JP6668479B2 - アンテナ選択をサポートするトランシーバ装置および受信した信号の処理方法 - Google Patents

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Description

本発明は、トランシーバ装置であって、たとえばアンテナダイバーシティのための第1のアンテナポートおよび第2のアンテナポートを備えたタイプの、トランシーバ装置に関するものである。本発明はまた、受信した信号の処理方法であって、たとえば第1のアンテナおよび第2のアンテナにおいて信号を受信するタイプの、受信した信号の処理方法にも関するものである。
直交周波数分割多重(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式に依存した通信システム、たとえば4G通信システムと呼ばれることもあるLTE(Long Term Evolution)システムは、基地局を採用していることが知られており、それらの基地局は、UE(User Equipment;使用者端末)ユニットと通信可能なeNodeB(evolved Node B)と呼ばれることもある。UEユニットは、典型的には、UEに対してある地理的領域をカバーする無線通信サービスエリアを提供する、概念上の複数のセルをそれぞれサポートする複数のeNodeBを含むネットワークインフラにより提供される1つまたは複数のセルラー通信サービスの、加入者により使用される。eNodeBおよびUEユニットは、モデムを含む通信機器の例である。
UEユニット内においては、典型的には、ベースバンドICと無線周波数(Radio Frequency;RF)ICとが協働して、送信機チェーンと受信機チェーンとを有するトランシーバ・アーキテクチャをサポートし、これらの送信機チェーンおよび受信機チェーンは、それぞれ上りリンク通信と下りリンク通信とに用いられる直交周波数分割多重(Orthogonal Frequency Division Multiplexing;OFDM)通信方式の異なるバリエーションに準拠した動作をサポートする。しかしながら、RFおよびベースバンドICは、単一のICによってサポートされてもよい。LTE通信システムについていえば、OFDM方式は周波数分割二重(Frequency Division Duplexing;FDD)システムと共に用いられ、そこでは、たとえばシステム送信帯とシステム受信帯といった異なる周波数帯においてではあるが、送信と受信とが同時に行われる。
このタイプのシステムでは、複数のアンテナの使用を伴う空間的ダイバーシティの利点を活かす実用技術として、アンテナ選択(Antenna Selection;AS)の技術が用いられている。ASの1つのタイプとしては、UEユニットの1対のアンテナからUEユニットの1つのアンテナを選択することが可能な送信AS(Transmit AS;TAS)、たとえばLTE規格のTS36.123 v8.08、セクション8.7で提示されているTASが挙げられる。LTE規格によれば、この特性をサポートすることは任意(オプショナル)である。しかしながら、サポートされる場合には、所与のUEユニットは複数のアンテナを有することが知られている。コストの制約のため、アンテナの数は典型的には2本または4本である。たとえば、UEユニットは、第1のデュプレクサを介して第1のトランシーバチェーンに接続された第1のアンテナと、第2のデュプレクサを介して第2のトランシーバチェーンに接続された第2のアンテナとを含むものとされてもよい。各トランシーバチェーンは、それぞれ送信機チェーンと受信機チェーンとを含んでいる。TAS機能の目的は、UEユニットが上りリンク通信のために最良のアンテナを使用することを保障する点にある。
この点につき、TAS機能がネットワークによりサポートされている場合には、eNodeBはサウンディング信号を利用し、かかる信号の一例はいわゆるサウンディング参照信号(Sounding Reference Signal;SRS)である。eNodeBは、受信したSRSを用いて、UEユニットの各アンテナとeNodeBの各アンテナとの間の上りリンクチャネルの、品質Hを測定する。ここで、チャネル品質Hは、すべての上りリンクアンテナの組合せについて特定される。上りリンクチャネルの品質は、最良の上りリンクチャネル品質を提供するアンテナのサブセットを識別するために用いられる。この例では、eNodeBは、上りリンクチャネルの品質Hの評価に基づいて、UEユニットが所有する2つのアンテナのうちの1つを選択する。最良の上りリンクチャネル品質と関連付けられたアンテナを識別した後、eNodeBは、いわゆる物理上りリンク共有チャネル(Physical Uplink Shared CHannel;PUSCH)を用いて、いずれのアンテナを通信に用いるかという点につき、かかる情報を上りリンクの許可制御メッセージ内に暗号化することにより、UEユニットに指示を送る。
しかしながら、TASが実装されるためには、UEユニットの両方のアンテナが、そのアンテナが選択されたときに送信機との同時動作を可能とするために、それぞれのトランシーバチェーンを必要とする。このことは、かなりの複雑さを招くこととなる。なぜならば、デュプレクサは狭帯域の要素であり、各トランシーバチェーンの各送信機チェーンの電力増幅器は、対応の適切なデュプレクサに切り換えられる必要があるためである。
そのように、各トランシーバチェーンに対して1組であるデュプレクサの組を必要とする点は、削減の利益が期待される製造コストを代表するものである。この点に関し、LTE規格のリリース8では、UEユニットは、複数の受信アンテナを有するが、送信アンテナは1つしか有さないものとされている。これは、コストを最小限に抑え、かつハードウェア設計を単純化するために、1つのみの送信機チェーン(1つの電力増幅器を含む)が採用されているためである。そのように、このコストを削減した実装形態では、UEユニットは、たとえば、2つのアンテナと、1つの送信機チェーンと、2つの受信機チェーンとを含み、一方の受信機チェーンと送信機チェーンとがデュプレクサを介して一方のアンテナに接続され、他方の受信機チェーンが他方のアンテナに接続されたものとされる。
しかしながら、TASをサポートするためにトランシーバのコストおよび複雑さを削減する方法を考える場合には、UEユニットが複数のアンテナを所有するのは、TAS目的のためだけではなく、たとえば多入力多出力(Multiple Input Multiple Output;MIMO)チャネルの受信をサポートする等の目的のためでもある点を、思い起こさなくてはならない。結果として、モデム構成のあらゆる修正は、そのモデムが、UEユニットの受信機チェーンおよびeNodeBの送信機チェーンにより用いられるチャネル等化アルゴリズムに関して、マルチパス特性を最適化するために使用されている特定の前提事項に従わないものとならないよう、保障する必要がある、この点に関し、採用されるチャネル等化アルゴリズムは、UEユニットの2つのアンテナポート間において、チャネル特性同士の相関性が極めて低く独立性が高いことを想定している。
本発明の第1の態様によれば、通信規格に従うアンテナ選択をサポートするように構成されたトランシーバ装置において:ハードウェアサブシステムであって:双方向通信化要素と;送信機チェーンと;上流端において第1のアンテナポートを有する第1の受信機チェーン、ならびに上流端において第2のアンテナポートを有する第2の受信機チェーンであって、上記の第1の受信機チェーンと送信機チェーンとが上記の双方向通信化要素を共有している、第1の受信機チェーンならびに第2の受信機チェーンと;を含むハードウェアサブシステム;および、アンテナ選択命令に応答して、上記の第2のアンテナポートを、上記の第1の受信機チェーンのエントリ点においてその第1の受信機チェーンに一時的に接続するように構成され、それにより、上記の第2のアンテナポートからの信号経路を、上記の第1の受信機チェーン内へと繋がり、さらに上記のエントリ点よりも下流側において上記の第2の受信機チェーン内へと戻るよう、一時的に出力先変更する、信号出力先変換システム;を含むことを特徴とするトランシーバ装置が提供される。
送信機チェーンは、単一の送信機チェーンであってもよい。
第1の受信機チェーンの一部は、受信経路増幅機構を含んでいてもよく、かつ第2の受信機チェーンの一部も、受信経路増幅機構を含んでいてもよい。
上記の信号出力先変換システムは、受信経路増幅機構と、第1のアンテナポートおよび第2のアンテナポートとの間の接続を制御するように、構成されてもよい。
第1の受信機チェーンは、第1の下流側処理部を含んでいてもよく、第2の受信機チェーンは、第2の下流側処理部を含んでいてもよい。
信号出力先変換システムは、受信経路増幅機構と、上記の第1の下流側処理部および第2の下流側処理部との間の接続を制御するように、構成されてもよい。
信号出力先変換システムは、上記の第1の下流側処理部および第2の下流側処理部と、上記の第1のアンテナポートおよび第2のアンテナポートとの間の予め決められた処理関係を、維持するように構成されてもよい。
双方向通信化要素は、アンテナ側ポート、送信側ポート、および受信側ポートを含んでいてもよく、この受信側ポートは、第1の受信機チェーンに関する受信経路増幅機構に動作可能に接続されていてもよい。
信号出力先変換システムは、上記の第1のアンテナポートおよび第2のアンテナポートと、受信経路増幅機構とに動作可能に接続された、アンテナスイッチを含むものであってもよい。
