JP4444824B2

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

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Description

本発明は、受信経路上にブリード(bleed)した送信又は他の信号が、増幅器又は他の非線形デバイスを介して比較的強度な妨害（干渉）信号を変調すること、及び可及的に遠隔局からの比較的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方法に関する。振幅変調されたブリードオーバー信号(bleed-over signal)に、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、妨害信号が変調されないままで（又は、少なくとも更に変調することなく）妨害信号に対して線形方法で動作するよう強制される。その後、ダミー、ブリードオーバー、及び妨害信号（及び、ダミー信号の導入を受けて生成される他の任意の信号）が、非線形回路の出力からフィルタされる。

回路は、入力信号の特性とは関係なく入力信号に同一の関数を適用する場合には「線形」である。例えば、入力信号が小振幅を持つか、大振幅を持つかにかかわらず入力信号に同一の関数を適用するのであれば、回路は振幅依存非線形性ではない。逆に、その関数が入力信号の振幅に従って変化するのであれば、回路は振幅依存非線形性を示す。振幅依存非線形性を持つ回路の１つの例は、小振幅の入力信号を１０倍にする増幅器であるが、振幅が増加する入力信号を持つ回路は、9.8，9.7，9.6，9.5などのように連続して減少する数で乗算する。それゆえ、増幅器の動作はその入力信号の大きさに左右される。

非線形性は、トランジスタなどの様々な回路素子と同様に多くの回路の固有の特性であり、異なる状況下では望ましいことさえある。しかしながら、振幅変調された通信信号を処理する際には、非線形回路素子は絶対に望ましくない。そもそも、振幅変調された信号は、信号の包絡線の振幅が変化する方法によって情報を表す。それゆえ、この振幅変化によって、非線形回路は振幅可変信号を矛盾なく処理する。即ち、同一の関数は一般的に適用されない。このことの１つの効果は、入力信号の周波数帯域が広がるということである。例えば、当初狭い周波数帯域を占めていた入力信号は、より広い範囲の周波数を占めるようになる。従って、振幅依存非線形性を持つ回路は、しばしば振幅変調された入力信号の帯域幅を拡大させる。

この周波数拡散は問題を生じうる。例えば、通信デバイスの出力信号は、上述したこの非線形効果によって拡大されているが、同じタイプの別のデバイスによって使用されている周波数にオーバーラップするかもしれない。より特定的な例としては、第１のコードレス電話機の送信が、受信のために第２のコードレス電話機によって使用されている周波数チャネルにオーバーラップするかもしれない。これは「干渉」と呼ばれ、第２の電話機の動作を大きく低下させるおそれがある。更に、デバイスがそのようなデバイスのために割り当てられた周波数域の端でチャネルを使用しているのであれば、デバイスの送信は、関係のないデバイスのための周波数帯域にオーバーラップすることさえあるかもしれない。このように、コードレス電話機は、コードレス電話機ですらない異なるデバイスと干渉するおそれがある。

更に、干渉の特に有害なタイプでは、デバイスは自身と干渉することさえあるかもしれない。ユーザが同時に発話及び聴取できるために、ほとんどの通信デバイスは１つの周波数で送信するが、別の周波数で受信する。あるトランシーバでは、遠隔局に送信されている信号（「送信信号」）は、受信経路を意図せずブリードオーバーするかもしれない。受信経路は干渉（「妨害信号」）を含んでいることが多く、この妨害信号は、トランシーバが遠隔局から受信して処理しようとする対象信号（「受信信号」）よりも実質的に振幅が強い。

受信信号が大変弱いので、必然的に、受信経路は増幅器を備えている。可変振幅の範囲を非線形的に横断する、送信及び妨害信号の振幅の可変的な組み合わせが受信増幅器に与えられる場合、増幅器は、妨害信号と送信信号とに周波数拡散をなさしめる。より詳細には、リークした送信信号（可変振幅を持つ包絡線を有する）が、増幅器の利得を変化させる。これは妨害信号に影響を与える。即ち、未変調であったならばここで送信信号と同様の方法で変調される。妨害信号が当初から変調されていたならばここで更に変調される。送信信号の振幅変調が妨害信号に伝わる（混じる）ので、これは「混変調」と称される。受信周波数が一般的な干渉周波数に近接しているせいで、周波数拡散妨害信号は受信周波数にオーバーラップしうる。従って、強い妨害信号は受信信号と実質的にオーバーシャドウし、区別を困難にする。

