(57)【要約】直接変換受信器の感度を選択的に高めるための装置及びその関連方法。直接変換受信器は、基本帯域フィルタの前に配置された基本帯域増幅器であって、直接変換される基本帯域信号を受信するように結合された基本帯域増幅器を備えている。基本帯域増幅器がそれに供給される信号を増幅する利得は、直接変換受信器の他の増幅素子に適用される利得と組合せて、受信器チェーンにわたって利得を分布させるように選択される。受信器に受信された信号が大きな干渉信号成分を含むときには、増幅された信号が飽和状態になるおそれを低減するために、基本帯域増幅器の利得が下げられる。利得コントローラが増幅素子の利得を制御する。
2006516866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波信号を受信するための無線受信器であって、該無線受信器は、前記高周波信号が、選択された第１段利得で増幅され、そして基本帯域周波数へと直接変換されて基本帯域信号を形成する第１段部分と、前記基本帯域周波数に変換された基本帯域信号が供給される第２段部分とを有し、前記基本帯域信号の信号特性を、前記第２段部分において選択された信号特性へ選択的に変更するための装置の改良が、
前記第１段部分において前記基本帯域周波数へと直接変換された前記基本帯域信号を受信するように適応された第１の第２段増幅器であって、前記基本帯域信号が増幅時に不飽和となるように前記基本帯域信号を第１の選択された利得レベルで選択的に増幅するための第１の第２段増幅器と、
前記第１の第２段増幅器に結合され、そして前記第１の第２段増幅器で前記基本帯域信号を増幅する前にそれに関連した指示を受信するように適応された利得コントローラであって、前記第１の第２段増幅器が前記基本帯域信号を増幅するところの前記選択された利得レベルを選択するための利得コントローラと、
を備えた装置。
【請求項２】
前記第１の第２段増幅器が前記基本帯域信号を増幅するところの前記利得レベルは、第１利得レベル及び少なくとも第２利得レベルの選択された一方を含み、前記第１利得レベルは、前記第２利得レベルより大きい請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記信号に関連した前記指示であって、それに応答して前記利得コントローラが前記選択された利得レベルを選択的に選択するところの前記指示は、ノイズレベル関連値を含み、そして前記利得コントローラは、前記第１の第２段増幅器が前記信号を増幅するところの前記選択された利得レベルを、前記ノイズレベル関連値が選択されたスレッシュホールドを越えたときに第２の利得レベルに選択する請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記高周波信号を増幅する前記選択された第１段利得は、少なくとも選択されたスレッシュホールド程度のものとして選択でき、前記利得コントローラは、前記選択された第１段利得の指示を受信するように更に適応され、そして前記利得コントローラは、前記選択された第１段利得が前記選択されたスレッシュホールドより大きいときには、前記第１の第２段増幅器が前記信号を増幅するところの前記選択された利得レベルを前記第２利得レベルに選択する請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記第１段部分は、高周波増幅器を備え、そして前記利得コントローラは、前記高周波段増幅器に更に結合され、前記利得コントローラは、更に、前記高周波段増幅器の選択された第１段利得を選択する請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記利得コントローラは、前記高周波段増幅器の選択された第１段利得、及び前記第１の第２段増幅器の第１の選択された利得レベルを、少なくとも選択された無線受信感度レベルを得るための増幅レベルをそれらの間に分布させるように選択する請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記第２段部分は、更に、前記第１の第２段増幅器により増幅された前記基本帯域信号の表示を受信すると共に、前記基本帯域信号を第２の選択された利得レベルで増幅するように適応された第２の第２段増幅器を備え、前記利得コントローラは、更に、前記第２の第２段増幅器に結合され、前記利得コントローラは、更に、前記第２段増幅器が前記基本帯域信号を増幅するところの第２の選択された利得レベルを選択する請求項５に記載の装置。
【請求項８】
前記利得コントローラは、前記高周波段増幅器の前記選択された第１段利得、前記第１の第２段増幅器の前記第１の選択された利得レベル、及び前記第２の第２段増幅器の前記第２の選択された利得レベルを、少なくとも選択された無線受信感度レベルを得るための増幅レベルをそれらの間に分布させるように選択する請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記無線受信器は、セルラーＩＳ−９８（暫定規格９８）動作仕様に準じて動作できる移動ステーションの一部分を形成し、そして前記選択された無線受信感度レベルは、少なくとも前記セルラーＩＳ−９８動作仕様に規定された最小所要レベルに合致する請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記第２段部分は、更に、フィルタ素子を備え、そして前記第１の第２段増幅器及び第２の第２段増幅器は、前記フィルタ素子と共に一線に配置され、前記第１の第２段増幅器は、前フィルタ増幅器を形成し、そして前記第２の第２段増幅器は、後フィルタ増幅器を形成する請求項７に記載の装置。
【請求項１１】
