(57)【要約】信号変換のためのシステムおよび方法が提供される。信号は、直接シーケンス拡散スペクトル（ＤＳ−ＳＳ）信号などの、拡散スペクトル信号によって、継続的なスペクトルにおいて拡散される。信号は次いで処理され、アナログ−デジタル変換、デジタル−アナログ変換、周波数変換、クリッピング、フィルタリング、または複数の処理を含むが、それらに限定されない。その処理された信号は次いで、信号を拡散するために使用された、実質的に同じ拡散信号を用いて逆拡散される。
2007509582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号変換のためのシステムであって、
拡散信号と入力信号とを組み合わせ、拡散入力信号を提供する、拡散器と、
第１のドメインから第２のドメインへ、該拡散入力信号を変換し、変換された拡散入力信号を提供する、信号変換器と、
該変換された拡散入力信号を逆拡散し、第２のドメインにおいて該入力信号を提供する、逆拡散器と
を備える、システム。
【請求項２】
拡散コードを生成し、直接シーケンス拡散スペクトル（ＤＳ−ＳＳ）拡散信号を提供する拡散コード生成器をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記拡散コード生成器が、前記ＤＳ−ＳＳ拡散信号と結合される、周波数ホップ拡散スペクトル（ＦＨ−ＳＳ）信号をさらに生成する、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
擬似ランダム数コードを生成し、拡散信号を提供する拡散コード生成器をさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記逆拡散器を前記拡散器に結合させ、前記逆拡散することと前記拡散することとを時間的に調整するフィードバックループをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記第１のドメインがデジタルドメインおよびアナログドメインのうちの１つであり、前記第２のドメインが該デジタルドメインおよび該アナログドメインのうちの他の１つである、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
逆拡散することに先立って、前記拡散入力信号を周波数変換するミキサをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記信号変換器が、デルタ−シグマ・アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）およびデルターシグマ・デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）のうちの一つである、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記拡散入力信号に関連するピークを低減するクリッピング構成要素をさらに備え、前記逆拡散器が、該ピーク低減に関連する低下および帯域外（ＯＯＢ）放出を軽減する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記拡散器および前記逆拡散器回路のうちの少なくとも一つがミキサを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
請求項１に記載のシステムを備える受信器。
【請求項１２】
請求項１に記載のシステムを備える送信器。
【請求項１３】
信号変換システムであって、
直接シーケンス拡散スペクトル（ＤＳ−ＳＳ）信号を生成する拡散コード生成器と、
入力信号を受信し、該入力信号と該ＤＳ−ＳＳ信号とを結合して、拡散入力信号を提供する、拡散回路と、
該拡散入力信号と関連するピークを低減するクリッピング構成要素と、
該ピーク低減された拡散入力信号を逆拡散する、逆拡散回路と
を備える、システム。
【請求項１４】
前記スプレッド回路および逆拡散回路のうちの少なくとも一つがミキサを備える、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
第１のドメインから第２のドメインへ、前記拡散入力信号を変換する信号変換器をさらに備え、該信号変換器が、デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）およびアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）のうちの一つである、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１６】
前記信号変換器が、デルタ−シグマＤＡＣおよびデルタ−シグマＡＤＣのうちの一つである、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記第２のドメインから前記第１のドメインへ、前記拡散信号を変換するための、第２の信号変換器をさらに備える、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１８】
信号変換の前および信号変換の後のうちの一つにおいて、前記拡散入力信号を周波数変換するミキサをさらに備える、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１９】
信号変換の方法であって、
第１のドメインにおいて直接シーケンス拡散スペクトル（ＤＳ−ＳＳ）信号を用いて、信号を拡散することと、
該第１のドメインから第２のドメインへ、該拡散信号を変換することと、
該第２のドメインにおいて、ＤＳ−ＳＳ信号を用いて、該信号を逆拡散することと
を包含する、方法。
【請求項２０】
