JP2004515961A - マルチパス通信受信機 - Google Patents
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Abstract
Description
[発明の分野]
本発明は、通信受信機に関し、特に、移動電話機のような無線通信受信機に関する。
【0002】
[発明の背景]
本発明の分野において、無線通信受信機がマルチモードで動作可能である(即ち、例えば、2G/2.5G/3Gセルラ・モード(「2G」、「3G」及び「2.5G」はそれぞれ、第2世代、第3世代、及びそれらの中間の各セルラ・システムを指す。)と、GPS(衛星による汎地球測位)モードとである狭帯域モードと広帯域モードとの両方を含む複数の異なるモードのうちのいずれか1つで動作可能である)ことが望ましいことが分かっている。
【0003】
マルチモード無線通信受信機を生成するため、各受信機セクションが限られた数のモードに対して専用である複数の別々の受信機セクションを1つの回路の中に組み合わせることが可能であろう。例えば、GSM受信機セクションは、WB−CDMA(広帯域符号分割多元接続)受信機セクションと組み合わされて、3G/2G受信機セクションを作ることができるであろう。このアプローチは、同時マルチモード動作を可能にする利点を有するが、しかしそれは、それが限定された柔軟性(WB−CDMA受信機に通常用いられるパイプライン化されたA/D(アナログ/ディジタル)変換器の解像度は10ビットを超えて拡張することが難しい。)に対してコスト面で効率的でなく(それは多くの冗長ブロックを含むであろう。)、そして個々の受信機セクションのアーキテクチャが異なる(1つのセクションに対してスーパーへテロダイン受信機、そして別のセクションに対して直接変換受信機(DCR))ので、非常に多い部品点数を持つ欠点を有する。
【0004】
[従来技術]
国際特許出願No.WO−A1−0052840(Conexant Systems Inc)は、マルチバンド・トランシーバが被受信信号を直接ベースバンド周波数に変換することを記載し、米国特許US−A−5999990(Motorola Inc)は、異なるタスクを処理するため動的に変化されることができる再構成可能な通信機を記載する。特定のタスクのための所望の命令を検索するため、資源のライブラリにアクセスできる。
【0005】
全ての回路ブロックがプログラム可能である単一の受信機を作ることができ、そしてそのようなアプローチが冗長性なしの柔軟性の利点を有するであろうにも拘わらず、そのようなアプローチは、それが(2つの異なるモード間でシームレスにハンドオーバするため要求され得る)同時マルチモードをサポートすることができないであろう欠点を有するであろう。
従って、上記の欠点を改善し得るマルチパス通信受信機に対するニーズが存在する。
【0006】
[発明の陳述]
本発明の第1の局面に従って、請求項1に記載のマルチパス通信受信機が提供される。
【0007】
本発明の第2の局面に従って、請求項7記載の通信受信機に使用のレイク受信機が提供される。
本発明を組み込む1つのマルチパス広帯域通信受信機が、ここで添付図面を参照して単に例示として説明される。
【0008】
[好適な実施形態の説明]
最初に図1を参照すると、再構成可能なマルチパス広帯域通信受信機100は、RF信号を第1のRFチャネル・フィルタ(図示せず)から受け取る第1の演算増幅器102を有する。第1の演算増幅器102の出力は、ミクサ104及び106に接続され、それらのミクサ104及び106の他方の入力は、反対信号を第1のRF局部発振器108から分相器110を介して受け取るよう接続されている。ミクサ104及び106の出力(それは、被受信RF信号からの相対的同相及び直角位相情報を担持することが認められるであろう。)は、それぞれ広/中間帯域増幅器/フィルタ装置112及び114に接続されている(そのことは以下でより詳細に説明されるであろう。)。従って、構成要素102−114は、RF経路116を表すことが認められるであろう。
【0009】
第2の演算増幅器122は、RF信号を第2のRFチャネル・フィルタ(図示せず)から受け取る。第2の演算増幅器122の出力は、ミクサ124及び126に接続され、それらのミクサ124及び126の他方の入力は、反対信号を第2のRF局部発振器128から分相器130を介して受け取るよう接続されている。ミクサ124及び126の出力(それは、被受信RF信号からの相対的同相及び直角位相情報を担持することが認められるであろう。)は、それぞれ中間/狭帯域増幅器/フィルタ装置132及び134に接続されている(そのことは以下でより詳細に説明されるであろう。)。従って、構成要素122−134は、RF経路136を表すことが認められるであろう。
