(57)【要約】  受信された無線信号をレベルごとにフィルタリングする、カスケードのように互いに接続された複数のＲＦフィルタと、フィルタリングされた信号を増幅して、増幅されフィルタリングされた信号を出力するＬＮＡ（低雑音増幅器）とを含むＲＦフィルタリング／増幅装置が提案される。本発明におけるＲＦフィルタリング／増幅装置は、フィルタの選択度の要件を満たすことができるだけではなく、同時に、望ましい帯域内の歪み、および挿入損失を達成することもできる。
2007513558.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信された無線信号をレベルごとにフィルタリングする、カスケードのように互いに接続された複数のＲＦフィルタと、
前記フィルタリングされた信号を増幅して、増幅されフィルタリングされた信号を出力するＬＮＡ（低雑音増幅器）とを含むＲＦフィルタリング／増幅装置。
【請求項２】
前記受信された無線信号の周波数帯域に従って制御信号を生成する制御ユニットをさらに含み、
前記複数のＲＦフィルタのそれぞれが、前記対応する動作帯域に同調して、前記受信周波数帯域の前記無線信号をレベルごとにフィルタリングし、
前記ＬＮＡが、前記制御信号に従って、前記対応する動作帯域に同調して、前記対応する周波数帯域の前記フィルタリングされた信号を増幅し、前記対応する周波数帯域で増幅されフィルタリングされた信号を出力するようにする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ＬＮＡの前の前記ＲＦフィルタによって出力される前記信号を増幅する、前記複数のＲＦフィルタのうちの２つの隣接するＲＦフィルタの間にそれぞれ配置されている複数のＬＮＡをさらに含む請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記制御信号に従って前記対応する動作帯域に同調し、前記ＬＮＡの前の前記ＲＦフィルタによって出力される前記対応する周波数帯域の前記信号を増幅する、前記複数のＲＦフィルタのうちの２つの隣接するＲＦフィルタの間にそれぞれ配置されている複数のＬＮＡをさらに含む請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記複数のＲＦフィルタのそれぞれが異なる選択度を有する請求項３または４に記載の装置。
【請求項６】
前記複数のＲＦフィルタによって採用される前記カスケード・モードは、挿入損失が比較的高いＲＦフィルタの前に挿入損失が低いＲＦフィルタを配置することである請求項３または４に記載の装置。
【請求項７】
前記受信された無線信号の前記周波数帯域にしたがって制御信号を生成する制御ユニットと、
前記対応する周波数帯域の前記無線信号をフィルタリングし、増幅して、前記対応する周波数帯域で増幅されフィルタリングされた信号をそれぞれ出力する、複数の無線リンクに対応する複数のＲＦ処理モジュールと、
前記制御信号に従って、前記対応する周波数帯域の前記受信された無線信号を、前記複数のＲＦ処理モジュールのうちの前記対応する周波数帯域の前記ＲＦ処理モジュールに切り替える前端帯域切替ユニットと、
前記対応する周波数帯域の前記ＲＦ処理モジュールに切り替えて、前記ＲＦ処理モジュールから出力された前記対応する周波数帯域の前記増幅されフィルタリングされた信号を受信する後端帯域切替ユニットと、
を含むＲＦフィルタリング／増幅装置。
【請求項８】
前記ＲＦ処理モジュールのそれぞれが
前記受信された無線信号をレベルごとにフィルタリングする、カスケードのように互いに接続された複数のＲＦフィルタと、
前記フィルタリングされた信号を増幅して、増幅されフィルタリングされた信号を出力するＬＮＡと、
を含む請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記ＬＮＡの前の前記ＲＦフィルタによって出力される前記信号を増幅する、前記複数のＲＦフィルタのうちの２つの隣接するＲＦフィルタの間にそれぞれ配置されている複数のＬＮＡをさらに含む請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記複数のＲＦフィルタのそれぞれが異なる選択度を有する請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記複数のＲＦフィルタによって採用される前記カスケード・モードは、挿入損失が比較的高いＲＦフィルタの前に挿入損失が低いＲＦフィルタを配置することである請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
前記複数のＲＦ処理モジュールのうちの少なくとも２つのＲＦ処理モジュールにおける同一のレベルの前記ＲＦフィルタの後ろの少なくとも２つのＬＮＡが１つのＬＮＡを形成し、前記形成されたＬＮＡが、前記対応する周波数帯域の前記ＲＦ処理モジュールからの前記ＲＦフィルタの前記フィルタリングされた信号を増幅し、前記増幅された信号を、前記対応する周波数帯域の前記ＲＦ処理モジュールの次レベルの前記ＲＦフィルタに提供する請求項９に記載の装置。
【請求項１３】
前記制御信号に従って前記対応する周波数帯域の前記受信された無線信号をフィルタリングし、増幅し、前記対応する周波数帯域の前記増幅されフィルタリングされた信号を前記前端帯域切替ユニットに提供する同調可能なＲＦ処理モジュールをさらに含む、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記同調可能なＲＦ処理モジュールが