周波数ホップ拡散スペクトル（ＦＨ−ＳＳ）信号を用いて、前記信号を拡散することおよび逆拡散することをさらに包含する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記第１のドメインがデジタルドメインおよびアナログドメインのうちの一つであり、前記第２のドメインが該デジタルドメインおよび該アナログドメインのうちの他の１つである、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記信号を中間周波数に周波数変換することをさらに包含する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
アンテナから前記信号を受信することと、
前記信号をフィルタすることと、
該信号を増幅することと、
該信号を拡散するのに先立って、該信号を中間周波数信号に変換することと
をさらに包含する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２４】
前記信号を無線送信周波数に変換することと、
前記信号をフィルタすることと、
該信号を増幅することと、
アンテナを介して該信号を送信することと
をさらに包含する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２５】
前記信号をクリッピングし、該信号に関連するピークを低減することをさらに包含する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２６】
直接シーケンス拡散スペクトル（ＤＳ−ＳＳ）信号を生成する手段と、
前記ＤＳ−ＳＳ信号を入力信号と結合して、拡散入力信号を生成する、手段と、
第１のドメインから第２のドメインへ、該拡散入力信号を変換する手段と、
該第２のドメインにおいて、該拡散入力信号を逆拡散する手段と
を備える、通信デバイス。
【請求項２７】
前記拡散入力信号からピークを取り除く手段をさらに包含する、請求項２６に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、電子工学に関し、より詳細には、信号変換のシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、通信システムの設計における努力は、性能の向上、コストの削減、またはそれらの組み合わせに焦点を合わせる。関心が増えている一つの領域は、アナログ−デジタル、またはデジタル−アナログなどの、信号変換に関連する。通信システムが増加的に複雑になると、増加されたダイナミックレンジおよび増加された分解能が、信号の変換プロセスにおいて要求される。信号変換の構成要素の費用は、その変換器のダイナミックレンジおよび分解能における増加とともに、劇的に増加する。
【０００３】
ダイナミックレンジは、確実に同時に計測され得る入力信号のレベルの範囲、および、特に、大きな信号の存在において、より小さな信号を正確に計測するための変換器の性能を表す。変換器が分解する信号振幅（または信号強度）のレンジは、通常、デシベルで表される。６０ｄＢのダイナミックレンジを有する変換器は、それが、ｘから１０００ｘまでの振幅またはパワーにおける範囲での信号を分解することを意味する。ダイナミックレンジは通信アプリケーションにおいて重要であり、信号強度は劇的に変化する。例えば、特定のダイナミックレンジのアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）は、大きすぎる信号を受信する場合、ＡＤＣがＡＤＣ入力をオーバーレンジ（ｏｖｅｒ−ｒａｎｇｅ）する。信号は、クリップされ得るか、または、無感知になり得る。同じＡＤＣが小さすぎる信号を受信する場合、信号は、変換器の量子化ノイズにおいて見失われる。
【０００４】
信号変換構成要素のダイナミックレンジは、システムの最大特定限界信号（たとえば、ピークレベル）によって制限される上限を有し、および、二つの独立したエラー信号（システムノイズフロアおよびスプリアス信号（例えば増幅器））によって制限される下限を有する。システムノイズフロアは、構成要素（例えば増幅器）電圧または電流ノイズおよび量子化ノイズを含むいくつかの要因からなる。変換された信号は、入力信号にシステムノイズを加えたものに等しい。スプリアス信号のメインソースは、ミキサ、増幅器、およびデータ変換器などの、構成要素において、非線形性である。それらは、ノイズよりも高い増幅を有し得、欠損した信号に追加され得、近くのチャンネルを汚染し、または、帯域外放出として現れ得る。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、信号変換のためのシステムおよび方法に関する。処理される信号は、処理前に拡散され、次いで、処理後に逆拡散される。処理は、デジタル−アナログ変換、アナログ−デジタル変換、クリッピング、周波数変換、および／またはフィルタリングを含み得るが、それらに限定されるわけではない。
【０００６】
本発明の別の局面は、信号変換のためのシステムに関する。システムは、拡散入力信号を提供するために、拡散信号と入力信号を結合させる拡散器を含む。信号変換器は、変換された拡散入力信号を提供するために、第１のドメインから第２のドメインへ、拡散入力信号を変換する。逆拡散器は、第２のドメインにおける入力信号を提供するために、変換された入力信号を逆拡散する。
【０００７】
本発明の別の局面に従い、信号変換システムが提供される。信号変換システムは、直接シーケンス拡散スペクトル（ＤＳ−ＳＳ）信号を生成する、拡散コード生成器を含む。拡散回路は、拡散入力信号を提供するために、入力信号とＤＳ−ＳＳ信号とを結合させる。クリッピング構成要素は、その拡散入力信号に関連するピークを低減する。逆拡散回路は、そのピークを低減された拡散入力信号を逆拡散される。
