(57)【要約】  受信信号は、同時に送信された信号の歪み成分を除去することによって強化される。受信信号は、送信周波数帯域における送信信号の送信と同時に受信周波数帯域において取得される。受信信号は、送信信号の相互変調歪み成分を含む。送信信号の表現は、受信信号における予測された歪み成分を表す歪み信号を出力するために、非線形予測器を用いて処理される。受信信号は、歪み信号に対応する予測された歪み成分を受信信号から除去することにより、歪み信号を用いて強化される。
2020520182.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同時に送信された信号の歪み成分を除去するために受信信号を強化するための方法であって、
無線周波数送信帯域で送信された送信信号に対応する基準信号を受信することと、
前記送信周波数帯域における前記送信信号の送信と同時に無線周波数受信帯域において取得される受信信号を、受信回路を介して受信することであって、前記受信信号は、前記送信信号の歪み成分を含み、前記送信周波数帯域及び前記受信周波数帯域は、重なっていない帯域である、受信することと、
アップサンプリングされた送信信号を生じるために前記基準信号をアップサンプリングし、且つアップサンプリングされた受信信号を生じるために前記受信信号をアップサンプリングすることであって、前記アップサンプリングされた基準信号及び前記アップサンプリングされた受信信号は、同じサンプリングレートを有し、前記アップサンプリングされた基準信号と前記アップサンプリングされた受信信号との間の相対周波数は、前記送信周波数帯域と前記受信周波数帯域との間の相対周波数と一致する、アップサンプリングすることと、
前記アップサンプリングされた基準信号を、予測器パラメータで構成された構成可能な予測器に送ることであって、前記構成可能な予測器は、前記アップサンプリングされた基準信号から決定されたアップサンプリングされた歪み信号を入力として供給する、送ることと、
歪み信号を生じるために、前記アップサンプリングされた歪み信号をダウンサンプリングすることと、
前記歪み信号に対応する成分を前記受信信号から除去することにより、前記歪み信号を用いて前記受信信号を強化することと、
相対遅延を決定するために、前記アップサンプリングされた歪み信号及び前記アップサンプリングされた受信信号を相関させることであって、前記基準信号をアップサンプリングすることは、前記相対遅延に従って、前記アップサンプリングされた基準信号及び前記アップサンプリングされた受信信号を同期させることを含む、相関させることと、
前記アップサンプリングされた基準信号及び前記アップサンプリングされた受信信号を用いて、前記予測器のための前記パラメータを推定することと
を含む方法。
【請求項２】
同時に送信された信号の歪み成分を除去するために受信信号を強化するための方法であって、
送信周波数帯域における送信信号の送信と同時に受信周波数帯域において取得される受信信号を受信することであって、前記受信信号は、前記送信信号の歪み成分を含む、受信することと、
前記送信信号に対応する予測された歪み成分を含む歪み信号を出力するために、非線形予測器を用いて、前記送信信号を表す基準信号を処理することと、
前記予測された歪み成分に従って、前記送信信号の前記歪み成分の少なくとも一部を前記受信信号から除去することにより、前記歪み信号を用いて強化受信信号を生じるように前記受信信号を強化することと、
前記強化受信信号を供給することと
を含む方法。
【請求項３】
送信周波数帯域における前記送信信号の送信を引き起こすために前記基準信号を供給することを更に含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記送信信号の送信は、送信回路を介し、前記受信信号は、前記送信回路に結合されるか又は前記送信回路と要素を共有する第１の受信回路を介して受信される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記送信回路及び前記受信回路は、受動素子を共有する、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記送信信号の伝搬に基づいて、第２の受信回路を介して前記基準信号を受信することを更に含む、請求項２に記載の方法。
【請求項７】
前記基準信号を処理することは、
アップサンプリングされたサンプリングレートにおいて、アップサンプリングされた送信信号を生じるために、前記基準信号をアップサンプリングすることであって、前記送信周波数帯域は、前記アップサンプリングされた送信信号におけるアップサンプリングされた送信帯域に対応する、アップサンプリングすることと、
前記アップサンプリングされた送信信号を、予測器パラメータで構成された構成可能な予測器に送ることであって、前記構成可能な予測器は、前記アップサンプリングされた送信信号から決定されたアップサンプリングされた歪み信号を入力として供給する、送ることと
を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項８】
前記受信周波数帯域に対応するアップサンプリングされた受信帯域における前記アップサンプリングされた信号の一部を保持する前記歪み信号を生じるために、前記アップサンプリングされた歪み信号をダウンサンプリングすることであって、前記アップサンプリングされた受信帯域は、前記アップサンプリングされた送信帯域から離れている、ダウンサンプリングすることを更に含む、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記受信信号を強化することは、前記受信信号から前記歪み信号を減算することを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
