JP2020520182A - 受動的相互変調キャンセル - Google Patents
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Abstract
受信信号は、同時に送信された信号の歪み成分を除去することによって強化される。受信信号は、送信周波数帯域における送信信号の送信と同時に受信周波数帯域において取得される。受信信号は、送信信号の相互変調歪み成分を含む。送信信号の表現は、受信信号における予測された歪み成分を表す歪み信号を出力するために、非線形予測器を用いて処理される。受信信号は、歪み信号に対応する予測された歪み成分を受信信号から除去することにより、歪み信号を用いて強化される。
Description
関連出願の相互参照
本出願は、2017年5月18日出願の米国特許出願公開第15/598,613号明細書の利益を要求し、その出願の内容は、参照により援用される。
本出願は、2017年5月18日出願の米国特許出願公開第15/598,613号明細書の利益を要求し、その出願の内容は、参照により援用される。
本発明は、送信信号の歪み成分を除去するための受信信号の強化に関し、特に無線周波数トランシーバにおける相互変調歪みのキャンセルに関する。
幾つかの通信システムは、同時に送信及び受信する能力を提供する。無線周波数通信において、トランシーバは、1つの無線周波数帯域で送信する一方、別の無線周波数帯域で受信し得る。幾つかのかかるシステムは、周波数分割複信(FDD)システムと呼ばれる。2つの帯域が周波数において十分に分離される場合、送信信号は、受信信号にそれほど干渉しないことがあり得る。しかしながら、それにもかかわらず、部分的に送信及び受信経路における回路コンポーネントの非線形特性及び/又はそれらの経路の結合のため、送信信号の一部は、受信信号に「漏洩する」可能性がある。かかる漏洩のレベルは、低くなり得るが、受信信号から復号される情報の誤り率が悪影響を受ける可能性がある。従って、通信システムの特性を改善するためにかかる漏洩の影響を軽減する必要がある。
例えば、電力増幅器の非線形特性に起因する送信機における非線形性に対処する1つのアプローチは、送信信号を予歪することである。かかる予歪は、送信信号と受信信号との間の漏洩の一部を軽減し得るが、漏洩の影響の更なる軽減の必要がある。
一態様において、一般に、受信信号は、同時に送信された信号の歪み成分を除去することによって強化される。受信信号は、送信周波数帯域における送信信号の送信と同時に受信周波数帯域において取得される。受信信号は、送信信号の歪み成分を含む。送信信号の表現は、受信信号における予測された歪み成分を表す歪み信号を出力するために、非線形予測器を用いて処理される。受信信号は、歪み信号に対応する予測された歪み成分を受信信号から除去することにより、歪み信号を用いて強化される。
別の態様において、一般に、受信信号は、同時に送信された信号の歪み成分を除去することによって強化される。無線周波数送信帯域で送信された送信信号に対応する基準信号が受信される。受信回路を介して受信された受信信号は、送信周波数帯域における送信信号の送信と同時に受信周波数帯域において取得されている。受信信号は、送信信号の歪み成分を含む。送信周波数帯域及び受信周波数帯域は、重なっていない帯域である。基準信号は、アップサンプリングされた基準信号を生じるためにアップサンプリングされ、且つ受信信号は、アップサンプリングされた受信信号を生じるためにアップサンプリングされる。アップサンプリングされた基準信号及びアップサンプリングされた受信信号は、同じサンプリングレートを有する。アップサンプリングされた基準信号とアップサンプリングされた受信信号との間の相対周波数は、送信周波数帯域と受信周波数帯域との間の相対周波数と一致する。アップサンプリングされた基準信号は、予測器パラメータで構成された構成可能な予測器に送られる。構成可能な予測器は、アップサンプリングされた基準信号から決定されたアップサンプリングされた歪み信号を入力として供給する。アップサンプリングされた歪み信号は、歪み信号を生じるためにダウンサンプリングされる。受信信号は、歪み信号に対応する成分を受信信号から除去することにより、歪み信号を用いて強化される。アップサンプリングされた歪み信号及びアップサンプリングされた受信信号は、相対遅延を決定するために相関される。送信信号をアップサンプリングすることは、相対遅延に従って、アップサンプリングされた基準信号を同期させることを含む。予測器のためのパラメータは、アップサンプリングされた基準信号及びアップサンプリングされた受信信号を用いて推定される。
別の態様において、一般に、受信信号は、同時に送信された信号の歪み成分を除去することによって強化される。受信信号は、送信周波数帯域における送信信号の送信と同時に受信周波数帯域において取得される。受信信号は、送信信号の歪み成分を含む。送信信号を表す基準信号は、送信信号に対応する予測された歪み成分を含む歪み信号を出力するために、非線形予測器を用いて処理される。受信信号は、予測された歪み成分に従って、送信信号の歪み成分の少なくとも一部を受信信号から除去することにより、歪み信号を用いて強化受信信号を生じるように強化される。強化受信信号は、例えば、受信信号における符号化された情報の更なる処理のために供給される。
