(57)【要約】  方法がノイズフロア以下の受信信号強度をもつ拡散スペクトル受信機を較正する。方法は入力ノイズ電力を推定することを含み、受信機からのノイズ電力出力を測定することを含む。方法は少なくとも１つの較正値を決定するために、推定された入力ノイズ電力を測定された出力ノイズ電力と比較することも含む。方法は少なくとも１つの較正値に基づいて受信機を較正することを更に含む。
2011522487.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノイズフロア以下の受信信号強度をもつ受信機を較正する方法であって、
周波数の範囲に亘って前記受信機から出力されたノイズ電力を測定することと、
周波数帯内の利得を決定するために前記測定された出力ノイズ電力を解析することと、
前記解析に基づいて、前記受信機の相対的な利得を較正することと
を具備する方法。
【請求項２】
前記較正は、
バックグラウンドモードの前記受信機の動作の間中生じる、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記較正は、
前記受信機に電力を供給することで生じる、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記測定することは、
時間期間の前記出力ノイズ電力を積分することを更に具備する、請求項１記載の方法。
【請求項５】
指定された周波数における相対的な最大利得を決定するために出力ノイズ電力を繰り返し測定するためのプログラム符号と、
前記決定された相対的な最大利得に基づいて、ＲＦ受信機を繰り返し較正するためのプログラム符号と
を具備する、コンピュータプログラムを記憶するコンピュータ可読媒体。
【請求項６】
前記較正符号は、
前記ＲＦ受信機の利得を較正する、請求項５記載の媒体。
【請求項７】
前記較正符号は、
前記ＲＦ受信機の周波数応答を較正する、請求項５記載の媒体。
【請求項８】
前記較正は、
前記ＲＦ受信機の電源始動時に生じる、請求項５記載の媒体。
【請求項９】
干渉信号を減衰させるために前記較正値を調整するプログラム符号を更に具備する、請求項５記載の媒体。
【請求項１０】
ノイズフロア以下の最大信号強度をもつ信号を受信するＲＦアンテナシステムと、
前記受信された信号を処理するＲＦ受信機システムと、
前記ＲＦ受信機システムの測定された出力ノイズ電力の解析に基づいて、前記ＲＦ受信機システムを較正する較正システムと
を具備する、モバイルデバイス。
【請求項１１】
前記ＲＦシステム受信機は、
低ノイズアンプ及びフィルタを具備し、
前記較正システムは、
周波数に関して前記フィルタを較正することと、相対的な利得に関して前記低ノイズアンプを較正することとを具備する、請求項１０記載のモバイルデバイス。
【請求項１２】
終端抵抗を更に具備し、
前記終端抵抗は、
前記ＲＦアンテナが信号を受信しないときに、較正を可能にする前記ＲＦ受信機システムに既知の入力を提供する、請求項１０記載のモバイルデバイス。
【請求項１３】
干渉検波器を更に具備し、
前記干渉検波器は、
干渉信号を検知することに基づいて、較正を無効にする、請求項１０記載のモバイルデバイス。
【請求項１４】
アンテナから受信した信号を処理する低ノイズアンプと、
前記受信機の測定された出力の解析及び前記低ノイズアンプの推定された解析に基づいて、前記低ノイズアンプを較正する較正システムと
を具備し、
前記信号は、
ノイズフロア以下の最大信号強度をもつ、衛星測位システム受信機。
【請求項１５】
フィルタを更に具備し、
前記較正システムは、
周波数に関して、前記フィルタを較正する、請求項１４記載の衛星測位システム受信機。
【請求項１６】
周囲の温度を測定する温度回路を更に具備し、
前記較正システムは、
前記測定された周囲の温度に基づいて、絶対的な利得を較正する、請求項１４記載の衛星測位システム受信機。
【請求項１７】
拡散スペクトル受信機の測定された出力と、前記拡散スペクトル受信機の推定された入力とを比較する手段と、
前記比較する手段に基づいて、前記拡散スペクトル受信機を較正する手段と
を具備し、
前記拡散スペクトル受信機は、
受信された最小ノイズ電力以下の最大強度をもつ信号を受信する、衛星測位システム受信機。
【請求項１８】
前記受信信号をフィルタリングする手段を更に具備し、
前記フィルタリングする手段は、
周波数セレクティビティを向上させるために較正されている、請求項１７記載の受信機。
【請求項１９】
前記較正は、
前記受信機の電力供給で生じる、請求項１７記載の受信機。
【請求項２０】
ノイズフロア以下の受信信号強度をもつ拡散スペクトル受信機を較正する方法であって、
入力ノイズ電力を推定することと、
前記受信機からのノイズ電力出力を測定することと、
少なくとも１つの較正値を決定するために前記測定された出力ノイズ電力と、前記推定された入力ノイズ電力とを比較することと、
前記少なくとも１つの較正値に基づいて、前記受信機を較正することと
を具備する方法。
【請求項２１】
前記較正は、