アップサンプリングされたサンプリングレートにおいて、アップサンプリングされた送信信号を生じるために、前記基準信号をアップサンプリングすることであって、前記送信周波数帯域は、前記アップサンプリングされた送信信号におけるアップサンプリングされた送信帯域に対応する、アップサンプリングすること、
前記アップサンプリングされたサンプリングレートにおいて、アップサンプリングされた受信信号を生じるために、前記受信信号をアップサンプリングすることであって、前記受信周波数帯域は、前記アップサンプリングされた受信信号におけるアップサンプリングされた受信帯域に対応し、前記アップサンプリングされた受信帯域及び前記アップサンプリングされた送信信号における前記アップサンプリングされた送信帯域は、前記送信周波数帯域及び前記受信周波数帯域と同じ周波数関係を有する、アップサンプリングすること
を更に含む、請求項２に記載の方法。
【請求項１１】
前記基準信号をアップサンプリングすることは、前記アップサンプリングされた受信信号に対して、前記アップサンプリングされた送信信号の遅延時間を導入することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記歪み信号と前記受信信号との間の相関時間を決定することと、
前記相関時間に従って、前記アップサンプリングされた受信信号のための前記遅延時間を設定することと
を更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
非線形予測器を用いて前記基準信号を処理することは、アップサンプリングされた歪み信号を生じるために、前記アップサンプリングされた送信信号を予測器に送ることを含み、及び前記相関時間を決定することは、前記アップサンプリングされた歪み信号と前記アップサンプリングされた受信信号との間の相関時間を決定することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
非線形予測器を用いて前記基準信号を処理することは、前記アップサンプリングされた送信信号を、予測器パラメータで構成された構成可能な予測器に送ることを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記基準信号を処理することは、前記構成可能な予測器から、アップサンプリングされた歪み信号を受け入れることと、前記歪み信号を生じるために、前記アップサンプリングされた受信帯域を保持する前記アップサンプリングされた歪み信号をダウンサンプリングすることとを更に含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記予測器パラメータを決定することを更に含むことは、前記アップサンプリングされた送信信号から前記アップサンプリングされた受信信号を予測するために前記パラメータを設定することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記非線形予測器は、前記アップサンプリングされた送信信号の複数の時間サンプルの関数として、前記アップサンプリングされた歪み信号の時間サンプルを生じる時間領域非線形関数を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
送信帯域で同時に送信された信号の歪み成分を除去するために、受信帯域においてトランシーバで受信された信号に基づいて、受信信号を強化するように前記トランシーバと共に用いるための信号処理機器であって、
送信信号を表す基準信号及び受信信号を受け入れ、且つ同じサンプリングレートでそれぞれサンプリングされたアップサンプリングされた送信信号及びアップサンプリングされた受信信号を、前記送信帯域と前記受信帯域との間の周波数関係が、前記アップサンプリングされた送信信号と前記アップサンプリングされた受信信号との間の周波数関係に対応するように供給するように構成された同期装置であって、前記アップサンプリングされた受信信号及び前記アップサンプリングされた送信信号を同期させるために遅延を適用するように更に構成される同期装置と、
前記アップサンプリングされた送信信号及び前記アップサンプリングされた受信信号を受信し、アップサンプリングされた送信信号の歪み成分を含む歪み信号を適応的に予測し、且つ前記歪み信号を用いて前記受信信号を強化するように構成された予測器を含むキャンセラと
を含む信号処理機器。
【請求項１９】
コンピュータシステム上で実行可能なプログラムによって操作されるデータ構造を格納する非一時的コンピュータ可読媒体であって、前記プログラムは、前記データ構造によって記述される回路を含む集積回路を製造するためのプロセスの一部を実行するように前記データ構造を操作し、前記データ構造に記述される前記回路は、送信帯域でトランシーバから送信される同時に送信された信号の歪み成分を除去するために、受信帯域において前記トランシーバで受信された信号に基づいて受信信号を強化するように前記トランシーバと共に用いるための信号プロセッサを含み、前記信号プロセッサは、
送信信号を表す基準信号及び受信信号を受け入れ、且つ同じサンプリングレートでそれぞれサンプリングされたアップサンプリングされた送信信号及びアップサンプリングされた受信信号を、前記送信帯域と前記受信帯域との間の周波数関係が、前記アップサンプリングされた送信信号と前記アップサンプリングされた受信信号との間の周波数関係に対応するように供給するように構成された同期装置であって、前記アップサンプリングされた受信信号及び前記アップサンプリングされた送信信号を同期させるために遅延を適用するように更に構成される同期装置と、
前記アップサンプリングされた送信信号及び前記アップサンプリングされた受信信号を受信し、アップサンプリングされた送信信号の歪み成分を含む歪み信号を適応的に予測し、且つ前記歪み信号を用いて前記受信信号を強化するように構成された予測器を含むキャンセラと
