JP4813489B2 - ビデオ受信機のアンテナ整合におけるまたは関する改良 - Google Patents

Description

本発明はビデオ受信機のアンテナ整合におけるまたはそれに関する改良に関し、具体的には限定的ではないが、デジタル・モバイル・テレビ受信機（ＤＶＢ−Ｈ）と、ＤＶＢ−Ｈを備える携帯電話などの携帯用無線装置とに関する。

現在、ＤＶＢ−Ｈ規格は、モバイル・デジタルＴＶ放送向けに提案された規格である。電力を節約するためにＤＶＢ−Ｈは、信号が一連のタイム・フレーム内の１つまたは複数の所定のタイム・スロットで送信される時分割プロトコルである。その結果、ＴＶ装置のフロントエンドは、連続するタイム・フレームの一部分の間だけ全出力で作動している必要がある。携帯用装置での問題は、それらの装置のアンテナが手の接近および配置によって離調されて、それによりそれらの効率を低減させる可能性があることである。

携帯電話などの携帯型トランシーバでのアンテナ整合を実現するための様々な費用効果の高い解決策が知られている。一例として、米国特許出願２００３／０１９３９９７が、ＴＤＭＡ通信システムとＣＤＭＡ通信システムのシングルバンドまたはマルチバンドの実施形態で使用されてもよいトランシーバを開示している。トランシーバは送信機とホモダイン（すなわち、ダイレクト・コンバージョン）受信機とを備え、受信機はアンテナ受信された信号とアンテナ反射された信号の両方を処理するために使用される。例えば、受信モードの間、受信機はアンテナ受信された信号をベースバンド信号に逓降変換し、ベースバンド信号はその後、受信された信号の情報を再生するように処理される。次いで、例えば、送信モードの間、アンテナ反射された送信信号は受信機にフィードバックされ、受信機は所望の送信周波数に戻される、したがって反射された送信信号をベースバンド信号に逓降変換する。これらのベースバンド信号は次いで、トランシーバの送信機と関連するアンテナの間のインピーダンス不整合の特性評価を得るように処理される。したがって、送信信号路に配設された調整可能な整合ネットワークは、不整合を低減するように特性評価に基づいて調整されてもよい。この解決策では、受信モードと送信モードの間で切り換えられる１つのアンテナがある。トランシーバ用に割り当てられた帯域または複数の帯域と異なる周波数帯域で動作している受信専用のビデオ信号受信機の整合の教示はない。

本発明の目的は、費用効果の高い方法でＤＶＢ−Ｈ受信機などのビデオ信号受信機のアンテナを整合することである。

本発明の１つの態様によりアンテナ整合を実行する方法が提供され、第１の伝送システムと関連する１つの周波数帯域で第１の信号を送信する第１のアンテナによって反射された信号の測定値が、第２の伝送システムと関連する第２の周波数帯域で第２の信号を受信する第２のアンテナの整合で使用される。

第１の信号伝送システムと第２の信号伝送システムはそれぞれ時分割多重（ＴＤＭ）システムであってもよく、信号はタイム・スロットで送信され、第２のアンテナの整合は第２の信号の受信していないタイム・スロットの間で行われてもよい。

第１の伝送システムは、ＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ：汎地球移動通話方式）システムなどの二地点間型システムであってもよく、第２の伝送は、ＤＶＢ−Ｈモバイル・デジタルＴＶ放送システムなどの一地点対多地点間型システムであってもよい。

この方法の実施形態では、第１の信号の強度がモニタされ、反射された信号の測定値と第１の信号の強度の比が第２のアンテナの整合で使用される。

本発明の第２の態様によりトランシーバと、連続するフレームの少なくとも１つのタイム・スロットでビデオ信号を受信するためのビデオ信号受信機とを組み合せて備える装置が提供され、各フレームは複数のタイム・スロットを有し、トランシーバは、ビデオ信号受信機がビデオ信号を受信していないときに送信するように制御される送信部と、第１のアンテナと、送信時に第１のアンテナによって反射された信号の大きさを測定するための測定手段と、少なくとも反射された信号の大きさに応じて送信部を第１のアンテナに整合するための整合手段とを有し、ビデオ信号受信機は、第２のアンテナと、選択可能な部品を有するアンテナ整合ネットワークと、第２のアンテナの整合を実現するように部品を選択するための手段とを備え、部品を選択するための手段は測定手段の出力に応じる。

