JP4101805B2 - アナログ無線コンポーネント障害を補償する無線送受信ユニットおよび集積回路 - Google Patents

Description

本発明は、一般に無線通信システムに関する。より詳細には、本発明は、例えばフィルタの歪み、位相と振幅のアンバランス（ｉｎｂａｌａｎｃｅ）、出力の歪みなど、および信号強度やチャネル損失（ｃｈａｎｎｅｌ ｌｏｓｓ）の変化による受信信号のダイナミックレンジ（ｄｙｎａｍｉｃ ｒａｎｇｅ）の変動など、無線で発生する障害を補償するためのデジタル信号処理（ＤＳＰ：ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）技術に関する。

既存の無線システムアーキテクチャ構成では、システム設計者は通信信号の受信と送信に関する厳格な制約に直面する。さらに、こうした構成の多くでは、残念ながら通信リンクの信頼性は低く、運用コストは高く、他のシステムコンポーネントとの統合のレベルは低い。

アナログコンポーネントで構成された従来の低価格の無線トランシーバの無線周波数（ＲＦ）セクションでは、ＲＦ信号を処理するときにかなりの歪みが発生する。こうした歪みには、フィルタの振幅と位相の非線形性、位相と振幅のアンバランス、パワー増幅器（ｐｏｗｅｒ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）の非線形性、キャリアリーク（ｃａｒｒｉｅｒ ｌｅａｋａｇｅ）などがある。信号の品質を向上する歪み特性に優れた高価格のコンポーネントは、最終製品の価格を下げるために設計段階で見落とされる場合がある。

さらに、無線通信システムで受信する信号のチャネル損失とダイナミックレンジの変動を、信号が過度の歪みや干渉の影響を受けないように、効率的に補償する必要がある。

ＲＦアナログ信号を処理するコンポーネントはＤＳＰを使用するコンポーネントより高価なので、低ノイズで所要電力が非常に小さい低価格の受信機と送信機を備えており、ＤＳＰ技術を利用した実用的なデジタルベースバンド（ＤＢＢ：ｄｉｇｉｔａｌ ｂａｓｅｂａｎｄ）システムの実現が望まれる。

アナログ無線の低価格で品質の低いアナログ無線コンポーネント許容誤差が原因となるパフォーマンスの低下を補償するために、未来システムアーキテクチャ（ＦＳＡ：ｆｕｔｕｒｅ ｓｙｓｔｅｍ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ）無線通信トランシーバでは、多くのＤＳＰ技術を使用してそうしたアナログコンポーネントの不備を補償している。そのことによって、最新仕様を緩和できる。デジタルドメイン（ｄｉｇｉｔａｌ ｄｏｍａｉｎ）内で自動ゲイン制御（ＡＧＣ）機能が提供され、高度な位相と振幅の補償、および他の多くのＲＦパラメータが提供される。

例として以下に示す好ましい実施例の説明を添付の図面と組み合わせて理解することにより、本発明をより詳細に理解できる。

以下で説明するのは、革新的な未来システムアーキテクチャ（ＦＳＡ）の例示的な実施形態である。ＦＳＡは、物理レイヤーとＲＦを実装するプラットフォームのためのフレームワークアーキテクチャである。ＦＳＡでは、低パフォーマンスの無線コンポーネントを使用し、無線の低パフォーマンスをＤＢＢで補償することによって、ＲＦからデジタルベースバンドに移行する高パフォーマンスのソリューションが提供される。したがって、ＦＳＡによって価格と消費電力が低下し、ハードウェアが簡素化される。無線とＤＢＢとの相互最適化を提供することにより、ＤＢＢにおけるパフォーマンスの補償はＤＢＢが統合する無線の特性に関連付けられる。

本明細書で開示するＦＳＡトランシーバは、無線送信／受信装置（ＷＴＲＵ：ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｔｒａｎｓｍｉｔ／ｒｅｃｅｉｖｅ ｕｎｉｔ）に組み込まれる。以下で、ＷＴＲＵにはユーザー用機器、モバイルステーション、据え付け型またはモバイルのサブスクライバユニット（ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ ｕｎｉｔ）、ポケベル、または無線環境で動作する他の任意のデバイスタイプが含まれるが、これらに限定はされない。ＦＳＡトランシーバの機能は、集積回路（ＩＣ）に組み込むことも、多くの相互接続コンポーネントを備える回路として構成することもできる。

