(57)【要約】【課題】高調波除去ミキサにおいて二次相互変調歪みを低減する方法を提供する。【解決手段】本発明は、無線周波信号を同相ベースバンド信号及び直交ベースバンド信号にダウンコンバートするために設けられる高調波除去ミキサにおいて二次相互変調歪みを低減するための方法であって、上記方法は、第１のミキサの出力電流を調整して、上記直交ベースバンド信号における二次相互変調歪みを第１の値に減少させることと、第２のミキサの出力電流を調整して、上記同相ベースバンド信号における二次相互変調歪みを第２の値に減少させることとを含む。【選択図】図５
2014239440.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線周波信号を同相ベースバンド信号及び直交ベースバンド信号にダウンコンバートするために設けられる高調波除去ミキサ（１７００）において二次相互変調歪みを低減するための方法であって、上記高調波除去ミキサは、
上記無線周波信号を複数の局部発振信号と乗算するために設けられる複数のミキサを備え、上記各局部発振信号は他の複数の局部発振信号とは異なる位相を有し、これにより、互いに異なる位相を有するダウンコンバートされた複数の信号を得て、
上記高調波除去ミキサは、
上記各ダウンコンバートされた信号をその位相に依存する増幅率を用いて増幅するために設けられる複数の増幅器と、
上記ダウンコンバート後増幅された複数の信号を加算して、上記同相ベースバンド信号及び上記直交ベースバンド信号を生成するための複数の加算手段とを備え、
上記方法は、
第１のミキサの出力電流を調整して、上記直交ベースバンド信号における二次相互変調歪みを第１の値に減少させることと、
第２のミキサの出力電流を調整して、上記同相ベースバンド信号における二次相互変調歪みを第２の値に減少させることとを含む方法。
【請求項２】
上記第１の値が上記直交ベースバンド信号における二次相互変調歪みの最小値である請求項１記載の方法。
【請求項３】
上記第２の値が上記同相ベースバンド信号における二次相互変調歪みの最小値である請求項１記載の方法。
【請求項４】
上記第１のミキサは、上記同相ベースバンド信号の再構成に寄与しない請求項１記載の方法。
【請求項５】
上記第２のミキサは、上記直交ベースバンド信号の再構成に寄与しない請求項１記載の方法。
【請求項６】
上記各ミキサは差動ミキサである請求項１記載の方法。
【請求項７】
上記方法は無線デバイスにおいて用いられる請求項１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高調波除去ミキサ関し、より具体的には、高調波除去ミキサにおいて二次相互変調歪みを低減するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
広帯域ソフトウェア無線（ＳＤＲ）受信機は、マルチスタンダード、マルチバンド無線システムに対する需要を満たすために有望な解決法である。ほとんどのＳＤＲの受信機は高集積化を得るためにダイレクト・コンバージョン・アーキテクチャを使用する。ＧＳＭ（登録商標）、ＷＣＤＭＡ（登録商標）、ＬＴＥ、無線ＬＡＮなどの電気通信規格は不要信号を抑圧するための厳格な必要条件を定義する。当該必要条件に準拠するために、表面弾性波（ＳＡＷ）フィルタが各サポートされる規格のために用いられる。無線デバイスの材料費用（ＢＯＭ）を軽減させるためにより小型で電力効率に優れたデバイスのための市場要求に牽引され、ＳＡＷフィルタは削除される。このことは、有害な受信性能に影響を与える問題を引き起こす。ＳＡＷフィルタを欠いたダイレクトコンバージョン受信機は、そのアナログ回路の非理想部品のいくつかにより厳しい制約を必要とし、受信機全体の性能に影響を与える。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
送信機と受信機を含む送受信機では、受信機のフロントエンドパスに漏れる送信機によって送信された信号は、その性能に有害な影響を与える可能性がある。例えば、ＳＡＷフィルタなしで送信機から受信機のみを分離するデュプレクサを有する受信機において、非線形性の問題は、受信機パス内に漏れた送信された周波数の減衰量を大幅に低減するために生じる。干渉又は漏洩送信信号などの不要信号は抑圧されないので、受信機感度は、その非線形素子によって発生される二次相互変調歪（ＩＭＤ２）によって低下する。事実、非線形素子に入力されるすべての信号であって、不要信号でさえ、ゼロ周波数（直流の周波数）を中心とする信号を発生することにより歪み成分を増大させる。従って、直線性の高い受信機は、ベースバンド周波数で生成する歪み成分を防止するために必要とされる。
