JP4444824B2 - 変調信号を加えることによる混変調のブラインド除去 - Google Patents
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Description
イントロダクション
おおまかに言うと、本発明の1つの側面はトランシーバのような無線通信モジュールに関する。ここでは、その受信経路が修正されて、送信信号(又は、送信経路から受信経路にブリードオーバーされる他の信号)が非線形性により比較的強い妨害信号を変調することを回避し、これにより遠隔局から到達する比較的弱い受信信号を区別する。振幅変調されたブリードオーバー信号が、ブリードオーバー信号包絡線を補完する包絡線を持つダミー信号と合成されるので、受信経路の非線形増幅器は、妨害信号を線形に処理するよう強制される。オプション的に、ダミー、ブリードオーバー、及び妨害信号は(ダミー信号の導入の他の任意の積とともに)、増幅器の出力からフィルタされる。
図1Bは、1つの例にしたがった、受信信号経路159のコンポーネント116,162、101の追加的な詳細を示す。図1Bでは、様々な入力及び出力が記載されており、例えば、102、103、113、114a、114b、118などである。背景に応じて、これらの参照符号は、ハードウェア入力/出力線(「入力」及び「出力」)のみならず、そのような入力/出力線上に存在する入力信号及び出力信号を参照するように利用される。更に、用語「回路」が参照の便宜のため用いられているが、ここで説明される回路は、ディスクリート素子、印刷回路基板トレース、集積回路、ファームウェア、ソフトウェア、ハードウェア、又はこれらの任意の組み合わせによって実現されてもよい。いくつかの例示的なサブコンポーネントの作成は、例示的なデジタルデータ処理装置、ロジック回路、及び信号搬送媒体を参照して、以下でより詳細に説明される。
上述のように、受信信号経路159は増幅器を備える。ここで増幅器162として例示されるが、ここでの教示は、ミキサ、フィルタ、絶縁器、RF素子、又は他の非線形回路にも同様に適用することができる。増幅器162の例は、より詳細に本発明の開示の1つの実施形態を議論するために利用される。
線形化回路101は、入力102と増幅器162との間に、補数生成器104と加算器112のような様々な前処理コンポーネントを含んでいる。補数生成器104は、包絡線検波器106と包絡線補数計算機108とダミー信号生成器110を備える。
上述の例は、1つのダミー信号生成器を備え、それゆえ単一のダミー信号を利用する例を示している。単一ダミー信号の使用は、ここで図示するように三次振幅依存(AM/AM及びAM/PM)非線形性によって生じうるような混変調を修復するのに効果的である。高次の非線形性が含まれるならば、以下で説明するように、より多くのダミー信号が必要とされる。
上述のように、包絡線検波器、包絡線補数計算機、ダミー信号生成器、加算器、フィルタ、又はこれらのサブコンポーネントのうちの任意の1つ又は複数のもののようなデータ処理体は、様々な形態で実現できる。1つの例は、ハードウェアコンポーネント及び図2のデジタルデータ処理装置200の相互接続によって例示されるようなデジタルデータ処理装置である。
上述のデジタルチケットデータ処理装置とは対照的に、本発明の異なる実施形態は、上述されたような様々な処理体を実現するために、コンピュータ実行可能命令ではなくロジック回路を用いる。速度、費用、部品コストなどの面におけるアプリケーションの特定の要求に基づいて、このロジック回路は、何千もの極小集積トランジスタを持つ特定用途向け集積回路(ASIC)を構成することによって実現されうる。そのようなASICは、CMOS、TTL、VLSI、又は別の適切な構成によって構成されうる。他の代替的なものには、デジタル信号処理チップ(DSP)、ディスクリート回路(例えば、レジスタ、キャパシタ、ダイオード、インダクタ、及びトランジスタ)、書替え可能ゲートアレイ(FPGA)、プログラマブルロジックアレイ(PLA)、プログラマブルロジックデバイス(PLD)などが含まれる。
