KR20200100618A - 공존 시분할 이중 트랜시버를 강화-격리시키기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

공존 시분할 이중 트랜시버를 강화-격리시키기 위한 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

공존하는 시분할 이중(time-division duplexed; TDD) 트랜시버들에서 격리를 강화하기 위한 시스템은: TDD 트랜시버의 송신 신호를 수신 신호에서 송신-대역 간섭을 제거하도록 구성되는 블로커 소거 신호로 변환하는 블로커 소거기; 블로커 소거 신호를 필터링하는 제1 필터; 송신 신호를 필터링하는 제2 필터; 및 필터링된 송신 신호를 수신 신호에서 수신-대역 간섭을 제거하도록 구성되는 송신 잡음 소거 신호로 변환하는 송신-잡음 소거기를 포함한다.

Description

공존 시분할 이중 트랜시버를 강화-격리시키기 위한 시스템 및 방법
관련 출원들에 대한 교차 참조
본 출원은 2017년 11월 20일자로 출원된 미국 가출원 일련 번호 제62/588,864호, 및 2018년 8월 3일자로 출원된 미국 가출원 일련 번호 제62/714,378호의 이익을 주장하며, 이 모두는 전체적으로 참조로 통합된다.
본 발명은 일반적으로 무선 통신 분야에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 공존 시분할 이중 트랜시버들을 강화-격리시키기 위한 새롭고 유용한 시스템들 및 방법들에 관한 것이다.
전통적인 무선 통신 시스템들은 반이중(half-duplex)이며; 즉, 그들은 단일 통신 채널 상에서 신호들을 동시에 송신 및 수신할 수 없다. 이 문제가 해결되는 하나의 방법은 송신 및 수신이 동일한 주파수 채널 상에서, 그러나 상이한 시간들에서 발생하는, 시간 분할 듀플렉싱(time division duplexing; TDD)의 사용을 통해서이다. 많은 현대 통신 디바이스들에서, 동일 주파수 대역에서(그러나 상이한 채널들 상에서) 동작하는 2개 이상의 비동기 TDD는 서로 근처에 존재한다. 모든 라디오들이 송신하고 있거나 모든 라디오들이 수신하는 동안, 그러한 디바이스들은 잘 작동하지만, 일부 라디오들이 송신하고 있고 일부 라디오들이 수신하고 있을 때, 그러한 디바이스들의 성능은 제한된다. 따라서, 공존 시분할 이중 트랜시버들을 강화-격리시키기 위한 새롭고 유용한 시스템들 및 방법들을 생성하기 위한 필요성이 무선 통신 분야에 존재한다.
본 발명은 그러한 새롭고 유용한 시스템들 및 방법들을 제공한다.
도 1은 공존 TDD 트랜시버들의 종래 기술 표현이다.
도 2a는 발명 실시예의 시스템의 다이어그램 표현이다.
도 2b는 발명 실시예의 시스템의 신호 경로 표현이다.
도 2c는 발명 실시예의 시스템의 신호 변환의 채널 전력 표현이다.
도 3a는 발명 실시예의 시스템의 다이어그램 표현이다.
도 3b는 발명 실시예의 시스템의 다이어그램 표현이다.
도 4a는 발명 실시예의 시스템의 다이어그램 표현이다.
도 4b는 발명 실시예의 시스템의 다이어그램 표현이다.
도 5는 발명 실시예의 시스템의 아날로그 간섭 소거기의 다이어그램 표현이다.
도 6은 발명 실시예의 시스템의 디지털 간섭 소거기의 다이어그램 표현이다.
도 7은 발명 실시예의 시스템의 안테나 스루-매처(thru-matcher)의 다이어그램 표현이다.
본 발명의 발명 실시예들의 다음 설명은 본 발명을 이들 발명 실시예들에 제한하도록 의도되지 않으며, 오히려 임의의 당업자가 본 발명을 형성하고 이용할 수 있게 하도록 의도된다.
1. 공존 시분할-이중(TDD) 트랜시버들
배경 섹션에서 언급된 바와 같이, 많은 현대 통신 디바이스들은 공존(즉, 서로 가까운 물리적 근접에서 안테나들을 갖고 동일 주파수 대역 상에서 또는 주파수에서 가까운 주파수 대역들 상에서 통신하도록 구성되는) TDD 트랜시버들을 특징으로 한다. 예를 들어, 많은 무선 액세스 포인트들은 이중 5 GHz 와이파이(WiFi) 트랜시버들을 특징으로하고, 대부분의 랩톱 컴퓨터들은 2.4 GHz 와이파이 트랜시버 및 블루투스(Bluetooth) 트랜시버(또한 2.4 GHz에서 동작함) 둘 다를 갖는다. 여전히 다른 구성들은 공존 5 GHz 와이파이, LTE, 및/또는 멀티파이어(MulteFire) 트랜시버들을 포함한다.
그러한 통신 시스템의 일 예는 도 1에 도시된 바와 같다. 각각의 트랜시버의 송신/수신 체인들은 서로 독립적이라는 점을 주목한다. 또한, 트랜시버가 수신 모드일 때, 그 수신기의 송신 경로는 사용되지 않으며; 트랜시버가 송신 모드일 때, 마찬가지로, 그 수신기의 수신 경로는 사용되지 않는 점을 주목한다.
트랜시버가 수신 모드에서 활성인 반면에 다른 공존 트랜시버가 송신 모드에서 활성인 때, 수신 트랜시버의 성능은 열화된다. 2개의 효과들이 이 열화(degradation)에 기여한다. 첫 번째는 송신 트랜시버의 송신 신호가 수신 트랜시버가 수신하기 위해 시도하고 있는 신호보다 훨씬 더 강력하다는 사실에서 발생한다. 신호들이 상이한 주파수들이라고 할지라도, 신호들은 주파수에서(예를 들어, 동일 주파수 대역의 상이한 채널들에서) 충분히 가까워서 송신 신호가 수신 트랜시버를 포화시킬 수 있다(이 맥락에서, 송신 신호는 "블로커(blocker)"로서 지칭됨). 두 번째는 송신 신호가 그것의 채널 내에 완전히 포함되지 않고, 일부 잡음이 수신 채널로 누설될 수 있기 때문이다.
1. 공존 TDD 트랜시버들을 강화-격리하기 위한 시스템
공존 TDD 트랜시버들을 강화-격리시키기 위한 시스템(100)은 다음 중 적어도 하나를 포함한다: 튜닝가능 아날로그 필터(110), 튜닝가능 디지털 필터(111), 아날로그 블로커 소거기(120), 디지털 블로커 소거기(121), 아날로그 송신-잡음 소거기(130), 디지털 송신-잡음 소거기(131), 로컬 발진기(local oscillator; LO) 교환기(140), 안테나 스루-매처(150), 및 보조 소거기(170). 시스템(100)은 또한 신호 커플러들(160), 증폭기들(161), 주파수 업컨버터들(162), 주파수 다운컨버터들(163), 아날로그-디지털 컨버터들(ADC)(164), 디지털-아날로그 컨버터들(DAC)(165), 시간 지연들(166), 필터들(167), 스위치들(168), 및 임의의 다른 회로 컴포넌트들(예를 들어, 위상 시프터들, 감쇠기들, 변압기들 등)을 포함하는, 간섭 소거 및/또는 필터링을 가능하게 하는 임의의 수의 추가적인 요소들을 포함할 수 있다.
시스템(100)은 공존 송신 트랜시버를 동시에 동작시키는 동안 수신 트랜시버에서 간섭을 감소시킴으로써 공존 TDD 트랜시버들에서 신호 열화를 감소시키도록 기능한다. 시스템(100)은 바람직하게는 (송신 채널에서 또는 달리) 블로커 신호로서 송신 신호의 영향들을 부분적으로 또는 전체적으로 완화시킴으로써 그리고 송신 신호에 의해 수신 채널에 생성되는 잡음을 제거함으로써 간섭을 감소시킨다.
시스템(100)은 바람직하게는 디지털 및/또는 아날로그 회로를 사용하여 구현된다. 디지털 회로는 바람직하게는 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서, 주문형 반도체(application specific integrated circuit; ASIC), 필드 프로그래밍가능 게이트 어레이(field programmable gate array; FPGA) 및/또는 임의의 적합한 프로세서(들) 또는 회로(들)을 사용하여 구현된다. 아날로그 회로는 바람직하게는 아날로그 집적 회로들(integrated circuits: ICs)을 사용하여 구현되지만 추가적으로 또는 대안적으로 별개의 컴포넌트들(예를 들어, 커패시터들, 레지스터들, 트랜지스터들), 와이어들, 전송 라인들, 도파관들, 디지털 컴포넌트들, 혼합-신호 컴포넌트들, 또는 임의의 다른 적합한 컴포넌트들을 사용하여 구현될 수 있다. 시스템(100)은 바람직하게는 구성 데이터를 저장하기 위한 메모리를 포함하지만, 추가적으로 또는 대안적으로 외부적으로 저장된 구성 데이터를 사용하거나 임의의 적합한 방식으로 구성될 수 있다.
