JP2017515356A - スペクトルセンシング無線受信機 - Google Patents

Abstract

デバイスは、通信帯域内の複数の通信チャネルに同調するように構成された可変利得及び可変帯域幅を有する再設定可能な受信機フロントエンドを含み、再設定可能な受信機フロントエンドは、信号電力レベルに応答する。【選択図】図５

Description

[0001]本開示は一般に、エレクトロニクスに関し、より具体的には、送信機及び受信機に関する。

[0002]無線周波数（ＲＦ）トランシーバでは、通信信号は典型的に、受信チェーンと呼ばれることがある受信回路によって受信及びダウンコンバートされる。受信チェーンは典型的に、通信信号に含まれる情報を復元するために、受信フィルタ、低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）、ミキサ、局部発振器（ＬＯ）、電圧制御型発振器（ＶＣＯ）、ベースバンドフィルタ、及び他の構成要素を含む。トランシーバはまた、別のトランシーバ内の受信機への通信信号の送信を可能にする回路を含む。トランシーバは、典型的に周波数帯域と呼ばれる複数の周波数範囲にわたって動作することができ得る。更に、単一のトランシーバは、同一の周波数帯域において発生し得るが、実際の周波数は重複しないであろう複数のキャリア信号を使用して、非連続キャリアと呼ばれる配列を動作するように構成され得る。

[0003]セルラ通信環境では、エンドユーザに割り振られる無線周波数（ＲＦ）キャリアの数は、利用可能なスペクトルを決定することが困難であり、十分なスペクトルが、様々なサービス品質（ＱＯＳ）約束を満たすのに利用可能のままでなければならないため、制限される。結果として、多くの場合、未使用のスペクトルが存在する。ワイヤレスサービスプロバイダは、各ユーザの周り及び各ユーザ機器（ＵＥ）の周りの利用可能なスペクトルの限られた知識しか有さない。モバイル電話のようなＵＥ内の受信機は一般に、ＵＥが利用可能な無線スペクトルの周期的な分析を可能にしない。

[0004]従って、ＵＥが、所与の時間に、利用可能なスペクトルの周期的な分析を取得する方法を有することが望ましいだろう。

[0005]複数の図において、同様の参照番号は、別途示されていない限り、様々なビュー全体を通して同様の部分を指す。「１０２ａ」又は「１０２ｂ」のような文字指定を有する参照番号の場合、文字指定は、同じ図に存在する２つの同様の部分又は要素を区別し得る。参照番号のための文字指定は、参照番号が全ての図において同一の参照番号を有する全ての部分を包含することが想定されるとき省略され得る。

[0006]図１は、ワイヤレス通信システムと通信するワイヤレスデバイスを示す図である。 [0007]図２Ａは、連続的な帯域内キャリアアグリゲーション（ＣＡ）の例を示すグラフ図である。 [0008]図２Ｂは、非連続的な帯域内ＣＡの例を示すグラフ図である。 [0009]図２Ｃは、同一の帯域グループにおける帯域間ＣＡの例を示すグラフ図である。 [0010]図２Ｄは、異なる帯域グループにおける帯域間ＣＡの例を示すグラフ図である。 [0011]図３は、図１のワイヤレスデバイスの例示的な設計のブロック図である。 [0012]図４は、スペクトルセンシング無線機の受信機フロントエンドの例示的な実施形態を例示する概略図である。 [0013]図５は、スペクトルセンシング無線機の受信機の一部の例示的な実施形態を例示する概略図である。 [0014]図６は、図５のデジタルトランシーバの広帯域及び狭帯域回路素子を例示するブロック図である。 [0015]図７は、スペクトルセンシング受信機によって処理される通信スペクトルのグラフ図である。 [0016]図８は、調整可能な減衰器及び調整可能なＬＮＡの例示的な実施形態を示す概略図である。 [0017]図９は、帯域内ＣＡ動作用に構成された受信機フロントエンドの代替的な実施形態を示す概略図である。 [0018]図１０は、帯域内ＣＡ動作用に構成された受信機フロントエンドの代替的な実施形態を示す概略図である。 [0019]図１１は、非連続的なキャリアを処理するために使用され得る再設定可能なキャリアアグリゲーション受信機（reconfigurable carrier-aggregation receiver）及びフィルタの例示的な実施形態の動作を説明するフローチャートである。

[0020]「例示的」という用語は、本明細書では、「例示、事例、又は実例として機能する」という意味で使用される。「例示的」であるとして本明細書で説明される任意の態様は、必ずしも、他の態様よりも好ましい又は有利であると解釈されるべきではない。

[0021]本説明では、「アプリケーション」という用語はまた、オブジェクトコード、スクリプト、バイトコード、マークアップ言語ファイル、及びパッチのような実行可能なコンテンツを有するファイルを含み得る。加えて、本明細書で参照される「アプリケーション」はまた、開かれる必要があり得る文書又はアクセスされる必要がある他のデータファイルのような、性質上実行可能ではないファイルを含み得る。

[0022]「コンテンツ」という用語もまた、オブジェクトコード、スクリプト、バイトコード、マークアップ言語ファイル、及びパッチのような、実行可能なコンテンツを有するファイルを含み得る。加えて、本明細書で参照される「コンテンツ」はまた、開かれる必要があり得る文書又はアクセスされる必要がある他のデータファイルのような、性質上実行可能ではないファイルを含み得る。

[0023]本明細書で使用される場合、「干渉信号」、「ジャマー」、「ジャマー信号」、及び「ＴＸジャマー」という用語は、所望の受信信号を検出及びダウンコンバートする際の受信機の性能を劣化させ得る、受信機に存在する信号を説明するために使用される。

[0024]本開示の例示的な実施形態は、スペクトルセンシング無線機を対象とし、それは、単一の局部発振器（ＬＯ）経路、単一の電圧制御型発振器（ＶＣＯ）、及び単一の位相ロックドループ（ＰＬＬ）を使用する再設定可能な受信機を用いて、全受信帯域まで１つ又は複数の通信チャネルをダウンコンバートすること及び全受信帯域を含むことを可能にする。ＬＯ周波数が、実質的に２つの非連続的なキャリアの中間にあるとき、単一のＬＯ／ＶＣＯ／ＰＬＬ経路が、これら２つの非連続的なキャリアをダウンコンバートするために使用され得る。

[0025]図１は、ワイヤレス通信システム１２０と通信するワイヤレスデバイス１１０を示す図である。ワイヤレス通信システム１２０は、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ（登録商標））システム、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）システム、モバイル通信のためのグローバルシステム（ＧＳＭ（登録商標））システム、ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）システム、又は何らかの 他のワイヤレスシステムであり得る。ＣＤＭＡシステムは、広帯域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ（登録商標））、ＣＤＭＡ １Ｘ、エボリューションデータ最適化（ＥＶＤＯ）、時分割同期ＣＤＭＡ（ＴＤ−ＳＣＤＭＡ）、又は何らかの他のバージョンのＣＤＭＡを実装し得る。簡潔さのために、図１は、２つの基地局１３０及び１３２並びに１つのシステムコントローラ１４０を含むワイヤレス通信システム１２０を示す。一般に、ワイヤレス通信システムは、任意の数の基地局及び任意のセットのネットワークエンティティを含み得る。

[0026]ワイヤレスデバイス１１０は、ユーザ機器（ＵＥ）、モバイル局、端末、アクセス端末、加入者ユニット、局、等とも呼ばれ得る。ワイヤレスデバイス１１０は、セルラ電話、スマートフォン、タブレット、ワイヤレスモデム、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ハンドヘルドデバイス、ラップトップコンピュータ、スマートブック、ネットブック、タブレット、コードレス電話、ワイヤレスローカルループ（ＷＬＬ）局、ブルートゥース（登録商標）デバイス、等であり得る。ワイヤレスデバイス１１０は、ワイヤレス通信システム１２０と通信し得る。ワイヤレスデバイス１１０はまた、ブロードキャスト局（例えば、ブロードキャスト局１３４）からの信号、１つ又は複数のグローバルナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）における衛星（例えば、衛星１５０）からの信号、等を受信し得る。ワイヤレスデバイス１１０は、ＬＴＥ、ＷＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ １Ｘ、ＥＶＤＯ、ＴＤ−ＳＣＤＭＡ、ＧＳＭ、８０２．１１、等の、ワイヤレス通信のための１つ又は複数の無線技術をサポートし得る。

