JP3294082B2 - マルチキャリア信号プロセッサ - Google Patents

マルチキャリア信号プロセッサ

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JP3294082B2 JP27366195A JP27366195A JP3294082B2 JP 3294082 B2 JP3294082 B2 JP 3294082B2 JP 27366195 A JP27366195 A JP 27366195A JP 27366195 A JP27366195 A JP 27366195A JP 3294082 B2 JP3294082 B2 JP 3294082B2
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  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マルチキャリア信
号処理に関し、特に、マルチキャリア信号のダイナミッ
クレンジを変化させる方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】無線送受信システムにおいて、無線受信
器は一般にマルチキャリア信号、すなわち、異なる信号
特性（例えば異なる周波数）を有する複数のキャリア信
号からなる信号を受ける。放送強度の変動および放送さ
れた位置が異なることによって、マルチキャリア信号の
各キャリア信号はさまざまな強度で個々の無線受信器に
到達する。最高の構成キャリア信号と最低の構成キャリ
ア信号の強度差によってマルチキャリア信号のダイナミ
ックレンジが定義される。
【０００３】図１は、従来の無線受信器のフロントエン
ドの概略図である。受信器１００はアンテナ１０１を通
じて放送信号を受信する。バンドパスフィルタ１０５
は、受信した放送信号を受け、マルチキャリア信号のみ
を通過させ、フィルタによって定義されるマルチキャリ
アレンジ外の周波数を有する信号を除去する。マルチキ
ャリア信号は、局部発振器１２５と協調するミキサ１１
７によってミキシングされ、第２のバンドパスフィルタ
１１９に送られる。バンドパスフィルタ１１９は、必要
な特定の周波数バンドを選択して出力信号を形成する。
一般に、無線受信器の有用性は、必要な信号を処理する
受信器構成要素のダイナミックレンジに制限される。特
に、無線受信器が満足に処理することができるダイナミ
ックレンジは通常、一方ではノイズによって制限され、
他方ではミキサ１１７の固有の物理的特性によって制限
される。ミキサ１１７のダイナミックレンジが非常に低
い場合、広いダイナミックレンジを有するマルチキャリ
ア信号をミキシングすることは、望ましくない相互変調
生成物を出力信号に導入することがある。無線受信器が
セルラ通信システムの一部を形成する場合、信号パワー
レベルの広範囲の変動によって特定の信号処理の問題点
が生じる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従って、結果の出力信
号に歪みを導入せずに、広いダイナミックレンジを有す
るマルチキャリア信号を処理することができる信号処理
要素（信号プロセッサ）が当業者には必要とされてい
る。このような信号プロセッサは、マルチキャリア信号
のダイナミックレンジを縮小するために、無線受信器お
よびセルラ通信システムで有効に使用することができ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、マルチ
キャリア信号のダイナミックレンジを縮小することが可
能なマルチキャリア信号プロセッサが実現される。本発
明の実施の形態では、マルチキャリア信号プロセッサ
は、マルチキャリア信号の少なくとも一部を受信するコ
ントローラを有する。コントローラは、信号を分析し、
マルチキャリア信号の少なくとも１つのキャリア信号を
修正すべきものとして識別する。マルチキャリア信号の
少なくとも一部を受信する少なくとも１つの信号修正器
がコントローラと通信する。信号修正器は、コントロー
ラによる指示により修正すべきキャリア信号を分離し、
分離したキャリア信号を修正する。信号結合器は、修正
されたキャリア信号を受信し、それを非修正マルチキャ
リア信号と結合する。好ましくは、マルチキャリア信号
プロセッサはマルチキャリア信号のダイナミックレンジ
を縮小するために使用される。
【０００６】
【発明の実施の形態】図２は、本発明によるマルチキャ
リア信号プロセッサ２０１の概略ブロック図である。例
