JP5155314B2 - 相互変調歪の検出および軽減 - Google Patents
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Description
特許に関する本出願は、2006年8月8日に提出され、「デジタル相互変調推定、デジタル相互変調のキャンセル」と表題が付けられ、そして、この譲受人に譲渡され、この引用によりここに特に組込まれる仮出願60/836,608号の優先権を主張する。
本開示は、一般に、回路に関する、そして、より具体的には受信機における相互変調歪を軽減する技法に関する。
ワイヤレス全二重通信方式におけるワイヤレスデバイスは、双方向通信のためにデータを同時に送信および受信することができる。そのような全二重方式の1つは、符号分割多元接続方式(CDMA)システムである。送信パスにおいては、ワイヤレスデバイスの内の送信機が、(a)無線周波数(RF)搬送波信号上にデータを変調して変調された信号を発生する、そして(b)変調された信号を増幅して適切な信号レベルを持った送信信号を得る。送信信号は、デュプレクサに送られ、1つ以上の基地局へアンテナを介して送信される。受信パスにおいては、ワイヤレスデバイスの内の受信機が(a)アンテナとデュプレクサを介して受信信号を得る、そして(b)受信信号を増幅し、フィルタし、復調してベースバンド信号を得る。ベースバンド信号は、基地局により送信されたデータを再生するためにさらに処理される。
したがって、受信機における相互変調歪の有害な影響を軽減する技法に関して当該技術におけるニーズがある。
ただし、vは能動素子の入力信号である。a1、a2、およびa3は能動素子の線形性を定義する係数である。そして、y(v)は能動素子からの出力信号である。簡単にするために、第3次より上の高次の項は無視され得る。
ただし、A[sxcos(ωTt)−sysin(ωTt)]は、送信漏れ信号に相当し、Jcos(ωJt)は妨害波に相当する。
ただし、x(n)は、サンプル期間nのフィルタへの入力信号である、
z(n)は、サンプル期間nのフィルタからの出力信号である、および、
cはフィルタ係数である。
図7におけるIMD制御ユニット180は、IM2とIM3についての相関結果を受け取り、調整されたIM2およびIM3が、それぞれ受信IM2およびIM3にできるだけ厳密に一致するように、IMD調整ユニット900内の各種ユニットを調節することができる。ゲインgIおよびgQは、調整されたIM2またはIM3の振幅が、受信IM2またはIM3の振幅と一致するように選択され得る。フィルタ912a、912b、916aおよび916bは、調整されたIM2またはIM3の周波数レスポンスが、受信IM2またはIM3の周波数レスポンスと一致するように調節され得る。例えば、フィルタ912aと912bは、受信パスにおける種々の回路ブロックによる受信IおよびQ信号おける垂下と一致するように、調整されたIM2またはIM3におけるロールオフまたは垂下を供給することができる。遅延ユニット914aと914bは、調整されたIM2またはIM3が受信IM2またはIM3と時間整列するように調節され得る。IMD制御ユニット180は、すべての調整可能パラメータ(例えば、ゲイン、遅延、周波数レスポンス、など)を通して繰り返してもよいし、一度に1つのパラメータを調節してもよい。各パラメータについて、IMD制御ユニット180は、種々の値を適用し、より良いIMDのキャンセルを示す最低の相関結果を供給する値を選択してもよい。IMD制御ユニット180は、さらに、共同で複数またはすべてのパラメータを調節してもよい。
以下に本件出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[C1]
デジタル相互変調歪を得て、かつ前記デジタル相互変調歪に基づいて入力信号における相互変調歪をデジタルで決定するように構成された少なくとも1台のプロセッサと、
前記少なくとも1台のプロセッサに結合されたメモリ、
を含む装置。
[C2]
前記少なくとも1台のプロセッサは、デジタル第2次相互変調歪(IM2)を得て、かつ前記デジタルIM2に基づいて前記入力信号におけるIM2をデジタルで決定するように、構成される、C1の装置。
