JP4870321B2 - 不連続データ送信中に回路素子の電源断により生じるローカル搬送波信号中の位相雑音を減少させる装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は通信回路に関する。特に、本発明は送信信号パス中の回路素子のスイッチングによる搬送波信号の位相雑音を減少させる方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
典型的なＲＦ通信システムでは、データは送信装置において処理され、変調され、調整され、受信装置に送信される。変調スキームはＭアレイ位相シフトキーイング（例えばＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、ＯＱＰＳＫなど）、Ｍアレイ直角位相振幅変調（すなわちＭ−ＱＡＭ）、あるいは他の何らかのスキームとすることができる。受信装置では、変調信号が受信され、調整され、復調され、処理されて、送信データを復元させる。送信装置および受信装置における信号調整には一般的に、増幅、フィリタリング、自動利得制御、周波数変換などが含まれる。
【０００３】
変調および周波数変換は１つ以上の搬送波信号を使用して送信装置において実行される。搬送波信号は一般的に、信号における雑音量および雑音の特性が特定の位相雑音仕様に適合するように発生される。この仕様は、搬送波信号による変調または周波数変換により変調信号が過度に劣化しないことを確実にする。
【０００４】
いくつかの通信システムでは、送信信号は特定のデータ送信中にゲートオンおよびゲートオフされ、他の送信装置に対する干渉を減少させる。ゲーティングは送信信号パス中の回路素子をスイッチングさせるか、あるいは回路素子に提供される信号をゲーティングすることにより達成することができる。送信信号の連続的なゲーティングは搬送波信号を発生させるのに使用される回路の性能を低下させることがある。特に、連続的なゲーティングはスプリアス信号および／または付加的な雑音を搬送波信号に導入し、これは変調信号に影響を与えるかもしれず、最終的には受信装置における性能低下となる。
【０００５】
理解できるように、送信信号パスにおける回路素子のスイッチングによる搬送波信号の位相雑音の劣化を減少させることができる技術が非常に望まれている。
【０００６】
【発明の概要】
本発明は、送信機中の回路素子のスイッチングによる搬送波信号の劣化量を減少させる一方で、電力消費を最小にする技術を提供する。最初に、回路スイッチングに感応的であるかもしれない通信装置中の回路およびノードを決定する。送信機中の回路素子は送信がない期間中に選択的に電源断され、電力消費を減少させる。電源断される回路素子は、感応的な回路およびノードへの妨害が最小となるように選択される。
【０００７】
本発明の実施形態はワイヤレス通信システム（例えばＩＳ−９５ＣＤＭＡシステム）で使用するための通信装置を提供する。装置には送信機に結合された１つ以上の信号発生器が含まれる。各信号発生器は各搬送波信号を提供するように設計されている。送信機は１つ以上の搬送波信号を受け取って、１つ以上の搬送波信号を１つ以上の入力信号で変調して変調信号を発生させ、この変調信号は特定のデータ送信中にゲートオンおよびオフされる。送信機には１つ以上の入力バッファが含まれ、各入力バッファはそれぞれの搬送波信号を受け取り、バッファリングする。変調信号がゲートオンおよびオフされるときであっても、入力バッファはデータ送信の持続時間に対してバイアスされて維持され、信号発生器に対する一定の負荷を提供し、信号発生器をスイッチング雑音から分離させる。
【０００８】
送信機には一般的に、変調信号を発生させるのに使用される多数の能動回路素子（例えば、バッファ、増幅器、ミキサ、電力増幅器など）が含まれる。いくつかの能動回路素子は、変調信号がゲートオフされるときに電源断され、電力消費を減少させてもよい。送信機は１つの集積回路内で構成することができ、各信号発生器のすべてまたは一部は集積回路の外部で構成することができる。いくつかの設計では、信号発生器にはＲＦ搬送波信号とＩＦ搬送波信号を発生させるために使用される２つの電圧制御発振器（ＶＣＯ）が含まれる。データ送信の持続時間に対して信号発生器は一般的に動作中に維持される。
【０００９】
特定の設計では、装置にはさらに、受信信号を受信し、受信信号を少なくとも１つの搬送波信号でダウンコンバートしてダウンコンバート信号を発生させる受信機が含まれる。受信機には、少なくとも１つの搬送波信号を受け取ってバッファする少なくとも１つの入力バッファも含まれる。再度説明すると、入力バッファはデータ送信の持続時間に対してバイアスされて維持される。送信機と受信機は、送信機で送信信号を直接的または間接的にアップコンバートし、受信機で受信信号を直接的または間接的にダウンコンバートするのに使用される共通ＲＦ搬送波信号を共有するように設計されていてもよい。