この影響を抑制する試みにおいては、多くの方法が用いられうる。１つの考えは、受信増幅器の出力をフィルタして希望しない信号を除去することである。しかしながら、周波数拡散妨害信号が対象受信信号と同一の周波数帯域幅を占めているのであれば、フィルタリングは役立たない。なぜなら、受信信号それ自体もフィルタ除去してしまうであろうからである。別の技術は、送信及び妨害信号を増幅前に受信経路からフィルタすることである。この技術は完璧に適応するわけではない。というのも、（ａ）妨害信号が受信信号と近接しすぎてフィルタできないことが多く、（ｂ）送信信号も非常に近接しており、適切な良質のデュプレクサが大きくて高価なので、フィルタするのに費用がかかるからである。

結果的に、特定の未解決の課題のせいで、無線トランシーバの受信信号処理は必ずしも全てのアプリケーションに適応するものではない。

おおまかに言えば、本発明の１つの側面は、受信経路を持つ無線通信モジュールで適用される信号処理方法に関する。この方法は、受信経路内の非線形デバイスが、受信経路上で振幅変調されていない妨害信号を変調（又は、すでに振幅変調された妨害信号を更に変調）するために、振幅変調された送信信号又は受信経路内の他のブリードオーバー信号を用いることを回避する。ブリードオーバー信号は、ブリードオーバー信号の包絡線を補完する包絡線を有する１つ又は複数の振幅変調されたダミー信号を加え、非線形回路に、妨害信号に対して線形に動作させることによって調整される。増幅器の出力はフィルタされて、ダミー信号、ブリードオーバー信号、妨害信号、及びダミー信号を導入することによって生成された任意の相互変調積の帯域幅を有する信号を除去する。

本発明の性質、目的、及び利点は、添付の図面とともに、以下の詳細な説明を検討することによって、当業者により明らかとなるだろう。

ハードウェアコンポーネント及び相互接続
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。

この特定の背景で説明されているが、本発明の開示は更に、受信経路上で生じる任意のブリードオーバー信号（必ずしも送信信号ではない）が、受信経路内に存在する妨害又は他のブリードオーバー信号を修正することを回避するための、これらの技術のより一般的なアプリケーションも検討している。これらの概念は、ブリードオーバー信号及び／又は合成ブリードオーバー／妨害信号が既知又は測定可能な信号包絡線を持つ場合に、任意のブリードオーバー信号に適用可能である。

図１Ａは、無線トランシーバ１５０の１つの例を説明する。トランシーバ１５０は、送信信号経路１５２と受信信号経路１５９を含む。経路１５２、１５９はデュプレクサ１５４を介してアンテナ１５２に接続されている。このデュプレクサ１５４は、アンテナ１５６から受信した信号を受信経路１５９に送り、逆方向では、送信経路１５２からの送信信号をアンテナ１５６に送信する。デュプレクサ１５４は多くの異なるよく知られた設計によって構成可能であり、例えば、商業利用可能な無線電話機で使用されるデュプレクサなどがある。他の可能な背景の中では、デュプレクサは、送信及び受信するために異なる周波数を使用するＣＤＭＡシステムに適用可能である。本発明の開示によって更に検討されるように、ＴＤＭＡ又は、データを送受信するために同一の周波数を使用するが、異なる時間スロットを使用する他の符号化を利用する実施形態に対しては、スイッチ（示されていない）がデュプレクサに代替されてもよい。アプリケーションの詳細に応じて、様々な他のコンポーネントがデュプレクサ又はスイッチに代わって使用され、これらのコンポーネントは、それにもかかわらず共通のアンテナによって送信及び受信信号を交換するように働く。代替的に、送信及び受信のために別個のアンテナが使用されてよく、この場合デュプレクサ１５４は完全に省略される。