【0010】
広/中間帯域増幅器/フィルタ装置112、114、132及び134の出力は、ウォルシュ・コード・スイッチング・マトリックス138の入力に接続され、当該ウォルシュ・コード・スイッチング・マトリックス138は、いずれの必要なダウンコンバージョンを実行し、そして被受信RF信号の変調モードに応じて、出力(その入力から導出される。)を、6つの並列ベースバンド経路140、150、160、170、180及び190のうちの関連のもの(以下でより詳細に説明されるであろう。)に印加する。この例においてはウォルシュ・コーディングを用いているが、希望すれば、代替として他の種類のコーディングを用い得ることが理解されるであろう。並列ベースバンド経路140、150、160、170、180及び190のそれぞれは、シグマ−デルタ・アナログ/ディジタル変換器(142、152、162、172、182及び192のそれぞれ)、及びデシメーション(decimation)/選択性フィルタ装置(144、154、164、174、184及び194のそれぞれ)を備える。並列ベースバンド経路140、150、160、170、180及び190の出力は、混合化マトリックス196の入力に接続されている。ウォルシュ・コード・スイッチング・マトリックス138及び混合化マトリックス196は、コーディング発生器(例えば、ウォルシュ・コード発生器のようなもの)198からの入力により制御される。基準フェーズ・ロックド・ループ199は、シグマ−デルタ・アナログ/ディジタル変換器142、152、162、172、182及び192をクロックするための低周波数信号fs1、fs2等を与える。
【0011】
代替として、ウォルシュ・コード・スイッチング・マトリックス138の構成要素を並列ベースバンド経路(140、150、160、170、180、190)のシグマ−デルタ・アナログ/ディジタル変換器(142、152、162、172、182、192)に直接組み込むことができることが理解されるであろう。
【0012】
以下でより詳細に説明されるように、再構成可能なマルチパス広帯域通信受信機100は、以下のことを備えるマルチパス広帯域受信機として機能することができる。当該以下のこととは、
・DCR(Direct Conversion Reception)(直接変換受信)とDVIF(Digital Very Low Intermediate Frequency) (ディジタルの非常に低い中間周波数)の混合使用(これらの両方の用語は本明細書において用語DCRに含まれることを意図している。)により、少数の外部構成要素しか必要としない効率的なアーキテクチャが可能になることと、
・2つの並列RF経路(116及び136)及び6つの並列ベースバンド経路(140、150、160、170、180及び190)により、(以下でより詳細に説明されるように)被受信信号の変調スキームに応じて最適マルチパス処理が可能になることと、
・2つの並列RF経路(116及び136)が異なる(が、しかし部分的に重なっている)周波数範囲に対して専用であることにより、最適化されたプログラミング範囲を有する同時マルチモード動作が可能になることと、
・6つの並列ベースバンド経路(140、150、160、170、180及び190)により、シグマ−デルタ変換器を備えるA/D変換が低クロック周波数を用いた高解像度を与える(低電力消費を与えそして追加のPLLを必要としない)ことが可能になることと、及び
・6つの並列ベースバンド経路(140、150、160、170、180及び190)により、マルチキャリア広帯域信号の処理(例えば、1キャリアにつき1経路)、又は同時マルチモード動作(例えば、広帯域に対して2経路及び中間/狭帯域に対して1経路)が可能になることとである。
【0013】
以下の表は、図1の受信機によりサポートされることができる様々なモードと関連した主受信機特性を示す。
【0014】
【表1】
【0015】
ここで図2を参照すると、その図2に示される構成において、図1の受信機は、WBCDMA UMTSモードとGSMとの同時受信、又はCDMA2000 DSモードとEDGEとの同時受信をサポートする。
【0016】
広/中間帯域経路はほぼ2MHz帯域幅に設定される。2つの並列シグマ−デルタ変換器がWBCDMA DSモードのため用いられる。1ビット・スイッチ制御信号(+1又は−1)がシグマ−デルタ入力で与えられる。
【0017】
動作はDCRモードである。中間/狭帯域経路はほぼ500kHzに設定される。1つのシグマ−デルタ変換器が、GSM/EDGE動作のため用いられる。動作は、ディジタルの非常に低いIFモードである。