アンテナスイッチは、第1の受信機チェーンに関して、上記の双方向通信化要素を介して受信経路増幅機構に動作可能に接続されていてもよい。
送信機チェーンは、送信経路増幅機構を含むものとされてもよく、アンテナスイッチは、上記の双方向通信化要素を介して、上記の送信経路増幅機構に接続されていてもよい。
送信経路増幅機構は、電力増幅器を含むものであってもよい、電力増幅器の出力部は、上記の双方向通信化要素の送信側ポートに動作可能に接続されてもよい。
受信経路増幅機構は、上記の第1の受信機チェーンに関する第1の低ノイズ増幅器と、上記の第2の受信機チェーンに関する第2の低ノイズ増幅器とを含むものとされてもよい。
第1の低ノイズ増幅器の出力部は、上記の双方向通信化要素の受信側ポートに動作可能に接続されてもよい。
第2の低ノイズ増幅器の出力部は、上記のアンテナスイッチに動作可能に接続されてもよい。
上記の信号出力先変換システムは、信号経路回復要素を含むものとされてもよく、上記の第1の下流側処理部および第2の下流側処理部は、上記の信号経路回復要素を含むものとされてもよい。
信号経路回復要素は、第2のアンテナポートに端を発し第1の受信機チェーン内に出力先変更された信号経路を、第2の受信機チェーンの上記の第2の下流側処理部に戻すように構成されてもよく、それにより、第2の下流側処理部と第2のアンテナポートとの間の予め決められた処理関係を維持してもよい。
信号経路を上記のように第2の下流側処理部に戻すことにより、上記の第2のアンテナポートに端を発する信号経路の一時的な出力先変更が完了され得る。
装置は、第2のアンテナポートから第1の受信機チェーン内への信号経路の一時的な出力先変更を調整するように構成された、コントローラをさらに含むものであってもよい。
コントローラは、上記の一時的な出力先変更の調整を、時間的に制御するように構成されていてもよい。
上記の第1の下流側処理部は、第1のアルゴリズム的データ処理経路を含むものであってもよく、上記の第2の下流側処理部は、第2のアルゴリズム的データ処理経路を含むものであってもよく、かつ、上記の信号経路回復要素は、第2のアンテナポートについてのサンプルデータが第2のアルゴリズム的データ処理経路により処理されることを保障するように、構成されてもよい。
第1のアルゴリズム的データ処理経路に関して、サンプルデータがメモリに保存されてもよく、上記の信号経路回復要素は、サンプルデータが第1のアルゴリズム的データ処理経路ではなく第2のアルゴリズム的データ処理経路により処理され得るよう、上記のサンプルデータへのアクセスを修正するように構成されてもよい。
コントローラは、送信されたアンテナ選択命令を受信し、その受信されたアンテナ選択命令に応答して、信号経路の一時的な出力先変更を調整するように構成されてもよい。
コントローラは、第1のアンテナポートと第2のアンテナポートとの間で、上記の送信機チェーンの接続を切り換えるよう、アンテナスイッチに指示をするように構成されてもよい。
第1の受信機チェーンは、第1のアナログ−デジタル変換器であって、その第1のアナログ−デジタル変換器に関連付けられた第1の最大信号ヘッドルームの閾値要件を有する第1のアナログ−デジタル変換器を含むものとされてもよく、かつ、コントローラは、第1の受信機チェーンに関する受信経路増幅機構を、第2のアンテナポートを介して受信した第1の信号に適用することが、上記の第1の最大信号ヘッドルームの閾値要件が超過される結果をもたらすものであるか否かを特定するように構成されてもよい。
第2の受信機チェーンは、第2のアナログ−デジタル変換器であって、その第2のアナログ−デジタル変換器に関連付けられた第2の最大信号ヘッドルームの閾値要件を有する第2のアナログ−デジタル変換器を含むものとされてもよく、かつ、コントローラは、第2の受信機チェーンに関する受信経路増幅機構を、第1のアンテナポートを介して受信した第2の信号に適用することが、上記の第2の最大信号ヘッドルームの閾値要件が超過される結果をもたらすものであるか否かを特定するように構成されてもよい。
コントローラは、第1のアンテナポートおよび第2のアンテナポートをそれぞれ介して受信した第1の信号および第2の信号の両方の増幅について、上記の第1の最大信号ヘッドルームの閾値要件および上記の第2の最大信号ヘッドルームの閾値要件が満たされていることに応答して、第1の受信機チェーンについての第1のゲイン、および第2の受信機チェーンについての第2のゲインを、再プログラミングするように構成されてもよい。
コントローラは、受信した第1の信号および第2の信号と関連付けられた符号のベースバンド処理に関して、ゲイン修正を適用するように構成されてもよい。
信号出力先変換システムは、上りリンク送信に関して第2のアンテナポートの代わりに第1のアンテナポートを使用する状態から切換えを行う命令に応答して、第2のアンテナポートからの信号経路を、第1の受信機チェーン内へと一時的に出力先変更するように、構成されてもよい。
送信機チェーンは、撤回命令が受信されるまで、上記の命令に応答して第2のアンテナポートの代わりに第1のアンテナポートに持続的に接続された状態に、維持されてもよい。
本発明の第2の態様によれば、本発明の第1の態様に関連して上記で規定した装置を含む、使用者端末のトランシーバ装置が提供される。
本発明の第3の態様によれば、本発明の第2の態様に関連して上記で規定したトランシーバ装置を含む、モデムが提供される。
本発明の第4の態様によれば、本発明の第2の態様に関連して上記で規定したトランシーバ装置を含む、使用者端末通信装置が提供される。
本発明の第5の態様によれば、送信機チェーンと、上流端において第1のアンテナポートを有する第1の受信機チェーンと、上流端において第2のアンテナポートを有する第2の受信機チェーンとを含み、上記の第1の受信機チェーンと上記の送信機チェーンとが1つの双方向通信化要素を共有しているトランシーバ装置において、受信した信号を処理する方法であって:上りリンク送信に関して、第2のアンテナポートの代わりに第1のアンテナポートを使用する状態から切換えを行う命令を受信する工程と;受信された上記の命令に応答して、第2のアンテナポートを、第1の受信機チェーンのエントリ点において第1の受信機チェーンに一時的に接続する工程であって、それにより、第2のアンテナポートからの信号経路を、第1の受信機チェーン内へと繋がり、さらに上記のエントリ点よりも下流側において第2の受信機チェーン内へと戻るよう、一時的に出力先変更する工程と;を含むことを特徴とする方法が提供される。
このようにして、異なる受信機チェーン内に出力先変更された受信信号に対して、本来意図されていない増幅設定を適用することによる影響を、緩和することのできる装置および方法を提供することが可能となる。加えて、使用される双方向通信化要素の数が少なくされることにより、TASおよびSRS送信をサポートすることに伴う技術的な複雑さが軽減される。
使用者端末ユニットが通信ネットワークの一部において動作している様子を示した模式図 本発明の1つの実施形態を構成する図1の使用者端末ユニットを、より詳細に示した模式図 図2の使用者端末ユニットのトランシーバ装置の一部を、より詳細に示した模式図 本発明の別の1つの実施形態を構成する、図3のトランシーバ装置についての信号処理方法の一部を示したフローチャート 図4の方法をより詳細に示したフローチャート 図4の方法の改良形態を示したフローチャート 本発明のさらに別の1つの実施形態を構成する、図3の使用者端末ユニットのトランシーバ装置の一部を示した模式図
以下、本発明の少なくとも1つの実施形態を、添付の図面を参照しながら説明するが、これは単なる例示である。以下の説明全体を通して、類似の部分を特定するのに同一の参照番号が使用される。
図1を参照すると、無線通信システム、たとえばLTE(Long Term Evolution)通信システム100において、ある地理的領域をカバーする無線通信アクセスを提供するように配置された複数のセルにより、通信ネットワークがサポートされている。この例では、説明を単純かつ簡潔にするために、1つのセルのみが示されている。しかしながら、当業者であれば、通常は、通信ネットワーク全体に亘って、より多くの数のセルが敷設されていることを理解するであろう。ここで、セル102は、LTE通信システム100においてはeNodeB(evolved Node B)104と呼ばれる、基地局によりサポートされている。eNodeB 104は、大気インターフェースを介して、通信装置、たとえばUE(User Equipment;使用者端末)ユニット106と無線通信することができる。eNodeB 104は、EPC(Evolved Packet Core)108に、動作可能に接続されている。しかしながら、ここで説明する例はUEユニット106に関するものであるので、説明を明確かつ簡潔にするために、無線通信ネットワークのインフラに関するさらなる詳細は、ここでは説明しない。さらに、ここで説明する例はLTE通信システム100との関連で説明されているが、当業者であれば、複数のアンテナの使用およびアンテナ選択をサポートする他の種類の通信ネットワークにも、それらの例が適用可能であることを理解するであろう。かかる他の種類のネットワークには、たとえば、WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)通信規格やWiFi規格(IEEE 802.11)に準拠して動作する通信ネットワークのような、直交周波数分割多重(Orthogonal Frequency Division Multiplexing;OFDM)通信方式に準拠して動作する通信ネットワークが含まれる。