送信信号経路１５２は、遠隔通信局へ送信するために信号を符号化、変調、増幅、そうでなければ処理する様々な回路を含む。送信信号経路１５２は例えば、商業利用可能な無線電話機で使用されるような、様々な既知の回路によって構成されうる。

一般的に、受信信号経路１５９は、アンテナを介して遠隔通信局から受信した信号（「受信信号」）を復号し、復調し、増幅し、そうでなければ処理するコンポーネントを含む。このようなコンポーネントは、商業利用可能な無線電話機内で使用されるような様々な既知の回路によって実現可能である。１つのこのようなコンポーネントは非線形デバイス１６２であり、これは、比較的弱い受信信号を増幅するよう働く増幅器によって例示される。いくつか又は全ての増幅器のように、到来信号の全ての振幅に対する固定利得を提供しないので、増幅器１６２は非線形デバイスである。

受信信号経路１５９は更に、従来的なトランシーバには存在しない多くのコンポーネントも含んでおり、これらの新規な使用はひとえに本発明の発明者の寄与によって生まれる。１つのこのようなコンポーネントは線形化回路１０１であり、これは、振幅変調された「ソース」信号（送信及び妨害及び受信信号）にダミー信号を合成して、増幅器１６２によって線形に処理されるよう設計されている合成信号を提供することによって、増幅器１６２が線形動作するよう強制する。回路１０１は、（アンテナ１５６からの受信信号を含むソース信号を得るために）デュプレクサ１５４に接続された入力１０２と、（アンテナ１５６を介して経路１５２から送信されている送信信号をサンプリングするために）送信信号経路１５２に接続された第２の入力１０３も備える。

経路１５９はフィルタ１１６も備える。このフィルタ１１６は、無線通信受信経路で通常使用される既存のフィルタ、又は完全に新しいフィルタ、或いは既存及び新しいコンポーネントの組み合わせによって提供されてよい。フィルタ１１６は増幅器の出力から受信信号を選択的に抽出する。上述したコンポーネントは以下でより詳細に議論される。

線形化回路−概説
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。

従来的には、入力信号（１０２など）は増幅器１６２へ直接入力され、増幅器は単純にこの入力信号を処理し、（１１４ｂで）その出力を提供する。この既知の方法に代わって、本発明の１つの側面は、入力信号１０２を線形化回路１０１へリダイレクトする。この線形化回路１０１は、入力信号１０２の代わりに増幅器１６２へ入力される調整信号１１３を生成する。更に、増幅器１６２の出力１１４ｂを最終出力と考える代わりに、フィルタ１１６がこの出力１１４ｂを更に処理するために使用され、最終の線形化出力１１８が提供される。線形化出力１１８は、入力信号１０２が増幅器１６２へ直接提供されたのであれば１１４ｂで現れたであろう増幅器１６２の非線形効果を有しない。

増幅器
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。

増幅器１６２は、入力１１４ａで信号を増幅し、１１４ｂで結果の出力を生成する。しかしながら、振幅量が１１４ａに到達する信号の振幅によって変化するので、増幅器１６２は非線形である。簡単な例として、増幅器１６２はその入力信号１１４ａの振幅を２倍にしようとするかもしれない。この場合、入力信号が２ｍＶであれば、増幅器１６２は４ｍＶの出力を生成する。しかしながら、この例を進めると、増幅器１６２のパフォーマンスは、より大きな振幅の入力信号によって低下し始める。入力信号を２倍する代わりに、増幅器１６２は入力信号を１．９５倍に、その後より大きな振幅の入力信号に対しては１．９倍、その後１．８５倍、及び１．８０倍などに乗算し始める。このように、増幅器１６２は、適用する関数が入力信号の振幅に応じて変化するので、振幅依存非線形性を示す。