시스템(100)은 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 광학, 포토닉, 포논-포토닉, 마이크로-전기-기계 시스템들(micro-electrical-mechanical systems; MEMS), 나노-전기-기계 시스템들(nano-electrical-mechanical systems; NEMS), 광, 음향, 옵토-음향, 기계, 옵토-기계, 전기, 옵토-전기 또는 달리-광학적-또는-음향적-관련 기술들을 사용하는 임의의 방식으로 구현될 수 있다.
시스템(100)은 다수의 응용들(applications)에 대한 유연성을 가능하게 하는, 다양한 아키텍처들로 배열될 수 있다. 일부 실시예들에서, 시스템(100)은 기존 트랜시버들에 부착되거나 결합될 수 있으며; 추가적으로 또는 대안적으로, 시스템(100)은 트랜시버들에 통합될 수 있다. 시스템(100)의 아키텍처들의 예들은 도 2 내지 도 4b에 도시된 바와 같다. 시스템(100)은 다양한 방식들로 이들 아키텍처들의 양태들의 조합들을 사용할 수 있다는 것이 이해된다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 발명 실시예의 제1 구현에서, 시스템(100)은 2개의 튜닝가능 아날로그 필터들(110), 디지털 블로커 소거기(121), 디지털 TX 잡음 소거기(131), LO 교환기(140), 및 복수의 커플러들(160), 지연들(166), 및 스위치들(168)(공간 제약들로 인해, 스위치들(168)은 "168"로 명시적으로 라벨링되지 않는다는 점을 주목함)을 포함한다. 별개의(distinct) 신호 경로들 및 스위치들이 디지털 도메인에서 도시되지만, 이는 시스템(100)이 특정 디지털 구현(디지털 도메인의 스위치는 특정 구현을 요구하기 보다는 많은 방식들로 구현될 수 있음)을 암시하기 보다는 다수의 동작 모드들(예를 들어, 송신하는 트랜시버 1, 수신하는 트랜시버 2가 제1 모드이며; 송신하는 트랜시버 2, 수신하는 트랜시버 1이 제2 모드)에서 신호들을 라우팅할 수 있는 방법을 명확하게 도시하도록 의도된다는 점을 더 주목된다.
도 2a의 구현은 공존 트랜시버들의 이전의 기존 경로들을 실질적으로 사용하며; 예를 들어, 네이티브(native) 로컬 발진기들이 비-사용된 수신 및 송신 경로들의 일부들일 뿐만 아니라 재사용된다는 점을 주목한다(이는 도 1 및 도 2a를 비교할 때 분명히 볼 수 있음). 도 2a의 모든 스위치를 플립핑함으로써, 구현은 트랜시버 1이 RX 모드이고 트랜시버 2가 TX 모드일 때 간섭 감소를 제공할 수 있다는 점을 또한 주목한다.
도 2a의 구현의 신호 경로 다이어그램은 도 2b에 도시된 바와 같으며; 이 다이어그램은 이 구현의 동작을 설명하기 위해 사용될 수 있다. 다이어그램은 ("ABC"로서 기록된) 송신 신호로 시작한다. 통신 디바이스 I/O 1의 출력에서, 라벨 "ABC"는 송신 신호(A, B, 및 C)의 3개의 신호 컴포넌트들을 나타내며 - 송신 신호는 실제로 3개의 개별 컴포넌트들을 가질 필요가 없지만, 이 라벨은 신호의 다양한 부분들이 그들이 시스템(100)을 통해 이동함에 따라 분할되고, 변환되고, 재결합되는 방법을 추적할 수 있게 한다. 다음으로, 송신 신호는 ("AB" 및 "C"로) 분할된다. C는 송신 신호 컴포넌트로부터의 C를 블로커 소거 신호 C'(즉, 수신 채널 외측의 바람직하지 않은 신호를 제거하기 위해 수신된 신호와 결합될 수 있는 신호)로 변환하는 블로커 소거기로 이동한다. 그 다음, C'는 (블로커 소거 신호의 생성에 의해 추가되는 잡음을 제거하기 위해) 필터링된다. 한편, AB는 (블로커 소거기에 의해 부과되는 지연을 보상하는) 시간 지연을 통과하고 라디오-주파수(radio-frequency; RF) 신호로 변환된다. 그 다음, AB는 A 및 B로 분할되고 - A는 송신 안테나에 의해 송신되는 반면 B는 (송신 대역에서 신호 - 블로커를 제거하기 위해) 필터링되고 그 다음 TX 잡음 소거기에 의해 TX 잡음 소거 신호 B'(즉, 수신 채널 내의 원하지 않는 신호를 제거하기 위해 수신 신호와 결합될 수 있는 신호)로 변환된다. A는 D(의도된 수신 신호)와 함께 A'(변환이 트랜시버 1과 2 사이의 무선 전송으로 인해 발생함)로서 수신기에 수신된다. 그 다음, C'는 블로커 신호를 제거하기 위해 A'D와 결합된다. A'C'D는 디지털로 다시 변환되고 그 다음 송신 잡음을 제거하기 위해 B'와 결합되어, 최종 신호 A'B'C'D를 야기한다.
이 프로세스의 신호 전력 다이어그램이 도 2c에 도시된다. 도 2c에 도시된 바와 같이, 수신기에서 수신된 바와 같은 신호(A'D)는 송신 대역 및 수신 대역 둘 다에서 원하지 않는 신호를 포함한다. A'D가 블로커 소거 신호 C'와 결합될 때, 송신 대역에서 원하지 않는 신호의 전력은 감소된다. 그 다음, 신호 A'C'D는 RF로부터 디지털 기저대역 신호로 변환될 수 있다(그 프로세스는 송신 대역에서 원하지 않는 신호를 더 제거할 수 있음). 다음으로, 신호 A'C'D는 송신 잡음 소거 신호 B'와 결합될 수 있으며, 이는 신호에 잔류하는 원하지 않는 신호(이 원하지 않는 신호는, 다운컨버젼 전에, 수신 대역에 있었음)를 감소시켜, 감소된 간섭을 갖는 신호(A'B'C'D)를 야기한다.
이 구현에서 좌측 필터(110)는 (B에 대하여) 송신 대역에서 신호를 제거하도록 기능하고 우측 필터(110)는 (C'에 대하여) 블로커 소거 신호의 생성에 의해 추가되는 잡음을 제거하도록 기능하지만, 이들 기능들은 시스템(100)이 (예를 들어, RX 모드의 트랜시버 1 및 TX 모드의 트랜시버 2로) 스위칭되면 반전될 것이라는 점을 주목한다. 이는 T2 LO 주파수를 거절하도록 튜닝되는 좌측 필터(110), 및 T1 LO 주파수를 거절하도록 튜닝되는 우측 필터(110)에 의해 달성된다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 발명 실시예의 제2 구현에서, 시스템(100)은 2개의 튜닝가능 아날로그 필터들(110), 아날로그 블로커 소거기(120), 아날로그 TX 잡음 소거기(130), 복수의 커플러들(160), 및 스위치들(168)을 포함한다(공간 제약들로 인해, 스위치들(168)은 "168"로 명시적으로 라벨링되어 있지 않는다는 점을 주목함). 도시된 바와 같이, 이 구현은 선택적으로 디지털 TX 잡음 소거기(131), 안테나 스루-매처(thru-matcher)(150), 및/또는 보조 소거기(170)를 포함할 수 있다.
이 구현은 트랜시버 스테이지들에 대한 액세스가 제한되는 시나리오들에 대해 (예를 들어, 통신 시스템의 프론트 엔드(front end)에서 구현되도록 설계되는 시스템에 대해 / 아날로그 기저대역 및/또는 디지털 신호들에 대한 액세스를 제한하는 시스템(100)에 대해) 유용하며; 이 구현에서, 시스템(100)은 통신 디바이스의 RF 입력/출력들에만 결합된다는 점을 주목한다.