として、信号プロセッサ２０１は無線受信器フロントエ
ンド１００の一部として説明する。しかし、当業者には
理解されるように、信号プロセッサ２０１は、無線シス
テム、オーディオシステム、レーダシステムなど（これ
らには限定されない）を含むさまざまなシステムおよび
装置においてマルチキャリア信号を処理するために使用
される。無線受信器フロントエンド１００は、複数（Ｐ
個）のキャリア信号からなるマルチキャリア信号を処理
する。各キャリア信号は、複数（Ｐ個）の異なる周波数
バンドのうちの１つに位置する。異なる幅を有する周波
数バンドや隣接しない周波数バンドを含む任意の周波数
バンドのグループが使用可能である。周波数バンドのグ
ループは周波数レンジＲを定義する。
【０００７】図７に、一般的なマルチキャリア信号のス
ペクトラム成分を示す。マルチキャリア信号は、Ｓ1〜
Ｓ9とラベルされた９個の構成キャリア信号からなり、
それぞれ異なる周波数バンドに位置する。このマルチキ
ャリア信号のダイナミックレンジは７０ｄＢである（最
強構成キャリア信号Ｓ3と最弱構成キャリア信号Ｓ5の大
きさの差）。本発明によれば、信号Ｓ3およびＳ6のパワ
ーを２０ｄＢだけ減衰させ、信号Ｓ5のパワーを２０ｄ
Ｂだけ増幅することによって、図７のマルチキャリア信
号のダイナミックレンジは、図８のように４０ｄＢだけ
縮小することができる。その結果、図８の処理後の信号
のダイナミックレンジは３０ｄＢとなる。
【０００８】マルチキャリア信号プロセッサ２０１は一
般に、マルチキャリア信号のＰ個のキャリア信号のグル
ープのダイナミックレンジを縮小するために、無線受信
器フロントエンド１００で使用される。無線受信器フロ
ントエンドは一般にアンテナ１０１、バンドパスフィル
タ１０５、マルチキャリア信号プロセッサ２０１、増幅
器１０７、ミキサ１１７、および局部発振器１２５から
なる。無線受信器フロントエンドの構成要素は、上記の
機能を実行する任意の構成要素または構成要素のグルー
プから選択されるものであり、詳細には説明しない。受
信器フロントエンド１００で使用されるような無線構成
要素についてさらに詳細な説明は、Hickman, "Newnes P
ractical RF Handbook" (Newnes, Oxford), 1993、に記
載されている。
【０００９】セルラ通信システムは、システム内のいく
つかの位置で無線受信器フロントエンド１００を含む無
線受信器を使用する。図９に、いくつかのセルと呼ばれ
る地理的に異なるエリアに分割された、セルラ通信シス
テム８００を示す。セル８１０は模式的に六角形として
図示されているが、実際にはセルは一般に、セルラシス
テムによってサービスされる地域の地形に依存して不規
則な形状を有する。セル８１０内にはセルサイト８２０
が設けられる。セルサイト８２０は、一般に、アンテナ
８２４と協調する基地局８２２を含む。無線受信器フロ
ントエンド１００は一般にセルサイト８２０の基地局内
に含まれる。無線端末８４０は無線リンクを通じてセル
サイト８２０と通信する。ここで、「無線端末」という
表現は、移動電話機、ページャ、およびパーソナルコミ
ュニケータを含む（これらに限定されない）、大気を通
じて電磁波信号を送受信する任意の通信装置を指す。
【００１０】セルサイト８２０は、オプションとして、
移動交換センタ（ＭＳＣ）としても知られる移動通信交
換局（ＭＴＳＯ）８５０と通信する。ＭＴＳＯは一般に
大型の交換機（例えば、ＡＴ＆Ｔ社から販売されている
５ＥＳＳ交換機）を含む。この交換機は、セルラシステ
ム内の無線端末との間で、および、必要に応じて地域局
交換機８６０を通じて公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）との
間で、呼をルーティングする。セルラ通信システムにつ
いての詳細は、Lee, "Mobile Cellular Telecommunicat
ions Systems" (McGraw-Hill, N.Y.), 1989、Lee, "Mob
ile Communications Design Fundamentals" (Wiley-Int
erscience), 1993、"Transmission Systems For Commun
ications" (Bell Telephone Laboratories, NJ), 198
2、Rey, Ed. "Engineering and Operations in the Bel
l System" (AT&T Bell Laboratories, Murray Hill, N.