前記制御信号に従って、前記対応する周波数帯域の前記受信された無線信号をフィルタリングする、少なくとも１つのＲＦフィルタと、
前記フィルタリングされた信号を増幅して、前記対応する周波数帯域で増幅されフィルタリングされた信号を出力する少なくとも１つのＬＮＡと、
を含む請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記制御信号に従って、前記後端帯域切替ユニットから前記対応する周波数帯域の前記出力信号を受信し、前記対応する周波数帯域の前記出力信号をフィルタリングし、増幅する、同調可能なＲＦ処理モジュールをさらに含む請求項１２に記載の装置。
【請求項１６】
前記同調可能なＲＦ処理モジュールが
前記制御信号に従って、前記後端帯域切替ユニットからの前記対応する周波数帯域の前記出力信号をフィルタリングする少なくとも１つのＲＦフィルタと、
前記フィルタリングされた信号を増幅して、前記対応する周波数帯域で増幅されフィルタリングされた信号を出力する少なくとも１つのＬＮＡと、
を含む請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
無線信号を受信する受信ユニットと、
前記受信された無線信号をレベルごとにフィルタリングし、前記フィルタリングされた信号を増幅するＲＦフィルタリング／増幅ユニットと、
前記増幅されフィルタリングされた信号をアナログ−デジタル変換してデジタル信号を取得するＡＤＣと、
前記デジタル信号を処理するデジタル信号処理ユニットと、
を含む無線信号を受信する装置。
【請求項１８】
前記ＲＦフィルタリング／増幅ユニットが
前記受信された無線信号をレベルごとにフィルタリングする、カスケードのように互いに接続された複数のＲＦフィルタと、
前記フィルタリングされた信号を増幅して増幅されフィルタリングされた信号を出力するＬＮＡと、
を含む請求項１７に記載の無線信号を受信する装置。
【請求項１９】
前記デジタル信号処理ユニットが前記受信された無線信号の前記周波数帯域に従って制御信号を生成し、
前記複数のＲＦフィルタのそれぞれが、前記制御信号に従って前記対応する動作帯域に同調して、前記受信周波数帯域の前記無線信号をレベルごとにフィルタリングし、
前記ＬＮＡが、前記制御信号に従って、前記対応する動作帯域に同調して、前記対応する周波数帯域の前記フィルタリングされた信号を増幅して、前記対応する周波数帯域で増幅されフィルタリングされた信号を出力する、請求項１８に記載の無線信号を受信する装置。
【請求項２０】
前記ＬＮＡの前の前記ＲＦフィルタによって出力される前記信号を増幅する、前記複数のＲＦフィルタのうちの２つの隣接するＲＦフィルタの間にそれぞれ配置されている複数のＬＮＡをさらに含む請求項１８に記載の無線信号を受信する装置。
【請求項２１】
前記制御信号に従って前記対応する動作帯域に同調し、前記ＬＮＡの前の前記ＲＦフィルタによって出力される前記対応する周波数帯域の前記信号を増幅する、前記複数のＲＦフィルタのうちの２つの隣接するＲＦフィルタの間にそれぞれ配置されている複数のＬＮＡをさらに含む請求項１９に記載の無線信号を受信する装置。
【請求項２２】
前記受信された無線信号の前記周波数帯域に従って制御信号を生成する前記デジタル信号処理ユニットをさらに備え、前記ＲＦフィルタリング／増幅ユニットは、
前記対応する周波数帯域の前記無線信号をそれぞれフィルタリングし、増幅して、前記対応する周波数帯域で増幅されフィルタリングされた信号をそれぞれ出力する複数のＲＦ処理モジュールと、
前記制御信号に従って、前記対応する周波数帯域の前記受信された無線信号を、前記複数のＲＦ処理モジュールのうちの前記対応する周波数帯域の前記ＲＦ処理モジュールに切り替える前端帯域切替ユニットと、
前記制御信号に従って、前記対応する周波数帯域の前記ＲＦ処理モジュールに切り替えて、前記ＲＦ処理モジュールから出力された前記対応する周波数帯域の前記増幅されフィルタリングされた信号を受信する後端帯域切替ユニットと、
を含む請求項１７に記載の無線信号を受信する装置。
【請求項２３】
前記ＲＦ処理モジュールのそれぞれが、
前記受信された無線信号をレベルごとにフィルタリングする、カスケードのように互いに接続された複数のＲＦフィルタと、
前記フィルタリングされた信号を増幅して増幅されフィルタリングされた信号を出力するＬＮＡと、
を含む請求項２２に記載の無線信号を受信する装置。
【請求項２４】
前記複数のＲＦフィルタのうちの２つの隣接するＲＦフィルタの間にそれぞれ配置されており、前記ＬＮＡの前の前記ＲＦフィルタによって出力される前記信号を増幅する複数のＬＮＡをさらに含む、請求項２３に記載の無線信号を受信する装置。
【請求項２５】
前記制御信号に従って前記対応する周波数帯域の前記受信された無線信号をフィルタリングし、増幅し、前記対応する周波数帯域の前記増幅されフィルタリングされた信号を前記前端帯域切替ユニットに提供する同調可能なＲＦ処理モジュールをさらに含む、請求項２４に記載の無線信号を受信する装置。
【請求項２６】
前記同調可能なＲＦ処理モジュールが、
前記制御信号に従って、前記対応する周波数帯域の前記受信された無線信号をフィルタリングする、少なくとも１つのＲＦフィルタと、
前記フィルタリングされた信号を増幅して、前記対応する周波数帯域で増幅されフィルタリングされた信号を出力する少なくとも１つのＬＮＡと、
を含む請求項２５に記載の無線信号を受信する装置。
【請求項２７】
前記制御信号に従って、前記後端帯域切替ユニットから前記対応する周波数帯域の前記出力信号を受信し、前記対応する周波数帯域の前記出力信号をフィルタリングし、増幅する、同調可能なＲＦ処理モジュールをさらに含む、請求項２４に記載の無線信号を受信する装置。