好都合であることには、本発明は、増幅器１６２の非線形性の程度、動き、又は他の特別な特性に関する情報がなくても実施しうる。この意味で、本発明の１つの側面は「ブラインド」線形化である。増幅器１６２の非線形性の分類（class）についての情報、特に、回路が振幅依存非線形性を示しているという情報が必要とされるだけである。従って、増幅器１６２はＡＭ−ＡＭ及びＡＭ−ＰＭ歪み（distortion）を生成し、これは入力信号の振幅変調（ＡＭ）が出力信号の非線形振幅変調を生じ、及び／又は入力信号の振幅変調が出力信号の非線形位相変調（ＰＭ）を生じることを意味する。

線形化回路及びフィルタリング−詳説
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。

上述のように、入力１０２における信号は、送信信号、振幅変調された受信信号、及び妨害信号（振幅変調されていてもよいし、いなくてもよい）を含む振幅変調された「ソース」信号を含む。送信信号は、受信経路でブリードオーバーしているので、「ブリードオーバー」信号の１つのタイプを例示する。線形化回路１０１は、経路１５２、デュプレクサ１５４、又は他のソースからの送信信号を複製する信号１０３も受信する。包絡線検波器１０６は送信信号１０３の包絡線を測定し、量子化し、推定し、計算し、そうでなければ決定する。これは「送信包絡線」と称される。

包絡線検波器１０６は、１つ又は複数のダイオード、キャパシタ、レジスタなどの任意の様々な広く知られている包絡線検波器によって実現可能である。代替的に、包絡線情報がすでに知られていれば、ソース包絡線の描写は、別のソース（示されていない）から、例えばデジタル形式で補数生成器１０４に到達してもよい。この場合、包絡線検波器１０６は省略されてよい。例えば、送信信号がソース信号の予備的に振幅変調されたコンポーネントを構成し、受信信号が非常に弱くなっているので、送信信号の包絡線を描く情報は送信経路から得ることができ、送信包絡線として使用できる。

包絡線補数計算機１０８は、送信包絡線に相補的な「ダミー」包絡線を計算する。おおまかに言えば、送信包絡線に加えられるのであればその結果が一定となるようにダミー包絡線が計算される。従って、１つの基本的な構成では、任意の時間におけるダミー包絡線の値は、定数から送信包絡線を差し引くことによって計算される。ダミー包絡線の計算は、以下でより詳細に説明される。

１つの例では、補数計算機１０８はトランジスタのようなディスクリート回路を用いて構成されていてもよい。代替的に、特に包絡線検波器１０６が省略され、送信包絡線の描写がデジタル形式で到達する場合には、補数計算機１０８はソフトウェアによって実現されてもよい。

ダミー信号生成器１１０は、搬送波信号の振幅を変調して、ダミー包絡線によって特徴付けられるダミー信号を提供する。代表的な例として、何らの限定を意図しないが、ダミー信号生成器１１０は発振器及びマルチプライヤを備えていてもよく、ここで、マルチプライヤは、搬送波と、補数計算機１０８によって演算されたダミー包絡線の積を計算する。これは極性変調などを用いて達せられてもよい。異なる実施形態では、ダミー信号生成器１１０には、計算されたダミー包絡線に基づいてＩ及びＱコンポーネントを計算するための回路と、そのようなＩ及びＱコンポーネントの積を計算するためのマルチプライヤとを含む直交変調器が含まれる。変調方式に関わらず、ダミー信号１０５の１つ又は複数の周波数（周波数帯域幅）は、以下で更に詳しく議論されるように、最終出力１１８からダミー信号を除去するのを支援するため、意図的に受信信号の周波数帯域（「受信周波数帯域」）とは異なっている。

従って、補数生成器１０４の１０５における出力は、包絡線がダミー包絡線によって描写されているダミー信号を有する。この信号は、ダミー信号生成器１１０によって決定された周波数帯域を持つ。加算器１１２は、ダミー信号１０５とオリジナルのソース信号１０２とを合成して、調整出力１１３を提供する。この信号は増幅器１６２に与えられる。増幅器１６２は、その入力１１４ａを処理して、１１４ｂで出力を提供する。