[C3]
前記少なくとも1台のプロセッサは、デジタル第3次相互変調歪(IM3)を得て、かつ前記デジタルIM3に基づいて前記入力信号におけるIM3をデジタルで決定するように、構成される、C1の装置。
[C4]
前記少なくとも1台のプロセッサは、送信信号のバージョンに基づいて前記デジタル相互変調歪を得るように、構成される、C1の装置。
[C5]
前記少なくとも1台のプロセッサは、デジタル/アナログ変換に先立つ送信信号のバージョンに対応するデジタルの同相(I)および直角位相(Q)信号に基づいて前記デジタル相互変調歪を得るように構成される、C1の装置。
[C6]
前記少なくとも1台のプロセッサは、周波数上方変換および下方変換の後の送信信号のバージョンに対応するデジタル同相の(I)および直角位相(Q)信号に基づいて前記デジタル相互変調歪を得るように構成される、C1の装置。
[C7]
前記少なくとも1台のプロセッサは、アナログ領域において2乗することにより得られた送信信号の2乗されたバージョンに基づいて前記デジタル相互変調歪を得るように、構成される、C1の装置。
[C8]
前記少なくとも1台のプロセッサは、デジタル同相(I)および直角位相(Q)信号の2乗された大きさに基づいてデジタル第2次相互変調歪(IM2)を得るように、構成される、C1の装置。
[C9]
前記少なくとも1台のプロセッサは、可変ゲイン、可変遅延、および調整可能な周波数レスポンスの少なくとも1つによりデジタルIM2を得るように構成される、C8の装置。
[C10]
前記少なくとも1台のプロセッサは、直流(DC)オフセットの除去によりデジタルIM2を得るように、構成される、C8の装置。
[C11]
前記少なくとも1台のプロセッサは、デジタル第2次相互変調歪(IM2)を得て、かつ前記デジタルIM2に基づいてデジタル第3次相互変調歪(IM3)を得るように、構成される、C1の装置。
[C12]
前記少なくとも1台のプロセッサは、そこに妨害波を含んでいる同相の(I)および直角位相(Q)信号を前記デジタルIM2に乗算することにより、デジタルIM3を得るように構成される、C11の装置。
[C13]
前記少なくとも1台のプロセッサは、前記入力信号に基づいて、そこに妨害波を含む前記IおよびQ信号を発生するように構成される、C12の装置。
[C14]
前記少なくとも1台のプロセッサは、可変ゲイン、可変遅延、および調整可能な周波数レスポンスの少なくとも1つにより、デジタルIM3を得るように構成される、C11の装置。
[C15]
前記少なくとも1台のプロセッサは、前記デジタル相互変調歪を前記入力信号と相関させ、かつ相関結果に基づいて前記入力信号における相互変調歪を決定するように、構成される、C1の装置。
[C16]
前記入力信号は、入力同相(I)および直角位相(Q)信号を含み、および、前記少なくとも1台のプロセッサは、デジタル第2次相互変調歪(IM2)を得て、かつ前記デジタルIM2を前記入力IおよびQ信号と相関させ、相関IM2のIとQのパワーを得るように構成される、C1の装置。
[C17]
前記少なくとも1台のプロセッサは、前記デジタルIM2のパワーを決定するように、前記入力IおよびQ信号のパワーを決定するように、かつ、前記相関IM2のIとQのパワー、前記デジタルIM2のパワー、および前記入力IとQ信号のパワーに基づいて相関結果を決定するように、構成される、C16の装置。
[C18]
前記入力信号は、入力同相(I)および直角位相(Q)信号を含み、および、前記少なくとも1台のプロセッサは、第3次相互変調歪(IM3)のデジタルIとQ成分を得るように、前記デジタルIM3のI成分を前記入力I信号と相関させて相関IM3のIパワーを得るように、および前記デジタルIM3 Q成分を前記入力Q信号と相関させて相関IM3のQパワーを得るように 構成される、C1の装置。
[C19]
前記少なくとも1台のプロセッサは、前記デジタルIM3のIとQ成分のパワーを決定するように、前記前記入力IおよびQ信号のパワーを決定するように、かつ、前記相関IM3のIとQのパワー、前記デジタルIM3のIとQ成分のパワー、および前記入力IとQ信号のパワーに基づいて相関結果を決定するように、構成される、C18の装置。
[C20]
