JP2013017169A - 無線通信装置における位相シフトを推定及び補正するシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】無線通信装置における位相シフトを推定及び補正する方法を提供する。
【解決手段】本発明の幾つかの実施の形態によれば、本方法は、無線通信装置のデジタル回路により出力されたデジタル信号を、計算された位相誤差に基づいて、補償されたデジタル信号に変換するステップを含む。また、本方法は、補償されたデジタル信号を無線通信信号に変換するステップを含む。また、本方法は、デジタル回路により出力されたデジタル信号の推定される瞬間的な基準となる位相を更に計算するステップを含む。さらに、本方法は、無線通信信号の推定される送信位相を計算するステップを更に含む。さらに、本方法は、推定される瞬間的な基準となる位相と、無線通信信号の推定される送信位相との間の差に基づいて位相誤差を計算するステップを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線通信に関し、より詳細には、無線通信装置における位相シフトの推定及び補正に関する。

無線通信システムは、様々な電気通信システム、テレビジョン、ラジオ及び他のメディアシステム、データ通信ネットワーク、及び、無線送信機並びに無線受信機を使用して遠隔地間で情報を伝達する他のシステムにおいて使用されている。送信機は、通常はアンテナを介してラジオ、テレビ又は他の電気通信のような電磁信号を伝搬させる電子装置である。送信機は、データ信号をエンコードし、無線周波信号にアップコンバートし、信号増幅器に通過させるデジタル信号処理回路を含むことがあり、信号増幅器は、無線周波数を受信し、予め決定された利得により信号を増幅し、増幅された信号をアンテナを通して送信する。他方で、受信機は、通常はアンテナを介して、無線の電磁信号を受信及び処理する電子装置である。所定の例では、送信機及び受信機は、トランシーバと呼ばれる単一の装置に結合される。

多くのワイヤレストランシーバは、無線周波（ＲＦ）の利得、バイアス、及び／又は伝送経路の負荷における変化のために伝送経路における位相シフトに苦しむ。係る位相シフトは、無線通信装置における様々な問題を引き起こす。例えば、ランダム信号の位相シフトは、コヒーレントレシーバが使用されたときに振幅の測定エラーを引き起こす場合があり、振幅のエラー信号は、コヒーレントレシーバの出力と基準となる波形との間の差から発生される。伝送経路のＲＦ利得のステージにおけるこれらの信号の位相歪みは、無線送信機における差の非線形エラー（DNLE：Differential Non-Linear Errors）に寄与する。係るＤＮＬＥは、伝送経路を通して蓄積し、全体の非線形利得のエラー（INLE：Integral Non-linear Gain Error）につながる。係るＤＮＬＥ及びＩＮＬＥは、伝送経路の出力で正確に電力の品質低下につながる。また、係る位相シフトは、無線通信装置における隣接チャネルの漏れ率（ACLR：Adjacent Channel Leakage Ratio）及びエラーベクトル振幅（EVM：Error Vector Magnitude）の低下となり、及び／又は、無線通信装置と基地局との間の損失又は搬送波追尾の同期となり、潜在的に通話の途切れ（dropped call）及び／又は他の性能の低下につながる。

本発明の幾つかの実施の形態によれば、無線通信装置における位相シフトを推定及び補正する方法は、無線通信装置のデジタル回路によりデジタル信号の出力を、計算された位相エラーに基づいて補償されたデジタル信号に変換することを含む。また、本方法は、補償されたデジタル信号を無線通信信号に変換することを含む。本方法は、デジタル回路により出力されたデジタル信号の推定された瞬間の基準となる位相を計算することを更に含む。さらに、本方法は、無線通信信号の推定された伝送位相を計算することを更に含む。さらに、本方法は、推定された瞬間的な基準となる位相と、無線通信信号の推定された伝送の位相との間の差に基づいて位相誤差を計算することを含む。

本発明の１以上の実施の形態の技術的な利点は、動作温度、周波数、変調方式、電力レベル及び／又はバッテリ電圧に基づいて絶対的な位相変動及び相対的な位相変動に対する実時間の位相補償を含む。

本発明の様々な実施の形態は、列挙される技術的利点の一部、全部を含むか、列挙される技術的利点を何れも含まないことが理解される。さらに、本発明の他の技術的利点は、図面、発明の詳細な説明、及び本明細書に含まれる特許請求の範囲から当業者にとって容易に明らかとなるであろう。