J.), 1983、およびYoung, "Wireless Basics" (Interte
c, Chicago), 1992、に記載されている。
【００１１】問題となる周波数レンジＲにおいて、マル
チキャリア信号は一般に、非常に異なる相対パワーを有
する複数のキャリア信号、すなわち、大きいダイナミッ
クレンジを有する信号からなる。大きいダイナミックレ
ンジのマルチキャリア信号は、ミキサ、増幅器、および
アナログ−ディジタルコンバータのような制限されたダ
イナミックレンジを有する多くのシステム構成要素のパ
フォーマンスに悪影響を与える。例えば、ミキサ１１７
の物理的ダイナミックレンジがマルチキャリア信号のダ
イナミックレンジより小さい場合、ミキサ１１７は相互
変調生成物をマルチキャリア信号に導入することがあ
る。相互変調生成物はキャリア信号と結合して歪んだ出
力を生成する。本発明の実施の形態において、マルチキ
ャリア信号プロセッサ２０１は、マルチキャリア信号を
分析し、各構成キャリア信号の相対パワーを判定するこ
とにより、このような問題を軽減する。分析に基づい
て、マルチキャリア信号プロセッサは、特定のレンジを
超えるパワーを有する構成キャリア信号を処理する。こ
の特定のレンジは、事前に設定するか、または、マルチ
キャリア信号分析から決定される。マルチキャリア信号
プロセッサはマルチキャリア信号をサンプリングし、サ
ンプリングした少なくとも１つのマルチキャリア信号を
信号修正器へ送る。信号修正器は、処理対象の構成キャ
リア信号の位相もしくは振幅またはその両方を修正す
る。処理対象の構成信号は、システムの要求に応じて、
各周波数バンドまたは周波数バンドのブロックから選択
される。修正後の信号は、フィードフォワード構成によ
り、非修正マルチキャリア信号に再び注入される。この
ようにして、修正信号は対応する非修正構成キャリア信
号を相互作用して、マルチキャリア信号の全ダイナミッ
クレンジを縮小する。
【００１２】マルチキャリア信号２０１は、図３の実施
の形態においてマルチキャリア信号のダイナミックレン
ジを縮小する。図３は、プロセッサ２０１のブロック図
である。プロセッサ２０１は、増幅器３９０、信号分割
器３０１、信号結合器３０３、遅延３０５、コントロー
ラ３０７、および信号修正器３５Ｎからなる。ここで、
Ｎは、与えられた実施の形態における信号修正器の数を
表す。特定のアプリケーションに対して任意の数Ｎの信
号修正器が可能であるが、Ｎは一般にＰより小さい。さ
らに、この実施の形態で使用される信号修正器の数はシ
ステムの考察に基づいて選択されるが、一般に、信号修
正器の数が多くなると、マルチキャリア信号プロセッサ
がマルチキャリア信号のダイナミックレンジを縮小する
能力は増大する。あるいは、本発明の信号修正器は、マ
ルチキャリア信号が信号修正器によって順に処理される
ように直列に接続することも可能である。
【００１３】図３に示したように、受信マルチキャリア
信号は信号分割器３０１によって処理される。信号分割
器３０１はマルチキャリア信号を受信し、そのＮ＋２個
のサンプルをとる。各サンプルは一般にマルチキャリア
信号のアナログ表現である。信号分割器３０１は各信号
パス３１１，３１５，３７１，...，３７Ｎ−１および
３７Ｎ上にマルチキャリア信号の１つのサンプルを送
る。好ましくは、信号分割器３０１は、マルチキャリア
信号のパワーの大部分が信号パス３１１に送られるよう
に製造される。信号分割器３０１は、一般に１：２また
は１：３ウィルキンソンまたはハイブリッドカプラの組
合せからなる合成スプリッタから選択される。しかし、
入力信号を受けて複数の出力を生成する任意の要素を信
号分割器３０１として使用することが可能である。
【００１４】サンプリングされた信号のうちの１つが信
号パス３１５に送られ、コントローラ３０７に供給され
る。コントローラ３０７はこのマルチキャリア信号サン
プルを受信しいくつかの作用を実行する。第１に、コン
トローラは、マルチキャリア信号を分析して、各キャリ
ア信号の相対パワーを判定する。これは、すべてのキャ
リア信号に対して同時に行う（例えば高速フーリエ変換
によって）ことも、周波数レンジＲにわたって一度に１
つずつキャリア信号をスキャンすることによって順に行
うことも可能である。
【００１５】本発明の実施の形態では、マルチキャリア
信号プロセッサはＣＤＭＡ（符号分割多元接続）セルラ
通信システムとともに動作し、マルチキャリア信号プロ
セッサによって、ＣＤＭＡ機器がアナログシステムから
の信号によって悪影響を受けないようにされる。本発明