[0027]ワイヤレスデバイス１１０は、複数のキャリア上での動作である、キャリアアグリゲーションをサポートし得る。キャリアアグリゲーションは、マルチキャリア動作とも呼ばれ得る。ワイヤレスデバイス１１０は、１０００メガヘルツ（ＭＨｚ）よりも低い周波数をカバーする低帯域（ＬＢ）、１０００ＭＨｚから２３００ＭＨｚの周波数をカバーする中帯域（ＭＢ）、及び／又は２３００ＭＨｚよりも高い周波数をカバーする高帯域（ＨＢ）において動作することが可能であり得る。例えば、低帯域は、６９８から９６０ＭＨｚをカバーし得、中帯域は、１４７５から２１７０ＭＨｚをカバーし得、高帯域は、２３００から２６９０ＭＨｚ及び３４００から３８００ＭＨｚをカバーし得る。低帯域、中帯域、及び高帯域は、帯域の３つのグループ（又は帯域グループ）を指し、各帯域グループは、多数の周波数帯域（又は、単に「帯域」）を含む。各帯域は、最大２００ＭＨｚをカバーし得、１つ又は複数のキャリアを含み得る。各キャリアは、ＬＴＥでは最大２０ＭＨｚをカバーし得る。ＬＴＥリリース１１は、３５個の帯域をサポートし、これらは、ＬＴＥ／ＵＭＴＳ帯域と呼ばれ、３ＧＰＰ（登録商標） ＴＳ ３６．１０１にリストされている。ワイヤレスデバイス１１０は、ＬＴＥリリース１１では、１つ又は２つの帯域において最大５つのキャリアによって構成され得る。

[0028]一般に、キャリアアグリゲーション（ＣＡ）は、帯域内ＣＡ及び帯域間ＣＡという２つのタイプに分類され得る。帯域内ＣＡは、同一の帯域内の複数のキャリア上での動作を指す。帯域間ＣＡは、異なる帯域における複数のキャリア上での動作を指す。

[0029]図２Ａは、連続的な帯域内キャリアアグリゲーション（ＣＡ）の例を示すグラフ図である。図２Ａに示される例では、ワイヤレスデバイス１１０は、低帯域内の１つの帯域における４つの連続したキャリアで構成される。ワイヤレスデバイス１１０は、同一の帯域内の４つの連続したキャリア上で送信を送り得る及び／又は受信し得る。

[0030]図２Ｂは、非連続的な帯域内ＣＡの例を示すグラフ図である。図２Ｂに示される例では、ワイヤレスデバイス１１０は、低帯域内の１つの帯域における４つの非連続的なキャリアで構成される。これらのキャリアは、５ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、又は他の量だけ分離され得る。ワイヤレスデバイス１１０は、同一の帯域内の４つの非連続的なキャリア上で送信信号を送信し得る及び／又は受信し得る。
[0031]図２Ｃは、同一の帯域グループ内の帯域間ＣＡの例を示すグラフ図である。図２Ｃに示される例では、ワイヤレスデバイス１１０は、低帯域内の２つの帯域における４つのキャリアで構成される。ワイヤレスデバイス１１０は、同一の帯域グループ内の異なる帯域における４つのキャリア上で送信信号を送信し得る及び／又は受信し得る。

[0032]図２Ｄは、異なる帯域グループ内の帯域間ＣＡの例を示すグラフ図である。図２Ｄに示される例では、ワイヤレスデバイス１１０は、異なる帯域グループ内の２つの帯域における４つのキャリアで構成され、それらは、低帯域では、１つの帯域における２つのキャリアを、中帯域では、別の帯域における２つのキャリアを含む。ワイヤレスデバイス１１０は、異なる帯域グループ内の異なる帯域における４つのキャリア上で送信信号を送信し得る及び／又は受信し得る。

[0033]図２Ａ〜図２Ｄは、キャリアアグリゲーションの４つの例を示す。キャリアアグリゲーションは、帯域及び帯域グループの他の組み合わせについてもサポートされ得る。

[0034]図３は、本開示の例示的な技法が実装され得る、ワイヤレス通信デバイス３００を示すブロック図である。図３は、トランシーバ３００の例を示す。一般に、送信機３３０及び受信機３５０における信号の調整は、増幅器、フィルタ、アップコンバータ、ダウンコンバータ、等、のうちの１つ又は複数の段によって実行され得る。これら回路ブロックは、図３に示される構成とは違って配列され得る。更に、図３に図示されない他の回路ブロックはまた、送信機及び受信機において信号を調整するために使用され得る。別途明記されていない限り、図３における又は図面内の任意の他の図における任意の信号は、シングルエンド又は差動の何れかであり得る。図３の幾つかの回路ブロックはまた省略され得る。

[0035]図３に示されている例では、ワイヤレスデバイス３００は一般に、トランシーバ３２０及びデータプロセッサ３１０を備える。データプロセッサ３１０は、データ及びプログラムコードを記憶するためのメモリ（図示せず）を含み得、一般に、アナログ及びデジタル処理素子を備え得る。トランシーバ３２０は、双方向通信をサポートする送信機３３０及び受信機３５０を含む。一般に、ワイヤレスデバイス３００は、任意の数の通信システム及び周波数帯域のために任意の数の送信機及び／又は受信機を含み得る。トランシーバ３２０の全体又は一部は、１つ又は複数のアナログ集積回路（ＩＣ）、ＲＦ ＩＣ（ＲＦＩＣ）、混合信号ＩＣ、等の上に実装され得る。

[0036]送信機又は受信機は、スーパーヘテロダインアーキテクチャ又はダイレクト変換アーキテクチャが実装され得る。スーパーヘテロダインアーキテクチャでは、信号は、複数の段において無線周波数（ＲＦ）とベースバンドとの間で、例えば、１つの段でＲＦから中間周波数（ＩＦ）に、その後、受信機のために別の段でＩＦからベースバンドに周波数変換される。ダイレクト変換アーキテクチャでは、信号は、１つの段においてＲＦとベースバンドとの間で周波数変換される。スーパーヘテロダイン及びダイレクト変換アーキテクチャは、異なる回路ブロックを使用し得る、及び／又は、異なる要件を有し得る。図３に示される例では、送信機３３０及び受信機３５０は、ダイレクト変換アーキテクチャが実装される。

[0037]送信経路では、データプロセッサ３１０は、送信されることとなるデータを処理し、同相（Ｉ）及び直交（Ｑ）アナログ出力信号を送信機３３０に供給する。例示的な実施形態では、データプロセッサ３１０は、更なる処理のために、データプロセッサ３１０によって生成されたデジタル信号をＩ及びＱアナログ出力信号、例えば、Ｉ及びＱ出力電流へと変換するためのデジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）３１４ａ及び３１４ｂを含む。

[0038]送信機３３０内では、ベースバンドフィルタ３３２ａ及び３３２ｂは、それぞれＩ及びＱアナログ送信信号をフィルタリングして、先のデジタル／アナログ変換によって生じた望ましくないイメージを取り除く。ベースバンドフィルタ３３２ａ及び３３２ｂは、実装形態に依存して、ローパスフィルタ又は帯域パスフィルタであり得る。増幅器（Ａｍｐ）３３４ａ及び３３４ｂはそれぞれ、ベースバンドフィルタ３３２ａ及び３３２ｂからの信号を増幅し、Ｉ及びＱベースバンド信号を供給する。アップコンバータ３４０は、送信（ＴＸ）局部発振器（ＬＯ）信号ジェネレータ３９０からのＩ及びＱ ＴＸ ＬＯ信号を用いて、Ｉ及びＱベースバンド信号をアップコンバートし、アップコンバートされた信号を供給する。フィルタ３４２は、このアップコンバートされた信号をフィルタリングして、周波数アップコンバージョンによって生じた望ましくないイメージ並びに受信周波数帯域内のノイズを取り除く。電力増幅器（ＰＡ）３４４は、フィルタ３４２からの信号を増幅して所望の出力電力レベルを取得し、送信ＲＦ信号を供給する。送信ＲＦ信号は、デュプレクサ又はスイッチ３４６を経由し、アンテナ３４８を介して送信される。