前記基本帯域信号の指示を受け取るように適応されたレベル検出器を更に備え、該レベル検出器は、前記基本帯域信号に関連した指示を形成し、前記利得コントローラは、前記レベル検出器に結合されて、そこに形成された指示を受け取る請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記レベル検出器は、前記基本帯域信号における干渉のレベルを検出し、そして前記指示は、前記干渉のレベルが選択されたスレッシュホールドを越えたときに第１の値となる請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記レベル検出器及び前記利得コントローラは、一緒に実施されて、共通の素子を形成する請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記利得コントローラは、アナログ利得制御素子を含む請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
無線受信器で受信された高周波信号に基づいて動作する方法であって、前記無線受信器は、前記高周波信号が、選択された第１段利得で増幅され、そして基本帯域周波数へと直接変換されて基本帯域信号を形成する第１段部分と、前記基本帯域周波数に変換された基本帯域信号が供給される第２段部分とを有し、前記基本帯域信号の信号特性を、前記第２段部分において選択された信号特性へ選択的に変更するための方法の改良が、
前記第２段部分に印加された前記基本帯域信号に関連した指示に応答して、前記基本帯域信号を増幅すべき選択された利得レベルを選択するステップであって、前記選択されたレベルを、前記基本帯域信号が増幅時に不飽和状態に留まるように選択するステップと、
不飽和の第１の増幅された基本帯域信号を形成するように前フィルタ増幅器において前記選択された利得レベルで前記基本帯域信号を選択的に増幅するステップと、
を備えた方法。
【請求項１６】
前記選択ステップ中に選択される前記選択された利得レベルは、第１利得レベル及び少なくとも第２利得レベルの選択された一方であり、前記第１利得レベルは、前記第２利得レベルより大きい請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記信号に関連した前記指示、及びそれに応答して前記選択ステップ中になされる選択は、干渉に関連した値を含み、そして前記選択ステップ中に、前記干渉関連値が選択されたスレッシュホールドを越えたときに第２利得レベルの選択が行われる請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１段部分は、高周波段増幅器を備え、そして前記選択ステップは、更に、前記高周波増幅器の第１段利得を選択することを含む請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記第２段部分は、更に、第２の第２段増幅器を備え、これは、前記基本帯域信号を、前記第２段増幅器がその基本帯域信号を増幅するところの第２の選択された利得レベルで更に増幅し、そして前記選択ステップは、更に、前記第２の選択された利得レベルを選択することを含む請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記選択ステップの間に行われる選択は、少なくとも選択された無線受信感度レベルを達成するように実行される請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、セルラー通信システムで動作できる移動ステーションの一部分を形成するのに使用される直接変換受信器のような直接変換受信器の性能を改善するための方法に係る。より詳細には、本発明は、直接変換受信器の感度又は他の信号特性を改善する装置及びその関連方法に係る。
【０００２】
直接変換受信器の基本帯域区分の開始部には、特殊な機能をもつ増幅器が配置される。この基本帯域増幅器は、それに印加される直接変換される基本帯域信号を、選択された増幅レベル（又は利得と称される）で増幅する。この増幅レベルは、高い受信感度を得ながらも、受信器に高干渉ジャミングが発生するおそれを減少又は回避するために、主に干渉レベルに基づいて選択される。セルラー通信システムにおいて実施されたときには、受信感度が高いことと、コールのドロップを招く高干渉ジャミングの発生が減少されたことの両方により、改良された通信が提供される。
【背景技術】
【０００３】
通信システムでは、一方が送信側ステーションを形成する通信ステーションそして他方が受信側ステーションを形成する通信ステーションである少なくとも一対の通信ステーション間でデータの通信が実施される。データを通信するニーズは、通常、近代社会の必須な要素である。そして、データを通信するこのようなニーズは、おそらく、将来、更に大きな需要となるであろう。
【０００４】
種々の形式の通信システムが開発されて、種々の形式の通信サービスに準じてデータを通信するのに利用されている。通信技術の進歩が得られると、このような進歩が既存の通信システムで実施される。そして、このような進歩は、新規な形式の通信システムの実施を許す。無線通信システムは、通信システムの形式の一例である。通信技術の進歩は、例えば、無線通信システムにおいて実施される。そして、通信技術のこのような進歩の結果として、新規な形式の無線通信システムが可能となっている。
【０００５】
無線通信システムが、従来のワイヤライン通信システムと相違する点は、無線通信システムが無線リンクを使用し、これを経てデータを通信することである。より詳細には、無線通信システムの送信側ステーションと受信側ステーションとの間に延びる通信経路は、少なくともその一部分に沿って無線リンクを含む。この無線リンクにおいて無線チャンネルが定義される。そして、少なくとも通信経路のその部分に対して、１つ以上の無線チャンネルを経てデータが通信される。即ち、無線リンクがワイヤライン接続に置き換えられる。そして、無線リンクがワイヤライン接続に置き換えられると、通信経路のその部分に沿ってワイヤライン接続を使用する必要性が回避される。