バックグラウンドモードの前記受信機の動作の間中生じる、請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
前記較正は、
前記受信機で電力供給することで生じる、請求項２０記載の方法。
【請求項２３】
前記測定することは、
時間期間の前記出力ノイズ電力を積分することを更に具備する、請求項２０記載の方法。
【請求項２４】
前記較正することは、
利得較正を含む、請求項２０記載の方法。
【請求項２５】
前記較正は、
周波数応答を較正する、請求項２０記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【優先権の主張】
【０００１】
本願は、２００８年５月３０日出願のC.CONROY等による、米国特許仮出願６１／０５７，７４６号に対する利益を主張する。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、ワイヤレスシステムに一般的に関連する。特に、本開示はＲＦ受信機を較正することに関連する。
【背景技術】
【０００３】
現代のワイヤレス受信機のデザインは、望ましい性能を達成するために較正を大いに頼りにする。較正は回路性能に基づく動作状態を調整するためにしばしば実行される。それは回路における統計的な変動に亘って性能を満たすためのデザインの必要性を減らす。例えば、利得較正は動作状態に亘って比較的一定の受信機の利得を保つために用いられてもよい。
【０００４】
現代のワイヤレス受信機は集積回路内で典型的に実行される。このような集積回路内に専用の較正構成を備えることは、ダイ面積、デザインリソース及びテスト入力によってコストを負う。特に、工場較正設定用のテスト入力は費用がかかると立証できる。それゆえに、できる限り電源始動時の較正または定期的な自己較正技術を用いることが望ましい。
【０００５】
受信機のＲＦフロントエンドにおいて、直列利得は、デバイストランスコンダクタンスの強力な機能であり、性能コーナー及び温度で変化する。同様に、非常に狭帯域な応答をもつ受信機に関して、帯域応答はキャパシタ及びインダクタの大きさに依存し、モデル不正確と同様にコーナーで変化し得る。それゆえに、特に受信機が非常に狭い帯域幅応答をもつ場合に、応答が望ましい周波数帯域及び利得に集中されることを保障するために、正確な較正がこのような受信機に要求される。
【０００６】
利得較正及び帯域調整のために存在する技術の間で、既知の電力レベルをもつ周波数スィープ入力トーンが、受信機の出力をモニタする間に受信機入力に適用されてもよい。この方法は非常に簡単であり、同じテスト内の利得及び帯域調整情報を提供する。しかしながら、広範囲にわたる周波数入力トーンを提供することは、工場較正の間に非常に費用がかかり得る。
【０００７】
上述の方法の変形はテスト入力としてオンチップ局部発振器信号を用い得る。しかしながら、低ノイズアンプ入力に局部発振器テスト信号を送ることはデザイン関心事であってもよい。更に、較正が局部発振器電力内の変化の可能性によりあまりロバストでなくなる。
【０００８】
帯域調整のための別のアプローチは低ノイズアンプ及び電圧制御発振器（ＶＣＯ）のために類似したインダクタを用いることであり、ＶＣＯ調整コードからの帯域調整情報を動作させることである。この方法は低ノイズアンプインダクタを強要し、十分な正確性を提供しないかもしれない。
【０００９】
従来のアプローチの欠点を克服すると同時に、フロントエンドフィルタを較正できることが望ましい。
【発明の概要】
【００１０】
周波数及び利得較正のために向上した方法及び装置が提供される。１つの様態において、装置はＲＦ受信機の入力におけるノイズ電力を正確に推測し、受信機の出力におけるノイズ電力の測定の後に、受信機の利得及び中心周波数を推測する。推測された利得は受信機の較正を可能にし、周波数較正及び利得較正のどちらも可能にする。受信信号がノイズフロア以下の電力をもつ限り、ＲＦ受信機の通常動作の間に、較正は余計なハードウェアなしに直接実行されてもよい。
【００１１】
別の様態において、方法はノイズフロア以下の受信信号強度をもつ受信機を較正する。方法は、周波数の範囲に亘って受信機からのノイズ電力出力を測定すること、周波数帯域内の利得を決定するために当該測定された出力ノイズ電力を解析すること、及び当該解析に基づく受信機の相対的な利得を較正することを含む。
【００１２】
更に別の様態において、モバイルデバイスは、ノイズフロア以下の最大信号強度をもつ信号を受信するＲＦアンテナシステムを含む。デバイスは、受信信号を処理するＲＦ受信機システム及び較正システムも含む。較正システムは、ＲＦ受信機システムの当該測定された出力ノイズ電力の解析に基づくＲＦ受信機システムを較正する。
【００１３】
更なる様態において、衛星測位システム受信機は、アンテナから受信した信号を処理する低ノイズアンプを含む。信号はノイズフロア以下の最大信号強度をもつ。受信機は、受信機の測定された出力の解析と、低ノイズアンプの推定された入力の解析とに基づく低ノイズアンプを較正する較正システムをもつ。
【００１４】