[0039]受信経路では、アンテナ３４８は、通信信号を受信し、受信ＲＦ信号を供給し、それは、デュプレクサ又はスイッチ３４６を経由し、低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）３５２に供給される。デュプレクサ３４６は、ＲＸ信号がＴＸ信号から隔離されるように、特定のＲＸ対ＴＸデュプレクサ周波数分離で動作するように設計される。受信ＲＦ信号は、ＬＮＡ３５２によって増幅され、フィルタ３５４によってフィルタリングされて、望ましいＲＦ入力信号が取得される。ダウンコンバージョンミキサ３６１ａ及び３６１ｂは、フィルタ３５４の出力を、受信（ＲＸ）ＬＯ信号ジェネレータ３８０からのＩ及びＱ ＲＸ ＬＯ信号（即ち、ＬＯ＿Ｉ及びＬＯ＿Ｑ）と混合して、Ｉ及びＱベースバンド信号を生成する。Ｉ及びＱベースバンド信号は、増幅器３６２ａ及び３６２ｂによって増幅され、ベースバンドフィルタ３６４ａ及び３６４ｂによって更にフィルタリングされて、Ｉ及びＱアナログ入力信号が取得され、これらは、データプロセッサ３１０に供給される。ベースバンドフィルタ３６４ａ及び３６４ｂは、実装形態に依存して、ローパスフィルタ又は帯域パスフィルタであり得る。示される例示的な実施形態では、データプロセッサ３１０は、アナログ入力信号を、データプロセッサ３１０によって更に処理されることとなるデジタル信号へと変換するためのアナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）３１６ａ及び３１６ｂを含む。

[0040]図３では、ＴＸ ＬＯ信号ジェネレータ３９０は、周波数アップコンバージョンのために使用されるＩ及びＱ ＴＸ ＬＯ信号を生成し、ＲＸ ＬＯ信号ジェネレータ３８０は、周波数ダウンコンバージョンのために使用されるＩ及びＱ ＲＸ ＬＯ信号を生成する。各ＬＯ信号は、特定の基本周波数を有する周期的な信号である。位相同期回路（ＰＬＬ）３９２は、データプロセッサ３１０からタイミング情報を受け取り、ＬＯ信号ジェネレータ３９０からのＴＸ ＬＯ信号の周波数及び／又は位相を調整するために使用される制御信号を生成する。同様に、ＰＬＬ３８２は、データプロセッサ３１０からタイミング情報を受け取り、ＬＯ信号ジェネレータ３８０からのＲＸ ＬＯ信号の周波数及び／又は位相を調整するために使用される制御信号を生成する。

[0041]ワイヤレスデバイス３００は、ＣＡをサポートし得、（ｉ）異なる周波数で複数のダウンリンクキャリア上で１つ又は複数のセルによって送信された複数のダウンリンク信号を受信すること、及び／又は（ｉｉ）複数のアップリンクキャリア上で１つ又は複数のセルに複数のアップリンク信号を送信することを行い得る。例示的な実施形態では、ワイヤレスデバイス３００は、イントラキャリアアグリゲーションをサポートし得、複数のイントラＣＡ受信信号をダウンコンバートするために単一のＬＯ信号を使用することができる。

[0042]図４は、スペクトルセンシング無線機の受信機フロントエンドの例示的な実施形態を例示する概略図である。受信機フロントエンド４００は、２つの非連続的なキャリアＣＡ１及びＣＡ２を受けるように構成された調整可能な減衰器４０１並びに調整可能な低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）４０２を備え、２つのキャリアＣＡ１及びＣＡ２をミキサ４０４に供給する。２つの非連続的なキャリアが例示されているが、スペクトルセンシング無線受信機は、単一のキャリア及びマルチキャリア動作に適用可能であり得る。ミキサ４０４は、同相（Ｉ）ミキサ４０５ａ及び直交（Ｑ）ミキサ４０５ｂを備える。ミキサ４０４は、受信ＬＯ信号ジェネレータ（電圧制御型発振器（ＶＣＯ）とも呼ばれる）４１０によって生成された単一の局部発振器（ＬＯ）信号を受ける。ＶＣＯ４１０は、位相ロックドループ（ＰＬＬ）（簡略さのために図示されない）を含む。受信機フロントエンド４００はまた、再設定可能なベースバンドフィルタ４２５を備える。

[0043]ベースバンドフィルタ４２５は、図３に示されているベースバンドフィルタ３６４ａ及びベースバンドフィルタ３６４ｂの１つの例示的な実施形態である。例示的な実施形態では、フィルタ４２５は、シングルエンド実施形態で示されているが、低ノイズ増幅器（ＬＮＡ、図３）、ミキサ３６１ａ及び３６１ｂ（図３）、並びに増幅器３６２ａ及び３６２ｂ（図３）によって供給される受信信号の差動同相（Ｉ＋、Ｉ−）成分及び差動直交（Ｑ＋、Ｑ−）成分を受けるように構成される。例示的な実施形態では、差動同相（Ｉ＋、Ｉ−）成分は、第１のフィルタ部４１０によって処理され、差動直交（Ｑ＋、Ｑ−）成分は、第２のフィルタ部４５０によって処理される。例示的な実施形態では、ベースバンドフィルタ４２５の１つ又は複数の構成要素は、フィルタ４２５の応答を調整するために、１つ又は複数の制御信号に基づいて調整可能であり得る。

[0044]フィルタ４２５は、複数のサブフィルタを形成し得る複数のモードで動作するように構成され得る。複数のモードは、フィルタ４２５内の異なる構成要素を利用する。例えば、第１のフィルタ部４１０について、第１のモードは、第１の入力抵抗４０３、第１の同相（Ｉ）増幅器段４０６、第２の入力抵抗４１１、及び第２のＩ増幅器段４０７を使用することを備える。例示的な実施形態では、第１のＩ増幅器段４０６は、トランスインピーダンス増幅器（ＴＩＡ）段を備え得、第２のＩ増幅器段４０７は、擬似バランス増幅器（ＰＢＡ）段を備え得る。しかしながら、他の増幅技術及びアーキテクチャが可能である。第１のＩ増幅器段４０６は、スイッチ４０８を介して第１のＩ増幅器段４０６の入力と出力との間に接続されたキャパシタンス４１２と、スイッチ４０９を介して第１のＩ増幅器段４０６の入力と出力との間に接続された抵抗４１４とを備える抵抗性／容量性（ＲＣ）フィードバックネットワークを備える。第２のＩ増幅器段４０７は、スイッチ４１８を介して第２のＩ増幅器段４０７の入力と出力との間に接続されたキャパシタンス４２２と、スイッチ４１９を介して第２のＩ増幅器段４０７の入力と出力との間に接続された抵抗４２４とを備える抵抗性／容量性（ＲＣ）フィードバックネットワークを備える。スイッチ４０８、４０９、４１８、及び４１９は、任意の様々なトランジスタデバイス及び技術を使用して製造され得、制御論理回路（図示せず）を使用して導電性又は非導電性となるように制御され得る。例示的な実施形態では、第１のＩ増幅器段４０６及び第２のＩ増幅器段４０７は、第１のフィルタ部４１０の応答が、検出されたジャマー信号に基づいて発生し得る１つ又は複数の制御信号（図示せず）に基づいて調整可能であり得ることを表すように調整可能であるとして例示される。しかしながら、第１のＩ増幅器段４０６及び第２のＩ増幅器段４０７に加えて、キャパシタンス４１２及び４２２の幾つか又は全て並びに抵抗４１４及び４２４の幾つか又は全てもまた調整可能であり得る。

[0045]第２のフィルタ部４５０について、第１のモードは、第１の入力抵抗４５１、第１の直交（Ｑ）増幅器段４５２、第２の入力抵抗４５４、及び第２のＱ増幅器段４５６を使用することを備える。例示的な実施形態では、第１のＱ増幅器段４５２は、トランスインピーダンス増幅器（ＴＩＡ）段を備え得、第２の増幅器段４５６は、擬似バランス増幅器（ＰＢＡ）段を備え得る。しかしながら、他の増幅技術及びアーキテクチャが可能である。第１のＱ増幅器段４５２は、スイッチ４５８を介して第１のＱ増幅器段４５２の入力と出力との間に接続された静電容量４６２と、スイッチ４５９を介して第１のＱ増幅器段４５２の入力と出力との間に接続された抵抗４６４とを備える抵抗／容量（ＲＣ）フィードバックネットワークを備える。