【０００８】
本発明のさらなる別の局面に従い、信号変換の方法が提供される。その方法は、第１のドメインにおいて、直接シーケンス拡散スペクトル（ＤＳ−ＳＳ）信号を用いて信号を拡散すること、第１のドメインから第２のドメインへ、拡散信号を変換すること、および、第２のドメインにおいて、ＤＳ−ＳＳ信号を用いてその信号を逆拡散することを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は一般に、信号変換のためのシステムおよび方法に関する。アナログまたはデジタルであり得る入力信号は、拡散スペクトル信号（例えば、直接シーケンス拡散スペクトル（ＤＳ−ＳＳ）信号）を提供するための、拡散信号（例えば、擬似ランダムコード、擬似ノイズコード）を用いて拡散される。信号は、次いで、信号変換器を介して、第１のドメイン（例えば、デジタル、アナログ）から第２のドメイン（例えば、アナログ、デジタル）へ、変換される。その変換された信号は、次いで、信号を拡散するために使用されるのと同じコードを実質的に使用して、逆拡散される。拡散コード信号を提供するための拡散コードは、様々な拡散スペクトル基準、または、拡散スペクトル基準の組み合わせから選択され得る。例えば、拡散信号は、ＤＳ−ＳＳ信号であり得、それはまた、周波数ホップ拡散スペクトル（ＦＨ−ＳＳ）信号を用いて結合され得る。
【００１０】
信号変換に先立つ拡散、および、信号変換の後に続く逆拡散は、信号変換デバイスにおける線形要求を低減し、付け加えて、信号変換が用いられ得るチェーンを送信および受信する。低減された線形要求が所望され、なぜならば、それらにより、より少ないコスト、より低いダイナミックレンジ、ならびに増幅器、周波数変換構成要素、ＡＤＣ、およびＤＡＣなどのより複雑でない構成要素を可能にする。それゆえ、改善されたダイナミックレンジシステムは、より低いダイナミックレンジデバイスとともに提供され得る。
【００１１】
付け加えて、周波数プラン（ｐｌａｎ）のより大きい範囲が用いられ得る。例えば、多くのＡＤＣは、低いＩＦにて最大性能を提供し、ＩＦは、二重ダウン変換を要求し得る。あいにく、二重ダウン変換構造は、多数のスプリアス（ｓｐｕｒ）を生成する。これらのスプリアスを受け取るために、高い線形性の構成要素が必要となる。本発明の信号変換技術により、より低いダイナミックレンジ信号変換器が用いられることが可能となる。なぜならば、信号は、より低い増幅度を用いてより広い帯域幅を介して拡散されるからである。付け加えて、スプリアスおよび不要なノイズは、逆拡散処理の間にフィルタリングされる。なぜならば、スプリアスおよび不要なノイズは、欠損した信号およびスプリアス信号の一部が、逆拡散がその後に続くフィルタリングに適用される場合に失われるよりも、広い周波数範囲を介して拡散されるからである。
【００１２】
図１は、本発明の一局面に従った、信号変換システム１０を図示する。信号変換器システム１０は、信号変換に関連するダイナミックレンジを改善するための拡散および逆拡散技術を用いる。信号変換システムは、拡散器１２を含む。その拡散器１２は、拡散器スペクトル信号（例えば、ＤＳ−ＳＳ信号、ＦＨ−ＳＳ信号に結合されたＤＳ−ＳＳ信号）を提供するために、拡散コード（例えば、擬似ランダムコード、擬似ノイズコード）を生成する。同様の拡散コードが二度適用される場合、オリジナルの信号は保存され、その拡散信号は、擬似ランダムであり得る。ＤＳ−ＳＳ信号は、様々な広い帯域幅を介して、信号を拡散させ得る。ＦＨ−ＳＳおよびＤＳ−ＳＳの結合は、連続（ｃｏｎｔｉｇｕｏｕｓ）する必要のない様々な広い帯域幅を提供する。拡散器１２は、拡散入力信号を提供するために、拡散スペクトル信号と入力信号を結合させる。入力信号は、単一または複数の搬送信号であり得る。例えば、入力信号は、広帯域符号分割多重接続（ＷＣＤＭＡ：Ｗｉｄｅｂａｎｄ  Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）、直交周波数分割マルチプレス（ＯＦＤＭ：Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）、モバイル通信のためのグローバルスタンダード（ＧＳＭ：Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）の単一または複数の搬送のバージョン、および、符号分割多重接続２０００（ＣＤＭＡ２０００）などの、無線規格に適合し得る。
【００１３】
信号変換器１４は、拡散入力信号を受信し、その信号を変換する。信号変換器１４は、デジタルドメインからアナログドメインへ、または、アナログドメインからデジタルドメインへ、などの、第１のドメインから第２のドメインへ、信号を変換することができる。
【００１４】
変換された拡散入力信号は、次いで、逆拡散器１６に提供される。逆拡散器１６は、拡散器１２と同様のコード（例えば、擬似ランダムコード、擬似ノイズコード）を実質的に用いて、変換された拡散入力信号を逆拡散する。逆拡散器１６は、変換された拡散入力信号を逆拡散し、第２のドメインにおけるオリジナルの入力信号に対応する出力信号を提供する。例えば、入力信号がアナログである場合、出力信号はデジタルである。入力信号がデジタルである場合、出力信号はアナログである。逆拡散器１６はまた、スプリアスおよび不要なノイズを取り除く。なぜならば、スプリアスおよび不要なノイズは、逆拡散処理の間にフィルタリングされる。というのも、スプリアスおよび不要なノイズは、所望される信号が逆拡散される間に、より広い周波数を介して拡散されるからである。必要に応じて、フィードバックまたはフィードフォワード信号１８は、時間配置または同期化を容易にするために提供され得る。
【００１５】