前記少なくとも1台のプロセッサは、前記入力信号において決定した相互変調歪に基づいて、受信機の少なくとも1つの回路ブロックの動作を調節するように、構成される、C1の装置。
[C21]
前記少なくとも1台のプロセッサは、前記決定した相互変調歪を低減するために、閉ループにおいて前記少なくとも1つの回路ブロックの動作を調節するように構成される、C20の装置。
[C22]
前記少なくとも1台のプロセッサは、前記入力信号において決定した第2次相互変調歪(IM2)に基づいて、受信機のミキサの動作を調節するように構成される、C1の装置。
[C23]
前記少なくとも1台のプロセッサは、前記入力信号において決定した第3次相互変調歪(IM3)に基づいて、受信機における低ノイズ増幅器(LNA)のゲイン、または線形性、またはゲインおよび線形性の両方を調節するように、構成される、C1の装置。
[C24]
前記少なくとも1台のプロセッサは、前記入力信号における相互変調歪と一致する調整された相互変調歪を得るために、前記デジタル相互変調歪を調整するように、かつ、前記入力信号から前記調整された相互変調歪を引くように、構成される、C1の装置。
[C25]
前記少なくとも1台のプロセッサは、可変ゲイン、可変遅延、および調整可能な周波数レスポンスの少なくとも1つにより前記デジタル相互変調歪を調整するように、構成される、C24の装置。
[C26]
前記少なくとも1台のプロセッサは、デジタル第2次相互変調歪(IM2)を得るように、前記デジタルIM2を調整して前記入力信号におけるIM2と一致する調整されたIM2を得るように、そして、前記入力信号から前記調整されたIM2を引くように構成される、C1の装置。
[C27]
前記少なくとも1台のプロセッサは、デジタル第3次相互変調歪(IM3)を得るように、前記デジタルIM3を調整して前記入力信号におけるIM3と一致する調整されたIM3を得るように、そして、前記入力信号から前記調整されたIM3を引くように、構成される、C1の装置。
[C28]
デジタル相互変調歪を得ることと、
前記デジタル相互変調歪に基づいて入力信号における相互変調歪をデジタルで決定すること、
を含む方法。
[C29]
前記デジタル相互変調歪を得ることは、デジタル第2次相互変調歪(IM2)を得ることと、前記デジタルIM2に基づいてデジタル第3次相互変調歪(IM3)を得ることを含む、C28の方法。
[C30]
前記入力信号における相互変調歪をデジタルで決定することは、前記デジタル相互変調歪を前記入力信号と相関させること、および、相関結果に基づいて前記入力信号における相互変調歪を決定することを含む、C28の方法。
[C31]
前記入力信号における決定した相互変調歪に基づいて、受信機における少なくとも1つの回路ブロックの動作を調整すること、をさらに含む、C28の方法。
[C32]
前記入力信号における相互変調歪と一致する調整された相互変調歪を得るように前記デジタル相互変調歪を調整することと、
前記入力信号から前記調整された相互変調歪を引くこと、
をさらに含む、C28の方法。
[C33]
デジタル相互変調歪を得るための手段と、
前記デジタル相互変調歪に基づいて入力信号における相互変調歪をデジタルで決定するための手段、
を備える装置。
[C34]
前記入力信号における相互変調歪をデジタルで決定するための手段は、前記デジタル相互変調歪を前記入力信号と相関するための手段と、相関結果に基づいて前記入力信号における相互変調歪を決定するための手段を備える、C33の装置。
[C35]
前記入力信号において決定した相互変調歪に基づいて、受信機における少なくとも1つの回路ブロックの動作を調整するための手段をさらに備える、C33の装置。
[C36]
前記入力信号における相互変調歪と一致する調整された相互変調歪を得るように前記デジタル相互変調歪を調整するための手段と、
前記入力信号から前記調整された相互変調歪を引くための手段、
をさらに備える、C33の装置。
[C37]
デジタル相互変調歪を得ることと、
前記デジタル相互変調歪に基づいて入力信号における相互変調歪をデジタルで決定すること、
を操作可能な命令を記憶するためのプロセッサ可読媒体。
[C38]
前記デジタル相互変調歪を前記入力信号と相関することと、
相関結果に基づいて前記入力信号における相互変調歪を決定すること、