を含む、非一時的コンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１７年５月１８日出願の米国特許出願公開第１５／５９８，６１３号明細書の利益を要求し、その出願の内容は、参照により援用される。
【０００２】
本発明は、送信信号の歪み成分を除去するための受信信号の強化に関し、特に無線周波数トランシーバにおける相互変調歪みのキャンセルに関する。
【背景技術】
【０００３】
幾つかの通信システムは、同時に送信及び受信する能力を提供する。無線周波数通信において、トランシーバは、１つの無線周波数帯域で送信する一方、別の無線周波数帯域で受信し得る。幾つかのかかるシステムは、周波数分割複信（ＦＤＤ）システムと呼ばれる。２つの帯域が周波数において十分に分離される場合、送信信号は、受信信号にそれほど干渉しないことがあり得る。しかしながら、それにもかかわらず、部分的に送信及び受信経路における回路コンポーネントの非線形特性及び／又はそれらの経路の結合のため、送信信号の一部は、受信信号に「漏洩する」可能性がある。かかる漏洩のレベルは、低くなり得るが、受信信号から復号される情報の誤り率が悪影響を受ける可能性がある。従って、通信システムの特性を改善するためにかかる漏洩の影響を軽減する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、電力増幅器の非線形特性に起因する送信機における非線形性に対処する１つのアプローチは、送信信号を予歪することである。かかる予歪は、送信信号と受信信号との間の漏洩の一部を軽減し得るが、漏洩の影響の更なる軽減の必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一態様において、一般に、受信信号は、同時に送信された信号の歪み成分を除去することによって強化される。受信信号は、送信周波数帯域における送信信号の送信と同時に受信周波数帯域において取得される。受信信号は、送信信号の歪み成分を含む。送信信号の表現は、受信信号における予測された歪み成分を表す歪み信号を出力するために、非線形予測器を用いて処理される。受信信号は、歪み信号に対応する予測された歪み成分を受信信号から除去することにより、歪み信号を用いて強化される。
【０００６】
別の態様において、一般に、受信信号は、同時に送信された信号の歪み成分を除去することによって強化される。無線周波数送信帯域で送信された送信信号に対応する基準信号が受信される。受信回路を介して受信された受信信号は、送信周波数帯域における送信信号の送信と同時に受信周波数帯域において取得されている。受信信号は、送信信号の歪み成分を含む。送信周波数帯域及び受信周波数帯域は、重なっていない帯域である。基準信号は、アップサンプリングされた基準信号を生じるためにアップサンプリングされ、且つ受信信号は、アップサンプリングされた受信信号を生じるためにアップサンプリングされる。アップサンプリングされた基準信号及びアップサンプリングされた受信信号は、同じサンプリングレートを有する。アップサンプリングされた基準信号とアップサンプリングされた受信信号との間の相対周波数は、送信周波数帯域と受信周波数帯域との間の相対周波数と一致する。アップサンプリングされた基準信号は、予測器パラメータで構成された構成可能な予測器に送られる。構成可能な予測器は、アップサンプリングされた基準信号から決定されたアップサンプリングされた歪み信号を入力として供給する。アップサンプリングされた歪み信号は、歪み信号を生じるためにダウンサンプリングされる。受信信号は、歪み信号に対応する成分を受信信号から除去することにより、歪み信号を用いて強化される。アップサンプリングされた歪み信号及びアップサンプリングされた受信信号は、相対遅延を決定するために相関される。送信信号をアップサンプリングすることは、相対遅延に従って、アップサンプリングされた基準信号を同期させることを含む。予測器のためのパラメータは、アップサンプリングされた基準信号及びアップサンプリングされた受信信号を用いて推定される。
【０００７】
別の態様において、一般に、受信信号は、同時に送信された信号の歪み成分を除去することによって強化される。受信信号は、送信周波数帯域における送信信号の送信と同時に受信周波数帯域において取得される。受信信号は、送信信号の歪み成分を含む。送信信号を表す基準信号は、送信信号に対応する予測された歪み成分を含む歪み信号を出力するために、非線形予測器を用いて処理される。受信信号は、予測された歪み成分に従って、送信信号の歪み成分の少なくとも一部を受信信号から除去することにより、歪み信号を用いて強化受信信号を生じるように強化される。強化受信信号は、例えば、受信信号における符号化された情報の更なる処理のために供給される。
【０００８】
態様は、以下の特徴の１つ又は複数を含み得る。
【０００９】
基準信号は、送信回路を介した送信周波数帯域における送信信号の送信を引き起こすために供給される。
【００１０】
受信信号は、送信回路に結合されるか又は送信回路と要素を共有する第１の受信回路を介して受信される。例えば、送信回路及び第１の受信回路は、受動素子を共有し、受動素子は、送信信号の非線形歪み成分（例えば、相互変調成分）を受信信号に導入し得る。
【００１１】
基準信号は、例えば、遠隔の送信機からの送信信号の伝搬に基づいて第２の受信回路を介して受信される。
【００１２】
基準信号は、送信周波数帯域が、アップサンプリングされた送信信号におけるアップサンプリングされた送信帯域に対応するように、アップサンプリングされたサンプリングレートにおいて、アップサンプリングされた送信信号を生じるようにアップサンプリングされる。
【００１３】
アップサンプリングされた送信信号は、予測器パラメータで構成された構成可能な予測器に送られる。構成可能な予測器は、アップサンプリングされた送信信号から決定されたアップサンプリングされた歪み信号を入力として供給する。