図１は、ＦＳＡトランシーバのＦＳＡ受信機サブシステム１００を示すブロック図である。ＦＳＡ受信機サブシステム１００には、アナログ無線受信機１０５、アナログデジタル変換（ＡＤＣ）回路１１０、低域通過フィルタ（ＬＰＦ：ｌｏｗ ｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ）１１５、１２０、受信機ＤＢＢ補償プロセッサ１２５、およびコントローラ１３０が含まれる。ＦＳＡ受信機システムは、受信機ＤＢＢ補償プロセッサ１２５で処理した後の同位相（Ｉ：ｉｎ−ｐｈａｓｅ）と直角位相（Ｑ：ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ）の出力１３２、１３４を提供する。この出力は、アナログ無線受信機１０５が単独で提供するものより品質が高い。

コントローラ１３０は、アナログ無線受信機１０５、ＡＤＣ回路１１０、ＬＰＦ １１５、１２０、受信機ＤＢＢ補償プロセッサ１２５のあらゆるアクティブコンポーネントの制御を維持する。ＬＰＦ １１５、１２０は、ＲＲＣ（ｒｏｏｔ−ｒａｉｓｅｄ ｃｏｓｉｎｅ）フィルタでも他の適切なフィルタでもよい。さらに、コントローラ１３０はベースステーションまたは他のエンティティからモデム１８０を介して受信する送信パワー制御（ＴＰＣ：ｔｒａｎｓｍｉｔ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ）信号にアクセスする。コントローラ１３０は、この信号に基づいて計算またはその他の機能を実行する。また、コントローラ１３０はモデム１８０と通信し、送信パワー制御（ＴＰＣ）信号に応答する。

図１に示すように、無線受信機１０５は無線信号を受信するアンテナ１３５、帯域幅の選択を制御する帯域通過フィルタ（ｂａｎｄｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ）１３８、低ノイズ増幅器（ＬＮＡ：ｌｏｗ ｎｏｉｓｅ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）１４０、オプションの第２のフィルタ１４５（例えば帯域通過フィルタ）、２つの出力１５２、１５４を伴う復調器１５０、ＰＬＬ（ｐｈａｓｅ−ｌｏｃｋｅｄ ｌｏｏｐ）１５５、帯域幅の選択性を制御する低域通過フィルタ（ＬＰＦ）１６０、１６５を備える従来の直接変換（ＤＣ：ｄｉｒｅｃｔ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ）受信機を備えている。ＰＬＬは、ローカルオシレータ信号を生成し、２つの出力を伴う復調器１５０を制御する。出力１５２は復調器１５０の直角位相（Ｑ）の出力であり、出力１５４は復調器１５０の同位相（Ｉ）の出力である。

ＡＤＣ回路１１０は、ＬＰＦ １６０、１６５を介してＱとＩの出力１５２、１５４に接続する。本発明に従って、アナログ無線受信機１０５を設定されたデジタルドメインに組み込むことで、アナログ無線受信機１０５のパフォーマンス特性が向上する。ＡＤＣ回路１１０には、２つのデジタルゲイン制御回路１７０、１７５が含まれる。