【請求項２８】
前記同調可能なＲＦ処理モジュールが、
前記制御信号に従って、前記後端帯域切替ユニットからの前記対応する周波数帯域の前記出力信号をフィルタリングする少なくとも１つのＲＦフィルタと、
前記フィルタリングされた信号を増幅して、前記対応する周波数帯域で増幅されフィルタリングされた信号を出力する少なくとも１つのＬＮＡと、
を含む請求項２７に記載の無線信号を受信する装置。
【請求項２９】
前記受信された無線信号をレベルごとにフィルタリングするステップと、
前記フィルタリングされた信号を増幅して増幅されフィルタリングされた信号を出力するステップと、
前記受信された無線信号の前記周波数帯域に従って制御信号を生成するステップと、
前記制御信号に従って、前記受信周波数帯域の前記無線信号をレベルごとにフィルタリングするステップと、
前記制御信号に従って、前記対応する周波数帯域の前記フィルタリングされた信号を増幅し、前記対応する周波数帯域で増幅されフィルタリングされた信号を出力するステップと、
を含むＲＦフィルタリング／増幅方法。
【請求項３０】
（ａ）前記受信された無線信号の前記周波数帯域に従って制御信号を生成するステップと、
（ｂ）前記対応する周波数帯域の前記受信された無線信号を、前記制御信号に従って、前記対応する周波数帯域の前記ＲＦ処理セクタに切り替えるステップと、
（ｃ）前記対応する周波数帯域の前記無線信号をフィルタリングし、増幅して、前記対応する周波数帯域で増幅されフィルタリングされた信号を出力するステップと、
（ｄ）前記制御信号に従って、前記対応する周波数帯域の前記ＲＦ処理セクタに切り替えて、前記対応する周波数帯域の前記増幅されフィルタリングされた信号を受信するステップと、
を含むＲＦフィルタリング／増幅方法。
【請求項３１】
ステップ（ｃ）が
前記受信された無線信号をレベルごとにフィルタリングするステップと、
前記フィルタリングされた信号を増幅して、増幅されフィルタリングされた信号を出力するステップと、
を含む請求項３０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、無線通信システムで使用のためのバンドパス・サンプリング受信機に関し、より詳細には、そのＲＦ回路が多段にカスケード接続されたＲＦフィルタによって組み立てられたバンドパス・サンプリング受信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
受信機は、アンテナで無線空間からＲＦ信号を受信し、ゼロ周波数を中心としたベースバンド・デジタル信号に変換し、さらにベースバンド処理を行うことによりＢＥＲ（ビット誤り率）要件を満たす所望のユーザ信号が回収され得るようにするという、無線通信における重要な役割を果たしている。
【０００３】
図１は、広く使用されている従来のスーパーヘテロダイン受信機を示している。図１が示すように、アンテナ・ユニット１０は、受信されたアナログＲＦ信号をＲＦフィルタ２０に送信する。ＲＦフィルタ２０がアナログＲＦ信号をバンドパス・フィルタリングすることにより、アナログＲＦ信号の、ユーザ信号の周波数帯域内にある部分は通過することができ、一方、ユーザ信号の周波数帯域からかなり離れた帯域外干渉は抑制される。次いで、バンドパス・フィルタリングされたアナログＲＦ信号がＬＮＡ（低雑音増幅器）３０に送信される。ＬＮＡ３０は、バンドパス・フィルタリングされたアナログＲＦ信号を増幅し、その信号を第１のミキサー４０に出力する。第１のミキサー４０では、ＬＮＡ３０からのアナログＲＦ信号は、ＬＯ５０によって生成されたｆ１の周波数のＬＯ（局部発振器）信号が掛けられ、アナログＩＦ（中間周波数）信号に変換され、ＩＦフィルタ６０に出力される。第１のミキサー４０からアナログＩＦ信号を受信した後、ＩＦフィルタ６０はさらに、帯域外干渉を減衰させ、その信号をＡＧＣ（自動利得制御）７０に出力する。ＡＧＣ７０は、ＩＦフィルタ６０からのアナログＩＦ信号を適したダイナミック・レンジ内に同調させ、処理するために、同調されたアナログＩＦ信号を２つの処理パスに出力する。
【０００４】
第１の処理パスにおいて、第２のミキサー８０は、ＡＧＣ７０からのアナログＩＦ信号に、ＬＯ９０によって生成された周波数ｆ２の第２のＬＯ信号を掛けて、その信号をアナログ・ベースバンド信号に変換し、次いで、そのアナログ・ベースバンド信号を低域フィルタ１００に送信する。第２のミキサー８０からアナログ・ベースバンド信号を受信した後、低域フィルタ１００は、さらに、アナログ・ベースバンド信号から帯域外干渉を取り除き、その信号をＡＧＣ１２０に出力する。ＡＧＣ１２０は、低域フィルタ１００からのアナログ・ベースバンド信号に対して関連の処理を実行し、その信号をＡＤＣ（アナログ−デジタル変換器）１４０に送信する。ＡＧＣ１２０からアナログ・ベースバンド信号を受信した後、ＡＤＣ１４０は、その信号をサンプリングし、量子化してデジタル・ベースバンド同相信号（digital baseband in-phase signal）を取得して、その信号をＤＳＰ（デジタル信号処理）ユニット１６０に出力する。
【０００５】
第２の処理パスにおいて、第２のミキサー１０５は、ＡＧＣ７０からのアナログＩＦ信号に、ＬＯ９０によって生成され、９０度だけ位相シフトされた周波数ｆ２の第２のＬＯ信号を掛け、その信号をアナログ・ベースバンド信号に変換し、次いでそのアナログ・ベースバンド信号を低域フィルタ１１０に送信する。第２のミキサー１０５からアナログ・ベースベンド信号を受信した後、低域フィルタ１１０はさらに、アナログ・ベースバンド信号から帯域外干渉を取り除き、その信号をＡＧＣ１３０に出力する。ＡＧＣ１３０は、低速フィルタ１１０からのアナログ・ベースバンド信号に対して関連の処理を実行し、その信号をＡＤＣ１５０に送信する。ＡＧＣ１３０からアナログ・ベースバンド信号を受信した後、ＡＤＣ１５０は、その信号をサンプリングし、量子化してデジタル・ベースバンド直交信号を取得し、その信号をＤＳＰユニット１６０に出力する。