【０００４】
二次インターセプト・ポイント（ＩＰ２）は受信機の二次非線形性の尺度であり、ベースバンド周波数での二次相互変調歪（ＩＭＤ２）成分の電力が所望の信号の電力と等しくなる入力レベルを定量化するのに役立つ。非線形受信機にマルチトーン連続波信号又は振幅変調された信号が入力されたときに発生された二次相互変調歪み（ＩＭＤ２）成分の存在は、実質的に受信機感度を低下させる。受信機のＩＰ２の性能に影響を与える非直線性の主な原因は、ミキサ内のトランジスタのミスマッチやレイアウトの非対称性がある。このように、ミキサの高いＩＰ２なしに、受信機感度が大幅に低減される。
【０００５】
本開示は、高調波除去ミキサにおいて二次相互変調歪みを低減するための方法を提供することを目的とする。
【０００６】
上記目的は、本発明に係る解決法によって達成される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一態様において、本開示は、無線周波信号を同相ベースバンド信号及び直交ベースバンド信号にダウンコンバートするために設けられる高調波除去ミキサ（１７００）において二次相互変調歪みを低減するための方法に関する。上記高調波除去ミキサは、
上記無線周波信号を複数の局部発振信号と乗算するために設けられる複数のミキサを備え、上記各局部発振信号は他の複数の局部発振信号とは異なる位相を有し、これにより、互いに異なる位相を有するダウンコンバートされた複数の信号を得て、
上記高調波除去ミキサは、
上記各ダウンコンバートされた信号をその位相に依存する増幅率を用いて増幅するために設けられる複数の増幅器と、
上記ダウンコンバート後増幅された複数の信号を加算して、上記同相ベースバンド信号及び上記直交ベースバンド信号を生成するための複数の加算手段とを備え、
上記方法は、
第１のミキサの出力電流を調整して、上記直交ベースバンド信号における二次相互変調歪みを第１の値に減少させることと、
第２のミキサの出力電流を調整して、上記同相ベースバンド信号における二次相互変調歪みを第２の値に減少させることとを含む。
【０００８】
（例えば、８相パッシブミキサを用いた高調波除去ミキサ）などの高調波除去ミキサにおいて、Ｉ及びＱベースバンド信号は３個のミキサ出力を再合成することによって再構成される。提案手法では、各Ｉ及びＱチャネルにおいて一つだけのミキサを較正することにより、高調波除去ミキサ出力で、再構築されたＩ、Ｑベースバンド信号におけるＩＭＤ２を減らすことができる。このことは、１つの較正回路は高調波除去ミキサを較正するために使用することができる。較正方法は、同様に従来の四相ミキサに適用することができるので、同様の較正回路を再利用することができる。
【０００９】
一実施形態では、上記第１の値は、上記直交ベースバンド信号における二次相互変調歪の最小値である。
【００１０】
別の実施形態では、上記第２の値は、上記同相ベースバンド信号における二次相互変調歪の最小値である。
【００１１】
また別の実施形態においては、上記第１のミキサは上記同相ベースバンド信号の再構築に寄与せず、前記第２のミキサは上記直交ベースバンド信号の再構築に寄与しない。
【００１２】
ダウンコンバートされた成分が上記２個のベースバンド信号成分の再構成に影響を与えないようにミキサを較正することにより、各Ｉ及びＱベースバンド信号における二次相互変調歪みの低減を別々に行うことができる。まず、Ｉベースバンド信号のＩＰ２較正を実行することができ、それに続いて、Ｑベースバンド信号のＩＰ２較正もしくはその逆の処理を行うことができる。
【００１３】
さらなる実施形態において、各ミキサは、差動ミキサであってもよい。当該差動ミキサを用いて、本開示に係る高調波除去ミキサを較正するときに、この方法の目標は、それぞれの差動Ｉ及びＱベースバンド信号の正の成分と負の成分におけるＩＭＤ２成分を等しくすることである。この方法は、コスト効率化して時間を節約することができるＩＭＤ２の減少方法を達成する。
【００１４】
本開示の別の態様は、無線デバイスにおいて二次相互変調歪みを低減するための方法に関する。この方法はさらに、無線デバイスの線形性を改善し、その二次相互変調歪みを最小化することができる。この方法は、無線デバイスにおけるＩＰ２の較正なしに十分な出力ＳＮＲを達成するために、所望の信号に近い大振幅変調されたブロッカ信号を抑圧するための当該分野で高価なＳＡＷフィルタを除去することができる。ＳＡＷフィルタを削除すると、受信機のより広い動作帯域幅を可能にする。さらに、この方法は、高調波除去ミキサで無線デバイスにおける従来のＩＰ較正回路を使用することを可能にする。