이 구현에서, 송신 측은 RF에서 샘플링되고 수개의 신호 컴포넌트들로 분할된다. 이들 중 첫 번째(라벨링된 A)는 (바람직하게는 송신 대역에서 신호; 예를 들어, 블로커, 소거기(130)의 이완 동적 범위 요건들을 제거하기 위해) 필터(110)에 의해 필터링되며; 다음으로 컴포넌트는 f2(현재 수신 주파수)에서 동작하는 주파수 다운컨버터(163)를 사용하여 기저대역으로 다운컨버팅되고 그 다음, TX 잡음 소거기(130)를 사용하여, 송신 잡음 소거 신호로 변환된다. 선택적으로, 송신 신호의 송신 대역을 샘플링하는 제2 TX 잡음 소거기(130/131)는 (예를 들어, 다운컨버젼 또는 소거 신호 생성에서 기인하는 1차(primary) 송신 잡음 소거 신호에 존재하는 상호변조 생산물들을 제거하기 위해) 사용될 수 있으며 - 이 소거기는 (시스템(100) 구현들의 모든 다른 소거기들과 같이) 디지털로 또는 아날로그로 구현될 수 있다는 점을 주목한다. 소거기가 디지털 도메인에서 구현되지만 아날로그 신호들을 사용하는 경우, ADC들(164) 및 DAC들(165)이 도 3a에 도시된 바와 같이 사용될 수 있다. 그 다음, 송신 잡음 소거 신호는 f2(현재 수신 주파수)로 다시 업컨버팅된다.
제2 컴포넌트(라벨링된 B)는 f1(현재 송신 주파수)에서 동작하는 주파수 다운컨버터(163)를 사용하여 기저대역으로 다운컨버팅된다. 그 다음, 제2 컴포넌트는 아날로그 블로커 소거기(120)에 의해 블로커 소거 신호로 변환되고, 그 다음, (블로커 소거 신호 생성에 의해 생성되는 수신 대역에서 원하지 않는 주파수 컴포넌트들을 제거하기 위해) 필터(110)에 의해 필터링된다. (제2 TX 잡음 소거기(130/131)가 존재하면, 제2 컴포넌트는 또한 이전 섹션에서 설명된 바와 같이 RX 대역에서 신호 소거를 돕기 위해 샘플링될 수 있음). 최종적으로, 블로커 소거 신호는 f1(현재 송신 주파수)에서 RF로 다시 변환된다.
제2 구현의 일부 변형들에서, 시스템(100)은 추가적으로 RF(이 경우 f1)에서 동작하는 보조 소거기(170)를 포함할 수 있으며, 이는 블로커 소거, 송신 잡음 소거, 및/또는 원하는 임의의 다른 신호 소거를 돕기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, RF에서 동작하는 단순한(즉, 소거기들(20/121 및/또는 130/131)보다 더 적은 복잡도를 갖는) 보조 소거기(170)는 (보조 소거기(170)에 의해 부과되는 더 낮은 지연으로 인해) 송신과 수신 사이의 짧은 지연 시간들로 간섭을 소거하는 데 도움이 될 수 있다.
제2 구현의 일부 변형들에서, 시스템(100)은 추가적으로 안테나 스루-매처(150)를 포함할 수 있으며, 이는 (이후 섹션들에서 보다 상세히 설명되는) 안테나들 사이의 결합(coupling)을 수정함으로써 수신기 안테나에 존재하는 간섭을 감소시키도록 기능한다.
발명 실시예의 제3 구현은 도 3b에 도시된 바와 같다. 이 구현은, 시스템(100)이 아날로그 기저대역 및/또는 디지털 경로들에 액세스할 수 있는 통신 디바이스에 적합한, 다수의 입력들 및 출력들을 특징으로 하는 것을 제외하고, 도 3a의 그것과 유사하다. 이 구현에서, 예를 들어, 송신기의 전력 증폭기는 송신 안테나 출력과 시스템(100) 사이의 신호를 능동적으로 분할하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 일부 신호들(예를 들어, TX 잡음 소거 신호)은 기저대역에서 결합될 수 있으며, 마찬가지로, 다른 신호들(예를 들어, 제2 TX 잡음 소거기(131)의 출력)은 소거를 달성하기 위해 수신 신호들과 디지털 도메인에서 결합될 수 있다.
시스템(100)은 어떤 입력들 및 출력들이 주어진 통신 시스템에서 사용하기 위해 이용할 수 있는지에 따라 이들 2개의 구현들의 임의의 조합의 형태를 취할 수 있다는 점을 주목한다.
선행 예들은 다중-안테나 아키텍처들을 도시하지만, 시스템(100)은 또한 다수의 트랜시버들에 의한 안테나들의 사용을 가능하게 하는 듀플렉서들 및/또는 다른 회로들을 사용하여 구현될 수 있다는 것이 이해된다. 예를 들어, 도 3a의 구현과 유사한 시스템(100)의 구현은, 도 4a에 도시된 바와 같이, (4개의 대역통과 필터들(110)로 구현되는) 5-포트 듀플렉서를 사용하여 구현될 수 있다. 마찬가지로, 도 2a의 구현과 유사한 시스템(100)의 구현은 또한, 도 4b에 도시된 바와 같이, (4개의 대역통과 필터들(110)로 구현되는) 5-포트 듀플렉서를 사용하여 구현될 수 있다.
필터들(110 및 111)은 신호 내의 원하지 않는 주파수 컴포넌트들의 존재를 제거하거나 감소시키도록 기능한다. 아날로그 필터(110)는 아날로그 도메인에서 구현되는 반면, 디지털 필터(111)는 디지털 도메인에서 구현된다. 각각의 필터(110/111)는 필터의 응답에 따라 신호 컴포넌트들을 변환하도록 기능하며, 이는 신호 크기, 신호 위상, 및/또는 신호 지연에서 변화를 도입할 수 있다.
필터들(110/111)은 바람직하게는 대역통과 필터들이지만, 임의의 유형의 필터(예를 들어, 노치 필터, 대역정지 필터, 저역 통과 필터, 고역 통과 필터)일 수 있다. 필터들(110/111)은 바람직하게는 아날로그 공진 요소 필터들이지만, 추가적으로 또는 대안적으로 (디지털 필터들을 포함하는) 임의의 유형의 필터일 수 있다. 필터들(110/111)의 공진 요소들은 바람직하게는 집중 요소들(lumped elements)에 의해 형성되지만, 추가적으로 또는 대안적으로 분산 요소 공진기들, 세라믹 공진기들, SAW 공진기들, 결정 공진기들, 공동 공진기들, 또는 임의의 적합한 공진기들일 수 있다.
필터들(110/111)은 바람직하게는 필터(110/111)의 하나 이상의 피크들이 시프트될 수 있도록 튜닝가능하다. 바람직한 실시예의 일 구현에서, 필터(110/111)의 하나 이상의 공진 요소들은 필터 피크들이 시프트될 수 있게 하는 가변 션트(shunt) 커패시턴스(예를 들어, 바랙터 또는 디지털적 튜닝가능 커패시터)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 필터들(110/111)은 품질 계수(quality factor)(즉, Q는 회로 제어 값들을 변경함으로써 수정될 수 있음)에 의해 튜닝가능할 수 있거나, 필터들(110/111)은 튜닝가능하지 않을 수 있다.
필터들(110/111)은, 공진 요소들에 더하여, 지연기들, 위상 시프터들, 및/또는 스케일링 요소들을 포함할 수 있다.
필터들(110/111)은 바람직하게는 수동 필터들이지만, 추가적으로 또는 대안적으로 능동 필터들일 수 있다. 필터들(110/111)은 바람직하게는 아날로그 회로 컴포넌트들(110)로 구현될 수 있지만, 추가적으로 또는 대안적으로 디지털적으로 구현될 수 있다(111). 필터(110/111)의 임의의 튜닝가능 피크의 중심 주파수는 바람직하게는 튜닝 회로에 의해 제어되지만, 추가적으로 또는 대안적으로 (예를 들어 기계적으로 튜닝된 커패시터에서와 같이, 기계적으로 제어되는 것을 포함하는) 임의의 적합한 시스템에 의해 제어될 수 있다.
특히, 필터들(110/111)은 관심 주파수 범위 내의 삽입 손실을 감소시키기 위해 유용할 수 있다. 필터들(110/111)은 또한 잡음 및/또는 간섭 소거 시스템들에 의해 보여지는 전력을 감소시키기 위해 유용할 수 있다. 간섭 및/또는 잡음 소거를 강화하기 위해 사용되는, (필터가 간섭 및/또는 잡음 소거 없이 시스템에서 사용될 수 있음에 따라) 잡음을 독립적으로 억제하는 것과는 대조적으로, 덜 비싸고, 더 작고, 더 낮은-품질 계수(Q), 및/또는 더 낮은-거절-능력 필터가 사용될 수 있다는 점을 주목한다.
필터들(110/111)은 추가적으로 또는 대안적으로 (필터들 자체가 신호 상에 시간 지연을 부과할 수 있기 때문에) 시간 지연들을 신호에 추가하기 위해 사용될 수 있다.
