により導入される位相ノイズを表す。周波数ｆ４は、信号をベースバンド領域にダウンコンバートするように選択され得る。一実施例において、周波数ｆ４は、更なる処理に適した周波数ｆ２に実質的に等しく選択され得る。

グラフ４３５は、ミキサー３４０によって提供される経路３４６上の信号を表す。信号４３５は、周波数ｆ５及びｆ６を中心として示されている。周波数ｆ５はｆ２−ｆ４に実質的に等しくし得、ｆ６はｆ３−ｆ４に実質的に等しくし得る。従って、信号４３５は、ダウンコンバートされた受信信号を表す。局部発振器３４５に起因する位相ノイズの影響は、信号の拡張された帯域幅として示される。信号４４０は、バンドパスフィルタ３５５によって提供される経路３６５上の信号を表す。従って、経路３６５上の信号は、ベースバンド信号成分なしで示されている。

グラフ４４５はバンドパスフィルタ３５０によって提供される経路３６０上の信号を表す。経路３６０上の信号は、ベースバンド信号成分のみを含んで示されている。グラフ４５０は、ミキサー３７０によって提供される経路３９９上の信号（望ましくない／不要な信号成分がフィルタリングされる）を表す。図示するように、局部発振器３３０及び３４５により導入された位相ノイズの影響が相殺され、拡張された帯域幅のないベースバンド信号（パイロット信号に実質的に等しい周波数ｆ７を中心とする）が経路３９９上で提供される。従って、パイロット信号は、トランスミッタ及びレシーバの構成要素により導入される位相ノイズを除去／相殺するために有利に用いられる。

代替の実施例において、信号の未使用の部分が、位相ノイズを相殺するためにパイロット信号の代わりに用いられ得る。例えば、バンドパスフィルタ３５５は、信号の未使用の部分のみを通過させるように構成され得る。代替として、（ＯＦＤＭシステムなどにおいて）同期化目的で用いられる任意のパイロット信号が、位相ノイズの相殺のために有利に用いられ得る。信号の一部が位相ノイズ相殺のために有利に用いられる例示の実施例を下記で説明する。

図５Ａは、従来の周波数ダイバーシティ伝送システムのブロック図である。図５Ｂは、図５Ａのシステムにおける例示の信号のグラフのセットである。伝送のための例示の信号５６０が、２つの異なる周波数ｆ１及びｆ２を中心とする同じ情報の複数のコピーを含む。概して、この同じ情報は、レシーバのジャミング（jamming）を克服するために２つの異なる周波数帯で送信される。

ＤＡＣ（デジタルアナログコンバータ）５１０が、伝送のためデジタル信号をアナログ信号に変換する。ミキサー５２０が、基準周波数信号５７０を用いて信号５６０のアナログ形式をアップコンバートする。基準周波数信号５７０は局部発振器を用いて生成される。アップコンバートされた信号５８０における拡張された帯域（両側の傾き）は、局部発振器（又は基準周波数信号）により導入される位相ノイズを表す。このような位相ノイズは、レシーバにおける信号対雑音比を低下させ得、それにより、正確に情報を抽出する可能性が低減される。

図６Ａは、例示の実施例の周波数ダイバーシティトランスミッタ６０１のブロック図である。図６Ｂは、トランスミッタ６０１における例示の信号のグラフのセットである。図６Ｂに示すように、トランスミッタ６０１は、情報の２つのコピーを周波数帯６５０及び６５５で受け取る。位相シフタ６１０が、周波数帯の一方（６５５など）の位相を１８０度変換する。従って、（図６Ｂにおける）周波数帯６５０及び位相シフトされた帯域６７０が、ＤＡＣ６２０に提供される。ＤＡＣ６２０は、周波数帯６５０及び６７０によって表される信号を、伝送のためアナログ形式に変換する。ミキサー６３０が、ＤＡＣ６２０から受信した信号をアップコンバートする。信号６５０及び６７０のアップコンバートされたコピー６９１及び６９５が、両側の傾きを備えて示されており、この傾きは、局部発振器及びミキサー６３０により導入される位相ノイズを示す。

