(57)【要約】      （修正有）【課題】受信器の干渉イミュニティを向上させる方法および装置の提供。【解決手段】受信信号の電力レベルが検出される。該電力レベルが所定の電力しきい値を満たすか上回る場合、低雑音増幅器７０３にバイパス路７３０が設けられることによって、受信器の成分のインタセプト点を上げる。ＲＦ電力検出器を用い、妨害電力の関数としてフロントエンドゲインを制御する。受信器の感度を切替可能なゲインブロックより低い信号レベルで所定量ずつ調整する。受信器の処理装置は、ＩＦ信号電力のゲインの変化を計測する。変化が所定量より小さい場合、ＣＤＭＡ信号および妨害電力は雑音最低値を下回るので、ゲインを増加させる。ＩＦ信号電力の変化が所定量より大きい場合、干渉は明らかであり、ゲインを減らして、相互変調積を小さくする。受信器が干渉と雑音指数との最良の妥協点で動作するまで、この工程は用いられる。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線受信器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる装置において、前記無線受信器は信号を受信し、前記装置は、
前記受信信号に接続され、第１の位置および第２の位置を有し、前記第２の位置はバイパス路に接続されている第１のスイッチと、
前記第１のスイッチの前記第１の位置に接続され、前記受信信号を増幅する増幅器と、
第１の位置および第２の位置を有し、前記第１の位置は前記増幅器に接続され、前記第２の位置は前記バイパス路に接続されている第２のスイッチと、及び
前記第１のスイッチおよび前記第２のスイッチに接続され、所定の電力レベルを超える受信信号に応じて、前記第１および第２のスイッチを前記第２の位置に切り替える制御装置と、
を具備する無線受信器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、
前記所定の電力レベルは−６５dBm である無線受信器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる装置。
【請求項３】
請求項１記載の装置において、
前記増幅器は低雑音増幅器である無線受信器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる装置。
【請求項４】
無線受信器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる装置において、前記無線受信器は信号を受信し、前記装置は、
前記受信信号に接続され、開位置および閉位置を有し、前記閉位置はバイパス路に接続されているスイッチと、
前記スイッチの前記第１の位置に接続された入力および前記バイパス路に接続された出力を有する第１の増幅器と、
前記第１のスイッチに接続され、所定の電力レベルを超える受信信号に応じて、前記スイッチを前記閉位置に切り替える制御装置と、
を具備する無線受信器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる装置。
【請求項５】
請求項４記載の装置において、さらに、
前記第１の増幅器の前記出力に接続され、濾波受信信号をフィルタの出力で出力するフィルタと、
所定の周波数を有する発振信号を発生させる発振器と、
第１の入力および第２の入力を有し、第１の入力は前記フィルタの出力に接続され、前記第２の入力は前記発振器に接続され、前記発振信号および前記濾波受信信号に応じて、ダウンコンバートされた信号を発生させるミクサと、
前記ダウンコンバートされた信号に接続された第２の増幅器と、
前記ダウンコンバートされた信号に接続された第３の増幅器と、
前記第２の増幅器に接続され、ディジタル無線電話システムに用いられる信号を発生させる第１の表面弾性波フィルタと、及び
第３の増幅器に接続され、アナログ無線電話システムに用いられる信号を発生させる第２の表面弾性波フィルタと、
を具備する無線受信器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる装置。
【請求項６】
無線受信器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる装置において、前記無線受信器は信号を受信し、前記装置は、
前記受信信号に接続され、開位置および閉位置を有するスイッチと、
第１の端部が前記スイッチの閉位置に接続され、第２の端部が大地電位に接続される抵抗と、
前記スイッチの前記開位置に接続された入力を有し、増幅受信信号を出力で発生させる増幅器と、及び
前記スイッチに接続され、所定の電力レベルを超える受信信号に応じて、前記スイッチを前記閉位置に切り替える制御装置と、
を具備する無線受信器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる装置。
【請求項７】
無線受信器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる装置において、前記無線受信器は信号を受信し、前記装置は、
前記受信信号に接続された入力を有し、増幅受信信号を出力で発生させる増幅器と、
前記増幅器の前記入力に接続されたバイパス路と、
第１の位置および第２の位置を有し、第１の位置は前記増幅器の出力に接続され、前記第２の位置は前記バイパス路に接続されるスイッチと、及び、
前記スイッチに接続され、所定の電力レベルを超える受信信号に応じて、前記スイッチを前記第１の位置から前記第２の位置へ切り替える制御装置と、
を具備する無線受信器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる装置。
【請求項８】
無線受信器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる方法において、
前記無線受信器は受信増幅器を有するとともに無線信号を受信し、前記方法は、
前記受信無線信号の電力レベルを検出する段階と、及び
前記電力レベルが所定のしきい値より等しいかまたは大きい場合、前記受信増幅器のゲインを減少させる段階と、
を具備する無線受信器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる方法。
【請求項９】
請求項８記載の方法において、前記受信増幅器の前記ゲインを減少させる段階は、前記受信増幅器をバイパスすることを含む、無線受信器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる方法。
【請求項１０】
請求項８記載の方法において、前記受信増幅器の前記ゲインを減少させる段階は、前記受信無線信号と受信増幅器とのインピーダンス不整合を発生させることを含む、無線受信器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる方法。
【請求項１１】
無線受信器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる装置において、前記無線受信器は信号を受信し、前記装置は、
前記受信信号に接続され、前記受信信号を増幅する増幅器と、
前記増幅信号に接続された入力および出力を有する受信自動ゲイン制御器と、
前記受信自動ゲイン制御器の出力に接続され、前記受信信号の検出電力に応じて、前記受信自動ゲイン制御器を調整する電力検出器と、
を具備する無線受信器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる装置。
【請求項１２】
無線受信器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる装置において、前記無線受信器はアンテナで信号を受信し、前記装置は、
送信路を受信路から分離し、前記アンテナに接続されたデュプレクサと、
前記受信路の途中で，前記デュプレクサに接続され、前記受信信号を増幅する受信増幅器と、
前記受信路の途中で、出力と、前記増幅信号に接続された入力とを有する受信自動ゲイン制御器と、
前記送信路の途中で、出力と、送信信号に接続された入力とを有する送信自動ゲイン制御器と、
前記送信路の途中で、前記送信自動ゲイン制御器の前記出力に接続された入力と、前記デュプレクサに接続された出力とを有する送信電力増幅器と、及び
前記受信信号の検出電力に応じて、前記受信自動ゲイン制御器および前記送信自動ゲイン制御器に接続されるとともに、それらを調整する電力検出器と、
を具備する無線受信器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる装置。
【請求項１３】
無線受信器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる装置において、前記無線受信器はアンテナで信号を受信し、前記装置は、
送信路を受信路から分離し、前記アンテナに接続されたデュプレクサと、
前記受信路の途中で，前記デュプレクサに接続され、前記受信信号を増幅する可変ゲイン受信増幅器と、
前記送信路の途中で、送信信号に接続された入力と、前記デュプレクサに接続された出力とを有する可変ゲイン送信増幅器と、及び
前記受信信号の検出電力に応じて、前記可変ゲイン受信増幅器および前記可変ゲイン送信増幅器に接続されるとともに、それらを調整する電力検出器と、
を具備する無線受信器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる装置。
【請求項１４】
無線受信器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる装置において、前記無線受信器はアンテナで信号を受信し、前記装置は、
前記アンテナに接続された可変減衰器と、
送信路を受信路から分離し、前記可変減衰器に接続されたデュプレクサと、
前記受信路の途中で，前記デュプレクサに接続され、前記受信信号を増幅する受信増幅器と、
前記送信路の途中で，送信信号に接続された入力と、前記デュプレクサに接続された出力とを有する送信増幅器と、及び
前記受信信号の検出電力に応じて、前記可変減衰器に接続されるとともに、前記可変減衰器を調整する電力検出器と、
を具備する無線受信器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる装置。
【請求項１５】
無線電話器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる回路において、前記無線電話器は無線信号を送受信するためのアンテナおよび前記アンテナに接続されたデュプレクサを有し、前記回路は、
前記デュプレクサに接続され、前記受信無線信号を増幅し、受信ゲイン調整入力および出力を有する受信可変ゲイン増幅器と、
前記受信ゲイン調整入力に接続されたゲイン調整出力と、入力とを有し、前記受信無線信号の電力レベルを検出し、前記検出電力レベルに応じて、前記可変ゲイン増幅器のゲインを調整する受信電力検出器と、
を具備する無線電話器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる回路。
【請求項１６】
請求項１５記載の回路において、さらに、
前記受信可変ゲイン増幅器の出力に接続され、前記受信無線信号を無線周波数から中間周波数にダウンコンバートするダウンコンバータと、
前記ダウンコンバータに接続された入力と、出力とを有し、前記無線電話器に用いられる前記ダウンコンバートされた無線信号を増幅する受信中間周波数可変ゲイン増幅器と、
送信される中間周波数信号を増幅し、出力を有する送信中間周波数可変ゲイン増幅器と、
前記送信中間周波数可変ゲイン増幅器の前記出力に接続され、前記送信信号を中間周波数から無線周波数にアップコンバートするアップコンバータと、及び
前記デュプレクサに接続された出力と、前記アップコンバータに接続された入力と、前記受信電力検出器のゲイン調整出力に接続された送信ゲイン調整入力とを有し、送信される前記アップコンバートされた信号を増幅し、前記検出電力レベルに応じて、前記受信電力検出器によって調整されるゲインを有する送信可変ゲイン増幅器と、