블로커 소거기들(120 및 121)은 (수신 채널에 가깝지만 전형적으로 이와 동일하지 않은) 송신 채널에서 송신 신호의 존재로 인해 (수신 채널에서) 수신 신호에 존재하는 자기-간섭(self-interference)을 제거하도록 기능한다. 그러한 간섭은 특히 RF 신호들이 (송신 신호가, 상이한 대역에 있음에도 불구하고, 필터링 거절이 충분히 높지 않거나 수신기가 충분히 큰 동적 범위를 갖지 않으면 수신 신호를 압도할 수 있기 때문에) 수신의 일부로서 디지털로 변환되는 문제이다. 블로커 소거기들(120/121)은 자기-간섭 소거 기술들; 즉, 제1 신호(전형적으로 송신 신호)의 신호 샘플들을 다른 신호(예를 들어, 수신 신호, 증폭 후 송신 신호 등)에 존재하는 자기-간섭의 표현으로 변환하고, 제1 신호의 전송으로 인해 그 다음 그 간섭 소거 신호를 다른 신호로부터 차감함으로써 자기-간섭 소거 신호를 생성하는 것을 사용하여 신호의 송신 대역에 존재하는 간섭을 완화시키도록 기능한다.
블로커 소거기들(120/121)은 바람직하게는 수신 신호의 송신 대역에 존재하는 간섭을 소거하기 위해 사용되며; 즉, 블로커 소거기들(120/121)은 수신기에 의해 수신되는 바와 같이, 송신 대역에서, 송신 신호의 표현을 모델링하고, 그 소거 신호를 수신 신호로부터 차감하는 회로를 사용하여 송신 신호의 샘플들로부터 간섭 소거 신호를 생성한다.
블로커 소거기들(120/121)은 송신 신호 샘플의 송신 대역(TxB)에 존재하는 간섭을 소거하기 위해 추가적으로 사용될 수 있으며; 즉, 블로커 소거기들(120/121)은 (안테나에서 전송 전에, 반드시 그러한 것은 아니지만, 일반적으로) 송신기에 의해 생성되는 바와 같이, 송신 대역에서, 송신 신호의 표현을 모델링하고, 그 소거 신호를 송신 신호 샘플로부터 차감하는 회로를 사용하여 송신 신호의 샘플들로부터 간섭 소거 신호를 생성한다. 이 유형의 간섭 소거는 일반적으로 송신 신호 샘플을 "클린(clean)"하기 위해; 즉, 송신 샘플의 송신 대역 신호를 제거하기 위해 사용됨으로써, 샘플은 (샘플이 수신-대역 간섭 소거를 수행하기 위해 사용되는 것을 허용하는) 수신 대역에서 주로 정보를 포함한다.
블로커 소거기들은 아날로그 (120), 디지털 (121), 또는 2개의 조합으로 구현될 수 있다. 아날로그 블로커 소거기(120)는 아날로그 입력 신호로부터 아날로그 간섭 소거 신호를 생성하도록 기능한다. 아날로그 블로커 소거기(120)는, 임의의 입력을 사용하여, 임의의 신호에서 간섭을 소거하기 위해 사용될 수 있지만, 아날로그 블로커 소거기(120)는 바람직하게는 아날로그 수신 신호에서 송신 대역 간섭을 소거하기 위해 사용된다. 아날로그 블로커 소거기(120)는 또한 (이전에 설명된 바와 같이 송신 신호 클리닝을 수행하기 위해) 송신 신호 샘플에서 송신 대역 신호 컴포넌트들을 소거하기 위해 사용될 수 있다.
업컨버터들, 다운컨버터들, ADC들, 및 DAC들을 사용하여, 아날로그 블로커 소거기(120)는 디지털 신호들을 아날로그 입력 신호들로 변환할 수 있고, 추가적으로 간섭 소거 신호들을 아날로그로부터 디지털로(또는 상이한 주파수의 다른 아날로그 신호로) 변환할 수 있다.
아날로그 블로커 소거기(120)는 바람직하게는 단일 주파수 대역(예를 들어, 기저대역)에서 동작하도록 설계되지만, 추가적으로 또는 대안적으로 다수의 주파수 대역들에서 동작하도록 설계될 수 있다. 아날로그 블로커 소거기(120)는 바람직하게는 아날로그 블로커 소거기(120)가 (이전에 설명된 바와 같이) 다른 신호의 전송에서 기인하는 수신 신호에서 간섭의 소거에만 반드시 적용되는 것은 아니라는 것을 제외하고, 미국 특허 출원 번호 제14/569,354호(그 전체가 이 참조로 통합됨)의 아날로그 자기-간섭 소거와 관련되는 회로들; 예를 들어, RF 자기-간섭 소거기, IF 자기-간섭 소거기, 연관된 업/다운컨버터들, 및/또는 튜닝 회로들과 실질적으로 유사하다.
아날로그 블로커 소거기(120)는 바람직하게는 아날로그 입력 신호의 필터링된, 스케일링된, 및/또는 지연된 버전들의 세트를 결합함으로써 아날로그 입력 신호를 아날로그 간섭 소거 신호로 변환하는 아날로그 회로로서 구현되지만, 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 적합한 회로로서 구현될 수 있다. 예를 들어, 아날로그 블로커 소거기(120)는 아날로그 입력 신호의 단일 버전, 사본, 또는 샘플링된 형태만을 수반하는 변환을 수행할 수 있다. 변환된 신호(아날로그 간섭 소거 신호)는 바람직하게는 다른 신호에 간섭 컴포넌트의 적어도 일부를 표현한다.
아날로그 블로커 소거기(120)는 바람직하게는 입력 신호; 예를 들어, 트랜시버 온도, 주변 온도, 안테나 구성, 습도, 및 송신기 전력에서의 변화들에 더하여 변화하는 자기-간섭 파라미터들에 적응할 수 있다. 아날로그 블로커 소거기(120)의 적응은 바람직하게는 튜닝 회로에 의해 수행되지만, 추가적으로 또는 대안적으로 제어 회로 또는 소거기에 포함되는 다른 제어 메커니즘 또는 임의의 다른 적합한 컨트롤러에 의해 (예를 들어, 디지털 블로커 소거기(121)의 변환 어댑터에 의해) 수행될 수 있다.
바람직한 실시예의 일 구현에서, 아날로그 블로커 소거기(120)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 한 세트의 스케일러들(이득, 감쇠, 또는 위상 조정을 수행할 수 있음), 한 세트의 지연들, 신호 결합기, 신호 분할기, 및 튜닝 회로를 포함한다. 이 구현에서, 아날로그 블로커 소거기(120)는 선택적으로 튜닝가능 필터들(예를 들어, 조정가능 중심 주파수를 포함하는 대역통과 필터들, 조정가능 컷오프 주파수를 포함하는 저역통과 필터들 등)을 포함할 수 있다.
튜닝 회로는 바람직하게는 간섭 소거가 수행된 후 신호(즉, 잔류 신호)로부터 샘플링되는 피드백 신호에 기초하여 아날로그 블로커 소거기(120) 구성(예를 들어, 필터들, 스케일러들, 지연기들, 신호 분할기, 및/또는 신호 결합기 등의 파라미터들)을 적응시킨다. 예를 들어, 튜닝 회로는 잔류 신호에 존재하는 간섭을 감소시키기 위해 아날로그 블로커 소거기(120) 구성을 반복적으로 설정할 수 있다. 튜닝 회로는 바람직하게는 온라인 구배-강하(gradient-descent) 방법들(예를 들어, LMS, RLMS)을 사용하여 구성 파라미터들을 적응시키지만, 구성 파라미터들은 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 적합한 알고리즘을 사용하여 적응될 수 있다. 구성 파라미터들을 적응시키는 것은 추가적으로 또는 대안적으로 한 세트의 구성들 사이에서 교호하는 것을 포함한다. 아날로그 블로커 소거기들(120)은 (각각의 아날로그 블로커 소거기(120)가 바람직하게는 고유한 구성 또는 아키텍처와 연관되지만) 튜닝 회로들 및/또는 다른 컴포넌트들을 공유할 수 있다는 점을 주목한다. 튜닝 회로는 디지털적으로 및/또는 아날로그 회로로서 구현될 수 있다.
디지털 블로커 소거기(111)는 디지털 변환 구성에 따라 디지털 입력 신호로부터 디지털 간섭 소거 신호를 생성하도록 기능한다. 디지털 블로커 소거기(111)는, 임의의 입력을 사용하여, 임의의 신호에서 간섭을 제거하기 위해 사용될 수 있지만, 디지털 블로커 소거기(111)는 바람직하게는 (디지털 간섭 소거 신호를 DAC를 사용하여 아날로그로 변환하고 그것을 아날로그 수신 신호와 결합함으로써) 아날로그 수신 신호에서 송신 대역 간섭을 소거하기 위해 사용된다. 디지털 블로커 소거기(111)는 또한 (이전에 설명된 바와 같이 송신 신호 클리닝을 수행하기 위해) 송신 신호에서 송신 대역 신호 컴포넌트들을 소거하기 위해 사용될 수 있다.