【００１４】
アップサンプリングされた歪み信号は、受信周波数帯域に対応するアップサンプリングされた受信帯域におけるアップサンプリングされた信号の一部を保持する歪み信号を生じるためにダウンサンプリングされ、アップサンプリングされた受信帯域は、アップサンプリングされた送信帯域から離れている。
【００１５】
歪み信号は、受信信号から減算される。
【００１６】
受信信号は、アップサンプリングされたサンプリングレートにおいて、アップサンプリングされた受信信号を生じるためにアップサンプリングされる。受信周波数帯域は、アップサンプリングされた受信信号におけるアップサンプリングされた受信帯域に対応し、且つアップサンプリングされた送信及び受信信号におけるアップサンプリングされた受信帯域及びアップサンプリングされた送信帯域は、送信周波数帯域及び受信周波数帯域と同じ周波数関係（例えば、周波数オフセット）を有する。
【００１７】
受信信号をアップサンプリングすることは、アップサンプリングされた受信信号に対して、アップサンプリングされた送信信号のための遅延時間を導入することを含む。
【００１８】
歪み信号と受信信号との間の相関時間が決定され、及びアップサンプリングされた受信信号のための遅延時間が相関時間に従って設定される。
【００１９】
基準信号は、アップサンプリングされた歪み信号を生じるために、アップサンプリングされた送信信号を予測器に送ることにより、非線形予測器を用いて処理され、及び相関時間は、アップサンプリングされた歪み信号とアップサンプリングされた受信信号との間の相関時間に従って決定される。
【００２０】
基準信号は、アップサンプリングされた送信信号を、予測器パラメータで構成された構成可能な予測器に送ることにより、非線形予測器を用いて処理される。
【００２１】
アップサンプリングされた歪み信号は、構成可能な予測器から受け入れられ、且つ歪み信号を生じるために、アップサンプリングされた受信帯域を保持しながらダウンサンプリングされる。
【００２２】
予測器パラメータは、アップサンプリングされた送信信号からアップサンプリングされた受信信号を予測するためにパラメータを設定することによって決定される。
【００２３】
非線形予測器は、アップサンプリングされた送信信号の複数の時間サンプルの関数として、アップサンプリングされた歪み信号の各時間サンプルを生じる時間領域非線形関数（例えば、メモリ多項式）を含む。
【００２４】
別の態様において、一般に、信号処理機器は、送信帯域で送信される同時に送信された信号の歪み成分を除去するために、受信帯域においてトランシーバで受信された信号に基づいて、受信信号を強化するようにトランシーバと共に用いられる。機器は、送信信号を表す基準信号及び受信信号を受け入れ、且つ同じサンプリングレートでそれぞれサンプリングされたアップサンプリングされた送信信号及びアップサンプリングされた受信信号を、送信帯域と受信帯域との間の周波数関係が、アップサンプリングされた送信信号とアップサンプリングされた受信信号との間の周波数関係に対応するように供給するように構成された同期装置を含む。同期装置は、アップサンプリングされた受信信号及びアップサンプリングされた送信信号を同期させるために遅延を適用するように更に構成される。機器は、アップサンプリングされた送信信号及びアップサンプリングされた受信信号を受信し、アップサンプリングされた送信信号の歪み成分を含む歪み信号を適応的に予測し、且つ歪み信号を用いて受信信号を強化するように構成された予測器を含むキャンセラも含む。
【００２５】
別の態様において、一般に、非一時的コンピュータ可読媒体は、データ構造をそれに格納する。このデータ構造は、データ構造によって記述される回路を含む集積回路を製造するためのプロセスの一部を実行するように、コンピュータシステム上で実行可能なプログラムによって操作される。データ構造に記述される回路は、送信帯域で送信される同時に送信された信号の歪み成分を除去するために、受信帯域においてトランシーバで受信された信号に基づいて受信信号を強化するようにトランシーバと共に用いるための信号プロセッサを含む。信号プロセッサは、送信信号を表す基準信号及び受信信号を受け入れ、且つ同じサンプリングレートでそれぞれサンプリングされたアップサンプリングされた送信信号及びアップサンプリングされた受信信号を、送信帯域と受信帯域との間の周波数関係が、アップサンプリングされた送信信号とアップサンプリングされた受信信号との間の周波数関係に対応するように供給するように構成された同期装置を含み、同期装置は、アップサンプリングされた受信信号及びアップサンプリングされた送信信号を同期させるために遅延を適用するように更に構成される。信号プロセッサは、アップサンプリングされた送信信号及びアップサンプリングされた受信信号を受信し、アップサンプリングされた送信信号の歪み成分を含む歪み信号を適応的に予測し、且つ歪み信号を用いて受信信号を強化するように構成された予測器を含むキャンセラも含む。
【００２６】
１つ又は複数の態様が受信信号を強化することによって技術的な改善を提供し、それは、次に、信号対雑音比を改善し、受信信号において符号化された情報を復号する際の誤り率を低減し、且つ／又は受信信号を介して達成できる情報速度を増加させ得る。この改善は、主として無線周波数通信（例えば、周波数分割複信システムにおける）に関連して本明細書で説明される。しかしながら、類似の技術は、送信信号の歪み成分が受信信号に「漏洩する」他の領域（例えば、光学又は音響）に適用され得ることを理解されたい。
【００２７】
本発明の他の特徴及び利点は、以下の説明及び特許請求の範囲から明白である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】相互変調歪みキャンセルを組み込むトランシーバのブロック図である。