【発明の効果】
【００１５】
従来技術に対してなされた発明及び利点を要約する目的のために、本発明の特定の目的及び利点は、上記本明細書に記載されている。もちろん、必ずしも全ての目的又は利点は、本発明の任意の特定の実施形態に従って達成され得ることが理解されるべきである。従って、例えば、当業者は、本発明が教示又は示唆され得るように、必ずしも具現化又は他の目的又は利点を達成することなく、本明細書に教示されるような一つの利点又は利点のグループを達成又は最適化する方法で行うことができることをここで認識するであろう。
【００１６】
本発明の上記及び他の態様は、以下の実施形態を参照してより明らかになり、実施例を参照して説明される。
【００１７】
本発明について、添付の図面を参照して説明する。ここで、種々の図面において同様の参照番号は同様の素子を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】バンドパスフィルタと高調波除去ミキサを用いた従来技術のＦＤＤ無線システムを示す図である。
【図２】図１の従来技術のＦＤＤ無線システムにおいて、送信機の出力、受信機の入力、高調波除去ミキサの入力、及び受信機のフロントエンドの出力における各信号を示す。
【図３】バンドパスフィルタのない図１のＦＤＤ無線システムを示す図である。
【図４】図３のＦＤＤ無線システムにおいて、送信機の出力、受信機の入力、高調波除去ミキサの入力、及び受信機のフロントエンドの出力における各信号を示す。
【図５】本実施形態に係る差動高調波除去ミキサを示す。
【図６】本実施形態に係る高調波除去ミキサを用いた図３のＦＤＤ無線システムを示す図である。
【図７】図６のＦＤＤ無線システムにおいて、送信機の出力、受信機の入力、高調波除去ミキサの入力、及び受信機のフロントエンドの出力における各信号を示す。
【図８】高調波除去ミキサ及び四相ミキサを有する受信機を用いた無線デバイスを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明は、特定の実施形態に関して一定の図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されず、特許請求の範囲によってのみ限定される。
【００２０】
さらに、明細書及び特許請求の範囲における「第１の」「第２の」「第３の」という用語は、同様の素子間を区別するために用いられ、必ずしも、ランキング又は他の方法における時間的、空間的などのシーケンスを説明するものではない。これらの用語は適当な状態において相互に交換可能に用いることができ、ここで説明される本発明の実施形態はここで説明され又は図示されるもののほかの他のシーケンスの動作も可能であることが理解される。
【００２１】
なお、特許請求の範囲で使用される「備える」という用語は、それ以降に示される手段に限定されると解釈されるべきではないことに留意されたい。それは他の要素又はステップを除外しない。このことは、述べられた特徴、整数値、ステップ又は言及される構成要素の存在を特定するように解釈されるべきであるが、１つ又はそれ以上の他の特徴、整数値、ステップ又は構成要素、又はグループの存在又は追加を排除するものではない。従って、「手段ＡおよびＢを備えるデバイス」という表現の範囲は、「構成要素Ａ及びＢのみからなるデバイスに限定されない。このことは、本発明に関して、装置の唯一の関連構成要素がＡであることを意味する。
【００２２】
本明細書全体を通して「一実施形態」又は「ある実施形態」は、当該実施形態に関連して記載される特定の特徴、構造又は特性が本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。従って、本明細書全体を通して様々な箇所で、「一実施形態において」又は「ある実施形態において」というフレーズは、必ずしも、すべてが同一の実施形態を参照するものではない。さらに、特定の特徴、構造、又は特性は、１つ又はそれ以上の実施形態において、この開示から当業者に明らかであるように、任意の適切な方法で合成することができる。
【００２３】