の実施の形態では、マルチキャリア信号は、両方のＣＤ
ＭＡ信号、すなわち、スペクトラム拡散変調信号と、高
いパワーのアナログ信号（例えば、振幅変調および周波
数変調信号）とからなる。コントローラ３０７には、非
常に高いパワーのアナログ信号を除去する上方しきい値
が事前に設定される。本発明の実施の形態では、コント
ローラは、各信号修正器に対して、修正された信号が非
修正マルチキャリア信号と結合されると大きいキャリア
信号をほとんど除去するように大きいキャリア信号を修
正するよう指示する。ＣＤＭＡシステムでは、コントロ
ーラは一般にＣＤＭＡ受信器においてバンドパスフィル
タの後に配置され、ミキサおよびその他のダイナミック
レンジに敏感な構成要素が高いパワーのアナログ信号に
よって悪影響を受けないようにされる。
【００１６】受信マルチキャリア信号を分析した後、コ
ントローラ３０７は、パス３４１，...，３４Ｎ−１，
３４Ｎを通じて各信号修正器３５１，...，３５Ｎ−
１，３５Ｎに対して、マルチキャリア信号から特定の構
成キャリア信号を分離し修正するよう指示する。各信号
修正器３５１，...，３５Ｎ−１，３５Ｎはパス３７
１，...，３７Ｎ−１，３７Ｎを通じて信号分割器３０
１から非修正マルチキャリア信号サンプルを受信する。
各信号修正器は、コントローラ３０７によって指示され
たように、目標の構成キャリア信号またはキャリア信号
のブロックを分離し、それを修正する。本発明の実施の
形態では、目標信号の位相もしくは振幅またはその両方
を変化させ、非修正マルチキャリア信号に再び注入す
る。大きい振幅を有する構成キャリア信号の場合、振幅
を信号修正器によって減少させることができる。あるい
は、対応する非修正構成キャリア信号と振幅は同じで位
相が１８０°ずれた構成キャリア信号を生成することも
可能である。いずれの修正法でも、マルチキャリア信号
内の構成キャリア信号の強度は、対応する非修正構成キ
ャリア信号と結合した場合に縮小する。修正した構成キ
ャリア信号は信号パス３８１，...，３８Ｎ−１，３８
Ｎを通じて信号結合器３０３へ出力され、非修正マルチ
キャリア信号と結合される。
【００１７】信号結合器３０３はＮ＋１個の信号、すな
わち、信号パス３１１からの信号と、信号パス３８
１，...，３８Ｎ−１，３８Ｎを通じてＮ個の各信号修
正器からの信号とを受信し、分離され修正された信号を
再び非修正マルチキャリア信号に注入する。一般に、結
合器３０３は、Ｎ＋１個のすべての信号のベクトル和で
ある出力信号を生成する。信号結合器３０３は一般に、
１：２または１：３ウィルキンソンまたはハイブリッド
カプラの組合せからなる合成スプリッタから選択され
る。しかし、複数のパスから受信した信号を結合する任
意の構成要素を信号結合器３０３として使用することが
可能である。
【００１８】パス３１１から受信した信号サンプルは遅
延された非修正マルチキャリア信号である。信号パス３
１１内の遅延３０５は好ましくは、信号パス３１１を通
る遅延が信号パス３７Ｎ、信号修正器３５Ｎおよび信号
パス３８Ｎを通る遅延と等しくなるように設定される。
遅延要素は、作用する信号に負の位相スロープを与え
る。遅延３０５および各信号修正器によって与えられる
位相シフトは、信号結合器３０３がすべての入力信号の
ベクトル加算を効果的に実行するように注意深く調整し
なければならない。換言すれば、信号修正器３５Ｎがあ
るキャリア信号を減衰させる場合、信号パス３１１を通
るマルチキャリア信号および信号修正器３５Ｎを通じて
分離され修正された信号が信号結合器３０３に同時に到
達するように遅延３０５を設定しなければならない。信
号減衰の場合、各信号修正器からの出力信号の位相は、
非修正キャリア信号の位相に対して１８０°シフトさ
れ、２つの信号が打ち消しあうように干渉するようにす
る。
【００１９】あるいは、遅延３０５を信号パス３１１か
ら除去し、負の遅延要素を信号パス３８１，...，３８
Ｎ−１，３８Ｎに挿入する。負の遅延要素（例えば負の
グループ遅延）は、信号に正の位相スロープを与えるこ
とによって、実際のパス長よりも短い距離を伝搬したよ
うに見える信号を生成する。信号パス３８１，...，３
８Ｎ−１，３８Ｎにおける負の遅延要素の使用により、
信号パス３１１の非修正マルチキャリア信号の損失が縮
小する。本発明の実施の形態では、信号強度の大部分が
信号パス３１１を通るため、マルチキャリア信号プロセ
ッサにおける全損失は負のグループ遅延の使用によって
縮小する。負のグループ遅延の例は米国特許第５，２９
１，１５６号に記載されている。
【００２０】キャリア信号増幅の場合、信号パスを通る