態様は、以下の特徴の1つ又は複数を含み得る。
基準信号は、送信回路を介した送信周波数帯域における送信信号の送信を引き起こすために供給される。
受信信号は、送信回路に結合されるか又は送信回路と要素を共有する第1の受信回路を介して受信される。例えば、送信回路及び第1の受信回路は、受動素子を共有し、受動素子は、送信信号の非線形歪み成分(例えば、相互変調成分)を受信信号に導入し得る。
基準信号は、例えば、遠隔の送信機からの送信信号の伝搬に基づいて第2の受信回路を介して受信される。
基準信号は、送信周波数帯域が、アップサンプリングされた送信信号におけるアップサンプリングされた送信帯域に対応するように、アップサンプリングされたサンプリングレートにおいて、アップサンプリングされた送信信号を生じるようにアップサンプリングされる。
アップサンプリングされた送信信号は、予測器パラメータで構成された構成可能な予測器に送られる。構成可能な予測器は、アップサンプリングされた送信信号から決定されたアップサンプリングされた歪み信号を入力として供給する。
アップサンプリングされた歪み信号は、受信周波数帯域に対応するアップサンプリングされた受信帯域におけるアップサンプリングされた信号の一部を保持する歪み信号を生じるためにダウンサンプリングされ、アップサンプリングされた受信帯域は、アップサンプリングされた送信帯域から離れている。
歪み信号は、受信信号から減算される。
受信信号は、アップサンプリングされたサンプリングレートにおいて、アップサンプリングされた受信信号を生じるためにアップサンプリングされる。受信周波数帯域は、アップサンプリングされた受信信号におけるアップサンプリングされた受信帯域に対応し、且つアップサンプリングされた送信及び受信信号におけるアップサンプリングされた受信帯域及びアップサンプリングされた送信帯域は、送信周波数帯域及び受信周波数帯域と同じ周波数関係(例えば、周波数オフセット)を有する。
受信信号をアップサンプリングすることは、アップサンプリングされた受信信号に対して、アップサンプリングされた送信信号のための遅延時間を導入することを含む。
歪み信号と受信信号との間の相関時間が決定され、及びアップサンプリングされた受信信号のための遅延時間が相関時間に従って設定される。
基準信号は、アップサンプリングされた歪み信号を生じるために、アップサンプリングされた送信信号を予測器に送ることにより、非線形予測器を用いて処理され、及び相関時間は、アップサンプリングされた歪み信号とアップサンプリングされた受信信号との間の相関時間に従って決定される。
基準信号は、アップサンプリングされた送信信号を、予測器パラメータで構成された構成可能な予測器に送ることにより、非線形予測器を用いて処理される。
アップサンプリングされた歪み信号は、構成可能な予測器から受け入れられ、且つ歪み信号を生じるために、アップサンプリングされた受信帯域を保持しながらダウンサンプリングされる。
予測器パラメータは、アップサンプリングされた送信信号からアップサンプリングされた受信信号を予測するためにパラメータを設定することによって決定される。
非線形予測器は、アップサンプリングされた送信信号の複数の時間サンプルの関数として、アップサンプリングされた歪み信号の各時間サンプルを生じる時間領域非線形関数(例えば、メモリ多項式)を含む。
別の態様において、一般に、信号処理機器は、送信帯域で送信される同時に送信された信号の歪み成分を除去するために、受信帯域においてトランシーバで受信された信号に基づいて、受信信号を強化するようにトランシーバと共に用いられる。機器は、送信信号を表す基準信号及び受信信号を受け入れ、且つ同じサンプリングレートでそれぞれサンプリングされたアップサンプリングされた送信信号及びアップサンプリングされた受信信号を、送信帯域と受信帯域との間の周波数関係が、アップサンプリングされた送信信号とアップサンプリングされた受信信号との間の周波数関係に対応するように供給するように構成された同期装置を含む。同期装置は、アップサンプリングされた受信信号及びアップサンプリングされた送信信号を同期させるために遅延を適用するように更に構成される。機器は、アップサンプリングされた送信信号及びアップサンプリングされた受信信号を受信し、アップサンプリングされた送信信号の歪み成分を含む歪み信号を適応的に予測し、且つ歪み信号を用いて受信信号を強化するように構成された予測器を含むキャンセラも含む。
別の態様において、一般に、非一時的コンピュータ可読媒体は、データ構造をそれに格納する。このデータ構造は、データ構造によって記述される回路を含む集積回路を製造するためのプロセスの一部を実行するように、コンピュータシステム上で実行可能なプログラムによって操作される。データ構造に記述される回路は、送信帯域で送信される同時に送信された信号の歪み成分を除去するために、受信帯域においてトランシーバで受信された信号に基づいて受信信号を強化するようにトランシーバと共に用いるための信号プロセッサを含む。信号プロセッサは、送信信号を表す基準信号及び受信信号を受け入れ、且つ同じサンプリングレートでそれぞれサンプリングされたアップサンプリングされた送信信号及びアップサンプリングされた受信信号を、送信帯域と受信帯域との間の周波数関係が、アップサンプリングされた送信信号とアップサンプリングされた受信信号との間の周波数関係に対応するように供給するように構成された同期装置を含み、同期装置は、アップサンプリングされた受信信号及びアップサンプリングされた送信信号を同期させるために遅延を適用するように更に構成される。信号プロセッサは、アップサンプリングされた送信信号及びアップサンプリングされた受信信号を受信し、アップサンプリングされた送信信号の歪み成分を含む歪み信号を適応的に予測し、且つ歪み信号を用いて受信信号を強化するように構成された予測器を含むキャンセラも含む。