업컨버터들, 다운컨버터들, ADC들, 및 DAC들을 사용하여, 디지털 블로커 소거기(111)는 임의의 주파수의 아날로그 신호를 디지털 입력 신호들로 변환할 수 있고, 간섭 소거 신호들을 디지털 신호로부터 임의의 주파수의 아날로그 신호로 변환할 수 있다.
디지털 블로커 소거기(111)의 디지털 변환 구성은 디지털 블로커 소거기(111)가 디지털 송신 신호를 디지털 간섭 신호로 변환하는 방법을 지시하는 설정들(예를 들어 송신 신호를 간섭 소거 신호로 변환하기 위해 사용되는 일반화된 메모리 다항식의 계수들)을 포함한다. 디지털 블로커 소거기(111)에 대한 변환 구성은 바람직하게는 변환 어댑터에 의해 적응적으로 설정되지만, 추가적으로 또는 대안적으로 시스템(100)의 임의의 컴포넌트들(예를 들어, 튜닝 회로)에 의해 설정되거나 설정된 변환 구성으로 고정될 수 있다.
디지털 블로커 소거기(111)는 바람직하게는, 디지털 블로커 소거기(111)가 (이전에 설명된 바와 같이) 다른 신호의 전송에서 기인하는 수신 신호에서 간섭의 소거에만 반드시 적용되는 것은 아니라는 것을 제외하고, 그 전체가 이 참조로 통합되는, 미국 가출원 번호 제62/268,388호의 디지털 자기-간섭 소거기와 실질적으로 유사하다.
바람직한 실시예의 일 구현에서, 디지털 블로커 소거기(111)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 컴포넌트 생성 시스템, 멀티-레이트(multi-rate) 필터, 및 변환 어댑터를 포함한다.
컴포넌트 생성 시스템은 간섭 소거 신호를 생성하기 위해 멀티-레이트 필터에 의해 사용될 수 있는 샘플링된 입력 신호(또는 신호들)로부터 한 세트의 신호 컴포넌트들을 생성하도록 기능한다. 컴포넌트 생성 시스템은 바람직하게는 특정 수학적 모델(예를 들어, 일반화된 메모리 다항식(GMP) 모델들, 볼테라(Volterra) 모델들, 및 비너-헴머스타인(Wiener-Hammerstein) 모델들과 함께 사용되도록 의도되는 한 세트의 신호 컴포넌트들을 생성하며; 추가적으로 또는 대안적으로, 컴포넌트 생성 시스템은 다수의 수학적 모델들과 함께 사용가능한 한 세트의 신호 컴포넌트들을 생성할 수 있다.
일부 경우들에서, 컴포넌트 생성기는 수정되지 않은 샘플링된 송신 신호의 사본을 단순히 통과시킬 수 있으며; 이는 그 특정 경로에 대해 명시적으로 포함되지 않은 컴포넌트 생성기와 기능적으로 등가인 것으로 간주될 수 있다.
멀티-레이트 적응 필터는 컴포넌트 생성 시스템에 의해 생성되는 신호 컴포넌트들로부터 간섭 소거 신호를 생성하도록 기능한다. 일부 구현들에서, 멀티-레이트 적응 필터는 추가적으로 (업컨버터(1030) 또는 다운컨버터(1040)와 유사하지만, 디지털 신호들에 적용되는) 샘플링 레이트 변환들을 수행하도록 기능할 수 있다. 멀티-레이트 적응 필터는 바람직하게는 송신기, 수신기, 채널 및/또는 다른 소스들의 간섭 기여를 모델링하도록 적응되는 수학적 모델들에 따라 신호 컴포넌트들의 가중 합을 결합함으로써 간섭 소거 신호를 생성한다. 멀티-레이트 적응 필터에 의해 사용될 수 있는 수학적 모델들의 예들은 일반화된 메모리 다항식(GMP) 모델들, 볼테라 모델들, 및 비너-헴머스타인 모델들을 포함하며; 멀티-레이트 적응 필터는 추가적으로 또는 대안적으로 모델들의 임의의 조합 또는 세트를 사용할 수 있다.
변환 어댑터는 멀티-레이트 적응 필터 및/또는 컴포넌트 생성 시스템의 변환 구성을 설정하도록 기능한다. 변환 구성은 바람직하게는 멀티-레이트 적응 필터에 의해 사용되는 모델 또는 모델들의 유형 뿐만 아니라 모델들에 관한 구성 상세들을 포함한다(각각의 개별 모델은 구성 상세들의 특정 세트와 쌍을 이루는 모델 유형임). 예를 들어, 하나의 변환 구성은 멀티-레이트 적응 필터가 특정 세트의 계수들을 갖는 GMP 모델을 사용하도록 설정할 수도 있다. 모델 유형이 정적인 경우, 변환 구성은 단순히 모델 구성 상세들을 포함할 수 있으며; 예를 들어, 모델이 항상 GMP 모델인 경우, 변환 구성은 모델 유형을 지정하는 데이터가 아닌, 모델에 대한 계수들만을 포함할 수 있다.
변환 구성은 추가적으로 또는 대안적으로 신호 컴포넌트 생성 시스템 및/또는 멀티-레이트 적응 필터와 관련되는 다른 구성 상세들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 신호 컴포넌트 생성 시스템이 다수의 변환 경로들을 포함하는 경우, 변환 어댑터는 그들의 각각의 컴포넌트 생성기들이 대응하는 순서, 사용되는 필터링의 유형, 및/또는 임의의 다른 적합한 상세들을 모델링하는, 이들 변환 경로들의 수를 설정할 수 있다. 일반적으로, 변환 구성은 신호 컴포넌트 생성 시스템 및/또는 멀티-레이트 적응 필터의 계산 또는 구조에 관한 임의의 상세들을 포함할 수 있다.
변환 어댑터는 바람직하게는 간섭 소거 후(post-interference-cancellation) 신호(즉, 잔류 신호)로부터 샘플링되는 피드백 신호에 기초하여 변환 구성을 설정한다. 예를 들어, 변환 어댑터는 잔류 신호에 존재하는 간섭을 감소시키기 위해 변환 구성을 반복적으로 설정할 수 있다. 변환 어댑터는 분석 방법들, 온라인 구배-강하 방법들(예를 들어, LMS, RLMS), 및/또는 임의의 다른 적합한 방법들을 사용하여 변환 구성들 및/또는 변환-구성-생성 알고리즘들을 적응시킬 수 있다. 변환 구성들을 적응시키는 것은 바람직하게는 학습(learning)에 기초하여 변환 구성들을 변화시키는 것을 포함한다. 신경망 모델의 경우, 이는 테스트 입력들에 기초하여 신경망의 구조 및/또는 가중치들을 변경시키는 것을 포함할 수도 있다. GMP 다항식 모델의 경우, 이는 구배-강하 방법에 따라 GMP 다항식 계수들을 최적화하는 것을 포함할 수도 있다.
디지털 블로커 소거기들(111)은 (각각의 디지털 블로커 소거기(111)가 바람직하게는 그것의 자체 변환 구성과 연관되지만) 변환 어댑터들 및/또는 다른 컴포넌트들을 공유할 수 있다는 점을 주목한다.
송신-잡음 소거기들(130 및 131)은 (예를 들어, 송신 신호의 전력 증폭에 의해 수신 채널에 생성되는 잡음으로 인해) 수신 채널에서 송신 신호의 존재로 인해 (수신 채널에서) 수신 신호에 존재하는 자기-간섭을 제거하도록 기능한다. 송신-잡음 소거기들(130/131)은 자기-간섭 소거 기술들; 즉, 제1 신호(전형적으로 송신 신호)의 신호 샘플들을 다른 신호(예를 들어, 수신 신호, 증폭 후 송신 신호 등)에 존재하는 자기-간섭의 표현으로 변환시키고, 제1 신호의 전송으로 인해 그 다음 그 간섭 소거 신호를 다른 신호로부터 차감함으로써 자기-간섭 소거 신호를 생성하는 것을 사용하여 신호의 수신 대역에 존재하는 간섭을 완화하도록 기능한다.
송신-잡음 소거기들(130/131)은 바람직하게는 수신 신호의 수신 대역에 존재하는 간섭을 소거하기 위해 사용되며; 즉, 송신-잡음 소거기들(130/131)은 수신기에 의해 수신되는 바와 같이, 수신 대역에서, 송신 신호의 표현을 모델링하고, 그 소거 신호를 수신 신호로부터 차감하는 회로들 사용하여 송신 신호의 수신 대역 컴포넌트들의 샘플들로부터 간섭 소거 신호를 생성한다.
아날로그 송신-잡음 소거기(130)는 바람직하게는 아날로그 블로커 소거기(120)와 구조에서 실질적으로 유사하지만, 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 적합한 아날로그 간섭 소거기일 수 있다.