【０００６】
第１の処理パスにおいてＡＤＣ１４０からデジタル・ベースバンド同相信号を受信し、第２の処理パスにおいてＡＤＣ１５０からデジタル・ベースバンド直交信号を受信した後に、ＤＳＰユニット１６０は、関連のデジタル信号処理技術を使用することによってそれらの信号を処理して、求められているユーザ信号を回収する。
【０００７】
以上のセクションでは、従来のベースバンド・サンプリング受信機について説明している。従来の受信機は、アナログ・ドメインにおいてＲＦ信号に対するほとんどの処理作業を実行し、したがって、デジタル・ドメインでの多くの最新のＤＳＰ技術を採用することができない。この欠陥を克服するために、アナログＲＦ信号を直接サンプリングするための受信機が提案され、この受信機がいわゆるバンドパス・サンプリング受信機である。バンドパス・サンプリング受信機のサンプリング周波数は、搬送周波数より実質的に低いため、サブサンプリング受信機（sub-sampling receiver）とも呼ばれる。
【０００８】
図２はバンドパス・サンプリング受信機を示すブロック図である。図２が示すように、アンテナ・ユニット１７０は、広帯域領域内のアナログＲＦ信号を受信し、その信号をＲＦフィルタ１８０に送信する。アンテナ・ユニット１７０からアナログＲＦ信号を受信した後、ＲＦフィルタ１８０は、バンドパス・フィルタリングによりアナログＲＦ信号をフィルタリングして、周波数帯域ＢｊのアナログＲＦ信号を取得し、次いで周波数帯域ＢｉのアナログＲＦ信号をＬＮＡ１９０に送信する。ＬＮＡ１９０は、ＲＦフィルタ１８０からのアナログＲＦ信号を増幅し、その信号をＡＤＣユニット２００に出力する。ＬＮＡ１９０からアナログＲＦ信号を受信した後、ＡＤＣユニット２００は、周波数ｆｓのサンプリング・クロックでアナログＲＦ信号をサンプリングし、量子化して、その信号をデジタル信号に変換し、そのデジタル信号をＤＳＰユニット２１０に出力する。ＤＳＰユニット２１０は、関連のデジタル信号処理技術を使用することによって、ＡＤＣユニット２００からのデジタル信号を処理して、求められているユーザ信号を回収する。
【０００９】
バンドパス・サンプリング受信機はデジタル領域（domain）において受信された信号に対するほとんどの処理作業を実行することがわかる。処理作業は、柔軟なソフトウェアまたはハードウェアで実行されてもよく、マルチバンドおよびマルチモード操作をサポートするために同じモジュールが使用されてもよい。
【００１０】
多くの通信システムにおいて、受信された所望のユーザ信号は、非常に小さい歪みしか許容しない。アンテナで受信されたアナログＲＦ信号がバンドパス・サンプリング受信機によってバンドパス・サンプリングされると、所望のユーザ信号の周波数帯域外の帯域外干渉は、ユーザ信号の周波数帯域に折り重なり、ユーザ信号における歪みをもたらす。通常、前記の帯域外干渉の力は非常に強いため、ユーザ信号にもたらされた歪みは許容可能なレベルを超えることが多い。この問題に対処するために、ユーザ信号の周波数帯域のＲＦ信号がフィルタで除かれる一方、ユーザ信号の周波数帯域外の帯域外干渉がかなり抑えられるように、バンドパス・サンプリング受信機は、高選択度を備えるＲＦフィルタを使用する必要がある。
【００１１】
図３に関連して、ＲＦフィルタの高選択度の要件を説明するために、以下でＧＳＭが例示されている。図３に示されるように、ＧＳＭ９００は、９２５ＭＨｚから９６０ＭＨｚの周波数帯域を占め、帯域幅は３５ＭＨｚであり、周波数帯域の各エッジから±２０ＭＨｚのノイズの場合、受信機は、１０６ｄＢの減衰量を必要とする。ナイキスト・サンプリング周波数を２００ＭＨｚ（１つのチャネルをサンプリングするのにかなり高い値である）とすると、ＡＤＣユニットでの入力信号の帯域幅は、１００ＭＨｚ未満となるはずである。入力信号の帯域幅Ｂｉが１００ＭＨｚであると仮定すると、ＧＳＭシステム信号帯域のエッジから（Ｂｉ−３５）／２＝（１００−３５）／２＝３２．５ＭＨｚより多く離れたすべての干渉が少なくとも１０６ｄＢ減衰されるはずである。２パス・バンドパス・サンプリングの技術を使用することによって、ＡＤＣユニットにおける入力信号の帯域幅Ｂｉは、サンプリング周波数２００ＭＨｚに等しくなり得る。この状況において、ＧＳＭシステム信号帯域のエッジから（Ｂｉ−３５）／２＝（２００−３５）／２＝８２．５ＭＨｚより多く離れたすべての干渉は、１０６ｄＢ減衰されるはずである。
【００１２】
しかし、ＲＦフィルタが、理想的な帯域内の歪み、および妥当な構成要素サイズで、許容可能なコストで、こうした高選択度を有することは依然として極めて難しい。したがって、無線周波数でのバンドパス・サンプリングの適用は、非常に限られており、主に理論解析に存在する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、移動通信システムで使用するためのバンドパス・サンプリング受信機を提供することである。このバンドパス・サンプリング受信機において、アンテナで受信されたアナログＲＦ信号は、カスケード接続された複数のＲＦフィルタによって構築されたＲＦ処理リンクによってフィルタリングされ、したがって、バンドパス・サンプリング受信機は、選択度の要件を満たすことができ、理想的な帯域内の歪み、挿入損失、構成要素サイズ、およびコストを得ることもできる。