時間は同じであるため、遅延３０５は同一である。しか
し、各信号修正器からの修正されたキャリア信号の位相
は、非修正キャリア信号の位相に対して調節され、２つ
の信号が強めあって加算されるようにされる。
【００２１】次に、マルチキャリア信号プロセッサ２０
１の各構成要素について、図４〜図６を参照して説明す
る。図４は、マルチキャリア信号プロセッサにおいて使
用される信号修正器３５Ｎの概略図である。各信号修正
器（すなわち、信号修正器３５１，...，３５Ｎ−１，
および３５Ｎのそれぞれ）は、非修正マルチキャリア信
号に再び注入するために、目標のキャリア信号を分離
し、その位相もしくは振幅またはその両方を修正する。
図４の信号修正器は、ミキサ４０１、バンドパスフィル
タ４０３、位相シフタ４０５、振幅修正器４０７、ミキ
サ４０９、増幅器４１１およびプログラマブル合成器４
１３からなる。
【００２２】マルチキャリア信号のサンプルは信号パス
３７Ｎからミキサ４０１に入力される。ミキサ４０１は
マルチキャリア信号をミキシングし、バンドパスフィル
タ４０３が、コントローラ３０７によって修正する目標
とされた構成キャリア信号を分離することができるよう
にする。プログラマブル合成器４１３は、ミキサ４０１
に対して、入力マルチキャリア信号をシフトするよう指
示し、目標キャリア信号がバンドパスフィルタ４０３の
通過周波数に配置されるようにする。バンドパスフィル
タ４０３によって分離されたキャリア信号を分離キャリ
ア信号ということにする。バンドパスフィルタ４０３は
一般に、目標信号または信号のブロックの周波数バンド
幅に等しい通過バンドを有する高Ｑバンドパスフィルタ
である。
【００２３】分離キャリア信号はバンドパスフィルタを
出て位相シフタ４０５に供給される。位相シフタ４０５
は、与えられた角度だけ分離キャリア信号の位相を選択
的に変化させる。例えば、信号が、非修正キャリア信号
の位相と１８０°位相がずれるように信号の位相をシフ
トすることによって、修正されたキャリア信号は非修正
キャリア信号と弱めあうように干渉する。修正された信
号を非修正キャリア信号と強めあうように加算させると
きには、位相シフタは、修正された信号と非修正キャリ
ア信号が互いに同位相になるように設定される。このよ
うにして、信号修正器からの修正された分離キャリア信
号は、信号結合器３０３によってマルチキャリア信号に
再び注入されると、対応する非修正キャリア信号と相互
作用し、非修正キャリア信号と弱めあうように干渉しま
たは強めあうように加算されて、マルチキャリア信号の
全ダイナミックレンジを縮小する。位相シフタ４０５に
は、固定位相シフト（すなわち、与えられた角度に事前
に設定された位相シフト）が与えられ、または、コント
ローラ３０７によって制御される可変機能を与えられ
る。本発明の実施の形態では、位相シフタ４０７は、周
波数に応じて信号の位相を調節するようにプログラムさ
れることが可能である。
【００２４】位相シフタ４０５の後、分離キャリア信号
は次に振幅修正器４０７に入力される。振幅修正器４０
７は例として減衰器として図示されているが、この修正
器は、入力信号を増幅し、減衰させ、または、増幅もし
くは減衰のいずれかを行うことが可能な要素（例えば、
減衰および増幅の両方が可能な増幅器）から選択され
る。振幅修正器４０７が分離キャリア信号を増幅しまた
は減衰させる量は、システムの考察に応じて固定または
可変のいずれかに選択される。この量が可変である場
合、コントローラ３０７は、振幅修正器４０７によって
生成される減衰または増幅の量を指示する。
【００２５】各信号修正器は分離キャリア信号を減衰さ
せまたは増幅することが可能であるが、本発明の実施の
形態では信号は減衰させられるのみである。信号の減衰
の結果、マルチキャリア信号プロセッサの全体的なノイ
ズ指数を改善することになる。本発明の実施の形態で
は、振幅修正器４０７は減衰器であるように選択され
る。一般に、減衰器は分離キャリア信号を約２０〜３０
ｄＢだけ減衰させる。
【００２６】信号修正の後、修正された分離キャリア信
号はミキサ４０９に入力される。ミキサ４０９は、プロ
グラマブル合成器４１３によって指示されるように、修
正された分離キャリア信号を、ミキサ４０１によるミキ
シングの前にキャリア信号が存在した周波数バンドへと
ミキシングする。修正された分離キャリア信号は増幅器
４１１によって増幅された後、パス３８Ｎを通じて信号
結合器３０３へ出力される。
【００２７】信号結合器３０３におけるベクトル加算の
後、修正されたマルチキャリア信号は、オプションとし