1つ又は複数の態様が受信信号を強化することによって技術的な改善を提供し、それは、次に、信号対雑音比を改善し、受信信号において符号化された情報を復号する際の誤り率を低減し、且つ/又は受信信号を介して達成できる情報速度を増加させ得る。この改善は、主として無線周波数通信(例えば、周波数分割複信システムにおける)に関連して本明細書で説明される。しかしながら、類似の技術は、送信信号の歪み成分が受信信号に「漏洩する」他の領域(例えば、光学又は音響)に適用され得ることを理解されたい。
本発明の他の特徴及び利点は、以下の説明及び特許請求の範囲から明白である。
図1を参照すると、トランシーバは、デジタルのサンプリングされた送信信号
を受信し、且つデジタルのサンプリングされた受信信号
を供給する無線周波数(RF)セクション150を含み、これらのサンプリングされた信号のそれぞれは、それぞれの送信及び受信帯域幅のための十分なサンプリングレートでサンプリングされる。一般に、送信信号は、異なる端末と通信するための別個の周波数多重化ダウンリンクチャネルを含み得、同様に、受信信号は、異なる端末から送信される複数のアップリンクチャネルを含み得る。送信信号
は、デジタル−アナログ変換器(DAC)151及びアナログ送信回路152を通過し、アナログ送信回路152は、無線周波数信号を出力し、送信信号は、無線周波数送信帯域に変調される。この信号は、送受切換器153を介して信号経路161に進み、空中放射のためにアンテナ162に進む。アンテナ162はまた、無線周波数送信帯域と異なる無線周波数受信帯域で空中を通じて信号を受信し、この信号は、信号経路161及び送受切換器153を介してアナログ受信回路154に進み、アナログ受信回路154は、アナログ信号をアナログ−デジタル変換器(ADC)155に送り、アナログ−デジタル変換器(ADC)155は、デジタル受信信号
を生成する。
アナログ送信回路は、一般に、非線形伝達特性を有し、結果として、指定された送信帯域外の信号の「漏洩」が存在する可能性がある。この漏洩は、任意選択の前置補償器120を用いて軽減することが可能であり、前置補償器120は、所望の送信信号xを受け入れ、且つ指定された送信帯域内で全体的な線形応答を達成すること、及び例えば隣接する送信帯域を用いて他の送信機に干渉することを回避するために、指定された送信帯域外のエネルギーを最小化することを目的として、一般に所望の送信信号xをデジタル的に予歪する。デジタル予歪アプローチの例は、2017年3月7日発行の米国特許第9,590,668号明細書に説明されており、その特許は、参照により本明細書に援用される。
無線周波数送信帯域は、受信送信帯域に重ならないように指示される。同時的な供給信号
の送信及び受信信号
の受信並びに送信回路及び受信回路の回路素子の共有(又はかかる回路間の他の結合)の結果として、送信信号
の一部は、受信信号
に「漏洩」する可能性がある。即ち、送信帯域内の1つの周波数における送信信号の成分は、非線形特性のため、受信帯域の別の周波数における信号成分に変換される可能性がある。かかる漏洩を引き起こす1つの現象は、相互変調歪みであり、それにより、無線送信信号の異なる周波数における周波数成分は、オリジナル周波数の和及び差周波数並びにそれらの和及び差周波数の倍数における干渉信号に帰着する可能性がある。これらの相互変調周波数は、受信信号
において表され、トランシーバ100の受信機特性における劣化を引き起こし得る。
引き続き図1を参照すると、受信信号における、通過信号からのかかる相互変調歪みの影響を軽減するアプローチは、デジタルキャンセラ140を利用し、デジタルキャンセラ140は、任意選択の前置補償器120とは別個のものとして示されている。一般に、キャンセラは、予測器144を含み、予測器144は、受信信号
に存在すると予測される、送信信号xの相互変調成分を表す歪み信号dを生成する(アップサンプリングされた歪み信号d’を介する。歪み信号d’は、dを生成するためにダウンサンプリングされる)。「PIM」(受動相互変調歪み)除去コンポーネント147は、強化された受信信号yを生成するために歪み信号dを用いる。(歪みが、相互変調歪み、受動効果等の結果である可能性があるが、必ずしもそうではなく、「PIM」という名称は、システムが適用可能である歪みのタイプに対するいずれかの制限を表すように理解されるべきではないことに留意されたい。)予測器144は、非線形伝達関数のパラメータθで構成される。パラメータθは、推定器142によって推定及び更新され、推定器142は、