本発明及び本発明の特徴並びに利点の更に完全な理解のため、添付図面と共に行われる以下の説明が参照される。
本発明の所定の実施の形態に係る、例示的な無線通信システムのブロック図である。 本発明の所定の実施の形態に係る、例示的な送信及び／又は受信エレメントの選択されたコンポーネントのブロック図である。 本発明の所定の実施の形態に係る、図２の例示的な送信及び／又は受信エレメントにおいて使用される例示的な位相補償テーブルを示す図である。 本発明の所定の実施の形態に係る、例示的な位相リミッタを示す図である。

図１は、本発明の所定の実施の形態に係る、例示的な無線通信システム１００のブロック図である。簡単さのため、図１には、２つの端末１１０及び２つの基地局１２０のみが示されている。端末１１０は、リモート局、移動局、アクセス端末、ユーザ装置（ＵＥ）、無線通信装置、携帯電話とも呼ばれ、又は他の専門用語で呼ばれる。基地局１２０は、固定されたステーションであり、アクセスポイント、ノードＢとも呼ばれ、又は他の専門用語で呼ばれる。

端末１１０は、衛星１３０から信号を受信可能であるか、又は受信可能でない場合がある。衛星１３０は、公知のＧＰＳ（Global Positioning System）のような衛星測位システムに属する。それぞれのＧＰＳの衛星は、地球上のＧＰＳ受信機がＧＰＳ信号の到達の時間を測定するのを可能にする情報でエンコードされたＧＰＳ信号を送信する。十分な数のＧＰＳ衛星の測定は、ＧＰＳ受信機の３次元の位置を正確に推定するために使用される。また、端末１１０は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ(登録商標)送信機、Ｗｉ−Ｆｉ（Wireless Fildelity）送信機、ＷＬＡＮ（Wireless Local Area Network）送信機、ＩＥＥＥ８０２．１１送信機、及び他の適切な送信機のような他のタイプの送信源から信号を受信可能である。

図１では、それぞれの端末１１０は、複数の送信源からの信号を同時に受信するように示されており、この場合、送信源は、基地局１２０又は衛星１３０である。所定の実施の形態では、端末１１０は、送信源である場合もある。一般に、端末１１０は、いかなる瞬間でも、ゼロの送信源、１つの送信源又は複数の送信源から信号を受信する。

システム１００は、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）システム、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）システム、又は他の無線通信システムである場合がある。ＣＤＭＡシステムは、ＩＳ−９５、ＩＳ−２０００（又は“１ｘ”としても知られる）、ＩＳ−８５６（又は“１ｘＥｘ−ＤＯ”としても知られる）、広帯域ＣＤＭＡ（Ｗ−ＣＤＭＡ）等のような１以上のＣＤＭＡ標準を実現する。ＴＤＭＡシステムは、ＧＳＭ(登録商標)（Global
System for Mobile Communication）のような１以上のＴＤＭＡ標準を実現する。Ｗ−ＣＤＭＡ標準は、３ＧＰＰとして知られるコンソーシアムにより定義され、ＩＳ−２０００及びＩＳ−８５６標準は、３Ｇｐｐ２として知られるコンソーシアムにより定義される。

図２は、本発明の所定の実施の形態に係る、例示的な送信及び／又は受信エレメント２００（例えば端末１１０、基地局１２０又は衛星１３０）の選択されたコンポーネントのブロック図である。エレメント２００は、送信経路２０１、受信経路２２１及び位相エラー推定経路２４１を含む。エレメント２００の機能に依存して、エレメント２００は、送信機、受信機又はトランシーバであると考えられる。

図２に示されるように、エレメント２００は、デジタル回路２０２を含む。デジタル回路２０２は、受信経路２２１を介して受信されたデジタル信号及び情報を処理し、及び／又は送信経路２０１を介しての送信のために信号及び情報を処理するシステム、デバイス、又は装置を含む。係るデジタル回路２０２は、１以上のマイクロプロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ、及び／又は他の適切な装置を含む。図２に示されるように、デジタル回路２０２は、デジタル信号の同相（Ｉ）チャネル成分及び直交（Ｑ）チャネル成分を送信経路２０１に伝達する。