別の様態において、衛星測位システム受信機は、拡散スペクトル受信機の測定された出力と、拡散スペクトル受信機の推定された入力とを比較するための手段を含む。受信機は、比較に基づく拡散スペクトラム受信機を較正するための手段も含む。拡散スペクトラム受信機は、最大受信ノイズ電力以下の最大強度をもつ信号を受信する。
【００１５】
更に別の様態において、方法は、ノイズフロア以下の受信信号強度をもつ拡散スペクトル受信機を較正する。方法は、入力ノイズ電力を推定すること、受信機からのノイズ電力出力を測定すること、及び少なくとも１つの較正値を決定するために当該推定された入力ノイズ電力と当該測定された出力ノイズ電力とを比較することを含む。方法は、少なくとも１つの較正値に基づいた受信機を較正することも含む。
【００１６】
更に別の様態において、コンピュータ可読媒体はコンピュータプログラムを記憶する。プログラムは、特定の周波数における相対的な最大利得を決定するために出力ノイズ電力を繰り返し測定するためのプログラム符号を含む。媒体は、当該決定された相対的な最大利得に基づいたＲＦ受信機を繰り返し較正するためのプログラム符号も含む。
【００１７】
前述は、本開示の実施形態がよりよく理解されるように、本開示の実施形態の技術的な利点及び特徴の概略を述べてきた。更なる特徴及び利点は、本開示の特許請求の範囲の主題を形成する以下に記述されるであろう。開示した特定の実施形態及び概念が、本開示と同じ目的を実行するためにその他の構成をデザインするための又は変更するための根拠として容易に利用されてもよいことは、当業者によって理解されるべきである。同様の構成が補正した特許請求の範囲に示す開示の範囲及び精神から逸脱しないことは、当業者によって十分に理解されるべきである。動作方法及び構成の両者に関して、更なる対象及び利点と共に本開示の特徴と考えられる新しい特徴は、添付図と共に考えた場合、以下の記述からよりよく理解されるだろう。しかしながら、図の各々が例証及び記述の目的のためだけに提供され、本開示の制限の定義づけとして意図されないことは明確に理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
本開示のより完全な理解のために、添付図に関連して得られた以下の記述にここで言及する。
【図１】図１は本開示の様態が都合良く用いられてもよい典型的な通信システムを示すブロック図である。
【図２】図２はＲＦ受信機のブロック図である。
【図３Ａ】図３Ａは周波数に関連する内部の利得を示すグラフである。
【図３Ｂ】図３Ｂは周波数に関連する内部のノイズ電力を示すグラフである。
【図４】図４は周波数に関連する外部のノイズ電力を示すグラフである。
【図５】図５は別のＲＦ受信機のブロック図である。
【図６】図６は典型的な較正処理を示すフロー図である。
【図７Ａ】図７Ａは周波数に関連するプロットされた電力をもつ２つの干渉信号を示すグラフである。
【図７Ｂ】図７Ｂは周波数に関連するプロットされた電力をもつ２つの干渉信号を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、本開示の様態が好都合に用いられてもよい典型的な通信システム１００を示す。例証の目的のために、図１は、ＧＰＳのような衛星測位システム（ＳＰＳ）の一部として衛星１１０を示す。図１は、３つのモバイル局（ＧＰＳ受信機であってもよい）１２０，１３０，１５０及び２つの基地局１４０も示す。典型的なワイヤレス通信システムは、より多くのモバイル局及び基地局をもっていてもよい。モバイル局１２０，１３０，１５０は、以下に更に記述されるような本開示の様態にある、向上した較正システム１２５Ａ，１２５Ｂ，１２５Ｃを含む。図１は、基地局１４０及びモバイル局１２０，１３０，１５０からの順リンク信号１８０と、モバイル局１２０，１３０，１５０から基地局１４０への逆リンク信号とを示す。衛星１１０及びモバイル局（例えば、ＧＰＳ受信機のように機能する場合）１２０，１３０，１５０の間の通信リンクは例証されない。
【００２０】
図１において、モバイル局１２０は、モバイル電話として示され、モバイル局１３０は、ポータブルコンピュータとして示され、モバイル局１５０は、ワイヤレスローカルループシステム内の固定位置遠隔ユニットとして示される。例えば、モバイル局はＧＰＳ受信機、携帯電話、ハンドヘルド個人通信システム（ＰＣＳ）ユニット、個人情報端末のようなポータブル情報ユニットまたはメータ読出し装置のような固定位置情報ユニットであってもよい。図１は本開示の教えに従ってモバイル局を例証するが、本発明はこれら典型的に例証されたユニットに限定されない。本開示はＲＦ較正システムを含む任意のデバイスに適当に用いられてもよい。
【００２１】
本開示の様態において、ＲＦ受信機の較正はノイズ電力の解析に基づいている。受信機の出力でノイズ電力を観測することは、周波数帯の利得の推定を可能にする。受信信号強度がノイズフロア以下であると、較正が、受信機動作の間と同様に、例えばバックグラウンドモードの電力供給で生じ得る。
【００２２】