部品を選択するための手段は第１のルックアップ・テーブルを備えてもよく、送信部を第１のアンテナに整合するための手段は第２のルックアップ・テーブルを備えてもよい。

送信部によって送信される信号の大きさを決定するために、および反射された信号の振幅と送信部によって送信される信号の大きさの比を決定するために手段が備えられていてもよい。この比は、アンテナ整合ネットワークによって選択されるべき部品を決定する際に、および送信部を第１のアンテナに整合する際に使用されてもよい。

本発明はここで一例として添付図面を参照して説明される。

図面では同一の参照番号は対応する構成を示すように使用されている。

図１を参照すると、装置は、ＧＳＭトランシーバ１０と、デジタル・ビデオ受信機１２（例えばＤＶＢ−Ｈ受信機）とを備える。

ＧＳＭトランシーバ１０は、８９０〜９１５ＭＨｚの範囲の送信帯域幅と９３５〜９６０ＭＨｚの範囲の受信帯域幅とを有するＴＤＭＡ装置である。ＤＶＢ−Ｈシステムの動作周波数はまだ検討中であるが、現在の推測は７７５ＭＨｚまたは８２５ＭＨｚのいずれかを中心にして８．０ＭＨｚと２４．０ＭＨｚの間の帯域幅を有するシングル・チャネルである。本発明の目的では、ＤＶＢ−ＨチャネルがＧＳＭ送信帯域に近いことは必須ではない。

トランシーバ１０は送信／受信スイッチ１６に結合されたアンテナ１４を備え、送信／受信スイッチ１６は、スイッチ制御線３４上にスイッチ制御信号を供給するベースバンド・プロセッサ２６によって制御される。

トランシーバ１０の受信部は帯域通過フィルタ１８を備え、帯域通過フィルタ１８はスイッチ１６の出力部１７に結合され、ＧＳＭ受信周波数範囲の信号を通過させる。低雑音増幅器（ＬＮＡ）２０は帯域通過フィルタ１８の出力部を受信機２２の入力部に結合する。受信機２２のアーキテクチャは、スーパーヘテロダイン、ゼロＩＦまたは低周波ＩＦを有するホモダイン、あるいは任意の他の適切な設計の受信機であってもよい。受信機２２のアナログ出力はアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）２４によってデジタル化され、その結果はベースバンド・プロセッサ２６に印加され、ベースバンド・プロセッサ２６はデジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）または特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として具現化されてもよい。メモリ２８はベースバンド・プロセッサ２６に結合され、設定および他の制御データなどの様々な項目を格納する働きをする。

発振器３０は局部発振器信号を受信機２２に供給し、および変調された信号をトランシーバ１０の送信部に供給する。ベースバンド・プロセッサ２６から制御信号を受信する変調可能な周波数合成器３２は、発振器により生成される各チャネル周波数を設定するために発振器３０に結合されている。

電力増幅器（ＰＡ）３６は発振器３０から変調された信号を入力部３７で受信し、ベースバンド・プロセッサ２６から制御信号を入力部３８で受信する。アンテナ整合段４０は、電力増幅器３６の出力部とスイッチ１６の入力部４２との間に結合されている。アンテナ整合段４０は、送信モード時にアンテナ１４からの反射された信号を低減するまたは除去するために調整可能である。