送信経路２０１は、位相補償器２７２を含む。位相補償器２７２は、（例えばデジタル回路２０２から）その入力で受信された入力Ｉ及びＱチャネル信号を、別の入力で受信された計算された位相誤差に基づいて、その出力で出力Ｉ及びＱチャネル信号に変換するシステム、デバイス、又は装置を含む。出力Ｉ及びＱチャネルは、出力Ｉ及びＱチャネルと入力Ｉ及びＱチャネルとの間の位相差が計算された位相エラーに近似的に等しくなるように位相シフトされる。位相推定器２７２の出力は、デジタル−アナログ変換器２０４に伝達される。

マルチプレクサ２７４は、計算された位相エラーを位相補償器２７２に伝達する。図２に示されるように、マルチプレクサ２７４は、（デジタル回路２０２から受信された選択入力といった）選択入力で受信された選択信号に基づいて、２つの計算された位相エラーのうちの１つを選択する。例えば、図２に示される実施の形態では、マルチプレクサ２７４は、（以下に記載される）加算器２６２により計算された瞬間的な位相誤差ψ_errと、位相補償テーブル２７６により供給される平均された位相誤差との間で選択する。

位相補償テーブル２７６は、１以上の平均された位相誤差を記憶しているメモリを含み、それぞれの平均された位相誤差は、送信経路２０１の出力パワーレベルに対応する。位相補償テーブル２７６の例示的な実施の形態は、図３に示される。図３に示されるように、位相補償テーブル２７６は、ルックアップテーブルを含む、位相補償テーブル２７６は、（例えばデジタル回路２０２から）位相補償テーブル２７６に伝達された送信経路２０１の出力パワーレベルに基づいて、係る出力パワーレベルに関連される平均された位相誤差を出力する。さらに、位相補償テーブル２７６の平均された位相誤差のエントリは、（以下に記載されるように）位相誤差リミッタ２６６から受信された計算された位相誤差のエントリに基づいて時々更新される。

また、送信経路２０１は、位相補償器２７２により伝達されたＩチャネル及びＱチャネル信号のそれぞれについて、デジタル−アナログコンバータ（ＤＡＣ）２０４を含む。それぞれのＤＡＣ２０４は、デジタル回路２０２からデジタル信号のそれぞれＩチャネル成分又はＱチャネル信号を受け、係るデジタル信号をアナログ信号に変換する。次いで、係るアナログ信号は、アップコンバータ２０８を含めて、送信経路２０１の１以上の他のコンポーネントに送出される。

アップコンバータ２０８は、発振器２０１により提供される発振器信号に基づいて、ＤＡＣ２０４から受信されたアナログ信号の周波数を、無線周波数での無線通信信号にアップコンバートする。発振器２１０は、アナログ信号の無線通信信号への変調又はアップコンバートのため、又は、無線通信信号のアナログ信号への復調又はダウンコンバートのため、特定の周波数のアナログ波形を生成する。幾つかの実施の形態では、発振器２１０は、デジタル制御用の水晶発振器である場合がある。

送信経路２０１は、送信のためにアップコンバートされた信号を増幅する可変利得増幅器（ＶＧＡ）２１４、アンテナ２１８を介して送信のためにアナログのアップコンバートされた信号を更に増幅する電力増幅器２２０を含む。電力増幅器２２０の出力は、デュプレクサ２２３に伝達される。デュプレクサ２２３は、アンテナスイッチ２１６と、送信経路２１０と受信経路２２１のそれぞれとの間でインタフェースされる。従って、デュプレクサ２２３は、（例えば送信経路２０１からアンテナ２１８へ、及びアンテナ２１８から受信経路２２１に）アンテナチューナ２１７及びアンテナ２１８を通して双方向の通信を可能にする。

アンテナスイッチ２１６は、デュプレクサ２２４とアンテナチューナ２１７との間で結合される。アンテナスイッチ２１６は、（例えば電力増幅器２２０に類似して）２以上の電力増幅器の出力を多重化し、それぞれの電力増幅器は、異なる帯域又は帯域クラスに対応する。アンテナスイッチ２１６は、アンテナ２１８により受信された信号を、異なる帯域又は帯域クラスの複数の受信経路に双方向送信する。