で見つかるxの相互変調歪みの特性と一致するために、送信信号x及び受信信号
の処理された(例えば、遅延及び/又はアップサンプリングされた)バージョンに依存する。
一般に、考慮される1つの要因は、入力されている(即ち前置補償器120に、又は前置補償器が用いられない場合にはRFセクション150に直接送られる)送信信号xからの、且つ受信信号
に現れる送信信号xの相互変調歪み成分からの、経路における遅延時間τだけの遅延である。かかる遅延は、前置補償器120におけるデジタルフィルタリング又はアナログ送信回路152若しくはアナログ受信回路154における電力増幅器若しくは他のコンポーネントに導入されるアナログ位相遅延による可能性がある。更に、遅延時間は、必ずしも一定ではない。例えば、遅延は、増幅器の利得設定などの要因に依存する可能性があり、利得設定は、RFセクション150における自動利得制御機能に従って変化し得る。いずれの場合にも、遅延は、一定であると仮定されず、且つ以下で更に説明されるように現行のバイアスに基づいて追跡される。
キャンセラ140は、アップサンプリングされた送信信号x’が、アップサンプリングされた受信信号y’と同期されるアップサンプリングされたレートで動作するコンポーネントを含み、これらのアップサンプリングされた信号は、キャンセラ140に供給される。以下でより詳細に説明されるように、アップサンプリング及び同期動作は、一般に、システムのアップサンプラ/同期装置130において実行され、結果は、キャンセラ140に供給される。
アップサンプラ/同期装置130において考慮される要因は、x及び
が、ベースバンド信号(即ちゼロ周波数にかなり近いか又はそれを中心とする)であり、且つ送信及び受信帯域幅をそれぞれ表すために十分な速度でサンプリングされるが、それらが、無線周波数領域における(又は信号がいかなる周波数領域、例えば中間周波数領域で結合されても)異なる帯域に対応することである。例えば、無線周波数領域における送信帯域幅が75MHz(1805MHz〜1880MHz)である場合及び無線周波数領域における受信帯域幅が75MHz(1710MHz〜1785MHz)である場合、サンプリングレートは、それぞれ少なくとも150Mサンプル/秒及び150Mサンプル/秒(即ち少なくともナイキストサンプリングレート)である。xから
までの非線形伝達特性を捕捉するために、システムは、これらの2つの帯域をカバーする連続的な帯域幅(本明細書ではアップサンプリングされた帯域幅と呼ばれる)を用い、且つ一般にこれらの2つの帯域間の任意の周波数範囲を含む。例えば、無線送信帯域が無線受信帯域より高い周波数にある場合及び送信帯域が1880MHzのより高い周波数を有し、且つ受信帯域が1710MHzのより低い周波数を有する場合、システムは、少なくとも340Mサンプル/秒のサンプリングレートにおいて、帯域幅170MHzの組み合わされたアップサンプリングされた帯域内の送信及び受信信号を表す。無線送信及び受信帯域がより広く分離される場合、アップサンプリングされたレートは、より広いアップサンプリングされた帯域幅を収容するためにより高くすることが必要になるであろうことに留意されたい。信号x及び
のアップサンプリングされたバージョンは、それぞれx’及びy’と表される。更に、アップサンプリングされた送信信号x’は、それが、以下で詳細に説明される手順を用いてy’と時間同期されるように調整された遅延である。
引き続き図1を参照すると、且つまた信号が図1と一致してラベル付けされる図2を参照すると、送信信号xの概略例が、送信帯域幅212内の2つの信号成分213を備えたベースバンド周波数領域において図2aに示されている。同様に、受信信号
の概略例が、受信帯域幅214内のベースバンド周波数領域において図2bに示され、且つ2つの受信成分215と同様に、2つの相互変調成分216を含み、2つの相互変調成分216は、RFセクション150を通過する送信成分213に起因する。
上記で導入されたように、入力信号x及び受信信号
の両方は、x’及びy’としてそれぞれアップサンプリングされ、x’及びy’は、図2d及び2cにおいてアップサンプリングされた周波数帯域にそれぞれ示されている。入力信号は、初期化中に用いられるアップサンプラ131又は更なる動作中に用いられるアップサンプラ132によってアップサンプリングされる。アップサンプラ132の場合、アップサンプラは、時間τだけ信号の遅延も実現し、時間τは、以下で更に説明されるように相関器134によって計算される。
を、アップサンプリングされたバージョンy’に変形するアップサンプラ136は、成分215〜216を周波数シフトし、アップサンプリングされた信号におけるシフトされた成分225〜226を生成して、それらが、アップサンプリングされた入力信号における成分233から正確に離間されるようにすることに留意されたい。この例において、送信帯域が受信帯域より低い周波数であることに留意されたい。反対に、伝達帯域が受信帯域より高い周波数である場合、アップサンプラ136は、信号を必ずしも周波数シフトせず、アップサンプラ131及び132は、類似の方式で入力信号をシフトする。
