JP4358890B2 - Local oscillator leakage control in direct conversion process - Google Patents
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Description
[分野]
本発明は一般的に無線通信に関する。とくに本発明は、直接変換トランシーバのためのシステムおよび方法に関する。
[Field]
The present invention generally relates to wireless communications. In particular, the present invention relates to systems and methods for direct conversion transceivers.
[背景および関連する技術]
通信の分野は、大部分は無線デバイスの改善された能力に起因して、巨大な成長を経験してきている。無線デバイスは、線路に基づいた、システムの物理的制約なしに遠距離通信を可能とするために電波を使用する。音声、データ、あるいはページング情報などの情報は、あらかじめ設定された周波数帯域上に送信された電波によって伝達される。利用可能な周波数スペクトルの割り当ては、多数のユーザが不当な干渉なしに通信が可能であることを保証するために規制されている。
[Background and related technologies]
The field of communications has experienced enormous growth, largely due to the improved capabilities of wireless devices. Wireless devices use radio waves to enable long-distance communications based on the line without the physical constraints of the system. Information such as voice, data, or paging information is transmitted by radio waves transmitted on a preset frequency band. The allocation of available frequency spectrum is regulated to ensure that a large number of users can communicate without undue interference.
ソースから宛先に送信されるべき情報は、ほとんど、無線伝送のために用意されているフォーマットとして得られてはいない。典型的には、送信機は入力信号を受け取り、そしてあらかじめ設定された周波数帯域に送信するためにそれをフォーマットする。ベースバンド信号としても参照される入力信号は、必要とされる周波数帯域における搬送波を変調する。たとえば、音声入力信号を受信する無線送信機はその入力信号で搬送周波数を変調する。 Most of the information to be transmitted from the source to the destination is not available in a format prepared for wireless transmission. Typically, a transmitter receives an input signal and formats it for transmission on a preset frequency band. An input signal, also referred to as a baseband signal, modulates the carrier in the required frequency band. For example, a wireless transmitter that receives an audio input signal modulates the carrier frequency with the input signal.
送信機と同一の搬送周波数に同調された対応する遠隔受信機は、送信された信号を受信し復調しなければならない。これは、遠隔受信機が変調された搬送波からベースバンド信号を回復しなければならないということである。ベースバンド信号は、直接にユーザに与えられるかも知れず、あるいはユーザに与えられるのに先立って、さらに処理されるかも知れない。ラジオ、テレビジョン、およびページャ等の多くの民生用無線デバイスは、単に受信機である。 A corresponding remote receiver tuned to the same carrier frequency as the transmitter must receive and demodulate the transmitted signal. This means that the remote receiver must recover the baseband signal from the modulated carrier. The baseband signal may be provided directly to the user or may be further processed prior to being provided to the user. Many consumer wireless devices such as radios, televisions, and pagers are simply receivers.
トランシーバは1個のパッケージ内に送信機および受信機を集積した無線デバイスである。トランシーバはほとんど瞬間的な双方向通信が可能である。トランシーバの例は、双方向ラジオ、ウオーキートーキー、双方向ページャ、および無線電話を含む。 A transceiver is a wireless device that integrates a transmitter and a receiver in a single package. The transceiver is capable of almost instantaneous bi-directional communication. Examples of transceivers include interactive radios, walkie-talkies, interactive pagers, and wireless telephones.
受信機設計の有効性の評価にあたっては、いくつかの性能指数(figures-of-merit)が重要である。感度は、弱い信号を検出するための受信機の能力を決定する。受信機感度は、受信機が背景雑音から微小な識別可能な信号(MDS)を検出できるようでなければならない。雑音は、電圧および電流にランダムな変動を与える。MDSは、与えられたシステムの帯域幅を組み込んだ受信機固有の感度の尺度である。他方、受信機選択度は、受信機に与えられるオフチャネル干渉からの保護を示している。受信機は選択度が大きいほどより良く不必要な信号を排除することが可能である。 In evaluating the effectiveness of receiver design, several figures-of-merit are important. Sensitivity determines the receiver's ability to detect weak signals. The receiver sensitivity must be such that the receiver can detect minute identifiable signals (MDS) from background noise. Noise gives random fluctuations in voltage and current. MDS is a measure of receiver-specific sensitivity that incorporates the bandwidth of a given system. On the other hand, receiver selectivity indicates protection from off-channel interference given to the receiver. The higher the selectivity, the better the receiver can eliminate unnecessary signals.