アンテナチューナ２１７は、アンテナスイッチ２１６とアンテナ２１８との間で結合される。アンテナチューナ２１７は、送信経路２０１のインピーダンスをアンテナ２１８に整合させる（又は接近して整合させる）ことで、アンテナ２１８と送信経路２０１との間の電力の伝送の効率を改善する何れかのデバイス、システム又は装置を含む。係るマッチング又はクローズマッチングは、送信経路２０１からアンテナに伝送される入力パワーに対する反射パワーの割合を低減し、従って電力伝送の効率を高めることができる。図２に示されるように、アンテナチューナ２１７は、１以上の可変のキャパシタ２１５及びインダクタ２１９を含む。可変キャパシタ２１５の容量は、アンテナチューナコントロール（明示的に図示せず）から伝達される１以上の制御信号に基づいて変化する。係る容量が変化したとき、アンテナチューナ２１７とアンテナ２１８との組み合わせの実効インピーダンスが変化する。従って、キャパシタンスを適切に設定することで、アンテナチューナ２１７とアンテナ２１８との組み合わせの実効インピーダンスは、送信経路２０１の残りのインピーダンスに近似的に整合される。

アンテナ２１８は、増幅された信号を受信し、（例えば１以上の端末１１０、基地局１２０及び／又は衛星１３０）係る信号を送信する。図２に示されるように、アンテナ２１８は、送信経路２０１と受信経路２２１のそれぞれの結合される。デュプレクサ２２３は、アンテナ２１８と、受信経路のそれぞれとの間でインタフェースされる。

受信経路２２１は、アンテナ２１８、アンテナチューナ２１７及びデュプレクサ２２３を介して、（例えば端末１１０、基地局１２０及び／又は衛星１３０から）無線通信信号を受信する低雑音増幅器（ＬＮＡ）２３４を含む。ＬＮＡ２２４は、受信された信号を更に増幅する。

また、受信経路２２１は、ダウンコンバータ２２８を含む。ダウンコンバータ２２８は、アンテナ２１８により受信され、ＬＮＡ２３４により増幅された無線通信信号の周波数を、発振器２１２０により提供される発振器信号によりダウンコンバートする（例えばベースバンド信号にダウンコンバートする）。受信経路２２１は、フィルタ２３８を更に含み、このフィルタは、関心のある周波数チャネル内で信号成分を通過させるため、及び／又は、ダウンコンバートプロセスにより生成された雑音及び望まれない信号を除去するため、ダウンコンバートされた無線通信信号をフィルタリングする。さらに、受信経路２２１は、フィルタ２３８からアナログ信号を受信し、係るアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタルコンバータ（ＡＤＣ）２２４を含む。次いで、デジタル信号は、処理のためにデジタル回路２０２に送出される。

位相エラー推定経路２４１は、デジタル回路２０２から受信された、推定される基準となる位相、送信信号の推定される送信位相を計算し、推定される基準となる位相と推定される送信位相との間の推定される位相誤差を計算し、及び／又は、計算された推定される位相誤差の補正のため、１以上の信号を送信経路２０１に伝達する。図２に示されるように、位相誤差推定経路２４１は、無線周波（ＲＦ）カプラ２４２を含む。ＲＦカプラ２４２は、アンテナスイッチ２１６をアンテナチューナ２１７に結合する送信ラインにおける送信パワーの少なくとも１部を１以上の出力ポートに結合する何れかのシステム、デバイス又は装置である。当該技術分野で知られているように、出力ポートのうちの１つは、結合ポートとして知られており（例えば図２に示される結合ポート２４６）、他のポートは、終端又は分離ポートとして知られる（例えば図２に示される終端ポート２４７）。多くのケースでは、結合ポート２４６及び終端ポート２４７のそれぞれは、特定の抵抗値（例えば５０Ω）の内部又は外部抵抗で終端される。ＲＦカプラ２４２の物理特性のため、エレメント２００の動作の間、結合ポート２４６は、アンテナ２１８に伝送される入力パワーを示すアナログ信号（例えば電圧）を搬送し、終端ポート２４７は、アンテナ２１８かた反射されるパワーを示すアナログ信号（例えば電圧）を搬送する。