[0046]第２のＱ増幅器段４５６は、スイッチ４６８を介して第２のＱ増幅器段４５６の入力と出力との間に接続された静電容量４７２と、スイッチ４６９を介して第２のＱ増幅器段４５６の入力と出力との間に接続された抵抗４７４とを備える抵抗／容量（ＲＣ）フィードバックネットワークを備える。スイッチ４５８、４５９、４６８、及び４６９は、任意の様々なトランジスタデバイスを使用して製造され得、制御論理回路（図示せず）を使用して導電性又は非導電性となるように制御され得る。

[0047]スイッチ４０８、４０９、４５８、及び４５９が導電性であるとき、（第１のＩ増幅器段４０６及び第１のＱ増幅器段４５２の周りのＲＣフィードバックと共に）実数極を有する一段式フィルタが構築され得る。スイッチ４０８、４０９、４１８、４１９、４５８、４５９、４６８、及び４６９が導電性であるとき、（第１のＩ増幅器段４０６、第１のＱ増幅器段４５２の周りに並びに第２のＩ増幅器段４０７及び第２のＱ増幅器段４５６の周りのＲＣフィードバックと共に）実数極を有する二段式フィルタが構築され得る。実数極を有する実数フィルタは、低減された複雑性で適度なフィルタリングを提供する。例示的な実施形態では、第１のＱ増幅器段４５２及び第２のＱ増幅器段４５６は、第２のフィルタ部４５０の応答が、検出されたジャマー信号に基づいて発生され得る１つ又は複数の制御信号（図示せず）に基づいて調整可能であり得ることを表すように調整可能であるとして例示される。しかしながら、第１のＱ増幅器段４５２及び第２のＱ増幅器段４５６に加えて、静電容量４６２及び４７２の幾つか又は全て並びに抵抗４６４及び４７４の幾つか又は全てもまた調整可能であり得る。

[0048]上述したように、応答に対して調整可能であることに加えて、フィルタ４２５は、複数のモードで動作するように構成され得る。複数のモードは、フィルタ４２５内の異なる構成要素を利用する。続けて第１のフィルタ部４１０について、第２のモードは、第２のＩ増幅器４０７の出力から、抵抗４３４を通り、そして、抵抗４３４と入力との間に結合されたスイッチ４３６を通って第１のＩ増幅器段４０６に至る第１の負のフィードバック経路４３２を加える。差動アプリケーションでは、フィードバック経路４３２は、第２のＩ増幅器段４０７の正の出力から、第１のＩ増幅器段４０６の負の入力に、そして、第２のＩ増幅器段４０７の負の出力から、第１のＩ増幅器段４０６の正の入力に、負のフィードバックを供給する。

[0049]同様に、続けて第２のフィルタ部４５０について、第２のモードは、第２のＱ増幅器段４５６の出力から、抵抗４８４を通り、そして、抵抗４８４と入力との間に結合されたスイッチ４８６を通って、第１のＱ増幅器段４５２に至る第２の負のフィードバック経路４８２を加える。差動アプリケーションでは、フィードバック経路４８２は、第２のＱ増幅器段４５６の正の出力から、第１のＱ増幅器段４５２の負の入力に、そして、第２のＱ増幅器段４５６の負の出力から、第１のＱ増幅器段４５２の正の入力に、負のフィードバックを供給する。スイッチ４３６及び４８６は、任意の様々なトランジスタデバイスを使用して製造され得、制御ロジック（図示されない）を使用して導電性又は非導電性となるように制御され得る。

[0050]スイッチ４０８、４０９、４１８、４１９、４５８、４５９、４６８、及び４６９が導電性であることに加え、スイッチ４３６及び４８６が導電性であるとき、（第２のＩ増幅器段４０６及び第２のＱ増幅器段４５６の周りのＲＣフィードバック、並びに第１の負のフィードバック経路４３２及び第２の負のフィードバック経路４８２を通る全体の負のフィードバックと共に、第１のＩ増幅器段４０２及び第１のＱ増幅器段４５２を含む）複素数極を有する実数フィルタが構築され得る。この例示的な実施形態では、ローパスフィルタ出力は、接続部４３５上の第２のＩ増幅器段４０７の出力から、及び、接続部４７５上の第２のＱ増幅器段４５６出力から得られる。このフィルタモードは、複雑性の増加を犠牲にして、シャープなフィルタリングを提供する。

[0051]第３のモードは、第１のフィルタ部４１０を第２のフィルタ部４５０に結合する。第１のＩ増幅器段４０６の出力は、スイッチ４４２を介して、第１のＱ増幅器段４５２の入力に抵抗４４１を通して結合される。第１のＱ増幅器段４５２の出力は、スイッチ４４４を介して、第１のＩ増幅器段４０６の入力に抵抗４４５を通して結合される。これは、第１のＩ増幅器段４０６が、第１のＱ増幅器段４５２のＱ出力に作用することも可能にし、第１のＱ増幅器段４５２が、第１のＩ増幅器段４０６のＩ出力に作用することを可能にする。

[0052]第２のＩ増幅器段４０７の出力は、スイッチ４４７を介して、第２のＱ増幅器段４５６の入力に抵抗４４６を通して結合される。第２のＱ増幅器段４５６の出力は、スイッチ４４８を介して、第２のＩ増幅器段４０７の入力に抵抗４４９を通して結合される。これは、第２のＩ増幅器段４０７が、第２のＱ増幅器段４５６のＱ出力に対して作用することも可能にし、第２のＱ増幅器段４５６が、第２のＩ増幅器段４０７のＩ出力に作用することを可能にする。スイッチ４４２、４４４、４４７、及び４４８は、任意の様々なトランジスタデバイス及び技術を使用して製造され得、制御論理回路（図示せず）を使用して導電性又は非導電性となるように制御され得る。

[0053] （スイッチ４０８、４０９、４１８、４１９、４５８、４５０、４５８、及び４６９導電性であり、かつ、スイッチ４３６及び４８６が非導電性であると共に）スイッチ４４２、４４４、４４７、及び４４８が導電性であるとき、複素数帯域パスフィルタが構築され得る。帯域パスフィルタ出力は、接続部４２７上の第１のＩ増幅器段４０６の出力から、及び、接続部４７７上の第１のＱ増幅器段４５２出力から得られる。このフィルタは、最適なイメージ除去で、（Ｉ／Ｑ配列に依存する）正又は負の周波数のフィルタリングを提供する。

[0054]図５は、スペクトルセンシング無線機の受信機の一部の例示的な実施形態を例示する概略図である。例示的な実施形態では、受信機部５００は、１つ又は複数のチャネルを受けるように構成された、調整可能な減衰器５０１及び調整可能な低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）５０２を備える。調整可能な減衰器５０１及び調整可能なＬＮＡ５０２は、多数の差動利得モードに基づいて応答を提供するように構成され得る。例示的な実施形態では、差動利得モードは、受信スペクトルにおける信号電力レベルの分析に基づいて選択され得る。例示的な実施形態では、調整可能な減衰器５０１及び調整可能なＬＮＡ５０２の利得は、受信スペクトルにおいて検出された信号電力量に基づいて調整される。ミキサ５０４は、同相（Ｉ）ミキサ５０５ａ及び直交（Ｑ）ミキサ５０５ｂを備える。ミキサ５０４は、ＬＯ信号ジェネレータ（電圧制御型発振器（ＶＣＯ）とも呼ばれる５１０によって生成された単一の局部発振器（ＬＯ）信号を受ける。ＶＣＯ５１０は、位相ロックドループ（ＰＬＬ）（簡略さのため図示せず）を含む。

[0055]受信機部５００はまた、調整可能なベースバンドフィルタ５２５の例示的な実施形態を備える。調整可能なベースバンドフィルタ５２５は、図４のベースバンドフィルタ４２５の例示的な実施形態であり、所望のフィルタ応答に対して調整され得、上述されたフィルタリングモードを提供するために、多数の差動サブフィルタとして構成され得る。例示的な実施形態では、ベースバンドフィルタ４２５は、多数の差動利得モードに基づいて応答及び帯域幅を提供するように構成され得る。例示的な実施形態では、差動利得モードは、受信スペクトルにおける信号電力レベルの分析に基づいて選択され得る。例示的な実施形態では、ベースバンドフィルタ４２５の帯域幅は、受信スペクトルにおいて検出された信号電力量に基づいて調整される。例示的な実施形態では、調整可能な減衰器５０１、調整可能なＬＮＡ５０２、ミキサ５０４、及び調整可能なベースバンドフィルタ５２５は、受信機フロントエンドと呼ばれ得る。