【００１４】
本発明の別の目的は、移動通信システムで使用するためのバンドパス・サンプリング受信機を提供することである。このバンドパス・サンプリング受信機において、アンテナで受信されたアナログＲＦ信号は、異なる帯域で動作しており、カスケード接続された複数のＲＦフィルタによって個々に構築された複数のＲＦ処理リンクによってフィルタリングされ、したがって、バンドパス・サンプリング受信機は、マルチバンドおよびマルチモード、または広い周波数帯域で動作するとき、選択度要件を満たすことができる。
【００１５】
本発明の第３の目的は、移動通信システムで使用するためのバンドパス・サンプリング受信機を提供することである。このバンドパス・サンプリング受信機において、アンテナで受信されたアナログＲＦ信号は、カスケード接続された複数のＲＦフィルタによって構築された同調可能なＲＦ処理リンクによってフィルタリングされ、したがってバンドパス・サンプリング受信機は、マルチバンドおよびマルチモード、または広い周波数帯域で動作するとき、選択度要件を満たすことができる。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明において、受信された無線信号をレベルごとにフィルタリングする、互いにカスケード接続された複数のＲＦフィルタと、フィルタリングされた信号を増幅して、増幅されフィルタリングされた信号を出力するＬＮＡ（低雑音増幅器）とを含むＲＦフィルタリング／増幅装置（RF filtering and amplifying apparatus）が提案される。
【００１７】
本発明において、受信された無線信号の周波数帯域に従って制御信号を生成する制御ユニットと、対応する周波数帯域の無線信号をフィルタリングし、増幅して、対応する周波数帯域で増幅されフィルタリングされた信号をそれぞれ出力する、複数の無線リンクに対応する複数のＲＦ処理モジュールと、制御信号に従って、対応する周波数帯域の受信された無線信号を、前記複数のＲＦ処理モジュールのうちの対応する周波数帯域のＲＦ処理モジュールに切り替える前端帯域切替ユニット（front-end band switching unit）と、制御信号に従って対応する周波数帯域のＲＦ処理モジュールに切り替えて、ＲＦ処理モジュールから出力された対応する周波数帯域で増幅されフィルタリングされた信号を受信する後端帯域切替ユニット（back-end band switching unit）を含むＲＦフィルタリング／増幅装置が提案される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
バンドパス・サンプリング受信機のＲＦフィルタの選択度要件を満たすために、本発明の一実施形態における方法は、同じ選択度を備えるカスケード接続されたＮ個のＲＦフィルタを採用することである。帯域外干渉の必要な総減衰量はＡ０であると仮定すると、各ＲＦフィルタが干渉をＡ０／Ｎ減衰させることができる場合、カスケード接続されたＮ個のＲＦフィルタは、帯域外干渉を全部でＡ０減衰させることができる。
【００１９】
図４は、カスケード接続された複数のＲＦフィルタを備える提案されたバンドパス・サンプリング受信機を示している。図に示されているように、バンドパス・サンプリング受信機のＲＦフィルタリング／増幅ユニット３１０は、ＲＦ処理リンク３１１から成り、ＲＦ処理リンク３１１は、カスケード接続されたＲＦフィルタ１１、１３、１５、およびＬＮＡ１６を含む。バンドパス・サンプリング受信機が働き始めると、アンテナ・ユニット３００は、無線媒体からアナログＲＦ信号を受信し、その信号をＲＦフィルタリング／増幅ユニット３１０のＲＦ処理リンク３１１に送信する。ＲＦ処理リンク３１１において、アンテナ・ユニット３００からのアナログＲＦ信号は、最初にＲＦフィルタ１１、１３、および１５によってバンドパス・フィルタリングされて帯域外干渉を減衰させ、次いで、ＬＮＡ１６によって増幅され、ＡＤＣユニット３２０に出力される。アナログＲＦ信号をＲＦ処理リンク３１１から受信した後、ＡＤＣユニット３２０は、受信されたアナログＲＦ信号をサンプリングし、量子化して、その信号をデジタル信号に変換し、ＤＳＰユニット３３０に出力する。ＤＳＰユニット３３０は、関連の既存のＤＳＰ技術を使用してＡＤＣユニット３２０からのデジタル信号を処理する。
【００２０】
一般に、全体的な選択度は変更されないことを前提にして、より多くのＲＦフィルタがカスケード接続されればされるほど、各ＲＦフィルタが有する選択度要件が低くなる。しかし、すべてのＲＦフィルタがいくらかの帯域内の歪みを持ち込み、いくらかの挿入損失およびコストの増加をもたらす。したがって、カスケード接続されたＲＦフィルタの増加に伴い、全体的な帯域内の歪みおよび挿入損失が増大し、コストがより高くなる。幸い、実際的な選択度要件は通常、２〜４つのＲＦフィルタのみのカスケードで満たされ得る。例えば、ＧＳＭ９００信号帯域のエッジからの９０ＭＨｚでの−１０６ｄＢの減衰は、ソウテク社（SAWTEK Inc.）の装置８５５９６６など、カスケード接続されたわずか２つのＳＡＷ・ＲＦフィルタで達成され得る。
【００２１】
カスケード接続されたＲＦフィルタは挿入損失をもたらすことがわかる。ＲＦフィルタの挿入損失によってもたらされた雑音指数の増加を下げるために、２つの隣接するＲＦフィルタ間にＬＮＡを挿入することができる。この場合、ＬＮＡの前および後ろのものに異なるＲＦフィルタが使用されてもよい。全部の選択度が満たされるという条件で、挿入損失が比較的高いＲＦフィルタの前に挿入損失がより少ないＲＦフィルタが使用される。