を具備する無線電話器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる回路。
【請求項１７】
請求項１６に記載の回路において、
前記受信電力検出器の入力は前記受信中間周波数可変ゲイン増幅器の出力に接続され、前記受信電力検出器は、前記中間周波数で前記受信無線信号の前記電力レベルを検出し、及び
前記回路は、さらに、前記受信電力検出器のゲイン調整出力に接続されたしきい値入力と、前記受信ゲイン調整入力および前記送信ゲイン調整入力に接続されたしきい値出力とを有するしきい値検出器を備え、前記しきい値検出器は、前記検出電力レベルが所定のしきい値を超える場合、前記受信可変ゲイン増幅器の前記ゲインおよび前記送信可変ゲイン増幅器の前記ゲインを調整する
ことを特徴とする無線電話器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる回路。
【請求項１８】
請求項１６に記載の回路において、
前記受信電力検出器の入力は、前記受信可変ゲイン増幅器の出力に接続され、前記受信電力検出器は、前記無線周波数で前記受信無線信号の前記電力レベルを検出することを特徴とする無線電話器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる回路。
【請求項１９】
請求項１７記載の回路において、さらに、
前記デュプレクサおよび前記受信可変ゲイン増幅器に接続され、前記デュプレクサと前記受信可変ゲイン増幅器との間に挟まれ、前記受信無線信号を増幅する低雑音増幅器を具備する、無線電話器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる回路。
【請求項２０】
請求項１８に記載の回路において、さらに、
前記デュプレクサおよび前記受信可変ゲイン増幅器に接続され、前記デュプレクサと前記受信可変ゲイン増幅器との間に挟まれ、前記受信無線信号を増幅する低雑音増幅器を具備する、無線電話器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる回路。
【請求項２１】
請求項１８記載の回路において、さらに、
前記受信可変ゲイン増幅器および前記ダウンコンバータに接続され、前記受信可変ゲイン増幅器と前記ダウンコンバータとの間に挟まれ、前記受信無線信号を増幅する低雑音増幅器を具備する、無線電話器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる回路。
【請求項２２】
無線電話器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる受信回路において、前記無線電話器は無線信号を送受信するためのアンテナを有し、デュプレクサは前記アンテナに接続され、信号処理回路は前記デュプレクサに接続され、前記受信回路は、
入力および出力を有し、前記受信無線信号を増幅する受信増幅器と、
前記受信増幅器に切替可能に接続され、分路位置にある場合、前記受信増幅器のゲインを減衰させるバイパス路と、及び
前記バイパス路に接続され、前記受信無線信号の検出電力レベルが所定のしきい値を超えると、前記バイパス路を前記分路位置に切り替える制御装置と、
を具備する無線電話器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる受信回路。
【請求項２３】
請求項２２に記載の受信回路において、
前記バイパス路は、前記デュプレクサに接続された入力を有する第１のスイッチを具備し，及び直列位置、分路位置および出力を有し、
前記第１のスイッチの出力は、前記第１のスイッチが前記直列位置にある場合、前記受信増幅器の入力に接続され、前記第１のスイッチの出力は、前記第１のスイッチが前記分路位置にある場合、第２のスイッチの入力に接続され、
前記第２のスイッチは、前記信号処理回路に接続された出力と、直列位置と、分路位置とを有し、前記第２のスイッチの入力は、前記第２のスイッチが前記直列位置にある場合、前記受信増幅器の出力に接続され、前記第２のスイッチの入力は、前記第２のスイッチが前記分路位置にある場合、前記第１のスイッチの出力に接続される、
ことを特徴とする、無線電話器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる受信回路。
【請求項２４】
請求項２２に記載の回路において、前記バイパス路は、前記デュプレクサに接続された入力と、前記バイパス路が前記分路位置にある場合、前記受信増幅器の出力に接続される出力とを有するスイッチを具備する、無線電話器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる受信回路。
【請求項２５】
請求項２２に記載の回路において、前記バイパス路は、前記信号処理回路に接続された出力と、前記バイパス路が前記分路位置にある場合、前記受信増幅器の入力に接続される入力とを有するスイッチを具備する、無線電話器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる受信回路。
【請求項２６】
請求項２２に記載の回路において、前記バイパス路は、大地電位に接続された出力と、前記バイパス路が前記分路位置にある場合、前記受信増幅器の入力に接続される入力とを有する切替可能な負荷を具備する、無線電話器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる受信回路。
【請求項２７】
無線電話器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる方法において、
前記無線電話器は、受信電力レベルを有する無線信号を受信するためのアンテナ、減衰器、可変ゲイン受信増幅器、ゲイン制御装置および受信電力検出器を有し、前記方法は、
前記ゲイン制御装置が、前記受信無線信号の前記受信電力レベルを所定量ずつ変動させる段階と、
前記受信電力検出器が、前記受信無線信号の前記受信電力レベルの変化を検出する段階と、及び
前記ゲイン制御装置が、前記検出受信電力レベルの変化に応じて、前記可変ゲイン受信増幅器のゲインを調整する段階と、
を具備する、無線電話器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる方法。
【請求項２８】
請求項２７に記載の方法において、前記変動させる段階は、
前記可変減衰器を用いて前記受信無線信号を減衰させることを具備する、無線電話器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる方法。
【請求項２９】
請求項２７記載の方法において、前記変動させる段階は、
前記可変ゲイン受信増幅器の前記ゲインを調整することを具備する、無線電話器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる方法。
【請求項３０】
請求項２８記載の方法において、前記調整段階は、さらに、
前記検出受信電力レベルの変化が所定のしきい値より大きい場合、前記可変ゲイン受信増幅器の前記ゲインを減少させ、
前記検出受信電力レベルの変化が所定のしきい値より小さいか等しい場合、前記可変ゲイン受信増幅器の前記ゲインを増加させる、
ことを具備する、無線電話器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる方法。
【請求項３１】
請求項２９記載の方法において、前記調整段階は、さらに、
前記検出受信電力レベルの変化が所定のしきい値より大きい場合、前記可変ゲイン受信増幅器の前記ゲインを減少させ、
前記検出受信電力レベルの変化が所定のしきい値より小さいか等しい場合、前記可変ゲイン受信増幅器の前記ゲインを増加させる、
ことを具備する、無線電話器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信に関する。特に、本発明は、通信用受信器の干渉イミュニティ（immunity. 対雑音障害性）を向上させることに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、様々なタイプのセルラ無線電話システムが実施されている。このようなシステムは、高度移動電話システム（ＡＭＰＳ）および２種類のディジタルセルラシステム、すなわち、時分割多重アクセス方式（ＴＤＭＡ）および符号分割多元接続方式（ＣＤＭＡ）を含む。ディジタルセルラシステムは、ＡＭＰＳで起こる容量の問題に対処するため実施されている。
【０００３】
すべてのセルラ無線電話システムは、地理的なエリアをカバーする多数のアンテナを設けることによって動作する。アンテナは、本分野においてセルと呼ばれるエリア内で放射状に広がっている。ＡＭＰＳのセルは分割され、ＣＤＭＡのセルとは異なる。したがって、あるシステムのセルに用いられるアンテナが別のシステムのセル内に設置されることがよくある。同様に、特定のシステム（ＡＭＰＳ、ＣＤＭＡおよびＴＤＭＡ）内の所定のエリア内に、２つのサービスプロバイダが存在することがある。多くの場合、このようなプロバイダは、競合相手とは異なる地理的位置にセルを設けることになる。したがって、システム「Ａ」を利用する無線電話が最寄りのシステム「Ａ」から遠く離れ、むしろシステム「Ｂ」の方が近い状況が起こる。このような状況は、強度のマルチトーン干渉が存在する場合、所望の受信信号が弱まることを意味する。
【０００４】
システムのアンテナが混在することによって、例えば、ＣＤＭＡシステムに登録されている移動無線電話が、別のシステムのアンテナ、例えば、ＡＭＰＳのアンテナに近づくような問題を引き起こし得る。この場合、ＡＭＰＳから送信される信号はＣＤＭＡ信号を干渉する。一方、ＣＤＭＡ信号は、無線電話がＡＭＰＳのセルまたは高電力のＡＭＰＳのフォワードリンク信号に隣接するので、無線電話によって受信される。
【０００５】
ＡＭＰＳ信号から無線電話が直面するマルチトーン干渉は、ひずみ積またはスプリアス信号を発生させる。このようなスプリアス信号が無線電話によって用いられるＣＤＭＡ帯域に発生すると、受信器および復調器の性能を劣化させる。
【０００６】
ＡＭＰＳシステムでは、搬送波（Ａ帯域およびＢ帯域）が競合システムを故意ではないにしても「妨害」してしまう場合がしばしばある。セルラ搬送波の目的は、セルを十分に設けるかまたはユーザの近傍に設けるとともに各ＡＭＰＳチャネルのＦＣＣ極限電力を放射することによって、高いＳ／Ｎ比をシステムのすべてのユーザに提供することである。あいにく、この技術は、搬送波を送信するシステムにとってより良好な信号品質を提供するが、競合システムを干渉する犠牲を払う。
【０００７】
上記状況によって引き起こされる相互変調ひずみは、受信器に射出された２つ以上のトーンによって発生したスプリアスレベルのピーク値によって示される。たいてい、受信器の３番目のひずみレベルは、３番目の入力インタセプト点またはＩＩＰ３と示される。ＩＩＰ３は、入力ツートーン電力に等しい３番目のひずみ積を形成するために必要な（ツートーン形式の）入力電力を意味する。図１３に示されるように、増幅器のような非線形要素が飽和未満の場合、ＩＩＰ３を線形に補外しさえすればよい。
【０００８】
図１４に示されるように、ツートーンが受信器に射出された場合、３番目のひずみ積は生じる。トーン＃１は、電力レベルP1（単位ｄＢｍ）で周波数ｆ１である。トーン＃２は、電力レベルP2（単位ｄＢｍ）で周波数ｆ２である。  通常、P2はP1と等しく設定される。３番目のひずみ積は、電力レベルP12 で周波数２×ｆ１−ｆ２、電力レベルP21 で周波数２×ｆ２−ｆ１で、それぞれ生じる。P2がP1と等しい場合、スプリアス積は等しくなるか、P12 およびP211が等しくなるはずである。この場合、信号ｆｃが電力レベルPcで射出され、追加されたひずみが低レベル信号と等しいことを示す。ひずみが生じた後に、ｆ１、ｆ２およびｆ２１を濾波するフィルタがある場合、ｆ１２の電力は、さらに、ｆｃの信号電力を干渉する。図１４の例において、ＣＤＭＡに適用するには、相互変調 P12は、−４３ｄＢｍのツートーン電力を用いるため、−１０５ｄＢｍの信号電力と等しくなければならないので、ＩＩＰ３は−９ｄＢｍ未満でなければならない。