通常動作において、アップサンプリングされた入力信号x’は、予測器144にも進み、予測器144は、同様にアップサンプリングされたレートにおいて、アップサンプリングされた予測された歪み信号d’を出力するために、パラメータθのセットで構成される。結果としての歪み信号の概略例が図2eの周波数領域に示されている。歪み信号の幾つかの成分(例えば、成分246)は、アップサンプリングされた受信帯域に入る一方、アップサンプリングされた受信帯域に入らない他の成分(例えば、成分243)が存在し得ることに留意されたい。
アップサンプリングされた歪み信号d’は、歪み信号dを生成する受信帯域に対応するアップサンプリングされた歪み信号の一部を保持する受信信号
のサンプリングレートにダウンサンプラ146によってダウンサンプリングされ、歪み信号dは、ベースバンド歪み成分256を有する。最後に、このベースバンド歪み信号は、予測された歪み成分256を受信信号から減算するためにPIMリムーバ147によって用いられ、強化信号yを生成するために受信信号の成分216を理想的には完全に除去し、強化信号yは、信号成分215を保持し、信号成分215は、空中を通じて受信された。
上記で導入されたように、アップサンプラ132は、RFセクション150を通る入力信号の歪み成分の遅延を補償するために遅延入力τに応答する。この遅延値は、相関器134によって決定され、相関器134は、予測された歪み信号d’及びアップサンプリングされた受信信号y’を受信する。相関器134は、入力信号が最も相関される遅延τを決定するために、その入力信号の相互相関を実質的に実行する。この相関は、受信周波数帯域にある実際の歪み成分226及び予測された歪み成分246の相関に実質的に起因する。
初期化期間(又は同期が失われる再同期期間)中、セレクタ145は、アップサンプラ131から予測器144に非遅延(又はデフォルト時間だけ遅延された)入力信号を送った。これは、相関器134が時間遅延τのための新しい推定値を確立できるようにし、その時点において、セレクタ145は、遅延アップサンプラ132の出力を用いるために再び切り替わる。
アップサンプラのためのパラメータθは、推定器142によって決定され、推定器142は、アップサンプリングされた入力信号x’及びアップサンプリングされた受信信号y’を受信し、且つx’からy’のパラメータ予測をできるだけ最適化する。例えば、予測器は、メモリ多項式を利用し、パラメータは、多項式の係数であり、パラメータは、勾配ベース又は最小二乗誤り処理手順を用いて適合される。初期化中、予測された歪みが、遅延τの合理的な初期推定値を取得するために、受信信号と相関し得る少なくとも幾つかの成分を有するように、パラメータ141のランダム集合は、推定器142の出力ではなく、セレクタ143によって選択される。
図3のフローチャートを参照すると、上記の手順は、フローチャートに要約され得る。ステップ310において、予測器144は、スイッチ143を介してランダムパラメータ141を受信し、且つアップサンプラ131及びスイッチ145を介して、アップサンプリングされた送信信号を受信する。ステップ320において、予測器144は、遅延時間を決定するために、相関器134によって用いられる歪み出力を供給する。ステップ330において、決定された遅延時間は、送信信号のために遅延アップサンプラ132を構成するために用いられる。ステップ340において、推定器142は、スイッチ143を介して、推定されたパラメータを予測器144に供給する。ステップ350において、遅延時間は、再び計算される。
上記の実施形態は、歪み成分が、同じトランシーバから送信される信号xから生じるという点において、受信ベースバンド信号
における歪みが「自ら招いた」ものであるという状況に対処する。他の実施形態において、歪み項は、別の送信機から送信された無線信号から生じる。別の送信機は、図1に示されているアナログ受信回路を介して、
が取得される無線受信帯域と干渉するように考えられていない別の無線送信帯域で送信し得るが、その別の送信機は、無線受信帯域に影響を与える歪み成分を生成する可能性があるか、又はかかる歪み成分は、別の送信機から受信機への伝搬及び反射中に結果として生じる可能性がある。トランシーバが送信信号のための符号xを有する場合と異なり、トランシーバは、一般に、別の送信信号のための符号を有しないことになるであろう。一般に、別の送信機から生じる歪み成分を補償するアプローチは、(1)ベースバンド基準信号sをローカルに生成すること、及び(2)xの歪み成分が、上記の実施形態において、
から除去されるのとほぼ同じ方式で、
におけるsの歪み成分を除去することである。
図4を参照すると、かかる「意図しない」歪みをキャンセルする実施形態において、RFセクション450は、2つの受信機セクションを含む。無線受信帯域に同調されたアナログ受信回路154及びアナログ−デジタル変換器(ADC)155は、ベースバンド受信信号
を生じ、別の送信機の無線送信帯域に同調された第2のアナログ受信回路454及び別のADC455は、ベースバンド基準信号sを生じる。例えば、生じる受信回路154は、1.8GHzのチャネルに同調され得、受信回路454は、別の送信機によって用いられる2.1GHzのチャネルに同調され得る。
引き続き図4を参照すると、同期装置130は、アップサンプリングされた基準/送信信号s’及びアップサンプリングされた受信信号y’を生じるために、s及び