を操作可能な命令をさらに記憶するためのC37のプロセッサ可読媒体。
[C39]
前記入力信号において相互変調歪と一致する調整された相互変調歪を得るように前記デジタル相互変調歪を調整することと、
前記入力信号から前記調整された相互変調歪を引くこと、
を操作可能な命令をさらに記憶するためのC37のプロセッサ可読媒体。
Claims (38)
- 装置から送信される送信信号に基づいてデジタル相互変調歪を得て、かつ前記デジタル相互変調歪に基づいて入力信号における相互変調歪をデジタルで決定するように構成された少なくとも1台のプロセッサと、
前記入力信号は前記装置により受信された信号および前記装置からの送信漏れ信号を含んでおり、
前記少なくとも1台のプロセッサに結合されたメモリと、
を具備し、
前記少なくとも1台のプロセッサは、
相互変調歪(IMD)発生器と、
IMD相関器と、
IMD制御ユニットと、
を具備し、
前記IMD発生器は、同相および直角位相送信信号として前記送信信号を受信し前記同相および直角位相送信信号に基づいてIMDを発生し、
前記IMD相関器は、前記発生されたIMD及び中間の同相および直角位相入力信号を受信し、相関結果を発生し、
前記IMD制御ユニットは、前記相関結果に基づいて、1つまたは複数の回路ブロックに関する1つまたは複数の制御を発生し、前記入力信号におけるIMDレベルを低減する、ならびに
前記同相および直角位相送信信号は前記送信信号の同相および直角位相成分を示す信号であり、
前記中間の同相および直角位相入力信号は前記入力信号の同相および直角位相成分を示す信号である、装置。 - 前記少なくとも1台のプロセッサは、前記IMDとしてデジタル第2次相互変調歪(IM2)を得て、かつ前記デジタルIM2に基づいて前記入力信号におけるIM2をデジタルで決定するように、構成される、請求項1の装置。
- 前記少なくとも1台のプロセッサは、前記IMDとしてデジタル第3次相互変調歪(IM3)を得て、かつ前記デジタルIM3に基づいて前記入力信号におけるIM3をデジタルで決定するように、構成される、請求項1の装置。
- 前記少なくとも1台のプロセッサは、前記受信された送信信号に基づいて前記デジタルIMDを得るように、構成される、請求項1の装置。
- 前記少なくとも1台のプロセッサは、デジタル/アナログ変換に先立つ前記受信された送信信号に対応するデジタルの同相(I)および直角位相(Q)信号に基づいて前記デジタルIMDを得るように構成される、請求項1の装置。
- 前記少なくとも1台のプロセッサは、周波数上方変換および下方変換の後の前記受信された送信信号に対応するデジタル同相の(I)および直角位相(Q)信号に基づいて前記デジタルIMDを得るように構成される、請求項1の装置。
- 前記少なくとも1台のプロセッサは、アナログ領域において2乗することにより得られた前記受信された送信信号に基づいて前記デジタルIMDを得るように、構成される、請求項1の装置。
- 前記少なくとも1台のプロセッサは、デジタル同相(I)および直角位相(Q)信号の2乗された大きさに基づいてデジタル第2次相互変調歪(IM2)を得るように、構成される、請求項1の装置。
- 前記少なくとも1台のプロセッサは、可変ゲイン、可変遅延、および調整可能な周波数レスポンスの少なくとも1つによりデジタルIM2を得るように構成される、請求項8の装置。
- 前記少なくとも1台のプロセッサは、直流(DC)オフセットの除去によりデジタルIM2を得るように、構成される、請求項8の装置。
- 前記少なくとも1台のプロセッサは、デジタル第2次相互変調歪(IM2)を得て、かつ前記デジタルIM2に基づいてデジタル第3次相互変調歪(IM3)を得るように、構成される、請求項1の装置。
- 前記少なくとも1台のプロセッサは、そこに妨害波を含んでいる同相の(I)および直角位相(Q)信号を前記デジタルIM2に乗算することにより、デジタルIM3を得るように構成される、請求項11の装置。
- 前記少なくとも1台のプロセッサは、前記入力信号に基づいて、そこに妨害波を含む前記IおよびQ信号を発生するように構成される、請求項12の装置。
- 前記少なくとも1台のプロセッサは、可変ゲイン、可変遅延、および調整可能な周波数レスポンスの少なくとも1つにより、デジタルIM3を得るように構成される、請求項11の装置。