しかし、周波数帯６５０及び６７０のコピーの位相シフトされたバージョンに起因して、トランスミッタミキサー６３０において導入された位相ノイズ６９１及び６９５は、周波数帯６５０及び６７０間の位相の差として得られ得る。従って、位相ノイズは効率的に相殺又は除去され得る。位相ノイズの影響がテスター（これがデバイスをテストする）において取り除かれ得る方式を、下記で更に説明する。

図７はテスター７０１を示し、テスター７０１は、信号源７１０、局部発振器７２０、及びミキサー７３０を含む。信号源７１０は、テストするため基準信号を提供する。基準信号は、局部発振器７２０及びミキサー７３０を用いてアップコンバートされる（周波数変換される）。アップコンバートされた信号は、被試験デバイス（ＤＵＴ）７０９（レシーバなど）に提供される。レシーバから抽出された信号が、ＤＵＴ７０９の性能を推定するために、信号源７１０によって提供された信号と比較される。しかし、このようなテストの結果は、テスター７０１における局部発振器７２０（及びミキサー７３０）がＤＵＴ７０９に提供されるテスト信号において位相ノイズを導入しているため、ＤＵＴ７０９の性能を正確に表さない可能性がある。従って、推定された誤差は、ＤＵＴ７０９のみに起因する誤差を反映しない可能性がある。テストを正確に実施するための手法を下記で説明する。

一実施例において、図３のトランスミッタ３０１は、テスターとして動作するように構成され得る。図３のレシーバ３０９はレシーバＤＵＴを表し得る。一実施例において、レシーバ３０９は、ワイヤレスアンテナを介して又はインタフェースＩ／Ｏピンを介してテスト信号を受信するように構成される集積回路を含み得る。従って、インタフェース経路３２４は、有線通信ラインとして実装され得る。局部発振器３３０は、低コスト局部発振器として実装され得る。ベースバンド信号源３１０及びパイロット信号源３２０は、それぞれ、ベースバンド信号及び信号生成器として実装される。

従って、ベースバンド信号の大きさ及び位相角度は、ＢＢ（ｔ）及びΦ_ΒΒ（ｔ）として表され得る。パイロット信号はω_{ｐｉｌｏｔ}として表され得る。従って、経路３２４上の信号は、下記関係として表され得る。
（１） A₀cos[(ω_c＋ω_pilot)t＋φ_tx(t)]＋A₁cos[ω_ct＋Φ_BB(t)＋φ_tx(t)]×BB(t)
ここで、ω_ｃは局部発振器３３０の中心周波数を表し、φ_ｔｘ（ｔ）はトランスミッタ／テスター３０１の位相ノイズを表し、Ａ_０及びＡ_１は対応する信号成分の大きさを表す。

局部発振器３４５により生成される経路３４４上の信号は、下記関係として表され得る。
（２） A₂×cos[(ω_c−ω_IF)t＋φ_rx(t)]
ここで、ω_ＩＦは局部発振器３４５の中心周波数を表し、φ_ｒｘ（ｔ）はレシーバＬＯ３４５により導入される位相ノイズを表す。

ＢＰＦ３５０後の経路３６０上の信号（パイロット信号成分）は、下記関係として表され得る。
（３） A₃×cos[(ω_IF＋ω_Pilot)×t＋φ_tx(t)−φ_rx(t)]

同様に、ＢＰＦ３５５後の経路３６５上の信号（ベースバンド信号成分）は、下記関係として表され得る。
（４） A₄×cos(ω_IF×ｔ＋Φ_BB(t)＋φ_tx(t)−φ_rx(t))×BB(t)
下記のように関係（３）及び（４）を乗算することによって、経路３９９上の信号が得られ得る。
（５） A₅×cos(ω_Pilot×t−Φ_BB(t))×BB(t)＋
A₅×cos[(2×ω_IF＋ω_Pilot)×t＋Φ_ＢＢ（ｔ）＋2×(φ_tx(t)−φ_rx(t))]×BB(t)