位相誤差推定経路２４１は、ＲＦカプラ２４２から伝達される信号を増幅し、係る増幅された信号をダウンコンバータ２４８に伝達する可変利得増幅器（ＶＧＡ）２５４を含む。

ダウンコンバータ２４８は、発振器２１０により提供される発振器信号により、ＶＧＡ２５４から受信されたアナログ信号の周波数をダウンコンバートし（例えばベースバンド信号にダウンコンバート）、信号の同相（Ｉ）チャネル及び直交（Ｑ）チャネル成分を出力する。さらに、制御経路２１４は、Ｉチャネル及びＱチャネルのそれぞれについて、アナログ−デジタルコンバータ（ＡＤＣ）２４４を含み、ベースバンド信号の適切な成分を受けるそれぞれのＡＶＣ２４４は、信号の係る成分を信号のデジタル成分に変換する。

また、位相誤差推定経路２４１は、ＡＤＣ２４４により生成されたデジタル信号のＩチャネル及びＱチャネル成分のそれぞれについてフィルタ２５８を含む。幾つかの実施の形態では、それぞれのフィルタ２５８は、その入力で受信された信号の移動平均をその出力で生成する移動平均フィルタ（例えばカスケード接続された積分器櫛型フィルタ）を有する。結果として、フィルタ２５８は、デジタル信号のＩチャネル及びＱチャネル成分を出力する。

位相誤差推定経路２４１は、送信位相推定器２５６を更に含む。送信位相推定器２５６は、フィルタ２５８により出力されるフィルタリングされたデジタル信号のＩチャネル及びＱチャネル成分に基づいて、アンテナ２１８に伝送される電力の位相ψ_tを示す信号を計算して出力する何れかのシステム、デバイス又は装置を含む。例えば、送信位相推定器２５６は、式ψ_t＝ｔａｎ^-1（Ｐ_Q／Ｐ_I）に従って位相を計算し、この場合、Ｐ_Iは、平均電力信号のＩチャネル成分であり、Ｐ_Qは、平均電力信号のＱチャネル成分である。

位相誤差推定経路２４１は、遅延素子２５９を更に含む。遅延素子２５９は、遅延された信号が、デジタル回路２０２の出力から送信位相推定器２５６の入力までの時間遅延に近似的に等しい時間遅延だけ、入力信号から遅延素子２５９まで遅延されるように、デジタル回路２０２により出力されたＩチャネル及びＱチャネル成分を時間遅延させる何れかのシステム、デバイス又は装置を含む。

また、位相誤差推定経路２４１は、瞬間的な基準となる位相推定器２６０を含む。瞬間的な基準となる位相推定器２６０は、デジタル回路２０２の出力からの遅延されたＩチャネル及びＱチャネル成分のＩチャネル及びＱチャネル成分に基づいて、遅延素子２５９の出力で位相ψ_rを示す信号を計算及び出力する何れかのシステム、デバイス又は装置を含む。例えば、瞬間的な基準となる位相推定器２６０は、式ψ_r＝ｔａｎ^-1（Ｐ_Q／Ｐ_I）に従って基準となる電力の位相を計算し、この場合、Ｐ_Iは、遅延素子２５９での出力のＩチャネル成分であり、Ｐ_Qは、遅延素子２５９での出力のＱチャネル成分である。

位相誤差推定経路２４１は、加算器２６２を更に含む。加算器２６２は、瞬間的な基準となる位相の推定器２６０により出力された瞬間的な基準となる位相ψ_rと、送信位相推定器２５６により出力された送信位相ψ_tとの間の差として位相誤差ψ_ERRを計算する何れかのシステム、デバイス又は装置を含む。位相誤差ψ_ERRは、デジタル回路２０２により出力される信号に、送信経路２０１により加えられる寄生の位相シフトを表す。図２に示されるように、係る位相誤差ψ_ERRは、マルチプレクサ２７４に伝達され、この場合、位相誤差ψ_ERRは、送信経路２０１で生じる位相シフトを補償する位相補償器２７２により使用される計算された誤差として、マルチプレクサ２７４により選択される。代替的又は付加的に、位相誤差ψ_ERRは、位相誤差平均器２６４に伝達される。