【００１０】
デジタル通信システムに対して、データ送信は離散時間期間（例えば１．２５ｍ秒）に対して生じる。変調信号は各時間期間に対してゲートオンまたはオフすることができる。
【００１１】
本発明の他の実施形態は信号パス中の回路素子のスイッチングによる信号発生器からの搬送波信号の位相雑音における劣化を減少させる方法を提供する。この方法にしたがうと、信号発生器に関係する感応的な回路およびノードが識別され、それぞれ識別された回路およびノードの回路スイッチングに対する感度が決定される。特定の回路またはノードは、例えば搬送波信号の位相雑音が特定量だけ劣化された場合に、回路スイッチングに対して感応的であるとみなされる。それぞれ識別された感応的な回路およびノードに対して、バッファがスイッチング雑音をガードするために提供される。各感応的な回路およびノードに対するバッファは一般的に、信号パス中の回路素子がスイッチされるときであっても、バイアスされて維持される。
【００１２】
本発明のさらに他の実施形態は、信号パス中の回路素子のスイッチングによる性能低下を減少させる方法を提供する。この方法にしたがうと、信号パスに動作可能に結合されている１つ以上の感応的な回路またはノードが識別され、信号パス中の回路素子のスイッチングに対するそれぞれ識別された回路およびノードの感度が決定される。回路またはノードに関係する信号の特性（例えば位相雑音）が特定量だけ低下された場合に、特定の回路またはノードがスイッチングに対して感応的であるとみなされる。それぞれ識別された感応的な回路およびノードに対して、スイッチング雑音をガードするようにバッファが設けられる（そしてバイアスされて維持される）。感応的な回路またはノードには一般的に信号パスに対して搬送波信号を発生させるのに使用される信号発生器に関係するものが含まれる。
【００１３】
同一の参照文字が全体を通して対応的に同一のものを識別している図面を考慮に入れると、本発明の特徴、性質および効果は、以下に説明する詳細な説明からさらに明らかになるであろう。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は通信システム１００中のデータ送信用信号処理の実施形態の簡単化したブロック図である。送信機ユニットにおいて、データが一般的にパケットでデータ源１１２から送信（ＴＸ）データプロセッサに送信され、送信データプロセッサは、データをフォーマットし、エンコードし、処理してベースバンド信号を提供する。ベースバンド信号は送信機（ＴＭＴＲ）１１６に提供され、直角位相変調され、フィルタされ、増幅され、アップコンバートされて、変調信号が発生され、この変調信号はアンテナ１１８を通して１つ以上の受信機ユニットに送信される。
【００１５】
受信機ユニットでは、変調信号はアンテナ１３２により受信され、受信機（ＲＣＶＲ）１３４に提供される。受信機１３４内では、受信信号が増幅され、フィルタされ、ダウンコンバートされ、ベースバンドに直角位相復調され、デジタル化されて、同位相および直角位相サンプルが提供される。サンプルは受信（ＲＸ）データプロセッサ１３６に提供され、デコードされ、処理されて送信データが復元される。受信機ユニットにおけるデコーディングおよび処理は、送信機ユニットにおいて実行されたものと相補的な方法で実行される。復元されたデータはデータシンク１３８に提供される。
【００１６】
先に説明した信号処理はパケットデータ、メッセージング、音声、ビデオおよび他のタイプの一方向での通信の送信をサポートする。二方向通信システムは、二方向データ送信をサポートする。しかしながら、他の方向に対する信号処理は簡単にするために図１では示されていない。
【００１７】
通信システム１００はコード分割多元接続（ＣＤＭＡ）通信システム、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）通信システム（例えばＧＳＭシステム）、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）通信システム、あるいは地上リンクを通してユーザ間での音声およびデータ通信をサポートする他の多元接続通信システムとすることができる。
【００１８】