【００２２】
図５は、ＬＮＡがカスケード接続された２つの隣接するＲＦフィルタ間に挿入されている提案されたバンドパス・サンプリング受信機を示している。図に示されるように、ＲＦ処理リンク３１１において、ＬＮＡ１２および１４が、それぞれフィルタ１１と１３、およびＲＦフィルタ１３と１５との間に挿入されている。バンドパス・サンプリング受信機が働き始めると、アンテナ・ユニット３００は、無線媒体からアナログＲＦ信号を受信して、その信号をＲＦフィルタリング／増幅ユニット３１０のＲＦ処理リンク３１１に送信する。ＲＦ処理リンク３１１においては、ＲＦフィルタ１１、ＬＮＡ１２、ＲＦフィルタ１３、ＬＮＡ１４、ＲＦフィルタ１５およびＬＮＡ１６は、順々に、アナログＲＦ信号をレベル毎にバンドパス・フィルタリングし増幅して、ＡＤＣユニット３２０に出力する。アナログＲＦ信号をＲＦ処理リンク３１１から受信した後に、ＡＤＣユニット３２０は、アナログＲＦ信号をサンプリングし量子化して、その信号をデジタル信号に変換し、そのデジタル信号をＤＳＰユニット３３０に出力する。ＤＳＰユニット３３０は、関連の既存のＤＳＰ技術を使用してＡＤＣユニット３２０からのデジタル信号を処理する。
【００２３】
バンドパス・サンプリング受信機の信号処理作業のほとんどは、デジタル・ドメインにおいてソフトウェアによって行われ得るため、バンドパス・サンプリング受信機は、マルチバンドおよびマルチモードの状況に非常に適している。図６が示すように、バンドパス・サンプリング受信機は、帯域（９２５ＭＨｚ、９６０ＭＨｚ）のＧＳＭ９００モード、・・・、帯域（１９００ＭＨｚ、１９２０ＭＨｚ）のＵＭＴＳ  ＴＤＤモード、帯域（２０１０ＭＨｚ、２０２５ＭＨｚ）のＵＭＴＳ  ＴＤＤモードに適用され得る。さらに、バンドパス・サンプリング受信機は、非常に広い周波数帯域で働くこともできる。しかし、ＲＦ処理リンク（図４および図５に示されている）が各周波数帯域の選択度要件を満たす一方で、マルチバンドおよびマルチモードにおけるすべての周波数帯域をカバーすることは非常に難しい。
【００２４】
上記の問題を解決するために、本発明において異なる３つのバンドパス・サンプリング受信機が提案される。
【００２５】
１．異なる帯域で動作する多ＲＦ処理リンクを用いるバンドパス・サンプリング受信機
バンドパス・サンプリング受信機がマルチバンドおよびマルチモードで動作するとき、１つの周波数帯域における選択度要件を満たすためにすべてのＲＦ処理リンク（ＲＦ処理モジュールに等しい）が使用される。図７に示されるように、バンドパス・サンプリング受信機が広い周波数帯域で動作するとき、周波数帯域は、まず、連続するいくつかの狭いサブ帯域（例えばサブ帯域１、２、３、および４など）に分けられ、その１つのサブ帯域の選択度要件を満たすために、各ＲＦ処理リンクが使用される。
【００２６】
図８は、複数のＲＦ処理リンクを使用するバンドパス・サンプリング受信機を示すブロック図である。図が示すように、ＲＦフィルタリング／増幅ユニット３１０は、異なる周波数帯域で動作する３つのＲＦ処理リンク３１２、３１３、および３１４から成る。
【００２７】
バンドパス・サンプリング受信機が動作し始めると、まず、ＤＳＰユニット３３０などの制御ユニットは、受信された無線信号の対応する周波数帯域に従って、帯域切替制御信号を前端帯域切替ユニット３４０および後端帯域切替ユニット３５０に送信して、個々の動作帯域を選択するようそれらの帯域切替ユニットに通知する。次いで、アンテナ・ユニット３００は、無線媒体からアナログＲＦ信号を受信し、その信号を前端帯域切替ユニット３４０に送信する。アナログＲＦ信号をアンテナ・ユニット３００から受信した後、前端帯域切替ユニット３４０は、ＤＳＰユニット３３０からの帯域切替制御信号に従って、受信されたアナログＲＦ信号を、ＲＦフィルタリング／増幅ユニット３１０内の対応する周波数帯域で動作するＲＦ処理リンクに送信する。
【００２８】
ＲＦフィルタリング／増幅ユニット３１０において、ＲＦ処理リンク３１２が前端帯域切替ユニット３４０からアナログＲＦ信号を受信すると、ＲＦフィルタ２１、狭帯域ＬＮＡ２２、ＲＦフィルタ２３、狭帯域ＬＮＡ２４、ＲＦフィルタ２５、および狭帯域ＬＮＡ２６は順々にアナログＲＦ信号を処理して、ＲＦ処理リンクの動作帯域の信号をフィルタで取り除き、増幅し、その信号を後端帯域切替ユニット３５０に出力する。ＲＦ処理リンク３１３またはＲＦ処理リンク３１４が前端帯域切替ユニット３４０からアナログＲＦ信号を受信すると、ＲＦ処理リンク３１２と同様の機能がそれぞれ実行される。
【００２９】
ＲＦフィルタリング／増幅ユニット３１０内の異なる周波数帯域で動作する各ＲＦ処理リンクから出力されたアナログＲＦ信号を受信した後、後端帯域切替ユニット３５０は、ＤＳＰユニット３３０からの帯域切替制御信号に従って、対応する周波数帯域で動作するＲＦ処理リンクから出力されたアナログＲＦ信号をＡＤＣユニット３２０に送信する。後端帯域切替ユニット３５０からアナログＲＦ信号を受信した後に、ＡＤＣユニット３２０は、サンプリングおよび量子化によりアナログＲＦ信号をデジタル信号に変換し、そのデジタル信号をＤＳＰユニット３３０に出力する。ＡＤＣユニット３２０からデジタル信号を受信した後、ＤＳＰユニット３３０は、デジタル信号に対して関連のデジタル信号処理を実行する。
【００３０】