関係（５）において、第１項Ａ_５×ｃｏｓ［（ω_{Ｐｉｌｏｔ}）×ｔ−Φ_ＢＢ（ｔ））は位相ノイズのないベースバンド信号を表す。第２の部分は、バンドパスフィルタ（図示せず）を用いてフィルタリングされ得る。従って、レシーバＤＵＴが正確にテストされ得るか、又は位相ノイズの影響が低減され得る。

しかし、テスター３０１は、パイロット信号（レシーバ３０９に類似する）を分離／処理するように構成／実装されたデバイスをテストするために適している。パイロット信号を分離／処理するために構成／実装されていない他のデバイスをテストするために、或る技術を下記で説明する。

図８は、パイロット信号を分離／処理するために構成／実装されていないレシーバＤＵＴをテストするための装置のブロック図である。このブロック図は、レシーバＤＵＴ８０９、パイロット信号源８０５、トランスミッタ／信号源８１０、外部ミキサー８１５、加算器８２０、及びパイロットＢＰＦ８３５を示す。レシーバＤＵＴ８０９は、レシーバ局部発振器（ＲＬＯ）８３０、レシーバミキサー８２５、信号ＢＰＦ９４０、及びＡＤＣ８４５を含む。

信号源８１０は、テストするために周波数ω_ｃを中心とする情報信号を提供する。代替の実施例において、信号源８１０は、キャリア周波数ω_ｃによってオフセットされる情報信号を伝送するトランスミッタであり得る。テスト信号は、下記関係として表され得る。
（６） Ａ_１×ｃｏｓ［（ω_ｃｔ＋φ_ＢＢ（ｔ）］×ＢＢ（ｔ）

パイロット信号源８０５は、位相ノイズ補正のためパイロット信号を生成する。パイロット信号は、キャリア周波数ω_ｃによってシフト／オフセットされる。経路８０２上のパイロット信号は、下記関係として表され得る。
（７） （Ａ_２×ｃｏｓ［（ω_ｃ−ω_{ｐｉｌｏｔ}）×ｔ］

レシーバ局部発振器（ＲＬＯ）８３０は、キャリア周波数ω_ｃによってオフセットされる周波数を有する周波数ω_ｉｆのレシーバ基準周波数信号を生成する。レシーバ基準信号は、下記関係として表され得る。
（８） A₃×cos[(ω_c−ω_IF)×t＋φ_rx(t)]
ここで、φ_rx（ｔ）はレシーバ局部発振器の位相ノイズを表す。

外部ミキサー８１５は、パイロットＢＰＦ８３５から受信した信号とテスト信号とを乗算する。外部ミキサーからの乗算された信号は、経路８１２上で提供される。加算器８２０は、経路８１２上の乗算された信号と経路８０２上のパイロット信号とを加算する。加算された／組み合わされた信号は、経路８２２上でレシーバミキサー８２５への入力信号として提供される。レシーバミキサー８２５は、経路８２２上の信号とレシーバ基準周波数信号（上記関係（８）により表される）とを乗算する。レシーバミキサー８２５の出力は、外部バンドパスフィルタにタップ及び提供され、外部バンドパスフィルタは、パイロットトーンω_ｃ−ω_{ｐｉｌｏｔ}を通過させるように構成される。パイロットＢＰＦの出力は、下記のように表され得る
A₄×cos[(ω_IF−ω_Pilot)×t＋φ_rx(t)

定常状態下で、経路８１２上の信号は、下記関係として表され得る。
（９） A₅×BB(t)×{cos[(ω_c−ω_IF＋ω_Pilot)×t＋Φ_rx(t)＋×Φ_BB(t))＋
cos[(ω_ｃ＋ω_IF−ω_Pilot)×t−Φ_rx(t)＋×Φ_BB(t)]｝

従って、レシーバミキサーの出力は、下記の３つの成分：ω_ΙＦ−ω_{ｐｉｌｏｔ}、ω_{ｐｉｌｏｔ}を中心とするテスト信号ＢＢ（ｔ）、及び２ω_ΙΡ−ω_{ｐｉｌｏｔ}を中心とするダブル位相ノイズ成分を含む。テスト信号ＢＢ（ｔ）は、テスト信号を通過させるように構成されるバンドパスフィルタ８４０を介して通過させることにより得られ得る。テスト信号は、デジタルドメインにおける受信されたデバイスの性能を判定するためＡＤＣ２４５を用いてデジタルデータに変換され得る。従って、任意のレシーバデバイスが、上述の手法で正確にテストされ得る。