ＣＤＭＡシステムは一般的に、“デュアルモードワイドバンドスペクトル拡散セルラシステムに対するＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−９５−Ａ移動局−基地局互換性標準規格”（以下、ＩＳ−９５−Ａ標準規格と呼ぶ）、“デュアルモードワイドバンドスペクトル拡散セルラ移動局に対するＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−９８勧告最小標準規格”（以下、ＩＳ−９８標準規格と呼ぶ）、“第３世代パートナーシッププロジェクト”（３ＧＰＰ）と称する協会により提示され、文書番号３Ｇ ＴＳ２５．２１１、３Ｇ ＴＳ２５．２１２、３Ｇ ＴＳ２５．２１３および３Ｇ ＴＳ２５．２１４を含む文書セットに具現化されている標準規格（以下、Ｗ−ＣＤＭＡ標準規格と呼ぶ）、および“ｃｄｍａ２０００スペクトル拡散システムに対するＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−２０００．２−Ａ ＴＲ−４５．５物理レイヤ標準規格”（以下、ＣＤＭＡ−２０００標準規格と呼ぶ）のような、１つ以上の標準規格に準拠するように設計されている。新しいＣＤＭＡ標準規格が継続的に提案されており、使用のために採用されている。
【００１９】
多元接続通信システムに対して、各送信装置はシステム中の他の送信装置に対する干渉として作用する。通信リンクの容量は特定の送信装置が他の送信装置から受ける総干渉により制限される。
【００２０】
ＩＳ−９５ＣＤＭＡシステムでは、いくつかの技術が使用されて干渉を最小にし、リバースリンク容量を最大にしている。第１に、各送信端末の送信電力は、性能の所望レベル（例えば特定のフレーム消去レートＦＥＲ）が受信基地局で維持されるように制御される。第２に、ユーザが話していないときに、より少ないビットが送信され、それによりより少なく電力を使用し、他のユーザに対する干渉を減少させる。可変レートスピーチボコーダは、ユーザがアクティブに話しているときにはフルレートでスピーチデータを提供し、静かな期間、例えばポーズの期間は低いレートでスピーチデータを提供する。したがって、各アクティブ端末は、端末におけるユーザのスピーチアクティビィティのレベルに依存して異なるビットレートで送信する。
【００２１】
図２はＩＳ−９５標準規格にしたがった端末から基地局へのリバースリンクデータ送信用信号処理のブロック図である。図２に示されている信号処理は図１の送信データプロセッサ１１４により実行することができる。送信されるべき可変レートデータはフレームフォーマッタ２１２に提供され、このフレームフォーマッタ２１２は必要な制御フィールド、巡回冗長検査（ＣＲＣ）ビットおよびコードテールビットを持つ各データパケットにフォーマットする。フォーマットされたデータは、エンコーダ２１４により特定の畳み込みコードでエンコードされ、シンボルリピータ２１６に提供される。シンボルリピータ２１６は各フレーム内のコードシンボルを特定量だけ反復して、固定シンボルレート（例えば２８．８Ｋｓｐｓ）を持つ出力フレームを発生させる。各コードシンボルに対する反復回数は処理されているフレームの特定データレートに依存する。例えば、各コードシンボルは、フルレート、ハーフレート、４分の１レートおよび８分の１レートのそれぞれに対して、１回、２回、４回または８回反復される。フレーム内のコードシンボルはインターリーバ２１８によりインターリーブ（すなわち再順序付け）され、直交変調器２２０に提供される。
【００２２】
変調器２２０は各フレーム内のコードシンボルを６シンボルのセットにグループ分けし、各セットが特定の６４チップウォルシュシンボルを選択するのに使用される。ウォルシュシンボルのシーケンスは、フレームデータレート信号とロングコード発生器２２４からのパンクチャシーケンスとにしたがってデータバーストランダマイザ２２２により選択的にパンクチャされる（すなわち削除または除去される）。パンクチャ処理はフルレートより低いレートで送信するときに冗長ウォルシュシンボルを除去する。パンクチャされたシンボルは乗算器２２６によりロングコード発生器２２４からのロングＰＮシーケンスとスクランブルされ、乗算器２２８ａおよび２２８ｂによりショートＰＮＩおよびＰＮＱシーケンスでそれぞれ拡散される。
【００２３】
オフセットＱＰＳＫ変調がＩＳ−９５ＣＤＭＡシステムのリバースリンクにおいて使用される。したがって、乗算器２２８ｂからの直角位相シンボルが遅延素子２３０によりチップ期間の半分だけ遅延される。乗算器２２８ａからの同位相シンボルおよび遅延素子２３０からの直角位相シンボルがそれぞれローパスフィルタ２３２ａおよび２３２ｂによりローパスフィルタリングされ、各デジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）２３４ａおよび２３４ｂによりアナログ信号に変換され、同位相（Ｉ）および直角位相（Ｑ）ベースバンド信号が発生される。リバースリンクに対するデータ処理はＩＳ−９５標準規格においてさらに詳細に説明されている。
【００２４】
図３はＩＳ−９５標準規格にしたがったリバースリンク上でのデータ送信のゲーティングを図示している図である。直交変調器２２０からのシンボルストリームがゲートオンおよびオフされ、特定フレームにおけるあるシンボルの送信および残りのシンボルの削除を可能にする。シンボルゲーティングは他の端末に対する干渉量を減少させ、リバースリンク容量を向上させる。
【００２５】