を同期及びアップサンプリングし、これらのアップサンプリングされた信号は、キャンセラ140に供給され、キャンセラ140は、アップサンプリングされた歪み信号d’を最初に生成することにより、sの歪み成分を、
から除去し、アップサンプリングされた歪み信号d’からベースバンド歪み信号dが取得され、且つ強化信号yを生じるために用いられる。
送信信号xの多数の感知信号s及び1つ又は複数の感知信号sは、例えば、予測された歪み成分を各感知信号から連続的に又は一緒に減算することによって用いられ得ることに留意されたい。幾つかの実施形態において、全ての感知信号及び受信信号
は、共通サンプリングレートにアップサンプリングされ、連続歪み予測は、アップサンプリングされた領域で減算される。
幾つかの実施形態において、基準信号は、受信帯域の一部のみにおいて歪み成分と関連付けられ得るか、又は受信帯域内の幾つかの歪み成分のみがキャンセルを保証するほど十分に著しい。かかる状況において、受信帯域幅全体、感知帯域幅及びそれらの間のスペクトルギャップをカバーするために十分な帯域幅に基準信号をアップサンプリングするのではなく、(感知帯域幅及びスペクトルギャップと同様に)受信帯域幅の一部のみをカバーするより小さい帯域幅が用いられ得る。受信信号の効果的なアップサンプリングは、歪み成分が減算されることになる部分以外の、受信帯域幅の一部を廃棄する。それに応じて、歪み信号d’のダウンサンプリングは、ベースバンド歪み信号dを受信帯域幅の適切な部分にマッピングする。低減されたアップサンプリングされた帯域幅を用いるこのアプローチは、遠隔送信機の歪み成分の影響が特に受信帯域に集中される場合、要求される計算を低減し得る。更に、遠隔送信の感知は、受信帯域において歪み成分を与えない周波数における送信を必ずしも感知せずに、遠隔送信機送信帯域の特定の部分に集中し得る。
左側のキャンセルアプローチの使用前及び右側の手順の使用後におけるベースバンド対(ベースバンドにおける)周波数において解釈された、UL(アップリンク)信号として表された受信信号のプロットを含む図5を参照する。−1〜1のベースバンド周波数は、ADCのナイキスト周波数に対応する。受信信号の位置は、ナイキスト周波数の−0.5及び−0.3である。キャンセル前のPIM3は、ナイキスト周波数の−0.8〜−0.2(UL信号と重なる)で、PIM5は、−0.2〜+0.4でそれぞれ示されている。
図6を参照すると、受信された復調された256直交振幅変調(QAM)1の誤差ベクトルの大きさ(EVM)のための配置プロットが処理なしに左側に示され、処理を伴って右側に示されている。EVMは、受信信号の品質の有効な尺度である。13倍の改善が、この測定された例に示されている。処理は、受信機帯域における漏洩及び相互変調の大幅な低減を提供し、且つ信号リンクを回復することが図から明らかなはずである。
幾つかの実装形態において、キャンセラ140及び/又は同期装置130を含むシステムは、ハードウェア、ソフトウェア又はハードウェア若しくはソフトウェアの組み合わせにおいて実現される。ハードウェアは、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)などを含み得る。ソフトウェア実装形態は、非一時的機械可読媒体上に格納された命令、即ちプロセッサ(例えば、デジタル信号プロセッサ、専用コントローラ等)によって実行された場合に上記の手順をプロセッサに実行させるような命令を含み得る。例として、予測器144及び相関器134は、ASICにおいて実現され得、推定器は、同じシステム内でソフトウェアにおいて実現され得る。
幾つかの実装形態において、コンピュータアクセス可能な非一時的記憶媒体は、キャンセラ140及び/又は同期装置130のコンポーネントの幾つか又は全てを含むシステムを表すデータベースを含む。一般的に言って、コンピュータアクセス可能な記憶媒体は、命令及び/又はデータをコンピュータに提供するために、使用中にコンピュータによってアクセス可能な任意の非一時的記憶媒体を含み得る。例えば、コンピュータアクセス可能な記憶媒体は、磁気又は光ディスク及び半導体メモリなどの記憶媒体を含み得る。一般に、システムを表すデータベースは、プログラムによって読み出すことができ、且つシステムを含むハードウェアを製作するために直接的又は間接的に使用できるデータベース又は他のデータ構造であり得る。例えば、データベースは、Verilog又はVHDLなどの高水準設計言語(HDL)におけるハードウェア機能の動作レベル記述又はレジスタ転送レベル(RTL)記述であり得る。記述は、合成ライブラリからのゲートのリストを含むネットリストを生成するために記述を合成し得る合成ツールによって読み出され得る。ネットリストは、システムを含むハードウェアの機能を同様に表すゲートセットを含む。次に、ネットリストは、マスクに適用される幾何学的形状を示すデータセットを生成するために配置及びルーティングされ得る。次に、マスクは、システムに対応する1つ又は複数の半導体回路を作成するために様々な半導体製造ステップで用いられ得る。他の例において、代替として、データベースは、それ自体、ネットリスト(合成ライブラリの有無にかかわらず)又はデータセットであり得る。