図１の変換システム１０が、一つのドメインから別のドメイン（例えば、デジタルからアナログ）へ変換されることが記載される一方で、当業者は、本発明が、その同様なドメイン内での信号変換のために使用され得ることを容易に理解する。例えば、信号変換器１４は、周波数変換のためのミキサであり得、アップ変換、ダウン変換、クリップ回路、増幅器、および／またはフィルタのいずれかであり得る。信号変換器１４はまた、複数の変換器を含み得、例えば、デジタル信号はクリップされ、アナログに変換され、および、アップ変換され得る。
【００１６】
本発明は、送信および受信チェーンにおいて、線形要求を低減することが理解される。低減された線形性が所望されるのは、それによって、より低いコスト、ならびに、増幅器、周波数変換構成要素、ＡＤＣ、およびＤＡＣなどのより複雑でない構成要素が使用され得るからである。より広い範囲の周波数プランが用いられ得る。例えば、多くのＡＤＣは、低いＩＦにて最善の性能を提供し、ＩＦは二重ダウン変換を要求し得る。あいにく、二重ダウン変換構造は、多数のスプリアスを生成する。これらのスプリアスを受け入れるために、高い線形性の構成要素が必要となる。
【００１７】
拡散の利点の一つを理解するために、二つのモジュールキャリアである、ｓ１（ｔ）＝Ａ（ｔ）ｃｏｓ［ω１ｔ＋Φ１（ｔ）］、および、ｓ２（ｔ）＝Ｂ（ｔ）ｃｏｓ［ω２ｔ＋Φ２（ｔ）］が存在することを想定する。多くのモダンな通信システムにおいて、これらの望まれる信号の帯域幅は、位相変調期間、Φ（ｔ）によって占められる。これらのキャリアは、入力の３乗に比例して（Ｏ（ｔ）〜（ｓ１＋ｓ２）３）、出力Ｏ（ｔ）を有するようにモデルされ得る非線形性を有する信号チェーンによって受信される。その比率は、非線形性の量（純粋な直線からの偏差）を伴って変化する。簡潔さのために、ＡとＢが同じであり、一定であると想定すると、Ｏ〜ｓ１３＋ｓ２３＋３ｓ１２ｓ２＋３ｓ２２ｓ２である。非線形性は、ミキサ、増幅器、ＡＤＣ、ＤＡＣ、および／または任意の他の構成要素の結果であり得る。
【００１８】
３乗された項は、望まれる信号よりもほぼ３倍高い中心周波数を有する。項３ｓ１２ｓ２＋３ｓ２２ｓ２は、三次相互変調（ＩＭ）の項であり、２ω２−ω１および２ω１−ω２に中心が置かれる。ＩＭ信号におけるトータルのパワーは、非線形性の程度によってほぼ決定される。ＩＭの帯域幅は、個々に、ｃｏｓ［ω１ｔ＋Φ１（ｔ）］２ｃｏｓ［ω２ｔ＋Φ２（ｔ）］、および、ｃｏｓ［ω２ｔ＋Φ２（ｔ）］２ｃｏｓ［ω１ｔ＋Φ１（ｔ）］によって決定される。周波数ドメインにおいて、それぞれの時間領域の乗算は、たたき込み動作である。このように、それぞれの三次ＩＭは、それ自体（二乗の項）を用いて、および、次いで、他の信号、ｓ１＊ｓ１＊ｓ２およびｓ２＊ｓ２＊ｓ１を用いて、それぞれの信号のたたき込み（ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ）に比例する。これらの信号は帯域幅を持ち、図３に示されるように、望まれる信号のおおまかに３倍である（図２に示される）。非線形性が、ほぼ４次、５次の項、またはより高い次元の項を有する場合、その結果としてのＩＭまたはスプリアス信号は、その指数に比例して拡散される。
【００１９】
図２は、拡散なしの、ｓ１およびｓ２を図示し、図４は、拡散ありのｓ１およびｓ２を図示する。二つのセットの信号は、同様の融合されたパワーを有するが、異なるパワー密度である。それらの図は概念的であるが、〜１０ｄＢの拡散を表す。図２〜９のｙ軸は、相対的な信号レベルを図示し、オリジナルの信号およびＩＭ上での拡散のインパクトを示すことを意図される。非線形性のシステムを介して通過する単一の信号でさえも、奇数次非線形性のために、拡大またはスペクトル再生という結果になることに注意されたい。
【００２０】
図３は、拡散が適用されない場合、図２における信号から生じる３次ＩＭを図示する。図５は、図４における拡散信号からのＩＭを示す。図３および図５は、ＩＭがオリジナルの信号よりも広い帯域幅を有することを図示する（ｓ１およびｓ２がトーンのみ、またはＢＰＳＫ変調を有する単一の信号である場合、次いで、それらのＩＭは、オリジナルの信号と同じ帯域幅を有し、互いのトーンのたたき込みはトーンとなり、それら自体にたたき込まれるＢＰＳＫ信号はＢＰＳＫ信号という結果になる。一部の他の正反対の変調の形式は、類似した性質を有し得る）。
【００２１】
図３および図５に図示された局面は、拡散を用いた（図５）ＩＭ積の増幅は、拡散のない信号（図３）からのＩＭよりも〜３０ｄＢ低い。なぜならば、信号の積が互いに「横切る（ｓｌｉｄ  ｐａｓｔ）」場合、信号の積の合計または積分をスライディングするたたき込みは、オリジナルの信号の３乗に比例するレベルを有する。拡散信号のスペクトル密度は、拡散ファクタＳによって決定され、拡散ファクタＳは、拡散信号から拡散のない信号の幅のレートである。例において提供されるＳは、〜１０ｄＢであり、ｓ１およびｓ２のスペクトル密度は拡散のない信号の１０分の１である。低減されたスペクトル密度を用いた拡散信号を通過すると、スペクトル密度が、拡散のない信号からのＩＭより低い〜３０ｄＢであるＩＭという結果になる（個々に図３および図５の比較においてみられるように）。
【００２２】
図３および図５によって図示される別の特徴は、拡散ＩＭ（図５）が、拡散のない信号（図３）からのＩＭのほぼ１０倍の帯域幅を占める。図３および図５において明らかではない拡散の別の局面は、ＩＭの拡散信号が、オリジナルの信号にて使用される拡散コードと一貫し得ないことである。
【００２３】