図2に移ると、LTE通信システム100内で動作する使用者端末(UE)機器106/200は、処理リソース202を含んでおり、この処理リソース202は、この例では、セルラー通信端末のチップセットである。処理リソース202は、トランシーバモジュール204に接続されており、トランシーバモジュール204は、アンテナモジュール210に接続されている。
UEユニット200はまた、たとえばRAM 212である揮発性メモリと、たとえばデジタルメモリ214である不揮発性メモリとを有しており、これらはそれぞれ処理リソース202に接続されている。処理リソース202はさらに、マイク216、スピーカーユニット218、キーパッド220およびディスプレイ222にも接続されている。当業者であれば、上記で述べたUEユニット200のアーキテクチャは他の要素も含んでいるが、それらの追加の要素は、説明を明確かつ簡潔に維持するために、ここでは詳細に説明しなかったことを理解するであろう。
トランシーバモジュール204は、ハードウェアサブシステムによりサポートされており、トランシーバ204は、UEユニット200のモデムの一部である。モデムは、たとえばLTE規格で規定されているようにして、OFDM通信方式に準拠する無線ネットワークアクセスを提供するように構成されている。ここで説明する例では、モデムとの用語は、OFDM通信方式に準拠する動作をサポートすることのできる、あらゆる適切な信号変調および/または復調装置を包含するものと理解されるべきである。ハードウェアサブシステムは、他のサブシステムと共にトランシーバモジュール204に寄与する、ハードウェアおよび/またはソフトウェア要素の集合である。
図3を参照すると、OFDM通信方式に準拠して構成されたハードウェアサブシステム300は、図2のトランシーバモジュール204をサポートするための集積回路(Integrated Circuit;IC)を備えている。この例では単一のICが使用されているが、当業者であれば、RFおよびベースバンド処理が別々のICを用いて行われるような他の実装形態、たとえばベースバンドICと無線周波数(Radio Frequency;RF)ICとを用いて行われるような実装形態も、可能であることを理解するであろう。この例では、ICは、複数のステージに構成された機能要素であるRF処理要素を含んでいる。ICはまた、複数のステージに構成された機能要素であるベースバンド処理要素も含んでいる。受信機チェーンに関していえば、これらのベースバンド処理要素は、入来OFDM信号が、キャリア周波数周辺を中心とした状態から周波数のベースバンド域周辺にある状態に変換された後、すなわちキャリア周波数が除去された周波数域に変換された後に、それらの入来OFDM信号を処理する。送信機チェーンに関しては逆のことがいえ、具体的には、周波数のベースバンド域内の信号がアナログ領域に移行されキャリア周波数上に上方変換されるのに先立って、その周波数のベースバンド域内の信号が、これらの要素により処理される。受信機チェーンに関していえば、RF処理要素は、受信されたOFDM信号を周波数のベースバンド域に下方変換するために、複数ステージに構成された機能要素である。送信機チェーンに関していえば、RF処理要素は、周波数のベースバンド域周辺を中心とする受信されたデジタル信号を、キャリア信号上に変調するように構成された機能要素である。
この例および本明細書で説明する他の例においては、RF処理の一部のみが説明されるが、これは、RF処理の他の要素は、当業者であれば容易に理解するものであるところ、ここで説明する例において詳述される独創的な概念の理解には関連しないものであるためである。したがって、そのような他の要素は、ここではより詳しく説明はしない。よって、本明細書で説明する例は、物理下りリンク制御チャネル(Physical Downlink Control CHannel;PDCCH)において通信されトランシーバにより受信されるTAS(Transmit Antenna Select;送信アンテナ選択)コマンドに対する、トランシーバの応答に関連してのみ、説明される。
図3から看取できるように、この例では、トランシーバモジュール204は、送信機チェーン306、第1の受信機チェーン308、および第2の受信機チェーン310を含んでいる。送信機チェーン306に付随するRF処理要素は、ベースバンド処理要素に接続された入力部を有するデジタル−アナログ変換器(DAC;Digital−to−Analogue Converter)要素312を含んでいる。DAC要素312の出力部は、送信信号ミキサ要素314の送信信号入力部に動作可能に接続されている。送信信号ミキサ要素314は、送信局部発振器からの信号を受信するための、送信局部発振器入力部316を有する。送信信号ミキサ要素314の出力部は、第1のゲイン制御入力部320を有する駆動増幅器要素318の入力部に、動作可能に接続されている。この例では、駆動増幅器要素318は、アナログ領域内で動作している。駆動増幅器要素318の出力部は、バラン要素322の入力部に動作可能に接続されており、バラン要素322の出力部は、送信経路増幅機構の一例を構成するものでありこの例ではやはりアナログ領域内で動作する電力増幅器要素324の、入力部に動作可能に接続されている。電力増幅器要素324は、第2のゲイン制御入力部326と、双方向通信化要素(たとえばデュプレクサ328)の送信側ポートに動作可能に接続された出力部とを有する。図示されてはいないが、ハードウェアサブ要素は、異なる周波数帯で動作する異なる複数の通信ネットワークへの無線ネットワークアクセスをサポートするように、複数のデュプレクサを含んでいてもよい。そのため、デュプレクサ切換要素(図示せず)が、UEユニット200が要求する態様で、異なる複数のデュプレクサ間の切換えを行うことを容易とする。
この例では、信号出力先変換システムは、デュプレクサ328のアンテナ側ポートに動作可能に接続された第1のポート332を有する、アンテナスイッチ330を含んでいる。アンテナスイッチ330の第2のポート334は、ハードウェアサブシステム300の第1のアンテナポート336に接続されている。信号出力先変換システムは、当然ながら、本明細書中で後述するTAS機能をサポートするための、他の機能要素も含んでいる。さらに、信号出力先変換システムは、実装態様の好みに応じて、RF処理要素中においてのみ存在していてもよいし、RF処理要素とベースバンド処理要素との両方に亘って分散させられていてもよい。たとえば、後述する別の例から明らかとなるように、信号出力先変換システムは、ベースバンド内において信号出力先変換システムのいくらかの機能を提供するために、一部がベースバンド処理要素から構成されてもよい。
第1のアンテナポート336に戻って参照すると、第1のアンテナポート336は、アンテナモジュール210に動作可能に接続されている。ここで、アンテナモジュール210は、第1のアンテナ338と第2のアンテナ340とを含んでいる。第1のアンテナ338は、第1のアンテナポート336に接続されている。第2のアンテナ340は、ハードウェアサブシステム300の第2のアンテナポート342に接続されている。
トランシーバモジュール204の第1の受信機チェーン308は、その上流端に第1のアンテナポート336を有し、デュプレクサ328、具体的にはデュプレクサ328の受信側ポートが、第1の低ノイズ増幅器要素343に接続されている。第1の低ノイズ増幅器要素343の出力部は、第1の受信信号ミキサ要素344の受信信号入力部に動作可能に接続されており、第1の受信信号ミキサ要素344は、受信局部発振器からの信号を受信するための、受信局部発振器入力部346を有する。この例では、第1の受信信号ミキサ要素344の出力部は、たとえば信号スイッチ350である信号経路回復要素を介して、第1のアナログ−デジタル変換器(ADC;Analogue−to−Digital Converter)要素348の入力部に動作可能に接続されている。この点に関し、第1の受信信号ミキサ要素344の出力部は、信号スイッチ350の第1のポート352に接続されており、信号スイッチ350の第2のポート354が、第1のADC要素348の入力部に接続されている。第1のADC要素348の出力部は、上記で述べたICのベースバンド処理要素に動作可能に接続されている。この例では、第1の受信機チェーン308は、第1のアンテナポート336と、デュプレクサ328と、第1の低ノイズ増幅器要素343と、第1の受信信号ミキサ要素344と、第1のADC要素348とを含み、さらに後続の下流側のベースバンド処理要素も含んでいる。
第2のアンテナポート342は、アンテナスイッチ330の第3のポート356に動作可能に接続されている。トランシーバモジュール204の第2の受信機チェーン310は、その上流端に第2のアンテナポート342を有する。アンテナスイッチ330の第4のポート358は、第2の低ノイズ増幅器要素360に動作可能に接続されている。第2の低ノイズ増幅器要素360の出力部は、第2の受信信号ミキサ要素362の受信信号入力部に動作可能に接続されており、第2の受信信号ミキサ要素362は、受信局部発振器からの信号を受信するための、受信局部発振器入力部364を有する。この例では、第2の受信信号ミキサ要素362の出力部は、たとえば信号スイッチ350である信号経路回復要素を介して、第2のADC要素366の入力部に動作可能に接続されている。この点に関し、第2の受信信号ミキサ要素362の出力部は、信号スイッチ350の第3のポート368に接続されており、信号スイッチ350の第4のポート370が、第2のADC要素366の入力部に接続されている。第2のADC要素366の出力部もまた、上記で述べたICのベースバンド処理要素に動作可能に接続されている。この例では、第2の受信機チェーン310は、第2のアンテナポート342と、第2の低ノイズ増幅器要素360と、第2の受信信号ミキサ要素362と、第2のADC要素366とを含み、さらに後続の下流側のベースバンド処理要素も含んでいる。