【図２】図１で参照される信号の信号成分を示す一連の周波数領域概略図である。
【図３】同期化手順のフローチャートである。
【図４】別の送信機からの歪みキャンセルを組み込む受信機セクションのブロック図である。
【図５】歪みキャンセル前及び後の受信信号の周波数領域プロットである。
【図６】歪みキャンセル前及び後の受信信号の配置プロットである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１を参照すると、トランシーバは、デジタルのサンプリングされた送信信号
【数１】
2020520182.tif 000003
を受信し、且つデジタルのサンプリングされた受信信号
【数２】
2020520182.tif 000004
を供給する無線周波数（ＲＦ）セクション１５０を含み、これらのサンプリングされた信号のそれぞれは、それぞれの送信及び受信帯域幅のための十分なサンプリングレートでサンプリングされる。一般に、送信信号は、異なる端末と通信するための別個の周波数多重化ダウンリンクチャネルを含み得、同様に、受信信号は、異なる端末から送信される複数のアップリンクチャネルを含み得る。送信信号
【数３】
2020520182.tif 000005
は、デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）１５１及びアナログ送信回路１５２を通過し、アナログ送信回路１５２は、無線周波数信号を出力し、送信信号は、無線周波数送信帯域に変調される。この信号は、送受切換器１５３を介して信号経路１６１に進み、空中放射のためにアンテナ１６２に進む。アンテナ１６２はまた、無線周波数送信帯域と異なる無線周波数受信帯域で空中を通じて信号を受信し、この信号は、信号経路１６１及び送受切換器１５３を介してアナログ受信回路１５４に進み、アナログ受信回路１５４は、アナログ信号をアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）１５５に送り、アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）１５５は、デジタル受信信号
【数４】
2020520182.tif 000006
を生成する。
【００３０】
アナログ送信回路は、一般に、非線形伝達特性を有し、結果として、指定された送信帯域外の信号の「漏洩」が存在する可能性がある。この漏洩は、任意選択の前置補償器１２０を用いて軽減することが可能であり、前置補償器１２０は、所望の送信信号ｘを受け入れ、且つ指定された送信帯域内で全体的な線形応答を達成すること、及び例えば隣接する送信帯域を用いて他の送信機に干渉することを回避するために、指定された送信帯域外のエネルギーを最小化することを目的として、一般に所望の送信信号ｘをデジタル的に予歪する。デジタル予歪アプローチの例は、２０１７年３月７日発行の米国特許第９，５９０，６６８号明細書に説明されており、その特許は、参照により本明細書に援用される。
【００３１】
無線周波数送信帯域は、受信送信帯域に重ならないように指示される。同時的な供給信号
【数５】
2020520182.tif 000007
の送信及び受信信号
【数６】
2020520182.tif 000008
の受信並びに送信回路及び受信回路の回路素子の共有（又はかかる回路間の他の結合）の結果として、送信信号
【数７】
2020520182.tif 000009
の一部は、受信信号
【数８】
2020520182.tif 000010
に「漏洩」する可能性がある。即ち、送信帯域内の１つの周波数における送信信号の成分は、非線形特性のため、受信帯域の別の周波数における信号成分に変換される可能性がある。かかる漏洩を引き起こす１つの現象は、相互変調歪みであり、それにより、無線送信信号の異なる周波数における周波数成分は、オリジナル周波数の和及び差周波数並びにそれらの和及び差周波数の倍数における干渉信号に帰着する可能性がある。これらの相互変調周波数は、受信信号
【数９】
2020520182.tif 000011
において表され、トランシーバ１００の受信機特性における劣化を引き起こし得る。
【００３２】
引き続き図１を参照すると、受信信号における、通過信号からのかかる相互変調歪みの影響を軽減するアプローチは、デジタルキャンセラ１４０を利用し、デジタルキャンセラ１４０は、任意選択の前置補償器１２０とは別個のものとして示されている。一般に、キャンセラは、予測器１４４を含み、予測器１４４は、受信信号
【数１０】
2020520182.tif 000012
に存在すると予測される、送信信号ｘの相互変調成分を表す歪み信号ｄを生成する（アップサンプリングされた歪み信号ｄ’を介する。歪み信号ｄ’は、ｄを生成するためにダウンサンプリングされる）。「ＰＩＭ」（受動相互変調歪み）除去コンポーネント１４７は、強化された受信信号ｙを生成するために歪み信号ｄを用いる。（歪みが、相互変調歪み、受動効果等の結果である可能性があるが、必ずしもそうではなく、「ＰＩＭ」という名称は、システムが適用可能である歪みのタイプに対するいずれかの制限を表すように理解されるべきではないことに留意されたい。）予測器１４４は、非線形伝達関数のパラメータθで構成される。パラメータθは、推定器１４２によって推定及び更新され、推定器１４２は、
【数１１】
2020520182.tif 000013
で見つかるｘの相互変調歪みの特性と一致するために、送信信号ｘ及び受信信号
【数１２】
2020520182.tif 000014
の処理された（例えば、遅延及び／又はアップサンプリングされた）バージョンに依存する。
【００３３】
一般に、考慮される１つの要因は、入力されている（即ち前置補償器１２０に、又は前置補償器が用いられない場合にはＲＦセクション１５０に直接送られる）送信信号ｘからの、且つ受信信号
【数１３】
2020520182.tif 000015