ここで図２を参照して、本開示が用いられてもよい典型的なＲＦ受信機が描写される。拡散スペクトル及び特に衛星測位システム（ＳＰＳ）が本開示の教えを例証するために描写されるが、本発明は最大受信信号強度がノイズフロア以下である任意のＲＦシステムも意図する。ノイズフロア以下の信号を備えるＲＦシステムは、超広帯域（ＵＷＢ）及びＣＤＭＡ １ｘＲＴＴを含む。
【００２３】
ＲＦ受信機１は、１つの様態においてシングルチップ１０上で実行されるＲＦフロントエンド処理回路を含む。ＲＦフロントエンド処理チップ１０は、アンテナ１１から受信した信号を処理する。この例において、受信信号はＳＰＳ信号であり、特にＧＰＳ信号であるだろう。
【００２４】
ＲＦフロントエンド処理チップ１０に達するアンテナ１１から受信した信号より先に、オフチップフィルタ１２は帯域内信号のみがＲＦフロントエンド処理チップ１０に送信されるように帯域外信号を減衰させる。ＲＦフロントエンド処理チップ１０は、最初に低ノイズアンプ１３で信号を受信し、処理の後に、フィルタ１４に信号を出力する。フィルタ１４は、下位変換のためにミキサ１５にフィルタされた信号を出力する。
【００２５】
下位変換処理は概して２つの信号を混合する。ミキサ１５は、フィルタ１４からのフィルタされたＲＦ信号を受信し、発振周波数も受信する。発振周波数は、どちらもチップ１０上にある、局部発振器（ＬＯ）１７を動作させる電圧制御発信器（ＶＣＯ）１６によって制御される。位相同期回路（図示せず）は電圧制御発信器１６を制御する。
【００２６】
トランスインピーダンスアンプのような復調器１８は、下位変換された信号を受信する。トランスインピーダンスアンプが記述されているが、フィルタまたはプログラマブル利得アンプのような任意の復調器またはポストミキサが代用されてもよい。１つの様態において、復調器１８は、アナログ−ディジタル変換の後のディジタル形式である。別の様態において、復調器１８は、電圧出力を備えるアクティブミキサである。
【００２７】
復調器１８からの信号はローパスフィルタ１９及びアナログ−ディジタル変換器２０に送信される。本開示の１つの様態において、アナログ−ディジタル変換器２０からのディジタル信号が別のチップ２５で受信される。
【００２８】
その他のチップ２５は、一般的にディジタルベースバンドプロセッサ又はディジタルベースバンドエンジンと称されるであろう。ディジタルベースバンドエンジン２５は内蔵積分器２６を含む。積分されたノイズ電力出力値は、ＲＦフロントエンド処理チップ１０の中に余計な処理を要求することなく、ディジタルベースバンドエンジン２５から直接受信されてもよい。換言すると、ＳＰＳシステムは、一般的に、デザイン本来の機能としてディジタルベースバンドエンジン２５内にcorrellator及び積分器を有するので、これら積分器２６の出力はいつでも利用可能であり、較正のために用いられてもよい。
【００２９】
制御器２７は較正を制御するために提供されてもよい。制御器２７は、ディジタルベースバンドエンジン２５の積分器２６からのデータ出力を受信し、当該受信された値を望ましい周波数及び利得値と比較する。測定された値が望ましい値とは異なる場合、制御器２７は望ましい利得及び周波数を得るために低ノイズアンプ１３及びフィルタ１４を較正する。
【００３０】
図３Ａを参照して、周波数に関して、低ノイズアンプ１３の出力の利得が示される。図３Ａは低ノイズアンプ１３のセレクティビティを論証する。図３Ｂは周波数に関してプロットされた低ノイズアンプ１３からのノイズ電力出力を示す。図３Ａ及び図３Ｂを比較することによって示されるように、プロットが全く同様であるので、利得は低ノイズアンプ１３の出力のノイズ電力を観測することによって正確に推定されてもよい。低ノイズアンプ１３からのノイズ電力出力は利得の量の非常に良い指標であるだけでなく、ノイズ電力は利得が最大である周波数もまた示す。
【００３１】
図４を参照して、全ＲＦフロントエンド処理チップ１０の出力の積分されたノイズ電力（低ノイズアンプ１３の出力と向い合せるような）が、周波数に対してプロットされる。プロットは図３Ａ及び図３Ｂに示されるグラフに従う。図４にプロットした出力は、低ノイズアンプ１３を除いて、受信機の中のいかなるその他のフィルタリングを説明しない。それゆえ、ＲＦフロントエンド処理チップ１０からの出力ノイズ電力は、低ノイズアンプ１３の最大利得のための周波数の良い指標である。また、注目すべきことは、排除又は帯域内（ＧＰＳのために約１５７５ＭＨｚの周波数である）及び帯域外（ＧＰＳのために約１６５０ＭＨｚ以上の周波数である）の間の利得の差である。それゆえ、受信機の出力からの情報が、受信機１の中のコンポーネントを較正するために用いられてもよい。
【００３２】
図３Ｂは低ノイズアンプ１３からの直接的な出力を示すが、図４は低ノイズアンプ１３の出力と実質的に同じ形をもつ受信機１からの出力を示す。測定した信号が受信機出力である（低ノイズアンプ１３からの直接的な出力の代わりに）理由は、低ノイズアンプ１３の直後に信号へのアクセスが一般的にないからである。しかしながら、形が非常に類似しているので、信号は異なるポイント、換言すると受信機出力でサンプリングされてもよいし、フィルタ１４及び低ノイズアンプ１３に戻り、調整するように用いられてもよい。
【００３３】