図３に示されているように、リバースリンク上の各フレームは２０ｍ秒の持続時間を持ち、等しい持続時間（１．２５ｍ秒）の１６期間に分割される。この期間は“電力制御グループ”として呼ばれる。ＩＳ−９５標準規格にしたがうと、各電力制御グループは、フレームの特定のデータレートおよびパンクチャシーケンスに基づいてゲートオンされ（すなわち送信され）、あるいはゲートオフされる（すなわち送信されない）。
【００２６】
４つのデータレートはＩＳ−９５標準規格のレートセット１によりサポートされており、８００ｂｐｓから８．６Ｋｂｐｓの範囲をとる。最高のデータレート（すなわち“フルレート”）において、図３の一番上に示されているように、すべてのシンボルが端末により送信される。ハーフレートでは、電力制御グループの半分がゲートオンされ、送信される電力制御グループ内でシンボルの送信を可能にし、他の半分の電力制御グループはゲートオフされ、送信からシンボルを事実上削除する。同様に、電力制御グループの４分の１が４分の１レートに対してゲートオンされ、電力制御グループの８分の１が８分の１レートに対してゲートオンされる。
【００２７】
ＩＳ−９５標準規格にしたがうと、図２のデータバーストランダマイザ２２２が、フレームデータレート信号と疑似ランダムパンクチャシーケンスにしたがって、電力制御グループのゲートオンおよびオフを実行する。送信される電力制御グループは、各フレーム内のそれらの位置で疑似ランダム化されるが、シンボルリピータ２１６に提供される各コードシンボルが確実に一度送信されるような方法で選択される。リバースリンク上のデータ送信のゲーティングはＩＳ−９５標準規格でさらに説明されている。
【００２８】
図４は送信データプロセッサ１１４からのＩおよびＱベースバンド信号を処理して、無線で送信するのに適した変調信号を発生させる送信機１１６の特定の実施形態のブロック図である。送信機１１６内では、ＩおよびＱ信号がローパスフィルタ４１２ａおよび４１２ｂにそれぞれ提供され、フィルタされてＤＡＣイメージが除去される（およびおそらくはＤＡＣによるｓｉｎｘ／ｘロールオフを補償する）。フィルタされたＩおよびＱ信号は各バッファ４１４ａおよび４１４ｂによりバッファされ、各ミキサ４１６ａおよび４１６ｂにより、それぞれ同位相中間周波数搬送波信号（すなわちＩＦ ＬＯ）および直角位相ＩＦ ＬＯで変調される。同位相および直角位相ＩＦ ＬＯは、増幅器４２４に結合されたタンク回路４２２からなるＩＦ発振器により提供されるＩＦ ＬＯに基づいてＩＦ位相分割器４２０により発生される。ミキサ４１６ａおよび４１６ｂからの同位相および直角位相ＩＦ成分は加算器４２８により互いに加算され、変調されたＩＦ信号が発生され、このＩＦ信号はバッファ４３２によりバッファされ、バンドパスフィルタ４３４によりフィルタされ、バンドから外れた雑音および所望しないスプリアス信号を除去する。
【００２９】
バンドパスフィルタ４３４からのフィルタされたＩＦ信号は可変利得増幅器（ＶＧＡ）４３６により、（示されていない）利得制御回路からの利得制御信号により決定される利得で増幅され、所望の信号レベルを有する出力信号が提供される。増幅されたＩＦ信号がアップコンバータ４３８により第２の搬送波信号で無線周波数（ＲＦ）にアップコンバートされ、この第２の搬送波信号は外部電圧制御発振器（ＶＣＯ）４４０からのＲＦ ＬＯをバッファ４４２でバッファリングすることにより発生される。アップコンバータ４３８からのＲＦ信号はバッファ４４２によりバッファされ、バンドパスフィルタ４４４によりフィルタされ、先行する周波数アップコンバートステージにより発生されたイメージを除去する。フィルタされた信号は電力増幅器（ＰＡ）４４８により増幅され、変調信号が発生され、この変調信号はデュプレクサを通してルーティングされ、アンテナから送信される（両素子は図４に示されていない）。
【００３０】
図４に示されている送信機アーキテクチャはＩＦ変調ステージとＲＦ周波数アップコンバートステージを使用する。変調ステージには、ダブルサイドバンドアップコンバータとイメージ除去フィルタが含まれる。シングルサイドバンドアップコンバータも構成することができる。
【００３１】
図４に示されている送信機アーキテクチャに対するさまざまな改良が可能である。例えば、送信信号パスはより少ないまたはより多いバッファおよび増幅器ステージ、より少ないまたはより多いフィルタ、他の回路を含むように設計することができる。さらに、送信信号パス内の素子は異なる構成で配置することができる。送信機１１６は１つの（おそらくはさらに多くの）集積回路内で構成して、回路の複雑性およびコストを低減させることができる。
【００３２】
図４に示されている特定の送信機アーキテクチャは、多くの可能性ある設計のうちの１つである。他の送信機アーキテクチャも可能であり、本発明の範囲内のものである。他の特定の送信機アーキテクチャでは、直角位相変調が送信データプロセッサ内でＩおよびＱサンプルでデジタル的に実行される。デジタル的に変調された信号は周波数アップコンバートステージによりＲＦに直接アップコンバートされる。