【０００６】
無線通信システムの使用により種々の効果が与えられる。無線通信システムの初期設置及び初期配備に関連したコストは、一般に、ワイヤライン対応部の設置及び配備の対応コストより低い。そして、無線通信システムは、移動通信システムとして実施することができる。移動通信システムでは、通信移動性が与えられる。移動通信システムにおいて動作できる通信ステーションの１つ以上は、移動可能であり、即ち移動することが許される。
【０００７】
高い使用レベルを達成している移動通信システムの一形式は、セルラー通信システムである。セルラー通信システムは、移動ステーションが通信するところのネットワークインフラストラクチャーと称されるネットワーク部分を備えている。セルラー通信システムのネットワークインフラストラクチャーは、世界中の人口集中域の顕著な部分を包囲するように設置されている。音声、及び益々増えているデータサービスは、セルラー通信システムの使用により実施されている。セルラー通信システムは、通常、規格、動作仕様に適合するように構成される。種々のセルラー通信規格が公布されており、このようなセルラー通信規格に準じて動作できるセルラー通信システムが設置され実施されている。次々の世代の通信規格が公布されている。いわゆる第１世代、第２世代、及び第３世代の通信規格が公布されている。そして、このような通信規格に適合して動作するように構成された通信システムが設置され、実施され、そして普及利用されている。更に別の次世代規格が開発中であり、このようなシステムを設置する計画が提案されている。
【０００８】
固定サイトのベーストランシーバステーションは、セルラー通信システムのネットワークインフラストラクチャーの一部分を形成する。ベーストランシーバステーションは、ある間隔で離れて配置され、そして各ベーストランシーバステーションがセルを画成する。セルが集合して、セルラー通信システムで包囲された地域を画成する。通信サービスの実施に準じて能動的な通信で動作し得る移動ステーションが通信システムのセル間を移動するときには、連続した通信の実行を許すためにベーストランシーバステーション間でハンドオーバーが実行される。通信ハンドオーバーが実行されるので、移動ステーションとネットワークインフラストラクチャーとの間で通信されるデータを含む通信信号の電力レベルが比較的低い。その結果、セル再使用構成に基づき、通信システム内で同じ周波数を使用することができる。チャンネル周波数を再使用できるので、セルラー通信システムに割り当てられる帯域巾が効率的に利用される。
【０００９】
セルラー通信システムにおいて動作できる移動ステーションは、送信部及び受信部の両方を含む無線トランシーバで形成される。移動ステーションは、益々小さなハウジングにパッケージされ、一般的には、ユーザが手で携帯するのを許す寸法である。移動ステーションの回路をこのような寸法のハウジング内に収容できるようにするために、回路も対応的に小さな寸法でなければならない。トランシーバ回路をハウジング内に収容できるように、移動ステーションの送信部及び受信部の回路を入念に選択することが要求される。移動ステーションの受信部は、例えば、ヘテロダイン又はスーパーヘテロダインアーキテクチャーで形成することができる。しかしながら、一般に、このようなアーキテクチャーは、単一のダイで実施することができず、むしろ、外部フィルタの使用を必要とする。これらのオフチップ部品や、それと共に必要となる整合されたインターフェイスは、受信部に許される小型化を制限すると共に、このような受信部の設計及び実施の複雑さを高める。
【００１０】
それに代わって、直接変換アーキテクチャーを使用することができる。直接変換受信器は、単一チップ集積が行なえるという点で効果的である。しかしながら、直接変換受信器の受信感度は、一般に、同じレベルの電流消費を示すスーパーヘテロダイン受信器より低い。直接変換受信器は、望ましからぬ信号又は干渉を抑制するのにＳＡＷフィルタのような受動的チャンネルフィルタを使用しないので、直接変換受信器の全体的な直線性は、一般に、スーパーヘテロダイン受信器よりも弱い。直接変換受信器は、その直線性の低下を補償するために、低い受信感度を示すように構成されることもある。低い受信感度は、直接変換受信器をその受信部として組み込んだ移動ステーションの性能を制限する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
消費電力を増加せずに高い受信感度を与えると共に、高干渉ジャミングを回避する改善された能力を与える向上した直接変換受信器アーキテクチャーを形成する方法を見出すことができれば、直接変換受信器の改善された通信性能が提供されることになろう。セルラー又は他の移動通信システムで動作できる移動ステーションの一部分として実施されたときには、移動ステーションの改良された通信性能も対応的に提供されることになろう。
【００１２】
セルラー又は他の無線通信システムにおける通信に関連したこの背景情報に鑑み、本発明の顕著な改良が案出された。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
従って、本発明は、好都合にも、セルラー又は他の無線通信システムにおいて動作できる移動ステーションの一部分を形成するのに使用される直接変換受信器のような直接変換受信器の性能を改善するための装置及びそれに関連した方法を提供する。
本発明の実施形態の動作を通じて、直接変換受信器が、該受信器の感度又は他の信号特性を改善するための方法が提供される。
【００１４】
本発明の１つの態様において、直接変換受信器の基本帯域段には基本帯域増幅器が配置される。直接変換される基本帯域信号が、この基本帯域増幅器に印加される。基本帯域増幅器は、選択可能な特性である。即ち、基本帯域増幅器の利得即ち増幅レベルは、それに印加される直接変換される基本帯域信号の特性に応答して選択された利得レベルである。基本帯域増幅器の増幅レベルは、可能なときに直接変換受信器の受信感度を高めるか、又は高干渉ジャミングのおそれを回避すると同時に、消費電力レベルを増加せずに合理的に高い感度を保持するように選択される。