【0018】
ここで図3を参照すると、その図3に示される構成において、図1の受信機は、WBCDMA CDMA2000 MC 3Xモードをサポートする。広/中間帯域経路はほぼ2MHz帯域幅に設定される。1ビット・クロック・スイッチ制御信号(+1又は−1)が、シグマ−デルタ入力で与えられる。マルチキャリア周波数に対する複素ダウンコンバージョンが実行される(fmc=1.22MHzであり、ここでH_cosは2つのレベル(+1,−1)を有するキャリア周波数であり、そしてH_sinはH_cosに対してπ/2シフトである。)。スパー応答(spur response)は3×fmcであり、そこにおいてフィルタリングは、フローの中でより早く与えられる。ウォルシュ・コード又は類似の数列を用いて2レベル変調を使用して、サンプリング回路のキャパシタ値をfmcレートで切り替えることによりスパー応答のレベルを低減することも可能である。複素ダウンコンバージョンはI及びQを用いる。各シグマ−デルタ変調器を用いて、マルチキャリア・チャネルを少なくとも12ビットでディジタル化する。
【0019】
ここで図4を参照すると、この図4に示される構成において、図1の受信機は、EDGEダイバーシティ受信をサポートし、両方のRFチャネルは、異なるアンテナで受信されたEDGE信号を受け取る。
【0020】
ここで図5を参照すると、この図5に示される構成において、図1の受信機は、同時に、中間/狭帯域モードを一方のRFチャネル上に且つブルートゥース・モードを他方のRFチャネル上にサポートする。
【0021】
ここで図6を参照すると、この図6に示される構成において、図1の受信機は、同時に、中間帯域モードを一方のRFチャネル上に且つ狭帯域モードを他方のRFチャネル上にサポートする。
【0022】
ここで図7を参照すると、この図7に示される構成において、図1の受信機は、同時に、CDMAモードを一方のRFチャネル上に且つ中間/狭帯域モードを他方のRFチャネル上にサポートする。
【0023】
ここで図8を参照すると、図1の受信機に有利に用いられ得るレイク受信機800が示されている。レイク受信機800は、レイク・フィルタリングされるべき信号を受け取るシグマ−デルタ変調器810を有する。シグマ−デルタ変調器810の出力は、ディジタル雑音キャンセレーション装置820を介して4つの並列信号経路830、840、850及び860の入力に印加される。4つの並列信号経路830、840、850及び860のうちの1つを除く全ては、それ自身の各プログラム可能遅延(842,852,862)を有し、そして上記経路のそれぞれは、デシメーション・フィルタ、第1のミクサ、累算器フィルタ及び第2のミクサを含む。4つの並列信号経路830、840、850及び860のそれぞれからの出力が、コンバイナ870で組み合わされて、レイク出力を生成する。
【0024】
シグマ−デルタ変調器装置810及びプログラム可能遅延を利用することにより、レイク・フィルタ800が精細な遅延調整を与えることができることが理解されるであろう。シグマ−デルタ変調器810が図1の受信機のベースバンド経路に設けられたシグマ−デルタA/D変換器(142、152、162、172、182及び192)の1つからシグマ−デルタ回路を用い得ること、そしてこれはシグマ−デルタA/D変換器を用いない特定の受信構成において機能の損失なしで達成されることが更に認められるであろう。
【0025】
勿論、本発明及び前述の実施形態は、1つ又はそれより多い集積回路の構成で具現化される集積回路形式で用い易く、そこにおいて本発明の利点の多くがより大きな意義を持つことが認められるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図1】
図1は、マルチパス広帯域通信受信機の略ブロック回路図を示す。
【図2】
図2は、WBCDMA UMTS又はCDMA2000 DSモード、及びGSM又はEDGEモードで信号を同時受信して処理するよう構成された図1のマルチパス広帯域通信受信機の略ブロック回路図を示す。
【図3】
図3は、WBCDMA2000MCモードで信号を受信して処理するよう構成された図1のマルチパス広帯域通信受信機の略ブロック回路図を示す。
【図4】
図4は、ダイバーシティを達成するため異なるアンテナで同時受信して当該受信されたEDGE信号を処理するよう構成された図1のマルチパス広帯域通信受信機の略ブロック回路図を示す。
【図5】
図5は、中間帯域/狭帯域モード及びブルートゥース・モードで信号を同時受信して処理するよう構成された図1のマルチパス広帯域通信受信機の略ブロック回路図を示す。
【図6】