図７および図９は、〜１０ｄＢの（逆）拡散ゲインが、図３および図５（個々に、図６および図８において再生産される）に図示された信号に適用された後、その信号およびその結果のＩＭレベルを図示する。そのオリジナルの信号は、それらのオリジナルの信号レベル（図７）にて十分に回復される。しかしながら、拡散のために〜３０ｄＢに低減されたＩＭの積は、拡散なしのＩＭ積のレベル以下の〜２０ｄＢのレベルに逆拡散される（図３と比較された図９のｙ軸の縮尺に注意されたい）。これは、システムの非線形性の程度が、２０ｄＢにまで低減された場合と同じ結果である。ｄＢにおけるＩＭの改善は、おおまかに、１０ｌｏｇＳ（ｌ−１）であり、Ｓは、ｄＢにて表され、ｌは、相互変調の積またはスプリアスの次数である。より高い次数のＩＭは、パワーレベルにおいてより大きな低減を示す。
【００２４】
拡散が使用される場合、ＩＭの広い帯域は、逆拡散の前のＩＭのパワーの一部をフィルタリングする可能性を導き、それは、パワーの一部が、当該のバンドの外に拡散されるのと同じである。フィルタリングが逆拡散の前に適用され得る場合、次いで、相対的なＩＭパワーは低減される。
【００２５】
十分な拡散ゲインがＩＭに適用されない場合もまたあり得る。当該の信号（コードを用いた拡散）と同じコードを用いた逆拡散との間に相関がある場合、逆拡散ゲインは最大化される。ＩＭが、本来的に多くの異なる帯域幅（および、それに一致して異なる時間的性質）を占める信号の、非線形性の積であるゆえに、それらは、コードをラインアップ（ｌｉｎｅ−ｕｐ）し得ないか、または相関し得ない。ＩＭの積の逆拡散における任意の不完全部は、多くのチャンネルにおいて、より低いパワー密度を有するより広い帯域幅にて、それらを維持する。
【００２６】
フィルタリングまたは不完全な逆拡散なしで、非線形性の積におけるかなりの低減が存在する。この低減により、受信チェーンのより高い性能、または、拡散と逆拡散の機能との間に位置される全ての構成要素の線形性の著しい弛緩のいずれかを可能にする。
【００２７】
図１０は、受信器回路２００を図示し、それは、本発明の一局面に従ったアナログ−デジタル変換に先立つ拡散を用いる。受信器回路２００はデジタル拡散コードを用い、ＡＤＣ２１４の入力信号に結合され得るデジタル拡散スペクトル信号を提供する。拡散コードは、ＤＡＣ２２０によってアナログ信号に変換され、ＡＤＣ２１４によってデジタルドメインに変換される前に、アナログ入力信号にミックスされる。
【００２８】
信号はアンテナ２０２によって受信され、帯域通過フィルタ２０４によってフィルタリングされる。帯域通過フィルタ２０４の出力は、増幅器２０６によって増幅される。増幅された信号は、ミキサ２１２に出力され、アナログ拡散信号２２２によって拡散される。ミキサ２１２はまた、周波数変換のために使用され得、追加的なミキサは、回路に追加され得る。拡散信号は、次いで、ＡＤＣ２１４によってデジタルドメインへ変換される。
【００２９】
デジタル拡散信号はデジタルプロセッサ２１６に提供され、そこで、その信号を拡散するために使用される、実質的に同じデジタル拡散スペクトル信号を使用して逆拡散される。デジタルプロセッサ２１６は、ベースバンド出力信号を提供するために、デジタル拡散ＩＦ信号の逆拡散を時間調整する。デジタルプロセッサ２１６は、拡散信号２１８を生成する。拡散信号は、ＤＡＣ２２０を介して、アナログドメインへ、アナログ拡散信号２２２に変換される。拡散スペクトル信号２１８は、直接シーケンス拡散スペクトル信号、周波数ホップ拡散スペクトル信号、または、別個のシーケンスおよび周波数ホップ拡散スペクトル信号の組み合わせであり得る。アンテナによって受診された望まれる信号ではない信号は、望まれる信号と類似して、拡散および逆拡散される。これらの信号は一般に本発明によっては抑制されないが、拡散機能が、望まれる信号を通過させるために使用されるフィルタの外で一部の干渉を伴って動く場合は別である。大きい干渉からのスプリアス信号は、本発明によって抑制される。
【００３０】
継続的に図１０を参照しながら、図１１を参照すると、デジタルプロセッサ２１６の、概略的に図示された機能的な構成要素が存在する。デジタルプロセッサ２１６は、拡散コード生成器２５２および相関器２５４を備える。相関器２５４は、ＡＤＣ２１４からの入力信号２５６、および拡散コード生成器２５２からの拡散コード信号２１８を受信する。相関器２５４は、時間調整し、信号２５６を逆拡散する。拡散コード信号２１８はまた、ＤＡＣ２２０に提供され、ミキサ２０８からのアナログＩＦ信号を拡散するために、拡散コードを提供する。図１１が、拡散信号コード生成器２５２および相関器２５４を有するデジタルプロセッサ２１６を図示しているが、当業者は、任意のこれらの機能またはそれらの全ては、デジタルプロセッサ２１６の外部にある回路、および／または、そのデジタルプロセッサ２１６によって実行されるソフトウェアアルゴリズムによって実行され得ることは容易に理解されたい。さらに、ここで提示された例は、デジタルプロセッサによって実行されるこれらの機能を限定するように構成されると解釈されるべきではないこともまた、当業者によって容易に理解される。あるいは、時間遅延（図示されず）は、拡散および逆拡散を同期化するために使用され得、それは、時間調整を実行するための、相関器２５４のための必要性を除去し得る。
【００３１】
ここで図１２を参照すると、本発明の別の局面に従った、シグマ−デルタＡＤＣ３０６を用いたシステム３００が概略的に図示される。デルタ−シグマ変調は、少ない数の量子化レベル、および非常に高いサンプリングレートを用いた信号の、粗推定を生成するために使用される技術である。少ない数（１ビット量子化器に２つ）の量子化レベルは、「量子化」ノイズをシステムに導入する。オーバーサンプリングの効果、およびデルタ−シグマ変調における積算器のフィードバックループの使用は、帯域外周波数へノイズをシフトすることに効果的である。ノイズシフトの性質、および量子化エラーの導入によって、その後のフィルタリング段階の効果的な使用を可能にし、ノイズを除去し、より高い周波数にて、入力のより正確な表示を生成する。デルタ−シグマＤＡＣは、入力信号を直接に、無線送信周波数にアップ変換するために用いられ得るため、従来のミキサを介して信号のさらなる周波数変換は必要とされない。無線送信周波数は、無線周波数（ＲＦ）範囲（例えば、メガヘルツ範囲）、または、マイクロ波周波数範囲（例えば、ギガヘルツ範囲）であり得る。デルタ−シグマＡＤＣは、無線送信周波数から中間周波数へ、直接に入力信号をダウン変換するために用いられ得るため、従来のミキサを介して信号のさらなる周波数変換は必要とされない。