図２を参照すると、デジタルゲイン制御回路１７０、１７５のそれぞれには、ワイドダイナミックレンジ（ｗｉｄｅｒ ｄｙｎａｍｉｃ ｒａｎｇｅ）からローダイナミックレンジ（ｌｏｗｅｒ ｄｙｎａｍｉｃ ｒａｎｇｅ）まで、アナログ無線受信機１０５で受信した入力アナログ信号を圧縮するための、圧縮特性が知られている対数増幅器またはその他の増幅器２１０Ａ、２１０Ｂが含まれる。換言すれば、対数増幅器２１０Ａ、２１０Ｂは入力アナログ信号に対してその振幅によって特定のレベルの増幅を適用する。デジタルゲイン制御回路１７０、１７５には、さらにコンデンサ２０５Ａ、２０５Ｂ、ＡＤＣ ２１５Ａ、２１５Ｂ、ルックアップテーブル（ＬＵＴ：ｌｏｏｋ ｕｐ ｔａｂｌｅ）２２０Ａ、２２０Ｂ、および結合器２２５Ａ、２２５Ｂが含まれる。ＬＵＴ ２２０Ａ、２２０Ｂは、変換されたデジタル信号を解凍するための逆対数関数（ａｎｔｉ−ｌｏｇ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を提供する。コンデンサ２０５Ａ、２０５Ｂは、直流結合を除去するＬＰＦの役割を果たす。アナログドメイン（ａｎａｌｏｇｕｅ ｄｏｍａｉｎ）から、今後の参考のためにアナログ無線受信機の圧縮曲線がキャプチャされる。ＡＤＣ ２１５Ａ、２１５Ｂは対数増幅器２１０Ａ、２１０Ｂの出力をデジタル化し、デジタル化した出力をＬＵＴまたは逆対数関数２２０Ａ、２２０Ｂに提供し、ＩとＱの信号のデジタルドメインを解読する。ＡＤＣ ２１５Ａ、２１５Ｂの出力は、（２＊ｎ−１）ビットの信号を生成することで、均等目盛に変換される。既存のゲインが飽和を促進するのに十分でない場合は、対数増幅器２１０Ａ、２１０Ｂの前に１つまたは複数のゲインステージ（ｇａｉｎ ｓｔａｇｅｓ）を追加する必要がある。結合器２２５Ａ、２２５Ｂはデジタル化されたＬＵＴ ２２０Ａ、２２０Ｂの出力を、対数増幅器２１０Ａ、２１０Ｂの飽和出力が提供する符号ビット２２０Ａ、２２０Ｂと結合し、それぞれＱとＩのデジタル出力２３５Ａ、２３５Ｂを生成する。符号ビット２２０Ａ、２２０Ｂは、それぞれ対数増幅器２１０Ａ、２１０Ｂの飽和出力から作成される。

デジタルゲイン制御回路１７０、１７５は、チャネル損失の変動を補償し、入力信号の大きなダイナミックレンジ（例えば１００ｄＢｍから−２０ｄＢｍ）をサポートするために使用する。デジタルゲイン制御回路１７０、１７５は、ＡＤＣ ２１５Ａ、２１５Ｂの操作に必要なビットの数を最小限に抑えるためにも使用され、信号エンベロープ（ｅｎｖｅｌｏｐｅ）を歪めずにチャネル損失の変動を迅速かつ効率的に補償するように設計されている。デジタルゲイン制御回路１７０、１７５は１ＶあたりのｄＢ数で表される線形の応答を示し、閉ループシステムにおいて安定性、整定時間（ｓｅｔｔｌｉｎｇ ｔｉｍｅ）、オーバーシュート（ｏｖｅｒｓｈｏｏｔ）などの機能を維持するために使用される。

図３を参照すると、受信機ＤＢＢ補償プロセッサ１２５を使用して、アナログ無線受信機１０５のＲＦパフォーマンスを向上している。受信機ＤＢＢ補償プロセッサ１２５は、ハードウェア、すなわち強力なデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）および／またはソフトウェアを使用して実装できる。受信機ＤＢＢ補償プロセッサ１２５には以下が含まれる。

１）連続的サンプル追加モジュール３０５
２）高域通過フィルタ補償（ＨＰＦＣ）モジュール３１０
３）オプションのＤＣオフセット機能を伴う正規化補償モジュール３１５
４）タイムドメイン（ｔｉｍｅ ｄｏｍａｉｎ）補償モジュール３２０
５）自動位相アンバランス補償（ＡＰＩＣ）モジュール３２５
６）自動振幅アンバランス補償（ＡＡＩＣ）モジュール３３０
７）低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）位相補償モジュール３３５
受信機ＤＢＢ補償プロセッサ１２５を使用すると、アナログ無線受信機１０５のコンポーネントのＲＦ要件が緩和され、使用するコンポーネントのコストと電力消費が削減される。ＲＦコンポーネントの許容誤差による障害は、オールデジタルゲイン制御（ＡＤＧＣ：ａｌｌ ｄｉｇｉｔａｌ ｇａｉｎ ｃｏｎｔｒｏｌ）コンポーネントを使用することで修正され、アナログ無線受信機１０５のいかなるコンポーネントも調整する必要はない。