方向性結合器４４は送信された信号強度をサンプリングするための第１の出力部４６を有する。包絡線検波器５０は、サンプリングされた送信信号の強度を事前に設定された信号の包絡線と比較し、任意の差分がＰＡ３６の電力出力を調整するために使用される。方向性結合器４４の第２の出力部４８は、反射された信号の振幅測定段５２に結合されている。振幅測定段５２の出力部と包絡線検波器の出力部は、第１のルックアップ・テーブル（ＬＵＴ１）５４の入力部５５、５６にそれぞれ結合されている。第１のルックアップ・テーブル５４は、アンテナ１４をそのアンテナの現在の環境に再整合するのに必要な補正を実現するためにアンテナ整合段４０中の部品の多種組合せのいずれを選択することが必要であるかという詳細を格納する。反射された信号の振幅と送信された信号の振幅の比が重要であるときは、第１のルックアップ・テーブル５４は入力部５５、５６の信号からこの比を得るための入力段を含んでもよく、または別々の比の決定段（図示せず）が提供され、その出力が第１のルックアップ・テーブル５４に接続されてもよい。様々な反射の程度を補正すべき部品の様々な組合せは実験的に決定されてもよく、または適切なアルゴリズムを使用することによって計算されてもよい。

ビデオ信号受信機１２はアンテナ６０を備え、アンテナ６０はアンテナ整合段６２経由でＬＮＡ６８の入力部に結合されている。受信機７０はＬＮＡ６８の出力部に結合されている。局部発振器７２も受信機７０に結合されている。受信機７０は、スーパーヘテロダインあるいはゼロＩＦまたは低周波ＩＦを有するホモダインなどの任意の適切なアーキテクチャであってもよい。ＡＤＣ７４は受信機の出力部に結合されて、再生されたアナログ信号をデジタル化し、その信号をベースバンド・プロセッサ７６に転送する。メモリ７８とＬＣＤ表示パネル８０はプロセッサ７６に接続されている。

アンテナ整合段６２は、第２のルックアップ・テーブル６４の入力部６５、６６にそれぞれ印加されるアンテナ１４からの反射された信号の振幅と送信されたＧＳＭ信号の振幅の比に応じて、第２のルックアップ・テーブル（ＬＵＴ２）６４によって選択可能な部品の様々な組合せを備える。アンテナ整合段６２の部品の様々な組合せは、例えば、アンテナ１４からのあるレベルの信号の反射があるときに、どんな整合がアンテナ６０に適用されるべきであるかを決定することによって実験的に決定されてもよく、または適切なアルゴリズムを使用して計算されてもよい。ハンドヘルド装置では、アンテナ１４とアンテナ６０は互いにかなり近接して配置され、その結果、これらのアンテナ１４、６０上での装置を保持するユーザの影響は同様となろう。したがって、ＧＳＭ電力増幅器回路に反射されて戻った信号の大きさは、ビデオ信号のアンテナ６０とその受信機７０によって検出されたＤＶＢ−Ｈ信号に対する手の影響を示すものと見なされてもよい。

図２を参照すると、図示された整合フィルタ６２はπフィルタであり、このπフィルタはある長さの伝送線路８１によって形成される直列のインダクタンスと、列をなす切り換え可能なコンデンサＣ１、２Ｃ１、４Ｃ１とＣ２、２Ｃ２、４Ｃ２のそれぞれによって形成される分路コンデンサを備える。スイッチＳ１〜Ｓ６は、ルックアップ・テーブル（ＬＵＴ２）６４からの出力の適切な組合せに応じて、これらのコンデンサのそれぞれをアースに結合する。したがって、反射されたＧＳＭ信号と送信されたＧＳＭ信号の比に応じて、部品の適切な組合せがアンテナ６０をＤＶＢ−Ｈ受信機に整合するために選択されてもよい。