【００１５】
本発明の別の態様において、直接変換受信器は、高い受信感度設計で構成される。直接変換受信器は、アンテナポートとＲＦダウンコンバータとの間に延びるＲＦ（高周波）区分を備えている。このＲＦ区分は、できるだけ高い利得、例えば、２７から３０ｄＢを示すように構成される。又、ＲＦ区分は、電流又は電力消費制約から生じる選択された直線性要求を示すように構成される。
【００１６】
又、直接変換受信器は、ＲＦ区分のダウンコンバータで形成された直接変換される基本帯域信号が印加される基本帯域区分も備えている。基本帯域増幅器は、基本帯域段の一部分を形成し、そして直接変換される基本帯域信号がそこに印加される。又、基本帯域段は、通常かなりノイズの多い能動的基本帯域フィルタも含む。基本帯域増幅器の増幅利得は、全受信器ノイズ指数に対する基本帯域フィルタの影響を減少するために、充分高く、例えば、１５ｄＢにセットされる。ＲＦ区分と基本帯域区分との間のこの形式の分布は、高い受信感度を与える。例えば、この利得分布を使用して、ＣＤＭＡ（コード分割多重アクセス）移動ステーションで実施される直接変換受信器は、（−１０９＋／−）ｄＢｍ受信感度、即ちスーパーヘテロダインＣＤＭＡ受信器の感度レベルと同様の受信レベルである感度を示す。
【００１７】
又、基本帯域区分は、基本帯域フィルタでフィルタリングされたときに基本帯域信号を増幅するように動作する可変利得増幅器も備えている。この可変利得増幅器は、可変レベルの利得を示す。この可変利得増幅器、及び高周波区分の低ノイズ増幅器は、受信チャンネル帯域巾内で測定された電力に基づいて、自動利得制御メカニズムにより一緒に利得制御される。この自動利得制御メカニズムは、受信チャンネル帯域巾内の測定された電力レベルに応答して段々制御式に動作して、可変利得増幅器及び高周波区分の低ノイズ増幅器の利得を制御すると共に、電圧レベルをその出力において許容範囲内に維持する。基本帯域増幅器の利得は、少なくとも、直接変換受信器、即ち高周波区分の低ノイズ増幅器が高利得モードで動作するときには、別のメカニズムに基づいて制御される。強力な干渉又は望ましからぬ信号が直接変換受信器へ供給され、そして直接変換受信器が高利得モードにあると決定されたときには、基本帯域増幅器の利得が段々に下がる。基本帯域増幅器の利得を段々に下げることにより、直接変換受信器の基本帯域区分は、強力な干渉信号が存在するときに、飽和しない状態に留まる見込みが高くなる。従って、通常状態の間、即ち希望のチャンネル内信号が干渉信号より著しく強力であるときには、基本帯域増幅器は、直接変換受信器が必要に応じて非常に高い感度状態で動作できるようにする利得で動作する。そして、強力な干渉信号が存在するときには、受信器が飽和状態になるのを回避するために、基本帯域増幅器の利得が下げられる。
【００１８】
従って、本発明の実施形態の動作により、直接変換受信器の動作パラメータは、直接変換受信器の利点を維持しながらも、スーパーヘテロダイン受信器のパラメータに接近するか、又はさもなければ、それと同様である。
本発明及びその範囲は、添付図面、本発明の好ましい実施形態の以下の詳細な説明、及び特許請求の範囲から、より完全に理解できよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
先ず、図１を参照すれば、１０で一般的に示された移動通信システムは、固定ネットワークと、移動ステーション１２がその代表である移動ステーションとの間で通信を行なう。図示された実施形態では、移動通信システムは、セルラー通信システムを形成する。セルラー通信システムは、一般に、選択されたセルラー動作仕様に合致するように構成されて動作される。
【００２０】
例えば、移動通信システムは、ＩＳ−９８又はＣＤＭＡ２０００規格の動作仕様に準じて構成されたＣＤＭＡシステムのようなＣＤＭＡ（コード分割多重アクセス）セルラー通信システムを表わしている。又、移動通信システム１０は、例えば、ＧＳＭ（移動通信用のグローバルシステム）動作仕様又はその変形で規定されたＴＤＭＡ（時分割多重アクセス）通信機構に準じた他のやり方で構成されたセルラー及び他の無線通信システムも表わしている。更に一般的には、通信システムは、無線受信器が使用されそして無線受信器が直接変換受信器（ＤＣＲ）アーキテクチャーで形成された任意の通信システムを表わす。
【００２１】
従って、以下の説明は、ＣＤＭＡ通信機構に準じて動作するセルラー通信システムにおける実施に関して本発明の一実施形態の動作を述べるが、本発明は、多数の他の形式の無線通信システムのいずれにおいても同様に機能し得る。
【００２２】
移動ステーション１２との通信は、移動ステーションと通信システムのネットワーク部分との間に形成される無線リンクを経て実施される。ここでは、順方向リンク１４及び逆方向リンク１６が示されている。移動ステーションへ通信されるべきデータは、順方向リンク１４において定義された順方向リンクチャンネルと称される無線チャンネルを経て通信される。そして、移動ステーションによりネットワーク部分へ通信されるデータは、逆方向リンク１６において定義された逆方向リンクチャンネルと称される無線リンクを経て通信される。従って、移動ステーションとの両方向通信が与えられる。
【００２３】
移動通信システムのネットワーク部分は、機能的に表わされ、ここでは、順方向及び逆方向リンク１４及び１６において定義された無線チャンネルを経てデータ含有通信信号を送受信するベーストランシーバステーション（ＢＴＳ）１８を含むように示されている。
【００２４】