【００３３】
図５は通信装置５００用ＲＦ ＬＯ発生回路の特定の実施形態のブロック図である。通信装置５００はＩＳ−９５ＣＤＭＡシステム中のユーザ端末または基地局の一部とすることができ、データの同時送受信をサポートする回路を含む。送信信号パスには、シリーズに結合された、送信データプロセッサ５１４、送信機５１６、デュプレクサ５１８、およびアンテナ５２０が含まれる。送信データプロセッサ５１４および送信機５１６は先に説明した送信データプロセッサ１１４および送信機１１６に対応することができる。受信信号パスには、シリーズに結合された、アンテナ５２０、デュプレクサ５１８、受信機５３４、および受信データプロセッサ５３６が含まれる。送信信号パスに対する変調スキームおよびデジタル信号処理は、ＩＳ−９５ＣＤＭＡシステムと同様に、受信信号パスのもとと異なっていてもよい。
【００３４】
通信装置５００の設計を簡単にするために、共通ＲＦ電圧制御発振器（ＶＣＯ）５４０が使用されて、送信および受信信号パスの両方のためにＲＦ ＬＯが発生される。送信されるおよび受信される信号は（ＩＳ−９５ＣＤＭＡシステムに対するように）異なる周波数に割り当ててもよいが、２つの信号パスのそれぞれにおいて変調／復調または周波数変換ステージで直接的にまたは間接的に共通ＶＣＯからのＲＦ ＬＯを使用してもよい。
【００３５】
図５に示されているように、ＶＣＯ５４０は位相ロックループ（ＰＬＬ）の一部であり、ＰＬＬには分周器５４２、位相検出器５４４およびループフィルタ５４６が含まれる。位相検出器５４４は基準信号（例えば基準クロック）と分周器５４２からの周波数分周信号を受け取り、２つの信号の位相を比較して、位相エラー信号を発生させ、この位相エラー信号はループフィルタ５４６によりフィルタされ、制御信号が発生される。制御信号は、分周信号の位相が基準信号の位相とロックするようにＶＣＯ５４０の周波数を調整する。ＶＣＯ５４０からのＲＦ ＬＯは送信機５１６および受信機５４３に提供される。
【００３６】
送信機５１６内では、ＲＦ ＬＯはバッファ５５２によりバッファされ、後続回路に提供される。図５に示されている特定の設計では、直接アップコンバートが使用され、バッファされたＲＦ ＬＯが位相シフタ５５４ａおよび５５４ｂによりそれぞれ０°および９０°にシフトされ、それぞれリミッタ５５６ａおよび５５６ｂによりさらに増幅されクリップされ、ＩＬＯおよびＱＬＯが発生される。ＩＬＯおよびＱＬＯならびに送信データプロセッサ５１４からのＩおよびＱベースバンド信号はＲＦ変調器ユニット５５８に提供され、このＲＦ変調器ユニット５５８は、送信機１１６に対して上述したものと同様に、バッファリング、増幅、変調、フィルタリング、および周波数変換を実行する。ＲＦ変調器ユニット５５８からの変調信号は電力増幅器５６０により増幅され、デュプレクサ５１８を通してルーティングされ、アンテナ５２０から送信される。
【００３７】
受信信号パスでは、基地局からの変調信号がアンテナ５２０により受信され、デュプレクサ５１８を通してルーティングされ、受信機５３４に提供される。受信機５３４内では、受信信号が低雑音増幅器（ＬＮＡ）５７２により増幅され、ミキサ５７６に提供される。ＶＣＯ５４０からのＲＦ ＬＯも受信機５３４に提供され、バッファ５７４によりバッファされ、ミキサ５７６に提供される。ミキサ５７６は受信信号をバッファ５７４からのバッファされたＲＦ ＬＯと混合し、受信機５３４の特定の設計に依存して、周波数または直角位相ダウンコンバートを実行する。ダウンコンバートされた信号はＲＦ復調器ユニット５７８に提供され、調整され、さらに処理されて、ベースバンドサンプルが発生され、このベースバンドサンプルは受信データプロセッサ５３６に提供される。
【００３８】
ＩＳ−９５ＣＤＭＡシステムはワイヤレス通信システムとして設計され、ユーザ端末は一般的に移動体である。これらの移動体ユニットに対して、電力消費は重要な設計考慮事項であり、電力を節約するために、使用されていない回路素子を電源断することが望ましい。電力の節約はバッテリ再充電間の端末の動作寿命を延ばす。電力の節約はより小さいおよびより軽いバッテリの使用も可能にし、これは移動体応用において非常に望ましいことでもある。
【００３９】
電力消費を減少させるために、フルレートより低いレートで送信しているとき（例えば非送信電力制御グループ中）に、できるかぎり多くの能動回路素子を電源断することも望ましい。図３を参照すると、フルレートより低いレートで送信しているときに、シンボルが削除（すなわちゲートオフ）され、他の端末に対する干渉量を減少させる。電力制御グループがゲートオンまたはオフされているか否かを示す制御信号（例えばＰＯＷＥＲ＿ＯＮ）を、例えば送信データプロセッサ１１４により提供して、送信機中の回路素子のスイッチングを制御するのに使用することができる。