図８に示されるバンドパス・サンプリング受信機を参照すると、各ＲＦ処理リンクにおいて隣接するＲＦフィルタ間の狭帯域ＬＮＡは、必要に応じて省かれてもよい。さらに、各ＲＦ処理リンクの対応する位置にあるすべての狭帯域ＬＮＡは、広帯域ＬＮＡと交換されてもよい。例えば、狭帯域ＬＮＡ２２、３２、および４２は、広帯域ＬＮＡと交換されてもよい。広帯域ＬＮＡは、対応する周波数帯域のＲＦ処理リンクからフィルタリングされた信号を受信して増幅し、フィルタリングされ増幅された信号を、対応する周波数帯域のＲＦ処理リンクにおける次段のＲＦフィルタに提供する。同様に、狭帯域ＬＮＡ２４、３４、４４、および狭帯域ＬＮＡ２６、３６、および４６も、それぞれ広帯域ＬＮＡに交換されてもよい。
【００３１】
２．同調可能なＲＦ処理リンクを使用するバンドパス・サンプリング受信機
バンドパス・サンプリング受信機がマルチバンドおよびマルチモードで動作するとき、そのＲＦ処理リンクは、その動作帯域を調整することによって、異なる帯域で動作することを選択することができる。バンドパス・サンプリング受信機が広域周波数帯域で動作するとき、そのＲＦ処理リンクは、その動作帯域を調整することによって、異なるサブ帯域で動作することを選択することができる。
【００３２】
図９は、同調可能なＲＦ処理リンクを使用するバンドパス・サンプリング受信機を示すブロック図である。図が示すように、ＲＦフィルタリング／増幅ユニット３１０は、同調可能なＲＦ処理リンク３１５から成り、ＲＦ処理リンク３１５は、同調可能なＲＦフィルタ５１、５３、５５、および同調可能な狭帯域ＬＮＡ５２、５４、５６を含む。
【００３３】
バンドパス・サンプリング受信機が動作し始めると、まず、ＤＳＰユニット３３０は、同調制御信号をＲＦ処理リンク３１５に送信し、ＲＦ処理リンク３１５に動作帯域を通知する。次いで、アンテナ・ユニット３００は、無線媒体からアナログＲＦ信号を受信し、その信号をＲＦフィルタリング／増幅ユニット３１０に送信する。
【００３４】
ＲＦフィルタリング／増幅ユニット３１０において、アンテナ・ユニット３００からアナログＲＦ信号を受信した後、ＲＦ処理リンク３１５は、まず、ＤＳＰユニット３３０からの同調制御信号に従って、ＲＦフィルタ５１、５３、５５および狭帯域ＬＮＡ５２、５４、５６を対応する動作帯域に同調させ、次いで同調されたＲＦフィルタ５１、５３、５５および狭帯域ＬＮＡ５２、５４、５６を使用してアンテナ・ユニット３００からのアナログＲＦ信号を処理し、ＲＦ処理リンクの動作帯域の信号をフィルタで取り除き、増幅して、その信号をＡＤＣユニット３２０に出力する。
【００３５】
ＲＦフィルタリング／増幅ユニット３１０からアナログＲＦ信号を受信した後、ＡＤＣユニット３２０は、サンプリングおよび量子化によりアナログＲＦ信号をデジタル信号に変換し、そのデジタル信号をＤＳＰユニット３３０に出力する。ＡＤＣユニット３２０からデジタル信号を受信した後、ＤＳＰユニット３３０は、デジタル信号に対して関連のデジタル信号処理を実行する。
【００３６】
図９に示されるバンドパス・サンプリング受信機を参照すると、そのＲＦ処理リンクにおいて、隣接するＲＦフィルタ間のＬＮＡは、必要に応じて省かれてもよい。さらに、隣接するＲＦフィルタ間に挿入されるすべての狭帯域ＬＮＡは、広帯域ＬＮＡと交換されてもよい。例えば、狭帯域ＬＮＡ５２、５４、および５６は、それぞれ広帯域ＬＮＡと交換されてもよい。
【００３７】
３．同調可能なＲＦ処理リンクおよび異なる周波数帯域で動作する複数のＲＦ処理リンクを使用したバンドパス・サンプリング受信機
バンドパス・サンプリング受信機において、そのＲＦフィルタリング／増幅ユニット３１０は、同調可能なＲＦ処理リンク、およびカスケード接続の異なる周波数帯域で動作する複数のＲＦ処理リンクから成り、同調可能なＲＦ処理リンクは、異なる周波数帯域で動作する前記各ＲＦ処理リンクの前または後ろに配置されていてよい。
【００３８】
図１０は、本発明の一実施形態における前に配置された同調可能なＲＦ処理リンクを使用したバンドパス・サンプリング受信機を示すブロック図である。図が示すように、まず、ＤＳＰユニット３３０は、同調制御信号をＲＦ処理リンク３１６に送信し、帯域切替制御信号を前端帯域切替ユニット３４１および３５１に送信して、ＲＦ処理リンク３１６、前端帯域切替ユニット３４１および３５１に各動作帯域を通知する。次いで、アンテナ３００は、無線媒体からアナログＲＦ信号を受信し、その信号をＲＦフィルタリング／増幅ユニット３１０に出力する。
【００３９】
ＲＦフィルタリング／増幅ユニット３１０において、アンテナ・ユニット３００からアナログＲＦ信号が受信された後、ＲＦ処理リンク３１６は、まず、ＤＳＰユニット３３０からの同調制御信号に従って、ＲＦフィルタ５１および狭帯域ＬＮＡ５２を対応する動作帯域に同調させ、次いで同調されたＲＦフィルタ５１および狭帯域ＬＮＡ５２を使用して受信されたアナログＲＦ信号を処理して、ＲＦ処理リンクの動作帯域の信号をフィルタで取り除き、増幅して、その信号を前端帯域切替ユニット３４１に出力する。ＲＦ処理リンク３１６からアナログＲＦ信号を受信した後、前端帯域切替ユニット３４１は、ＤＳＰユニット３３０からの帯域切替制御信号に従って、アナログＲＦ信号を、対応する周波数帯域で動作するＲＦ処理リンクに出力するよう切り替わる。ＲＦ処理リンク３１７が前端帯域切替ユニット３４１からアナログＲＦ信号を受信すると、ＲＦフィルタ６１、狭帯域ＬＮＡ６２、ＲＦフィルタ６３、および狭帯域ＬＮＡ６４は順々に、受信されたアナログＲＦ信号を処理して、ＲＦ処理リンクの動作帯域の信号をフィルタで取り除き、増幅し、その信号を後端帯域切替ユニット３５１に出力する。ＲＦ処理３１８または３１９は、後端帯域切替ユニット３４１からアナログＲＦ信号を受信すると、ＲＦ処理リンク３１７と同様の機能を実行する。ＲＦ処理リンク３１７、３１８、および３１９から出力されたアナログＲＦ信号を受信した後、後端帯域切替ユニットは、ＤＳＰユニット３３０からの帯域切替制御信号に従って、対応する周波数帯域で動作するＲＦ処理リンクから出力されたアナログＲＦ信号をＡＤＣユニット３２０に送信する。