図３はＧＳＭ送信（Ｔｘ）チャネルと受信（Ｒｘ）チャネルを概略的に示し、ＧＳＭ送信チャネルと受信チャネルは８つのタイム・スロットまたはチャネルから成る連続するフレームを備え、受信タイム・スロットＲ１〜Ｒ８はそれらの受信タイム・スロットに関連する送信タイム・スロットＴ１〜Ｔ８に対して３つのタイム・スロット分オフセットされるすなわち遅延される。ＧＳＭのさらなる詳細は多くの出典、例えば、ＧＳＭ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ、Ｓｅｒｖｉｃｅｓ ａｎｄ Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ、第２版、Ｊｏｅｒｇ Ｅｂｅｒｓｐａｅｃｈｅｒ、Ｈａｎｓ−Ｊｏｅｒｇ Ｖｏｅｇｅｌ ａｎｄ Ｃｈｒｉｓｔｉａｎ Ｂｅｔｔｓｔｅｔｔｅｒ、Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ Ｌｔｄ．出版から得ることができる。概略的なデジタル・ビデオ・チャネルＲｘ１２が図示され、Ｎ個のタイム・スロットから成る連続するフレームを備える時分割多重（ＴＤＭ）構造を有すると仮定されている。受信機１２は各フレームの事前に決定された一部分、例えば１つのタイム・スロットの間にデジタル・ビデオ信号を受信する。

本発明による方法の実現に際しては、ベースバンド・プロセッサ２６はＧＳＭ送信機の各タイム・スロットでＧＳＭ送信機のＯＮ状態への切り換えを制御し、ベースバンド・プロセッサ７６はビデオ信号受信機のＯＮ状態およびＯＦＦ状態への切り換えを制御する。この後者の情報は、リンク８２（図１）を経由してベースバンド・プロセッサ２６に知らされる。したがって、ＧＳＭトランシーバ１０は、デジタル・ビデオ受信機１２がそのタイム・スロットＸの間に活動状態にされているのと同時ではないタイム・スロット、例えばタイム・スロットＴ１で送信し、それによって受信機１２のブラインディングを避けるように制御されることが可能である。

必要に応じて、ベースバンド・プロセッサ２６とベースバンド・プロセッサ７６の機能は単一のプロセッサにより実行されてもよく、この場合、メモリ２８とメモリ７８が組み合わされてもよい。

図４は、図１で示される本発明の第１の実施形態の一部分を示し、ただし図４ではアンテナ整合段４０と方向性結合器４４の位置が入れ替えられている。この変更を行うことによって、包絡線検波器５０は、アンテナ１４を整合することによる任意の変更によって影響されることなく送信機の電力を検出するのであり、逆に言うと、検出された反射送信信号はアンテナ整合段４０によって変更されていたことになる。

図５を参照すると、本発明の第２の実施形態は第１の実施形態と異なり、受信機２２はホモダイン受信機であり、方向性結合器４４によって検出される反射されたＧＳＭ送信信号の振幅と位相を決定するために使用される。方向性結合器４４はＬＮＡ２０の第２の入力部に接続される。ＬＮＡ２０への入力は、帯域通過フィルタ１８からのＧＳＭ受信信号または方向性結合器４４からの（フィルタされていない）反射されたＧＳＭ信号のいずれかを選択するように、ベースバンド・プロセッサ２６によって切り換え可能である。

反射されたＧＳＭ信号の振幅と位相はＡＤＣ２４ａ、２４ｂでデジタル化され、ベースバンド・プロセッサ２６に印加される。包絡線検波器５０の出力はベースバンド・プロセッサ２６にも供給され、ベースバンド・プロセッサ２６ではその出力が反射された信号と送信信号の比の生成で使用される。この比は整合制御線８４によってルックアップ・テーブル５４に供給され、ルックアップ・テーブル５４はアンテナ１４をＰＡ３６と整合するために部品を選択する。ベースバンド・プロセッサ２６は、デジタル・ビデオ受信機１２が使用するための整合信号も生成し、この整合信号は他の整合制御線８６によってルックアップ・テーブル６４に供給され、ルックアップ・テーブル６４は、アンテナ６０を受信機７０と整合するためにアンテナ整合段６２で部品を選択する。

簡潔のために、図５の実施形態は、図１と図４を参照して説明されていることの繰り返しになり、または図１と図４から理解できるので、より詳細な説明はしない。図５では、ベースバンド・プロセッサ２６とベースバンド・プロセッサ７６の機能は単一のプロセッサで実行されてもよく、メモリ２８とメモリ７８は組み合わされてもよい。