１）（低ノイズアンプの）ランダムサーマルノイズの入力電力が正確に推定されてもよいし、２）入力電力が比較的平坦な周波数をもつ、換言すると電力が周波数と共に著しく変化しないので、較正は出力のノイズ電力の測定に基づいて生じ得る。入力電力が正確に推定されてもよい、又は、入力電力が比較的平坦な周波数をもつ限り、入力電力（ノイズ以外の不変のソースさえ）が較正のために用いられてもよい。更に、信号強度がノイズフロア以下である（ＧＰＳのような）場合、存在するいかなる信号も入力ノイズ電力に著しく影響を及ぼさないであろう。従って、任意の入力信号の電力は未知であってもよいし、較正は入力ノイズ電力を用いて生じてもよい。
【００３４】
１つの実施形態において、入力ノイズ電力が較正のためのノイズ電力を用いるために推定される。本開示の様態に従って、入力ノイズの電力は以下の等式に従って推定される。
【００３５】
ノイズ電力＝４ｘＫｘＴｘＲ                                              （１）
Ｋはボルツマン定数であり、Ｔはケルビン単位の温度であり、Ｒはアンテナの放射抵抗である。
【００３６】
ＧＰＳ受信機をもつモバイルユニットにおいて、アンテナ１１の放射抵抗は典型的に５０オームであり、名目上の動作温度は約２４５Ｋ−２６５Ｋと仮定される。１つの実施形態において、実質的な温度はモバイルユニット上の温度回路から得られる。別の実施形態において、入力ノイズ電力スペクトル密度は、等式１を用いて、回路によって測定された温度に基づいて推定される。この実施形態において、温度が変化するように、絶対的な利得は、ＧＰＳ受信機の通常動作の間中、連続的に較正されてもよい。
【００３７】
ノイズ電力が与えられた信号の帯域幅によって多元化される場合、帯域内ノイズ電力は計算される。ノイズはランダムであるので、ノイズ電力推定の精度は、複数の時間間隔を通じて平均化するのと同様に、周波数を通じた十分な積分の後に達成される。
【００３８】
（等式（１）に基づいて推定される）入力ノイズ電力は受信機を通して伝わり、一定量の利得及びフィルタリングを経験する。出力において、ノイズ電力は受信機の実質的な利得の量を決定するために測定される。特に、推定された入力ノイズ電力及び測定された出力ノイズ電力を比較することによって、利得の量は推測されてもよい。例えば、出力において、４ＫｘＴｘＲｘ帯域幅ｘ１０００の電力を測定することは、出力における帯域内ノイズ電力が入力における帯域内ノイズ電力よりも１０００倍であることを示唆する。従って、この受信機を通ずる利得は、１０００又は３０ｄＢと推測される。
【００３９】
望ましい利得が２５ｄＢである場合、低ノイズアンプ１３は５ｄＢ下方へ調整されるであろう。測定されたノイズ電力のピークに対応する周波数が観測される。観測された周波数は、その後、望ましい周波数に一致するように調整されるフィルタ１４の中心周波数及び望ましい周波数と比較される。
【００４０】
低ノイズアンプ利得を示している図３Ｂを再度参照して、受信機内の不正確性は周波数目盛り上で左または右へこの応答を移すであろう。ノイズ電力を用いる較正は、最適条件または最適条件に近い無線の性能を維持しながら中央にそれを戻す。
【００４１】
較正はフィルタ１４だけでなく、低ノイズアンプ１３も変える。一つの様態において、帯域パス形状が再度中心に置かれるように、低ノイズアンプ１３はロードタンク内のコンデンサを変更することにより較正結果に応答する。
【００４２】
受信機１がノイズ電力以下の受信信号電力をもって動作する場合、信号電力はシステムの総電力を著しく増すことができない。それゆえ、較正が、工場環境内にあるべきではなく、完全に組み立てられたデバイス、例えば電話の動作の間中生じ得る。較正は、定期的に自己診断モードにおける受信機特性モニタとして用いられてもよい。この診断の出力は、利得及び／または周波数をわずかに再調整するために用いられてもよい。別の様態において、較正は電源始動時に生じる。その他の様態において、較正は他の時に生じる。
【００４３】
図５を参照して、本開示の別の様態がここに記述される。この様態において、オンチップ電力検波器３０は、較正のために積分された出力の代わりに用いた出力を提供する。オンチップ電力検波器３０は、ローパスフィルタ１９から直接信号を受信し、較正目的のためにディジタルベースバンドエンジン２５の必要性を排除する。
【００４４】
オンチップ電力検波器３０がローパスフィルタ１９からの信号を受信するように示されるが、オンチップ電力検波器３０は復調器１８からの信号を直接受信することも可能である。しかしながら、ノイズ電力を積分することは定義された帯域幅上で生じるべきであるので、ローパスフィルタ１９の後に信号を受信することが好ましいかもしれない。従って、入力帯域幅が既知である場合、その結果として生じるヘルツあたりのノイズ電力は既知である。アナログドメインにおいて、任意の信号の電力を測定する場合、信号内に存在する周波数コンポーネントの幅は直接推測することができない。ローパスフィルタ１９のような既知のフィルタは、既知の領域へ帯域幅を抑制し、既知の帯域幅の中のある型の形を想定する間に、電力が解析されることを許容する。帯域幅が制御された型に限定される場合、同調の機能としてノイズ電力のピークを見つけ出すことができることに加えて、絶対的なノイズ電力の正確な測定が決定される。それゆえ、受信機の絶対的な利得の正確な測定が計算され得る。しかしながら、周波数調整が生じる場合、ローカル最大値が必要とされる。別の様態において、オンチップ電力検波器はアナログ−ディジタル変換器２０からのディジタル信号を受信する。