本発明の構造的な特徴を説明したので、本発明の動作的側面をここで説明する。上述のように、本発明の動作的側面は、送信信号又は受信経路上にブリードされた他の信号が、増幅器又は他の非線形デバイスを介して比較的強い妨害信号を変調すること、及び可能であれば、遠隔局からの弱い対象受信信号によって占められている周波数帯域幅に妨害信号を拡散することを回避するために、無線通信モジュールの受信経路を調整することに関する。振幅変調されたブリードオーバー信号に予め定められたダミー信号を合成することによって、受信経路内の非線形デバイスは、妨害信号を非変調のままで、又は、少なくとも何らの変調を加えることなく、妨害信号に関して線形方法で動作するよう強制される。オプション的に、ダミー、ブリードオーバー、及び妨害信号(及びダミー信号の導入に応じて生成される他の任意の信号)が非線形デバイスの出力からフィルタされる。
本発明の任意の機能が1つ又は複数の機械実行プログラムシーケンスを用いて実現される場合には必ず、そのようなシーケンスは様々な形態の信号搬送媒体で具体化されてよい。図2を背景にすると、そのような信号搬送媒体は、例えば記憶装置204、又はプロセッサ202によって直接又は間接にアクセス可能な磁気データ記憶ディスケット(登録商標)300(図3)のような別の信号搬送媒体を備えていてよい。ディスケット(登録商標)300が、記憶装置206に含まれているかどうかに関わらず、命令は様々な機械読み出し可能なデータ記憶媒体に記憶されうる。ある例では、ダイレクトアクセス記憶装置(例えば、従来的な「ハードドライブ」、RAID(redundant array of inexpensive disks)、又は別のDASD(direct access storage device))、磁気又は光学テープのような順次アクセス記憶装置、電気不揮発性メモリ(例えば、ROM、EPROM、フラッシュPROM、又はEEPROM)、バッテリバックアップRAM、光学記憶装置(例えば、CD−ROM、WORM、DVD、デジタル光学テープ)、紙「パンチ」カード、又は、アナログ又はデジタル送信媒体並びにアナログ及び通信リンク及び無線通信を含む他の適切な信号搬送媒体を含む。本発明の例示的な実施形態においては、機械読み出し可能命令は、C言語などのアセンブリ言語のような言語に準拠したソフトウェア対象コードを有していてよい。
上述された信号搬送媒体とは対照的に、本発明の機能の一部又は全ては、命令を実行するために、プロセッサを用いるのではなくロジック回路を用いて実現することができる。従って、そのようなロジック回路は、本発明の方法的側面を実行するための動作を行うように構成される。ロジック回路は上述のような多くの異なるタイプの回路を用いて実現できる。
図4は、本発明の動作的側面を図示するシーケンス400を示す。何ら限定する意図はないが、説明の便宜のために、図4の例は、図1Bに示される線形化回路101及びフィルタ116とともに、上述のトランシーバ150を背景にして説明される。
ここで、
K=定数
Ase=送信信号包絡線の振幅
Ade=ダミー包絡線の振幅
言い換えれば、本実施形態における包絡線補数計算機108は、以下の式2を満たすようにダミー包絡線の振幅を計算する。
ステップ406では、ダミー信号生成器110は、搬送波信号を変調して、計算されたダミー信号包絡線を示すダミー信号を提供する。ここで図示されている例では、図5Bはダミー信号を506として示す。生成器110は、例えば発振器を用いて搬送波信号を生成してもよく、又は他から搬送波信号を受信してもよい。搬送波信号の周波数帯域(単一周波数、又は任意の周波数/位相変調が用いられる場合には周波数の範囲を意味する)は、「ダミー周波数帯域幅」と称される。ダウンストリームフィルタ(以下で説明される)の動作は、非線形回路後の積(post-non-linear-circuit products)が受信信号から容易に区別(又は除去)されるように、ダミー周波数帯域幅を慎重に選択することによって更に簡略化されてもよい。例えば、ダミー周波数帯域幅は、受信周波数帯域幅とは異なるように選択されてもよい。更に、ダミー包絡線帯域幅は、受信経路の既存のフィルタリングが、もしあれば、ダミー信号及びダミー信号によって生じる希望しない相互変調積を除去するように選ばれてもよい。増幅器162の出力114bからダミー信号のアーティファクトを後で除去する処理を更に簡略するためには、1つの方法は、搬送波信号の任意の周波数/位相変調を避けることである。