【０００９】
公知のように、信号非線形要素用のＩＩＰ３は、下式に示される：
ＩＩＰ３＝ＩＭ３／２＋Pin （dBm ）
P1＝P2の場合、Pin ＝P1＋３dB  またはPin ＝P2＋３ｄＢ(dBm) および
ＩＭ３＝P1- P12=P2- P21=P2- P12=P1- P21(dB) である。
【００１０】
カスケードＩＩＰ３の場合、ここでは、多くの非線形要素を用いる場合、以下の等式で示される：
IIP3=-10*log10［１０(ケ゛イン-要素IIP3)/10 ＋１０(前段の-IIP3)/10 ] 
ここで、ゲイン＝ゲイン：要素入力である。
【００１１】
したがって、受信器のカスケードＩＩＰ３を向上させる方法の１つとして、第１の非線形要素の前段でゲインを低下させる方法がある。この場合、ＬＮＡおよびミクサはＩＩＰ３を限定する。しかしながら、干渉することなく、感度または最低受信信号レベルを設定する別の数量を定義する必要がある。この数量は、本分野において雑音指数（ＮＦ）と呼ばれている。ＩＩＰ３（および干渉イミュニティ）を向上させるため、受信器のゲインを減らした場合、ＮＦ（および弱い所望の信号に対する感度）は劣化する。
【００１２】
要素ＮＦは、下式のように表される：
要素ＮＦ＝Ｓｉ／Ｎｉ−Ｓｏ／Ｎｏ（ｄＢ）
ここで、Ｓｉ／Ｎｉは、入力信号対雑音比（単位ｄＢ）を示し、Ｓｏ／Ｎｏは、出力信号対雑音比（単位ｄＢ）を示す。
【００１３】
受信器の縦続要素の場合、以下の等式で示される：
カスケードＮＦ＝１０＊log10[１０(NFi/10)/10 ＋（１０(NFe/10)−１）／
１０（ゲイン/10)] 
ここで、ＮＦｅは要素の雑音指数と等しく、ＮＦｉは要素に適したカスケード雑音指数と等しく、ゲインは要素に適した動作ゲインと等しい。
【００１４】
要素に適したゲインが最大の場合、「最良の」カスケードＮＦが達成できるが、上式は「最良の」ＩＩＰ３の必要条件に相反する。要素および受信器のＮＦおよびＩＩＰ３によって求められた要素の場合、すべての条件を満たす各要素のゲイン値が限定される。  
通常、受信器は、所定の定数としてＮＦおよびＩＩＰ３を用いて設計され、ＮＦおよびＩＩＰ３の数量は両方とも、干渉の有無に関わらず、受信器の動作の動的範囲を設定する。各装置のゲイン、ＮＦおよびＩＩＰ３は、寸法、コスト、静止状態および動作状態の要素の熱電流消費量に基づいて最適化される。デュアルモード式ＣＤＭＡ／ＦＭ携帯セルラ受信器の場合、ＣＤＭＡ標準は、最小信号で９ｄＢのＮＦを必要とする。換言すれば、ＣＤＭＡモードの場合、感度の必要条件は−１０４ｄＢで０ｄＢのＳ／Ｎ比である。ＦＭモードｂの場合、必要条件は−１１６ｄＢで４ｄＢのＳ／Ｎ比である。両方の場合、必要条件は、下式のようにＮＦに変換できる。
【００１５】
NF=S(dBm)-S/N(dB)-Ntherm(dBm/Hz)- 信号BW(dB/Hz) 
ここで、Ｓは最小信号電力を示し、Ｓ／Ｎは最小Ｓ／Ｎ比を示し、Ｎtherm は熱雑音最低値（−１７４ｄＢｍ／Ｈｚ@ ２９０゜Ｋ）を示し、信号ＢＷ（dB／Ｈｚ）は信号の帯域幅を示す。
【００１６】
したがって、下式のように示される：
ＣＤＭＡ  ＮＦ＝-104dBm-0dB-(-174dBm/Hz)-61dB/Hz=9dB
ＦＭ  ＮＦ＝-116dBm-4dB-(-174dBm/Hz)-45dB/Hz=9dB
ここで、−６１dBm/HzはＣＤＭＡチャネルで用いられる雑音帯域幅を示し、−４５dBm/HzはＦＭチャネルで用いられる雑音帯域幅を示す。
【００１７】
しかしながら、受信器のＮＦは、信号が最小レベルに近づいた場合のみ必要であり、ＩＩＰ３は、干渉または強度のＣＤＭＡ信号が存在する場合にのみ必要とされる。
【００１８】
搬送波が強度の干渉を発生させるエリアにおいて通信サービスエリアを提供する方法は２つしかない。１つは、同様の技術を用いる、すなわち、競合システムとともに共用できるようにセルを同じ場所に設ける。もう１つの方法は、受信器の干渉イミュニティを向上させることである。干渉イミュニティを向上させる方法の１つとして、受信器の電流を大きくする方法がある。しかしながら、携帯無線はバッテリ電力に依存しているので、実用的な解決法ではない。電流を大きくすれば、バッテリから電流をより急速に流すので、無線電話の通話時間および待機時間が少なくなってしまう。その結果、電流消費に悪影響を及ぼすことなく、無線電話のマルチトーン干渉を最小にする必要がある。
【発明の概要】
【００１９】
本発明の工程において、回路の減衰を調整することによって、受信器の干渉イミュニティを向上させる。回路は、減衰を備える減衰器および可変ゲインを備える自動ゲイン制御装置（ＡＧＣ）を有する。本工程において、所定量ずつ減衰を変化させる。次に、回路のゲインが検出される。検出ゲインの変化が所定のしきい値より大きい場合、相互変調積(intermodulation product) は検出され、フロントエンドの減衰を大きくして、相互変調積電力を小さくする。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】干渉イミュニティを向上させるための本発明の装置のブロック図を示す。
【図２】本発明の別の代替の実施の形態のブロック図を示す。
【図３】本発明の別の代替の実施の形態のブロック図を示す。
【図４】本発明の別の代替の実施の形態のブロック図を示す。
【図５】図７の実施の形態に係る搬送波対雑音比に対する受信ＲＦ入力電力の別のプロット図である。
【図６】図８の実施の形態に係る搬送波対雑音比に対する受信ＲＦ入力電力のプロット図である。
【図７】本発明の別の代替の実施の形態のブロック図を示す。
【図８】本発明の装置を用いない場合の干渉電力対信号電力のプロットを示す。
【図９】本発明の装置の代替の実施の形態に係る干渉電力対信号電力のプロットを示す。
【図１０】本発明の代替の実施の形態のブロック図を示す。
【図１１】本発明の別の代替の実施の形態のブロック図を示す。
【図１２】本発明の別の代替の実施の形態のブロック図を示す。
【図１３】非線形変換特性およびひずみ測定値のプロットを示す。
【図１４】ひずみ積のスペクトルを説明するための図である。
【図１５】本発明に係る受信信号電力検出方法を示すブロック図である。
【図１６】本発明の減衰制御工程を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
［発明の詳細な説明］
本発明の目的は、ＮＦを妥協することなく、必要に応じてＩＩＰ３（または干渉イミュニティ）を向上させるため、受信器のＮＦおよびＩＩＰ３を変化させることである。この「向上させる」という動作を行うには、受信器の第１の能動要素のゲインを変動させる。連続する範囲にわたってＬＮＡのゲインを変動させるか、または、バイパススイッチで低雑音増幅器を切り替えることによって、ゲインを変動させることができる。
【００２２】
本発明の好適な実施の形態のブロック図は、図1 に示されている。本実施の形態は、  受信器のフロントエンドで調整可能なゲイン制御装置（ＡＧＣ）１１０を用いる一連のベースで、ＬＮＡ１１５のゲインを調整することを含む。さらに、フロントエンドの一連のＡＧＣ１１０は最小のＲＦ入力レベルで線形性を供給する一方、送信側のＡＧＣ１２０はＩＦ  ＡＧＣ１２５および１３０の必要条件を減らす。
【００２３】
本実施の形態は、ＬＮＡ１１５から送られる電力出力を検出する。電力検出器１０５は、ＲＦで信号電力および妨害電力の両方を計測する。本実施の形態を用いれば、電力検出器１０５は、図７、図１０、図１１および図１２の「切替ゲイン」を示す以下の実施の形態で用いられる−６５ｄＢｍより低い受信電力でＬＮＡ１１５のゲインを連続的に低減することができる。
【００２４】
本好適な実施の形態は、ＲＦで受信信号および妨害電力を検出する電力検出器１０５によって動作する。検出電力はループフィルタを通過し、その検出電力受信を用いてＡＧＣ１１０を調整することによって、受信成分のインタセプト点を調整する。ゲインは、計測電力が増加するにつれて小さくなり、計測電力が減少するにつれて大きくなる。また、本実施の形態はＬＮＡ１１５およびＡＧＣ１１０を組み合わせて、可変ゲインを有するＬＮＡを形成するので、分離したＡＧＣ１１０のブロックは不要になる。電力増幅器１５０の前段に設けられた送信側のＡＧＣ１２０の電力は、受信側のＡＧＣ１１０と同様の方法で調整され、ＴＸの電力レベル全体を維持する。
【００２５】
また、ＡＧＣ増幅器１２５および１３０はミクサ１３５および１４０の後段に設けられ、妨害電力が帯域フィルタ１４５によって濾波された後、ゲインを調整する。ＡＧＣ増幅器１２５および１３０は、開ループ電力制御、閉ループ電力制御および補償のような通常のＣＤＭＡ  ＡＧＣ機能を果たす。ＩＦ  ＡＧＣ１２５および１３０は、ＣＤＭＡが広範な動的範囲を要求するので、必要とされる。通常、このようなＡＧＣ１２５および１３０のゲイン域は、８０ｄＢを上回る。受信側および送信側のＡＧＣ１２５および１３０はミクサの後段に設けられ、受信信号が低域変換された後に全電力を計測する別の電力増幅器１５０によって調整される。電力増幅器１５０は、低域変換信号の電力が大きくなるにつれて、ＡＧＣ１２５および１３０のゲインを低域に調整し、低域変換信号の電力が小さくなるにつれて、ＡＧＣ１２５および１３０のゲインを高域に調整する。
【００２６】
好適な実施の形態において、受信信号は、８６９〜８９４ＭＨｚの周波数帯にある。送信信号は、８２４〜８４９ＭＨｚの周波数帯にある。代替の実施の形態は、異なる周波数を用いる。
【００２７】
図５に示されるプロット図は、ＡＧＣを用いる方法の利点を示す。図中左側のｙ軸は、妨害レベルパラメータ化された受信入力電力に対する搬送波対雑音比を示す。図中右側のｙ軸は、受信入力電力の関数として定数Ｃ／Ｊに必要な全妨害電力を示す。妨害電力が存在しない（−１００dBm)場合、無線は、ＲＦ  ＡＧＣが存在しないかのように動作する。妨害電力が大きくなるにつれて、Ｃ／Ｎは減少するが、効果的な線形性は増加する。本例において、ＲＦの動的範囲は３０dBおよびしきい値である。この値は、ＲＦ  ＡＧＣが動作し、妨害電力が−２５dBm を上回る点である。
【００２８】
連続的にゲインを調整するための代替の実施の形態は、図２に示されている。本実施の形態は、まず、電力検出器２１０が低域変換信号の電力レベルを決定する前に、帯域フィルタ２０５を用いて妨害電力を濾波する。しきい値検出器２２５は、信号電力レベルがある点に到達する時点（本実施の形態では、−１０５dBm)を決定し、次に、信号電力が決定されたレベルを超えると、ＡＧＣ２３０および２３５のゲインを低域に調整する。信号電力レベルがこのしきい値を下回ると、ＡＧＣ２３０および２３５のゲインは高域に調整される。電力の所定のしきい値をチェックしなくても、ミクサ２４０および２４５の後段に設けられたＡＧＣ２１５および２２０のゲインは調整され、連続的に正常なＣＤＭＡ  ＡＧＣによる電力制御を行う。
【００２９】
本実施の形態のプロット図は、図６に示されている。しきい値が−１０５dBm に設定された場合、最小受信ＲＦレベルであるＣ／Ｎは、ＲＦ  ＡＧＣが存在しない場合ほど迅速に増加しない。本実施の形態の利点は、非常に低いＲＦ入力電力で線形性を獲得し始め、ＲＦ電力検出器を必要とせず、ＡＧＣループが信号電力のみを検出することである。このため、ＡＧＣループは、ＲＦ電力で検出する場合より簡易な設計である。
【００３０】
本発明のさらに別の実施の形態は、図３に示されている。本実施の形態は、図１の実施の形態と同様に動作する。唯一異なる点は、ＡＧＣ３０１が受信路のＬＮＡ３０５の前段に配置されていることである。
【００３１】
本発明のさらに別の実施の形態は、図４に示されている。本実施の形態は、アンテナ４１０とデュプレクサ４１５との間に設けられた減衰器４０５を用いる。減衰は、ＬＮＡ４２５の後段の電力検出器４２０によって制御される。電力検出器４２０は受信信号および妨害電力を計測し、それを濾波し、それを所定のしきい値と比較する。本実施の形態において、しきい値は−２５ｄＢｍである。信号および妨害電力の組み合わせがしきい値に達すると、減衰器４０５によって発生した減衰が大きくなる。このような調整は、ディジタル固定工程のいずれかで行われるか、または連続的に調整される。ＡＧＣ４３０および４３５はミクサ４４０および４４５の後段に設けられ、図１に示す好適な実施の形態と同様の方法で調整される。