て、前のマルチキャリア信号プロセッサに直列に接続さ
れたもう１つのマルチキャリア信号プロセッサに入力さ
れる。この構成は、マルチキャリア信号のダイナミック
レンジをさらに縮小する。
【００２８】図５は、コントローラ３０７の例のブロッ
ク図である。コントローラ３０７では、マルチキャリア
信号が高速フーリエ変換で分析される。この実施の形態
では、コントローラ３０７は、ミキサ５０１、局部発振
器５１１、バンドパスフィルタ５０３、アナログ−ディ
ジタルコンバータ５０５、高速フーリエ変換分析器５０
７およびディジタル信号プロセッサ５０９からなる。信
号パス３１５を通じて信号分割器３０１から受信したマ
ルチキャリア信号はミキサ５０１によって周知のように
中間周波数へとミキシングされる。ミキサ５０１は局部
発振器５１１によって制御される。ミキシングされた信
号はバンドパスフィルタ５０３に入力される。バンドパ
スフィルタ５０３は好ましくは、問題となる周波数レン
ジＲに等しい通過バンド幅を有する高Ｑフィルタであ
る。
【００２９】フィルタリングされたマルチキャリア信号
はアナログ−ディジタルコンバータ５０５へ送られる。
アナログ−ディジタルコンバータ５０５は、バンドパス
フィルタ５０３のアナログ出力を、高速フーリエ変換器
５０７によって分析されるようにディジタル形式に変換
する。高速フーリエ変換器５０７は、マルチキャリア信
号を受け、そのスペクトラム成分を図７および図８のよ
うに生成する。ディジタル信号プロセッサ５０９は高速
フーリエ変換器５０７の出力を受け、ダイナミックレン
ジを分析し、いずれのキャリア信号を減衰（または増
幅）の目標とするかを決定し、オプションとして、減衰
または増幅の量を決定する。本発明の１つの実施の形態
では、ディジタル信号プロセッサ５０９は、各目標キャ
リア信号またはキャリア信号のブロックに対する位相シ
フトの量も決定する。さらに、ディジタル信号プロセッ
サ５０９は、各信号修正器がいずれの目標キャリア信号
を減衰または増幅のために分離するかを示す信号を各信
号修正器へ送る。
【００３０】図６は、コントローラ３０７のもう１つの
実施の形態のブロック図である。コントローラ３０７
は、各キャリア信号を順に求めてマルチキャリア信号を
スキャンすることによって分析する。この実施の形態で
は、コントローラ３０７は、ミキサ６０１、プログラマ
ブル合成器６１１、バンドパスフィルタ６０３、振幅検
出器６０５、アナログ−ディジタルコンバータ６０７お
よびディジタル信号プロセッサ６０９からなる。ミキサ
６０１は、プログラマブル合成器６１１に指示されるよ
うに、信号パス３１５からのマルチキャリア信号を中間
周波数へとミキシングする。ミキシングされた信号はバ
ンドパスフィルタ６０３に送られる。バンドパスフィル
タ６０３は一般に、問題となる周波数レンジに等しい通
過バンド幅を有する高Ｑフィルタである。振幅検出器６
０５は、フィルタリングされたマルチキャリア信号を受
け、周知のようにして、スキャンされた信号の平均パワ
ーを判定する。
【００３１】アナログ−ディジタルコンバータ６０７
は、振幅検出器６０５のアナログ出力を、ディジタル信
号プロセッサ６０９によって使用されるディジタル形式
に変換する。ディジタル信号プロセッサ６０９は、分析
中のキャリア信号の振幅を判定し、プログラマブル合成
器６１１に対して、マルチキャリア信号内のすべてのキ
ャリア信号が分析されるまで、異なるキャリア信号に順
に同調するよう指示する。さらに、ディジタル信号プロ
セッサ６０９は、いずれのキャリア信号を減衰または増
幅の目標とするかを決定する。ディジタル信号プロセッ
サは、各信号修正器がいずれのキャリア信号を減衰また
は増幅のために分離するか、および、オプションとし
て、キャリア信号の増幅または減衰の量を示す信号を送
ることによって各信号修正器に指示する。
【００３２】
【発明の効果】本発明のマルチキャリア信号プロセッサ
を使用することはさまざまな効果を奏する。例えば、従
来のシステムは一般にフィルタ１０５の位置でインタデ
ィジタルフィルタを使用するが、インタディジタルフィ
ルタは製造するには高価であり、セルサイトに設置する
には大きすぎる。このようなフィルタは、セルラ市場内
では、ＡとＢのキャリアのバンド間の干渉を防ぐために
従来の受信器に必要とされていた。本発明によれば、マ
ルチキャリア信号プロセッサはほぼ理想的なフィルタの
効果を生成するため、受信器内では小さく安価なフィル
タを使用することが可能となる。本発明とともに使用す
るフィルタの例としては、チタン酸バリウム二重化フィ