- 前記少なくとも1台のプロセッサは、前記デジタル相互変調歪を前記入力信号と相関させ、かつ相関結果に基づいて前記入力信号における相互変調歪を決定するように、構成される、請求項1の装置。
- 前記入力信号は、入力同相(I)および直角位相(Q)信号を含み、および、前記少なくとも1台のプロセッサは、デジタル第2次相互変調歪(IM2)を得て、かつ前記デジタルIM2を前記入力IおよびQ信号と相関させ、相関IM2のIとQのパワーを得るように構成される、請求項1の装置。
- 前記少なくとも1台のプロセッサは、前記デジタルIM2のパワーを決定するように、前記入力IおよびQ信号のパワーを決定するように、かつ、前記相関IM2のIとQのパワー、前記デジタルIM2のパワー、および前記入力IとQ信号のパワーに基づいて相関結果を決定するように、構成される、請求項16の装置。
- 前記入力信号は、入力同相(I)および直角位相(Q)信号を含み、および、前記少なくとも1台のプロセッサは、第3次相互変調歪(IM3)のデジタルIとQ成分を得るように、前記デジタルIM3のI成分を前記入力I信号と相関させて相関IM3のIパワーを得るように、および前記デジタルIM3 Q成分を前記入力Q信号と相関させて相関IM3のQパワーを得るように 構成される、請求項1の装置。
- 前記少なくとも1台のプロセッサは、前記デジタルIM3のIとQ成分のパワーを決定するように、前記前記入力IおよびQ信号のパワーを決定するように、かつ、前記相関IM3のIとQのパワー、前記デジタルIM3のIとQ成分のパワー、および前記入力IとQ信号のパワーに基づいて相関結果を決定するように、構成される、請求項18の装置。
- 前記少なくとも1台のプロセッサは、前記入力信号において決定した相互変調歪に基づいて、受信機の少なくとも1つの回路ブロックの動作を調節するように、構成される、請求項1の装置。
- 前記少なくとも1台のプロセッサは、前記決定した相互変調歪を低減するために、閉ループにおいて前記少なくとも1つの回路ブロックの動作を調節するように構成される、請求項20の装置。
- 前記少なくとも1台のプロセッサは、前記入力信号において決定した第2次相互変調歪(IM2)に基づいて、受信機のミキサの動作を調節するように構成される、請求項1の装置。
- 前記少なくとも1台のプロセッサは、前記入力信号において決定した第3次相互変調歪(IM3)に基づいて、受信機における低ノイズ増幅器(LNA)のゲイン、または線形性、またはゲインおよび線形性の両方を調節するように、構成される、請求項1の装置。
- 前記少なくとも1台のプロセッサは、前記入力信号における相互変調歪と一致する調整された相互変調歪を得るために、前記デジタル相互変調歪を調整するように、かつ、前記入力信号から前記調整された相互変調歪を引くように、構成される、請求項1の装置。
- 前記少なくとも1台のプロセッサは、可変ゲイン、可変遅延、および調整可能な周波数レスポンスの少なくとも1つにより前記デジタル相互変調歪を調整するように、構成される、請求項24の装置。
- 前記少なくとも1台のプロセッサは、デジタル第2次相互変調歪(IM2)を得るように、前記デジタルIM2を調整して前記入力信号におけるIM2と一致する調整されたIM2を得るように、そして、前記入力信号から前記調整されたIM2を引くように構成される、請求項1の装置。
- 前記少なくとも1台のプロセッサは、デジタル第3次相互変調歪(IM3)を得るように、前記デジタルIM3を調整して前記入力信号におけるIM3と一致する調整されたIM3を得るように、そして、前記入力信号から前記調整されたIM3を引くように、構成される、請求項1の装置。
- 送信信号を送信することと、
受信信号を受信することと、
前記受信信号および送信漏れ信号を含む入力信号を受信することと、
デジタル相互変調歪を得ることを具備し、
前記デジタル相互変調歪を得ることは、
同相および直角位相送信信号として前記送信信号を受信することと、
中間の同相および直角位相入力信号として前記入力信号を受信することと、
前記受信された送信信号に基づいて前記デジタル相互変調歪を発生することと、