【００３２】
本発明の装置の代替の実施の形態は、図７に示されている。本実施の形態は、スイッチ７０１および７０２を用い、フロントエンドのゲインを変化させる。特定のＣＤＭＡ式無線電話設計のためには、スイッチの動作レベルは信号レベルの関数として信号対雑音必要条件または雑音指数に依存する。本発明は、ＡＭＰＳ式無線電話に用いることができるが、スイッチの特性は変化して異なる動作点を受け入れる。
【００３３】
本実施の形態は、無線信号を送受信するアンテナ７２５からなる。無線の送受信路はデュプレクサ７２０を介してアンテナ７２５に接続され、デュプレクサ７２０は受信信号を送信信号から分離する。
【００３４】
受信信号はＬＮＡ７０３に入力され、ＬＮＡ７０３はスイッチ７０１および７０２の間に接続されている。第１のスイッチ７０１はＬＮＡ７０３をデュプレクサ７２０に接続し、第２のスイッチ７０２はＬＮＡ７０３を帯域フィルタ７０４に接続する。本実施の形態において、スイッチ７０１および７０２は、単極双投型ガリウム砒素スイッチである。
【００３５】
ＬＮＡ７０３は各スイッチの一方の極に接続され、スイッチ７０１および７０２の両方がこの極に切り替えられると、受信信号がＬＮＡ７０３に接続され、ＬＮＡ７０３から送られた増幅信号が帯域フィルタ７０４に出力される。本実施の形態の帯域フィルタ７０４は、８６９〜８９４ＭＨｚの周波数帯を有する。代替の実施の形態は、受信される信号の周波数に依存する異なる周波数帯を用いる。  バイパス路７３０は、各スイッチの他方の極に接続されている。スイッチ７０１および７０２が他方側の極に切り替えられると、デュプレクサ７２０から送られた受信信号はＬＮＡ７０３を迂回し、帯域フィルタ７０４に直接に伝送される。本実施の形態において、スイッチ７０１および７０２は、無線電話のマイクロコントローラ７４０によって制御される。代替の実施の形態において、分離した制御装置を用いて、これらのスイッチの位置を制御する。
【００３６】
帯域フィルタ７０４が受信信号を濾波した後、濾波信号は低い中間周波数（ＩＦ）に低域変換され、残りの無線で用いられる。低域変換を行うため、ミクサ７０５は、受信信号と別の信号とを混合する。別の信号の周波数は、電圧制御された発振器７０６を駆動するフェーズロックループ７０７によって設定されている。この信号は、ミクサ７０５に入力される前、増幅器７５０によって増幅される。
【００３７】
ミクサ７０５からのダウンコンバート（downconvert)された信号は、バックエンドのＡＧＣ７０８および７０９に入力される。すでに本分野において公知であるように、ＡＧＣ７０８および７０９は、閉ループ電力制御を行う無線電話によって用いられる。  本発明の工程において、マイクロコントローラ７４０は、受信信号の電力を監視する。電力が−６５dBm を超えると、マイクロコントローラ７４０は、スイッチ７０１および７０２にバイパス位置に切り替わるように指示する。これによって、受信信号は直接に帯域フィルタ７０４に接続される。ＬＮＡ７０３のゲインを迂回することによって、受信器のインタセプト点は、１ｄＢあたりのゲインの減少に比例して大きくなる。代替の実施の形態は、他の回路および方法を用い、受信信号の電力を監視する。
【００３８】
本発明の工程の代替の実施の形態は、連続的にフロントエンドのゲインを調整する。本実施の形態は、−２５ｄＢｍのように低い電力しきい値を用いる。
【００３９】
図８および図９のプロット図は、図７、図１０〜図１２に示される本発明の切替可能なゲインを用いる実施の形態の利点を示す。図８は、切替可能なゲインによる装置を使用しない通常の無線で用いられる無線周波数（ＲＦ）信号に対する干渉電力のプロットを示す。このプロットは、最大干渉レベルが−１０．５dBm で受信器の入力圧縮点に限定されることを示す。信号およびデュアルトーン電力の双方を表す曲線が示されている。
【００４０】
図９のプロット図は、本発明の切替可能なゲインによる方法および装置を用いる無線によって受信された無線周波数信号電力に対する無線受信された干渉電力を示す。図９において明らかなように、グラフ中の−６５ｄＢｍの点で、スイッチは切り替えられ、ＬＮＡゲインを迂回することによって、ＲＦ信号電力に影響を及ぼすことなく、より大きな干渉電力に耐えることができる。信号トーンおよびデュアルトーン電力の両方が曲線で示されている。
【００４１】
本発明による装置の別の代替の実施の形態は、図１０に示されている。本実施の形態は、単極双投型スイッチ１００１を用いる。本実施の形態において、スイッチ１００１は、受信信号電力が−６５dBm に到達すると、制御器１０２０によってバイパス路１０１０に切り替えられる。これによって、ＬＮＡ１００２のゲインは効果的に減らされるので、受信信号は直接に帯域フィルタ１００３に接続される。
【００４２】
本発明による装置のさらに別の実施の形態は、図１１に示されている。本実施の形態は単極双投型スイッチ１１０５を用い、スイッチ１１０５が閉じられると、ＬＮＡ１１１０の入力を減らし、抵抗器１１０１を介して接地される。これによって、入力でインピーダンスの不整合が生じ、信号が減衰する。このため、ＬＮＡ１１１０によって生じるゲインが低減される。上記実施の形態において、入力信号電力が−６５dBm に達すると、スイッチ１１０５は閉じられる。抵抗器１１０１に必要な抵抗は、所望の減衰量に左右される。この抵抗は、代替の実施の形態のＬＮＡによって異なる。
【００４３】
本発明による装置のさらに別の実施の形態は、図１２に示されている。本実施の形態は、ＬＮＡ１２０５の出力で単極双投型スイッチ１２０１を用いる。ＬＮＡ１２０５はスイッチ１２０１の一方の極に接続され、バイパス路１２１０は他方の極に接続されている。バイパス路１２１０に対する入力は、ＬＮＡ１２０５の入力に接続されている。受信ＲＦ信号の電力レベルが−６５dBm に達すると、スイッチ１２０１は、ＬＮＡ１２０５を帯域フィルタ１２２０に接続する位置からバイパス路１２１０に投入される。これによって、信号は直接に帯域フィルタ１２２０に接続され、ＬＮＡ１２０５のゲインを迂回する。
【００４４】
上記実施の形態のすべてにおいて、ＬＮＡは、１つまたは複数のスイッチによって迂回されると同時に電力が落とされる。これを行うには、ＬＮＡの電力ピンを、制御器によって制御されているスイッチに接続する。いったんＬＮＡが迂回されもはや用いられなくなると、電力は除去できる。この電力除去によって無線の電力消費が減らされるので、バッテリを用いる通話時間および待機時間が増える。
【００４５】
本発明の他の実施の形態において、Ｅｃ／Ｉｏの検出を用いて、フロントエンドのゲインの調整時を決定する。別の実施の形態は、Ｅｂ／Ｉｏのような他の品質測定値を用いる。
【００４６】
これらの比率は、ディジタル通信システムの性能品質の計測値である。Ｅｂ／Ｉｏ比は、チャネルの全干渉スペクトル密度に対する１ビットあたりのエネルギを示す。一方、Ｅｃ／Ｉｏ比は、全干渉スペクトル密度に対するＣＤＭＡチップあたりのエネルギを示す。Ｅｂ／Ｉｏは、通信システム間の性能を示す測定基準とみなされる。必要なＥｂ／Ｉｏが少なくなるにつれて、システムは、所定のエラー確度でより効率的な変調および検出工程を行う。Ｅｃ／Ｉｏおよび受信信号強度が容易に利用できる場合、マイクロコントローラは、Ｅｃ／Ｉｏが低下するにつれて、強い干渉の存在を検出できる。一方、ＡＧＣ検出器は、増加した干渉を検出する。マイクロコントローラはフロントエンドのゲインを低下させ、干渉イミュニティを向上させる。干渉イミュニティは、Ｅｃ／Ｉｏを向上させるとともに、信号の帯域幅内で低下するひずみ積を低減させる。
【００４７】
信号の品質がＥｂ／ＩｏまたはＥｃ／Ｉｏのしきい値を上回る場合、フロントエンドのゲインは減少する。ゲイン調整は、上記の連続的な調整方法または増幅器切替方法のいずれかを用いて行われる。
【００４８】
図１５に示されるさらに別の実施の形態によれば、ＩＦで信号電力を検出するか、または、信号および妨害電力の組み合わせを用いる代わりにＲＦでベースバンドを検出する。この方法は、電力検出器およびＡＧＣ制御ループをそれぞれ１つずつしか用いない点で簡単である。
【００４９】
図１５は、受信信号の電力を検出する代替の方法を示すブロック図である。まず、信号は、ベースバンド周波数１５０１に低域変換される。次に、このアナログ信号はディジタル信号１５０５に変換され、さらに、受信信号強度を決定するベースバンド処理が行われる。チップ相関器１５１０は、すべての非コヒーレント成分のエネルギに対するチップあたりのエネルギを決定する。この情報は、受信信号強度指示器（ＲＳＳＩ）とともに、プロセッサ１５１５によって用いられ、受信器１５２０および送信器１５３０の電力のゲイン調整量を決定する。
【００５０】
受信信号電力測定値は信号および妨害電力を含むので、チップあたりの信号レベルおよびエネルギの両方が低下した場合のみ、受信ゲインは増加する。ＲＳＳＩは変化しているので、送信電力も変化して補償し、これによって、開ループ電力制御が正確に行われる。このため、受信ゲインが調整される毎に、プロセッサは送信ゲインを調整する。
【００５１】
他の実施の形態は、消去または信号電力を用いて、可変ゲインを有するＡＧＣを制御する。
【００５２】
別の実施の形態によれば、送信電力および受信電力の両方を制御する代わりに、受信電力のみを制御する。
【００５３】
上記実施の形態によるゲイン制御工程は、図１６に示されている。この工程は、図１３のグラフに示される関係に基づく。図１３において、干渉入力電力がＸ軸に沿って増加するにつれて、相互変調積（下の曲線）は、干渉電力より速く増加する。したがって、干渉が受信器側の入力に存在する場合、入力で与えられたＸdBの減衰によって、ＩＭ３の相互変調積は３＊Ｘずつ減少する。
【００５４】
通常、相互変調積は、低電力に起因して無線のＩＦ区間に低下することはない。無線のＩＦ区間以外の相互変調積によって、受信器の性能に問題を起こすことはない。このため、受信器のゲイン調整は、相互変調積がＩＦ信号に影響を及ぼすほど強い電力を有する場合のみ必要とされる。
【００５５】
図１６を参照すると、本発明の工程は、まず、入力ゲインを調整する（ステップ１６０１）。好適な実施の形態において、ゲイン調整値は３ｄＢである。しかしながら、他の実施の形態は、例えば１dB〜６dBの範囲のような他のゲイン調整値を用いる。次に、受信器の処理装置を用いて、受信信号の電力の変化を計測する（ステップ１６０５）。好適な実施の形態において、自動ゲイン制御処理は、ＩＦ信号の電力変化を検出する。受信信号電力の変化の測定は、受信器と同様に、ＲＦまたはベースバンド段で行われてもよいことは明らかである。
【００５６】
信号電力がほぼ３dBずつ変化する場合、ＣＤＭＡ信号は雑音の最低値より大きく、問題を引き起こす相互変調積は存在しない。この場合、別のゲイン調整値は必要ないが、ゲインを大きくすれば、受信器の感度が向上する。（３±０．５）dB程度のＩＦ信号電力の変化は、３dBの変化とみなされる。
【００５７】
ＩＦ信号電力が３dBを下回る値で変化する場合（ステップ１６１０）、ＣＤＭＡ信号は雑音の最低値を下回り、問題を起こす相互変調積は存在しない。この場合、ＡＧＣは、わずかなＣＤＭＡ信号および雑音を検知しているだけである。したがって、受信回路のゲインを増やすことによって（ステップ１６１５）、受信器の感度を向上させる必要がある。
【００５８】
ＩＦ信号電力が３dBを上回る値で変化する場合、相互変調積は問題を引き起こすほど大きいので、さらにゲイン調整を必要とする（ステップ１６２０）。好適な実施の形態において、入力ゲインが３dBずつ変化する場合、大きな干渉が存在するなら、相互変調積は９dBずつ変化する。この場合、相互変調積が受け入れ可能なレベルで減少していることが本発明の工程において決定されるまで、平均ゲインは少量（例えば、３dB）ずつ減少してもよい。
【００５９】