この例では、第1の低ノイズ増幅器要素343および第2の低ノイズ増幅器要素360は、トランシーバモジュール204の受信経路増幅機構の一部を構成する。さらに、第1の受信機チェーン308は、その第1の受信機チェーン308の一部を構成する受信経路増幅機構と、ベースバンド処理ステージを含む第1の下流側処理部とを含む。同様に、第2の受信機チェーン310は、その第2の受信機チェーン310の一部を構成する受信経路増幅機構と、ベースバンド処理ステージを含む第2の下流側処理部とを含む。
アンテナスイッチ330と信号スイッチ350との動作を連係させ、さらにアンテナスイッチ330と信号スイッチ350との動作連係に関連する他の所望の信号処理方策をサポートするために、信号出力先変換システムは、コントローラ、たとえばTAS管理要素372を含んでおり、このTAS管理要素372は、第1の制御ライン374によってアンテナスイッチ330に動作可能に接続されており、第2の制御ライン376によって遅延要素302に動作可能に接続されている。遅延要素302は、信号スイッチ350に動作可能に接続されている。TAS管理要素372はまた、アンテナ選択ライン378によって、ベースバンド処理要素にも動作可能に接続されている。TAS管理要素372はさらに、AGC通信ライン382によって、AGC(Automatic Gain Control;自動ゲイン制御)要素380にも接続されており、AGC要素380は、上記で述べた受信経路増幅機構に動作可能に接続されている。
実際の動作において(図4−6)、かつTASの使用前においては、下りリンク信号および上りリンク信号は、当業者が予想するであろうやり方で、RF処理要素およびベースバンド処理要素により処理される。この点に関し、UEユニット200がサポートする様々な機能の中で、UEユニット200のベースバンド処理要素およびRF処理要素は、とりわけ、LTE規格に準拠するサウンディング参照信号(Sounding Reference Signal;SRS)を生成し送信するように構成されている。SRSの生成および送信は、周期的な動作モードに従うものであってもよいし、オンデマンド型の動作モードに従うものであってもよい。SRSの生成ならびに送信のための技術、およびSRSが送信される環境は、当業者には知られた事項であるので、SRSの送信に関するさらなる詳細は、ここではこれ以上説明しない。
eNodeB 104は、UEユニット200からSRSを受信し、そのSRSを用いてチャネル品質を計算する。チャネル品質は、UEユニット200の各アンテナおよびeNodeB 104の各アンテナと関連付けられた、それぞれの上りリンクチャネルについて計算され、計算されたチャネル品質は、UEユニット200とeNodeB 104との間の上りリンク通信に第1のアンテナ338と第2のアンテナ340とのいずれが用いられるべきかを決定するために、あるいはかかる決定を補助するために、eNodeB 104により使用される。
UEユニット200が上りリンク信号を送信するアンテナを切り換えるべきであるとeNodeB 104が決定すると、eNodeB 104は、UEユニット200にTAS命令を送信する。TAS命令は、PDCCHを用いて、eNodeB 104からUEユニット200に送信される。
この例では、UEユニット200は、当初は第1のアンテナ338を用いて上りリンク信号を送信しているものとする。そのため、アンテナスイッチ330は、デュプレクサ328を、第1のアンテナポート336に接続している。したがって、第1の受信機チェーン308は、第1のアンテナポート336を介して受信された信号を処理するように構成されている。アンテナスイッチ330はまた、第2のアンテナポート342を第2の低ノイズ増幅器要素360に接続しており、したがって、第2の受信機チェーン310は、第2のアンテナポート342を介して受信された信号を処理するように構成されている。この特定の初期構成は、単なる例示であり、これと逆の構成も初期構成として同様にあり得るものである。
この特定のアンテナ対受信機チェーンの対応関係を採用した動作中において、eNodeB 104は、上りリンク通信に使用されているアンテナを入れ替えるようUEユニット200に命令することを決定し、したがってUEユニット200は、かかる決定に続いてTAS命令を受信する。TAS命令は、受信され、RF処理要素およびベースバンド処理要素によって協働して処理される。復号後、多数のベースバンド処理要素が協働して、アンテナ選択ライン378によってTAS管理要素372に伝達されるアンテナ切換命令を発生させ、このアンテナ切換命令は、TAS管理要素372により受信待ちされている(ステップ400)ものである。
アンテナ切換命令の受信に応答して、TAS管理要素372は、デュプレクサ328を、第2のアンテナポート342、したがって第2のアンテナ340に接続するように、かつ、第2の低ノイズ増幅器要素360の入力部を、第1のアンテナポート336、したがって第1のアンテナ338に接続するように、アンテナスイッチ330に対して命令を送る(ステップ402)。この結果、第1のアンテナポート336から第1の受信機チェーン308に沿って延在するように意図されている第1の信号受信経路は、代わりに、第2の信号受信経路の一部を辿ることとなり、ここで第2の信号受信経路は、第2のアンテナポート342から第2の受信機チェーン310に沿って延在するように意図されている経路である。第1の信号受信経路の一部を辿るように変更される第2の信号受信経路についても、上記と逆の説明が当てはまる、すなわち逆の場合も同様である。したがって、信号出力先変換システム、とりわけこの例におけるアンテナスイッチ330が、受信経路増幅機構と第1のアンテナポート336および第2のアンテナポート342との接続を制御することが理解できるであろう。
このアンテナポート接続の切換えは、eNodeB 104の上りリンクの要請には適合しているが、第1の受信機チェーン308および第2の受信機チェーン310は特定のアンテナポートと共に使用するように構成されており、この構成は特定のチャネル条件を想定しているので、第1の受信機チェーン308および第2の受信機チェーン310に接続されるアンテナポートを切り換えることは、第1の受信機チェーン308および第2の受信機チェーン310を用いた下りリンク通信の復調性能を悪化させるように作用する。これは、受信機チェーン308および310が、急遽、想定していたのとは異なるチャネル条件に曝される信号を処理しなくてはならなくなるためである。受信信号につき想定していた処理のそのような途絶は、UEユニット200による非サウンディングデータの送信中にも起こり得るし、サウンディング性能の目的のためにアンテナ切換えが行われる必要があるときにも起こり得る。
第1のアンテナポート338および第2のアンテナポート342で受信され意図しない(すなわちお互いの相手の)信号経路を辿らされる信号が、受信経路増幅ステージ373に続く段階において、第1の受信機チェーン308および第2の受信機チェーン310の残りの部分により処理されることを、防止するまたは最小限に抑えることにより、アンテナ接続の切換えにより生じる影響を緩和できることが認識された。このことは、たとえば第2のアンテナポート342についていえば、信号出力先変換システムが、第2のアンテナポート342を一時的にのみ第1の受信機チェーン308に接続し、それにより、第2のアンテナポート342からの第2の信号経路を、第1の受信機チェーン308内へと一時的に出力先変換し、その後、エントリ/出力先変換点の下流側において第2の受信器チェーン310内へと戻すことを必要とする。同様に、この例では、たとえば第1のアンテナポート338についていえば、信号出力先変換システムは、第1のアンテナポート338を一時的にのみ第2の受信機チェーン310に接続し、それにより、第1のアンテナポート336からの第1の受信信号経路を、第2の受信機チェーン310内へと一時的に出力先変換し、その後、エントリ/出力先変換点の下流側において第1の受信器チェーン308内へと戻す。