디지털 송신-잡음 소거기(131)는 바람직하게는 디지털 블로커 소거기(121)와 구조에서 실질적으로 유사하지만, 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 적합한 디지털 간섭 소거기일 수 있다.
로컬 발진기 교환기(140)는 신호 다운컨버젼/업컨버젼 태스크들(tasks)을 수행하기 위해 로컬 발진기들의 재사용을 허용하도록 기능한다(이 재사용은 신호 복잡도를 감소시킬 뿐만 아니라, 송신된/수신된 신호들에서 위상 잡음을 감소시킴). 로컬 발진기 교환기(140)는 바람직하게는 (예를 들어, 도 2a에 도시된 바와 같이), 하나의 트랜시버로부터의 로컬 발진기가 다른 것의 신호 경로들에 결합되는 것을 허용하는 스위치들 및 신호 경로들을 포함한다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 트랜시버 1 (T1) LO는 (f1에서) 송신된 신호를 RF로 업컨버팅하고 (트랜시버 2 (T2)의 송신 체인을 사용하는 f1에서) 블로커 소거 신호를 업컨버팅하기 위해 사용되고, T2 LO는 (f2에서) 수신된 신호를 기저대역으로 다운컨버팅하고 (f2에서) TX 잡음 소거 신호를 생성하기 위해 사용되는 송신 신호 샘플들을 기저대역으로 다운컨버팅하기 위해 사용된다.
로컬 발진기 교환기(140)는 임의의 방식으로 로컬 발진기들의 재사용 또는 다른 공유를 달성할 수 있다.
안테나 스루-매처(150)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 송신 신호로 인한 수신 안테나에 존재하는 간섭의 양을 감소시키기 위해 안테나들 사이의 결합을 수정하도록 기능한다. 안테나 스루-매처(150)는 바람직하게는 튜닝가능 아날로그 회로 컴포넌트들(예를 들어, 튜닝가능 인덕터들 / 커패시터들 / 레지시터들)을 포함하지만 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 아날로그 및/또는 디지털 회로 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
안테나 스루-매처(150)는 (안테나 매칭 네트워크들에 대해 전형적인 바와 같이) 전송 전력을 극대화하지 않고 / 송신 안테나에서 반사를 회피하도록 튜닝될 수 있지만 대신에 수신 안테나로 송신 안테나에 의해 송신되는 신호의 결합을 감소시키도록 튜닝될 수 있다는 점을 특별히 주목한다.
안테나 스루-매처(150)는 바람직하게는 통신 환경(예를 들어, 특정 반사 소스들 및 신호 경로들을 갖는 특정 위치들에서의 특정 안테나들)에 기초하여 튜닝되지만 추가적으로 또는 대안적으로 시스템(100)의 셋업/동작 동안 튜딩되지 않을 수 있거나 임의의 방식으로 튜닝될 수 있다.
신호 커플러들(160)은 아날로그 신호들이 분할 및/또는 결합되는 것을 허용하도록 기능한다. 도면들에 반드시 도시되는 것은 아니지만, 신호 커플러들은 바람직하게는 2개 이상의 아날로그 신호들의 각각의 접합(예를 들어, 분할, 결합)에서 사용되지만; 대안적으로, 아날로그 신호들은 임의의 방식으로 결합, 접합, 또는 분할될 수 있다. 특히, 신호 커플러들(160)은 송신 신호들의 샘플들을 제공할 뿐만 아니라, 간섭 소거 신호들을 다른 신호들(예를 들어, 송신 또는 수신 신호들)과 결합시키기 위해 사용될 수 있다. 대안적으로, 신호 커플러들(160)은 임의의 목적을 위해 사용될 수 있다. 신호 커플러들(160)은 다양한 양들의 전력을 사용하여 신호들을 결합 및/또는 분할할 수 있으며; 예를 들어, 신호를 샘플링하도록 의도되는 신호 커플러(160)는 입력 포트, 출력 포트, 및 샘플 포트를 가질 수 있고, 커플러(160)는 다수의 전력을 입력 포트로부터 출력 포트로 라우팅할 수 있으며 소량은 샘플 포트로 진행한다(예를 들어, 출력과 샘플 포트 사이의 99.9%/0.1% 전력 분할, 또는 임의의 다른 적합한 분할).
신호 커플러(160)는 바람직하게는 단구간(short section) 방향 전송 라인 커플러이지만, 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 전력 분배기, 전력 결합기, 방향성 커플러, 또는 다른 유형의 신호 스플리터(splitter)일 수 있다. 신호 커플러(130)는 바람직하게는 수동 커플러이지만, 추가적으로 또는 대안적으로 (예를 들어, 전력 증폭기들을 포함하는) 능동 커플러일 수 있다. 예를 들어, 신호 커플러(160)는 결합된 전송 라인 커플러, 분기-라인 커플러, 랭지(Lange) 커플러, 윌킨슨 전력 분배기, 하이브리드 커플러, 하이브리드 링 커플러, 다중 출력 분배기, 도파관 방향성 커플러, 도파관 전력 커플러, 하이브리드 트랜스포머 커플러, 크로스-연결 트랜스포머 커플러, 저항 티(resistive tee), 및/또는 저항 브리지 하이브리드 커플러를 포함할 수 있다. 신호 커플러(160)의 출력 포트들은 바람직하게는 90도 많큼 위상 시프트되지만, 추가적으로 또는 대안적으로 다른 양만큼 위상으로 있거나 위상 시프트될 수 있다.
증폭기들(161)은 시스템(100)의 신호들을 증폭하도록 기능한다. 증폭기들은 임의의 아날로그 또는 디지털 증폭기들을 포함할 수 있다. 증폭기들(161)의 일부 예들은 수신 신호들을 증폭하기 위해 전형적으로 사용되는 저-잡음 증폭기들(low-noise amplifiers; LNA) 및 전송 전에 송신 신호들을 증폭하기 위해 전형적으로 사용되는 전력 증폭기들(power amplifiers; PA)을 포함한다.
주파수 업컨버터들(162)은 (전형적으로 기저대역으로부터 RF로 이지만, 대안적으로 임의의 주파수로부터 임의의 다른 더 높은 주파수로) 아날로그 신호의 반송 주파수를 업컨버팅하도록 기능한다. 업컨버터들(162)은 바람직하게는 헤테로다이닝 방법들을 사용하여 신호 업컨버젼을 달성하지만, 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 적합한 업컨버젼 방법들을 사용할 수 있다.
업컨버터(162)는 바람직하게는 로컬 발진기(local oscillator; LO), 믹서, 및 대역통과 필터를 포함한다. 로컬 발진기는 주파수 시프트 신호를 믹서에 제공하도록 기능하고; 믹서는 주파수 시프트 신호 및 입력 신호를 결합하여 (일반적으로 2개이지만, 대안적으로 임의의 개수 인) 주파수 시프트된 신호들을 생성하되, 그 중 하나는 원하는 출력 신호이고, 대역통과 필터는 원하는 출력 신호 이외의 신호들을 거절한다. 대안적으로, 업컨버터(162)는 (예를 들어, 필터링이 다른 곳에서 제공되거나 필요하지 않은 경우) 필터를 포함하지 않을 수 있다.
로컬 발진기는 바람직하게는 디지털 결정 가변 주파수 발진기(variable-frequency oscillator; VFO)이지만 추가적으로 또는 대안적으로 아날로그 VFO 또는 임의의 다른 적합한 유형의 발진기일 수 있다. 로컬 발진기는 바람직하게는 튜닝가능 발진 주파수를 갖지만 추가적으로 또는 대안적으로 정적 발진 주파수를 가질 수 있다.
믹서는 바람직하게는 능동 믹서이지만, 추가적으로 또는 대안적으로 수동 믹서일 수 있다. 믹서는 별개의 컴포넌트들, 아날로그 집적 회로들(ICs), 디지털 IC들, 및/또는 임의의 다른 적합한 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 믹서는 바람직하게는 둘 이상의 전기 입력 신호들을 하나 이상의 복합 출력들로 결합하도록 기능하며, 여기서, 각각의 출력은 적어도 2개의 입력 신호들의 일부 특성들을 포함한다.
(업컨버터의) 대역통과 필터는 바람직하게는 조정가능 라디오 주파수를 중심으로 하는 튜닝가능 대역통과 필터이다. 추가적으로, 또는 대안적으로, 대역통과 필터는 설정된 라디오 주파수를 중심으로 하는 대역통과 필터, 또는 임의의 다른 적합한 유형의 필터일 수 있다. 대역통과 필터는 바람직하게는 수동 필터이지만, 추가적으로 또는 대안적으로 능동 필터일 수 있다. 대역통과 필터는 바람직하게는 아날로그 회로 컴포넌트들로 구현되지만, 추가적으로 또는 대안적으로 디지털적으로 구현될 수 있다.