本発明の工程は、低速で相互変調積をチェックしながら、連続的に用いることができる。好適な実施の形態において、この速度は１０回／秒である。他の実施の形態は、フレームサイクルあたり１回の処理を行う。さらに別の実施の形態は、他の速度、例えば、フォワードリンク上で重大なエラーが検出されたときに処理を行う。
【００６０】
要約すると、本発明の方法によって、移動無線は、異なるシステムのアンテナ近傍に移動しながら、他のシステムからの無線周波数干渉に対して無線の抵抗を大きくすることができる。フロントエンドのゲインを減らすことによって、無線の受信回路のインタセプト点を上げるので、他のシステムの信号からスプリアス信号が発生しても、受信器および復調器の性能は劣化しない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2010068529.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2010068529.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2010068529.tif 000017
【図１６】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年10月23日(2009.10.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号を受信するための装置であって、該装置は下記を具備する：
無線周波数増幅器；
受信信号が制御信号に応答して前記無線周波数増幅器をバイパスできるように、前記無線周波数増幅器に接続されている無線周波数スイッチ；
ここにおいて、前記制御信号は、
前記受信信号を前記無線周波数増幅器を経て増幅するか、或いはバイパスするかを、受信信号の搬送波対雑音比、及び搬送波の周波数帯域の受信信号強度と干渉波の周波数帯域における受信信号強度とを組み合わせた受信信号強度に基づいて制御する。
【請求項２】
さらに下記を具備する請求項１に記載の装置：
前記受信信号の搬送波対雑音比を決定するために、前記搬送波周波数帯域に従って前記受信信号を濾波するための第1のフィルタ；
前記搬送波及び干渉波周波数帯域の前記受信信号強度を決定するために、前記干渉波周波数帯域に従って前記受信信号を濾波するための第２のフィルタ。
【請求項３】
さらに制御装置を具備する請求項１に記載の装置であって、ここにおいて、前記制御装置は、前記無線周波数スイッチが、しきい値を越えている前記受信信号強度に応じて前記受信信号が前記無線周波数増幅器をバイパスさせるように、前記制御信号を形成するように構成される。
【請求項４】
さらに、プロセッサを具備する請求項１に記載の装置、ここにおいて、前記プロセッサは、前記搬送波の周波数帯域の前記受信信号及び干渉波の周波数帯域における前記受信信号強度を組み合わせた受信信号強度を形成するために前記受信信号を処理するように構成される。
【請求項５】
信号を受信するための方法、該方法は下記を具備する：
搬送波の周波数帯域の受信信号強度と干渉波の周波数帯域における受信信号強度を組み合わせた受信信号強度を決定すること；
決定された前記受信信号強度に基づいて、前記受信信号の増幅をバイパスすること。
【請求項６】
さらに下記を具備する請求項５に記載された方法：
前記受信信号の搬送波対雑音比を決定するために、前記搬送波周波数帯域に従って前記受信信号を濾波すること；
前記搬送波及び前記干渉波周波数帯域の前記受信信号強度を前記決定するために前記干渉波周波数帯域に従って前記受信信号を濾波すること。
【請求項７】
しきい値を越える前記受信信号強度に応じて、前記受信信号の増幅を前記バイパスできることを、さらに具備する請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記受信信号の搬送波対雑音比及び前記搬送波と干渉波の周波数帯域の前記受信信号強度、の内の少なくとも1つを前記決定するために、前記受信信号を信号処理すること、をさらに具備する請求項５に記載された方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信に関する。特に、本発明は、通信用受信器の干渉イミュニティ（immunity. 対雑音障害性）を向上させることに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、様々なタイプのセルラ無線電話システムが実施されている。このようなシステムは、高度移動電話システム（ＡＭＰＳ）および２種類のディジタルセルラシステム、すなわち、時分割多重アクセス方式（ＴＤＭＡ）および符号分割多元接続方式（ＣＤＭＡ）を含む。ディジタルセルラシステムは、ＡＭＰＳで起こる容量の問題に対処するため実施されている。
【０００３】
すべてのセルラ無線電話システムは、地理的なエリアをカバーする多数のアンテナを設けることによって動作する。アンテナは、本分野においてセルと呼ばれるエリア内で放射状に広がっている。ＡＭＰＳのセルは分割され、ＣＤＭＡのセルとは異なる。したがって、あるシステムのセルに用いられるアンテナが別のシステムのセル内に設置されることがよくある。同様に、特定のシステム（ＡＭＰＳ、ＣＤＭＡおよびＴＤＭＡ）内の所定のエリア内に、２つのサービスプロバイダが存在することがある。多くの場合、このようなプロバイダは、競合相手とは異なる地理的位置にセルを設けることになる。したがって、システム「Ａ」を利用する無線電話が最寄りのシステム「Ａ」から遠く離れ、むしろシステム「Ｂ」の方が近い状況が起こる。このような状況は、強度のマルチトーン干渉が存在する場合、所望の受信信号が弱まることを意味する。
【０００４】
システムのアンテナが混在することによって、例えば、ＣＤＭＡシステムに登録されている移動無線電話が、別のシステムのアンテナ、例えば、ＡＭＰＳのアンテナに近づくような問題を引き起こし得る。この場合、ＡＭＰＳから送信される信号はＣＤＭＡ信号を干渉する。一方、ＣＤＭＡ信号は、無線電話がＡＭＰＳのセルまたは高電力のＡＭＰＳのフォワードリンク信号に隣接するので、無線電話によって受信される。
【０００５】
ＡＭＰＳ信号から無線電話が直面するマルチトーン干渉は、ひずみ積またはスプリアス信号を発生させる。このようなスプリアス信号が無線電話によって用いられるＣＤＭＡ帯域に発生すると、受信器および復調器の性能を劣化させる。
【０００６】
ＡＭＰＳシステムでは、搬送波（Ａ帯域およびＢ帯域）が競合システムを故意ではないにしても「妨害」してしまう場合がしばしばある。セルラ搬送波の目的は、セルを十分に設けるかまたはユーザの近傍に設けるとともに各ＡＭＰＳチャネルのＦＣＣ極限電力を放射することによって、高いＳ／Ｎ比をシステムのすべてのユーザに提供することである。あいにく、この技術は、搬送波を送信するシステムにとってより良好な信号品質を提供するが、競合システムを干渉する犠牲を払う。
【０００７】
上記状況によって引き起こされる相互変調ひずみは、受信器に射出された２つ以上のトーンによって発生したスプリアスレベルのピーク値によって示される。たいてい、受信器の３番目のひずみレベルは、３番目の入力インタセプト点またはＩＩＰ３と示される。ＩＩＰ３は、入力ツートーン電力に等しい３番目のひずみ積を形成するために必要な（ツートーン形式の）入力電力を意味する。図１３に示されるように、増幅器のような非線形要素が飽和未満の場合、ＩＩＰ３を線形に補外しさえすればよい。
【０００８】
図１４に示されるように、ツートーンが受信器に射出された場合、３番目のひずみ積は生じる。トーン＃１は、電力レベルP1（単位ｄＢｍ）で周波数ｆ１である。トーン＃２は、電力レベルP2（単位ｄＢｍ）で周波数ｆ２である。  通常、P2はP1と等しく設定される。３番目のひずみ積は、電力レベルP12 で周波数２×ｆ１−ｆ２、電力レベルP21 で周波数２×ｆ２−ｆ１で、それぞれ生じる。P2がP1と等しい場合、スプリアス積は等しくなるか、P12 およびP211が等しくなるはずである。この場合、信号ｆｃが電力レベルPcで射出され、追加されたひずみが低レベル信号と等しいことを示す。ひずみが生じた後に、ｆ１、ｆ２およびｆ２１を濾波するフィルタがある場合、ｆ１２の電力は、さらに、ｆｃの信号電力を干渉する。図１４の例において、ＣＤＭＡに適用するには、相互変調 P12は、−４３ｄＢｍのツートーン電力を用いるため、−１０５ｄＢｍの信号電力と等しくなければならないので、ＩＩＰ３は−９ｄＢｍ未満でなければならない。
【０００９】
公知のように、信号非線形要素用のＩＩＰ３は、下式に示される：
ＩＩＰ３＝ＩＭ３／２＋Pin （dBm ）
P1＝P2の場合、Pin ＝P1＋３dB  またはPin ＝P2＋３ｄＢ(dBm) および
ＩＭ３＝P1- P12=P2- P21=P2- P12=P1- P21(dB) である。
【００１０】
カスケードＩＩＰ３の場合、ここでは、多くの非線形要素を用いる場合、以下の等式で示される：
IIP3=-10*log10［１０(ケ゛イン-要素IIP3)/10 ＋１０(前段の-IIP3)/10 ] 
ここで、ゲイン＝ゲイン：要素入力である。
【００１１】
したがって、受信器のカスケードＩＩＰ３を向上させる方法の１つとして、第１の非線形要素の前段でゲインを低下させる方法がある。この場合、ＬＮＡおよびミクサはＩＩＰ３を限定する。しかしながら、干渉することなく、感度または最低受信信号レベルを設定する別の数量を定義する必要がある。この数量は、本分野において雑音指数（ＮＦ）と呼ばれている。ＩＩＰ３（および干渉イミュニティ）を向上させるため、受信器のゲインを減らした場合、ＮＦ（および弱い所望の信号に対する感度）は劣化する。
【００１２】
要素ＮＦは、下式のように表される：
要素ＮＦ＝Ｓｉ／Ｎｉ−Ｓｏ／Ｎｏ（ｄＢ）
ここで、Ｓｉ／Ｎｉは、入力信号対雑音比（単位ｄＢ）を示し、Ｓｏ／Ｎｏは、出力信号対雑音比（単位ｄＢ）を示す。
【００１３】
受信器の縦続要素の場合、以下の等式で示される：
カスケードＮＦ＝１０＊log10[１０(NFi/10)/10 ＋（１０(NFe/10)−１）／
１０（ゲイン/10)] 
ここで、ＮＦｅは要素の雑音指数と等しく、ＮＦｉは要素に適したカスケード雑音指数と等しく、ゲインは要素に適した動作ゲインと等しい。
【００１４】
要素に適したゲインが最大の場合、「最良の」カスケードＮＦが達成できるが、上式は「最良の」ＩＩＰ３の必要条件に相反する。要素および受信器のＮＦおよびＩＩＰ３によって求められた要素の場合、すべての条件を満たす各要素のゲイン値が限定される。  
通常、受信器は、所定の定数としてＮＦおよびＩＩＰ３を用いて設計され、ＮＦおよびＩＩＰ３の数量は両方とも、干渉の有無に関わらず、受信器の動作の動的範囲を設定する。各装置のゲイン、ＮＦおよびＩＩＰ３は、寸法、コスト、静止状態および動作状態の要素の熱電流消費量に基づいて最適化される。デュアルモード式ＣＤＭＡ／ＦＭ携帯セルラ受信器の場合、ＣＤＭＡ標準は、最小信号で９ｄＢのＮＦを必要とする。換言すれば、ＣＤＭＡモードの場合、感度の必要条件は−１０４ｄＢで０ｄＢのＳ／Ｎ比である。ＦＭモードｂの場合、必要条件は−１１６ｄＢで４ｄＢのＳ／Ｎ比である。両方の場合、必要条件は、下式のようにＮＦに変換できる。
【００１５】
NF=S(dBm)-S/N(dB)-Ntherm(dBm/Hz)- 信号BW(dB/Hz) 
ここで、Ｓは最小信号電力を示し、Ｓ／Ｎは最小Ｓ／Ｎ比を示し、Ｎtherm は熱雑音最低値（−１７４ｄＢｍ／Ｈｚ@ ２９０゜Ｋ）を示し、信号ＢＷ（dB／Ｈｚ）は信号の帯域幅を示す。
【００１６】
したがって、下式のように示される：
ＣＤＭＡ  ＮＦ＝-104dBm-0dB-(-174dBm/Hz)-61dB/Hz=9dB
ＦＭ  ＮＦ＝-116dBm-4dB-(-174dBm/Hz)-45dB/Hz=9dB
ここで、−６１dBm/HzはＣＤＭＡチャネルで用いられる雑音帯域幅を示し、−４５dBm/HzはＦＭチャネルで用いられる雑音帯域幅を示す。
【００１７】
しかしながら、受信器のＮＦは、信号が最小レベルに近づいた場合のみ必要であり、ＩＩＰ３は、干渉または強度のＣＤＭＡ信号が存在する場合にのみ必要とされる。