位相誤差平均器２６４は、所与のサンプル数の計算された位相誤差ψ_ERRを計算的に平均する何れかのシステム、デバイス又は装置を含む。平均されるサンプル数は、個々に決定されるか、及び／又は無線通信装置２００のコンポーネント（たとえばデジタル回路２０２）により予め決定される。位相誤差平均器の目的は、計算された位相誤差ψ_ERRの異常値を低減又は「取り除く」ことである。位相誤差平均器の出力信号は、位相補償テーブル２７６に伝達される。位相補償テーブル２７６は、無線通信装置２００の現在の出力パワーに基づいて、現在の出力パワーに対応する平均の位相誤差のエントリとして、位相誤差リミッタ２６６により出力される信号の値を記憶する。代替的に又は付加的に、位相誤差テーブル２７６は、無線通信装置２００の現在の出力パワーに基づいて、出力パワーに対応する位相補償テーブル２７６における平均の位相誤差のエントリに基づいた信号をマルチプレクサ２７４に伝達する。これに応じて、マルチプレクサ２７４は、計算された位相誤差ψ_ERRの単一の現在のサンプル、又は位相補償テーブル２７６により生成される平均の位相誤差の間で選択し、係る選択を位相補償器２７２に伝達する。

また、位相誤差推定器２４１は、位相誤差リミッタ２６６を含む。位相誤差リミッタ２６６は、無線通信装置における基準となる位相又は送信位相の何れの位相が、（例えばデジタル回路２０２により位相誤差リミッタに伝達され、個人により設定されるか、及び／又は、無線通信装置２００のコンポーネントに予め決定される）限界閾値に基づく上限及び／又は下限の外側にあるかを判定する何れかのシステム、デバイス又は装置を含む。付加的に又は代替的に、位相誤差リミッタ２６６は、係る信号が遅延素子２５９により遅延されたときに、デジタル回路２０２による送信のために出力される信号のＩチャネル及び／又はＱチャネル成分に基づいて、位相に上限及び／又は下限を配置するか、及び／又は、フィルタ２５８により出力されたとき、送信信号のＩチャネル及び／又はＱチャネル成分に基づいて位相に上限及び／又は下限を配置する。

図４は、本発明の所定の実施の形態に係る、例示的な位相リミッタ２６６である。図４に示されるように、位相リミッタ２６６は、１以上の閾値検出器４０２、論理ＯＲゲート４０４及びカウンタ４０６を含む。閾値検出器４０２は、デジタル回路２０２による送信のために出力された信号のＩチャネル及び／又はＱチャネル成分に基づいた位相が上限及び／又は下限の内側にあるか、又はフィルタ２５８により出力されたときに送信信号のＩチャネル及び／又はＱチャネル成分に基づいた位相が上限及び／又は下限の内側にあるか、を判定する何れかのシステム、デバイス又は装置を含む。例示のため、図４は、計算された位相が所定の閾値を下回るかを判定するものとして閾値検出器４０２を示している。その判定に基づいて、それぞれの閾値検出器４０２は、判定を示すバイナリ信号を出力する。図４はそれぞれの閾値検出器４０２に適用される同じ限界の閾値を示しているが、幾つかの実施の形態では、それぞれの閾値検出器４０２に適用される限界の閾値は異なる場合がある。

論理ＯＲゲート４０４は、閾値検出器４０２の出力の論理ＯＲを実行し、従って、閾値検出器４０２の何れかがその閾値の閾値の限界の外にある位相の測定を示す信号を出力する場合に、閾値の境界の外にある位相の測定を示す信号を出力する。論理ＯＲゲート４０４により出力される信号は、位相誤差平均器２６４に伝達され、論理ＯＲゲートの出力信号が、閾値の境界の外にある位相の測定を示す場合に、出力信号が位相誤差平均器２６４に所与のサンプル数の計算された位相誤差ψ_ERRの平均を出力する代わりに、特定の値（例えば０）を出力させるように、イネーブル信号として機能する。

図４に示されるように、位相誤差リミッタ２６６は、カウンタ４０６を含み、カウンタは、論理ＯＲゲート４０４が閾値の境界の外にある位相の測定を示す信号を出力する瞬間の数のカウントを出力する。カウンタ４０６の出力は、更なる処理のためにデジタル回路２０２に伝達される。位相予測推定経路２４１（例えばフィルタ２５８、送信位相推定器２５６、遅延素子２５９、循環的な基準となる位相推定器２６０、加算器２６２、位相誤差平均器２６４、及び／又は位相誤差リミッタ２６６）は、１以上のマイクロプロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ、及び／又は他の適切な装置として実現される。

本発明の範囲から変更、追加又は省略がシステム１００に対して行われる。システム１００のコンポーネントは、統合されるか又は分離される場合がある。さらに、システム１００の動作は、多かれ少なかれ、又は他のコンポーネントにより実行される。本明細書で使用されたとき、「それぞれ“each”」は、あるセットのそれぞれのメンバ、又はあるセットのうちのあるサブセットのそれぞれのメンバを示す。