【００３２】
デジタルプロセッサ３０８は、ＤＡＣ３１２に送信され、および、アナログ拡散信号３１４に変換される拡散信号３１０を生成する。ミキサ３０４は、アナログ拡散信号３１４を用いて入力信号３０２をミックスする。拡散アナログ入力信号は、ミキサ３０４からデルタ−シグマＡＤＣ３０６へ送信される。デルタ−シグマＡＤＣ３０６の出力は、逆拡散、および時間調整などの他の機能のために、デジタルプロセッサ３０８へ入力される。
【００３３】
図１３は、本発明の一局面に従った、送信器回路４００を図示する。送信器回路４００は、拡散コードを介してデジタル信号を拡散し、拡散デジタル信号をアナログドメインに変換し、逆拡散の前に、拡散アナログ信号をアップ変換する。送信器回路４００はデジタルプロセッサ４０４を含み、デジタルプロセッサ４０４は、デジタル入力信号４０２を受信し、拡散コード生成器４１６によって生成された拡散信号を用いて、デジタル入力信号４０２を拡散する。拡散コード生成器４１６が別個の要素として示されるが、それはまた、デジタルプロセッサ４０４の一部であり得る。拡散デジタル入力信号はＤＡＣ４０６に提供され、拡散アナログ信号を提供するために、アナログドメインに拡散デジタル入力信号を変換する。拡散アナログ信号は、次いで、フィルタ４０８によってフィルタリングされる。フィルタリングされた信号はミキサ４１４に送信され、そこで、拡散コード生成器４１６からの拡散信号を用いたミキシングによって逆拡散される。付け加えて、ミキサ４１４は、周波数変換のために使用され得、または、別個のミキサ（図示されず）およびローカル発振器（図示されず）は、逆拡散の前または後のいずれかの周波数変換のために使用され得る。逆拡散信号は、その後、フィルタ４１８によってフィルタリングされ、増幅器４２０によって増幅され、および、アンテナ４２２を介して送信されるが、後の二つは任意である。送信器回路およびＤＡＣのための拡散の一局面は、それが受信器においてであるのと同様な数学的処理に基づく。より高次の非線形性は、より低次のものよりも、はるかに抑制され、拡散のより大きいものは、さらに非線形性の信号を抑制する。
【００３４】
図１４は、本発明の一局面に従い、クリッピングを用いた送信器回路５００を図示する。ピークから平均への比率（ＰＡＲ）を低減する既存の技術は、望まれる信号（変調エラーまたはエラーベクトル振幅、ＥＶＭによって特徴付けられる）、および帯域外（ＯＯＢ）放出に対しての合成分解（ｒｅｓｕｌｔａｎｔ  ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ）で満足している。本発明は拡散および逆拡散の技術を用い、クリッピングによって生じる、合成分解およびＯＯＢ放出を緩和する。送信器回路５００はデジタルプロセッサ５０４を含み、入力信号と、拡散コード生成器５１６によって生成された拡散信号（図示されず）とをミックスする。拡散コード生成器５１６は、図示されたような別個の回路であり得、および、デジタルプロセッサ５０４内のモジュールであり得る。拡散の後、信号はクリップフィルタ５２４によってクリップされ、次いで、ＤＡＣ５０６によってアナログドメインに変換され、次いで、その後、フィルタ５０８によってフィルタリングされる。クリップフィルタ５２４はソフトまたはハードクリップフィルタであり得る。付け加えて、クリップフィルタ５２４は、拡散入力信号に関連するピークおよび平均に対するピークの比率（ＰＡＲ）を低減するための固定またはシェイプリミティングアルゴリズムを実行することができる。信号は次いで、ローカル発振器５１２を用いてミキサ５１０によって周波数変換される。ミキサ５１０の出力は次いで、ミキサ５１４に入力される。ミキサ５１４の別の入力は、拡散コード生成器５１６からのアナログドメインにおける拡散コードを受信し、信号は次いで、逆拡散される。その後、信号は、フィルタ５１８によってフィルタリングされ、増幅器５２０によって増幅され、アンテナ５２２を介して送信される。
【００３５】
図１５は、本発明のさらなる別の局面に従った送信器回路６００である。送信器回路６００は、入力信号を拡散するように動作し、デジタル−アナログ変換に先立って、その拡散入力信号をクリップし、そのクリップされた拡散入力信号を逆拡散する。送信器回路６００は、デジタルプロセッサ６０４を含み、拡散信号６１０を用いて、信号６０２を受信し、信号６０２を拡散する。拡散信号６１０は、デジタルプロセッサによって生成され得、または、外部の拡散コード生成器（図示されず）によって提供され得る。デジタルプロセッサの出力は、クリップフィルタ６０６に入力される。クリップフィルタ６０６は、拡散入力信号に関連するピークおよびＰＡＲを低減する。クリップフィルタ６０６の出力は次いで、デジタルプロセッサ６０４からの拡散信号６１０を受信するデジタル逆拡散器６０８に入力される。デジタルプロセッサ６０４はまた、逆拡散のために必要とされる任意の時間調整または同期化を扱う。クリップされ、逆拡散信号は、ミキサ６０８からＤＡＣ６１２に送信され、そこで、アナログ信号に変換される。アナログ信号はフィルタ６１４によってフィルタリングされ、次いで、ローカル発振器６１８からの信号を用いてフィルタリングされた信号をミックスするミキサ６１６によって周波数変換される。周波数変換された信号は次いで、フィルタ６２０によってフィルタリングされ、増幅器６２２によって増幅され、その後、アンテナ６２４を介して送信される。クリッピングは、非線形性の送信機能を有すると想定され得る。それは望まれる信号（大きいＰＡＲの値を有する信号にとって耐用性がある）へのエラー、および、通常は基準によって厳密に制限されるＯＯＢ放出という結果になる。拡散／逆拡散機能は、が任意の他の非線形性のインパクトであるのとちょうど同じようにＯＯＢ放出を低減する。クリッピングはまた、信号のダイナミックレンジを低減するために必要とされる受信回路に適用され得る。