この動作を、UEユニット200がデータを送信しているとき、たとえば持続時間中において多数の符号を継続させているときにおいて、アンテナ切換えが必要となる実用ケースに関して実現するために、TAS管理要素372は、たとえば第1の受信信号ミキサ要素344の出力部を第2のADC 366の入力部に接続することにより、第1の受信信号ミキサ要素344の出力部を、第2の受信機チェーン310内へ、とりわけ第2の受信機チェーン310の第2の下流側処理部内へと接続するよう、信号スイッチ350に命令する(ステップ404)。同様に、信号スイッチ350は、たとえば第2の受信信号ミキサ要素362の出力部を第1のADC要素348の入力部に接続することにより、第2の受信信号ミキサ要素362の出力部を、第1の受信機チェーン308内へ、とりわけ第1の受信機チェーン308の第1の下流側処理部内へと接続する。それぞれの受信機チェーン内において、切換え(および任意選択肢として増幅)に曝されているアナログ信号に対応するデータのみが、それらのアナログ信号が元来由来するアンテナポート336、342と関連付けられた適切な受信機チェーン308、310に戻るように出力先変更されることが保障されるよう、既に第1の受信機チェーン308および第2の受信機チェーン310内を通って伝搬しているデータが、信号スイッチ350を通過して、TAS命令へのUEユニット200の応答(すなわちアンテナスイッチ330によるアンテナポート336、342の切換え)に対する補償を行うための方策による影響を受けないようにするため、TAS管理要素372により信号スイッチ350へと発せられた命令は、遅延要素302による遅延処理を受ける。アンテナスイッチ330による切換えによる影響を受ける信号に関しては、第1の受信器チェーン308については、第1のアンテナポート336と関連付けられた信号経路が、第2の受信機チェーン310の一部内へと一時的に出力先変更され、第2の受信器チェーン310については、第2のアンテナポート342と関連付けられた信号経路が、第1の受信機チェーン308の一部内へと一時的に出力先変更される。このように、信号出力先変換システムは、受信経路増幅機構と、第1の受信機チェーン308の第1の下流側処理部および第2の受信機チェーン310の第2の下流側処理部との接続を、制御することが理解できる。さらに、TAS管理要素372は、信号経路の一時的な出力先変更を調整し、かかる一時的な出力先変更の調整は、TAS管理要素372により時間的に制御される。しかしながら、アンテナ切換えがより速く行われなくてはならない場合、たとえば非サウンディングデータを送信する必要のあるUEユニット200がない状況下でサウンディングのために切換えが必要とされている場合等には、アナログ領域内において信号スイッチ350により実行される切換えが、アンテナポートの接続状態が以前の構成に戻るように切り換えられる必要のある時点より前の十分な時間フレーム内において応答を行うよう、十分なスピードで実行可能である場合を除き、アナログ領域内において信号スイッチ350により実行される切換えは、代わりに、後述するようにデジタル領域内で行われてもよい。
図5を参照すると、TAS命令の受信(ステップ420)後、かつTAS管理要素372およびアンテナスイッチ330により実施される状態変化が有効である(ステップ422)間において、第1の信号経路のために意図された第1の信号が、第1のアンテナ338において受信され、第1のアンテナポート336に適用される第1の受信RF信号に変換される。しかしながら、上記で述べたようなアンテナポートの切換えの結果、アンテナスイッチ330は、信号スイッチ350の動作の結果としての一時的な措置であるが、第1の受信RF信号が、第2の受信機チェーン310の第2の受信信号経路を辿るようになす(ステップ424)。しかしながら、第1の受信RF信号は、第2の受信信号ミキサ要素362によってベースバンド周波数に下方変換されるようにミキシングされて信号スイッチ350の第3のポート368に適用される第1の受信ベースバンド信号を生成する前に、まずは、第2の低ノイズ増幅器要素360の入力部に適用され、第2の低ノイズ増幅器要素360により増幅される。その後、信号スイッチ350は、第1の受信ベースバンド信号を、第1の受信機チェーン308の下流側処理部(たとえば、第1の受信ベースバンド信号が、後続の処理ステージ、たとえばベースバンド処理要素によりサポートされている処理ステージにより処理される前に、第1の受信ベースバンド信号がアナログ領域からデジタル領域へと変換される、第1のADC要素348)による処理のために、第1の受信機チェーン308に戻すように出力先変更する。
同様に、第2の信号経路のために意図された第2の信号は、第2のアンテナ340において受信され、第2のアンテナポート342に適用される第2の受信RF信号に変換される。しかしながら、上記で述べたようなアンテナポートの切換えの結果、アンテナスイッチ330は、信号スイッチ350の動作の結果としての一時的な措置であるが、第2の受信RF信号が、第1の受信機チェーン308の第1の受信信号経路を辿るようになす(ステップ426)。しかしながら、第2の受信RF信号は、第1の受信信号ミキサ要素344によってベースバンド周波数に下方変換されるようにミキシングされて信号スイッチ350の第1のポート352に適用される第2の受信ベースバンド信号を生成する前に、まずは、デュプレクサ328の入力部に適用され、その後、増幅のため、第1の低ノイズ増幅器要素343へと伝搬する。その後、信号スイッチ350は、第2の受信ベースバンド信号を、第2の受信機チェーン310の下流側処理部(たとえば、第2の受信ベースバンド信号が、後続の処理ステージ、たとえばベースバンド処理要素によりサポートされている処理ステージにより処理される前に、第2の受信ベースバンド信号がアナログ領域からデジタル領域へと変換される、第2のADC 366)による処理のために、第2の受信機チェーン310に戻すように出力先変更する。第1および第2のベースバンド信号を、それら信号の適切な受信機チェーンに戻すことにより、信号経路の一時的な出力先変更処理が完了する。
上記の下りリンク信号の処理は、TAS管理要素372によりTAS命令が実施されている間(ステップ428)、信号処理経路の切換えが反転させられるまで継続される。その後、次のTAS命令が受信され(ステップ420)、上記で既に説明したようにしてTAS管理要素372が第1の受信機チェーン308および第2の受信機チェーン310における下りリンク処理を変更する(ステップ422)まで、トランシーバモジュール204は、信号を経路変更に従わせることなく、第1のアンテナポート336および第2のアンテナポート342において受信された信号の処理を継続する(ステップ430)。
理解されるように、アンテナポートと受信機チェーンの下流側処理部との間の予め決められた処理関係が、信号出力先変換システムによって維持される。たとえば、第1の受信機チェーン308の第1の下流側処理部および第2の受信機チェーン310の第2の下流側処理部と、第1のアンテナポート336および第2のアンテナポート342との間において、予め決められた処理関係が維持される。
別の実施形態では、受信経路増幅機構373による信号の増幅に関連して、さらなる対策がTAS管理ユニット372により取られる。その理由は、第1の低ノイズ増幅器要素343により増幅されるRF信号が、第1のアンテナポート336において受信される第1のRF信号であり、第2の低ノイズ増幅器要素360により増幅されるRF信号が、第2のアンテナポート342において受信される第2のRF信号であるという想定で、第1の低ノイズ増幅器要素343および第2の低ノイズ増幅器要素360が構成されている点にある。
TAS命令、およびそれに応答した信号経路切換えの実施に続いて、UEユニット200は、上りリンク符号間の次の境界において、信号、たとえば非サウンディングまたは非参照信号を送信する必要がある。しかしながら、上りリンク送信を同期させるために前倒しされたタイミングを使用しているため、下りリンク符号間の境界は、必ずしも上りリンク符号の境界と同期していない。したがって、切り換えられたアンテナからの符号の処理を開始する必要性は、下りリンク符号の受信途中において開始するかもしれず、好ましいタイミングである下りリンク符号間の境界において開始するとは限らない。
したがって、上記で述べたように、第1のアンテナポート336および第2のアンテナポート342を介して受信された信号に適用される増幅は、突然入れ替えられ、このことは、それぞれ第1のアンテナポート336および第2のアンテナポート342を介して当初受信されていた第1のRF信号と第2のRF信号との処理に、影響を与え得る。
第1および第2のRF信号に入れ替えられた増幅を適用すること、すなわち第1のRF信号に第2の受信機チェーン310の増幅を適用し、第2のRF信号に第1の受信機チェーン308の増幅を適用することによる影響を緩和するため、信号出力先変換システムは、以下の対策を適用する。図6に移ると、上りリンク符号の境界が下りリンク符号の境界と同期している場合には、TAS管理要素372は、単純に、第1の受信機チェーン308のAGC(Automatic Gain Control;自動ゲイン制御)設定を第2の受信機チェーン310の受信チェーン増幅に適用し、第2の受信機チェーン310のAGC設定を第1の受信機チェーン308の受信チェーン増幅に適用してよい。このことは、第1のRF信号および第2のRF信号が、自己の信号経路ではなくお互いの相手の信号経路を一時的に辿っている状況においても、それらの信号が正しく増幅されることを保障する。しかしながら、より一般的な話として、上りリンク符号の境界は、下りリンク符号の境界と同期してはいない。LTE規格は、データの送信のため信号出力先変換システムによりTAS命令が始動された後に、UEユニット200が後続の下りリンク符号境界の到達を待つことを許容しておらず、そのため、信号出力先変換システムは、第1のアンテナポート336および第2のアンテナポート342において受信されたRF信号に誤った増幅が適用されることによる影響を緩和するための方策を取ることがある。