【００４５】
オンチップ電力検波器３０の場合には、ディジタルベースバンド２５及びその相関器と積分器とは必要でない。むしろ、アナログ電力検波器３０が定義された帯域幅中の総信号電力を測定し、その出力は電圧又は電流信号であってもよい。
【００４６】
前述はノイズがアンテナ１１によって受信されていると仮定したが、本開示は工場較正の間のように、アンテナが信号を受信していない場合にも適用可能である。従って、本開示は、大部分を工場設定内で較正のために用いた高価な信号ジェネレータに置換えてもよい。この様態において、既知の入力ソースが生成される。例えば、低ノイズアンプ１３への入力は、フィルタ１２及び低ノイズアンプ１３のどちらか一方の間にオンチップ抵抗器を配置することによって終わらせてもよい、又は、フィルタ１２の前にオフチップ終端（例えば、抵抗器）を配置することによって終わらせてもよい。後者の場合において、コネクタは、オフチップ抵抗器及びアンテナ１１の間をつなげてもよい。受信された信号、換言するとアンテナ１１及び抵抗器、の間をつなげることによって、較正は温度のような環境変化の原因となる通常動作の間に生じてもよい。
【００４７】
一つの様態において、抵抗器は、例えばＧＰＳシステム内の５０オーム等、アンテナの抵抗に一致する値をもっているが、少なくとも抵抗は、出力スペクトルの密度が推定されてもよいような既知の値であるべきである。換言すると、既知の抵抗値は出力スペクトルの密度の計算を可能にする。同様に、上述したパラダイムに従って較正を可能にする。
【００４８】
前述したように、受信機からの出力はディジタルベースバンドエンジンの中に積分される。積分帯域幅は様々なファクタに基づいて選択されてもよい。
【００４９】
受信機は、受信機の利得（例えば、無線構成又はデザイン関連の非理想的な性質からの）による周波数上の電力において比較的平坦である入力スペクトルをもち得るが、比較的平坦である間の出力は、電力において突起又はスパイクをもっているかもしれない。十分に広い積分帯域幅は、高周波数領域からのエネルギー情報をサンプリングし、正確性に影響を及ぼされないように突起の相対的な寄与を減らす。これは積分のためにできる限り広い帯域幅をもつことの利点である。
【００５０】
ノイズ形状がノンホワイトノイズ電力スペクトルになる場合に、積分のために高周波数領域を選択することは不適切であるかもしれない。例えば、シグマデルタ・アナログ−ディジタル変換器と称されるアナログ−ディジタル変換器は、周波数の広い領域に亘って平坦なノイズを出力しない。従って、ノイズ電力がほぼ平坦である周波数領域がサンプリングされるべきであり、その結果、上昇したノイズ電力が結果に影響するのを妨ぐために十分に狭い帯域が選択される。
【００５１】
要約すると、突起の存在において、より広い帯域幅は好都合であり、ノンホワイトノイズ電力スペクトルの存在において、狭い帯域幅は好都合である。
【００５２】
１つの様態において、本開示は自己生成された干渉からの問題に立ち向かう。突起が干渉に起因する範囲内において、積分帯域幅選択トレードオフは適用する。突起がノイズフロアを上昇させる範囲内において、干渉信号に起因する増加は評価されなければならない。すなわち、拡散スペクトルシステム内に拡散コードを適用する場合、突起はノイズフロアを増やすように広がるであろう。前述したように、十分に広い積分帯域幅は、突起が最小限のノイズフロアを追加するように用いられ、干渉は較正に作用しないであろう。ＧＰＳの例において、利得は典型的に８０ｄＢであり、要求される正確性は約１ｄＢである。従って、全ノイズ電力は、利得読出しにかなり影響を及ぼすように及びそれを不正確にするように１ｄＢ増加されるべきであろう。
【００５３】
本開示の１つの様態において、サーバ帯域内の連続的な干渉は較正結果に影響を及ぼし得るので、自己生成された帯域内の干渉が検波される。デバイスはいつ伝送するかを十分に認識しているので、検波が可能である。検波された伝送が生じる場合、検波された伝送が終了するまで、較正は延期される。別の様態において、検波された伝送が生じる場合、ディジタルベースバンドエンジン２５は示度を受信し、検波された干渉のために根拠のないものとして、いかなる較正も無視される。
【００５４】
図６を参照して、較正処理６０がここに記述される。検索アルゴリズム（制御器２７で実行される）は、電力推定器の出力からのフィードバックがフィルタ１４を較正するために用いられ、低ノイズアンプ１３の利得を較正するためにも用いられるといった具合に回路を制御する。
【００５５】