連続的サンプル追加モジュール３０５は、アナログ無線受信機１０５受信した信号の帯域幅サンプリングレート（例えば３．８４ＭＨｚ）を調整するために使用する。連続的サンプル追加モジュール３０５は、受信した信号に対応する内部クロックを、例えば秒あたり３，８４０，０００回生成する。アナログ無線受信機１０５の要件は、信号をチップ速度、例えば秒あたり３，８４０，０００チップでサンプリングすることである。連続的サンプル追加モジュール３０５は、アナログ無線受信機１０５が受信した信号を、チップ速度を大きく上回る処理速度（例えばチップ速度の１０倍）でサンプリングする。互いの上に連続的なサンプルが追加されて唯一の出力が生成され、サンプリングレートが事実上半分（例えばチップ速度の５倍）に切り詰められる。したがって、連続的サンプル追加モジュール３０５によって、サンプリングレートが低下する。さらに、追加の２つの連続するサンプルは低域通過フィルタとして動作し、受信した信号の外の帯域についてパフォーマンスを選択できるので、ＬＰＦ １６０、１６５の仕様を緩和できる。連続的サンプル追加モジュール３０５に続くその他のモジュールも、軽減されたサンプリングレートで機能するので恩恵を被る。

ＨＰＦＣモジュール３１０は、アナログ無線受信機１０５ゲインの不備を補償し、受信した信号を連続的な増幅器ステージで高周波数からベースバンド周波数（例えば５ＭＨｚ）に変換するために使用する。各増幅器ステージで作成される直流（ＤＣ）コンポーネントは削除する必要がある。そうしないと増幅器ステージが飽和する。ＡＣコンポーネントのみが通過し、ＤＣコンポーネントが除去されるように、２つの増幅器ステージの間にＨＰＦステージを挿入する。これで、変更する入力信号の低域通過セクションが得られる。残念ながら、これで有効な低周波数コンポーネントが除去される。例えば、入力信号で受け取るエラーの大きさの測定値（ＥＶＭ）が除去されるので、アナログ無線受信機１０５の障害が発生する可能性がある。ＨＰＦＣモジュール３１０は、ＨＰＦステージの周波数応答が修正されるように、ＨＰＦステージの極（ｐｏｌｅｓ）の数の減少（例えば５０ＫＨｚから１０ＫＨｚに）をシミュレートする。

正規化補償モジュール（ｎｏｒｍａｌｉｚａｔｉｏｎ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｍｏｄｕｌｅ）３１５（オプションのＤＣオフセット機能を備える）は、アナログ無線受信機１０５のアンテナ１３５で受信した入力のレベルにかかわらず、ＦＳＡ受信機システム１００の出力を一定に維持する（すなわち正規化する）ために使用する。ＩとＱの信号出力は、ｎ個のサンプルについてＩとＱのチャネル出力を組み合わせた平均出力を使用して正規化される。オプションで、正規化補償モジュール３１５のＤＣオフセット機能を使用して、ＩとＱの出力間の直流（ＤＣ）コンポーネントの変動により、ＦＳＡ受信機サブシステム１００のダイナミックレンジが縮小される。ＤＣオフセット機能により、実質的にＩとＱの各出力についてＤＣが削除される。

また、正規化補償モジュール３１５は、アナログ無線受信機１０５で受信した信号の入力レベルを評価し、評価した入力レベルがあらかじめ指定したパワーレベルのしきい値を下回るかどうかによって、ＬＮＡ １４０をオンにしたりオフにしたりする。モデム１８０から正規化補償モジュール３１５に、コントローラ１３０を介してスロットタイミング（ｓｌｏｔ ｔｉｍｉｎｇ）信号を送信し、正規化のプロセスを支援してもよい。

タイムドメイン補償モジュール３２０は、周波数による位相の変動を追跡する群遅延変動（ｇｒｏｕｐ ｄｅｌａｙ ｖａｒｉａｔｉｏｎ）など、アナログ無線受信機１０５のＬＰＦ １６０、１６５の設計における不備を補償するために使用する。

ＡＰＩＣモジュール３２５は、ＩとＱの出力１５２と１５４の間に存在する位相のアンバランスの原因となる、アナログ無線受信機１０５の復調器１５０の設計における不備を補償するために使用する。ＩとＱの出力が互いに直交する場合、実部と虚部の位相差は９０度であり、特定の期間にわたるサンプルごとのＩとＱの信号の積の平均値は、内部エラー信号で示されるように必ずゼロである。ＩとＱの信号間のこうした位相差が直交しない場合、エラー信号はゼロではない。例えば、位相差が９０度より大きい場合は正であり、位相差が９０度より小さい場合は負である。ＡＰＩＣモジュール３２５の負のフィードバックループを使用して、ＩとＱの信号の位相を調整し、エラー信号をＩとＱの出力が互いに直交することを示すゼロに戻すことができる。