したがって、TAS管理要素372によってアンテナ切換命令がアンテナ選択ライン378上で受信された際、TAS管理要素372は、AGC通信ライン382を介して、AGC要素380から、第1の受信機チェーン308に関する第1のAGC設定、および第2の受信機チェーン310に関する第2のAGC設定を取得する(ステップ450)。しかしながら、信号の歪みを緩和するために、TAS管理要素372は、第1のADC要素348および第2のADC要素366に関する信号ヘッドルーム閾値データを保持する。この点に関連して、第1のADC要素348および第2のADC要素366が正しく動作するために、それらのADCの入力部に適用されるデジタル化されるべき信号のレベル(振幅)は、ADCのビットの全範囲が使用されるが、オーバーフローは生じさせないようなレベルとされるべきである。入力信号のレベルが高すぎると、それにより引き起こされたオーバーフローが、第1のADC要素348および第2のADC要素366のそれぞれの出力部において、デジタル化された信号のクリッピングまたは歪みを結果としてもたらす。異なる受信機チェーンについて意図されたAGC設定を使用することによりそのような歪みが起きそうか否かを特定するために、TAS管理要素372は、取得されたAGC設定を用いて、第1および第2のAGC設定がそれぞれ第1および第2のRF信号への適用を本来意図したものであるときの、それら第1および第2のAGC設定をそれぞれ第2および第1のRF信号に適用した場合の影響を、計算する(ステップ452および454)。これらの計算(ステップ452および454)は、本来意図されていないAGC設定の適用方法が、増幅後の信号のそれぞれのレベルが第1のADC要素348および第2のADC要素366の最大信号ヘッドルームの閾値を超えるような結果をもたらすものであるか否かを特定する(ステップ456)ために、行われる。
第1および第2のRF信号の正しくない増幅は、それら第1および第2のRF信号の両方の増幅結果が第1のADC要素348および第2のADC要素366の信号ヘッドルームの閾値を超えるような結果をもたらすものであると、TAS管理要素372が特定した場合には、TAS管理要素372は、第1の受信機チェーン308および第2の受信機チェーン310に関して適用されるゲイン設定の入替えすなわち再プログラミング(ステップ458)を、(第1の低ノイズ増幅器要素343および第2の低ノイズ増幅器要素360のゲイン設定の階段状特性と関連付けられた実装遅延を考慮しつつ)可能な限り早くに行うように、AGC要素に指示を出す。
あるいは、計算の結果、第1および第2のRF信号の両方の正しくない増幅が、第1および第2のRF信号の両方について信号ヘッドルームの閾値を超えるような結果をもたらすものではないと特定された場合には、TAS管理要素372は、第1および第2のRF信号の両方の正しくない増幅が、増幅された信号の一方のみが信号ヘッドルームの閾値を超えるような結果をもたらすものであるか否かを特定する(ステップ460)。第1および第2のRF信号の一方の増幅によって、信号ヘッドルームの閾値を超えるような結果がもたらされることが特定された場合には、TAS管理要素372は、下りリンク符号の次の境界において、第1の受信機チェーン308および第2の受信機チェーン310に関して適用されるAGC設定の入替えすなわち再プログラミング(ステップ462)を行うように、AGC要素380に指示を出す。任意選択肢として、信号出力先変換システムは、第1の受信機チェーン308および第2の受信機チェーン310に関する正しいAGC設定の適用の結果として、ADCの飽和状態が覆されると、ベースバンド処理パラメータを設定する(ステップ464)
しかしながら、増幅された第1および第2のRF信号のいずれもが第1のADC要素348および第2のADC要素366の飽和をもたらさない場合には、一時的な方策として、信号出力先変換システムは、符号の復調を改善するようにベースバンド処理パラメータを設定し(ステップ466)、TAS管理要素372は、下りリンク符号の次の境界において、第1の受信機チェーン308および第2の受信機チェーン310に関して適用されるAGC設定の入替えすなわち再プログラミング(ステップ468)が行われるように、AGC要素380に指示を出す。
上記で行われた変更は、上記で説明したアンテナ選択の変更が反転させられるまで、たとえば逆の命令が出されるまで、適用される。当業者であれば、AGC要素380によりAGC設定が適用される際、これらの設定の適用は性質上増分的なものであって、適用されるAGC設定が達成されるまでには、複数のAGC更新サイクルを経る必要がある場合もあり得る点も、理解するはずである。
信号スイッチ350は、たとえば信号戻し要素のような、信号経路回復要素の1つの具体例を構成する。この点に関し、信号経路回復要素は、任意の適切な機構であってよく、たとえば、信号経路を、その信号経路にとって予め決められていた(たとえば元来意図されていた)処理経路に戻すことのできる、物理的要素、またはソフトウェアコードのモジュール、またはそれらの組合せであってもよい。そのため、当業者であれば、信号経路回復要素は、必ずしもRF処理要素中に存在しなくてはならないものではなく、第1の受信機チェーン308および第2の受信機チェーン310の下流側処理部内の他の個所、たとえばベースバンド処理要素中に配されてもよいものであることを、理解するはずである。
また、信号スイッチ350により実行される機能は、デュプレクサ328の下流側において、第1の受信機チェーン308および第2の受信機チェーン310中の任意の個所に位置付けられてもよく、たとえば受信経路増幅ステージ373の直前に位置付けられてもよい点も、理解されるべきである。しかしながら、図3に示されるように信号スイッチ350を配置すれば、第1の受信機チェーン308および第2の受信機チェーン310中の図示されたステージにおける信号のより低い周波数のため、処理上の利益を実現することができる。図7を参照すると、別の実施形態では、RF信号処理とベースバンド信号処理との両方を実行するために、単一のトランシーバIC 500が再び採用される。しかしながら、信号スイッチ350により実行される動作が、アナログ領域ではなくデジタル領域において実行され、したがってベースバンド信号処理の一部としての実装により適したものとなるように、先に述べた例のアーキテクチャが修正される。
この点に関し、物理的な信号スイッチ350はもはや使用されず、したがって先に述べた例のアーキテクチャは、以下のように修正される。第1の受信信号ミキサ要素344の出力部は、第1のADC要素348の入力部に動作可能に接続される。同様に、第2の受信信号ミキサ要素362の出力部は、第2のADC要素366の入力部に動作可能に接続される。この例では、第1のADC要素348の出力部は、たとえばメモリ要素である、バッファ502に動作可能に接続されている。同様に、第2のADC要素366の出力部は、バッファ502に動作可能に接続されている。図7ではバッファ502に対する別々の入力部が図示されているが、当業者であれば、これらは概念的なものであり、単に第1の受信機チェーン308および第2の受信機チェーン310を通るデータの流れの理解を助けるために用いられている図解である点を理解するであろう。結果として、バッファ502は、デジタル受信増幅機構504にも動作可能に接続されており、このデジタル受信増幅機構504は、バッファ502に接続された入力部をそれぞれ有する、第1のデジタルゲイン要素506と第2のデジタルゲイン要素508とを含んでいる。第1のデジタルゲイン要素506および第2のデジタルゲイン要素508の出力部は、それぞれ第1の受信機チェーン308および第2の受信機チェーン310の他のベースバンド処理要素に動作可能に接続されている。他のベースバンド処理要素の識別および機能は、当業者であれば容易に理解するものであるところ、ここで説明する例において詳述される独創的な概念の理解には関連しないものであるため、それらの要素については、ここではより詳しくは説明しない。しかしながら、デジタル領域への変換に続く後続のデジタル処理は、アルゴリズム的ベースバンドデータ処理等の、アルゴリズム的データ処理を構成する点を理解されたい。上記で使用した用語表現の文脈においては、第1の下流側処理部および第2の下流側処理部が、それぞれ第1のアルゴリズム的データ処理経路および第2のアルゴリズム的データ処理経路を含んでいることとなる。
トランシーバIC 500は、TAS管理要素372に伝達されるべきTAS命令をPDCCHから抽出するための、PDCCHデコーダ510も含んでいる。この例では、第1のデジタルゲイン要素506および第2のデジタルゲイン要素508を制御するために、AGC要素380も、さらなる遅延要素512を介してデジタル受信増幅機構504に動作可能に接続されている。
実際の動作においては、トランシーバIC 500は、図3に関連して上記で説明したのと類似の動作をする。しかしながら、信号経路を回復するのに、すなわちアンテナスイッチ330による信号経路変更を反転させるのに、アナログ信号の切換えを行うのに代えて、バッファ502を用いて第1の受信機チェーン308および第2の受信機チェーン310を通るデータの流れを調整する。切り換えられ対向する低ノイズ増幅器要素343、360により増幅されたアナログ信号に対応するデータのみが、それらのアナログ信号が元来由来するアンテナポート336、342と関連付けられた適切な受信機チェーン308、310に戻るように出力先変更されることが保障されるよう、切り換えられたアナログ信号に対応するデータがバッファ502に到達するようになし、かつ個々の信号経路の切換えを受けなかったがまだ受信機チェーン308、310を通過中である現存のアナログ信号に対応するデータについては出力先変更を行わないようになすため、TAS管理要素372により第2の制御ライン376を介してバッファ502へと発せられた命令は、遅延要素302による遅延処理を受ける。