最初に、処理６１では、入力ノイズ電力が等式１に基づいて推定される。処理６２において、受信機からのノイズ電力出力が測定される。当該測定された出力ノイズ電力に基づいて、中心周波数と同様に受信機による利得が決定される。望ましい値を確かめることによって、較正値が処理６３で計算される。換言アすると、当該測定された値と当該望ましい値との間の差が観察される。フィルタ及び／または低ノイズアンプに対応する調整量が計算される。処理６４において、受信機が実質的に較正される。一つの様態において、周波数は利得の前に較正される。処理６５において、較正が完了している又は継続する必要があるかどうかが決定される。較正が完了している場合、処理は処理６１から繰り返す。そうでなければ、較正は終えられる。
【００５６】
本開示は自動利得制御を提供してもよい。較正が続いている場合、自動利得制御は一定量の出力電力を維持するために受信機の利得を変化させる。受信機の利得が変化し、測定への不正確を追加する場合、繰り返された出力電力の較正が同時に生じる。それゆえ、較正及び自動利得制御は同時に生ずるべきでない。較正が望まれる場合、自動利得制御は較正を完了するまで一時的に非活性化される。
【００５７】
本開示の１つの様態において、特性は強い干渉信号を減衰させる。１つの例において、Ｗ−ＣＤＭＡ帯域伝送はＧＰＳ Ｌ１又は１．５７５メガヘルツの関心のある信号を妨げる。較正の不正確のために、特定の値よりむしろ中心周波数領域が望ましい“値”として提供される。大きな変化量が最終較正結果の原因となるので、較正は干渉信号から離れるように結果を変える。すなわち、較正は干渉信号から離れるように中心周波数を移す。応答自身の形状のために、周波数軸において前後に移ることは減衰に強い影響を与える。
【００５８】
図７Ａ及び図７Ｂを参照して、関心のある信号７０及び干渉信号７１が示される。関心のある信号は、２つのポイント７２，７３の間の周波数のどこかでピーク電力をもつべきである。換言すると、ピークは２つの値７２，７３の間の周波数軸において調整され得るし、さらに較正解像度への帯域内であってもよい。ブロッキング信号を減衰させるために、関心のある信号７０の中心は、許容された較正変換、換言するとポイント７２及び７３の間の中に残っている間に、干渉信号７１から可能な限り遠くに移動され得る。
【００５９】
例えば、最終的に中心に置かれた帯域において±１０ＭＨｚの変動が結果として生ずる場合、一番ひどい場合には、この帯域は、ポイント７３でのインタレストの信号７０のピークをもって、１０ＭＨｚずつ高いであろう。この干渉７１は、図７Ｂに示されるように、帯域の中心に関して最小限にオフセットするであろう。本開示のこの様態に従って、ピークは干渉７１から２０メガヘルツ離れることによって、換言すると、図７Ａに示されるようなポイント７２にオフセットされ、その結果としてよい減衰をもたらす。
【００６０】
ここに記述された装置及び方法は、米国の全地球位置把握システム（ＧＰＳ）、ロシアのグロナスシステム、欧州のガリレオシステム、衛星システムの組合せからの衛星を用いる任意のシステム又は今後開発される任意の衛星システムのような様々な衛星測位システム（ＳＰＳ）と共に用いてもよい。更に、当該開示された装置及び方法は、疑似衛星又は衛星と疑似衛星との組合せを利用する位置決定システムと共に用いられてもよい。疑似衛星は、ＧＰＳ時と一致させられてもよいＬ帯域キャリア信号上で変調されるＰＮ符号又はその他の測距符号を送る、地上に置かれた送信機である。このような各送信機は、遠隔受信機による識別を可能にするように独特のＰＮ符号を割り当てられてもよい。疑似衛星は、トンネル、鉱山、建築物、都市渓谷又はその他の囲まれた領域のような、周回衛星からのＧＰＳ信号が利用不能である状況において役に立つ。疑似衛星の別の実行は、ラジオビーコンとして既知である。ここで用いられる“衛星”という用語は、疑似衛星、疑似衛星の相当物及びその他のものを含むことを意味する。ここで用いられる“ＳＰＳ”という用語は、疑似衛星又は疑似衛星の相当物からのＳＰＳのような信号を含むことを意味する。
【００６１】
ここに記述した位置決定技術を用いる較正は、ワイヤレス広域ネットワーク（ＷＷＡＮ）、ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）、ワイヤレスパーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）等のような様々なワイヤレス通信ネットワークに用いられてもよい。“ネットワーク”及び“システム”という用語は、しばしば交換して用いられる。ＷＷＡＮは、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）ネットワーク、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）ネットワーク、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）ネットワーク、直行周波数多元接続（ＯＦＤＭＡ）ネットワーク、シングルキャリア周波数分割多元接続（ＳＣ−ＦＤＭＡ）ネットワーク等であってもよい。ＣＤＭＡネットワークは、ｃｄｍａ２０００、広帯域ＣＤＭＡ（Ｗ−ＣＤＭＡ）等のような一又はそれ以上の無線接続技術（ＲＡＴ）を実行してもよい。