前述の説明は、本発明の範囲を限定するのではなく、例示するように意図され、本発明の範囲は、添付の請求項の範囲によって定義されることを理解されたい。他の実施形態は、以下の請求項の範囲内である。
Claims (19)
- 同時に送信された信号の歪み成分を除去するために受信信号を強化するための方法であって、
無線周波数送信帯域で送信された送信信号に対応する基準信号を受信することと、
前記送信周波数帯域における前記送信信号の送信と同時に無線周波数受信帯域において取得される受信信号を、受信回路を介して受信することであって、前記受信信号は、前記送信信号の歪み成分を含み、前記送信周波数帯域及び前記受信周波数帯域は、重なっていない帯域である、受信することと、
アップサンプリングされた送信信号を生じるために前記基準信号をアップサンプリングし、且つアップサンプリングされた受信信号を生じるために前記受信信号をアップサンプリングすることであって、前記アップサンプリングされた基準信号及び前記アップサンプリングされた受信信号は、同じサンプリングレートを有し、前記アップサンプリングされた基準信号と前記アップサンプリングされた受信信号との間の相対周波数は、前記送信周波数帯域と前記受信周波数帯域との間の相対周波数と一致する、アップサンプリングすることと、
前記アップサンプリングされた基準信号を、予測器パラメータで構成された構成可能な予測器に送ることであって、前記構成可能な予測器は、前記アップサンプリングされた基準信号から決定されたアップサンプリングされた歪み信号を入力として供給する、送ることと、
歪み信号を生じるために、前記アップサンプリングされた歪み信号をダウンサンプリングすることと、
前記歪み信号に対応する成分を前記受信信号から除去することにより、前記歪み信号を用いて前記受信信号を強化することと、
相対遅延を決定するために、前記アップサンプリングされた歪み信号及び前記アップサンプリングされた受信信号を相関させることであって、前記基準信号をアップサンプリングすることは、前記相対遅延に従って、前記アップサンプリングされた基準信号及び前記アップサンプリングされた受信信号を同期させることを含む、相関させることと、
前記アップサンプリングされた基準信号及び前記アップサンプリングされた受信信号を用いて、前記予測器のための前記パラメータを推定することと
を含む方法。 - 同時に送信された信号の歪み成分を除去するために受信信号を強化するための方法であって、
送信周波数帯域における送信信号の送信と同時に受信周波数帯域において取得される受信信号を受信することであって、前記受信信号は、前記送信信号の歪み成分を含む、受信することと、
前記送信信号に対応する予測された歪み成分を含む歪み信号を出力するために、非線形予測器を用いて、前記送信信号を表す基準信号を処理することと、
前記予測された歪み成分に従って、前記送信信号の前記歪み成分の少なくとも一部を前記受信信号から除去することにより、前記歪み信号を用いて強化受信信号を生じるように前記受信信号を強化することと、
前記強化受信信号を供給することと
を含む方法。 - 送信周波数帯域における前記送信信号の送信を引き起こすために前記基準信号を供給することを更に含む、請求項2に記載の方法。
- 前記送信信号の送信は、送信回路を介し、前記受信信号は、前記送信回路に結合されるか又は前記送信回路と要素を共有する第1の受信回路を介して受信される、請求項3に記載の方法。
- 前記送信回路及び前記受信回路は、受動素子を共有する、請求項3に記載の方法。
- 前記送信信号の伝搬に基づいて、第2の受信回路を介して前記基準信号を受信することを更に含む、請求項2に記載の方法。
- 前記基準信号を処理することは、
アップサンプリングされたサンプリングレートにおいて、アップサンプリングされた送信信号を生じるために、前記基準信号をアップサンプリングすることであって、前記送信周波数帯域は、前記アップサンプリングされた送信信号におけるアップサンプリングされた送信帯域に対応する、アップサンプリングすることと、
前記アップサンプリングされた送信信号を、予測器パラメータで構成された構成可能な予測器に送ることであって、前記構成可能な予測器は、前記アップサンプリングされた送信信号から決定されたアップサンプリングされた歪み信号を入力として供給する、送ることと
を含む、請求項2に記載の方法。 - 前記受信周波数帯域に対応するアップサンプリングされた受信帯域における前記アップサンプリングされた信号の一部を保持する前記歪み信号を生じるために、前記アップサンプリングされた歪み信号をダウンサンプリングすることであって、前記アップサンプリングされた受信帯域は、前記アップサンプリングされた送信帯域から離れている、ダウンサンプリングすることを更に含む、請求項6に記載の方法。
- 前記受信信号を強化することは、前記受信信号から前記歪み信号を減算することを含む、請求項8に記載の方法。
- アップサンプリングされたサンプリングレートにおいて、アップサンプリングされた送信信号を生じるために、前記基準信号をアップサンプリングすることであって、前記送信周波数帯域は、前記アップサンプリングされた送信信号におけるアップサンプリングされた送信帯域に対応する、アップサンプリングすること、