上述の例は1つのダミー信号生成器を備えており、それゆえ単一のダミー信号を利用する例を示している。単一ダミー信号の使用は、ここで図示するように三次振幅依存(AM/AM及びAM/PM)非線形性によって生じるような混変調を修復するのに効果的である。しかしながら、高次の非線形性が含まれるならば、以下で説明するように、より多くのダミー信号が必要とされる。
当業者であれば、情報や信号は様々な異なる技術や技能を使用して表されてよいことを理解するだろう。例えば、上述の記載を通じて参照されうるデータ、指令、命令、情報、信号、ビット、シンボル、及びチップは電圧、電流、電磁波、磁界、又は磁粒、光学フィールド又は光粒子、あるいはこれらの任意の組み合わせによって表すことができる。
Claims (15)
- 受信経路を含む無線通信モジュールにおいて混変調を除去する方法であって、
前記受信経路において、振幅変調されたブリードオーバー信号と、妨害信号と、受信周波数帯域を持つ受信信号とを含むソース信号を受信し、
前記ブリードオーバー信号の包絡線を2乗し、ダミー包絡線を2乗し、処理された包絡線を加えることにより予め定められた定数を生じるダミー包絡線を計算し、
前記ダミー包絡線を示し、前記受信周波数帯域とは異なるダミー周波数帯域を占める振幅変調されたダミー信号を作成し、
前記ソース信号と前記ダミー信号を加えて、合成信号を形成し、
前記受信経路内の非線形デバイスに前記合成信号を送り、
前記受信周波数帯域の信号が通過できる間に、前記ブリードオーバー、妨害、及びダミー信号の帯域幅を持つ信号を含む信号を前記非線形デバイスの出力からフィルタする、
ことを備えた、方法。 - 前記ブリードオーバー信号の包絡線を検知することを更に備えた、請求項1の方法。
- 前記ダミー包絡線を計算する動作は、前記ブリードオーバー包絡線と複数のダミー包絡線を合成することにより予め定められた定数を生じる複数のダミー包絡線を計算することを備え、
前記振幅変調されたダミー信号を作成する動作は、前記複数のダミー包絡線のうち対応するものを示す複数の振幅変調されたダミー信号を作成することを備え、
前記加える動作は、前記ソース信号と前記複数のダミー信号とを加えて、前記合成信号を形成することを備える、請求項1記載の方法。 - 前記計算動作は、
前記ブリードオーバー包絡線を2乗し、前記ダミー包絡線を2乗し、前記処理された包絡線を加えることにより予め定められた定数を生じる複数のダミー包絡線を計算することを備えた、請求項3の方法。 - 非線形デバイスを含む受信経路を含む無線通信モジュールで実行される信号処理方法であって、
この信号処理方法は、前記非線形デバイスによって前記ブリードオーバー及び妨害信号を処理している間に、前記信号経路上の振幅変調されたブリードオーバー信号が、前記受信経路上の妨害信号を変調できないようにするものであり、
この方法は、
受信周波数帯域の信号が通過できる間に、ダミー信号、ブリードオーバー信号、及び妨害信号の帯域幅を持つ信号を除去することにより前記非線形デバイスの出力をフィルタすることと、
前記ブリードオーバー信号のダミー包絡線を示すことと、
振幅変調されたダミー信号を前記非線形デバイスへの入力として加えることと、
を備え、前記ダミー信号は、希望する受信信号の受信周波数帯域とは異なるダミー周波数帯域を有する、方法。 - 振幅変調されたブリードオーバー信号、妨害信号、及び受信周波数帯域を持つ受信信号を含むソース信号を受信する受信経路を持つ無線通信モジュールで、混変調を除去するための動作を実行するよう構成された複数の電気的に相互接続された導電素子の回路を具備した装置であって、前記動作は、
前記ブリードオーバー信号の包絡線とダミー包絡線とを合成することにより予め定められた定数を生じる前記ダミー包絡線を計算し、
前記ダミー包絡線を示し、前記受信周波数帯域とは異なるダミー周波数帯域を占める振幅変調されたダミー信号を作成し、
前記ソース信号と前記ダミー信号とを加えて、合成信号を形成し、
前記受信経路内の非線形デバイスに前記合成信号を送り、
前記受信周波数帯域の信号が通過できる間に、前記ダミー信号、ブリードオーバー信号、及び妨害信号の帯域幅を持つ信号を除去することにより前記非線形デバイスの出力をフィルタし、
前記ブリードオーバー包絡線を2乗し、前記ダミー包絡線を2乗し、処理された包絡線を加えることにより予め定められた定数を生じる前記複数のダミー包絡線を計算する、