[0056]受信機部５００はまた、デジタルトランシーバ（ＤＴＲ）５６０と呼ばれる処理回路によって更に処理されることとなるデジタル信号へとアナログ入力信号を変換するためのアナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）５１６ａ及び５１６ｂを備える。例示的な実施形態では、ＤＴＲ５６０、及び利得ステップデコーダ５７０は、図３のデータプロセッサ３１０の一部であり得るか、又はそれに動作的に結合され得る。

[0057]ＤＴＲ５６０は、デジタルダウンコンバージョン５６３、デジタルフィルタイング５６４を含むがそれらに限定されない、自動利得制御（ＡＧＣ）処理機能を、ＡＤＣ５１６ａのＩ＋及びＩ−出力並びにＡＤＣ５１６ｂのＱ＋及びＱ−出力に対して実行し、そして、広帯域信号処理回路５１０及び狭帯域信号処理回路５４０を備える。ＤＴＲ５６０は、通信スペクトル分析の１つ又は複数の反復を実行し、接続部５６１を通して利得ステップデコーダ５７０にデジタル利得制御信号を供給する。接続部５６１上の信号は、受信通信スペクトルにおいて信号の電力レベルを決定し得るような広帯域電力推定信号及び狭帯域電力推定信号のうちの１つ又は複数を備え得る。例示的な実施形態では、受信通信スペクトルにおけるジャマー信号が、それらの電力レベルに基づいて決定され得る。例示的な実施形態では、利得ステップデコーダ５７０は、接続部５６１上の信号を、ジャマー電力レベルに基づく接続部５７１上の利得制御信号へと変換する。接続部５７１上の制御信号は、１つ又は複数の制御パラメータを備え得、受信機回路を飽和することなしに通信信号が受信され得るように、調整可能な減衰器５０１の利得、調整可能なＬＮＡ５０１の利得、及び調整可能なベースバンドフィルタ５２５の利得を制御するように構成され得る。

[0058]受信機部５００を有する通信デバイス（ユーザ機器（ＵＥ））は、受信帯域スペクトル全体において利用可能なスペクトル使用及びチャネルを決定するために、一度に、帯域全体に周期的に同調し、それを受信することができる。受信機部５００は、特定のチャネルに同調するために又は複数のチャネルを受信するために、可変利得及び可変帯域幅を有するように同調され得る。

[0059]調整可能な減衰器５０１、調整可能なＬＮＡ５０２、及び調整可能なベースバンドフィルタ５２５は、受信スペクトルにおける様々な利得条件及び信号に適合するように迅速に再設定可能である。

[0060]例示的な実施形態では、受信機部５００は、調整可能な減衰器５０１の利得、調整可能なＬＮＡ５０２の利得、及び調整可能なベースバンドフィルタ５２５の利得を含むがそれらに限定されない、調整可能な減衰器５０１、調整可能なＬＮＡ５０２、及び調整可能なベースバンドフィルタ５２５のパラメータを調整するために高速フィードバック制御メカニズムを用いる。

[0061]例示的な実施形態では、ワイヤレス通信デバイス３００（図３）は、各チャネルに関する受信電力を、例えば、他のトランシーバ、基地局、又は任意の他の通信デバイスのような他のデバイスに送信することができる。

[0062]例示的な実施形態では、ワイヤレス通信デバイス３００（図３）は、利用可能なスペクトルを決定でき、検出された電力に基づいて、その受信機を再設定でき、かつ、例えば、データ通信セッション中、通話中、及び他の通信セッションを含む通信セッション中に、受信電力を他の通信デバイスに送信することができる。

[0063]図６は、図５のＤＴＲ５０６の広帯域及び狭帯域回路スペクトル分析構成要素を例示するブロック図６００である。ブロック図６００内の構成要素は、図５のＤＴＲ５６０内の構成要素の一部を備え、それによって、ブロック図６００内の構成要素は、通信受信帯域全体における及び通信受信帯域内の１つ又は複数の通信チャネルにおける電力を識別するために、通信受信帯域全体及びその受信帯域の一部の何れかに対して広帯域及び狭帯域スペクトル分析を実行するために使用され得る。

[0064]ＡＤＣ６１６は、受信通信信号のＩ及びＱ部分を表すデジタル信号を広帯域信号処理回路６１０に供給する。広帯域信号処理回路６１０は、広帯域電力推定器６１２、信号リサンプラ６１４、デシメータ６１５、及びノッチフィルタ６２４を備える。ジャマー信号電力を含む、広帯域通信スペクトルを表す信号は、接続部６２６を通して供給される。

[0065]広帯域電力推定器６１２は、ＡＤＣ６１６によって供給される信号の電力レベルを決定し、ジャマー信号電力を含む。リサンプラ６１４は、ＡＤＣ６１６によって供給される信号のサンプリングレートを調整する。

[0066]デシメータ６１５は、リサンプラ６１４によって供給される信号のサンプリングレートを低減する。

[0067]ノッチフィルタ６２４は、デシメータ６１５によって供給される信号をフィルタリングする。

[0068]接続部６２６上の広帯域通信スペクトル信号は、狭帯域信号処理回路６４０に供給される。狭帯域信号処理回路６４０は、ロテータ６４２、デシメータ／フィルタ回路６４４、及び狭帯域電力推定器６４８を備える。狭帯域通信スペクトルを表す信号は、接続部６５６を通して供給される。

[0069]ロテータ６４２は、接続部６２６上の信号の最終デジタルダウンコンバージョンを実行する。

[0070]デシメータ／フィルタ回路６４４は、接続部６５６上の狭帯域信号出力を生成するためにフィルタリングを提供する。

[0071]狭帯域電力推定器６４８は、デシメータ／フィルタ回路６４４によって供給される信号の電力レベルを決定し、ジャマー信号電力を含む。

[0072]接続部６２６上の広帯域出力は、広帯域信号分析の後に通信スペクトルにおける電力を表す信号を備える。接続部６５６上の狭帯域出力は、狭帯域信号分析の後に通信スペクトルにおける電力を表す信号を備える。接続部６２６上の広帯域出力及び接続部６５６上の狭帯域出力は、利得ステップデコーダ５７０に供給される接続部５６１上に制御信号を生成するために、ＤＴＲ５６０（図５）によって使用される。利得ステップデコーダ５７０は、接続部５７１上に制御信号を生成する。接続部５７１上の制御信号は、１つ又は複数の制御パラメータを備え得、通信スペクトルにおいて、検出された電力に基づいて、調整可能な減衰器５０１の利得、調整可能なＬＮＡ５０２の利得、及び調整可能なベースバンドフィルタ５２５の利得及び帯域幅のような１つ又は複数の調整可能なパラメータを制御するように構成され得る。

[0073]図７は、スペクトルセンシング受信機によって処理される通信スペクトルのグラフ図である。水平軸７０２は、相対周波数を指し、垂直軸７０４は、相対信号電力を指す。例示的な局部発振器周波数ｆＬＯは、軸７０２の略中心に示される。

[0074]複数のチャネルＣＨ１〜ＣＨ１０は、水平軸７０２に沿って任意に示される。例示的な実施形態では、チャネルＣＨ１〜ＣＨ１０は、略１００ＭＨｚの通信スペクトルを占有し得、ここでは、各チャネルが、略１０ＭＨｚの帯域幅を備える。例示的な実施形態では、チャネルのうちの幾つかは、同一の電力レベルを有する１つ又は複数の信号を含み、他のチャネルは、異なる電力レベルを有する１つ又は複数の信号を含む。例示的な実施形態では、同一の近似相対電力レベルを有する信号を有するチャネルＣＨ２、ＣＨ４、ＣＨ５、ＣＨ７、ＣＨ８、及びＣＨ１０が任意に示される。チャネルＣＨ１、ＣＨ３、ＣＨ６、及びＣＨ９は、他の任意の相対電力レベルを有するとして示される。

[0075]例示的な実施形態では、ＤＴＲ５６０（図５及び図６）が通信スペクトルを分析するために使用され、このスペクトル内の信号の存在を識別し、任意の利用可能な未使用スペクトルを示すスペクトル分析結果を生成することができる。