データ経路の出力先変更はバッファ502により行われるため、当業者においては、この処理は、たとえば保存されたデータを第1のデジタルゲイン要素506および第2のデジタルゲイン要素508に供給する際にバッファ502により保存されているデータにアクセスするのに使用するポインタの操作といった、多くの異なる技術により実現可能であることを理解するはずである。そのようにして、第1のデジタルゲイン要素506がバッファ502にアクセスすると、第2の受信機チェーン310に関連して保存されていたデータがアクセスされ、第2のデジタルゲイン要素508がバッファ502にアクセスすると、第1の受信機チェーン308に関連して保存されていたデータがアクセスされる。したがって、このようなデータアクセスを使用した結果として、信号経路回復要素は、第1のアンテナポート336に関連するサンプルデータが第1のアルゴリズム的データ処理経路により処理され、第2のアンテナポート342に関連するサンプルデータが第2のアルゴリズム的データ処理経路により処理されるよう、保障する。この点に関連し、サンプルデータの保存時においては、第1のアンテナポート336に関連するサンプルデータは、第2のアルゴリズム的データ処理経路に関して保存され、第2のアンテナポート342に関連するサンプルデータは、第1のアルゴリズム的データ処理経路に関して保存される。しかしながら、保存されたサンプルデータへのアクセスを上記で述べたように変更することにより、この「クロスオーバー」の保存状態が反転させられる。
上記でも説明したが図7においてより詳細に示されているように、入れ替えられた、すなわち本来意図していないように適用されるパラメータを用いた信号処理について補償を行うために、ベースバンド処理パラメータが修正されてもよい。この点に関し、ベースバンド処理パラメータの修正の一例としては、第1のデジタルゲイン要素506および/または第2のデジタルゲイン要素508により適用されるデジタルゲインを、AGC要素380によって修正することが挙げられる。
これも図7に関連してより詳細に示されているように、PDCCHデコーダ510は、PDCCHに関連するデータを受信し、TAS命令を抽出して、アンテナ選択ライン378上においてTAS管理要素372に対するアンテナ切換命令を発生させる。RF ICおよびベースバンドICが別個のICである場合には、PDCCHデコーダ510は、たとえばベースバンドIC内に実装される。
図7の例では、第1の受信機チェーン308および第2の受信機チェーン310内の信号の出力先変更および回復は、単にわずかに異なる手法により実現される。この点に関連し、信号経路の回復は、デジタル領域内においてであるが依然として行われる。
非サウンディングデータの送信がない状況下でサウンディングを実行する目的で、アンテナポート336、342の切換えが比較的短い時間中(たとえば1つの符号の持続時間分)のみ継続されるような実用ケースの例においては、受信経路増幅機構373はサウンディング実行の持続時間について有効な受信経路増幅を提供する程には高速に応答できないと想定すると、信号経路の回復がアナログ領域で行われるかデジタル領域で行われるかにかかわらず、デジタル領域内で増幅が行われてもよい。実際、アンテナ間の高速切換えを必要とするような周期的なサウンディング方式が採用される場合には、アンテナの再度の切換えが行われる時点より前の時間内では、AGC要素380が第1の低ノイズ増幅器要素343および第2の低ノイズ増幅器要素360の設定更新を行うのに十分な時間がある可能性は低い(技術の進歩に伴って、および/または所与の通信規格における十分長い符号持続時間を用いる場合には、アンテナ係数のそのような高速の調整も可能であるかもしれない点は認識されるが)。しかしながら、そのような状況下では、LTE規格に従って実装されることもあるアンテナ間の高速切換えの影響を緩和するために、ベースバンド処理パラメータが調整される。
上記の例で述べたように、使用される実装形態に応じて信号スイッチ350、バッファ502およびデジタル受信増幅機構504により行われる切換えをそれぞれ遅延させるために、遅延要素302およびさらなる遅延要素512が採用される。正しい遅延が適用されることを保障し、それにより早すぎるまたは遅すぎる切換えを回避するために、適用される遅延が、たとえば工場における較正処理において実行されるような、較正計測によって決定されてもよい。
当業者であれば、上記で説明した実装形態は、添付の特許請求の範囲の技術的範囲内において考えられる様々な実装形態の、いくつかの例に過ぎないことを理解するであろう。実際、当業者であれば、アンテナ切換え/選択の実行に関するここでの説明は、LTE規格に従いつつ、異なる複数の方法で実行可能であると理解するはずである。たとえば、上記ではサウンディング信号について言及がなされたが、当業者であれば、上記の例は、LTEおよび/または他の通信規格において、チャネル特性を評価する目的でeNodeBまたは任意の類似の対象物に伝達される参照信号として使用され得る、他の参照信号との関連においても、同様に適用可能であると理解するはずである。
疑念を避けるために述べると、「下りリンク」との用語の使用は、eNodeBからUEユニットへの通信を指すものである。したがって、UEユニット200は、上記の例においては、複数の下りリンク受信機チェーンを有している。同様に、「上りリンク」との用語の使用は、UEユニットからeNodeBへの通信を指すものである。したがって、UEユニット200は、上記の例においては、1つの上りリンク送信機チェーンを有している。
上記の実施形態のシステムおよび方法は、説明したような構造的要素およびユーザインタラクションに加えて、コンピュータシステム(とりわけコンピュータハードウェアまたはコンピュータソフトウェア)内や、特定用途向けに製造または適合化された集積回路内にも、実装することができる。
上記の実施形態の方法は、コンピュータまたはその他のプロセッサにおいて実行された際に上記で説明した(1つまたは複数の)方法を実行するように構成された、コンピュータプログラムとして、またはコンピュータプログラム製品として、またはコンピュータプログラムを担持するコンピュータ読取可能な媒体として、提供されてもよい。
「コンピュータ読取可能な媒体」との用語は、これに限定されるものではないが、コンピュータまたはコンピュータシステムにより直接的に読取りおよびアクセスを行うことができる、任意の媒体を含むものである。媒体は、これに限定されるものではないが、
− フロッピーディスク、ハードディスク記憶媒体、ならびに磁気テープのような、磁気記憶媒体、
− 光ディスクもしくはCD−ROMのような光記憶媒体、
− RAM、ROMならびにフラッシュメモリを含むメモリのような、電気記憶媒体、および
− 磁気/光記憶媒体のような、上記の各媒体のハイブリッドもしくは組合せ、
を含み得る。
以上、本発明の具体的な例を説明してきたが、当業者であれば、多くの等価な変更形態およびバリエーションが可能である点を理解するであろう。したがって、上記で説明した本発明の例示的な実施形態は、説明目的のものであり、限定目的のものではないと捉えられる。本発明の精神および技術的範囲から逸脱することなく、説明した実施形態に様々な変更を加えることができる。
100 LTE通信システム
104 eNodeB
106、200 UEユニット
202 処理リソース
204 トランシーバモジュール
210 アンテナ
300 ハードウェアサブシステム
302、512 遅延要素
306 送信機チェーン
308 第1の受信機チェーン
310 第2の受信機チェーン
312 DAC要素
314 送信信号ミキサ要素
318 駆動増幅器要素
322 バラン要素
324 電力増幅器要素
328 双方向通信化要素/デュプレクサ
330 アンテナスイッチ
338 第1のアンテナ
340 第2のアンテナ
343 第1の低ノイズ増幅器要素
344 第1の受信信号ミキサ要素
348 第1のADC要素
350 信号スイッチ
360 第2の低ノイズ増幅器要素
362 第2の受信信号ミキサ要素
366 第2のADC要素
372 TAS管理要素
373 受信経路増幅機構/受信経路増幅ステージ
380 AGC要素
500 トランシーバIC
502 バッファ
504 デジタル受信増幅機構
506 第1のデジタルゲイン要素
508 第2のデジタルゲイン要素
510 PDCCHデコーダ

Claims (27)

  1. 通信規格に従うアンテナ選択をサポートするように構成されたトランシーバ装置において、
    ハードウェアサブシステムであって、
    双方向通信化要素と、
    送信機チェーンと、
    上流端において第1のアンテナポートを有する第1の受信機チェーン、ならびに上流端において第2のアンテナポートを有する第2の受信機チェーンであって、前記第1の受信機チェーンと前記送信機チェーンとが前記双方向通信化要素を共有している、第1の受信機チェーンならびに第2の受信機チェーンと、
    を含むハードウェアサブシステム、および
    アンテナ選択命令に応答して、前記第2のアンテナポートを、前記第1の受信機チェーンのエントリ点において該第1の受信機チェーンに一時的に接続するように構成され、それにより、前記第2のアンテナポートからの信号経路を、前記第1の受信機チェーン内へと繋がり、さらに前記エントリ点よりも下流側において前記第2の受信機チェーン内へと戻るよう、一時的に出力先変更する、信号出力先変換システム、
    を含み、
    前記第2のアンテナポートから前記第1の受信機チェーン内への前記信号経路の一時的な出力先変更を調整するように構成された、コントローラをさらに含み、