대역통과 필터가 튜닝가능한 변형들에서, 각각의 튜닝가능 필터의 중심 주파수는 바람직하게는 제어 회로 또는 튜닝 회로에 의해 제어되지만, 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 적합한 시스템에 의해 제어될 수 있다(예를 들어 기계적으로 튜닝된 커패시터에서와 같이, 수동으로 제어되는 것을 포함함). 각각의 튜닝가능 대역통과 필터는 바람직하게는 설정된 품질(Q) 인자를 갖지만, 추가적으로 또는 대안적으로 가변 Q 인자를 가질 수 있다. 튜닝가능 대역통과 필터들은 상이한 Q 인자들을 가질 수 있으며; 예를 들어, 튜닝가능 필터들 중 일부는 하이-Q일 수 있고, 일부는 로우-Q일 수 있고, 일부는 노-Q(평탄 특성)일 수 있다.
주파수 다운컨버터들(163)은 아날로그 신호의 반송 주파수를 (전형적으로 기저대역이지만, 대안적으로 반송 주파수보다 더 낮은 임의의 주파수로) 다운컨버팅하도록 기능한다. 다운컨버터(163)는 바람직하게는 헤테로다이닝 방법들을 사용하여 신호 다운컨버젼을 달성하지만, 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 적합한 다운컨버젼 방법들을 사용할 수 있다.
다운컨버터(163)는 바람직하게는 로컬 발진기(LO), 믹서, 및 기저대역 필터를 포함한다. 대안적으로, 다운컨버터(163)는 (예를 들어, 필터링이 다른 곳에서 제공되거나 필요하지 않은 경우) 필터를 포함하지 않을 수 있다. 로컬 발진기는 주파수 시프트 신호를 믹서에 제공하도록 기능하고; 믹서는 주파수 시프트 신호 및 입력 신호를 결합하여 (일반적으로 2개의) 주파수 시프트된 신호들을 생성하되, 그 중 하나는 원하는 신호이고, 기저대역 필터는 원하는 신호 이외의 신호들을 거절한다.
로컬 발진기는 바람직하게는 디지털 결정 가변 주파수 발진기(VFO)이지만 추가적으로 또는 대안적으로 아날로그 VFO 또는 임의의 다른 적합한 유형의 발진기일 수 있다. 로컬 발진기는 바람직하게는 튜닝가능 발진 주파수를 갖지만 추가적으로 또는 대안적으로 정적 발진 주파수를 가질 수 있다.
믹서는 바람직하게는 능동 믹서이지만, 추가적으로 또는 대안적으로 수동 믹서일 수 있다. 믹서는 별개의 컴포넌트들, 아날로그 IC들, 디지털 IC들, 및/또는 임의의 다른 적합한 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 믹서는 바람직하게는 2개 이상의 전기 입력 신호들 하나 이상의 복합 출력들로 결합하도록 기능하며, 여기서, 각각의 출력은 적어도 2개의 입력 신호들의 일부 특성들을 포함한다.
기저대역 필터는 바람직하게는 튜닝가능 저역 통과 주파수를 갖는 저역통과 필터이다. 추가적으로 또는 대안적으로, 기저대역 필터는 설정된 저역 통과 주파수를 갖는 저역통과 필터, 대역통과 필터, 또는 임의의 다른 적합한 유형의 필터일 수 있다. 기저대역 필터는 바람직하게는 수동 필터이지만, 추가적으로 또는 대안적으로 능동 필터일 수 있다. 기저대역 필터는 바람직하게는 아날로그 회로 컴포넌트들로 구성되지만, 추가적으로 또는 대안적으로 디지털적으로 구현될 수 있다.
주파수 업컨버터(162)의 대역통과 필터 및 주파수 다운컨버터(163)의 기저대역 필터는 필터(110 또는 111)의 특별한 예들이라는 점을 주목한다.
아날로그-디지털 컨버터들(ADCs)(164)은 아날로그 신호들을 (전형적으로 기저대역에서지만, 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 주파수에서) 디지털 신호들로 변환하도록 기능한다. ADC들(164)은 임의의 적합한 아날로그-디지털 컨버터; 예를 들어, 직접-변환 ADC, 플래시 ADC, 연속-근사 ADC, 램프-비교 ADC, 윌킨슨 ADC, 통합 ADC, 델타-인코딩 ADC, 시간-인터리브드 ADC, 또는 임의의 다른 적합한 유형의 ADC일 수 있다.
디지털-아날로그 컨버터들(DACs)(165)은 (전형적으로 기저대역에서지만, 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 주파수에서) 디지털 신호들 아날로그 신호들로 변환하도록 기능한다. DAC(165)는 임의의 적합한 디지털-아날로그 컨버터; 예를 들어, 펄스-폭 변조기, 오버샘플링 DAC, 이진-가중 DAC, R-2R 래더 DAC, 사이클릭 DAC, 온도계-코딩 DAC, 또는 하이브리드 DAC일 수 있다.
시간 지연들(166)은 신호 컴포넌트들을 지연시키도록 기능한다. 지연들(166)은 (예를 들어, 시간 지연 회로로서) 아날로그로 또는 (예를 들어, 시간 지연 함수로서) 디지털로 구현될 수 있다. 지연들(166)은 고정될 수 있지만, 추가적으로 또는 대안적으로 가변 지연들을 도입할 수 있다. 지연(166)은 바람직하게는 아날로그 지연 회로(예를 들어, 버킷-브리게이드(bucket-brigade) 디바이스, 긴 전송 라인, 일련의 RC 네트워크들)로서 구현되지만 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적합한 방식으로 구현될 수 있다. 지연(166)이 가변 지연인 경우, 도입되는 지연은 시스템(100)의 튜닝 회로 또는 다른 컨트롤러에 의해 설정될 수 있다. 도면들에 명시적으로 반드시 도시되는 것은 아니지만, 지연들(166)은 한 신호를 다른 신호에 대해 지연시키기 위해 다양한 방법들로 시스템(100)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 지연들(166)은 (2개의 신호들이 동일한 상대 타이밍으로 결합될 수 있도록) 간섭 소거 신호를 생성하기 위해 걸리는 시간을 고려하기 위해 수신 또는 송신 신호를 지연시키기 위해 사용될 수 있다. 지연들(166)은 시스템(100)의 임의의 2개의 컴포넌트들의 일부로서 또는 그 사이에 잠재적으로 구현될 수 있다.
보조 소거기(170)는 블로커 소거기들(120/121)에 더하여 소거 제거를 돕고 잡음을 소거기들(130/131)에 송신하도록 기능한다. 예를 들어, RF에서의 단순한(예를 들어, 단일 탭) 보조 소거기(170)는 (도 3a에 도시된 바와 같은) 기저대역 소거기들(130/120)을 보완할 수 있다. 보조 소거기(170)는 아날로그(이 경우 그것은 바람직하게는 아날로그 블로커 소거기(120)와 구조에서 유사함) 또는 디지털(이 경우 그것은 바람직하게는 디지털 블로커 소거기(121)와 구조에서 유사함) 중 어느 하나일 수 있다. 보조 소거기는 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 적합한 간섭 또는 잡음 소거기일 수 있다.
당업자가 이전 상세 설명으로부터 그리고 도면 및 청구범위로부터 인식하는 바와 같이, 수정들 및 변경들은 다음 청구범위에 정의되는 본 발명의 범위로부터 벗어나는 것 없이 본 발명의 바람직한 실시예들에 대해 이루어질 수 있다.