従って、記載される例において、伝送のためベースバンド信号及びパイロット信号が組み合わされる。組み合わされた信号は、局部発振器信号及び組み合わされた信号をミキシングすることにより一層高い周波数帯に変換される。レシーバでは、ベースバンド信号及びパイロット信号両方が実質的に同一の位相ノイズにより影響を受ける／改変されるので、パイロット信号は、ベースバンド信号における位相ノイズを除くために用いられる。一実施例において、パイロット信号（トーン）の周波数は、ベースバンド信号の周波数帯の外であるように選択される。

別の態様に従って、パイロット信号は、レシーバデバイスをテストする際に（テスターの局部発振器により導入される）位相ノイズの影響をなくすために同様の方式で用いられる。別の態様に従って、レシーバデバイスが、それぞれ、パイロット信号を分離及び位相ノイズを相殺するように、フィルタ及びミキサーを含むように構成される。別の実施例において、パイロット信号を分離するためのミキサーは、改変なしに任意のレシーバデバイスがテストされ得るように、テスター内に統合される。

本発明の特許請求の範囲内で、説明した例示の実施例に変形が成され得、多くの他の実施例が可能である。

Claims (21)

1. 方法であって、
   組み合わされた信号を形成するために、第１の信号及びパイロット信号を組み合わせること、
   変換された組み合わされた信号を形成するために、前記組み合わされた信号を処理すること、
   前記変換された組み合わされた信号から第１の部分及び第２の部分を分離すること、及び
   前記第２の部分を用いて前記第１の部分における位相ノイズを相殺すること、
   を含む、方法。
2. 請求項１に記載の方法であって、前記第１の部分が、前記位相ノイズにより改変される前記第１の信号を含み、前記第２の部分が、前記位相ノイズにより改変される前記パイロット信号を含む、方法。
3. 請求項２に記載の方法であって、前記位相ノイズが前記処理することにより導入される、方法。
4. 請求項３に記載の方法であって、前記パイロット信号が、前記第１の信号により占められる前記第１の周波数帯の外である、方法。
5. 請求項４に記載の方法であって、処理が、前記組み合わされた信号を第１の基準キャリアとミキシングすることを含む、方法。
6. 請求項５に記載の方法であって、前記相殺した後、前記第１の部分から情報を抽出することを更に含む、方法。
7. 請求項６に記載の方法であって、前記パイロット信号が、フィルタリングによる分離を可能にするために、前記第１の周波数帯の外を中心とする実質的に単一の周波数狭帯域信号を含む、方法。
8. 請求項７に記載の方法であって、前記変換された組み合わされた信号が、アップコンバートされた無線周波数信号を含む、方法。
9. 請求項６に記載の方法であって、前記パイロット信号が、第２の周波数帯を占める前記第１の信号の１８０度位相変換されたレプリカを含み、前記パイロット信号及び前記第１の信号が共に、伝送のためにダイバーシティ信号を形成する、方法。
10. 通信システムであって、
    組み合わされた信号を形成するために、情報及びパイロット信号を搬送する第１の信号を組み合わせるように構成されるコンバイナ、
    変換された組み合わされた信号を形成するために、前記組み合わされた信号を処理するように構成される第１のミキサー、
    前記変換された組み合わされた信号から第１の部分及び第２の部分を分離するように構成されるフィルタ、及び
    前記第２の部分を用いて前記第１の部分における位相ノイズを相殺するように構成される第２のミキサー、
    を含む、通信システム。
11. 請求項１０に記載される通信システムであって、前記第１の部分が、前記位相ノイズにより改変される前記第１の信号を含み、前記第２の部分が、前記位相ノイズにより改変される前記パイロット信号を含み、前記位相ノイズが前記第１のミキサーにより導入される、通信システム。
12. 請求項１１に記載の通信システムであって、前記第１の信号により占められる第１の周波数帯の外の前記パイロット信号を提供するように構成される第１の局部発振器を更に含む、通信システム。