[0076]例示的な実施形態では、広帯域信号処理回路６１０は、矢印７１０を使用して図７に例示される第１の広帯域信号スペクトル分析を実行し得る。第１の広帯域信号スペクトル分析７１０は、第１の任意の利得レベルＧ２で、チャネルＣＨ１〜ＣＨ１０を含む受信帯域全体を包含し得る。例示的な実施形態では、受信機部５００において利用可能な６つの利得レベルＧ０、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、及びＧ５が存在し、ここで、利得レベルＧ０は、最も高い利得であり、利得レベルＧ５は、最も低い利得である。更に、調整可能なベースバンドフィルタ５２５は、通信スペクトル全体が分析されることを可能にする応答及び帯域幅を有するように調整され得る。

[0077]例示的な実施形態では、ＤＴＲ５６０は、矢印７１２を使用して図７に例示されている第２の広帯域信号スペクトル分析及び矢印７１４を使用して図７に例示されている第３の広帯域信号スペクトル分析を実行し得る。第２の広帯域信号スペクトル分析７１２及び第３の広帯域信号スペクトル分析７１４は、各々、受信帯域全体の帯域幅よりも少ない帯域幅を包含し得、ここで、第２の広帯域信号スペクトル分析７１２は、任意の利得レベルＧ３でチャネルＣＨ１〜ＣＨ５を有するスペクトルの一部を含み得、第３の広帯域信号スペクトル分析７１４は、任意の利得レベルＧ３でチャネルＣＨ６〜ＣＨ１０を有するスペクトルの一部を含み得る。調整可能なベースバンドフィルタ５２５は、分析されようとしている通信スペクトルの一部に基づいて調整される。利得は、第１の広帯域信号スペクトル分析７１０の結果に基づいて、第１の任意の利得レベルＧ２から第２の利得Ｇ３に変更される。例えば、かなりの信号エネルギが、チャネルＣＨ１に存在するため、利得は、第２の広帯域信号スペクトル分析７１２を実行するとき、Ｇ２からＧ３に減らされる。同様に、かなりの信号エネルギが、チャネルＣＨ６に存在するため、利得は、第３の広帯域信号スペクトル分析７１４を実行するとき、Ｇ２からＧ３に減らされる。

[0078]第２の広帯域信号スペクトル分析７１２及び第３の広帯域信号スペクトル分析７１４が完了した時点で、これら分析の結果は、狭帯域信号処理回路６４０に提供され得る。

[0079]例示的な実施形態では、狭帯域信号処理回路６４０は、広帯域信号処理回路６１０から広帯域分析結果を受け得、第１の狭帯域信号スペクトル分析７１６を、第２の広帯域信号スペクトル分析７１２の結果に対して実行し得、第２の狭帯域信号スペクトル分析７１８を、第３の広帯域信号スペクトル分析７１４の結果に対して実行し得る。上述したように、調整可能なベースバンドフィルタ５２５は、分析されようとしている通信スペクトルの一部に基づいて調整される。

[0080]第１の狭帯域信号スペクトル分析７１６は、例示的な利得モードＧ３において、実例となる５つの狭帯域信号スペクトル分析インスタンス７２２、７２４、７２６、７２７、及び７２８を備え得る。この例示的な実施形態では、チャネルＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、ＣＨ４、及びＣＨ５における電力が、利得の変更を保証するのに不十分であるため、利得モードは、第１の狭帯域信号スペクトル分析７１６について利得モードＧ３のままである。例示的な実施形態では、チャネルＣＨ１及びＣＨ３が検出され得る。

[0081]第２の狭帯域信号スペクトル分析７１８は、例示的な利得モードＧ５において、実例となる５つの狭帯域信号スペクトル分析インスタンス７３２、７３４、７３６、７３７、及び７３８を備え得る。この例示的な実施形態では、受信機部５００がチャネルＣＨ６の電力によって飽和されないように利得変更を保証するためにチャネルＣＨ６には十分な電力があるので、利得モードは、第２の狭帯域信号スペクトル分析７１８について利得モードＧ５に変更される。例示的な実施形態では、チャネルＣＨ６が検出され得る。チャネルＣＨ６にはかなりの電力があるため、第２の狭帯域信号スペクトル分析７１８についての利得モードは、受信機部５００がチャネルＣＨ６における電力で飽和されないように利得モードＧ５に低下されていた。

[0082]例示的な実施形態では、狭帯域信号処理回路６４０は、第１の狭帯域信号スペクトル分析７１６によって検出されていないチャネルが存在し得るスペクトルの一部に対して、インスタンス７４４、７４７、及び７４８を備える追加の狭帯域信号スペクトル分析７１９を実行し得る。この例示的な実施形態では、チャネルＣＨ２、ＣＨ４、及びＣＨ５における電力が比較的低いため、利得モードの増加がこれらのチャネル上の電力を決定するために使用され得るように、利得モードは、追加の狭帯域信号スペクトル分析７１９について利得モードＧ１に変更される。この例示的な実施形態では、追加の狭帯域信号スペクトル分析インスタンス７４４、７４７、及び７４８が、例示的な利得モードＧ１において、チャネルＣＨ２、ＣＨ４、及びＣＨ５における電力を検出するために使用される。チャネルＣＨ２、ＣＨ４、及びＣＨ５における信号電力が比較的低いため、利得は、追加の狭帯域信号スペクトル分析イスタンス７４４、７４７、及び７４９について利得モードＧ１に増加される。

[0083]例示的な実施形態では、狭帯域信号処理回路６４０は、第２の狭帯域信号スペクトル分析７１８によって検出されていないチャネルが存在し得るスペクトルの一部に対して、インスタンス７５４、７５６、７５７、及び７５８を備える追加の狭帯域信号スペクトル分析７２１を実行し得る。この例示的な実施形態では、チャネルＣＨ７、ＣＨ８、ＣＨ９、及びＣＨ１０における電力が比較的低いため、利得モードの増加がこれらのチャネル上の電力を決定するために使用され得るように、利得モードは、追加の狭帯域信号スペクトル分析７２１について利得モードＧ３に変更される。この例示的な実施形態では、追加の狭帯域信号スペクトル分析インスタンス７５４、７５６、７５７、及び７５８が、例示的な利得モードＧ３において、チャネルＣＨ７、ＣＨ８、ＣＨ９、及びＣＨ１０における電力を検出するために使用される。この例示的な実施形態では、チャネルＣＨ９における電力だけが、Ｇ３の既存の利得セッティングで検出される。

[0084]例示的な実施形態では、狭帯域信号処理回路６４０は、追加の狭帯域信号スペクトル分析７２１によって検出されていないチャネルが存在し得るスペクトルの一部に対して、インスタンス７６４、７６６、及び７６８を備える追加の狭帯域信号スペクトル分析７２３を実行し得る。この例示的な実施形態では、チャネルＣＨ７、ＣＨ８、ＣＨ１０における電力が比較的低いため、利得モードの増加がこれらのチャネル上の電力を決定するために使用され得るように、利得モードは、追加の狭帯域信号スペクトル分析７２３について利得モードＧ１に変更される。この例示的な実施形態では、追加の狭帯域信号スペクトル分析インスタンス７６４、７６６、及び７６８が、例示的な利得モードＧ１において、チャネルＣＨ７、ＣＨ８、及びＣＨ１０における電力を検出するために使用される。

[0085]利得レベルに関して、ＤＴＲ５６０は、スペクトル分析器として動作するとき、大きな信号によって飽和されることなく、最も適切な感度を提供する利得モードに、この利得モードをスペクトルにおける電力に基づかせることで再設定するように受信機部５００内の調整可能な構成要素に指示し得る。故に、信号が大きいとき（例えば、ＣＨ６内の信号）、受信機は、低利得モードになければならない、というのも、そうでなければ、受信機は、そのような大きな信号が大きな増幅を経験するとき飽和され得るからである。例示的な実施形態では、「高い」及び「低い」信号電力という用語は相対的であり、例えば、略−１００ｄＢｍから略−３０ｄＢｍといった、ある範囲内の信号電力を指し得、ここで、各受信機利得レベル（Ｇ０〜Ｇ５）が、略１０ｄＢのダイナミックレンジをカバーする。

[0086]図７では、例えば、受信機が、利得モードＧ０、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、又はＧ４と比べて比較的小さい量の利得である利得モードＧ５にあるとき、ＣＨ６内の信号は、比較的少ない量の受信利得を使用することで、受信機を飽和することなく、抽出され得る。