線形化回路１０１に加えて、受信信号経路はオプション的に増幅器１６２と最終出力１１８の間に様々な後処理コンポーネントを含む。即ち、フィルタ１１６は、送信、妨害、及びダミー周波数の信号だけでなく、任意の「相互変調積」を除去するように働く。これは、ダミー周波数帯域を持つ信号だけでなく、増幅器１６２の非線形性を持つ送信信号及びダミー信号の相互接合点で作成された信号を意味する。フィルタ１１６は、例えば１つ又は複数のバンドパスフィルタを備えていてもよい。

複数のダミー信号生成器
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。

この場合、複数のダミー生成器１１０ａ、１１０ｂを実現するために、図１Ｃで示されるような異なる構成の線形化回路１０１ａが考えられる。線形化回路１０１ａのコンポーネント（図１Ｃ）が回路１０１（図１Ｂ）のそれと異なる範囲で、異なる参照符号が与えられ、以下で議論される。包絡線検波器１０６は図１Ａと同一の機能を図１Ｂで実行する。即ち、包絡線検波器１０６はソース包絡線を測定し、量子化し、推定し、計算し、そうでなければ決定する。

包絡線補数計算器１０８ａは図１Ｂの計算機１０８と一般的に同様の方法で動作するが、計算機１０８はある追加の機能を含む。即ち、包絡線補数計算器１０８ａは、これらのダミー信号包絡線が送信包絡線と合成されて相補的な場合には、（１つではなく）２つのダミー包絡線を計算する。複数のダミー包絡線を生成する例示的な方法が以下でより詳細に議論される。

図１Ｃでは、複数のダミー信号生成器１１０ａ、１１０ｂが存在している。各ダミー信号生成器１１０ａ、１１０ｂは異なる搬送波信号を変調して、計算されたダミー包絡線の異なる１つを示すダミー信号を提供する。単一のダミー信号生成器１１０と同様に、図１Ｃの実施形態における各ダミー信号生成器１１０ａ、１１０ｂは、例えば極性又は直交変調を利用してもよい。

線１０５ａ、１０５ｂ上のダミー信号を有するダミー信号生成器１１０ａ、１１０ｂの出力は、加算器１１２へ送られる。加算器１１２はダミー信号１０５ａ、１０５ｂをソース信号１０２と合成する。従って、加算器１１２は調整出力１１３を提供する。この信号１１３は１１４ａで増幅器１６２に与えられる。増幅器１６２は入力１１４ａを処理し、１１４ｂで出力を提供する。

図１Ｂのフィルタ１１６と同様に、フィルタ１１６ａは、非線形回路の出力１１４ｂからダミー信号を（送信信号とダミー信号の相互接合点で作成された信号とともに）除去する。しかしながら、線形化回路１０１ａが複数のダミー信号１０５ａ、１０５ｂを利用するので、フィルタ１１６ａは、各ダミー信号周波数帯域の信号だけでなく、そのような信号の任意の相互変調積も除去するように構成される。

例示的なデジタルデータ処理装置
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。

装置２００は、マイクロプロセッサ、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、制御装置、マイクロ制御装置、状態機械、又は他の処理機械のような、記憶装置２０４に接続されたプロセッサ２０２を含む。本発明の例では、記憶装置２０４は高速アクセス記憶装置２０６だけでなく、不揮発性記憶装置２０８も含む。高速アクセス記憶装置２０６はランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）を有していてよく、プロセッサ２０２によって実行されるプログラミング命令を記憶するために用いることができる。不揮発性記憶装置２０８は例えば、バッテリバックアップＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュＰＲＯＭ、「ハードドライブ」のような１つ又は複数の磁気データ記憶ディスク、テープデバイス、又は他の任意の適切な記憶デバイスを有していてよい。装置２００は更に、線、バス、ケーブル、電磁リンク、又はプロセッサ２０２が装置２００の外部にある他のハードウェアとデータを交換するための他の手段のような入力／出力２１０も備えている。