に現れる送信信号ｘの相互変調歪み成分からの、経路における遅延時間τだけの遅延である。かかる遅延は、前置補償器１２０におけるデジタルフィルタリング又はアナログ送信回路１５２若しくはアナログ受信回路１５４における電力増幅器若しくは他のコンポーネントに導入されるアナログ位相遅延による可能性がある。更に、遅延時間は、必ずしも一定ではない。例えば、遅延は、増幅器の利得設定などの要因に依存する可能性があり、利得設定は、ＲＦセクション１５０における自動利得制御機能に従って変化し得る。いずれの場合にも、遅延は、一定であると仮定されず、且つ以下で更に説明されるように現行のバイアスに基づいて追跡される。
【００３４】
キャンセラ１４０は、アップサンプリングされた送信信号ｘ’が、アップサンプリングされた受信信号ｙ’と同期されるアップサンプリングされたレートで動作するコンポーネントを含み、これらのアップサンプリングされた信号は、キャンセラ１４０に供給される。以下でより詳細に説明されるように、アップサンプリング及び同期動作は、一般に、システムのアップサンプラ／同期装置１３０において実行され、結果は、キャンセラ１４０に供給される。
【００３５】
アップサンプラ／同期装置１３０において考慮される要因は、ｘ及び
【数１４】
2020520182.tif 000016
が、ベースバンド信号（即ちゼロ周波数にかなり近いか又はそれを中心とする）であり、且つ送信及び受信帯域幅をそれぞれ表すために十分な速度でサンプリングされるが、それらが、無線周波数領域における（又は信号がいかなる周波数領域、例えば中間周波数領域で結合されても）異なる帯域に対応することである。例えば、無線周波数領域における送信帯域幅が７５ＭＨｚ（１８０５ＭＨｚ〜１８８０ＭＨｚ）である場合及び無線周波数領域における受信帯域幅が７５ＭＨｚ（１７１０ＭＨｚ〜１７８５ＭＨｚ）である場合、サンプリングレートは、それぞれ少なくとも１５０Ｍサンプル／秒及び１５０Ｍサンプル／秒（即ち少なくともナイキストサンプリングレート）である。ｘから
【数１５】
2020520182.tif 000017
までの非線形伝達特性を捕捉するために、システムは、これらの２つの帯域をカバーする連続的な帯域幅（本明細書ではアップサンプリングされた帯域幅と呼ばれる）を用い、且つ一般にこれらの２つの帯域間の任意の周波数範囲を含む。例えば、無線送信帯域が無線受信帯域より高い周波数にある場合及び送信帯域が１８８０ＭＨｚのより高い周波数を有し、且つ受信帯域が１７１０ＭＨｚのより低い周波数を有する場合、システムは、少なくとも３４０Ｍサンプル／秒のサンプリングレートにおいて、帯域幅１７０ＭＨｚの組み合わされたアップサンプリングされた帯域内の送信及び受信信号を表す。無線送信及び受信帯域がより広く分離される場合、アップサンプリングされたレートは、より広いアップサンプリングされた帯域幅を収容するためにより高くすることが必要になるであろうことに留意されたい。信号ｘ及び
【数１６】
2020520182.tif 000018
のアップサンプリングされたバージョンは、それぞれｘ’及びｙ’と表される。更に、アップサンプリングされた送信信号ｘ’は、それが、以下で詳細に説明される手順を用いてｙ’と時間同期されるように調整された遅延である。
【００３６】
引き続き図１を参照すると、且つまた信号が図１と一致してラベル付けされる図２を参照すると、送信信号ｘの概略例が、送信帯域幅２１２内の２つの信号成分２１３を備えたベースバンド周波数領域において図２ａに示されている。同様に、受信信号
【数１７】
2020520182.tif 000019
の概略例が、受信帯域幅２１４内のベースバンド周波数領域において図２ｂに示され、且つ２つの受信成分２１５と同様に、２つの相互変調成分２１６を含み、２つの相互変調成分２１６は、ＲＦセクション１５０を通過する送信成分２１３に起因する。
【００３７】
上記で導入されたように、入力信号ｘ及び受信信号
【数１８】
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の両方は、ｘ’及びｙ’としてそれぞれアップサンプリングされ、ｘ’及びｙ’は、図２ｄ及び２ｃにおいてアップサンプリングされた周波数帯域にそれぞれ示されている。入力信号は、初期化中に用いられるアップサンプラ１３１又は更なる動作中に用いられるアップサンプラ１３２によってアップサンプリングされる。アップサンプラ１３２の場合、アップサンプラは、時間τだけ信号の遅延も実現し、時間τは、以下で更に説明されるように相関器１３４によって計算される。
【数１９】
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を、アップサンプリングされたバージョンｙ’に変形するアップサンプラ１３６は、成分２１５〜２１６を周波数シフトし、アップサンプリングされた信号におけるシフトされた成分２２５〜２２６を生成して、それらが、アップサンプリングされた入力信号における成分２３３から正確に離間されるようにすることに留意されたい。この例において、送信帯域が受信帯域より低い周波数であることに留意されたい。反対に、伝達帯域が受信帯域より高い周波数である場合、アップサンプラ１３６は、信号を必ずしも周波数シフトせず、アップサンプラ１３１及び１３２は、類似の方式で入力信号をシフトする。
【００３８】
通常動作において、アップサンプリングされた入力信号ｘ’は、予測器１４４にも進み、予測器１４４は、同様にアップサンプリングされたレートにおいて、アップサンプリングされた予測された歪み信号ｄ’を出力するために、パラメータθのセットで構成される。結果としての歪み信号の概略例が図２ｅの周波数領域に示されている。歪み信号の幾つかの成分（例えば、成分２４６）は、アップサンプリングされた受信帯域に入る一方、アップサンプリングされた受信帯域に入らない他の成分（例えば、成分２４３）が存在し得ることに留意されたい。
【００３９】