本明細書および本特許請求の範囲では、要素の前に置かれている語「ａ」または「ａｎ」は複数のこの種の要素の存在を除外しない。さらに、語「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」は、記載された要素またはステップ以外の他の要素またはステップの存在を除外しない。

本開示の解釈から他の変更形態は当業者にとって明白である。この種の変更形態は、ＧＳＭの電話、デジタル・ビデオ受信システムおよびその部品の設計、製造および使用で既に知られており、本明細書で既に説明された特徴の代わりにまたはそれに加えて使用されてよい他の特徴を含んでよい。

本発明の第１の実施形態の構成概略図である。 整合フィルタの実施形態の構成図である。 本発明による方法の実装形態を示すタイミング図である。 本発明の第１の実施形態の変形形態を示す構成概略図である。 本発明の第２の実施形態の構成概略図である。

Claims (8)

1. アンテナ整合を実行する方法であって、
   第１の伝送システムと関連する第１の周波数帯域で第１の信号を送信する第１のアンテナによって反射された信号を測定手段により測定し、
   前記反射された信号に応じて、第１のルックアップテーブルにより、前記第１のアンテナを現在の環境に整合させるべく、第１の調整可能なアンテナ整合段を第１の整合手段により調整し、
   前記反射された信号に応じて、第２のルックアップテーブルにより、第２の伝送システムと関連する第２の周波数帯域で第２の信号を受信する第２のアンテナを整合させるべく、第２の調整可能なアンテナ整合段を第２の整合手段により調整する方法。
2. 前記第１の信号および前記第２の信号はＴＤＭ信号であり、前記第２のアンテナは前記第２の信号の受信していないタイム・スロットで整合されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記第１の伝送システムは二地点間型システムであり、前記第２の伝送システムは一地点対多地点間型システムであることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の方法。
4. 前記第２の整合手段は、前記第１の信号の強度をモニタし、前記第１の信号の強度に対する前記反射された信号の測定結果の比に応じて、前記第２のルックアップテーブルにより、前記第２のアンテナを現在の環境に整合させるべく、前記第２の調整可能なアンテナ整合段を調整することを特徴とする、請求項１、請求項２、または請求項３に記載の方法。
5. 前記第１の整合手段は、前記第１の信号の強度をモニタし、前記第１の信号の強度に対する前記反射された信号の測定結果の比に応じて、前記第１のルックアップテーブルにより、前記第１のアンテナを現在の環境に整合させるべく、前記第１の調整可能なアンテナ整合段を調整することを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載の方法。
6. トランシーバと、連続するフレームの少なくとも１つのタイム・スロットでビデオ信号を受信するためのビデオ信号受信機とを組み合せて備える装置であって、前記各フレームは複数のタイム・スロットを有し、前記トランシーバは、前記ビデオ信号受信機がビデオ信号を受信していないときに送信するように制御される送信部と、第１のアンテナと、送信時に前記第１のアンテナによって反射された信号の大きさを測定するための測定手段と、少なくとも前記反射された信号の大きさに応じて前記送信部を前記第１のアンテナに整合するための整合手段とを有し、
   前記送信部を前記第１のアンテナに整合させる手段は、前記測定手段の出力に応じた第１のルックアップテーブルを有し、
   前記ビデオ信号受信機は、第２のアンテナと、選択可能な部品を有するアンテナ整合ネットワークと、前記第２のアンテナの整合を実現するように前記部品を選択するための手段とを備え、部品を選択するための前記手段は前記測定手段の出力に応じた第２のルックアップテーブルを有する、装置。
7. 前記送信部によって送信される前記信号の振幅を決定するための手段と、前記反射された信号の大きさと前記送信部によって送信される信号の振幅の比を決定するための手段とを備え、前記比は前記アンテナ整合ネットワークによって選択されるべき前記部品を決定する際に、および前記送信部を前記第１のアンテナに整合する際に使用されることとを特徴とする、請求項６に記載の装置。
8. 前記ビデオ信号受信機は一地点対多地点間型の信号を受信するようになされ、前記トランシーバは二地点間型装置であることを特徴とする、請求項６または７に記載の装置。

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