上述した特定の説明に代わって、（本発明の開示の利益を享受する）当業者は、上記で議論された装置が、本発明の範囲を逸脱することなく異なる構成の機械において実現されてもよいことを認識するだろう。特定の例として、コンポーネント２０６、２０８のうちの１つが外されてもよいし、更に、記憶装置２０４、２０６及び／又は２０８はプロセッサ２０２に組み込まれて提供されてもよく、又は装置２００の外部で提供されることさえも可能である。

ロジック回路
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。

動作
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。

信号搬送媒体
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。

ロジック回路
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。

全体動作シーケンス
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。

ステップ４０２では、線形化回路１０１は信号１０２と１０３を受信する。即ち、回路１０１は入力１０２上でデュプレクサ１５４からソース信号を受信し、かつ回路１０１は１０３で送信信号経路１５２から送信信号を受信する。１０２における信号は「ソース信号」と称され、送信信号、妨害信号、及び受信信号を含む。送信信号は「ブリードオーバー」信号とも称される。なぜなら、送信信号経路１５２から不注意でブリードオーバーすることによって、受信信号経路１５９上に到達するからである。受信信号は、トランシーバ１５０が通信する遠隔局からの信号であり、この信号はアンテナ１５６を介して到達する。従来的な受信信号回路とは異なり、ソース信号は直接増幅器１６２には送られない。なぜなら、線形化回路１０１は、増幅器１６２が線形的な方法でソース信号を処理するのを支援するために、特定の前処理タスクを実行するように設計されているからである。図５Ａは代表的なソース信号５０２を説明する。ソース信号５０２は、「送信周波数帯域幅」を構成する１つ又は複数の周波数の振幅変調された信号を有している。

ステップ４０３では、包絡線検波器１０６は、送信信号１０３／５０２を示す送信包絡線を計算する。図５Ａは、５０４でソース信号５０２の包絡線を示している。包絡線検波器１０６は、入力１０３に到達する信号の包絡線を測定し、量子化し、推定し、計算し、そうでなければ決定することによって機能する。検波器１０６の出力は「送信包絡線」と称され、検波器１０６及び／又は補数計算機１０８が実現される方法にしたがって、アナログ波形、デジタル情報、又は他の任意のデータを持つ包絡線５０４を描写するように働く。

しかしながら、包絡線情報がすでに知られている場合には包絡線検波器１０６が省略されるので、ステップ４０３はオプション的である。例えば、アプリケーションによっては、包絡線を描写するデータ及び／又は信号は、計算機、アナログ回路、又は線形化回路１０１とは離れた他の発生源（origin）からすでに利用可能であってもよい。この場合、入力１０３は補数生成器１０４に接続されている必要はない。というのも、送信包絡線の描写が、発生源の別の地点から直接補数計算機１０８に到達するからである。

ステップ４０４では、包絡線検波器１０６は、包絡線検波器１０６で計算された（ステップ４０３）か、又は発生源の別の地点から受信されたようなソース包絡線５０４に基づいて、ダミー包絡線を計算する。おおまかに言えば、ソース包絡線５０４及びダミー包絡線が任意の瞬間に特定の方法で合成されたならば予め定められた定数を生じるようにダミー包絡線が計算される。図５Ｂは、ソース包絡線５０４に基づいて計算される例示的なダミー包絡線５０８を示す。

より詳細な例として、ソース包絡線及びダミー包絡線の振幅が予め定められた式（以下で説明される）によって処理され、処理された信号が加えられる場合に、常に予め定められた定数となるように、ダミー信号包絡線が計算される。そのような予め定められた式の１つの実施形態は、以下の式１及び式２によって表される。

式１ K=A_se ²+*A_de ²
ここで、
K＝定数
A_se＝送信信号包絡線の振幅
A_de＝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。