ＡＡＩＣモジュール３３０は、ＩとＱの出力１５２と１５４の間に存在する振幅のアンバランス（例えば瞬間的な出力の差）の原因となる、アナログ無線受信機１０５の復調器１５０の設計における不備を補償するために使用する。ＩとＱの出力１５２と１５４における信号の大きさが等しくない場合、いずれかの信号にゲイン係数を適用し、Ｉの信号の大きさがＱの信号の大きさに等しくなるようにする。ＩとＱの信号間の大きさの差は、Ｉの絶対値とＱの絶対値をとり、一方から他方を引いて求める。ここで、ＡＡＩＣモジュール３３０内のエラー信号がゼロになるように、この場合も負のフィードバックループを使用してゲインを調整する。こうして、ＩとＱの信号の振幅が等しくなる。

ＬＮＡ位相補償モジュール３３５は、ＬＮＡ １４０の切り替えによる位相の挿入を調整し、モデム１８０がシームレスなデータストリームを受け取るようにするために使用する。

図４は、ＦＳＡトランシーバのＦＳＡ送信機サブシステム４００を示すブロック図である。ＦＳＡ送信機サブシステム４００は、ＩとＱのコンポーネント（モデム側）を含むデジタル信号を受信し、ＬＰＦ ４１５、４２０と送信機ＤＢＢ補償プロセッサ４２５を介して信号を渡し、デジタルアナログ変換（ＤＡＣ）回路４３０を適用し、アナログ信号をアナログ無線送信機４４５に適用する。ＤＡＣ回路４３０には、ＤＡＣ ４３５と４４０が含まれる。 ＦＳＡ送信機システム４００には、さらにＬＰＦ ４１５、４２０、送信機ＤＢＢプロセッサ４２５、ＤＡＣ回路４３０、およびアナログ無線送信機４４５のすべてのアクティブコンポーネントを制御するコントローラ４５０が含まれる。さらに、コントローラ４５０はベースステーションまたは他のエンティティからモデム１８０が受信する送信パワー制御（ＴＰＣ）信号にアクセスする。コントローラ４５０は、この信号に基づいて計算またはその他の機能を実行する。アナログ無線送信機４４５には、アンテナ４５５、パワー増幅器４６０、変調器４６５、パワー検出器４７０、温度センサ４７５、バイアス電流センサ４８０が含まれる。アナログ無線送信機のコンポーネントは、仕様が「緩和」された低価格の（すなわち「ローエンド」の品質の）コンポーネントで構成される。例えば、パワー増幅器の仕様は厳格でなくてもよい。これは、送信機ＤＢＢ補償プロセッサ４２５内のプリディストーション（ｐｒｅ−ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ）補償モジュールを使用できるためである。

図５を参照すると、送信機ＤＢＢ補償プロセッサ４２５には、アナログ無線送信機３４５のパフォーマンスを向上するために、以下の１つ以上のモジュールが含まれる。

１）プリディストーション補償モジュール５０５
２）振幅アンバランス補償モジュール５１０
３）位相アンバランス補償モジュール５１５
４）ＤＣオフセット補償モジュール５２０
プリディストーション補償モジュール５０５は、振幅変調（ＡＭ：ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）から位相変調（ＰＭ：ｐｈａｓｅ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）への信号特性およびＰＭ−ＡＭ信号特性など、送信の振幅特性を修正するために使用する。アナログ無線送信機４４５に含まれるパワー増幅器４６０の振幅特性と位相特性が特定される。ここで、プリディストーション補償モジュール５０５は、入力レベルを確認する。プリディストーション補償モジュール５０５は、パワー増幅器が線形の応答を生成するように、パワー増幅器４６０のゲイン特性と位相特性に基づいて、Ｉ信号とＱ信号の位相と振幅に意図的に歪みを加える。プリディストーション補償モジュール５０５は、ＬＵＴまたは同様のものを参照し、こうした振幅特性を取得することができる。本発明のこの実施形態の利点は、アナログ無線送信機４４５に安価で品質の低いコンポーネント（例えば、定格出力の低い増幅器）を使用した場合でも、相互変調歪みなどのパラメータの標準を満足することである。