ことを備えた、装置。 - 前記動作は、
前記ブリードオーバー信号の包絡線を検知することを更に備えた、請求項6の装置。 - 前記ダミー包絡線を計算する動作は、前記ブリードオーバー包絡線と前記複数のダミー包絡線を合成することにより予め定められた定数を生じる前記複数のダミー包絡線を計算することを備え、
前記振幅変調されたダミー信号を作成する動作は、前記複数のダミー包絡線のうちの対応するものを示す複数の振幅変調されたダミー信号を作成することを備え、
前記加える動作は、前記ソース信号と前記複数のダミー信号とを加えて、前記合成信号を形成することを備えた、請求項6の装置。 - 前記計算動作は、
前記ブリードオーバー包絡線を2乗し、前記複数のダミー包絡線を2乗し、前記処理された包絡線を加えることにより、予め定められた定数を生じる複数のダミー包絡線を計算することを備えた、請求項8の装置。 - 非線形デバイスを含む受信経路を含む無線通信モジュールで信号処理動作を実行するよう構成された、電気的に相互接続された複数の導電素子の回路を具備した装置であって、
この信号処理方法は、前記非線形デバイスによって前記ブリードオーバー及び妨害信号を処理している間に、前記信号経路上の振幅変調されたブリードオーバー信号が、前記受信経路上の妨害信号を変調できないようにするものであり、
前記動作は、前記ブリードオーバー信号のダミー包絡線を示し、希望する受信信号の受信周波数帯域とは異なる周波数帯域を有する振幅変調されたダミー信号を前記非線形デバイスに入力として加える動作を備えた、装置。 - 無線通信装置のための受信経路回路であって、
振幅変調されたブリードオーバー信号と、妨害信号と、受信周波数帯域を持つ受信信号とを含むソース信号を受信する受信入力と、
前記ブリードオーバー信号の包絡線及びダミー包絡線を合成することにより予め定められた定数を生じる前記ダミー包絡線を計算する包絡線計算機と、
前記ダミー包絡線を利用して、前記ダミー包絡線を示し、前記受信周波数帯域とは異なるダミー周波数帯域を占める振幅変調されたダミー信号を提供するダミー信号生成器と、
前記受信入力と前記ダミー信号生成器に接続され、前記ソース信号と前記ダミー信号を加えて、合成信号を形成する加算器と、
前記受信周波数帯域の信号が通過できる間に、前記合成信号を入力として持つ非線形デバイスの出力からブリードオーバー、妨害、及びダミー信号の帯域幅を持つ信号を含む信号をフィルタする少なくとも1つのフィルタとを含む、回路。 - 前記ブリードオーバー信号の包絡線を検知する包絡線検波器を更に含む、請求項11の回路。
- 前記包絡線計算機は、前記ブリードオーバー包絡線及び複数のダミー包絡線を合成することにより予め定められた定数を生じる前記複数のダミー包絡線を計算するよう構成され、
前記ダミー信号生成器は、前記複数のダミー包絡線のうち対応するものを示す複数の振幅変調されたダミー信号を作成する複数のダミー信号生成器を有し、
前記加算器は、前記複数のダミー信号生成器のそれぞれに接続されている、請求項11の回路。 - 前記包絡線計算機は、前記計算動作が、前記ブリードオーバー包絡線を2乗し、ダミー包絡線を2乗し、前記処理された包絡線を加えることにより予め定められた定数を生じる前記複数のダミー包絡線を計算することを備えるように構成された、請求項13の回路。
- 無線通信装置のための受信経路回路であって、
振幅変調されたブリードオーバー信号と、妨害信号と、受信周波数帯域を持つ受信信号とを含むソース信号を受信する受信入力手段と、
前記ブリードオーバー信号の包絡線を2乗し、ダミー包絡線を2乗し、処理された包絡線を合成することにより予め定められた定数を生じる前記ダミー包絡線を計算する包絡線計算手段と、
前記ダミー包絡線を利用して、前記ダミー包絡線を示し、前記受信周波数帯域とは異なるダミー周波数帯域を占める振幅変調されたダミー信号を提供するダミー信号生成手段と、
前記ソース信号と前記ダミー信号を加えて、合成信号を形成する加算手段と、
前記受信信号周波数帯域の信号が通過できる間に、前記ブリードオーバー、妨害、及びダミー信号の帯域幅を持つ信号を含む信号を非線形デバイスの出力からフィルタする手段とを含む。
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