【００４０】
ＲＦフィルタリング／増幅ユニット３１０からアナログＲＦ信号を受信した後、ＡＤＣユニット３２０は、サンプリングおよび量子化によりアナログＲＦ信号をデジタル信号に変換して、そのデジタル信号をＤＳＰユニット３３０に出力する。ＤＳＰユニット３３０は、ＡＤＣユニット３２０からデジタル信号を受信した後、デジタル信号に対して関連のデジタル信号処理を実行する。
【００４１】
図１１は、以下で後ろに配置されている同調可能なＲＦ処理リンクを使用するバンドパス・サンプリング受信機を示すブロック図である。図１０とは異なり、ＲＦ処理リンク３１６に対応するモジュールは、後端帯域切替ユニット３５１の後ろに配置されている。後端帯域切替ユニット３５１から出力されたＲＦ信号を受信した後、モジュールは、ＤＳＰユニット３３０からの同調制御信号に従って、対応する動作帯域に同調して、ＲＦ処理リンクの動作帯域の信号をフィルタで取り除き、増幅し、その信号をＡＤＣユニット３２０に提供する。
【００４２】
ここで前端帯域切替ユニット３４１、ＲＦ処理リンク３１７、ＲＦ処理リンク３１８、ＲＦ処理リンク３１９、後端帯域切替ユニット３５１、ＲＦ処理リンク３１６、ＡＤＣユニット３２０、およびＤＳＰユニット３３０はすべて、図１０に示されている相手方（同じ記号の識別の付いた部品）と同様の機能を実行する。
【００４３】
図１０および図１１に示されているバンドパス・サンプリング受信機を参照すると、ＲＦ処理リンクにおける狭帯域ＬＮＡ５２は広帯域ＬＮＡと交換されていてもよく、狭帯域ＬＮＡ６２、７２、および８２は広帯域ＬＮＡと交換されてもよく、狭帯域ＬＮＡ６４、７４、および８４についても同様である。
【００４４】
本発明の有益な結果
上述したように、無線通信システムで使用するために提案されたバンドパス・サンプリング受信機に関して、同じ選択度を備えるカスケード接続された複数のＲＦフィルタによって構築されたＲＦ処理リンクを使用する。バンドパス・サンプリング受信機は、選択度要件を満たすことができるだけではなく、理想的な帯域内の歪み、挿入損失、アーキテクチャ・サイズおよびコストを達成することもできる。その上、カスケード接続された隣接するＲＦフィルタ間にＬＮＡを挿入することにより、挿入損失がさらに最低限に抑えられ得る。
【００４５】
さらに、無線通信システムで使用するために提案されたバンドパス・サンプリング受信機に関して、カスケード接続された複数のＲＦフィルタによって構築された同調可能なＲＦ処理リンクを使用して、または異なる周波数帯域でそれぞれ動作し、カスケード接続された複数のＲＦフィルタによってそれぞれ構築された複数のＲＦ処理リンクを使用して、または同調可能なＲＦ処理リンクおよび異なる周波数帯域で動作する複数のＲＦ処理リンクを使用して、アンテナによって受信されたアナログＲＦ信号をフィルタリングすることができる。したがって、提案されたバンドパス・サンプリング受信機は、マルチバンドおよびマルチモード、または広い周波数帯域で動作することができ、選択度要件も満たすことができる。
【００４６】
本発明で開示されたような無線通信システムで使用するためのバンドパス・サンプリング受信機は、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の意図および範囲から逸脱することなく、かなり変更されてもよいことは当業者であれば理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】広く使用される従来のスーパーヘテロダイン受信機を示す概略図である。
【図２】既存のバンドパス・サンプリング受信機を示すブロック図である。
【図３】既存のＧＳＭシステムの選択度要件を示す曲線グラフである。
【図４】本発明の一実施形態におけるカスケード接続された複数のＲＦフィルタを使用するバンドパス・サンプリング受信機を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態におけるカスケード接続された２つの隣接するＲＦフィルタ間にＬＮＡが挿入されている提案されたバンドパス・サンプリング受信機を示す図である。
【図６】マルチバンドおよびマルチモードを示す概略図である。
【図７】１つの広い周波数帯域の複数の狭いサブ帯域への分離を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態における複数のＲＦ処理リンクを使用したバンドパス・サンプリング受信機を示すブロック図である。
【図９】本発明の一実施形態における同調可能なＲＦ処理リンクを使用したバンドパス・サンプリング受信機を示すブロック図である。
【図１０】本発明の一実施形態における前に配置された同調可能なＲＦ処理リンクを使用したバンドパス・サンプリング受信機を示すブロック図である。
【図１１】本発明の一実施形態における後ろに配置された同調可能なＲＦ処理リンクを使用したバンドパス・サンプリング受信機を示すブロック図である。
【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】
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【国際調査報告】
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