【００４０】
図４を参照すると、変調信号のゲーティングオンおよびオフは、送信信号パスに沿ったさまざまな位置で達成することができる。例えば、送信信号パスに沿った任意の点の信号、または送信機１１６に提供される搬送波信号（例えばＩＦ ＬＯまたはＲＦ ＬＯ）、またはその両方をゲートすることができる。
【００４１】
電力制御グループがゲートオフされるとき、送信信号パス中の能動回路素子のいくつかが電源断され、電力を節約してもよい。例えば、位相シフタ５５４、リミッタ５５６、ＲＦ変調ユニット５５８、および電力増幅器５６０は、データ送信がない期間中（例えば非送信電力制御グループ中）に電源断されてもよい。特に、電力増幅器５６０は一般的に多量の電流によりバイアスされ、要求される駆動能力を提供し、過度の性能低下を生じさせることなく電力増幅器を電源断することができる場合には、大きな電力の節約が達成できるかもしれない。電源断された回路素子は次に送信される電力制御グループの前に電源投入される。回路素子を適切にウォームアップするために、電源投入は送信信号が実際に使用される前の短い時間期間に実行することができる。
【００４２】
図６は送信機中の回路素子のスイッチングによるＲＦ ＬＯ上の雑音を図示する図である。図６に示されているように、電力制御グループがスイッチ（ＯＮまたはＯＦＦ）されるときに、雑音が送信機内で発生され、ＲＦ ＬＯに影響を与え、ＲＦ ＬＯ上に誘導される。スイッチング雑音は回路素子がスイッチされる時間近くでＲＦ ＬＯの周波数に偏移（すなわちグリッジ）を生じさせる。周波数偏移はＲＦ ＬＯの位相雑音特性を劣化させ、これは次にＲＦ ＬＯで処理される送信および受信信号を劣化させる。
【００４３】
ＩＳ−９５標準規格にしたがうと、リバースリンク上のスイッチング雑音は電力制御グループの１．２５ｍ秒期間に対応する８００Ｈｚの基本レートを有する。したがって、８００Ｈｚの基本レートの整数倍でのスプリアス信号がＲＦ ＬＯに現れる。これらのスプリアス信号は、ＲＦ ＬＯを発生させるのに使用されるＲＦ位相ロックループ内のループフィルタ５４６によりフィルタするには一般的に周波数が低すぎる。
【００４４】
図５の特定の設計に対して、ＲＦ ＬＯに導入される雑音は送信信号パスとともに受信信号パスに影響を与える。ＩＳ−９５ＣＤＭＡシステムでは、フォワードリンク送信は連続的であり、リバースリンク送信のようにはゲートされない。さらに、フォワードおよびリバースリンク送信は一般的に互いに独立である。したがって、特定のデータ送信中に送信機がスイッチオンまたはオフされるときに、受信機は受信信号を連続的に処理している。送信機中のスイッチングが受信機の性能を劣化させることは極めて望ましくない。
【００４５】
本発明にしたがうと、送信機中の能動回路素子は送信がない期間中に選択的に電源断される。最初に、送信機中の回路素子のスイッチングに感応的である通信装置中の回路およびノードが決定される。送信機中の能動回路素子は、感応的な回路およびノードへの妨害が最小となるように、送信がない期間中に選択的に電源断される。
【００４６】
感応的な回路およびノードの識別は回路解析、経験的な測定、他の技術、またはこれらの組み合わせを使用して行うことができる。例えば、ＲＦ ＬＯに対する信号トレースに対応するノード５５０がスイッチング雑音に対して感応的であるか否かの決定は、送信機５１６内の回路素子がスイッチされるときにＲＦ ＬＯの位相雑音を測定することにより行うことができる。回路素子がスイッチされるときに位相雑音が過度に劣化した場合には、回路素子またはノードはスイッチング雑音に対して感応的である。感応的な素子およびノードはスイッチング雑音からバッファされる。
【００４７】
送信がない期間中に電源断することができる回路素子を決定することも行われてもよい。システム性能（例えばビットエラーレートＢＥＲ、またはフレーム消去レートＦＥＲ）、または搬送波信号（例えばＲＦ ＬＯ）の位相雑音は、送信信号パス中の回路素子がスイッチされるときに（例えば一度に１つ）測定してもよい。特定の回路素子がスイッチされるときに性能が特定量よりも多く劣化した場合には、その素子はデータ送信中にスイッチオンおよびオフされない。
【００４８】
例として、図５では、ノード５５０が通信装置中で感応的なノードである可能性がある。送信機中のスイッチングによるこのノードに対する影響を確実に最小にするために、送信機５１６内のバッファ５５２が適切にバイアスされ、ＶＣＯ５４０上の負荷が送信機５１６中の他の回路素子がスイッチされた場合であってもほぼ一定のままであるようにバイアスされ維持される。バッファ５５２後の能動回路（例えば、位相シフタ５５４、リミッタ５５６、ＲＦ変調ユニット５５８、および電力増幅器５６０）は電力を節約できる可能性があるときはいつでも電源投入および電源断されてもよい。したがってバッファ５５２は、送信信号パス中のスイッチング雑音がＶＣＯ５４０の動作を妨害するのをブロックするバッファとして動作する。バッファ５５２は送信機５１６中で発生されたスイッチング雑音がノード５５０通して受信機５３４に広がって伝わらないように分離するようにも機能する。