    前記第1の受信機チェーンの一部が、受信経路増幅機構を含み、かつ前記第2の受信機チェーンの一部も、前記受信経路増幅機構を含み、
    前記第1の受信機チェーンが、第1のアナログ−デジタル変換器を含み、該第1のアナログ−デジタル変換器は、該第1のアナログ−デジタル変換器に関連付けられた第1の最大信号ヘッドルームの閾値要件を有し、かつ、前記コントローラは、前記第1の受信機チェーンに関する前記受信経路増幅機構を、前記第2のアンテナポートを介して受信した第1の信号に適用することが、前記第1の最大信号ヘッドルームの閾値要件が超過される結果をもたらすものであるか否かを特定するように構成されていることを特徴とするトランシーバ装置。
  2. 前記信号出力先変換システムが、前記受信経路増幅機構と、前記第1のアンテナポートおよび前記第2のアンテナポートとの間の接続を制御するように構成されていることを特徴とする、請求項1に記載のトランシーバ装置。
  3. 前記第1の受信機チェーンが、第1の下流側処理部を含み、前記第2の受信機チェーンが、第2の下流側処理部を含むことを特徴とする、請求項1または2に記載のトランシーバ装置。
  4. 前記信号出力先変換システムが、前記受信経路増幅機構と、前記第1の下流側処理部および前記第2の下流側処理部との間の接続を制御するように構成されていることを特徴とする、請求項3に記載のトランシーバ装置。
  5. 前記信号出力先変換システムが、前記第1の下流側処理部および前記第2の下流側処理部と、前記第1のアンテナポートおよび前記第2のアンテナポートとの間の予め決められた処理関係を、維持するように構成されていることを特徴とする、請求項3または4に記載のトランシーバ装置。
  6. 前記信号出力先変換システムが、前記第1のアンテナポートおよび前記第2のアンテナポートと、前記受信経路増幅機構とに動作可能に接続された、アンテナスイッチを含んでいることを特徴とする、請求項1から5のいずれか1項に記載のトランシーバ装置。
  7. 前記アンテナスイッチが、前記第1の受信機チェーンに関して、前記双方向通信化要素を介して前記受信経路増幅機構に動作可能に接続されていることを特徴とする、請求項1に従属する、請求項6に記載のトランシーバ装置。
  8. 前記送信機チェーンが、送信経路増幅機構を含み、前記アンテナスイッチが、前記双方向通信化要素を介して前記送信経路増幅機構に接続されていることを特徴とする、請求項6に記載のトランシーバ装置。
  9. 前記受信経路増幅機構が、前記第1の受信機チェーンに関する第1の低ノイズ増幅器と、前記第2の受信機チェーンに関する第2の低ノイズ増幅器とを含むことを特徴とする、請求項1に従属する、請求項6に記載のトランシーバ装置。
  10. 前記第1の低ノイズ増幅器の入力部が、前記双方向通信化要素の受信側ポートに動作可能に接続されていることを特徴とする、請求項9記載のトランシーバ装置。
  11. 前記第2の低ノイズ増幅器の入力部が、前記アンテナスイッチに動作可能に接続されていることを特徴とする、請求項9に記載のトランシーバ装置。
  12. 前記信号出力先変換システムが、信号経路回復要素を含み、前記第1の下流側処理部および前記第2の下流側処理部が、前記信号経路回復要素を含んでいることを特徴とする、請求項5に記載のトランシーバ装置。
  13. 前記信号経路回復要素が、前記第2のアンテナポートに端を発し前記第1の受信機チェーン内に出力先変更された前記信号経路を、前記第2の受信機チェーンの前記第2の下流側処理部に戻すように構成されており、それにより、前記第2の下流側処理部と前記第2のアンテナポートとの間の予め決められた処理関係を維持することを特徴とする、請求項12に記載のトランシーバ装置。
  14. 前記コントローラが、前記一時的な出力先変更の調整を、時間的に制御するように構成されていることを特徴とする、請求項1に記載のトランシーバ装置。
  15. 前記第1の下流側処理部が、第1のアルゴリズム的データ処理経路を含み、前記第2の下流側処理部が、第2のアルゴリズム的データ処理経路を含み、かつ、前記信号経路回復要素は、前記第2のアンテナポートについてのサンプルデータが前記第2のアルゴリズム的データ処理経路により処理されることを保障するように構成されていることを特徴とする、請求項12に記載のトランシーバ装置。
  16. 前記第1のアルゴリズム的データ処理経路に関して、前記サンプルデータがメモリに保存され、
    前記信号経路回復要素は、前記サンプルデータが前記第1のアルゴリズム的データ処理経路ではなく前記第2のアルゴリズム的データ処理経路により処理されるように、前記サンプルデータへのアクセスを修正するように構成されている、ことを特徴とする、請求項15に記載のトランシーバ装置。
  17. 前記コントローラは、送信されたアンテナ選択命令を受信し、受信された該アンテナ選択命令に応答して、前記信号経路の一時的な出力先変更を調整するように構成されていることを特徴とする、請求項1に記載のトランシーバ装置。
  18. 前記信号出力先変換システムが、前記第1のアンテナポートおよび前記第2のアンテナポートと、前記受信経路増幅機構とに動作可能に接続された、アンテナスイッチを含んでおり、
    前記コントローラは、前記第1のアンテナポートと前記第2のアンテナポートとの間で、前記送信機チェーンの接続を切り換えるよう、前記アンテナスイッチに指示をするように構成されていることを特徴とする、請求項17に記載のトランシーバ装置。
  19. 前記第2の受信機チェーンが、第2のアナログ−デジタル変換器を含み、該第2のアナログ−デジタル変換器は、該第2のアナログ−デジタル変換器に関連付けられた第2の最大信号ヘッドルームの閾値要件を有し、かつ、前記コントローラは、前記第2の受信機チェーンに関する前記受信経路増幅機構を、前記第1のアンテナポートを介して受信した第2の信号に適用することが、前記第2の最大信号ヘッドルームの閾値要件が超過される結果をもたらすものであるか否かを特定するように構成されていることを特徴とする、請求項1に記載のトランシーバ装置。
  20. 前記コントローラは、前記第1のアンテナポートおよび前記第2のアンテナポートをそれぞれ介して受信した第1の信号および第2の信号の両方の増幅について、前記第1の最大信号ヘッドルームの閾値要件および前記第2の最大信号ヘッドルームの閾値要件が満たされていることに応答して、前記第1の受信機チェーンについての第1のゲイン、および前記第2の受信機チェーンについての第2のゲインを、再プログラミングするように構成されていることを特徴とする、請求項19に記載のトランシーバ装置。
  21. 前記コントローラは、受信した前記第1の信号および前記第2の信号と関連付けられた符号のベースバンド処理に関して、ゲイン修正を適用するように構成されていることを特徴とする、請求項19または20に記載のトランシーバ装置。
  22. 前記信号出力先変換システムは、上りリンク送信に関して前記第2のアンテナポートの代わりに前記第1のアンテナポートを使用する状態から切換えを行う命令に応答して、前記第2のアンテナポートからの前記信号経路を、前記第1の受信機チェーン内へと一時的に出力先変更するように、構成されていることを特徴とする、請求項1から21のいずれか1項に記載のトランシーバ装置。
  23. 前記送信機チェーンは、撤回命令が受信されるまで、前記命令に応答して前記第2のアンテナポートの代わりに前記第1のアンテナポートに持続的に接続された状態に維持されることを特徴とする、請求項22に記載のトランシーバ装置。
  24. 請求項1から23のいずれか1項に記載のトランシーバ装置を含む、使用者端末のトランシーバ装置。
  25. 請求項1から24のいずれか1項に記載のトランシーバ装置を含む、モデム。
  26. 請求項24に記載のトランシーバ装置を含む、使用者端末通信装置。
  27. 送信機チェーンと、上流端において第1のアンテナポートを有する第1の受信機チェーンと、上流端において第2のアンテナポートを有する第2の受信機チェーンとを含み、前記第1の受信機チェーンと前記送信機チェーンとが1つの双方向通信化要素を共有しているトランシーバ装置において、受信した信号を処理する方法であって、
    上りリンク送信に関して、前記第2のアンテナポートの代わりに前記第1のアンテナポートを使用する状態から切換えを行う命令を受信する工程と、
    受信された前記命令に応答して、前記第2のアンテナポートを、前記第1の受信機チェーンのエントリ点において該第1の受信機チェーンに一時的に接続する工程であって、それにより、前記第2のアンテナポートからの信号経路を、前記第1の受信機チェーン内へと繋がり、さらに前記エントリ点よりも下流側において前記第2の受信機チェーン内へと戻るよう、一時的に出力先変更する工程と、
    を含み、
    コントローラを用いて、前記第2のアンテナポートから前記第1の受信機チェーン内への前記信号経路の一時的な出力先変更を調整し、前記方法は、
    前記第1の受信機チェーンが、第1のアナログ−デジタル変換器を含み、該第1のアナログ−デジタル変換器は、該第1のアナログ−デジタル変換器に関連付けられた第1の最大信号ヘッドルームの閾値要件を有し、かつ、前記コントローラは、前記第1の受信機チェーンに関する受信経路増幅機構を、前記第2のアンテナポートを介して受信した第1の信号に適用することが、前記第1の最大信号ヘッドルームの閾値要件が超過される結果をもたらすものであるか否かを特定することを特徴とする方法。
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