式２ A_de=sqrt （K-A_se ²）
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。

ステップ４０６の搬送波変調は、直交変調、極性変調、又は当該技術分野の当業者によく知られている他の多くの技術によって生じうる。

ステップ４０８では、加算器１１２はソース信号（入力１０２に存在している）とダミー信号５０６（ダミー信号生成器１１０の出力１０５に存在している）を加える。加算器１１２の出力は、「調整」信号１１３又は「合成」信号とも称される。ステップ４１０で、加算器１１２はこの信号を増幅器１６２に送信する。

ステップ４１０でも、増幅器１６２は、入力１１４ａで受信した調整信号１１３を増幅する。しかしながら、ソース信号１０２がダミー信号５０６を加えることによって調整されているので、増幅器１６２は線形方法で妨害信号を処理するよう強制される。即ち、ダミー信号の追加は、送信信号が増幅器１６２の非線形性を介して妨害信号を変調（又は更に変調）することを回避する。この意味で、増幅器１６２の出力１１４ｂが線形化される。

しかしながら、出力１１４ｂはなお、他の望ましくないものとともにダミー信号５０６のアーティファクトを含んでいる。それゆえ、ステップ４１２で、フィルタ１１６は生成器１１０の搬送波信号に対応する入力１１４ｂにおける信号、即ちダミー信号帯域幅の信号、を除去する。フィルタは更に、任意の「相互変調積」も除去する。これは、例えば、送信信号と増幅器１６２の非線形性を持つダミー信号の相互接合点で作成される信号である。フィルタリングは、送信信号とダミー信号も除去する。従って、フィルタ後、出力１１８に残っている信号だけが、受信信号１０２に適合可能な信号である。

複数のダミー信号の実施形態
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。

線形化回路１０１ａは、図１Ｃに示すように、複数のダミー信号生成器１１０ａ、１１０ｂを構成する。回路１０１ａを動作するために、動作４００の多くが上述のように実行される。違いが生じ、かつ説明を必要とする範囲で、異なる点が以下で説明される。まず、包絡線補数計算機１０８ａは、図１Ｂの計算機１０８と概して同様の方法でステップ４０４を実行するが、計算機１０８は追加的な作業を行う。即ち、包絡線補数計算機１０８ａは、組み合わされたこれらのダミー包絡線が送信包絡線５０４と相補的である場合には、（１つではなく）２つのダミー包絡線をステップ４０４で計算する。この概念は更に、（合成されて）送信信号１０３と相補的な３つ、４つ、又は任意の数のダミー包絡線に拡張可能である。複数のダミー包絡線の計算は、ここに含まれる資料で更に詳しく説明され、そこには２つのダミー包絡線の例が示されている。

複数のダミー信号の実施形態における別の相違点は、ステップ４０６にある。即ち、生成器１１０ａ、１１０ｂ（図１Ｃ）のそれぞれは、異なる搬送波信号を変調して、計算されたダミー包絡線のうちの１つを示す対応するダミー信号を提供する。生成器１１０ａ、１１０ｂの搬送波信号は、互いに異なる周波数帯域幅を有する。これらの包絡線が共通の周波数で加えられる一方で、本発明の例の条件は、（予め定められた包絡線を持つ）加える２つの別々の信号を必要とするからである。各搬送波信号の１つの周波数（又は、何らかの位相変調が用いられるのであれば、複数の周波数）は、対応するダミー信号の連続的な除去を簡略にするため、送信信号１０３の周波数帯域とは異なっている。増幅器１６２の出力１１４ｂからのダミー信号のアーティファクトを除去する処理をより簡略にするために、各搬送波信号は単一の周波数で、即ち、何らの位相変調なしで生じてもよい。単一ダミー信号の実施形態と同様に、各ダミー信号生成器１１０ａ、１１０ｂは、極性変調又は直交変調のような変調を利用することができる。

複数のダミー信号の実施形態における別の相違点は、ステップ４０８で生じる。ここで、加算器１１２は、複数の異なるダミー信号生成器１１０ａ、１１０ｂからの出力１０５ａ、１０５ｂをソース信号１０２と合成する。別の相違点として、ステップ４１２で、フィルタ１１６ａは全てのダミー信号、即ち、（それぞれの生成器１１０ａ、１１０ｂから生じる）各ダミー周波数帯域幅の信号をフィルタしなければならない。単一ダミー信号の実施形態のように、任意の適用可能な相互変調積もフィルタされる。