【００１８】
搬送波が強度の干渉を発生させるエリアにおいて通信サービスエリアを提供する方法は２つしかない。１つは、同様の技術を用いる、すなわち、競合システムとともに共用できるようにセルを同じ場所に設ける。もう１つの方法は、受信器の干渉イミュニティを向上させることである。干渉イミュニティを向上させる方法の１つとして、受信器の電流を大きくする方法がある。しかしながら、携帯無線はバッテリ電力に依存しているので、実用的な解決法ではない。電流を大きくすれば、バッテリから電流をより急速に流すので、無線電話の通話時間および待機時間が少なくなってしまう。その結果、電流消費に悪影響を及ぼすことなく、無線電話のマルチトーン干渉を最小にする必要がある。
【発明の概要】
【００１９】
本発明の工程において、回路の減衰を調整することによって、受信器の干渉イミュニティを向上させる。回路は、減衰を備える減衰器および可変ゲインを備える自動ゲイン制御装置（ＡＧＣ）を有する。本工程において、所定量ずつ減衰を変化させる。次に、回路のゲインが検出される。検出ゲインの変化が所定のしきい値より大きい場合、相互変調積(intermodulation product) は検出され、フロントエンドの減衰を大きくして、相互変調積電力を小さくする。
【００２０】
本願発明の第1の観点に従って、無線受信器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる装置が提供される。この装置は、前記無線受信器は信号を受信し、前記受信信号に接続され、第１の位置および第２の位置を有し、前記第２の位置はバイパス路に接続されている第１のスイッチと、前記第１のスイッチの前記第１の位置に接続され、前記受信信号を増幅する増幅器と、第１の位置および第２の位置を有し、前記第１の位置は前記増幅器に接続され、前記第２の位置は前記バイパス路に接続されている第２のスイッチと及び前記第１のスイッチおよび前記第２のスイッチに接続され、所定の電力レベルを超える受信信号に応じて、前記第１および第２のスイッチを前記第２の位置に切り替える制御装置と、を具備する。
【００２１】
この装置において、前記所定の電力レベルは−６５dBm であることが好ましい。
【００２２】
この装置において、前記増幅器は低雑音増幅器である無線受信器の無線周波数干渉イミュニティを向上させることが好ましい。
【００２３】
本願発明の第２の観点に従って、無線受信器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる装置が提供される。この装置において、前記無線受信器は信号を受信し、前記装置は、前記受信信号に接続され、開位置および閉位置を有し、前記閉位置はバイパス路に接続されているスイッチと、前記スイッチの前記第１の位置に接続された入力および前記バイパス路に接続された出力を有する第１の増幅器と、前記第１のスイッチに接続され、所定の電力レベルを超える受信信号に応じて、前記スイッチを前記閉位置に切り替える制御装置と、を具備する。
【００２４】
この装置は、さらに、前記第１の増幅器の前記出力に接続され、濾波受信信号をフィルタの出力で出力するフィルタと、所定の周波数を有する発振信号を発生させる発振器と、第１の入力および第２の入力を有し、第１の入力は前記フィルタの出力に接続され、前記第２の入力は前記発振器に接続され、前記発振信号および前記濾波受信信号に応じて、ダウンコンバートされた信号を発生させるミクサと、前記ダウンコンバートされた信号に接続された第２の増幅器と、前記ダウンコンバートされた信号に接続された第３の増幅器と、前記第２の増幅器に接続され、ディジタル無線電話システムに用いられる信号を発生させる第１の表面弾性波フィルタと及び第３の増幅器に接続され、アナログ無線電話システムに用いられる信号を発生させる第２の表面弾性波フィルタと、を具備することが好ましい。
【００２５】
本願発明の第３の観点に従って、無線受信器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる装置が提供される。この装置において、前記無線受信器は信号を受信し、前記装置は、前記受信信号に接続され、開位置および閉位置を有するスイッチと、第１の端部が前記スイッチの閉位置に接続され、第２の端部が大地電位に接続される抵抗と、前記スイッチの前記開位置に接続された入力を有し、増幅受信信号を出力で発生させる増幅器と、及び前記スイッチに接続され、所定の電力レベルを超える受信信号に応じて、前記スイッチを前記閉位置に切り替える制御装置と、を具備する。
【００２６】
本願発明の第四の観点に従って、無線受信器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる装置が提供される。この装置において、前記無線受信器は信号を受信し、前記装置は、前記受信信号に接続された入力を有し、増幅受信信号を出力で発生させる増幅器と、前記増幅器の前記入力に接続されたバイパス路と、第１の位置および第２の位置を有し、第１の位置は前記増幅器の出力に接続され、前記第２の位置は前記バイパス路に接続されるスイッチと及び、前記スイッチに接続され、所定の電力レベルを超える受信信号に応じて、前記スイッチを前記第１の位置から前記第２の位置へ切り替える制御装置と、を具備する。
【００２７】
本願発明の第五の観点に従って、無線受信器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる方法が提供される。この方法において、前記無線受信器は受信増幅器を有するとともに無線信号を受信し、前記方法は、前記受信無線信号の電力レベルを検出する段階と、及び前記電力レベルが所定のしきい値より等しいかまたは大きい場合、前記受信増幅器のゲインを減少させる段階と、を具備する方法。
【００２８】
この法において、前記受信増幅器のゲインを減少させる段階は、前記受信増幅器をバイパスすることを含むことが好ましい。
【００２９】
この方法において、前記受信増幅器のゲインを減少させる段階は、受信無線信号と受信増幅器とのインピーダンス不整合を発生させることを含む，ことが好ましい。
【００３０】
本願発明の第六の観点に従って、無線受信器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる装置が提供される。この装置において、前記無線受信器は信号を受信し、前記装置は、前記受信信号に接続され、前記受信信号を増幅する増幅器と、前記増幅信号に接続された入力および出力を有する受信自動ゲイン制御器と、前記受信自動ゲイン制御器の出力に接続され、前記受信信号の検出電力に応じて、前記受信自動ゲイン制御器を調整する電力検出器と、を具備する。
【００３１】
本願発明の第七の観点に従って、無線受信器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる装置が提供される。この装置において、前記無線受信器はアンテナで信号を受信し、前記装置は、送信路を受信路から分離し、前記アンテナに接続されたデュプレクサと、前記受信路の途中で，前記デュプレクサに接続され、前記受信信号を増幅する受信増幅器と、前記受信路の途中で、出力と、前記増幅信号に接続された入力とを有する受信自動ゲイン制御器と、前記送信路の途中で、出力と、送信信号に接続された入力とを有する送信自動ゲイン制御器と、前記送信路の途中で、前記送信自動ゲイン制御器の前記出力に接続された入力と、前記デュプレクサに接続された出力とを有する送信電力増幅器と、及び前記受信信号の検出電力に応じて、前記受信自動ゲイン制御器および前記送信自動ゲイン制御器に接続されるとともに、それらを調整する電力検出器と、を具備する。
【００３２】
本願発明の第八の観点に従って、無線受信器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる装置が提供される。この装置において、前記無線受信器はアンテナで信号を受信し、前記装置は、送信路を受信路から分離し、前記アンテナに接続されたデュプレクサと、前記受信路の途中で，前記デュプレクサに接続され、前記受信信号を増幅する可変ゲイン受信増幅器と、前記送信路の途中で、送信信号に接続された入力と、前記デュプレクサに接続された出力とを有する可変ゲイン送信増幅器と、及び前記受信信号の検出電力に応じて、前記可変ゲイン受信増幅器および前記可変ゲイン送信増幅器に接続されるとともに、それらを調整する電力検出器と、を具備する。
【００３３】
本願発明の第９の観点に従って、無線受信器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる装置が提供される。この装置において、前記無線受信器はアンテナで信号を受信し、前記装置は、前記アンテナに接続された可変減衰器と、送信路を受信路から分離し、前記可変減衰器に接続されたデュプレクサと、前記受信路の途中で，前記デュプレクサに接続され、前記受信信号を増幅する受信増幅器と、前記送信路の途中で，送信信号に接続された入力と、前記デュプレクサに接続された出力とを有する送信増幅器と、及び前記受信信号の検出電力に応じて、前記可変減衰器に接続されるとともに、前記可変減衰器を調整する電力検出器と、を具備する。
【００３４】
本願発明の第十の観点に従って、無線電話器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる回路が提供される。この回路において、前記無線電話器は無線信号を送受信するためのアンテナおよび前記アンテナに接続されたデュプレクサを有し、前記回路は、前記デュプレクサに接続され、前記受信無線信号を増幅し、受信ゲイン調整入力および出力を有する受信可変ゲイン増幅器と、前記受信ゲイン調整入力に接続されたゲイン調整出力と、入力とを有し、前記受信無線信号の電力レベルを検出し、前記検出電力レベルに応じて、前記可変ゲイン増幅器のゲインを調整する受信電力検出器と、を具備する。
【００３５】
この回路は、さらに、前記受信可変ゲイン増幅器の出力に接続され、前記受信無線信号を無線周波数から中間周波数にダウンコンバートするダウンコンバータと、前記ダウンコンバータに接続された入力と、出力とを有し、前記無線電話器に用いられる前記ダウンコンバートされた無線信号を増幅する受信中間周波数可変ゲイン増幅器と、送信される中間周波数信号を増幅し、出力を有する送信中間周波数可変ゲイン増幅器と、前記送信中間周波数可変ゲイン増幅器の前記出力に接続され、前記送信信号を中間周波数から無線周波数にアップコンバートするアップコンバータと、及び前記デュプレクサに接続された出力と、前記アップコンバータに接続された入力と、前記受信電力検出器のゲイン調整出力に接続された送信ゲイン調整入力とを有し、送信される前記アップコンバートされた信号を増幅し、前記検出電力レベルに応じて、前記受信電力検出器によって調整されるゲインを有する送信可変ゲイン増幅器と、を具備することが好ましい。
【００３６】
この回路は、前記受信電力検出器の入力は前記受信中間周波数可変ゲイン増幅器の出力に接続され、前記受信電力検出器は、前記中間周波数で前記受信無線信号の前記電力レベルを検出し、及び前記回路は、さらに、前記受信電力検出器のゲイン調整出力に接続されたしきい値入力と、前記受信ゲイン調整入力および前記送信ゲイン調整入力に接続されたしきい値出力とを有するしきい値検出器を備え、前記しきい値検出器は、前記検出電力レベルが所定のしきい値を超える場合、前記受信可変ゲイン増幅器の前記ゲインおよび前記送信可変ゲイン増幅器の前記ゲインを調整する、ことが好ましい。
【００３７】
この回路は、前記受信電力検出器の入力は、前記受信可変ゲイン増幅器の出力に接続され、前記受信電力検出器は、前記無線周波数で前記受信無線信号の前記電力レベルを検出することが好ましい。
【００３８】
この回路は、さらに、前記デュプレクサおよび前記受信可変ゲイン増幅器に接続され、前記デュプレクサと前記受信可変ゲイン増幅器との間に挟まれ、前記受信無線信号を増幅する低雑音増幅器を具備することが好ましい。
【００３９】
この回路は、さらに、前記デュプレクサおよび前記受信可変ゲイン増幅器に接続され、前記デュプレクサと前記受信可変ゲイン増幅器との間に挟まれ、前記受信無線信号を増幅する低雑音増幅器を具備することが好ましい。