ルタがある。チタン酸バリウム二重化フィルタについて
は、米国特許第３，９３８，０６４号に記載されてい
る。
【００３３】本発明によれば、キャリア信号および伝送
している情報を除去せずに、マルチキャリア信号のダイ
ナミックレンジを縮小することが可能となる。キャリア
信号は単に減衰しまたは増幅されるのみであるため、マ
ルチキャリア信号の情報伝送周波数バンドを除外せずに
ダイナミックレンジのみが縮小される。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の無線受信器フロントエンドの概略図であ
る。
【図２】本発明による例示的な無線受信器の図である。
【図３】本発明の実施の形態のブロック図である。
【図４】図３の信号修正器のブロック図である。
【図５】図３のコントローラの例のブロック図である。
【図６】図３のコントローラのもう１つの例のブロック
図である。
【図７】例示的なマルチキャリア信号のスペクトラム成
分の図である。
【図８】本発明によって変更された後の図７のマルチキ
ャリア信号のスペクトラム成分の図である。
【図９】本発明のマルチキャリア信号プロセッサを含む
セルラ通信システムの概略図である。
【符号の説明】
１００ 受信器 １０１ アンテナ １０５ バンドパスフィルタ １０７ 増幅器 １１７ ミキサ １１９ バンドパスフィルタ １２５ 局部発振器 ２０１ マルチキャリア信号プロセッサ ３０１ 信号分割器 ３０３ 信号結合器 ３０５ 遅延 ３０７ コントローラ ３５１ 信号修正器 ４０１ ミキサ ４０３ バンドパスフィルタ ４０５ 位相シフタ ４０７ 振幅修正器 ４０９ ミキサ ４１１ 増幅器 ４１３ プログラマブル合成器 ５０１ ミキサ ５０３ バンドパスフィルタ ５０５ アナログ−ディジタルコンバータ ５０７ 高速フーリエ変換分析器 ５０９ ディジタル信号プロセッサ ５１１ 局部発振器 ６０１ ミキサ ６０３ バンドパスフィルタ ６０５ 振幅検出器 ６０７ アナログ−ディジタルコンバータ ６０９ ディジタル信号プロセッサ ６１１ プログラマブル合成器 ８００ セルラ通信システム ８１０ セル ８２０ セルサイト ８２２ 基地局 ８２４ アンテナ ８４０ 無線端末 ８５０ 移動通信交換局（ＭＴＳＯ） ８６０ 地域局交換機
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジャック チー−チェ ウェン アメリカ合衆国，07054 ニュージャー ジー，パスリッパニー，デイトン ロー ド 55 (56)参考文献 特開 平５−153021（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−148722（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−36135（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04B 1/66 H04J 13/02

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 周波数レンジ（Ｒ）を有する入力信号を
    分析し、適時に修正する信号プロセッサ（２０１）にお
    いて、 前記入力信号を、前記周波数レンジ（Ｒ）を有する第１
    信号（３１１）と、第２信号（３７Ｎ）とに分割する信
    号分割器（３０１）と、 前記入力信号の、修正されるべき少なくとも１つのキャ
    リア信号（Ｓ）を識別するために、前記入力信号を分析
    するコントローラ（３０７）と、 前記第２信号（３７Ｎ）を受信し、前記少なくとも１つ
    のキャリア信号（Ｓ）を分離し、修正して、修正第２信
    号（３８Ｎ）を生成する少なくとも１つの信号修正器
    （３５Ｎ）と、 修正された前記少なくとも１つのキャリア信号が、前記
    第１信号の対応するキャリア信号と相互作用して、該対
    応するキャリア信号を増幅または減衰させるように、前
    記修正第２信号（３８Ｎ）と前記第１信号を結合する信
    号結合器（３０３）とを有することを特徴とする信号プ
    ロセッサ。
  2. 【請求項２】 前記少なくとも１つの信号修正器（３５
    Ｎ）は、キャリア信号の位相もしくは振幅またはその両
    方を変化させることによってキャリア信号（Ｓ）を修正
    することを特徴とする請求項１記載の信号プロセッサ。
  3. 【請求項３】 前記少なくとも１つの信号修正器（３５
    Ｎ）を前記第２信号が通る時間とほぼ等しい遅延を生じ