同様に、本発明の例示的な実施形態の説明では、本発明の種々の特徴は、種々の開示を簡素化し、一つ又はそれ以上の種々の発明の概念の理解を助ける目的で、単一の実施形態、図面又はその説明においてともに、ときどきグループ化されていると理解されるべきである。しかしながら、この開示の方法は、クレームされた発明が各請求項に明示的に記載されているよりも多くの特徴を必要とするという意図を反映するものとして解釈されるべきではない。むしろ、以下の請求項が反映するように、発明の態様は、単一の前述の開示された実施形態の全ての特徴より少ない。従って、詳細な説明に続く特許請求の範囲は、本発明の個別の実施形態としてそれ自身で成立する各請求項を有してこの詳細な説明に特に組み込まれる。
【００２４】
さらに、ここで説明されるいくつかの実施形態は、いくつかの特徴を含むが他の実施形態において含まれる他の特徴を含まないときに、異なる実施形態の特徴の組合せは、本発明の範囲内にあること、及び当業者によって理解されるように、異なる実施形態を形成することを意味する。例えば、以下の請求項において、請求された具体例のいくつかは、他の組み合わせで使用することができる。
【００２５】
なお、本発明の特定の特徴又は態様を説明するときの特定の専門用語の使用は、専門用語は、その専門用語が関連している本発明の特徴又は態様の任意の特定の特性を含むように制限されるべき本明細書に再定義されていることを意味すると解釈されるべきではないことに留意すべきである。
【００２６】
本明細書で提供される説明において、多数の特定の詳細が記載されている。しかしながら、本発明の実施形態はこれらの特定の詳細なしに実施できることを理解されたい。他の例では、周知の方法、構造及び技術は、この説明の理解を曖昧にしないために詳細には示されていない。
【００２７】
二次の非線形性の問題について、送信機１２０及び受信機１４０を含む、一例のＦＤＤ無線システム１００のフロントエンドチェーンを図示する図１を参照して詳細に説明する。送信機のフロントエンド部は、電力増幅器１３０と、デュプレクサ１１０を含むように示されており、他のアナログ回路は簡単化のため省略している。受信機のフロントエンド部は、デュプレクサ１１０、少なくとも一つの低雑音増幅器（ＬＮＡ）１５０及び帯域通過ＳＡＷフィルタ１６０を備える。受信された入力信号１５１はＬＮＡ１５０により増幅された後、ＳＡＷフィルタ１６０によってフィルタリングされる。ミキサ１７０は複数の局部発振信号ＬＯを用いて、上記フィルタリングされた信号１７１をベースバンド（ＤＣ）周波数にダウンコンバートし、これにより複数のダウンコンバートされた信号を発生する。ダウンコンバートされた複数の信号は可変利得増幅器１８０によって増幅され、加算器１９０（図においてブロックとして図示せず）によって合成され、再構成された信号を出力する。任意のディジタルベースバンド処理を行う前に、ベースバンド信号はローパスフィルタ２００によってフィルタリングされる。
【００２８】
図２は、図１のＦＤＤシステムの場合において、送信機出力信号１３１と、ＬＮＡ入力信号１５１と、ミキサ入力信号１７１と、受信機のフロントエンドの出力信号１４１を図示している。デュプレクサの不完全性に起因する送信機周波数の漏れのために、ＬＮＡ入力信号１５１は、送信機漏れ（ＴＸ漏洩）と受信された信号（所望信号）を備える。ＳＡＷフィルタは、望ましくない信号（例えば、帯域外の信号）を減衰させる。また、ＳＡＷフィルタは、送信機からデュプレクサを介して受信機に漏洩する漏洩信号を抑圧する。ＳＡＷフィルタの使用は、受信機のフロントエンドの出力において低いＩＭＤ２成分を保証する。１７１における不要信号の唯一の非抑圧部分は、ベースバンド周波数におけるＩＭＤ２成分の生成に寄与する。信号１４１に示すように、生成されたＩＭＤ２成分は、所望の信号に対して小さいため受信機におけるＳＮＲを劣化させない。
【００２９】
図３は、受信機におけるＳＡＷフィルタなしの一例のＦＤＤ無線システムを示す。図４は、ＬＮＡ入力１５１、ミキサ入力１７１、及び受信機のフロントエンド出力１４１における図３の無線システムの各信号を示す。しかしながら、ＳＡＷフィルタがないときに、不要信号（つまりＴＸ漏洩）が抑圧されず、ＤＣ周波数でのＩＭＤ２成分ははるかに大きくなる（図４の信号１４１参照）。このことは、貧弱な信号対雑音比（ＳＮＲ）をもたらし、従って、必要な受信機感度を得ることを難しくさせる。
【００３０】