【００４９】
同様に、受信機５３４内のバッファ５７４は、ＶＣＯ５４０上の負荷がほぼ一定を維持するようにバイアスされ維持される。受信機５３４内の他の能動回路（例えば、ＬＮＡ５７２、ミキサ５７６およびＲＦ復調ユニット５７８）は、電力を節約できる可能性があるときはいつでも電源投入および電源断されてもよい。
【００５０】
バッファ５５２をバイアスさせて維持することは一般的に、送信信号パス中の回路素子のスイッチングからＶＣＯ５４０を分離するのに十分である。ある例では、例えば位相シフタ５５４のような付加的な回路素子に対するバイアスを維持することも必要であるかもしれない。電源投入される回路素子の数は、一般的にスイッチング雑音からの分離量を決定し、さらに多くの回路素子をバイアスさせて維持することにより、より多くの分離を達成できるかもしれない。性能を最大にするために、搬送波信号の位相雑音がわずかに劣化される一方で最小の電力量を消費するように、最小数の回路素子がバイアスされて維持される。
【００５１】
通信装置中のＬＯ発生回路は一般的にスイッチングおよび負荷変動に対して感応的である。図４に示されている設計に対して、感応的な回路には一般的にＩＦ ＬＯおよびＲＦ ＬＯ発生回路が含まれる。スイッチング雑音によるこれらの感応的な回路における劣化量を減少させるために、データ送信の持続時間（すなわち通信の持続時間）に対して回路は電源投入される。例えば、図５に示されているＲＦ ＬＯ発生器に対して、位相検出器５４４、ループフィルタ５４６、ＶＣＯ５４０および分周器５４２を含むＲＦ位相ロックループの素子は電源投入に維持される。ＶＣＯ５４０に対する負荷回路（例えばバッファ５５２および５７４）も電源投入に維持され、一定の負荷を提供し、負荷回路に結合された他の回路からのスイッチング雑音に備えてバッファする。ＶＣＯ発生回路の性能を過度に低下させることなく、他の能動回路素子をスイッチさせてもよい（すなわち電源投入および電源断）。
【００５２】
図４を参照すると、ＩＦ ＬＯ発生回路も同様に設計して、送信機中で発生されるスイッチング雑音による劣化を低減させることができる。例えば、タンク回路４２２、増幅器４２４および位相分割器４２０内のバッファ４２６はデータ送信の持続時間に対して電源投入することができる。バッファ４２６は送信機中の回路素子のスイッチングにより発生される雑音からＩＦ ＬＯ発生回路を分離する。
【００５３】
いくつかの特定の構成では、送信機５１６および受信機５３４は同じまたは別の集積回路内に製造されてもよく、ＬＯ発生回路は集積回路の外部に構成されてもよい。この構成に対して、各集積回路は、入力バッファ（例えば図５のバッファ５５２および５７４）で各受信搬送波信号をバッファするように設計してもよい。入力バッファをデータ送信中にバイアスさせて維持して、ＬＯ発生回路に対して一定の負荷を提供することができる。
【００５４】
一般的に、ＬＯ発生回路の回路素子はデータ送信の持続時間に対してオンに維持される。これらの回路素子は一般的にウォームアップし整定するためにいくらかの時間期間を必要とすることから、これらは短い間隔内（例えば電力制御グループ間）ではスイッチされない。さらに、これらの回路素子をオンおよびオフにスイッチングすることは、搬送波信号中に位相の不連続を発生させ、これはシステム性能を低下させることがある。
【００５５】
明確にするために、本発明はＶＣＯの位相雑音中の劣化を減少させることに対して説明した。しかしながら、本発明は送信信号パス中の変化に感応的である他の回路に対しても適用することができる。例えば、送信機は一般的に基準電圧、バイアス電流なども使用する。これらの信号を発生させるのに使用される回路がスイッチング雑音に対して感応的である場合には、これらの回路を適切にバッファして、スイッチング雑音からの劣化量を減少させてもよい。
【００５６】
さらに、明確のために、本発明は電力制御グループのいくつかがフレームデータレートに基づいてパンクチャされるＩＳ−９５ＣＤＭＡシステム中のリバースリンクデータ送信の状況で特に説明した。しかしながら、送信をゲートするかもしれず、あるいは送信信号パスにおける他の変化を示すかもしれない他の通信システムで本発明を使用してもよい。
【００５７】
好ましい実施形態の先の説明は、当業者が本発明を作りまたは使用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さまざまな改良も当業者に容易に明らかになるであろう。ここで規定されている一般的な原理は発明力を使用することなく他の実施形態に対して適用してもよい。したがって、本発明はここに示されている実施形態に限定されることを意図しているものではなく、ここで開示されている原理および新規な特徴と矛盾しない最も広い範囲にしたがうべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、通信システムにおけるデータ送信用信号処理の実施形態の簡単化されたブロック図である。