振幅アンバランス補償モジュール５１０は、アナログ無線送信機４４５の変調器４６５がＩとＱの信号入力を同等のパワーレベルで変調するように、ＩとＱの信号入力のレベルを均等化するために使用する。変調器４６５は安価で品質が低いと仮定すると、変調器４６５は振幅と位相のアンバランスの問題が生じやすい。例えば、Ｉの入力がＱの信号より１ｄＢ高い場合に、モジュール５１０はＩ信号のパワーレベルが１ｄＢ低い振幅で送信されるようにする。こうして、変調器４６５の出力ではＩとＱの信号の振幅が等しくなる。コントローラ４５０を使用すると、ＩとＱは個別にオンとオフを切り替えることができる。例えば、コントローラ４５０がＱのコンポーネントをオフにすると、Ｉのコンポーネントのみが送信され、コントローラはアナログ無線送信機４４５のパワー検出器４７０が読み取るパワーレベルを特定できる。パワーレベルが望ましいターゲットレベルであると仮定すると、Ｉのコンポーネントはオフになり、Ｑのコンポーネントはオンに戻る。振幅アンバランス補償モジュール５１０は、Ｑのパワーレベルを調整し、パワー検出器の読みがＩの信号コンポーネントと同じになるようにする。

位相のアンバランス補償モジュール５１５は、ＩとＱの信号入力の位相を調整するために使用する。ＩとＱの信号入力のパワーレベルが３ｄＢ削減される。信号出力ＩとＱは直交し、実部と虚部の位相差は互いに９０度であるのが望ましい。これは、ＩとＱを一緒に送信した場合にパワーが３ｄＢ増大することで示される。アナログ無線送信機４４５のパワー検出器４７０が読み取るパワーレベルに基づいて、ＩとＱとの位相差が９０度未満の場合は、パワー検出器の読みがターゲットパワーレベルを上回る。位相差が９０度を超えると、パワー検出器の読みはターゲットパワーレベルを下回る。

ＤＣオフセット補償モジュール５２０は、アナログ無線送信機４４５の変調器４６５に関連するＤＣの問題を修正するために使用する。ＩとＱの入力を遮断し、出力がゼロになるようにすることで、変調器からのＤＣレベルの出力が修正される。ＩとＱのＤＣオフセット値は、ＩとＱのＤＣを連続的に削除することで特定されるが、今後の参考のために検出器の最小の測定値を確認する。

受信機ＤＢＢ補償プロセッサ１２５と送信機ＤＢＢ補償プロセッサ４２５の両方に含まれるこうした補償モジュールは、様々な構成に合わせて設計できる。正規化補償モジュール３１５はすべての受信機ＤＢＢ補償構成に必要であると考えられるが、アナログ無線の示す不備によって、他の補償モジュールはオプションと見なされる。図６は受信機ＤＢＢ補償プロセッサ１２５のモジュールの好ましい例示的な構成６００を示しており、図７は送信機ＤＢＢ補償プロセッサ４２５のモジュールの好ましい例示的な構成７００を示している。

ＦＳＡトランシーバ（すなわちＷＴＲＵ）の電源を入れると、通信を開始する前にすべての補償モジュールが実装され、アナログ無線受信機１０５とアナログ無線送信機４４５のパラメータを最適化されることが想定される。通信を開始すると、補償モジュールの一部が選択され、定期的または連続的に、あるいは特定のイベントまたはユーザーの要求に応じて実行されるように設定できる。例えば、アナログ無線送信機４４５の温度センサ４７５が５度の温度上昇を検知した場合に、１つまたは複数の補償モジュール５０５、５１０、５１５、５２０がアクティブ化されるのが望ましい。