本発明は幾つかの実施の形態と共に記載されたが、様々な変形及び変更は当業者に示唆される。本発明は、係る変形及び変更を特許請求の範囲に含まれるものとして包含することが意図される。

１００：無線通信システム
１１０：端末
１２０：基地局
１３０：衛星

Claims (24)

1. デジタル回路により出力されたデジタル信号を無線通信信号に変換する送信経路であって、前記送信経路が、補償されたデジタル信号を前記無線通信信号に変換するように、計算された位相誤差に基づいて、前記デジタル信号を前記補償されたデジタル信号に変換する位相補償器を有する送信経路と、
   前記送信経路に通信可能に結合され、前記デジタル回路により出力された前記デジタル信号の推定される瞬間的な基準となる位相と、前記無線通信信号の推定される送信位相との間の差に基づいて、前記計算された位相誤差を計算する位相誤差推定経路と、
   を備える無線通信エレメント。
2. 前記位相誤差推定経路は、
   前記デジタル回路により出力された前記デジタル信号の同相成分と直交成分とに基づいて、前記推定される瞬間的な基準となる位相を計算する瞬間的な基準位相推定手段と、
   前記無線通信信号の同相成分と直交位相成分とに基づいて、前記推定される送信位相を計算する送信位相推定手段と、
   前記推定される瞬間的な基準となる位相と前記推定される送信位相との間の差に等しい単一サンプルの位相誤差を計算する加算器とを有し、
   前記送信経路は、前記計算された位相誤差として前記単一サンプルの位相誤差を選択する、
   請求項１記載の無線通信エレメント。
3. 前記位相誤差推定経路は、所定のサンプル数の前記単一サンプルの位相誤差に基づいて、平均の位相誤差を計算する位相誤差平均手段を更に有する、
   請求項２記載の無線通信エレメント。
4. 前記送信経路は、位相補償テーブルを更に有し、
   前記位相補償テーブルは、
   前記送信経路の現在の出力パワーに対応する前記位相補償テーブルにおけるエントリとして前記平均の位相誤差を記憶し、
   前記現在の出力パワーに対応する前記位相補償テーブルにおけるエントリの値を示す信号を伝達し、
   前記送信経路は、前記単一サンプルの位相誤差と、前記現在の出力パワーに対応する前記位相補償テーブルにおけるエントリの値との間で前記計算された位相誤差として選択する、
   請求項３記載の無線通信エレメント。
5. 前記位相誤差推定経路は、前記計算された位相誤差を、前記デジタル回路により出力された、所与の限界値、前記デジタル信号の同相成分及び直交成分の少なくとも１つに基づいて、上限と下限のうちの少なくとも１つに制限する位相誤差制限手段を更に有する、
   請求項３記載の無線通信エレメント。
6. 前記位相誤差推定経路は、遅延された信号が、前記送信経路の信号遅延に近似的に等しい時間遅延だけ、前記デジタル信号から遅延されるように、前記デジタル回路により出力された前記デジタル信号を遅延させる遅延素子を更に有する、
   請求項２記載の無線通信エレメント。
7. 無線通信装置における位相シフトを推定及び補正する方法であって、
   前記無線通信装置のデジタル回路により出力されたデジタル信号を、計算された位相誤差に基づいて、補償されたデジタル信号に変換するステップと、
   前記補償されたデジタル信号を無線通信信号に変換するステップと、
   前記デジタル回路により出力された前記デジタル信号の推定される瞬間的な基準となる位相を計算するステップと、
   前記無線通信信号の推定される送信位相を計算するステップと、
   前記推定される瞬間的な基準となる位相と前記無線通信信号の前記推定される送信位相との間の差に基づいて位相誤差を計算するステップと、
   を含む方法。
8. 前記推定される瞬間的な基準となる位相を計算するステップは、前記デジタル回路により出力された前記デジタル信号の同相成分と直交成分とに基づいて位相を計算するステップを含む、
   請求項７記載の方法。
9. 前記推定される送信位相を計算するステップは、前記デジタル回路により出力された前記デジタル信号の同相成分と直交成分とに基づいて位相を計算するステップを含む、
   請求項７記載の方法。
10. 前記推定される瞬間的な基準となる位相と前記推定される送信位相との間の差に等しい単一サンプルの位相誤差を計算するステップを更に含む、
    請求項７記載の方法。