    るように前記第１信号（３１１）に作用する遅延要素
    （３０５）をさらに有することを特徴とする請求項１記
    載の信号プロセッサ。
  4. 【請求項４】 周波数レンジ（Ｒ）を有する入力信号を
    処理する方法において、 前記周波数レンジ（Ｒ）を有する入力信号を受信するス
    テップと、 前記入力信号を分析するステップと、 適時に前記入力信号を修正するステップと、 前記入力信号を、前記周波数レンジ（Ｒ）を有する第１
    信号（３１１）と、第２信号（３７Ｎ）とに分割するス
    テップと、 前記入力信号の、修正されるべき少なくとも１つのキャ
    リア信号（Ｓ）を識別 するために、前記入力信号を分析
    するステップと、 前記第２信号内の前記少なくとも１つのキャリア信号
    （Ｓ）を分離し、修正して、修正第２信号（３８Ｎ）を
    生成するステップと、 修正された前記少なくとも１つのキャリア信号が、前記
    第１信号の対応するキャリア信号と相互作用して、該対
    応するキャリア信号を増幅または減衰させるように、前
    記修正第２信号（３８Ｎ）と前記第１信号を結合するス
    テップとを有することを特徴とする、入力信号を処理す
    る方法。
  5. 【請求項５】 前記修正第２信号（３８Ｎ）と前記第１
    信号を結合するステップは、前記第１信号のダイナミッ
    クレンジを縮小することを特徴とする請求項４記載の方
    法。
  6. 【請求項６】 複数のキャリア信号からなるマルチキャ
    リア信号に基づいて少なくとも第１信号、第２信号、お
    よび第３信号を生成し、第１信号を第１信号パスへ、第
    ２信号を第２信号パスへ、および第３信号を第３信号パ
    スへ送出する信号分割器（３０１）と、 第１信号パスから第１信号を、および、第３信号パスか
    ら修正された第３信号を受信し、第１信号と修正された
    第３信号の和に基づいて出力信号を生成する信号結合器
    （３０３）と、 第３信号パスにおいて第３信号からキャリア信号を分離
    し、当該キャリア信号の位相もしくは振幅またはその両
    方を修正して修正された第３信号を生成する信号修正器
    （３５Ｎ）と、 第２信号パスから第２信号を受信し、第２信号を分析し
    て、第２信号に含まれるキャリア信号の相対パワーを判
    定し、信号修正器によって分離されるべき少なくとも１
    つのキャリア信号を識別するコントローラ（３０７）と
    からなることを特徴とする、マルチキャリア信号処理装
    置。
  7. 【請求項７】 第１信号パスにおいて、第３信号パスに
    おける第３信号の伝搬時間とほぼ等しい遅延を第１信号
    パスに与える遅延要素をさらに有することを特徴とする
    請求項６記載の装置。
  8. 【請求項８】 信号修正器は、 第３信号をミキシングするミキサ（４０１）と、 第３信号からキャリア信号を分離するバンドパスフィル
    タ（４０３）と、 分離された第１信号の振幅を修正する振幅修正器（４０
    ７）と、 分離された信号の位相を修正する位相シフタ（４０９）
    と、 分離された信号をミキシングして前記修正された第３信
    号を生成する第２ミキサとからなることを特徴とする請
    求項６記載の装置。
  9. 【請求項９】 信号修正器は第１バンド指示子に基づい
    てキャリア信号を分離し、 コントローラは第１バンド指示子および第２バンド指示
    子を生成することを特徴とする請求項６記載の装置。
  10. 【請求項１０】 複数のキャリア信号からなるマルチキ
    ャリア信号に基づいて、マルチキャリア信号のアナログ
    表現であるような少なくとも第１信号、第２信号、およ
    び第３信号を生成するステップと、 第２信号を分析し、マルチキャリア信号に含まれるキャ
    リア信号の相対パワーを判定して、分析結果を生成する
    ステップと、 前記分析結果に基づいて、修正すべき少なくとも１つの
    キャリア信号を識別するステップと、 前記修正すべき少なくとも１つのキャリア信号を分離
    し、分離したキャリア信号の位相もしくは振幅またはそ
    の両方を修正して、修正された第３信号を生成するステ
    ップと、 第１信号と修正された第３信号を結合するステップとか
    らなることを特徴とする、マルチキャリア信号処理方
    法。
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