アップサンプリングされた歪み信号ｄ’は、歪み信号ｄを生成する受信帯域に対応するアップサンプリングされた歪み信号の一部を保持する受信信号
【数２０】
2020520182.tif 000022
のサンプリングレートにダウンサンプラ１４６によってダウンサンプリングされ、歪み信号ｄは、ベースバンド歪み成分２５６を有する。最後に、このベースバンド歪み信号は、予測された歪み成分２５６を受信信号から減算するためにＰＩＭリムーバ１４７によって用いられ、強化信号ｙを生成するために受信信号の成分２１６を理想的には完全に除去し、強化信号ｙは、信号成分２１５を保持し、信号成分２１５は、空中を通じて受信された。
【００４０】
上記で導入されたように、アップサンプラ１３２は、ＲＦセクション１５０を通る入力信号の歪み成分の遅延を補償するために遅延入力τに応答する。この遅延値は、相関器１３４によって決定され、相関器１３４は、予測された歪み信号ｄ’及びアップサンプリングされた受信信号ｙ’を受信する。相関器１３４は、入力信号が最も相関される遅延τを決定するために、その入力信号の相互相関を実質的に実行する。この相関は、受信周波数帯域にある実際の歪み成分２２６及び予測された歪み成分２４６の相関に実質的に起因する。
【００４１】
初期化期間（又は同期が失われる再同期期間）中、セレクタ１４５は、アップサンプラ１３１から予測器１４４に非遅延（又はデフォルト時間だけ遅延された）入力信号を送った。これは、相関器１３４が時間遅延τのための新しい推定値を確立できるようにし、その時点において、セレクタ１４５は、遅延アップサンプラ１３２の出力を用いるために再び切り替わる。
【００４２】
アップサンプラのためのパラメータθは、推定器１４２によって決定され、推定器１４２は、アップサンプリングされた入力信号ｘ’及びアップサンプリングされた受信信号ｙ’を受信し、且つｘ’からｙ’のパラメータ予測をできるだけ最適化する。例えば、予測器は、メモリ多項式を利用し、パラメータは、多項式の係数であり、パラメータは、勾配ベース又は最小二乗誤り処理手順を用いて適合される。初期化中、予測された歪みが、遅延τの合理的な初期推定値を取得するために、受信信号と相関し得る少なくとも幾つかの成分を有するように、パラメータ１４１のランダム集合は、推定器１４２の出力ではなく、セレクタ１４３によって選択される。
【００４３】
図３のフローチャートを参照すると、上記の手順は、フローチャートに要約され得る。ステップ３１０において、予測器１４４は、スイッチ１４３を介してランダムパラメータ１４１を受信し、且つアップサンプラ１３１及びスイッチ１４５を介して、アップサンプリングされた送信信号を受信する。ステップ３２０において、予測器１４４は、遅延時間を決定するために、相関器１３４によって用いられる歪み出力を供給する。ステップ３３０において、決定された遅延時間は、送信信号のために遅延アップサンプラ１３２を構成するために用いられる。ステップ３４０において、推定器１４２は、スイッチ１４３を介して、推定されたパラメータを予測器１４４に供給する。ステップ３５０において、遅延時間は、再び計算される。
【００４４】
上記の実施形態は、歪み成分が、同じトランシーバから送信される信号ｘから生じるという点において、受信ベースバンド信号
【数２１】
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における歪みが「自ら招いた」ものであるという状況に対処する。他の実施形態において、歪み項は、別の送信機から送信された無線信号から生じる。別の送信機は、図１に示されているアナログ受信回路を介して、
【数２２】
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が取得される無線受信帯域と干渉するように考えられていない別の無線送信帯域で送信し得るが、その別の送信機は、無線受信帯域に影響を与える歪み成分を生成する可能性があるか、又はかかる歪み成分は、別の送信機から受信機への伝搬及び反射中に結果として生じる可能性がある。トランシーバが送信信号のための符号ｘを有する場合と異なり、トランシーバは、一般に、別の送信信号のための符号を有しないことになるであろう。一般に、別の送信機から生じる歪み成分を補償するアプローチは、（１）ベースバンド基準信号ｓをローカルに生成すること、及び（２）ｘの歪み成分が、上記の実施形態において、
【数２３】
2020520182.tif 000025
から除去されるのとほぼ同じ方式で、
【数２４】
2020520182.tif 000026
におけるｓの歪み成分を除去することである。
【００４５】
図４を参照すると、かかる「意図しない」歪みをキャンセルする実施形態において、ＲＦセクション４５０は、２つの受信機セクションを含む。無線受信帯域に同調されたアナログ受信回路１５４及びアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）１５５は、ベースバンド受信信号
【数２５】
2020520182.tif 000027
を生じ、別の送信機の無線送信帯域に同調された第２のアナログ受信回路４５４及び別のＡＤＣ４５５は、ベースバンド基準信号ｓを生じる。例えば、生じる受信回路１５４は、１．８ＧＨｚのチャネルに同調され得、受信回路４５４は、別の送信機によって用いられる２．１ＧＨｚのチャネルに同調され得る。
【００４６】
引き続き図４を参照すると、同期装置１３０は、アップサンプリングされた基準／送信信号ｓ’及びアップサンプリングされた受信信号ｙ’を生じるために、ｓ及び
【数２６】
2020520182.tif 000028
を同期及びアップサンプリングし、これらのアップサンプリングされた信号は、キャンセラ１４０に供給され、キャンセラ１４０は、アップサンプリングされた歪み信号ｄ’を最初に生成することにより、ｓの歪み成分を、
【数２７】