減感(desense)は、人工的あるいは自然の無線周波干渉(RFI)に起因する受信機の総合的感度の減少である。減感は、非常に強い干渉信号が受信機を過負荷とする場合に生じ、より弱い信号の検出をより困難とする。受信機の減感特性は、妨害電波(jammer)などの強い干渉のもとにおいて正常に動作するその能力を決定する。 Desense is a reduction in the overall sensitivity of the receiver due to artificial or natural radio frequency interference (RFI). Desensitization occurs when a very strong interference signal overloads the receiver, making it more difficult to detect weaker signals. The receiver's desensitization characteristics determine its ability to operate normally under strong interference such as jammers.
雑音指数は、受信機の特性の他の主要な尺度である。雑音指数は、受信経路内の各継続的な段階において劣化する。それは増加するということである。増幅あるいは減衰技術は、許容可能な雑音指数を得るために、受信機内で応用されることが可能である。歪とともに雑音は、雑音の存在下における受信機の特性を示すデシベルで表される比、信号対雑音および歪(SINAD)を決定する。 Noise figure is another major measure of receiver characteristics. The noise figure degrades at each successive stage in the receive path. That is to increase. Amplification or attenuation techniques can be applied in the receiver to obtain an acceptable noise figure. Noise along with distortion determines the ratio expressed in decibels that characterizes the receiver in the presence of noise, signal-to-noise and distortion (SINAD).
歪は、受信機のRF周波経路内のデバイスの出力における、不必要な信号の存在である。歪は、高調波歪、相互変調歪、および混変調歪を含むかも知れない。高調波歪は、必要とされる入力信号が受信機を圧縮するのに十分なほどに大きいときに生じ、そして典型的には、ベースバンド出力において、必要とされる信号からの周波数オフセットの関数として、そして必要とされる信号電力の関数として測定される。クロスオーバ歪は、送信機(たとえばCDMA無線電話機)からの振幅変調された成分が、デバイスの出力(LNA出力)において他の搬送波(妨害電波)に移動されるときに生じる。歪の最も一般的な形態は、相互変調歪(IMD)である。 Distortion is the presence of unwanted signals at the output of the device in the receiver RF frequency path. The distortion may include harmonic distortion, intermodulation distortion, and intermodulation distortion. Harmonic distortion occurs when the required input signal is large enough to compress the receiver, and is typically a function of the frequency offset from the required signal at the baseband output. And as a function of the required signal power. Crossover distortion occurs when an amplitude-modulated component from a transmitter (eg, a CDMA radiotelephone) is moved to another carrier (jamming wave) at the device output (LNA output). The most common form of distortion is intermodulation distortion (IMD).
相互変調歪は、信号帯域内に付加的な不必要な歪を生じるように互いに混合している2個あるいはそれ以上の信号の結果である。2個の入力に対しては、相互変調積は、もとの周波数の整数倍の和および差において発生する。それは、周波数f1およびf2を有する2個の入力信号に対して、出力周波数成分は、mf1±nf2として示されることが可能である。ここで、mおよびnは、1に等しいか1よりも大きい整数である。相互変調積の次数はmおよびnの和である。“2トーン”3次成分(2f1−f2および2f2−f1)は、必要とされる、あるいは干渉する信号に近い周波数で発生することが可能であり、そしてしたがって容易に濾波されることが不可能である。より高次の相互変調積は、より小さい振幅を有しており、それだけではそれらはより問題にならない。2次の相互変調妨害積(intermodulation jamming products)は、トーンの間隔が信号帯域幅の2分の1以内にある場合は、ベースバンド周波数において発生されることが可能である。 Intermodulation distortion is the result of two or more signals mixed together to produce additional unwanted distortion within the signal band. For two inputs, the intermodulation products occur at sums and differences of integer multiples of the original frequency. That is, for two input signals having frequencies f 1 and f 2 , the output frequency component can be denoted as mf 1 ± nf 2 . Here, m and n are integers equal to or greater than 1. The order of the intermodulation product is the sum of m and n. The “two-tone” third order components (2f 1 -f 2 and 2f 2 -f 1 ) can be generated at frequencies that are close to the required or interfering signals and are therefore easily filtered It is impossible. Higher order intermodulation products have smaller amplitudes, which alone makes them less problematic. Second order intermodulation jamming products can be generated at the baseband frequency if the tone spacing is within one-half of the signal bandwidth.