高い感度を保持するために、ＳＡＷフィルタが設けられていないときに、良好な雑音指数とともに、高い受信機線形性を保証することが要求される。受信機の二次のインターセプトポイント（ＩＰ２）のパフォーマンスに影響を与える非線形の大きな原因は、ミキサにおけるトランジスタのミスマッチと非対称なレイアウトである。ミキサは、本質的には複数のトランジスタを含む非線形回路である。例えば、差動ギルバートセルミキサは、非線形スイッチとして作用する４つのトランジスタを含む。４個のトランジスタにおけるトランジスタのミスマッチはミキサの差動出力における信号を異なるものにさせる。ミキサ内のトランジスタのミスマッチが大きくなるにつれて、差動出力信号とより低いＩＰ２との間の差が大きくなる。理想的には、差動出力信号はマッチさせるべきであり、すなわち、正及び負のベースバンド信号の差がゼロであるべきである。従って、高い二次インターセプト・ポイント（ＩＰ２）を提供し、すなわち、受信機のＩＰ２性能を改善するために、ミキサのミスマッチを較正／除去する必要がある。従来のトランジスタのミスマッチ較正の多くの技術は、トランジスタのゲート電圧を変化させ、ミキサのコモンモード電圧を変化させ、もしくは電流注入を変化させる。これらの較正技術の各々は、効果的に、トランジスタ（単数又は複数）の出力電流を変化させる。他方のトランジスタパラメータもＩＰ２を補正するために調整することができる。
【００３１】
高調波除去ミキサ（ＨＲＭ）は一般に、例えば、三次、五次及びより高次の高調波のキャンセルのために使用される。このようなミキサは例えばテレビジョン受信機において広く使用されているが、最近では、しばしば同様に無線デバイスに適用されている。三次と五次に対処するために、高調波除去ミキサは八相を使用する。しかしながら、抑圧されるべき高調波の次数に依存して、高調波除去ミキサは、より多数の相数、例えば、１２相、１６相などの位相数を使用するように拡張することができる。
【００３２】
図５は、無線周波信号１７１を、互いに位相シフトされた複数の局部発振信号ＬＯ１−ＬＯ４と乗算する複数のミキサ１７０１−１７０４を備える高調波除去ミキサ１７００を用いた本発明の実施形態を示す。各ミキサは、各ＬＯ信号の位相シフトによって決定される位相シフトを有するダウンコンバートされた信号１７２１−１７２４を出力する。複数の増幅器１８０は、その位相シフトに依存する増幅率で各ダウンコンバートされた信号を増幅する。その後、増幅された複数の信号は、加算器１９０によって一緒に合成されて、ベースバンド信号の同相成分ＩＢＢと直交成分ＱＢＢを生成する。
【００３３】
四相（つまり０°、９０°、１８０°及び２７０°）を用いた従来の直交差動（四相）ミキサと比較して、三次及び五次の高調波成分（ＨＲ３，ＨＲ５）をキャンセルするために設計された差動ＨＲＭミキサは、４５°の増分位相ステップを用いた八相を用い、すなわち、０°、４５°、９０°、１３５°、１８０°、２２５°、２７０°、３１５°の位相を用いる。そのようなＨＲＭミキサでは、再構築された同相ベースバンド成分ＩＢＢにおける三次及び五次の高調波は、例えば
【数１】
2014239440.tif 000003
、１及び
【数２】
2014239440.tif 000004
の適当な増幅率で、４５°、９０°及び１３５°にわたって回転された複数の位相を有するダウンコンバートされた複数の信号を増幅した後、これらをともに加算することにより、キャンセルされる。直交ベースバンド成分ＱＢＢの場合、このことは、−１、
【数３】
2014239440.tif 000005
及び
【数４】
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の増幅率で増幅した後、０°、４５°及び１３５°にわたって回転された複数の位相を有するダダウンコンバートされた複数の信号を加算することにより達成される。同様に、複数の差動位相の場合、すなわち１８０°、２２５°、２７０°及び３１５°の場合も同様に実行される。その結果、ＨＲ３又はＨＲ５の周波数成分はＨＲＭミキサ出力において同相及び直交ベースバンド信号において発生されない。
【００３４】
ミキサの出力で二次相互変調歪（ＩＭＤ２）の生成を低減するようにミキサを較正する従来の方法は、各ベースバンド信号成分の再構成に寄与する個々のミキサを較正する。ＩＢＢとＱＢＢ成分におけるＩＭＤ２を低減するために、ミキサ１７０２，１７０３，１７０４及び１７０１，１７０２，１７０４をそれぞれ較正する必要がある。このような較正は高価である。その理由は、較正回路が各個別ミキサで必要であり、時間を浪費し、各ミキサを個別に較正する必要があるからである。また、同相ベースバンド成分及び直交ベースバンド成分の再構成は事実ダウンコンバートされた複数の信号１７２１−１７２４の合成であり、複数のミキサのいくつかを較正することは、Ｉベースバンド信号及びＱベースバンド信号の両方に関するＩＭＤ２成分に対して影響を与える。このことはさらに、収束（最小点に到達）させることが難しいのでＨＲＭミキサのＩＰ２較正を複雑化させている。すなわち、較正は繰り返し実行される（すなわち、各繰り返しにおいて、異なったミキサが較正され、Ｉベースバンド信号成分及びＱベースバンド信号成分の両方におけるＩＭＤ２を測定する必要がある）。