図6は、広帯域モード及び中間帯域モードで信号を同時受信して処理するよう構成された図1のマルチパス広帯域通信受信機の略ブロック回路図を示す。
【図7】
図7は、CDMAモード及び中間/狭帯域モードで信号を同時受信して処理するよう構成された図1のマルチパス広帯域通信受信機の略ブロック回路図を示す。
【図8】
図8は、図1のマルチパス広帯域通信受信機において有利に用いられ得るレイク受信機の略ブロック回路図を示す。
Claims (9)
- 第1の周波数帯域における被受信信号を処理する少なくとも1つの第1の経路(116)と、
第1の周波数帯域とは異なるがそれと部分的に重なる第2の周波数帯域における被受信信号を処理する少なくとも1つの第2の経路(136)とを備え、
前記第1及び第2の経路が、被受信信号を処理する直接変換/低IF処理手段を用い、
前記第1及び第2の経路が、異なるモードで被受信信号の処理を促進するため異なる要領で前記第1及び第2の経路を共用するため再構成可能である、マルチパス通信受信機(100)。 - 第1の周波数帯域が広帯域及び中間帯域の周波数を範囲とし、
第2の周波数帯域が中間帯域及び狭帯域の周波数を範囲とする
請求項1記載のマルチパス通信受信機。 - 複数の並列のベースバンド経路(140,150,160,170,180,190)を更に備え、
前記複数の並列のベースバンド経路のそれぞれが、2つの共用された前記ベースバンド経路において、広帯域モードで受信された信号を処理するよう、又は2つの前記ベースバンド経路において、第1のモードにおいて第1の周波数帯域で受信された第1の信号、及び第2のモードにおいて第2の周波数帯域で受信された第2の信号を並列に同時処理するよう再構成可能に構成されたシグマ−デルタ・アナログ/ディジタル変換手段(142,152,162,172,182,192)を用いる
請求項1又は2記載のマルチパス通信受信機。 - 前記受信機が6つの前記並列のベースバンド経路(140,150,160,170,180,190)を備える請求項3記載のマルチパス通信受信機。
- 前記受信機が、以下のモード、即ち、広帯域CDMA2000、CDMA2000、CDMA、UMTS、GSM/EDGE、TDMA、iDEN、ブルートゥース、GPSのうちの少なくとも1つにおける被受信信号を受信し且つ処理するよう構成されている請求項1から4のいずれか一項に記載のマルチパス通信受信機。
- マルチパス通信受信機(100)に使用の集積回路装置であって、
第1の周波数帯域における被受信信号を処理する少なくとも1つの第1の経路(116)と、
第1の周波数帯域とは異なるがそれと部分的に重なる第2の周波数帯域における被受信信号を処理する少なくとも1つの第2の経路(136)とを備え、
前記第1及び第2の経路が、被受信信号を処理する直接変換/低IF処理手段を用い、
前記第1及び第2の経路が、異なるモードで被受信信号の処理を促進するため異なる要領で前記第1及び第2の経路を共用するため再構成可能である、集積回路装置。 - 通信受信機に使用のレイク受信機(800)であって、
レイク・フィルタリングされるべき入力信号を受信するシグマ−デルタ変調器手段(810)と、
遅延手段(842,852,862)及びフィルタ手段を備え、前記シグマ−デルタ変調器手段の出力を受け取り、且つ遅延されフィルタリングされたそれぞれの出力を生成する複数の並列遅延経路(830,840,850,860)と、
前記複数の並列遅延経路の出力を組み合わせる組み合わせ手段(870)と
を備えるレイク受信機(800)。 - 請求項7記載のレイク受信機を更に備え、
前記シグマ−デルタ変調器(810)が、前記並列ベースバンド経路のうちの少なくとも1つの並列ベースバンド経路のシグマ−デルタ・アナログ/ディジタル変換手段(142,152,162,172,182,192)の再構成により与えられるよう構成されている
請求項3から5のいずれか一項に記載のマルチパス通信受信機。 - 通信受信機に使用のレイク受信機に使用の集積回路装置であって、
レイク・フィルタリングされるべき入力信号を受け取るシグマ−デルタ変調器手段(810)と、
それぞれが遅延手段(842,852,862)及びフィルタ手段を備える複数の並列遅延経路(830,840,850,860)とを備え、
前記複数の並列遅延経路(830,840,850,860)は、前記シグマ−デルタ変調器手段(810)の出力を受け取り、且つそれぞれ遅延されフィルタリングされた出力を生成し、
前記複数の並列遅延経路の出力を組み合わせる組み合わせ手段(870)を更に備える、集積回路装置。
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