通信システムのネットワーク部分は、更に、ベースステーションコントローラ（ＢＳＣ）２２も備えている。ベーストランシーバステーション１８がその代表であるベーストランシーバステーションのグループは、通常、単一のベースステーションコントローラに結合される。次いで、ベースステーションコントローラは、移動交換センター／ゲートウェイ移動交換センター（ＭＳＣ／ＧＭＳＣ）２４に結合される。移動交換センター／ゲートウェイ移動交換センターは、次いで、ネットワーク２８及び３２に結合される。ネットワーク２８は、ここでは、ＰＳＴＮ（公衆交換電話ネットワーク）のような回路交換ネットワークを表わす。そして、ネットワーク３２は、インターネットのようなパケット交換ネットワークを表わす。対応するエンティティ（ＣＥ）がネットワーク２８及び３２に結合される。対応するエンティティは、データを発信又は終端する電話ステーション又はデータサーバーのような通信装置を表わす。
【００２５】
ベーストランシーバステーションは、受信部３６及び送信部３８を含む。そして、移動ステーションは、受信器４２及び送信部４４を含む。ベーストランシーバステーション及び移動ステーションの受信部は、各々、それら受信部が各々一部分を形成するところの各素子へ通信されたデータを受信しそしてそれに基づいて動作する。ベーストランシーバステーション及び移動ステーションの送信部は、各々、通信システムの動作中に形成されるかさもなければ通信されるデータを送信するように動作する。
【００２６】
上述したように、移動ステーションは、益々小型化されるパッケージに梱包される。そして、外部の受動的フィルタ素子を使用する必要なく、単一の集積回路パッケージに直接変換受信器を形成できるという理由で、移動ステーションの受信部４２は、時々、直接変換受信器アーキテクチャーで形成される。ここでは、移動ステーションの受信部４２は、直接変換受信器で形成される。本発明は、移動通信システム１０で形成されたセルラー通信システムにおいて動作できる移動ステーション１２で実施される直接変換受信器に関して説明するが、本発明は、直接変換受信器を使用するいかなる通信システム、及び更に一般的には、いかなる直接変換受信器においても同様に実施することができる。又、ベーストランシーバステーション１８の受信部３６は、必要であれば、本発明の実施形態に準じた直接変換受信器で形成することもできる。
【００２７】
図２は、図１に示した移動ステーション１２の一部分を形成する受信部４２を示す。直接変換受信器は、第１区分５２及び第２区分５４を含む。第１区分５２は、ＲＦ（高周波）区分であり、そして第２区分５４は、基本帯域区分を形成する。
【００２８】
受信器へ通信される信号は、アンテナ（図示せず）により捕獲され、該アンテナは、電磁エネルギーを電気エネルギーに変換する。このアンテナは、アンテナポート５６に接続される。アンテナポートは、次いで、該アンテナポートに供給された電気信号をフィルタするように動作する前セレクタフィルタ５８に結合される。次いで、前セレクタフィルタは、ライン６２により、低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）６４に結合される。この低ノイズ増幅器は、選択可能な利得レベルを示し、そしてＲＦ増幅信号をライン６６に形成するように動作する。ライン６６は、ダウンミクサ６８の第１入力端子へ延び、そして局部発振器（ＬＯ）により発生されたダウン混合信号は、ライン７２によりダウンミクサへ供給される。このダウンミクサは、ライン６６を経て供給された信号を基本帯域レベルへダウン変換し、そして直接変換された基本帯域信号をライン７４に発生する。
【００２９】
基本帯域段５４は、本発明の実施形態による装置７６を備えている。この装置は、ライン７４が延びる基本帯域増幅器７８を備えている。この基本帯域増幅器は、ライン７４を経てそこに印加された直接変換された信号を、選択された利得レベルで増幅するように選択的に動作する。そして、第１の増幅された基本帯域信号がライン８２に発生され、このラインは、基本帯域フィルタ８４へと延びる。この基本帯域フィルタは、これに供給された第１の増幅された信号をフィルタし、そしてフィルタされた信号をライン８６に形成し、このラインは、可変利得増幅器８８へと延びる。この可変利得増幅器は、そこに供給されたフィルタされた信号を、選択された利得レベルで増幅し、そして第２の増幅された信号をライン９２に発生する。
【００３０】
又、基本帯域段５４は、アナログ／デジタルコンバータ９４も備え、これには、ライン９２に形成された第２の増幅された信号が印加される。アナログ／デジタルコンバータは、そこに印加された信号をデジタル形態に変換し、そしてそのデジタル表示を、ライン９６を経て、アナログ自動利得制御（ＡＧＣ）装置９８へ供給する。又、装置９８は、本発明の実施形態の装置７６の一部分も形成する。基本帯域段は、更に、デジタルフィルタ１０２を含むように示されており、これは、ライン１０４によりアナログＡＧＣ装置９８に結合される。そして、基本帯域段は、更に、デジタル自動利得制御（ＡＧＣ）装置１０６も備え、これは、ライン１０８及び１１２を経てアナログＡＧＣに結合される。又、デジタルＡＧＣ装置１０６も、本発明の実施形態の装置７６の一部分を形成し、これは、ライン１１６を経て復調器１１４に結合される。
【００３１】
又、無線受信器は、レベル検出器１１８も備え、これは、これは、受信器の基本帯域段の一部分を形成すると共に、機能的には、本発明の実施形態の装置７６の一部分でもある。このレベル検出器は、ライン７４に発生された直接変換された基本帯域信号に関連した指示を検出する。そして、レベル検出器により形成された検出の指示は、ライン１２２を経てアナログＡＧＣ装置９８へ供給される。利得制御装置９８及び１０６は、本発明の実施形態に準じて動作し、増幅器６４及び８８の利得レベルを主として制御する。ここで、アナログＡＧＣ装置９８は、制御ライン１２６により増幅器８８の利得レベルを制御する。そして、デジタルＡＧＣ装置は、ここでは、利得制御ライン１２８により増幅器６４の利得レベルを制御する。
【００３２】