【００３５】
なお、高調波除去ミキサにおいて、ベースバンド信号成分の１つの再構成に寄与しないミキサのみを較正することにより、同相ベースバンド信号成分ＩＢＢ又は直交ベースバンド信号成分ＱＢＢにおけるＩＭＤ２成分を低減させ又は除去（キャンセル）させることができることが発見した。すなわち、各ベースバンド信号成分（例えばＩＢＢ）の再構成において含まれる複数のミキサ（例えば、１７０２、１７０３、１７０４）におけるミスマッチにより発生するＩＭＤ２成分は、これらの複数のミキサによって寄与される全体のミスマッチを補償するように複数のミキサの１つ（例えば１７０３）のみを較正することにより低減又は除去させることができる。較正されたミキサは他のベースバンド信号成分（例えば、ＱＢＢ）の再構成に影響を与えない、すなわち、その出力信号は利得ゼロの増幅器に供給されるので、同相及び直交ベースバンド信号のＩＰ２較正間の相互依存が解消される。この方法では、高い二次インターセプトポイント（ＩＰ２）は、ただ２個のミキサを較正し、ここで、各ベースバンド信号成分に対して１個のミキサを較正することにより達成することができる。このことは、三次、五次、又はそれ以上の高調波をキャンセルする任意のＨＲＭに適用される。ミキサの不一致は、ある１つのミキサの出力電流を変化する（オフセットする）トランジスタのミスマッチ及びレイアウトの非対称性によって発生される。トランジスタミスマッチの調整は、例えば、トランジスタのゲート電圧、ミキサのコモンモード電圧、又は電流注入を変化させることにより、従来のミスマッチ較正技術によって達成することができる。これらの較正技術の各々は、ある１つのミキサ内のトランジスタ（単数又は複数）の出力電流を変化させる。他のトランジスタのパラメータはまた、本発明の方法を用いてＩＰ２を補正するために調整することができる。
【００３６】
一実施形態において、本開示は、再構成されたＩ及びＱベースバンド信号成分ＩＢＢ、ＱＢＢにおいてＩＭＤ２を個別に低減することにより、高調波除去ミキサにおける二次相互変調歪（ＩＭＤ２）を低減する方法を提案する。この方法は、第１のミキサの出力電流を調整することにより同相ベースバンド信号におけるＩＭＤ２成分を減少させるように第１のミキサ１７０１におけるトランジスタのミスマッチを補償し、かつ、第２のミキサ１７０３の出力電流を調整することにより同相ベースバンド信号ＩＢＢにおけるＩＭＤ２成分を軽減させるように第２のミキサ１７０３を較正することを提案する。各ミキサの出力電流を、上述のように従来技術を用いてそのトランジスタの少なくとも１つの出力電流を調整することにより調整することができる。第１のミキサ１７０１及び第２のミキサ１７０３におけるトランジスタ（単数又は複数）の出力電流は、各Ｑ及びＩベースバンド信号におけるＩＭＤ２成分が十分に小さくなることを保証するある値になるまで調整される。同相及び直交成分におけるＩＭＤ２成分の値は異なってもよいが、両方の値は、例えばＧＳＭ（登録商標）、ＷＣＤＭＡ（登録商標）、ＬＴＥ、ＷＬＡＮなどの電気通信規格によって設定されたＩＰ２の必要条件を満たす必要がある。
【００３７】
別の実施形態では、ベースバンド信号ＱＢＢの直交成分におけるＩＭＤ２成分の最小値に達するまで、第１のミキサ１７０１のトランジスタ（単数又は複数）の出力電流を調整してもよい。
【００３８】
更なる実施形態では、第二ミキサ１７０３のトランジスタ（単数又は複数）の出力電流を、同相ベースバンド信号ＩＢＢにおけるＩＭＤ２成分の最小値に達するまで調整してもよい。
【００３９】
第１及び第２のミキサを較正する較正回路２１０は、ベースバンド信号におけるＩＭＤ２成分を上記通信規格により設定されたＩＰ２の必要条件を満たすように減少させることができるように、ミスマッチ補償の十分な範囲を提供し、すなわち、トランジスタ（単数又は複数）の出力電流を調整するための十分な範囲を提供するように設計される。この範囲は、各ミキサのミスマッチと、ダウンコンバートされた複数の信号１７２１−１７２４などの複数のミキサの出力における複数の信号に適用されるスケーリングファクタ（増幅率）とに依存する。較正回路は、デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）と、制御論理回路によって実現してもよい。上記制御論理回路は、ＩＭＤ２において検出された変化に基づいて、ＤＡＣの動作を制御する。ＤＡＣの出力における信号は、例えば、トランジスタバイアスとして印加される電圧を変更することにより、トランジスタ（単数又は複数）の出力電流を制御する。上記制御論理回路の代わりに、ソフトウェアプログラムを、ＤＡＣの動作を制御するために使用してもよい。