[0087]しかしならが、他のチャネル（例えば、ＣＨ７、ＣＨ８、ＣＨ９、及びＣＨ１０）内のより低い相対電力を有する信号は、それらのそれぞれの他の信号対ノイズ比が不十分であることから、同一のＧ５利得モードを使用して抽出されることはない。例えば、それは、利得モードＧ１においてＣＨ７内の信号が抽出される理由である。

[0088]ＤＴＲ５６０が、広帯域信号検出と狭帯域信号検出との間で遷移すると、かつ、特定のチャネル内の信号の電力レベルに依存して、調整可能なベースバンドフィルタ５２５は、高い電力レベルの信号での受信機の飽和を回避するために、任意のリアルローパスフィルタ特性、帯域パスフィルタ特性、ハイパスフィルタ特性、複雑な帯域パスフィルタ特性を提供するように再設定され得る。更に、局部発振器信号の周波数ｆＬＯは、分析されている特定の受信帯域及び／又はチャネルの周波数に依存して再度同調され得る。

[0089]図８は、調整可能な減衰器及び調整可能なＬＮＡの例示的な実施形態を示す概略図である。接続部５７１上の制御信号は、調整可能な減衰器８０１によって提供される減衰量を制御し得る。接続部５７１上の制御信号はまた、所望の量の増幅又は減衰を提供するために、カスコードデバイス８０５を選択的にイネーブル及びディセーブルにすることで、調整可能なＬＮＡ８０２によって提供される増幅量を制御し得る。

[0090]図９は、帯域内ＣＡ動作用に構成された受信機フロントエンド９００の代替的な実施形態を示す概略図９００である。受信機フロントエンドは、ＬＮＡ７０２と、ＶＣＯ９１０から局部発振器（ｆＬＯ）信号を受けるように構成されたミキサ９０４とを備える。

[0091]受信機フロントエンド９００が、２つ以上の周波数を有する通信信号を受信するためのＣＡモードで動作してないとき、ノイズ指数（ＮＦ）及び利得の顕著な損失なく到来信号を分割（split）するために、帯域内ＣＡモードがイネーブルにされ得る。帯域内ＣＡ信号は、帯域内のスペクトルをキャプチャするために、帯域の中心で動作するＣＡ２ ＬＯによってダウンコンバートされ得る。帯域内ＣＡ受信機は、電力消費のペナルティなしに、帯域内のスペクトルを取込むために周期的にオンにされ得る。このシステムを更に改善するために、帯域内ＣＡ経路は、主要経路に対するインパクトを最小にするために、信号を等しく分割せずに少量の信号だけを帯域内ＣＡ経路に流すように修正され得る。

[0092]図１０は、帯域内ＣＡ動作用に構成された受信機フロントエンドの代替的な実施形態を示す概略図１０００である。受信機フロントエンドは、ＬＮＡ１００２と、ＶＣＯ１０１０から局部発振器（ｆＬＯ）信号を受けるように構成されたミキサ１００４とを備える。

[0093]例示的な実施形態では、受信機フロントエンド１０００は、フィードバック−受信機（即ち、不一致の広帯域入力を有する）として実装されるとき、７００ＭＨｚ−２．７ＧＨｚの信号を受信するために使用され得る。そのような受信機は、受信機と共に設置される送信機の送信電力を測定するためにこれほどに使用され得る。しかしながら、この受信機はまた、スペクトル全体を検出するために使用され得る（電話が使用されるときダウンコンバータがイネーブルにされる：このモードは、「オンライン較正」モードと呼ばれる）。故に、オンライン較正モードは、電力増幅器の出力を測定するだけでなく、より広い帯域にわたって受信信号を測定するために使用され得る。

[0094]図１１は、スペクトルセンシング無線機の例示的な実施形態の動作を説明するフローチャート１１００である。ブロック１１０２では、利用可能な通信スペクトルが、第１の受信機利得セッティングにおいて、広帯域電力推定及び第１の帯域幅を使用して検出される。ブロック１１０４では、利得ステップデコーダが、広帯域電力推定及び検出されたスペクトルに基づいて制御信号を生成する。ブロック１１０６では、受信機利得及びフィルタ帯域幅が、制御信号に基づいて調整される。

[0001]ブロック１１０８では、利用可能な通信スペクトルが、第２の利得セッティング及び第２の帯域幅セッティングにおいて、狭帯域電力推定を使用して検出される。

[0002]本明細書で説明されたスペクトルセンシング無線受信機は、１つ又は複数のＩＣ、アナログＩＣ、ＲＦＩＣ、混合信号ＩＣ、ＡＳＩＣ、プリント基板（ＰＣＢ）、電子デバイス、等に実装され得る。スペクトルセンシング無線受信機はまた、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）、Ｎ型ＭＯＳ（ＮＭＯＳ）、Ｐ型ＭＯＳ（ＰＭＯＳ）、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）、バイポーラＣＭＯＳ（ＢｉＣＭＯＳ）、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、ヘテロ接合バイポーラトランジスタ（ＨＢＴ）、高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）、シリコンオンインシュレータ（ＳＯＩ）、等の様々なＩＣプロセス技術を用いて製造され得る。

[0003]本明細書で説明されたスペクトルセンシング無線受信機を実装する装置は、スタンドアロンデバイスであり得るか、又はより大きなデバイスの一部であり得る。デバイスは、（ｉ）スタンドアロンＩＣ、（ｉｉ）データ及び／又は命令を記憶するためのメモリＩＣを含み得る１つ又は複数のＩＣのセット、（ｉｉｉ）ＲＦ受信機（ＲＦＲ）又はＲＦ送信機／受信機（ＲＴＲ）のようなＲＦＩＣ、（ｉｖ）モバイル局モデム（ＭＳＭ）のようなＡＳＩＣ、（ｖ）他のデバイス内に埋め込まれ得るモジュール、（ｖｉ）受信機、セルラ電話、ワイヤレスデバイス、ハンドセット、又はモバイルユニット、（ｖｉｉ）その他、であり得る。

[0004]１つ又は複数の例示的な設計では、説明された機能は、ハードウェアで、ソフトウェアで、ファームウェアで、又はそれらの任意の組み合わせで実装され得る。ソフトウェアで実装される場合、これら機能は、コンピュータ可読媒体において、１つ又は複数の命令又はコードとして記憶又は送信され得る。コンピュータ可読媒体は、ある箇所から別の箇所へのコンピュータプログラの移送を容易にする任意の媒体を含むコンピュータ通信媒体及びコンピュータ記憶媒体の両方を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスされることができる任意の利用可能な媒体であり得る。限定ではなく例として、このようなコンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）、ＣＤ−ＲＯＭ又は他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置又は他の磁気記憶デバイス、或いはデータ構造又は命令の形式で所望のプログラムコードを記憶又は搬送するために使用されることができ、かつコンピュータによってアクセスされることができる任意の他の媒体を備え得る。また、任意の接続は厳密にはコンピュータ可読媒体と称され得る。例えば、ソフトウェアが、ウェブサイト、サーバ、又は他のリモートソースから、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線（ＤＳＬ）、又は赤外線、電波、及びマイクロ波のようなワイヤレス技術を使用して送信される場合、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、ＤＳＬ、又は赤外線、電波、及びマイクロ波のようなワイヤレス技術は、媒体の定義に含まれる。本明細書で使用される場合、ディスク（disk）及びディスク（disc）は、コンパクトディスク（ＣＤ）、レーザーディスク（登録商標）、光ディスク、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、フロッピー（登録商標）ディスク、及びブルーレイディスクを含み、ディスク（disk）は、通常磁気的にデータを再生し、ディスク（disc）は、レーザーを用いて光学的にデータを再生する。上記の組み合わせもまた、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれるべきである。

[0005]本説明で使用される場合、「構成要素」、「データベース」、「モジュール」、「システム」、等の用語は、ハードウェア、ファームウェア、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせ、ソフトウェア、又は実行中のソフトウェアの何れか、のコンピュータ関連エンティティを指すことが想定されている。例えば、構成要素は、プロセッサで実行中のプロセス、プロセッサ、オブジェクト、実行ファイル、実行スレッド、プログラム、及び／又はコンピュータであり得るが、それらに限定されない。例示として、コンピューティングデバイス上で実行中のアプリケーションと、そのコンピューティングデバイスとは両方とも、構成要素であり得る。１つ又は複数の構成要素は、プロセス及び／又は実行スレッド内に存在し得、１つの構成要素は、１つのコンピュータ上にローカライズされ得る、及び／又は、２つ以上のコンピュータ間で分散され得る。加えて、これらの構成要素は、様々なデータ構造を記憶している様々なコンピュータ可読媒体により実行され得る。構成要素は、１つ又は複数のデータパケット（ローカルシステム中の、分散システム中の別の構成要素と相互動作する１つの構成要素からのデータ、及び／又は、インターネットのようなネットワークにわたって信号を介して他のシステムと対話する相互動作する１つの構成要素からのデータ）を有する信号に従うような、ローカル及び／又はリモートプロセスによって通信し得る。