【００４０】
この回路は、さらに、前記受信可変ゲイン増幅器および前記ダウンコンバータに接続され、前記受信可変ゲイン増幅器と前記ダウンコンバータとの間に挟まれ、前記受信無線信号を増幅する低雑音増幅器を具備する，ことが好ましい。
【００４１】
本願発明の第十一の観点に従って、無線電話器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる受信回路が提供される。この受信回路において、前記無線電話器は無線信号を送受信するためのアンテナを有し、デュプレクサは前記アンテナに接続され、信号処理回路は前記デュプレクサに接続され、前記受信回路は、入力および出力を有し、前記受信無線信号を増幅する受信増幅器と、前記受信増幅器に切替可能に接続され、分路位置にある場合、前記受信増幅器のゲインを減衰させるバイパス路と、及び前記バイパス路に接続され、前記受信無線信号の検出電力レベルが所定のしきい値を超えると、前記バイパス路を前記分路位置に切り替える制御装置と、を具備する。
【００４２】
この受信回路において、前記バイパス路は、前記デュプレクサに接続された入力を有する第１のスイッチを具備し，及び直列位置、分路位置および出力を有し、前記第１のスイッチの出力は、前記第１のスイッチが前記直列位置にある場合、前記受信増幅器の入力に接続され、前記第１のスイッチの出力は、前記第１のスイッチが前記分路位置にある場合、第２のスイッチの入力に接続され、前記第２のスイッチは、前記信号処理回路に接続された出力と、直列位置と、分路位置とを有し、前記第２のスイッチの入力は、前記第２のスイッチが前記直列位置にある場合、前記受信増幅器の出力に接続され、前記第２のスイッチの入力は、前記第２のスイッチが前記分路位置にある場合、前記第１のスイッチの出力に接続される，ことが好ましい。
【００４３】
この回路において、前記バイパス路は、前記デュプレクサに接続された入力と、前記バイパス路が前記分路位置にある場合、前記受信増幅器の出力に接続される出力とを有するスイッチを具備することが好ましい。
【００４４】
この回路において、前記バイパス路は、前記信号処理回路に接続された出力と、前記バイパス路が前記分路位置にある場合、前記受信増幅器の入力に接続される入力とを有するスイッチを具備する，ことが好ましい。
【００４５】
この回路において、前記バイパス路は、大地電位に接続された出力と、前記バイパス路が前記分路位置にある場合、前記受信増幅器の入力に接続される入力とを有する切替可能な負荷を具備することが好ましい。
【００４６】
本願発明の第十二の観点に従って、無線電話器の無線周波数干渉イミュニティを向上させる方法が提供される。この方法において、前記無線電話器は、受信電力レベルを有する無線信号を受信するためのアンテナ、減衰器、可変ゲイン受信増幅器、ゲイン制御装置および受信電力検出器を有し、前記方法は、前記ゲイン制御装置が、前記受信無線信号の前記受信電力レベルを所定量ずつ変動させる段階と、前記受信電力検出器が、前記受信無線信号の前記受信電力レベルの変化を検出する段階と、及び前記ゲイン制御装置が、前記検出受信電力レベルの変化に応じて、前記可変ゲイン受信増幅器のゲインを調整する段階と、を具備する方法。
【００４７】
この方法において、前記変動させる段階は、前記可変減衰器を用いて前記受信無線信号を減衰させることを具備することが好ましい。
【００４８】
この方法において、前記変動させる段階は、前記可変ゲイン受信増幅器の前記ゲインを調整することを具備する，ことが好ましい。
【００４９】
この方法において、前記調整段階は、さらに、前記検出受信電力レベルの変化が所定のしきい値より大きい場合、前記可変ゲイン受信増幅器の前記ゲインを減少させ、前記検出受信電力レベルの変化が所定のしきい値より小さいか等しい場合、前記可変ゲイン受信増幅器の前記ゲインを増加させる、ことを具備することが好ましい。
【００５０】
この方法において、前記調整段階は、さらに、前記検出受信電力レベルの変化が所定のしきい値より大きい場合、前記可変ゲイン受信増幅器の前記ゲインを減少させ、前記検出受信電力レベルの変化が所定のしきい値より小さいか等しい場合、前記可変ゲイン受信増幅器の前記ゲインを増加させる、ことを具備することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】干渉イミュニティを向上させるための本発明の装置のブロック図を示す。
【図２】本発明の別の代替の実施の形態のブロック図を示す。
【図３】本発明の別の代替の実施の形態のブロック図を示す。
【図４】本発明の別の代替の実施の形態のブロック図を示す。
【図５】図７の実施の形態に係る搬送波対雑音比に対する受信ＲＦ入力電力の別のプロット図である。
【図６】図８の実施の形態に係る搬送波対雑音比に対する受信ＲＦ入力電力のプロット図である。
【図７】本発明の別の代替の実施の形態のブロック図を示す。
【図８】本発明の装置を用いない場合の干渉電力対信号電力のプロットを示す。
【図９】本発明の装置の代替の実施の形態に係る干渉電力対信号電力のプロットを示す。
【図１０】本発明の代替の実施の形態のブロック図を示す。
【図１１】本発明の別の代替の実施の形態のブロック図を示す。
【図１２】本発明の別の代替の実施の形態のブロック図を示す。
【図１３】非線形変換特性およびひずみ測定値のプロットを示す。
【図１４】ひずみ積のスペクトルを説明するための図である。
【図１５】本発明に係る受信信号電力検出方法を示すブロック図である。
【図１６】本発明の減衰制御工程を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
［発明の詳細な説明］
本発明の目的は、ＮＦを妥協することなく、必要に応じてＩＩＰ３（または干渉イミュニティ）を向上させるため、受信器のＮＦおよびＩＩＰ３を変化させることである。この「向上させる」という動作を行うには、受信器の第１の能動要素のゲインを変動させる。連続する範囲にわたってＬＮＡのゲインを変動させるか、または、バイパススイッチで低雑音増幅器を切り替えることによって、ゲインを変動させることができる。
【００５３】
本発明の好適な実施の形態のブロック図は、図1 に示されている。本実施の形態は、  受信器のフロントエンドで調整可能なゲイン制御装置（ＡＧＣ）１１０を用いる一連のベースで、ＬＮＡ１１５のゲインを調整することを含む。さらに、フロントエンドの一連のＡＧＣ１１０は最小のＲＦ入力レベルで線形性を供給する一方、送信側のＡＧＣ１２０はＩＦ  ＡＧＣ１２５および１３０の必要条件を減らす。
【００５４】
本実施の形態は、ＬＮＡ１１５から送られる電力出力を検出する。電力検出器１０５は、ＲＦで信号電力および妨害電力の両方を計測する。本実施の形態を用いれば、電力検出器１０５は、図７、図１０、図１１および図１２の「切替ゲイン」を示す以下の実施の形態で用いられる−６５ｄＢｍより低い受信電力でＬＮＡ１１５のゲインを連続的に低減することができる。
【００５５】
本好適な実施の形態は、ＲＦで受信信号および妨害電力を検出する電力検出器１０５によって動作する。検出電力はループフィルタを通過し、その検出電力受信を用いてＡＧＣ１１０を調整することによって、受信成分のインタセプト点を調整する。ゲインは、計測電力が増加するにつれて小さくなり、計測電力が減少するにつれて大きくなる。また、本実施の形態はＬＮＡ１１５およびＡＧＣ１１０を組み合わせて、可変ゲインを有するＬＮＡを形成するので、分離したＡＧＣ１１０のブロックは不要になる。電力増幅器１５０の前段に設けられた送信側のＡＧＣ１２０の電力は、受信側のＡＧＣ１１０と同様の方法で調整され、ＴＸの電力レベル全体を維持する。
【００５６】
また、ＡＧＣ増幅器１２５および１３０はミクサ１３５および１４０の後段に設けられ、妨害電力が帯域フィルタ１４５によって濾波された後、ゲインを調整する。ＡＧＣ増幅器１２５および１３０は、開ループ電力制御、閉ループ電力制御および補償のような通常のＣＤＭＡ  ＡＧＣ機能を果たす。ＩＦ  ＡＧＣ１２５および１３０は、ＣＤＭＡが広範な動的範囲を要求するので、必要とされる。通常、このようなＡＧＣ１２５および１３０のゲイン域は、８０ｄＢを上回る。受信側および送信側のＡＧＣ１２５および１３０はミクサの後段に設けられ、受信信号が低域変換された後に全電力を計測する別の電力増幅器１５０によって調整される。電力増幅器１５０は、低域変換信号の電力が大きくなるにつれて、ＡＧＣ１２５および１３０のゲインを低域に調整し、低域変換信号の電力が小さくなるにつれて、ＡＧＣ１２５および１３０のゲインを高域に調整する。
【００５７】
好適な実施の形態において、受信信号は、８６９〜８９４ＭＨｚの周波数帯にある。送信信号は、８２４〜８４９ＭＨｚの周波数帯にある。代替の実施の形態は、異なる周波数を用いる。
【００５８】
図５に示されるプロット図は、ＡＧＣを用いる方法の利点を示す。図中左側のｙ軸は、妨害レベルパラメータ化された受信入力電力に対する搬送波対雑音比を示す。図中右側のｙ軸は、受信入力電力の関数として定数Ｃ／Ｊに必要な全妨害電力を示す。妨害電力が存在しない（−１００dBm)場合、無線は、ＲＦ  ＡＧＣが存在しないかのように動作する。妨害電力が大きくなるにつれて、Ｃ／Ｎは減少するが、効果的な線形性は増加する。本例において、ＲＦの動的範囲は３０dBおよびしきい値である。この値は、ＲＦ  ＡＧＣが動作し、妨害電力が−２５dBm を上回る点である。
【００５９】
連続的にゲインを調整するための代替の実施の形態は、図２に示されている。本実施の形態は、まず、電力検出器２１０が低域変換信号の電力レベルを決定する前に、帯域フィルタ２０５を用いて妨害電力を濾波する。しきい値検出器２２５は、信号電力レベルがある点に到達する時点（本実施の形態では、−１０５dBm)を決定し、次に、信号電力が決定されたレベルを超えると、ＡＧＣ２３０および２３５のゲインを低域に調整する。信号電力レベルがこのしきい値を下回ると、ＡＧＣ２３０および２３５のゲインは高域に調整される。電力の所定のしきい値をチェックしなくても、ミクサ２４０および２４５の後段に設けられたＡＧＣ２１５および２２０のゲインは調整され、連続的に正常なＣＤＭＡ  ＡＧＣによる電力制御を行う。
【００６０】
本実施の形態のプロット図は、図６に示されている。しきい値が−１０５dBm に設定された場合、最小受信ＲＦレベルであるＣ／Ｎは、ＲＦ  ＡＧＣが存在しない場合ほど迅速に増加しない。本実施の形態の利点は、非常に低いＲＦ入力電力で線形性を獲得し始め、ＲＦ電力検出器を必要とせず、ＡＧＣループが信号電力のみを検出することである。このため、ＡＧＣループは、ＲＦ電力で検出する場合より簡易な設計である。
【００６１】
本発明のさらに別の実施の形態は、図３に示されている。本実施の形態は、図１の実施の形態と同様に動作する。唯一異なる点は、ＡＧＣ３０１が受信路のＬＮＡ３０５の前段に配置されていることである。
【００６２】
本発明のさらに別の実施の形態は、図４に示されている。本実施の形態は、アンテナ４１０とデュプレクサ４１５との間に設けられた減衰器４０５を用いる。減衰は、ＬＮＡ４２５の後段の電力検出器４２０によって制御される。電力検出器４２０は受信信号および妨害電力を計測し、それを濾波し、それを所定のしきい値と比較する。本実施の形態において、しきい値は−２５ｄＢｍである。信号および妨害電力の組み合わせがしきい値に達すると、減衰器４０５によって発生した減衰が大きくなる。このような調整は、ディジタル固定工程のいずれかで行われるか、または連続的に調整される。ＡＧＣ４３０および４３５はミクサ４４０および４４５の後段に設けられ、図１に示す好適な実施の形態と同様の方法で調整される。
【００６３】
本発明の装置の代替の実施の形態は、図７に示されている。本実施の形態は、スイッチ７０１および７０２を用い、フロントエンドのゲインを変化させる。特定のＣＤＭＡ式無線電話設計のためには、スイッチの動作レベルは信号レベルの関数として信号対雑音必要条件または雑音指数に依存する。本発明は、ＡＭＰＳ式無線電話に用いることができるが、スイッチの特性は変化して異なる動作点を受け入れる。
【００６４】