他の増幅器と共に組み込まれた増幅器７８がそこに供給された信号を増幅するところの増幅器７８の利得の選択は、利得を種々の増幅素子にわたって望ましいやり方で分布させ、可能なときに高い受信感度を得ると共に、必要なときに信号の飽和のおそれを回避するように行なわれる。
【００３３】
例えば、可能なときに、低ノイズ増幅器６４及びミクサ６８を含むフロントエンドブロック５２の利得レベルは、２５から３０ｄＢ以内の利得レベルにセットされる。そして、基本帯域増幅器７８により与えられる利得は、例えば、１５ｄＢに選択される。このような利得設定では、直接変換アーキテクチャーのＣＤＭＡ移動受信器は、高い感度を有することになる。
【００３４】
ここに示す実施形態では、高次の基本帯域フィルタ８４よりノイズ指数が相当に低い基本帯域増幅器７８は、高い受信感度の目標を容易に達成するために比較的高い利得を示す。高次の能動的ローパスフィルタを形成する基本帯域フィルタ８４は、通常、基本帯域バッファがない場合に全体的な受信感度に甚だしく影響する比較的高いノイズ指数を示す。
【００３５】
受信部４２を形成する直接変換受信器が高利得モードにあり、即ち低ノイズ増幅器６４が高利得モードにあり、そしてレベル検出器が強力な干渉レベルを検出し、即ち選択されたスレッシュホールド以上の干渉レベルを検出するときには、増幅器７８の利得が、選択された利得レベルだけ段々に減少され、例えば、６から９ｄＢだけ利得が減少される。増幅器７８の利得を減少することにより、基本帯域増幅器７８の出力が飽和するおそれが防止される。そして、信号の飽和を防止することにより、ＤＣＲジャミングが回避される。
【００３６】
基本帯域増幅器の利得が６から９ｄＢ減少されるか又はその他の利得減少の後でも、受信器の受信感度は、受け入れられるほど高く保持されねばならない。例えば、受信部４２がＩＳ−９８Ｄ規格の動作仕様に適合するように構成されたときには、受信部の受信感度は、−３０ｄＢｍ以上の干渉トーン攻撃のもとで−１０１ｄＢｍ以下である。種々の増幅素子の利得の選択は、ここに示す実施形態では整合して行われる。そして、ここに示す実施形態では、レベル検出器によりなされる測定は、ライン７４に発生された信号で行われるが、他の実施形態では、レベル検出器は、受信部の他の位置で測定及び検出を行う。例えば、別の実施形態では、レベル検出器は、ライン９６に発生されたデジタル値の信号又は干渉信号値の測定を行なう。
【００３７】
強力な干渉攻撃のもとでも、本発明の実施形態の装置７６を含む直接変換受信器は、良好な静的受信感度を示す。又、この受信器は、受信器に必要な電流又は電力消費も効果的に減少する。
【００３８】
低ノイズ増幅器６４は、一実施形態では、多数の利得ステップを含み、そしてここに示す実施形態では、少なくとも高利得ステップ及び低利得ステップを含む。レベル検出器は、ここに示す実施形態では、干渉の強度を決定し、そして検出された干渉レベルがスレッシュホールドを越える場合にフラグを立てる。又、基本帯域増幅器は、一実施形態では、自動利得制御装置９８により制御される多数の利得ステップを示し、そしてここに示す実施形態では、少なくとも１つのステップ利得変化、即ち高利得レベルと低利得レベルとの間のスイッチング能力を含む。又、ここに示す実施形態では、ＡＧＣ装置９８が使用され、これにより、基本帯域増幅器の利得レベルを制御するが、別の実施形態では、このような制御がレベル検出器により行なわれる。レベル検出器は、少なくともこの実施形態では、利得制御メカニズムを形成する。
【００３９】
アナログＡＧＣ装置９８は、従来通り機能して、アナログ／デジタルコンバータ９４へ入力された電力の全受信電力レベルを測定し、そしてライン９２を経てコンバータ９４へ印加される信号の電圧の電圧レベルは、増幅器８８の利得レベルの制御により一定レベルに維持される。本発明の実施形態の動作に準じて、制御アルゴリズムは、レベル検出器１１８によりレベル検出器フラグが立てられるかどうかに基づき変更されると同時に、基本帯域増幅器７８及び増幅器８８の増幅レベルを逆方向に同じ量だけ調整する。又、アナログＡＧＣ装置は、ここに示す実施形態では、装置９８で測定された全受信器アナログ利得ＧBについてデジタルＡＧＣ装置１０６に通知すると共に、レベル検出器１１８のフラグ状態も識別する。
【００４０】
デジタルＡＧＣ装置１０６は、受信器のアナログ利得Ｇa、デジタル利得Ｇdに基づいて、インチャンネル帯域巾のＲＳＳＩ（受信信号強度指示子）計算を実行し、デジタル利得は、デジタルＡＧＣ装置１０６内に実施されるデジタル可変利得増幅器の利得である。デジタル可変利得増幅器は、復調器１１４の入力にレベル定数Ｐｄを維持する。従って、受信したインダッシュ(in-dash)チャンネル帯域巾電力は、次の式により決定することができる。
Ｓin-dash channel＝Ｐｄ／(Ｇa−Ｇd)
【００４１】
受信信号強度指示値は、このインチャンネル帯域巾電力に比例する。そして、ここに示す実施形態では、ＡＧＣ装置１０６は、レベル検出器フラグが立てられた場合には、低ノイズ増幅器６４に、その利得をステップダウンするよう指令しない。
【００４２】
受信部４２を形成する直接変換受信器は、種々の動作条件のもとで動作できる。例えば、直接変換受信器は、高レベルの干渉により突然攻撃されたときに希望信号が低いという条件で動作することができる。信号レベルが低いので、受信器は、最初、高利得モードで動作する。受信器が強力な干渉信号により突然攻撃されると、干渉レベルが設定スレッシュホールドを越える場合にレベル検出器がそのフラグを立てる。アナログＡＧＣ装置９８が、レベル検出器によりフラグが立てられたフラグ信号をライン１２２により受信すると、装置９８は、増幅器７８の基本帯域増幅利得をΔＧ、例えば、６ｄＢだけ強制的に降下させ、そして増幅器８８の利得は、対応する量だけ上昇される。全体的なアナログ利得Ｇaは、不変である。アナログＡＧＣ装置は、デジタルＡＧＣ装置１０６に、レベル検出器フラグが立てられたことを通知する。
【００４３】