前記アップサンプリングされたサンプリングレートにおいて、アップサンプリングされた受信信号を生じるために、前記受信信号をアップサンプリングすることであって、前記受信周波数帯域は、前記アップサンプリングされた受信信号におけるアップサンプリングされた受信帯域に対応し、前記アップサンプリングされた受信帯域及び前記アップサンプリングされた送信信号における前記アップサンプリングされた送信帯域は、前記送信周波数帯域及び前記受信周波数帯域と同じ周波数関係を有する、アップサンプリングすること
を更に含む、請求項2に記載の方法。 - 前記基準信号をアップサンプリングすることは、前記アップサンプリングされた受信信号に対して、前記アップサンプリングされた送信信号の遅延時間を導入することを含む、請求項10に記載の方法。
- 前記歪み信号と前記受信信号との間の相関時間を決定することと、
前記相関時間に従って、前記アップサンプリングされた受信信号のための前記遅延時間を設定することと
を更に含む、請求項11に記載の方法。 - 非線形予測器を用いて前記基準信号を処理することは、アップサンプリングされた歪み信号を生じるために、前記アップサンプリングされた送信信号を予測器に送ることを含み、及び前記相関時間を決定することは、前記アップサンプリングされた歪み信号と前記アップサンプリングされた受信信号との間の相関時間を決定することを含む、請求項12に記載の方法。
- 非線形予測器を用いて前記基準信号を処理することは、前記アップサンプリングされた送信信号を、予測器パラメータで構成された構成可能な予測器に送ることを含む、請求項10に記載の方法。
- 前記基準信号を処理することは、前記構成可能な予測器から、アップサンプリングされた歪み信号を受け入れることと、前記歪み信号を生じるために、前記アップサンプリングされた受信帯域を保持する前記アップサンプリングされた歪み信号をダウンサンプリングすることとを更に含む、請求項14に記載の方法。
- 前記予測器パラメータを決定することを更に含むことは、前記アップサンプリングされた送信信号から前記アップサンプリングされた受信信号を予測するために前記パラメータを設定することを含む、請求項14に記載の方法。
- 前記非線形予測器は、前記アップサンプリングされた送信信号の複数の時間サンプルの関数として、前記アップサンプリングされた歪み信号の時間サンプルを生じる時間領域非線形関数を含む、請求項14に記載の方法。
- 送信帯域で同時に送信された信号の歪み成分を除去するために、受信帯域においてトランシーバで受信された信号に基づいて、受信信号を強化するように前記トランシーバと共に用いるための信号処理機器であって、
送信信号を表す基準信号及び受信信号を受け入れ、且つ同じサンプリングレートでそれぞれサンプリングされたアップサンプリングされた送信信号及びアップサンプリングされた受信信号を、前記送信帯域と前記受信帯域との間の周波数関係が、前記アップサンプリングされた送信信号と前記アップサンプリングされた受信信号との間の周波数関係に対応するように供給するように構成された同期装置であって、前記アップサンプリングされた受信信号及び前記アップサンプリングされた送信信号を同期させるために遅延を適用するように更に構成される同期装置と、
前記アップサンプリングされた送信信号及び前記アップサンプリングされた受信信号を受信し、アップサンプリングされた送信信号の歪み成分を含む歪み信号を適応的に予測し、且つ前記歪み信号を用いて前記受信信号を強化するように構成された予測器を含むキャンセラと
を含む信号処理機器。 - コンピュータシステム上で実行可能なプログラムによって操作されるデータ構造を格納する非一時的コンピュータ可読媒体であって、前記プログラムは、前記データ構造によって記述される回路を含む集積回路を製造するためのプロセスの一部を実行するように前記データ構造を操作し、前記データ構造に記述される前記回路は、送信帯域でトランシーバから送信される同時に送信された信号の歪み成分を除去するために、受信帯域において前記トランシーバで受信された信号に基づいて受信信号を強化するように前記トランシーバと共に用いるための信号プロセッサを含み、前記信号プロセッサは、
送信信号を表す基準信号及び受信信号を受け入れ、且つ同じサンプリングレートでそれぞれサンプリングされたアップサンプリングされた送信信号及びアップサンプリングされた受信信号を、前記送信帯域と前記受信帯域との間の周波数関係が、前記アップサンプリングされた送信信号と前記アップサンプリングされた受信信号との間の周波数関係に対応するように供給するように構成された同期装置であって、前記アップサンプリングされた受信信号及び前記アップサンプリングされた送信信号を同期させるために遅延を適用するように更に構成される同期装置と、
前記アップサンプリングされた送信信号及び前記アップサンプリングされた受信信号を受信し、アップサンプリングされた送信信号の歪み成分を含む歪み信号を適応的に予測し、且つ前記歪み信号を用いて前記受信信号を強化するように構成された予測器を含むキャンセラと
を含む、非一時的コンピュータ可読媒体。
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