[0006]選択された態様は、詳細に例示及び説明されているが、以下の特許請求の範囲によって定義される本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、様々な置換及び変更がそこになされ得ることは理解されるだろう。

[0006]選択された態様は、詳細に例示及び説明されているが、以下の特許請求の範囲によって定義される本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、様々な置換及び変更がそこになされ得ることは理解されるだろう。
以下に本願発明の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［Ｃ１］
デバイスであって、
通信帯域内の複数の通信チャネルに同調するように構成された可変利得及び可変帯域幅を有する再設定可能な受信機フロントエンドを備え、前記再設定可能な受信機フロントエンドは、信号電力レベルに応答する、
デバイス。
［Ｃ２］
前記通信帯域内の前記複数の通信チャネルの何れかにおける前記信号電力レベルを別のデバイスに送信するように更に構成される、Ｃ１に記載のデバイス。
［Ｃ３］
前記受信機フロントエンドは、通信セッション中に、前記通信帯域内の前記複数の通信チャネルに同調するように構成される、Ｃ１に記載のデバイス。
［Ｃ４］
前記複数の通信チャネルにおける前記信号電力レベルを決定するために、広帯域分析から狭帯域分析まで前記通信帯域を分析するように構成されたデジタルトランシーバ
を更に備える、Ｃ１に記載のデバイス。
［Ｃ５］
前記信号電力レベルは、通信帯域分析のために、前記再設定可能な受信機フロントエンドの調整可能なパラメータを決定する、Ｃ１に記載のデバイス。
［Ｃ６］
前記再設定可能な受信機フロントエンドは、前記複数の通信チャネルのうちの選択された１つに同調するように構成される、Ｃ５に記載のデバイス。
［Ｃ７］
前記再設定可能な受信機フロントエンドは、前記複数の通信チャネルのうちの前記選択された１つにおける信号電力レベルに応答する、Ｃ１に記載のデバイス。
［Ｃ８］
前記再設定可能な受信機フロントエンドは、調整可能な減衰器、調整可能な低ノイズ増幅器、及び調整可能なベースバンドフィルタを備える、Ｃ１に記載のデバイス。
［Ｃ９］
前記調整可能な減衰器の利得及び前記低ノイズ増幅器の利得は、前記信号電力レベルに基づいて調整される、Ｃ８に記載のデバイス。
［Ｃ１０］
前記調整可能なベースバンドフィルタの帯域幅は、前記信号電力レベルに基づいて調整される、Ｃ８に記載のデバイス。
［Ｃ１１］
方法であって、
信号電力レベルに応答して、通信帯域内の複数の通信チャネルに、可変利得及び可変帯域幅を有する受信機フロントエンドを同調すること
を備える方法。
［Ｃ１２］
前記受信機フロントエンドに関連付けられた調整可能な減衰器及び調整可能な低ノイズ増幅器の利得を調整することを更に備える、Ｃ１１に記載の方法。
［Ｃ１３］
前記受信機フロントエンドに関連付けられた調整可能なベースバンドフィルタの帯域幅を調整することを更に備える、Ｃ１１に記載の方法。
［Ｃ１４］
前記信号電力レベルを別のデバイスに送信することを更に備える、Ｃ１１に記載の方法。
［Ｃ１５］
通信セッション中に、前記受信機フロントエンドを同調することを更に備える、Ｃ１１に記載の方法。
［Ｃ１６］
デバイスであって、
信号電力レベルに応答して、通信帯域内の複数の通信チャネルに、可変利得及び可変帯域幅を有する受信機フロントエンドを同調するための手段
を備えるデバイス。
［Ｃ１７］
前記受信機フロントエンドに関連付けられた調整可能な減衰器及び調整可能な低ノイズ増幅器の利得を調整するための手段を更に備える、Ｃ１６に記載のデバイス。
［Ｃ１８］
前記受信機フロントエンドに関連付けられた調整可能なベースバンドフィルタの帯域幅を調整するための手段を更に備える、Ｃ１６に記載のデバイス。
［Ｃ１９］
前記信号電力レベルを別のデバイスに送信するための手段を更に備える、Ｃ１６に記載のデバイス。
［Ｃ２０］
通信セッション中に、前記受信機フロントエンドを同調するための手段を更に備える、Ｃ１６に記載のデバイス。

Claims (20)

1. デバイスであって、
   通信帯域内の複数の通信チャネルに同調するように構成された可変利得及び可変帯域幅を有する再設定可能な受信機フロントエンドを備え、前記再設定可能な受信機フロントエンドは、信号電力レベルに応答する、
   デバイス。
2. 前記通信帯域内の前記複数の通信チャネルの何れかにおける前記信号電力レベルを別のデバイスに送信するように更に構成される、請求項１に記載のデバイス。
3. 前記受信機フロントエンドは、通信セッション中に、前記通信帯域内の前記複数の通信チャネルに同調するように構成される、請求項１に記載のデバイス。
4. 前記複数の通信チャネルにおける前記信号電力レベルを決定するために、広帯域分析から狭帯域分析まで前記通信帯域を分析するように構成されたデジタルトランシーバ
   を更に備える、請求項１に記載のデバイス。
5. 前記信号電力レベルは、通信帯域分析のために、前記再設定可能な受信機フロントエンドの調整可能なパラメータを決定する、請求項１に記載のデバイス。
6. 前記再設定可能な受信機フロントエンドは、前記複数の通信チャネルのうちの選択された１つに同調するように構成される、請求項５に記載のデバイス。
7. 前記再設定可能な受信機フロントエンドは、前記複数の通信チャネルのうちの前記選択された１つにおける信号電力レベルに応答する、請求項１に記載のデバイス。
8. 前記再設定可能な受信機フロントエンドは、調整可能な減衰器、調整可能な低ノイズ増幅器、及び調整可能なベースバンドフィルタを備える、請求項１に記載のデバイス。
9. 前記調整可能な減衰器の利得及び前記低ノイズ増幅器の利得は、前記信号電力レベルに基づいて調整される、請求項８に記載のデバイス。
10. 前記調整可能なベースバンドフィルタの帯域幅は、前記信号電力レベルに基づいて調整される、請求項８に記載のデバイス。
11. 方法であって、
    信号電力レベルに応答して、通信帯域内の複数の通信チャネルに、可変利得及び可変帯域幅を有する受信機フロントエンドを同調すること
    を備える方法。
12. 前記受信機フロントエンドに関連付けられた調整可能な減衰器及び調整可能な低ノイズ増幅器の利得を調整することを更に備える、請求項１１に記載の方法。
13. 前記受信機フロントエンドに関連付けられた調整可能なベースバンドフィルタの帯域幅を調整することを更に備える、請求項１１に記載の方法。
14. 前記信号電力レベルを別のデバイスに送信することを更に備える、請求項１１に記載の方法。
15. 通信セッション中に、前記受信機フロントエンドを同調することを更に備える、請求項１１に記載の方法。
16. デバイスであって、
    信号電力レベルに応答して、通信帯域内の複数の通信チャネルに、可変利得及び可変帯域幅を有する受信機フロントエンドを同調するための手段
    を備えるデバイス。
17. 前記受信機フロントエンドに関連付けられた調整可能な減衰器及び調整可能な低ノイズ増幅器の利得を調整するための手段を更に備える、請求項１６に記載のデバイス。
18. 前記受信機フロントエンドに関連付けられた調整可能なベースバンドフィルタの帯域幅を調整するための手段を更に備える、請求項１６に記載のデバイス。
19. 前記信号電力レベルを別のデバイスに送信するための手段を更に備える、請求項１６に記載のデバイス。
20. 通信セッション中に、前記受信機フロントエンドを同調するための手段を更に備える、請求項１６に記載のデバイス。

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