増幅器７８の利得をステップダウンする前に、増幅器７８は、干渉の突然の増加により飽和されてもよい。この時間中に、飽和した干渉の歪んだスペクトルがチャンネル帯域巾へと延び、インチャンネル帯域巾は、干渉スペクトルの拡張により甚だしく増加する。これは、インチャンネル帯域巾の希望信号の電力上昇について偽の情報をデジタルＡＧＣ装置に与えることがある。デジタルＡＧＣ装置１０６は、ＬＮＡ６４に利得のステップダウンを指令するように試みるが、レベル検出器フラグが、例えば、回路設計で決定された多数の記号時間巾中に、インチャンネル帯域巾干渉電力が消滅するまで、低ノイズ増幅器６４への利得変更コマンドの送信を停止する。フラグが低ノイズ増幅器６４への利得制御コマンドの送信を停止するのは、フラグを立てることでトリガーされる１回だけのアクションである。インチャンネル帯域巾干渉は、最終的には、基本帯域増幅器７８の利得が減少ｄＢレベルへステップダウンした後に消滅する。干渉が消えるか、又は干渉の強度がレベル検出器のスレッシュホールドより下がると、フラグが下げられ、そしてアナログＡＧＣ装置９８は、基本帯域増幅器７８の利得を増加すると共に、可変利得増幅器８８の利得を対応量だけ減少する。従って、受信器は、通常の動作条件に戻る。
【００４４】
別の動作条件は、強力な干渉が存在しそして希望の信号が低ノイズ増幅器６４の利得切り換えレベルより増加することである。この状態では、受信器の利得は、最初、低ノイズ増幅器６４の高利得レベル及び基本帯域増幅器７８の低利得モードで動作する。インチャンネル帯域巾の希望信号の電力は、ＬＮＡ６４の利得切り換え設定ポイントを横切って増加し、そしてデジタルＡＧＣ装置１０６は、増幅器６４の利得をΔＧLNA、例えば、１２ｄＢだけダウン方向に切り換えると共に、アナログＡＧＣ装置９８に、増幅器７８の利得を選択された量だけアップ方向にその高利得レベルまで調整し且つ増幅器８８の利得を、フラグが立てられたために（ΔＧLNA−ΔＧ）の量だけ減少させることを通知する。従って、コンバータ９４への入力における電圧レベルが一定に保持される。全ての利得調整に続いて、低ノイズ増幅器の利得が今や低くそしてレベル検出器の入力における干渉レベルがスレッシュホールドより低くなったときに、レベル検出器のフラグが自動的に下げられる。
【００４５】
別の動作筋書きでは、受信器は、強力な干渉が存在しそして希望の信号がＬＮＡ６４の利得切り換えレベルより低く減少したときに動作されてもよい。この筋書きでは、受信器は、最初、増幅器６４の低い利得レベル及び基本帯域増幅器７８の高い利得レベルで動作する。希望の信号は、デジタルＡＧＣ装置１０６がＬＮＡ６４の利得の低から高への切り換えを実行し、即ちΔＧLNAだけ増加させ、そしてアナログＡＧＣ装置９８がＶＧＡ８８の利得を同じ量ΔＧLNAだけ減少して、コンバータ９４の入力のレベルを許容範囲内に保持するところのポイントまで低下する。しかしながら、増幅器６４の利得が高レベルになった後に、増幅器６４及び増幅器７８の両方がこの時間周期中に高い利得を示したときに、レベル検出器フラグが直ちに立てられる。次いで、ＡＧＣ９８は、強制的に基本帯域増幅器７８の利得をΔＧｄＢだけ減少させる一方、増幅器８８の利得を同じ量ΔＧｄＢだけ増加させる。
【００４６】
別の状態では、受信器は、希望の信号が低く且つ干渉が高いという条件でターンオンされる。ここでは、受信器のデフォールト設定は、受信器がターンオンされたときに増幅器６４が高利得モードにあると仮定する。このような状態では、レベル検出器は、オーバースレッシュホールドフラグを立ち上げ、そしてアナログＡＧＣ装置９８及びデジタルＡＧＣ装置１０６は、干渉により突然攻撃されたときに希望信号が低いという条件で受信器を動作することについて上述した機能的手順を厳密に実行する。
【００４７】
別の状態では、直接変換受信器は、希望信号がレベル検出器のスレッシュホールドより高い状態でターンオンされる。この状態でも、レベル検出器１１８は、そのフラグを立てる。アナログＡＧＣ装置９８は、基本帯域増幅器７８の利得をΔＧｄＢだけダウン方向に直ちに調整すると共に、可変利得増幅器８８の利得をそれに対応するΔＧｄＢだけ増加する。しかしながら、ここでは、デジタルＡＧＣ装置１０６は、干渉攻撃が生じた際に希望信号が低い条件での受信器の動作について上述したように、フラグが立てられた後に多数の記号時間巾中に低ノイズ増幅器６４の利得を調整しない。インチャンネル帯域巾の電力が多数の記号時間巾に続いて高レベルに保持される場合には、デジタルＡＧＣ装置１０６が低ノイズ増幅器６４を低い利得に同調させ、即ちΔＧLNAｄＢだけダウンさせる。そして、アナログＡＧＣ装置は、基本帯域増幅器の利得をΔＧｄＢだけアップ方向に調整すると共に、増幅器８８の利得は、フラグが立てられたときにΔＧLNA−ΔＧｄＢだけ増加される。直接変換受信器は、その通常の利得設定に戻り、そしてレベル検出器のフラグが下げられる。
【００４８】
別の状態では、直接変換受信器は、希望信号が高く且つ干渉も高い状態でターンオンされる。ここでも、制御手順は、レベル検出器１１８における干渉レベルが、低ノイズ増幅器６４の低利得モードにおけるスレッシュホールドより常に低いので、上述したものに対応する。
【００４９】
基本帯域増幅器７８の利得制御に対するヒステリシスを適用してもよく、即ち基本帯域増幅器の利得を減少及び増加するためのレベル検出器１１８のスレッシュホールドは、異なるレベルにセットしなければならない。基本帯域利得を減少するためのスレッシュホールドレベルは、その利得を増加するためのレベルより数ｄＢ高くなければならない。
【００５０】