【００４０】
さらなる実施形態では、較正される第１のミキサ１７０１と第２のミキサ１７０３の両方は、Ｉ及びＱベースバンド成分の両方の再構成に寄与しないミキサを較正することにより、同相及び直交ベースバンド信号の独立のＩＰ２較正を可能にするように選択される−ここで、ミキサの出力信号はゼロ利得で増幅される。例えば、第１のミキサ１７０１の出力でのダウンコンバートされた信号１７２１は、同相信号ＩＢＢを生成するために、他のダウンコンバートされた信号１７２２−１７２４と合成する前にゼロの係数で増幅される。同様に、第２のミキサ１７０３の出力でのダウンコンバートされた信号１７２３は、直交信号ＱＢＢを生成するために、他のダウンコンバートされた信号１７２１，１７２２，１７２４と合成する前にゼロの係数で増幅される。従って、ＩＢＢのＩＭＤ２はＱＢＢのＩＭＤ２から独立に減少し、その逆も成立する。利点として、このことは、ＩＰ２の較正をただ２個のミキサを較正することによって達成させることができ、従って、ただ２個の較正回路が、例えば従来の四相ミキサの較正のために必要とされる。これにより無線デバイスの回路設計、占有面積及び全体の電力消費を大幅に簡単化できる。
【００４１】
さらに別の実施形態では、各個別のミキサ１７０１−１７０４は、差動ミキサであってもよい。この場合、各ミキサはダウンコンバートされた信号を出力し、再構成されたベースバンド信号成分ＩＢＢ，ＱＢＢはまた差動である。差動ミキサを使用すると、それが唯一の高調波除去ミキサ１７０の各差動出力にＩＭＤ２成分を等しくするために必要とされる較正用として、より効果的に二次歪を低減するのに役立つ。例えばＩＢＢにおけるＩＭＤ２成分は、差動信号ＩＢＢ＋及びＩＢＢ−における対応するＩＭＤ２は互いにキャンセルするときに、完全に除去される。
【００４２】
式（１）及び（２）は、それぞれ、各ベースバンド信号成分の全体的なＩＭＤ２成分に対する各個別ミキサの寄与を示す。ミキサが差動であると考えると、各ミキサは、それぞれのベースバンド信号成分の全体のＩＭＤ２に対して量Ａ及びＢで寄与する。例えば、Ａ１及びＢ１は、それぞれの差動出力において第１のミキサ１７０１によって生成されるＩＭＤ２の量である。Ａ２及びＢ２は、ミキサ１７０２によって発生されるＩＭＤ２の量である。ベースバンド信号のＩ成分に対するＩＭＤ２は第２のミキサ１７０３を較正するによって低減される。第二ミキサのトランジスタ（単数又は複数）の出力電流を調整することにより、係数ｋ１及びｋ２を変化させ、これにより、ミキサ１７０３の差動出力におけるＩＭＤ２の量を変化させる。差動ＩＢＢ＋及びＩＢＢ−ベースバンド信号における結果のＩＭＤ２が等しくなりこれによりＩＭＤ２ＩＢＢがゼロに等しくなるような値に各ｋ１及びｋ２係数が到達するときに、ＩＢＢのＩＰ２較正が達成される。同様に、差動ＱＢＢ＋及びＱＢＢ−ベースバンド信号における結果のＩＭＤ２が等しくなりこれによりＩＭＤ２ＱＢＢがゼロに等しくなるような値に各ｋ１及びｋ２係数が到達するときに、第２のベースバンド信号ＩＢＢのＩＰ２較正が達成される。このことは、コストを効率的にし、較正時間を短縮できる。
【００４３】
【数５】
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【００４４】
【数６】
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【００４５】
図６は図５の高調波除去ミキサ１７００を備えるＦＤＤ無線システム１００を示し、高調波除去ミキサ１７００は単一のミキサ１７０として図示される４個の差動ミキサ１７０１−１７０４を備え、それらのそれぞれは、各入力における信号を、それぞれ差動位相を有する１対のＬＯ信号で乗算するように設けられる。４個のミキサの出力におけるダウンコンバートされた複数の信号はまず複数の増幅器１８０で増幅され、加算器１９０により合成され、これにより、Ｉチャンネル及びＱチャンネルベースバンド信号の高調波除去ミキシング（混合）を実現する。当該図では、ミキサ１７０は、４５°の増分ステップ（ＬＯ  ０゜：４５°：３１５°）を有する８個の異なる位相を有する局部発振信号を受信する。ダウンコンバートされた複数の信号を合成してＩ及びＱベースバンド信号を生成する加算器１９０はブロックとして図示されていないが、その位置のみが図示されている。