他の実施形態
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。

当業者であれば、ここに開示された実施形態に関して説明された様々な例示的な論理ブロック、モジュール、回路、及びアルゴリズムステップは電子的ハードウェア、計算機ソフトウェア、又は両方の組み合わせとして構成されてもよいことも更に認めるだろう。ハードウェアとソフトウェアのこの互換性を明確に示すために、様々な例示的なコンポーネント、ブロック、モジュール、回路、及びステップが一般的にそれらの機能の点から説明されてきた。このような機能がハードウェア又はソフトウェアのいずれで構成されるかは、特定のアプリケーションやシステム全体に課された設計制限に左右される。当業者は説明された機能を特定のアプリケーションのそれぞれに対して様々な方法で実現してもよいが、このような構成の決定は本発明の範囲からの逸脱を生じさせるようには解釈されるべきでない。

ここに開示された実施形態に関連して説明された様々な例示的な論理ブロック、モジュール、及び回路は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、書替え可能ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、又は他のプログラム可能論理装置、ディスクリートゲート又はトランジスタロジックデバイス、ディスクリートハードウェアコンポーネント、又はここに説明された機能を実行するよう設計されたこれらの任意の組み合わせにより構成又は実現されてもよい。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであってもよいが、代替的にこのプロセッサは従来型のプロセッサ、制御装置、マイクロ制御装置、又は状態機械であってもよい。プロセッサは計算装置の組み合わせとして構成されてもよい。例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアに結合された１つ以上のマイクロプロセッサ、あるいはそのような他の任意の構成などがある。

ここに開示された実施形態に関して説明された方法又はアルゴリズムのステップはハードウェアで直接具体化されてもよいし、プロセッサで実行されるソフトウェアモジュールあるいはこれら２つの組み合わせで具体化されてもよい。ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、あるいは技術的に知られた他の任意の形式の記憶媒体に存していてよい。例示的な記憶媒体はプロセッサに結合しており、そのようなプロセッサは記憶媒体から情報を読み出し、記憶媒体に情報を書き込むことができる。代替的に、記憶媒体はプロセッサに統合されてもよい。プロセッサ及び記憶媒体はＡＳＩＣ内に存していてもよい。

更に、開示された実施形態についての以上の説明は当業者が本発明を作成しあるいは使用することができるように提供されている。これらの実施形態に対する様々な修正は当業者にとって容易に想到でき、ここに定義される一般原理は、本発明の精神又は範囲を逸脱することなく他の実施形態に適用することができる。従って、本発明はここに示された実施形態に限定されることを意図するものではなく、ここに開示された原理と新規な特徴とに一致する最も広い範囲に一致すべきである。

「例示的に」という語は、専ら「具体例、代表例、又は図示として働くこと」を意味するためにここで使用されている。ここで「例示的に」説明される任意の実施形態は必ずしも、他の実施形態よりも好ましく又は有利なものとして構成されるべきものではない。

参考文献１

参考文献２

参考文献３

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参考文献１０

図１Ａは、様々なハードウェアコンポーネントと無線トランシーバの相互接続のブロック図である。図１Ｂは、ハードウェアコンポーネントと例示的な線形化回路の相互接続のブロック図である。図１Ｃは、ハードウェアコンポーネントと複数の補数生成器を備えた線形回路の相互接続のブロック図である。図２は、例示的なデジタルデータ処理機械である。図３は、例示的な信号搬送媒体である。図４は、例示的なブラインド線形化動作シーケンスを示すフローチャートである。図５Ａは、それぞれブリードオーバー包絡線を有するブリードオーバー信号と、ダミー包絡線を持つダミー信号を示す図５Ｂは、それぞれブリードオーバー包絡線を有するブリードオーバー信号と、ダミー包絡線を持つダミー信号を示す

Claims

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。