図２に示された直接変換受信器アーキテクチャーにより実行されるものと同じ機能を達成できる別の解決策が図３に示されている。通常の状態において、即ち希望のインチャンネル信号が干渉信号より著しく強いときには、基本帯域増幅器は、直接変換受信器を必要に応じて非常に高い感度状態で動作できるようにする利得で動作する。そして、強力な干渉信号が存在するときには、受信器が飽和状態になるのを回避するために、基本帯域増幅器の利得が減少される。図３に示す直接変換受信器のアーキテクチャーは、前述したものとほとんど同じ主要ブロックを使用するが、基本帯域増幅器７８の利得の制御メカニズム、及び利得制御に関連したアナログＡＧＣ９８及びレベル検出器１１８のような幾つかのブロックの機能は相違する。
【００５１】
このアーキテクチャーでは、基本帯域利得は、アナログＡＧＣブロック９８によるのではなく、アナログ基本帯域区分５４内で局部的に制御される。通常のケースでは、レジスタ１３０及び１３２が値０にセットされ、そして基本帯域増幅器７８の利得は、直接変換受信器が高い受信感度をもつことができるようにするその通常の設定値ＧDにあり、更に、ＶＧＡ８８の利得は、ＡＤＣ入力９６における全信号レベルに基づいてアナログＡＧＣ９８により制御される値である。そのレベルがレベル検出器のスレッシュホールドを越えるような非常に強い干渉が存在するときには、レベル検出器１１８は、レジスタ１３０及び１３２をトリガーしそしてそれらを値−ΔＧ及び＋ΔＧに各々セットする。レジスタ１３０における値−ΔＧは、加算器１４０において、ＢＢＡ利得設定レジスタ１４２におけるオリジナル設定値と加算されて、制御信号を形成すると共に、基本帯域増幅器の利得をＧD−ΔＧに減少する。その間に、レジスタ１４２における値＋ΔＧが加算器１４２においてアナログＡＧＣの制御値に追加されて、ＶＧＡ８８が利得ΔＧを増加するようにさせる。従って、受信器は、ジャミングを生じることがなく、図２のアーキテクチャーと同様に、合理的に高い感度を依然有する。しかしながら、このアーキテクチャーでは、基本帯域利得制御処理は、アナログ及びデジタルＡＧＣブロック９８及び１０６に対してシームレスである。
【００５２】
上述した異なる状況及び／又は筋書きにおいて、このアーキテクチャーは、図２の場合と同じ機能を果たすことができる。それ故、ここでは、同じ説明を繰り返さない。このアーキテクチャーでも、基本帯域増幅器利得の制御ヒステリシスが必要とされる。
【００５３】
直接変換受信器における干渉検出は、種々のやり方で行うことができる。図示されたように、レベル検出器は、ここに示す実施形態では、ダウン変換ミクサ６８により形成される直接変換基本帯域信号に結合される。別の実施形態では、レベル検出器は、可変利得増幅器８８の出力端子に位置するライン９２に結合される。別の方法を使用して、強力な干渉が検出される。
【００５４】
例えば、干渉は、アナログＡＧＣ装置９８で測定された電力と、デジタルＡＧＣ装置１０６で測定された電力との比に基づいて測定することができる。アナログ／デジタルコンバータ９４の入力における電力をＰaとし、そしてこれが自動利得制御により許容範囲内にあると仮定する。希望の信号、即ちインチャンネル帯域巾電力Ｓin-channelは、ＲＳＳＩ値に比例する。ＰaとＰdの比は、干渉が異なる周波数を有する間に、干渉に対する基本帯域フィルタ８４の拒絶が例えば１０ｄＢの範囲内で変化する場合の干渉レベルを決定する。Ｒの値は、次のように表わされる。
Ｒ＝１０＊log（Ｐa／Ｓin-channel）ｄＢ
【００５５】
Ｒの値は、低ノイズ増幅器６４の高利得モードで校正される。そして、スレッシュホールドは、ＤＣＲ設計に基づき、強力な干渉攻撃のもとで設計作業を適切に行なうようにセットされる。電力比の比較器がアナログ／デジタルＡＧＣ装置９８／１０６に使用される。レベル検出器１１８と同様に、Ｒの値が設定スレッシュホールドを越えた場合にはフラグ（又はトリガー）が立てられる。この検出解決策の信頼性は、基本帯域フィルタ８４の停止帯域特性に依存する。停止帯域拒絶の変動は、例えば１０ｄＢの範囲内にあれば良好である。
【００５６】
或いは又、干渉の検出は、大きなＤＣオフセット変化の検出に基づいてもよい。受信器のアナログ基本帯域区分におけるＤＣ（直流）オフセットは、通常、全受信電力レベルに非常に敏感である。受信器が突然の干渉攻撃を受けるときには、ＤＣオフセットレベルが基本帯域区分５４内において受信器の増幅器７８と８８との間でサージ状態になり得る。大きなＤＣオフセット変化は、アナログ基本帯域区分５４の回路により検出され、そしてこれは、可変利得増幅器の回路設計の動作により自動的に補償される。大きなＤＣオフセット変動が検出された場合には、ＤＣオフセット検出器がフラグを立てる。アナログ及びデジタルのＡＧＣ装置９８及び１０６は、基本帯域増幅器７８の利得変化を生じさせるべきかどうか、Ｓin-channel又はＲＳＳＩの値に基づいて決定する。基本帯域増幅器７８は、Ｓin-channel又はＲＳＳＩの値が低いときには、その利得を低い利得レベルへとダウン方向に調整する。さもなければ、基本帯域増幅器の利得は、高状態に維持される。
【００５７】
別の実施形態では、干渉は、これら解決策を混合したものにより検出される。
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明の範囲は、必ずしもこの説明に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲のみによって限定されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施形態が動作し得る無線通信システムの機能的ブロック図である。
【図２】本発明の実施形態を一部分として含む直接変換受信器の受信部の機能的ブロック図である。
【図３】本発明の実施形態を一部分として含む直接変換受信器で、図２と同じ機能を有するが、制御メカニズムがより簡単である直接変換受信器を示す別の機能的ブロック図である。
【図１】
2006516866.tif 000003
【図２】
2006516866.tif 000004
【図３】
2006516866.tif 000005
【国際調査報告】
2006516866.tif 000006