Claims (20)

  1. 공존하는 제1 및 제2 시분할 이중(time-division duplexed; TDD) 트랜시버들에서 격리를 강화하기 위한 시스템으로서,
    제1 동작 모드에서, 상기 제1 TDD 트랜시버의 송신 신호를 상기 제2 TDD 트랜시버의 수신 신호에서의 송신-대역 간섭을 제거하도록 구성되는 블로커 소거 신호로 변환하는 블로커 소거기 - 상기 송신 신호는 상기 제1 동작 모드의 제1 주파수 대역에서 송신되며; 상기 수신 신호는 상기 제1 동작 모드의 상기 제1 주파수 대역과 동일하지 않은 제2 주파수 대역에서 수신됨 -;
    상기 제1 동작 모드에서, 상기 블로커 소거기에 의해 생성되는 상기 제2 주파수 대역에서의 잡음을 제거하기 위해 상기 블로커 소거 신호를 필터링하는 제1 튜닝가능 대역통과 필터;
    상기 제1 동작 모드에서, 상기 제1 주파수 대역에서의 전력을 제거하기 위해 상기 송신 신호를 필터링하는 제2 튜닝가능 대역통과 필터; 및
    상기 제1 동작 모드에서, 상기 필터링된 송신 신호를 상기 제2 TDD 트랜시버의 상기 수신 신호에서의 수신-대역 간섭을 제거하도록 구성되는 송신 잡음 소거 신호로 변환하는 송신-잡음 소거기를 포함하며;
    상기 시스템은, 상기 제1 동작 모드에서, 상기 필터링된 블로커 소거 신호 및 상기 송신-잡음 소거 신호를 상기 제2 TDD 트랜시버의 상기 수신 신호와 결합하여, 감소된-간섭 수신 신호의 생성을 야기하는, 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시스템은 상기 제1 동작 모드로부터 제2 동작 모드로 스위칭가능하며; 상기 제2 동작 모드에서:
    상기 블로커 소거기는 상기 제2 TDD 트랜시버의 송신 신호를 상기 제1 TDD 트랜시버의 수신 신호에서의 송신-대역 간섭을 제거하도록 구성되는 블로커 소거 신호로 변환하되; 상기 송신 신호는 상기 제2 주파수 대역에서 송신되며; 상기 수신 신호는 상기 제1 주파수 대역에서 수신되고;
    상기 제2 튜닝가능 대역통과 필터는 상기 블로커 소거기에 의해 생성되는 상기 제1 주파수 대역에서의 잡음을 제거하기 위해 상기 블로커 소거 신호를 필터링하고;
    상기 제1 튜닝가능 대역통과 필터는 상기 제2 주파수 대역에서의 전력을 제거하기 위해 상기 송신 신호를 필터링하고;
    상기 송신-잡음 소거기는 상기 필터링된 송신 신호를 상기 제1 TDD 트랜시버의 상기 수신 신호에서의 수신-대역 간섭을 제거하도록 구성되는 송신 잡음 소거 신호로 변환하고;
    상기 시스템은 상기 필터링된 블로커 소거 신호 및 상기 송신-잡음 소거 신호를 상기 제1 TDD 트랜시버의 상기 수신 신호와 결합하여, 감소된-간섭 수신 신호의 생성을 야기하는, 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 블로커 소거기는 디지털 회로인, 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 블로커 소거기는 아날로그 회로인, 시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 송신-잡음 소거기는 아날로그 회로인, 시스템.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 송신-잡음 소거기는 디지털 회로인, 시스템.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제1 동작 모드에서, 상기 제1 TDD 트랜시버의 상기 송신 신호를 보조 소거 신호로 변환하는 보조 소거기를 더 포함하며; 상기 제1 동작 모드에서, 상기 보조 소거 신호는 상기 감소된-간섭 수신 신호에서 간섭을 더 감소시키기 위해 상기 제2 TDD 트랜시버의 상기 수신 신호와 결합되는, 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 동작 모드에서, 상기 보조 소거기는 상기 제2 TDD 트랜시버의 상기 송신 신호를 보조 소거 신호로 변환하고 상기 보조 소거 신호는 상기 감소된-간섭 수신 신호에서 간섭을 더 감소시키기 위해 상기 제1 TDD 트랜시버의 상기 수신 신호와 결합되는, 시스템.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 제1 TDD 트랜시버는 제1 안테나에 결합되며; 상기 제2 TDD 트랜시버는 제2 안테나에 결합되는, 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 안테나들은 안테나 스루-매처에 의해 결합되며; 상기 안테나 스루-매처는 상기 제1 동작 모드에서 상기 제2 안테나에 상기 제1 TDD 트랜시버의 상기 송신 신호의 결합을 감소시키는, 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 안테나 스루-매처는 상기 제2 동작 모드에서 상기 제1 안테나에 상기 제2 TDD 트랜시버의 상기 송신 신호의 결합을 감소시키는, 시스템.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 TDD 트랜시버들은 듀플렉서에 의해 안테나에 결합되는, 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 듀플렉서는 4개의 대역통과 필터들을 포함하는 5 포트 듀플렉서이며, 상기 대역통과 필터들 중 2개는 상기 제1 주파수 대역에 중심이 있고, 상기 대역통과 필터들 중 다른 2개는 상기 제2 주파수 대역에 중심이 있는, 시스템.
  14. 제1항에 있어서,
    로컬 발진기 교환기를 더 포함하며; 상기 제1 동작 모드에서, 상기 송신 신호는 상기 제1 TDD 트랜시버에 의한 전력 증폭 후에 상기 제2 튜닝가능 대역통과 필터에서 수신되고; 상기 제1 동작 모드에서, 상기 제1 TDD 트랜시버의 수신 체인은, 상기 로컬 발진기 교환기와 함께, 상기 필터링된 송신 신호를 디지털 필터링된 송신 신호로 변환하기 위해 사용되고; 상기 송신-잡음 소거기는 상기 필터링된 송신 신호를 변환하여 디지털 송신 잡음 소거 신호를 생성하고; 상기 제1 동작 모드에서, 상기 디지털 송신 잡음 소거 신호는 상기 수신 신호에서 송신 잡음 간섭을 감소시키기 위해 상기 수신 신호의 아날로그-디지털 변환 후에 상기 제2 TDD 트랜시버의 상기 수신 신호와 결합되는, 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    제2 동작 모드에서, 상기 송신 신호는 상기 제2 TDD 트랜시버의 전력 증폭 후에 상기 제1 튜닝가능 대역통과 필터에서 수신되고; 상기 제2 동작 모드에서, 상기 제2 TDD 트랜시버의 수신 체인은, 상기 로컬 발진기 교환기와 함께, 상기 필터링된 송신 신호를 디지털 필터링된 송신 신호로 변환하기 위해 사용되고; 상기 송신-잡음 소거기는 상기 디지털 필터링된 송신 신호를 변환하여 디지털 송신 잡음 소거 신호를 생성하고; 상기 제2 동작 모드에서, 상기 디지털 송신 잡음 소거 신호는 상기 수신 신호에서 송신 잡음 간섭을 감소시키기 위해 상기 수신 신호의 아날로그-디지털 변환 후에 상기 제1 TDD 트랜시버의 상기 수신 신호와 결합되는, 시스템.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제1 동작 모드에서, 상기 송신 신호는 상기 제1 TDD 트랜시버의 디지털-아날로그 변환 전에 상기 블로커 소거기에서 수신되고; 상기 제1 동작 모드에서, 상기 제2 TDD 트랜시버의 송신 체인은, 상기 로컬 발진기 교환기와 함께, 상기 제1 주파수 대역에서 상기 디지털 블로커 소거 신호를 아날로그 블로커 소거 신호로 변환하기 위해 사용되고; 상기 제1 동작 모드에서, 상기 아날로그 블로커 소거 신호는 상기 수신 신호에서 블로커 간섭을 감소시키기 위해 주파수 다운컨버젼 전에 상기 제2 TDD 트랜시버의 상기 수신 신호와 결합되는, 시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제2 동작 모드에서, 상기 송신 신호는 상기 제2 TDD 트랜시버에 의한 디지털-아날로그 변환 전에 상기 블로커 소거기에서 수신되고; 상기 제2 동작 모드에서, 상기 제1 TDD 트랜시버의 송신 체인은, 상기 로컬 발진기 교환기와 함께, 상기 제2 주파수 대역에서 상기 디지털 블로커 소거 신호를 아날로그 블로커 소거 신호로 변환하기 위해 사용되고; 상기 제2 동작 모드에서, 상기 아날로그 블로커 소거 신호는 상기 수신 신호에서 블로커 간섭을 감소시키기 위해 주파수 다운컨버젼 전에 상기 제1 TDD 트랜시버의 상기 수신 신호와 결합되는, 시스템.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 제1 TDD 트랜시버는 제1 안테나에 결합되고; 상기 제2 TDD 트랜시버는 제2 안테나에 결합되고; 상기 제1 및 제2 안테나들은 안테나 스루-매처에 의해 결합되고; 상기 안테나 스루-매처는 상기 제1 동작 모드에서 상기 제2 안테나에 상기 제1 TDD 트랜시버의 상기 송신 신호의 결합을 감소시키는, 시스템.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 TDD 트랜시버들은 4개의 대역통과 필터들을 포함하는 5 포트 듀플렉서에 의해 안테나에 결합되며, 상기 대역통과 필터들 중 2개는 상기 제1 주파수 대역에 중심이 있고, 상기 대역통과 필터들 중 다른 2개는 상기 제2 주파수 대역에 중심이 있는, 시스템.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 제1 동작 모드에서, 상기 제1 TDD 트랜시버의 상기 송신 신호를 보조 소거 신호로 변환하는 보조 소거기를 더 포함하며; 상기 제1 동작 모드에서, 상기 보조 소거 신호는 상기 감소된-간섭 수신 신호에서 간섭을 더 감소시키기 위해 상기 제2 TDD 트랜시버의 상기 수신 신호와 결합되는, 시스템.
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