【００４６】
図７は、ＬＮＡ１５１の入力と、高調波除去ミキサ１７１の入力と、受信機のフロントエンドの出力１４１とのそれぞれにおける図６の無線システムの複数の信号を示す。しかしながら、ＳＡＷフィルタなしで提案された較正方法を用いて複数の不要信号は十分に抑圧され、ベースバンド周波数におけるＩＭＤ２成分は十分に低減され（図４の１４１参照）上記電気通信規格によって設定された受信機のためのＩＰ２の必要条件を満たす。この方法は、高い信号対雑音比（ＳＮＲ）を保証し、必要とされる受信機感度を保証する。
【００４７】
別の実施形態では、本方法は、無線デバイスにおける二次相互変調歪（ＩＭＤ２）を低減するために使用してもよい。図８は、増幅器１８０及び加算器１９０（デバイス内の唯一の位置が示されている）と共にミキサ１７０によって実現される高調波除去ミキサ１７００を含む無線デバイスの例を示す。無線デバイスは、同様に従来の四相ミキサ２２０を備えてもよい。実験結果は、提案手法が高調波除去ミキサ１７００及び従来のミキサ２２０の両方を較正するために適用することができ、（例えば、ＧＳＭ（登録商標）、ＷＣＤＭＡ（登録商標）、ＬＴＥ、ＷＬＡＮ等の）電気通信規格に従った受信機感度を保証するために十分に高いＩＰ２を達成できることを示している。
【００４８】
このことは、従来の四相ミキサと同じ較正回路を使用することを可能にする。従って、高調波除去ミキサと従来の四相ミキサを備える無線デバイスにおいて、ただ１つの較正回路を、それらの各々の較正のために使用することができる。
【００４９】
本開示の方法は、多くの利点を提供しています。それは、必要な較正回路を低減する。三次及び五次の高調波の較正のために設計される高調波除去ミキサのために、ただ２個の較正回路が必要とされる。この場合において、全部で４個の代わりに２個のミキサのみで較正する必要がある。より高次の高調波の較正のために設計されたＨＲＭの場合において、再び、６個以上の代わりにただ２個のミキサが較正される。従って、較正技術は複雑性を低減している。その理由は、各Ｉ及びＱチャンネルの全体的なミスマッチ（すなわち、各ミキサのミスマッチが各ベースバンド信号成分の再構成に寄与する）が互いに独立して較正される。このことは、各直交チャネルについて別々に較正することができる。
【００５０】
本発明について、図面及び前述の明細書において詳細に図示し説明してきたが、そのような図示及び説明は例示又は一例であり、限定的ではないと考えられるべきである。前述の説明は、本発明の特定の実施形態を詳述する。しかしながら、上記において詳細にテキストとして説明されていない事項であっても、本発明は多くの方法で実現してもよい。本発明は開示された実施形態に限定されるものではない。
【００５１】
開示された実施例に対する他の変形は、図面、開示及び添付の特許請求の範囲の検討から、請求された発明を実施する当業者によって理解及び達成することができる。特許請求の範囲において、単語「備える」は他の要素又はステップを除外せず、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は複数を除外しない。単一のプロセッサ又は他のユニットが、請求項に列挙されるいくつかのアイテムの機能を満たすことができる。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用できないことを示すものではない。コンピュータプログラムは、例えば他のハードウェアの一部として供給される光記録媒体又は固体媒体などの適切な媒体上に記憶／配布されてもよいが、インターネットを介して、もしくは他の有線又は無線電気通信システムを介して他の形式で配布されてもよい。特許請求の範囲における参照符号は、範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【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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【外国語明細書】
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