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から除去し、アップサンプリングされた歪み信号ｄ’からベースバンド歪み信号ｄが取得され、且つ強化信号ｙを生じるために用いられる。
【００４７】
送信信号ｘの多数の感知信号ｓ及び１つ又は複数の感知信号ｓは、例えば、予測された歪み成分を各感知信号から連続的に又は一緒に減算することによって用いられ得ることに留意されたい。幾つかの実施形態において、全ての感知信号及び受信信号
【数２８】
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は、共通サンプリングレートにアップサンプリングされ、連続歪み予測は、アップサンプリングされた領域で減算される。
【００４８】
幾つかの実施形態において、基準信号は、受信帯域の一部のみにおいて歪み成分と関連付けられ得るか、又は受信帯域内の幾つかの歪み成分のみがキャンセルを保証するほど十分に著しい。かかる状況において、受信帯域幅全体、感知帯域幅及びそれらの間のスペクトルギャップをカバーするために十分な帯域幅に基準信号をアップサンプリングするのではなく、（感知帯域幅及びスペクトルギャップと同様に）受信帯域幅の一部のみをカバーするより小さい帯域幅が用いられ得る。受信信号の効果的なアップサンプリングは、歪み成分が減算されることになる部分以外の、受信帯域幅の一部を廃棄する。それに応じて、歪み信号ｄ’のダウンサンプリングは、ベースバンド歪み信号ｄを受信帯域幅の適切な部分にマッピングする。低減されたアップサンプリングされた帯域幅を用いるこのアプローチは、遠隔送信機の歪み成分の影響が特に受信帯域に集中される場合、要求される計算を低減し得る。更に、遠隔送信の感知は、受信帯域において歪み成分を与えない周波数における送信を必ずしも感知せずに、遠隔送信機送信帯域の特定の部分に集中し得る。
【００４９】
左側のキャンセルアプローチの使用前及び右側の手順の使用後におけるベースバンド対（ベースバンドにおける）周波数において解釈された、ＵＬ（アップリンク）信号として表された受信信号のプロットを含む図５を参照する。−１〜１のベースバンド周波数は、ＡＤＣのナイキスト周波数に対応する。受信信号の位置は、ナイキスト周波数の−０．５及び−０．３である。キャンセル前のＰＩＭ３は、ナイキスト周波数の−０．８〜−０．２（ＵＬ信号と重なる）で、ＰＩＭ５は、−０．２〜＋０．４でそれぞれ示されている。
【００５０】
図６を参照すると、受信された復調された２５６直交振幅変調（ＱＡＭ）１の誤差ベクトルの大きさ（ＥＶＭ）のための配置プロットが処理なしに左側に示され、処理を伴って右側に示されている。ＥＶＭは、受信信号の品質の有効な尺度である。１３倍の改善が、この測定された例に示されている。処理は、受信機帯域における漏洩及び相互変調の大幅な低減を提供し、且つ信号リンクを回復することが図から明らかなはずである。
【００５１】
幾つかの実装形態において、キャンセラ１４０及び／又は同期装置１３０を含むシステムは、ハードウェア、ソフトウェア又はハードウェア若しくはソフトウェアの組み合わせにおいて実現される。ハードウェアは、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）などを含み得る。ソフトウェア実装形態は、非一時的機械可読媒体上に格納された命令、即ちプロセッサ（例えば、デジタル信号プロセッサ、専用コントローラ等）によって実行された場合に上記の手順をプロセッサに実行させるような命令を含み得る。例として、予測器１４４及び相関器１３４は、ＡＳＩＣにおいて実現され得、推定器は、同じシステム内でソフトウェアにおいて実現され得る。
【００５２】
幾つかの実装形態において、コンピュータアクセス可能な非一時的記憶媒体は、キャンセラ１４０及び／又は同期装置１３０のコンポーネントの幾つか又は全てを含むシステムを表すデータベースを含む。一般的に言って、コンピュータアクセス可能な記憶媒体は、命令及び／又はデータをコンピュータに提供するために、使用中にコンピュータによってアクセス可能な任意の非一時的記憶媒体を含み得る。例えば、コンピュータアクセス可能な記憶媒体は、磁気又は光ディスク及び半導体メモリなどの記憶媒体を含み得る。一般に、システムを表すデータベースは、プログラムによって読み出すことができ、且つシステムを含むハードウェアを製作するために直接的又は間接的に使用できるデータベース又は他のデータ構造であり得る。例えば、データベースは、Ｖｅｒｉｌｏｇ又はＶＨＤＬなどの高水準設計言語（ＨＤＬ）におけるハードウェア機能の動作レベル記述又はレジスタ転送レベル（ＲＴＬ）記述であり得る。記述は、合成ライブラリからのゲートのリストを含むネットリストを生成するために記述を合成し得る合成ツールによって読み出され得る。ネットリストは、システムを含むハードウェアの機能を同様に表すゲートセットを含む。次に、ネットリストは、マスクに適用される幾何学的形状を示すデータセットを生成するために配置及びルーティングされ得る。次に、マスクは、システムに対応する１つ又は複数の半導体回路を作成するために様々な半導体製造ステップで用いられ得る。他の例において、代替として、データベースは、それ自体、ネットリスト（合成ライブラリの有無にかかわらず）又はデータセットであり得る。
【００５３】
前述の説明は、本発明の範囲を限定するのではなく、例示するように意図され、本発明の範囲は、添付の請求項の範囲によって定義されることを理解されたい。他の実施形態は、以下の請求項の範囲内である。
【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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【国際調査報告】
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