Ｃｄｍａ２０００は、ＩＳ−９５、ＩＳ−２０００及びＩＳ−８５６規格を含む。ＴＤＭＡネットワークはモバイル通信のための全地球システム（ＧＳＭ（登録商標））、ディジタルアドバンストモバイル電話システム（Ｄ−ＡＭＰＳ）又はその他のＲＡＴを実行してもよい。ＧＳＭ及びＷ−ＣＤＭＡは、“第３世代共同プロジェクト”（３ＧＰＰ）と称したコンソーシアムの文書中に記述される。Ｃｄｍａ２０００は、“第３世代共同プロジェクト２”（３ＧＰＰ２）と称したコンソーシアムの文書中に記述される。３ＧＰＰ及び３ＧＰＰ２文書は公に利用可能である。ＷＬＡＮはＩＥＥＥ ８０２．１５ｘネットワークであってもよいし、ＷＰＡＮはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ネットワーク、ＩＥＥＥ ８０２．１５ｘ又はその他のタイプのネットワークであってもよい。技術はＷＷＡＮ、ＷＬＡＮ及び／またはＷＰＡＮの任意の組合せのために用いられてもよい。同様に、多元周波数受信機及び多様性受信機が意図される。
【００６２】
ここに用いられるように、モバイル局（ＭＳ）は、ワイヤレス通信を受信可能であるセル方式又はその他のワイヤレス通信デバイス、個人通信システム（ＰＣＳ）デバイス、個人航法デバイス、個人情報マネージャー（ＰＩＭ）、個人情報端末（ＰＤＡ）、ラップトップ又はその他の適当なモバイルデバイスのようなデバイスと称される。“モバイル局”という用語は、衛星信号受信能力、支援データ受信能力及び／または位置関連処理がデバイス又はＰＮＤで生じるかどうかに関わらず、例えば、短距離ワイヤレス、赤外線、有線接続又はその他の接続によって個人航法デバイス（ＰＮＤ）と通信するデバイスを含むことを意味する。また、“モバイル局”は、衛星信号受信能力、支援データ受信能力及び／または位置関連処理がデバイス、サーバ又はネットワークに関連した別のデバイスで生じるかどうかに関わらず、例えば、インターネット、ＷｉＦｉ又はその他のネットワークを経由して、サーバと通信可能であるワイヤレス通信デバイス、コンピュータ、ラップトップ等を含んでいる全てのデバイスを含むことを意味する。また、モバイルデバイスは、ＧＰＳ受信機のような受信専用（換言すると、唯一の方法）デバイスを含む。モバイル局は、任意のタイプの多元周波数受信機も含み得る。上述の実行可能な組合せも“モバイル局”とみなされる。
【００６３】
ここに記述された方法論は、本出願に依存する様々な手段によって実行されてもよい。例えば、これら方法論は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア又はそれらの組合せで実行されてもよい。ハードウェア実行のために、処理ユニットは、一又はそれ以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、ディジタル信号処理デバイス（ＤＳＰＤ）、プログラマブル論理デバイス（ＰＬＤ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子デバイス、ここに記述された機能を実行するためにデザインしたその他の電子ユニット又はそれらの組合せの中で実行されてもよい。
【００６４】
ファームウェア及び／またはソフトウェア実行のために、方法論が、ここに記述された機能を実行するモジュール（例えば、手順や機能等）を備えて実行されてもよい。命令を具体化する有形の機械可読媒体がここに記述された方法論を実行するのに用いられてもよい。例えば、ソフトウェアコードが、モバイル局のメモリ等のメモリに記憶されてもよいし、マイクロプロセッサ又はモデム等のプロセッサによって実行されてもよい。メモリはプロセッサ又は外部のプロセッサで実行されてもよい。ここで用いられた“メモリ”という用語は、長期間、短期間、揮発性、不揮発性又はその他のメモリ等任意のタイプを称し、任意のタイプのメモリ又は数個のメモリあるいはメモリが記憶される媒体のタイプに限定されない。
【００６５】
本発明及びその利点が詳細に記述されてきたが、様々な変形、置換及び変更が、特許請求の範囲によって定義されたような本発明の精神及び範囲から逸脱することなくここで実行されてもよいことは理解されるべきである。更に、本出願の範囲は、本明細書に記述された特定の様態の処理、装置、製品、構成物の材料、手段、方法及びステップに限定することを意図しない。ここに記述された対応する様態と実質上同じ効果を奏する又は実質上同じ機能を実行する、現存する又は将来開発されるような処理、装置、製品、構成物の材料、手段、方法又はステップが本発明に従って利用されてもよいことは、当業者は本発明の開示から直ぐに理解するであろう。従って、特許請求の範囲は、このような処理、装置、製品、構成物の材料、手段、方法又はステップをそれら範囲の中に含むことを意図する。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【国際調査報告】
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