前記発生されたデジタル相互変調歪を前記中間の同相および直角位相入力信号と相関させて相関結果を発生することと、
1つまたは複数の回路ブロックに関する1つまたは複数の制御を発生し、前記発生された相関結果に基づいて前記入力信号における相互変調歪レベルを低減することと、
を具備し、
前記同相および直角位相送信信号は前記送信信号の同相および直角位相成分を示す信号であり、ならびに
前記中間の同相および直角位相入力信号は前記入力信号の同相および直角位相成分を示す信号である、方法。 - 前記デジタル相互変調歪を得ることは、デジタル第2次相互変調歪(IM2)を得ることと、前記デジタルIM2に基づいてデジタル第3次相互変調歪(IM3)を得ることを含む、請求項28の方法。
- 前記入力信号における決定した相互変調歪に基づいて、受信機における少なくとも1つの回路ブロックの動作を調整すること、をさらに含む、請求項28の方法。
- 前記入力信号における相互変調歪と一致する調整された相互変調歪を得るように前記デジタル相互変調歪を調整することと、
前記入力信号から前記調整された相互変調歪を引くこと、
をさらに含む、請求項28の方法。 - 送信信号を送信するための手段と、
受信信号を受信するための手段と、
前記受信信号および送信漏れ信号を含む入力信号を受信するための手段と、
デジタル相互変調歪を得るための手段を具備し、
前記デジタル相互変調歪を得るための手段は、
同相および直角位相送信信号として前記送信信号を受信する手段と、
中間の同相および直角位相入力信号として前記入力信号を受信する手段と、
前記受信された送信信号に基づいて前記デジタル相互変調歪を発生する手段と、
前記発生されたデジタル相互変調歪を前記中間の同相および直角位相入力信号と相関させて相関結果を発生する手段と、
1つまたは複数の回路ブロックに関する1つまたは複数の制御を発生し、前記発生された相関結果に基づいて前記入力信号におけるデジタル相互変調歪レベルを低減する手段と、
を具備し、
前記同相および直角位相送信信号は、前記送信信号の同相および直角位相成分を示す信号であり、
前記中間の同相および直角位相入力信号は、前記入力信号の同相および直角位相成分を示す信号である、装置。 - 前記入力信号において決定した相互変調歪に基づいて、受信機における少なくとも1つの回路ブロックの動作を調整するための手段をさらに備える、請求項32の装置。
- 前記入力信号における相互変調歪と一致する調整された相互変調歪を得るように前記デジタル相互変調歪を調整するための手段と、
前記入力信号から前記調整された相互変調歪を引くための手段、
をさらに備える、請求項32の装置。 - 同相および直角位相送信信号として送信信号を受信し、
中間の同相および直角位相入力信号として入力信号を受信し、
前記入力信号は、受信信号および送信漏れ信号を含み、
前記受信された送信信号に基づいて、デジタル相互変調歪を得、
前記得られたデジタル相互変調歪を前記中間の同相および直角位相入力信号と相関させて相関結果を発生し、
前記相関結果に基づいて1つまたは複数の回路ブロックに関する1つまたは複数の制御を発生して前記入力信号におけるデジタル相互変調歪レベルを低減する、
前記同相および直角位相送信信号は、前記送信信号の同相および直角位相成分を示す信号であり、
前記中間の同相および直角位相入力信号は、前記入力信号の同相および直角位相成分を示す信号である、
ように動作可能な命令を記憶するプロセッサ可読媒体。 - 前記入力信号において相互変調歪と一致する調整された相互変調歪を得るように前記デジタル相互変調歪を調整することと、
前記入力信号から前記調整された相互変調歪を引くこと、
を操作可能な命令をさらに記憶するための請求項35のプロセッサ可読媒体。 - デジタル第2次相互変調歪(IM2)を得る、
前記デジタルIM2に基づいてデジタル第3次相互変調歪(IM3)を得る、
ように動作可能な命令をさらに記憶する請求項35のプロセッサ可読媒体。 - 前記入力信号内の前記決定された相互変調歪に基づいて受信機内の少なくとも1つの回路ブロックの動作を調整するように動作可能な命令を記憶する請求項35のプロセッサ可読媒体。
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