【００３６】
図１６は、本発明の一局面に従い、デルタ−シグマＤＡＣを用いた送信器回路７００を示す。デルタ−シグマＤＡＣは、無線送信周波数に、直接に入力信号をアップ変換するために用いられ得るため、従来のアナログミキサを介した信号のさらなる周波数変換は必要とされない。無線送信周波数は、無線周波数（ＲＦ）範囲（例えば、メガヘルツ範囲）、または、マイクロ波周波数範囲（例えば、ギガヘルツ範囲）であり得る。送信器回路７００は、入力信号７０２を受信および拡散するデジタルプロセッサ７０４を含む。拡散信号はクリップフィルタ７０６によってクリップされる。クリップされた信号は次いで、ミキサ７０８を介して逆拡散され、ミキサ７０８は、クリップフィルタ７０６からの信号およびデジタルプロセッサ７０４からの拡散信号７１０を受信する。ミキサ７０８からの逆拡散信号は、デルタ−シグマＤＡＣ７１２に入力される。デルタ−シグマＤＡＣ７１２の出力は増幅のために増幅器７１４に入力され、その後、アンテナ７１６を介して送信される。
【００３７】
本発明の別の局面は、信号を処理するための方法に関する。また、説明を簡略化するために、手順は連続的に実行されるように示され、および記載される。本発明は、本発明に従って一部の局面が、ここで示され、および記載されたものとは異なる順序および／または同時に生じ得るように、その示された順序によって限定されないことは理解される。さらに、示され、または記載された全ての特徴が、本発明に従った手順を実施するために必要とされ得るわけではない。付け加えて、そのような手順は、ハードウェア（例えば、一つ以上の積分回路）、ソフトウェア（例えば、ＤＳＰまたはＡＳＩＣ上で実行する）、または、ハードウェアおよびソフトウェアの組み合わせにて実行され得る。
【００３８】
図１７は、本発明の一局面に従った信号変換のための方法８００を示す。手順は８０２にて開始され、信号が受信される。信号は次いで、８０４にてフィルタリングされ、８０６にて増幅される。８０８にて、信号は例えば、ミキサを用いたミキシングを介して、ＩＦに変換される。８１０にて、変換されたＩＦ信号は、拡散コードを介して拡散される。その信号は、直接シーケンス拡散スペクトル（ＤＳ−ＳＳ）、周波数ホップ拡散スペクトル（ＦＨ−ＳＳ）、ＤＳ−ＳＳおよびＦＨ−ＳＳの組み合わせ、または他の拡散技術を介して拡散され得る。ＤＳ−ＳＳにとって、拡散信号は周波数ドメインにおいて継続的である。信号は次いで、８１２において、アナログドメインからデジタルドメインへ変換される。８１４において、信号は、拡散のために、実質的に同様の拡散コードを使用して逆拡散される。しかしながら、逆拡散信号は、逆拡散に先立って、デジタルドメインからアナログドメインに変換される。さらに、必要であれば、時間同期化が、拡散および／または逆拡散の間に用いられ得る。
【００３９】
図１８は、本発明の一局面に従い、信号変換のための別の方法９００を示す。方法９００は、周波数変換およびデジタル−アナログ信号変換を含む。デジタル信号は、任意の前述の拡散技術を使用して、９０２において拡散される。９０４において、デジタル拡散信号は、アナログドメインに変換され、アナログ拡散信号は９０６にてフィルタリングされる。９０８において、信号は、周波数変換を介して異なる周波数に変換される。９１０において、信号は拡散のために使用されるのと実質的に同じ信号を用いて逆拡散される。しかしながら、逆拡散信号は、逆拡散に先立って、デジタルドメインからアナログドメインへ、変換される。さらに、必要であれば、時間同期化が、拡散および／または逆拡散の間に用いられ得る。
【００４０】
図１９は、本発明の別の局面に従い、クリッピングおよび周波数変換を含む、信号変換方法１０００を図示する。１００２において、入力信号は、任意の前述の拡散技術を活用して拡散される。１００４において、信号は、クリップまたはリミッタを用いてクリップされる。１００６において、信号は、デジタルドメインからアナログドメインに変換され、次いで、１００８においてフィルタされる。１０１０において、信号は周波数変換される。１０１２において、信号は、拡散のために、実質的に同じ拡散コードを使用して逆拡散される。しかしながら、逆拡散信号は、逆拡散に先立って、デジタルドメインからアナログドメインへ、変換される。さらに、必要であれば、時間同期化が、拡散および／または逆拡散の間に用いられ得る。１０１２において、信号は逆拡散される。１０１４において、信号はフィルタリングされる。１０１６において、信号は増幅され、１０１８において送信される。
【００４１】
図２０は、本発明の一局面に従い、拡散信号上でクリッピングが実行される、さらなる別の信号変換方法１１００を図示する。１１０２において、信号は、任意の前述の拡散技術を使用して拡散される。拡散信号は、例えば、フィルタのクリッピング、または他のピーク低減技術を用いて、１１０４においてクリップされる。１１０６において、信号は、拡散のために使用されるのと実質的に同じ信号を用いて逆拡散される。逆拡散は時間調整を必要とされ得、それは、１１０６においてもまた生じ得る。１１０８において、信号はアナログドメインへ変換され、１１１０において周波数変換される。送信のために、信号はアップ変換され得る。しかしながら、信号は、所望される場合、ダウン変換され得る。１１１２にて、信号は送信される。
【００４２】