13. 請求項１２に記載の通信システムであって、前記第１のミキサーが更に、前記組み合わされた信号を第２の周波数の第１のキャリアとミキシングするように構成され、前記変換された組み合わされた信号が、アップコンバートされた組み合わされた信号を含む、通信システム。
14. 請求項１３に記載の通信システムであって、前記パイロット信号が、フィルタリングによる分離を可能にするために、その周りに充分なガード帯域を有する、実質的に単一の周波数狭帯域信号を含む、通信システム。
15. 請求項１３に記載の通信システムであって、トランスミッタ及びレシーバを更に含み、前記コンバイナ及び前記第１のミキサーが前記トランスミッタにおいて動作可能であり、前記フィルタ及び前記第２のミキサーが前記レシーバにおいて動作可能である、通信システム。
16. レシーバデバイスをテストする方法であって、前記方法が、
    組み合わされた信号を形成するために、第１の信号及びパイロット信号を組み合わせること、
    前記レシーバデバイスをテストするためのテスト信号を形成するために、前記組み合わされた信号を第１のキャリアでミキシングすることであって、前記ミキシングが、前記テスト信号において第１の位相ノイズを導入すること、
    前記テスト信号を前記レシーバデバイスに提供することであって、前記レシーバデバイスが、前記テスト信号を受信するように及び前記テスト信号から第１の信号を抽出するように構成されること、
    前記レシーバデバイスにおいて前記テスト信号から第１の部分及び第２の部分を分離すること、
    前記第２の部分を用いて前記第１の部分における位相ノイズを相殺すること、及び
    前記レシーバデバイスの性能を測定するために相殺の後、前記第１の部分から前記第１の信号を抽出すること、
    を含む、方法。
17. 請求項１６に記載の方法であって、前記第１の部分が、前記位相ノイズにより改変される前記第１の信号を含み、前記第２の部分が、前記位相ノイズにより改変される前記パイロット信号を含む、方法。
18. 請求項１７に記載の方法であって、フィルタリングによる分離を可能にするために、前記パイロット信号が、前記第１の信号により占められる第１の周波数帯の外を中心とする実質的に狭帯域の信号を含む、方法。
19. 請求項１８に記載の方法であって、
    ダウンコンバートされたテスト信号を形成するために、前記テスト信号を第２のキャリアでミキシングすること、
    前記パイロット信号を含む第１の部分を前記ダウンコンバートされたテスト信号から分離すること、及び
    第２の信号を形成するために、前記第１の信号を前記パイロット信号とミキシングすること、
    を更に含み、
    前記組み合わせることが、前記組み合わされた信号を形成するために、前記第２の信号及び前記パイロット信号を組み合わせることを含む、
    方法。
20. テスターであって、
    ベースバンド信号を提供するように構成される信号源、
    第１のパイロット信号を生成するように構成される第１の局部発振器、
    改変されたベースバンド信号を形成するために、前記ベースバンド信号及び第２のパイロット信号を乗算するように構成されるミキサー、
    テスト信号を形成するために、前記改変されたベースバンド信号及び前記第１のパイロット信号を加算するように構成される加算器、
    ダウンコンバートされたテスト信号を形成するために、前記テスト信号及び中間周波数信号を乗算するように構成されるレシーバミキサー、及び
    前記第２のパイロット信号を前記テスト信号から抽出するように構成されるフィルタ、
    を含み、
    前記第２のパイロット信号が、前記ミキサーにより導入される第１の位相ノイズにより改変され、前記レシーバミキサーにより導入される第２の位相ノイズにより改変された、前記第１のパイロット信号を表す、
    テスター。
21. 請求項２０に記載のテスターであって、フィルタリングによる分離を可能にするために、前記第１のパイロット信号が、前記ベースバンド信号により占められる第１の周波数帯の外を中心とする実質的に単一の周波数狭帯域信号を含む、テスター。

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