【図２】 図２は、ＩＳ−９５ＣＤＭＡ標準規格にしたがった端末から基地局へのリバースリンクデータ送信用信号処理のブロック図である。
【図３】 図３は、ＩＳ−９５標準規格にしたがったリバースリンク上でのデータ送信のゲーティングを図示した図である。
【図４】 図４は、ＩおよびＱベースバンド信号を処理して、送信に適した変調信号を発生させる送信機の特定の実施形態のブロック図である。
【図５】 図５は、通信装置のためのＲＦ ＬＯ発生回路の実施形態のブロック図である。
【図６】 図６は、送信機中の回路素子のスイッチングによるＲＦ ＬＯ上の雑音を示す図である。

Claims (14)

1. ワイヤレス通信システムで使用される通信装置において、
   各信号発生器が各搬送波信号を提供するように動作可能である、１つ以上の信号発生器と、
   １つ以上の信号発生器に結合され、１つ以上の信号発生器から１つ以上の搬送波信号を受け取って、１つ以上の搬送波信号を１つ以上の入力信号で変調して変調信号を発生させ、変調信号は特定のデータ送信中にゲートオンおよびオフされる送信機とを具備し、
   送信機は、各入力バッファが各搬送波信号を受け取ってバッファするように動作可能である、１つ以上の入力バッファを備え、１つ以上の入力バッファは、変調信号がゲートオンおよびオフされるときであっても特定のデータ送信の持続時間に対してバイアスされて維持される通信装置。
2. 送信機は１つの集積回路内に構成され、１つ以上の信号発生器のそれぞれの少なくとも一部は集積回路の外部に構成される請求項１記載の装置
3. １つ以上の信号発生器には、ＲＦ搬送波信号を発生させるのに使用される第１の電圧制御発振器（ＶＣＯ）が含まれる請求項１記載の装置。
4. １つ以上の信号発生器には、ＩＦ搬送波信号を発生させるのに使用される第２のＶＣＯがさらに含まれる請求項３記載の装置。
5. １つ以上の信号発生器は、特定のデータ送信の持続時間に対して動作可能に維持される請求項１記載の装置。
6. 送信機は変調信号を発生させるように動作可能な複数の能動回路素子をさらに備え、変調信号がゲートオフされるときに１つ以上の能動回路素子が電源断されて、電力消費を減少させる請求項１記載の装置。
7. 送信機は変調信号がゲートオフされるときに電源断される電力増幅器を備える請求項６記載の装置。
8. 少なくとも１つの搬送波信号を受け取るために１つ以上の信号発生器の少なくとも１つと結合された受信機をさらに具備し、
   受信機は受信信号を受信し、受信信号を少なくとも１つの搬送波信号でダウンコンバートして、ダウンコンバート信号を発生させるように動作可能であり、
   受信機は、各入力バッファが各搬送波信号を受け取ってバッファするように動作可能である、少なくとも１つの入力バッファを備え、少なくとも１つの入力バッファは特定のデータ送信の持続時間に対してバイアスされて維持される請求項１記載の装置。
9. 送信機と受信機は、送信機中の送信信号を直接的にまたは間接的にアップコンバートし、受信機中の受信信号を直接的にまたは間接的にダウンコンバートするのに使用される共通のＲＦ搬送波信号を共有する請求項８記載の装置。
10. 特定のデータ送信は離散時間期間に対して生じ、変調信号は各時間期間に対してゲートオンまたはオフされる請求項１記載の装置。
11. 各時間期間の持続時間は１．２５ｍ秒である請求項１０記載の装置。
12. ワイヤレス通信システムはＩＳ−９５標準規格に適合している請求項１記載の装置。
13. 請求項１記載の装置を具備し、ＩＳ−９５ＣＤＭＡシステム中で動作する移動体端末。
14. ワイヤレス通信システムで使用するための移動体端末において、
    ＲＦ周波数で搬送波信号を提供するように動作可能な信号発生器と、
    信号発生器に結合され、搬送波信号を受け取って、搬送波信号を１つ以上の入力信号で変調して変調信号を発生させるように動作可能であり、変調信号が特定のデータ送信中にゲートオンおよびオフされる送信機と、
    信号発生器に結合され、受信信号を受け取って、受信信号を搬送波信号でダウンコンバートしてダウンコンバート信号を発生させるように動作可能な受信機とを具備し、
    送信機と受信機は搬送波信号を受け取ってバッファするように動作可能な入力バッファをそれぞれ含み、入力バッファは変調信号がゲートオンおよびオフされるときであっても特定のデータ送信の持続期間に対してバイアスされて維持される移動体端末。

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