11. 計算された位相誤差として、前記単一サンプルの位相誤差を選択するステップを更に含む、
    請求項１０記載の方法。
12. 所定のサンプル数の前記単一サンプルの位相誤差に基づいて、平均の位相誤差を計算するステップを更に含む、
    請求項１０記載の方法。
13. 位相補償テーブルにおけるエントリとして前記平均の位相誤差を記憶するステップと、前記エントリは、前記無線通信信号の現在の出力パワーに対応し、
    前記現在の出力パワーに対応する前記位相補償テーブルにおけるエントリの値を示す信号を伝達するステップと、
    計算された位相誤差として、前記単一サンプルの位相誤差と、前記現在の出力パワーに対応する前記位相補償テーブルにおけるエントリの値との間で選択するステップと、
    を更に含む請求項１２記載の方法。
14. 前記平均の位相誤差を、前記デジタル回路により出力された、所与の限界値、前記デジタル信号の同相成分及び直交成分のうちの少なくとも１つに基づいて、上限と下限のうちの少なくとも１つに制限するステップを更に含む、
    請求項１３記載の方法。
15. 遅延された信号が、前記送信経路の信号遅延に近似的に等しい時間遅延だけ、前記デジタル信号から遅延されるように、前記デジタル回路により出力された前記デジタル信号を遅延させるステップと、
    遅延された信号に基づいて、前記推定される瞬間的な基準となる位相を計算するステップと、
    を含む請求項７記載の方法。
16. 無線通信装置における位相シフトを推定及び補正するシステムであって、
    前記無線通信装置のデジタル回路により出力されたデジタル信号を、計算された位相誤差に基づいて、補償されたデジタル信号に変換する手段と、
    前記補償されたデジタル信号を無線通信信号に変換する手段と、
    前記デジタル回路により出力された前記デジタル信号の推定される瞬間的な基準となる位相を計算する手段と、
    前記無線通信信号の推定される送信位相を計算する手段と、
    前記推定される瞬間的な基準となる位相と前記無線通信信号の前記推定される送信位相との間の差に基づいて位相誤差を計算する手段と、
    を備えるシステム。
17. 前記推定される瞬間的な基準となる位相を計算する手段は、前記デジタル回路により出力された前記デジタル信号の同相成分と直交成分とに基づいて位相を計算する手段を備える、
    請求項１６記載のシステム。
18. 前記推定される送信位相を計算する手段は、前記デジタル回路により出力された前記デジタル信号の同相成分と直交成分とに基づいて位相を計算する手段を備える、
    請求項１６記載のシステム。
19. 前記推定される瞬間的な基準となる位相と前記推定される送信位相との間の差に等しい単一サンプルの位相誤差を計算する手段を更に備える、
    請求項１６記載のシステム。
20. 計算された位相誤差として、前記単一サンプルの位相誤差を選択する手段を更に含む、
    請求項１９記載のシステム。
21. 所定のサンプル数の前記単一サンプルの位相誤差に基づいて、平均の位相誤差を計算する手段を更に有する、
    請求項１９記載のシステム。
22. 位相補償テーブルにおけるエントリとして前記平均の位相誤差を記憶する手段と、前記エントリは、前記無線通信信号の現在の出力パワーに対応し、
    前記現在の出力パワーに対応する前記位相補償テーブルにおけるエントリの値を示す信号を伝達する手段と、
    計算された位相誤差として、前記単一サンプルの位相誤差と、前記現在の出力パワーに対応する前記位相補償テーブルにおけるエントリの値との間で選択する手段と、
    を更に備える請求項２１記載のシステム。
23. 前記平均の位相誤差を、前記デジタル回路により出力された、所与の限界値、前記デジタル信号の同相成分及び直交成分のうちの少なくとも１つに基づく、上限と下限のうちの少なくとも１つに制限する手段を更に備える、
    請求項２２記載のシステム。
24. 遅延された信号が、前記送信経路の信号遅延に近似的に等しい時間遅延だけ、前記デジタル信号から遅延されるように、前記デジタル回路により出力された前記デジタル信号を遅延させる手段と、
    遅延された信号に基づいて、前記推定される瞬間的な基準となる位相を計算する手段と、
    を備える請求項１６記載のシステム。
    

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