上述の記載は本発明の例示的な実施を含む。もちろん、本発明を記載する目的のためのすべての考えられる構成要素または手順の組み合わせを記載することはできないが、当業者は、本発明の多くのさらなる組み合わせおよび順列が可能であることを理解する。従って、本発明は、添付された請求項の趣旨および範囲内において、全ての変更、修正、および変形を包含することが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一局面に従うシステムを概略的に示すブロック図である。
【図２】２つの信号のパワースペクトル密度の例示的なグラフィカル・イラストレーションである。
【図３】図２に示す信号の３次相互変調（ＩＭ）のパワースペクトル密度の例示的なグラフィカル・イラストレーションである。
【図４】拡散後の図２に示す２つの信号のパワースペクトル密度の例示的なグラフィカル・イラストレーションである。
【図５】図４に示す信号の３次相互変調のパワースペクトル密度の例示的なグラフィカル・イラストレーションである。
【図６】拡散後の図２に示す２つの信号のパワースペクトル密度の例示的なグラフィカル・イラストレーションである。
【図７】１０ｄＢの逆拡散ゲインが適用された後の、図６に示す２つの信号のパワースペクトル密度のグラフィカル・イラストレーションである。
【図８】図４に示す信号の拡散後の３次相互変調のパワースペクトル密度のグラフィカル・イラストレーションである。
【図９】１０ｄＢの逆拡散ゲインが適用された後の、図６に示す信号の３次相互変調のパワースペクトル密度のグラフィカル・イラストレーションである。
【図１０】本発明の一局面に従う受信回路を概略的に示すブロック図である。
【図１１】本発明の一局面に従うデジタルプロセッサの機能ブロック図である。
【図１２】本発明の一局面に従う信号処理回路を概略的に示すブロック図である。
【図１３】本発明の一局面に従う送信回路を概略的に示すブロック図である。
【図１４】本発明の他の局面に従う送信回路を概略的に示すブロック図である。
【図１５】本発明の更なる他の局面に従う送信回路を概略的に示すブロック図である。
【図１６】本発明の他の局面に従うデルタ−シグマ・デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）を有する送信回路を概略的に示すブロック図である。
【図１７】本発明の一局面に従う信号変換の方法のブロック図である。
【図１８】本発明の他の局面に従う信号変換の方法のブロック図である。
【図１９】本発明の更なる他の局面に従う信号変換の方法のブロック図である。
【図２０】本発明の更なる局面に従う信号変換の方法のブロック図である。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年4月19日(2006.4.19)
【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】
信号変換のためのシステムであって、
拡散信号と入力信号とを組み合わせ、拡散入力信号を提供する、拡散器と、
第１のドメインから第２のドメインへ、該拡散入力信号を変換し、変換された拡散入力信号を提供する、信号変換器と、
該変換された拡散入力信号を逆拡散し、第２のドメインにおいて該入力信号を提供する、逆拡散器と
を備える、システム。
【請求項２】
拡散コードを生成し、直接シーケンス拡散スペクトル（ＤＳ−ＳＳ）拡散信号を提供する拡散コード生成器をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記拡散コード生成器が、前記ＤＳ−ＳＳ拡散信号と結合される、周波数ホップ拡散スペクトル（ＦＨ−ＳＳ）信号をさらに生成する、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
擬似ランダム数コードを生成し、拡散信号を提供する拡散コード生成器をさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記逆拡散器を前記拡散器に結合させ、前記逆拡散することと前記拡散することとを時間的に調整するフィードバックループをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記第１のドメインがデジタルドメインおよびアナログドメインのうちの１つであり、前記第２のドメインが該デジタルドメインおよび該アナログドメインのうちの他の１つである、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
逆拡散することに先立って、前記拡散入力信号を周波数変換するミキサをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記信号変換器が、デルタ−シグマ・アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）およびデルターシグマ・デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）のうちの一つである、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記拡散入力信号に関連するピークを低減するクリッピング構成要素をさらに備え、前記逆拡散器が、該ピーク低減に関連する低下および帯域外（ＯＯＢ）放出を軽減する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記拡散入力信号に関連するピークを低減するクリッピング構成要素をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【国際調査報告】
2007509582.tif 000023
2007509582.tif 000024