本実施の形態は、無線信号を送受信するアンテナ７２５からなる。無線の送受信路はデュプレクサ７２０を介してアンテナ７２５に接続され、デュプレクサ７２０は受信信号を送信信号から分離する。
【００６５】
受信信号はＬＮＡ７０３に入力され、ＬＮＡ７０３はスイッチ７０１および７０２の間に接続されている。第１のスイッチ７０１はＬＮＡ７０３をデュプレクサ７２０に接続し、第２のスイッチ７０２はＬＮＡ７０３を帯域フィルタ７０４に接続する。本実施の形態において、スイッチ７０１および７０２は、単極双投型ガリウム砒素スイッチである。
【００６６】
ＬＮＡ７０３は各スイッチの一方の極に接続され、スイッチ７０１および７０２の両方がこの極に切り替えられると、受信信号がＬＮＡ７０３に接続され、ＬＮＡ７０３から送られた増幅信号が帯域フィルタ７０４に出力される。本実施の形態の帯域フィルタ７０４は、８６９〜８９４ＭＨｚの周波数帯を有する。代替の実施の形態は、受信される信号の周波数に依存する異なる周波数帯を用いる。  バイパス路７３０は、各スイッチの他方の極に接続されている。スイッチ７０１および７０２が他方側の極に切り替えられると、デュプレクサ７２０から送られた受信信号はＬＮＡ７０３を迂回し、帯域フィルタ７０４に直接に伝送される。本実施の形態において、スイッチ７０１および７０２は、無線電話のマイクロコントローラ７４０によって制御される。代替の実施の形態において、分離した制御装置を用いて、これらのスイッチの位置を制御する。
【００６７】
帯域フィルタ７０４が受信信号を濾波した後、濾波信号は低い中間周波数（ＩＦ）に低域変換され、残りの無線で用いられる。低域変換を行うため、ミクサ７０５は、受信信号と別の信号とを混合する。別の信号の周波数は、電圧制御された発振器７０６を駆動するフェーズロックループ７０７によって設定されている。この信号は、ミクサ７０５に入力される前、増幅器７５０によって増幅される。
【００６８】
ミクサ７０５からのダウンコンバート（downconvert)された信号は、バックエンドのＡＧＣ７０８および７０９に入力される。すでに本分野において公知であるように、ＡＧＣ７０８および７０９は、閉ループ電力制御を行う無線電話によって用いられる。  本発明の工程において、マイクロコントローラ７４０は、受信信号の電力を監視する。電力が−６５dBm を超えると、マイクロコントローラ７４０は、スイッチ７０１および７０２にバイパス位置に切り替わるように指示する。これによって、受信信号は直接に帯域フィルタ７０４に接続される。ＬＮＡ７０３のゲインを迂回することによって、受信器のインタセプト点は、１ｄＢあたりのゲインの減少に比例して大きくなる。代替の実施の形態は、他の回路および方法を用い、受信信号の電力を監視する。
【００６９】
本発明の工程の代替の実施の形態は、連続的にフロントエンドのゲインを調整する。本実施の形態は、−２５ｄＢｍのように低い電力しきい値を用いる。
【００７０】
図８および図９のプロット図は、図７、図１０〜図１２に示される本発明の切替可能なゲインを用いる実施の形態の利点を示す。図８は、切替可能なゲインによる装置を使用しない通常の無線で用いられる無線周波数（ＲＦ）信号に対する干渉電力のプロットを示す。このプロットは、最大干渉レベルが−１０．５dBm で受信器の入力圧縮点に限定されることを示す。信号およびデュアルトーン電力の双方を表す曲線が示されている。
【００７１】
図９のプロット図は、本発明の切替可能なゲインによる方法および装置を用いる無線によって受信された無線周波数信号電力に対する無線受信された干渉電力を示す。図９において明らかなように、グラフ中の−６５ｄＢｍの点で、スイッチは切り替えられ、ＬＮＡゲインを迂回することによって、ＲＦ信号電力に影響を及ぼすことなく、より大きな干渉電力に耐えることができる。信号トーンおよびデュアルトーン電力の両方が曲線で示されている。
【００７２】
本発明による装置の別の代替の実施の形態は、図１０に示されている。本実施の形態は、単極双投型スイッチ１００１を用いる。本実施の形態において、スイッチ１００１は、受信信号電力が−６５dBm に到達すると、制御器１０２０によってバイパス路１０１０に切り替えられる。これによって、ＬＮＡ１００２のゲインは効果的に減らされるので、受信信号は直接に帯域フィルタ１００３に接続される。
【００７３】
本発明による装置のさらに別の実施の形態は、図１１に示されている。本実施の形態は単極双投型スイッチ１１０５を用い、スイッチ１１０５が閉じられると、ＬＮＡ１１１０の入力を減らし、抵抗器１１０１を介して接地される。これによって、入力でインピーダンスの不整合が生じ、信号が減衰する。このため、ＬＮＡ１１１０によって生じるゲインが低減される。上記実施の形態において、入力信号電力が−６５dBm に達すると、スイッチ１１０５は閉じられる。抵抗器１１０１に必要な抵抗は、所望の減衰量に左右される。この抵抗は、代替の実施の形態のＬＮＡによって異なる。
【００７４】
本発明による装置のさらに別の実施の形態は、図１２に示されている。本実施の形態は、ＬＮＡ１２０５の出力で単極双投型スイッチ１２０１を用いる。ＬＮＡ１２０５はスイッチ１２０１の一方の極に接続され、バイパス路１２１０は他方の極に接続されている。バイパス路１２１０に対する入力は、ＬＮＡ１２０５の入力に接続されている。受信ＲＦ信号の電力レベルが−６５dBm に達すると、スイッチ１２０１は、ＬＮＡ１２０５を帯域フィルタ１２２０に接続する位置からバイパス路１２１０に投入される。これによって、信号は直接に帯域フィルタ１２２０に接続され、ＬＮＡ１２０５のゲインを迂回する。
【００７５】
上記実施の形態のすべてにおいて、ＬＮＡは、１つまたは複数のスイッチによって迂回されると同時に電力が落とされる。これを行うには、ＬＮＡの電力ピンを、制御器によって制御されているスイッチに接続する。いったんＬＮＡが迂回されもはや用いられなくなると、電力は除去できる。この電力除去によって無線の電力消費が減らされるので、バッテリを用いる通話時間および待機時間が増える。
【００７６】
本発明の他の実施の形態において、Ｅｃ／Ｉｏの検出を用いて、フロントエンドのゲインの調整時を決定する。別の実施の形態は、Ｅｂ／Ｉｏのような他の品質測定値を用いる。
【００７７】
これらの比率は、ディジタル通信システムの性能品質の計測値である。Ｅｂ／Ｉｏ比は、チャネルの全干渉スペクトル密度に対する１ビットあたりのエネルギを示す。一方、Ｅｃ／Ｉｏ比は、全干渉スペクトル密度に対するＣＤＭＡチップあたりのエネルギを示す。Ｅｂ／Ｉｏは、通信システム間の性能を示す測定基準とみなされる。必要なＥｂ／Ｉｏが少なくなるにつれて、システムは、所定のエラー確度でより効率的な変調および検出工程を行う。Ｅｃ／Ｉｏおよび受信信号強度が容易に利用できる場合、マイクロコントローラは、Ｅｃ／Ｉｏが低下するにつれて、強い干渉の存在を検出できる。一方、ＡＧＣ検出器は、増加した干渉を検出する。マイクロコントローラはフロントエンドのゲインを低下させ、干渉イミュニティを向上させる。干渉イミュニティは、Ｅｃ／Ｉｏを向上させるとともに、信号の帯域幅内で低下するひずみ積を低減させる。
【００７８】
信号の品質がＥｂ／ＩｏまたはＥｃ／Ｉｏのしきい値を上回る場合、フロントエンドのゲインは減少する。ゲイン調整は、上記の連続的な調整方法または増幅器切替方法のいずれかを用いて行われる。
【００７９】
図１５に示されるさらに別の実施の形態によれば、ＩＦで信号電力を検出するか、または、信号および妨害電力の組み合わせを用いる代わりにＲＦでベースバンドを検出する。この方法は、電力検出器およびＡＧＣ制御ループをそれぞれ１つずつしか用いない点で簡単である。
【００８０】
図１５は、受信信号の電力を検出する代替の方法を示すブロック図である。まず、信号は、ベースバンド周波数１５０１に低域変換される。次に、このアナログ信号はディジタル信号１５０５に変換され、さらに、受信信号強度を決定するベースバンド処理が行われる。チップ相関器１５１０は、すべての非コヒーレント成分のエネルギに対するチップあたりのエネルギを決定する。この情報は、受信信号強度指示器（ＲＳＳＩ）とともに、プロセッサ１５１５によって用いられ、受信器１５２０および送信器１５３０の電力のゲイン調整量を決定する。
【００８１】
受信信号電力測定値は信号および妨害電力を含むので、チップあたりの信号レベルおよびエネルギの両方が低下した場合のみ、受信ゲインは増加する。ＲＳＳＩは変化しているので、送信電力も変化して補償し、これによって、開ループ電力制御が正確に行われる。このため、受信ゲインが調整される毎に、プロセッサは送信ゲインを調整する。
【００８２】
他の実施の形態は、消去または信号電力を用いて、可変ゲインを有するＡＧＣを制御する。
【００８３】
別の実施の形態によれば、送信電力および受信電力の両方を制御する代わりに、受信電力のみを制御する。
【００８４】
上記実施の形態によるゲイン制御工程は、図１６に示されている。この工程は、図１３のグラフに示される関係に基づく。図１３において、干渉入力電力がＸ軸に沿って増加するにつれて、相互変調積（下の曲線）は、干渉電力より速く増加する。したがって、干渉が受信器側の入力に存在する場合、入力で与えられたＸdBの減衰によって、ＩＭ３の相互変調積は３＊Ｘずつ減少する。
【００８５】
通常、相互変調積は、低電力に起因して無線のＩＦ区間に低下することはない。無線のＩＦ区間以外の相互変調積によって、受信器の性能に問題を起こすことはない。このため、受信器のゲイン調整は、相互変調積がＩＦ信号に影響を及ぼすほど強い電力を有する場合のみ必要とされる。
【００８６】
図１６を参照すると、本発明の工程は、まず、入力ゲインを調整する（ステップ１６０１）。好適な実施の形態において、ゲイン調整値は３ｄＢである。しかしながら、他の実施の形態は、例えば１dB〜６dBの範囲のような他のゲイン調整値を用いる。次に、受信器の処理装置を用いて、受信信号の電力の変化を計測する（ステップ１６０５）。好適な実施の形態において、自動ゲイン制御処理は、ＩＦ信号の電力変化を検出する。受信信号電力の変化の測定は、受信器と同様に、ＲＦまたはベースバンド段で行われてもよいことは明らかである。
【００８７】
信号電力がほぼ３dBずつ変化する場合、ＣＤＭＡ信号は雑音の最低値より大きく、問題を引き起こす相互変調積は存在しない。この場合、別のゲイン調整値は必要ないが、ゲインを大きくすれば、受信器の感度が向上する。（３±０．５）dB程度のＩＦ信号電力の変化は、３dBの変化とみなされる。
【００８８】
ＩＦ信号電力が３dBを下回る値で変化する場合（ステップ１６１０）、ＣＤＭＡ信号は雑音の最低値を下回り、問題を起こす相互変調積は存在しない。この場合、ＡＧＣは、わずかなＣＤＭＡ信号および雑音を検知しているだけである。したがって、受信回路のゲインを増やすことによって（ステップ１６１５）、受信器の感度を向上させる必要がある。
【００８９】
ＩＦ信号電力が３dBを上回る値で変化する場合、相互変調積は問題を引き起こすほど大きいので、さらにゲイン調整を必要とする（ステップ１６２０）。好適な実施の形態において、入力ゲインが３dBずつ変化する場合、大きな干渉が存在するなら、相互変調積は９dBずつ変化する。この場合、相互変調積が受け入れ可能なレベルで減少していることが本発明の工程において決定されるまで、平均ゲインは少量（例えば、３dB）ずつ減少してもよい。
【００９０】
本発明の工程は、低速で相互変調積をチェックしながら、連続的に用いることができる。好適な実施の形態において、この速度は１０回／秒である。他の実施の形態は、フレームサイクルあたり１回の処理を行う。さらに別の実施の形態は、他の速度、例えば、フォワードリンク上で重大なエラーが検出されたときに処理を行う。
【００９１】
要約すると、本発明の方法によって、移動無線は、異なるシステムのアンテナ近傍に移動しながら、他のシステムからの無線周波数干渉に対して無線の抵抗を大きくすることができる。フロントエンドのゲインを減らすことによって、無線の受信回路のインタセプト点を上げるので、他のシステムの信号からスプリアス信号が発生しても、受信器および復調器の性能は劣化しない。
【外国語明細書】
2010068529000001.pdf