ＦＳＡは、ＡＤＧＣを有効に利用することで、送信と受信の両方に対するＤＢＢ障害補償、ＲＲＣ（ＲＲＣ：ｒａｄｉｏ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｃｏｎｔｒｏｌ）によるＲＦ選択性の向上、ＤＣオフセットの修正、混信の補償、ＨＰＦの補償、進歩的な周波数の合成と変調を提供する。革新的なＦＳＡにより、調整せずに瞬間的なダイナミックレンジ７０ｄＢを実現できる。さらに、ＡＧＤＣを使用することで低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）のオンとオフを切り替えると２０ｄＢを追加できる。広帯域ＴＤＤ（ＷＴＤＤ：ｗｉｄｅｂａｎｄ ＴＤＤ）、汎用パッケージ無線サービス（ＧＰＲＳ：ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ ｐａｃｋａｇｅ ｒａｄｉｏ ｓｅｒｖｉｃｅ）、ＥＤＧＥ（ｅｎｈａｎｃｅｄ ｄａｔａ ｒａｔｅ ｆｏｒ ｇｌｏｂａｌ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）、ＨＳＤＰＡ（ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｄｏｗｎｌｉｎｋ ｐａｃｋｅｔ ａｃｃｅｓｓ）における１つの重要な問題は、瞬時の大きなパワー変動のサポート機能であり、これは本発明によって容易に提供される。さらに、ＡＤＧＣは信号のタイミングについて一切知識がなくても実装できる。このことは、セル検索、コールドアクイジション（ｃｏｌｄ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ）、初期周波数修正モードにおいてきわめて重要である。本発明に従って提供されるＡＤＧＣは、信号エンベロープを歪めずに高速フェージングに関する補償も提供する。

ＡＧＤＣは、シンプルなためにコスト的に有利であり、無線におけるゲイン制御を必要としない。また、ＡＤＧＣは本質的に開ループであるため、安定性の問題もオーバーシュートも発生せず、設定時間もない。最も重要なのは、ＦＳＡによってきわめて有効なソフトウェア定義の無線を提供できることである。

本発明について、特に好ましい実施形態に関連して詳細に示し、説明してきたが、ここに示す本発明の範囲を逸脱しない限り、その形態および細部の様々な変更が可能なことは、当業者には言うまでもない。

本発明に従って動作するＦＳＡトランシーバの受信機側を示すブロック図である。 図１のアナログデジタル変換（ＡＤＣ：ａｎａｌｏｇ ｔｏ ｄｉｇｉｔａｌ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ）回路の詳細を示す回路図である。 図１の受信機ＤＢＢ補償プロセッサに含まれる個々のデジタル処理モジュールを示す図である。 本発明に従って動作するＦＳＡトランシーバの送信機側を示すブロック図である。 図４の送信機ＤＢＢ補償プロセッサに含まれる個々のデジタル処理モジュールを示す図である。 図３の受信機ＤＢＢ補償モジュールの好ましい構成を示す図である。 図５の送信機ＤＢＢ補償モジュールの好ましい構成を示す図である。

Claims (2)

1. アナログ無線受信機と、
   アナログ無線送信機と、
   少なくとも１つのコントローラと、
   前記コントローラと通信する複数の補償モジュールであって、前記アナログ無線受信機および前記アナログ無線送信機の少なくとも１つに存在する無線周波数（ＲＦ：ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）パラメータの不備を修正するために前記無線周波数パラメータを変更する補償モジュールと、
   前記アナログ無線受信機と通信する少なくとも１つのデジタルゲイン制御回路であって、
   前記アナログ無線受信機で受信したアナログ信号のダイナミックレンジを圧縮して前記アナログ信号の前記ダイナミックレンジを調整するように構成される少なくとも１つの対数増幅器と、
   前記対数増幅器と通信する少なくとも１つのアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）であって、前記対数増幅器の出力をデジタル化するように構成されるＡＤＣと、
   前記ＡＤＣと通信する少なくとも１つの参照テーブル（ＬＵＴ）であって、逆対数機能を提供し、前記ＡＤＣのデジタルドメイン出力を解読するＬＵＴと
   を含むデジタルゲイン制御回路と、
   前記デジタルゲイン制御回路および前記補償モジュールの少なくとも１つと通信する少なくとも１つの低域通過フィルタ（ＬＰＦ）と
   を備え、
   前記アナログ無線受信機におけるアナログ受信機コンポーネントを、設定したデジタルドメインに導入することを特徴とする無線送受信ユニット。
2. 請求項１に記載の前記無線送受信ユニットの前記少なくとも１つのコントローラ、前記複数の補償モジュール、前記少なくとも１つのデジタルゲイン制御回路、および前記少なくとも１つの低域通過フィルタ（ＬＰＦ）を備えることを特徴とする集積回路。

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