図1は、基本、2次、および3次IMD成分のレベルを、入力レベルに対してプロットしているグラフである。2次および3次レベルが基本を遮断する理論的な点は、2次遮断点(IP2あるいはSOI)および3次遮断点(IP3あるいはTOI)として知られる。受信機のIIP2は、入力レベル2次遮断点である。IIP3は、入力レベル3次遮断点である。 FIG. 1 is a graph plotting the levels of the basic, second-order, and third-order IMD components against the input level. The theoretical points at which the secondary and tertiary levels block the base are known as the secondary cutoff point (IP2 or SOI) and the tertiary cutoff point (IP3 or TOI). The receiver IIP2 is the input level secondary cutoff point. IIP3 is an input level tertiary cutoff point.
3次遮断点および受信機の雑音指数は、受信機のダイナミックレンジに直接に関係する。ダイナミックレンジは、受信機が、受信機の規定された機能内で取り扱うことが可能な信号の範囲を定義している。それは、受信機が許容可能なSINADをもって正確な出力を生成することの可能な範囲である。とくに、アナログディジタル変換器などのベースバンド受信機に対しては、ダイナミックレンジは、デバイスのノイズフロアからクリッピングが生じる前の最大信号までにわたる、スプリアスフリーダイナミックレンジ(SFDR)として示されるかも知れない。 The third cutoff point and the receiver noise figure are directly related to the dynamic range of the receiver. The dynamic range defines the range of signals that the receiver can handle within the specified function of the receiver. That is the extent to which the receiver can produce an accurate output with an acceptable SINAD. In particular, for a baseband receiver such as an analog-to-digital converter, the dynamic range may be shown as a spurious free dynamic range (SFDR) that extends from the device noise floor to the maximum signal before clipping occurs.
局部発振器(LO)漏洩は、LO信号が受信機入力に漏洩するときに発生する。このような漏洩は、トランシーバアンテナによってスプリアス放射として送信されるかも知れず、そしてそれは他のデバイスに妨害を与えるかも知れない。さらに、LO漏洩は、受信機それ自身に反射されて戻るかも知れず、そして復調に先立って除去されない場合は、受信機を減感するかも知れない。 Local oscillator (LO) leakage occurs when the LO signal leaks to the receiver input. Such leakage may be transmitted as spurious radiation by the transceiver antenna, and it may interfere with other devices. Furthermore, LO leakage may be reflected back to the receiver itself and may desensitize the receiver if it is not removed prior to demodulation.
妨害電波漏洩は、妨害電波信号が、受信機内のデバイスのLO入力あるいは出力に漏洩するときに生じる。このような漏洩は、妨害電波信号の振幅変調(AM)成分に比例した直流(DC)信号レベルなどの不必要な信号を発生するように妨害電波信号と混合するかも知れない。AM妨害電波信号は、受信周波数帯域内の任意の周波数に位置されることが可能である。 Interference radio leakage occurs when an interfering radio wave signal leaks to the LO input or output of a device in the receiver. Such leakage may mix with the jamming signal to generate an unwanted signal, such as a direct current (DC) signal level proportional to the amplitude modulation (AM) component of the jamming signal. The AM interfering radio wave signal can be located at any frequency within the reception frequency band.
低周波数フリッカ(1/f)雑音は、バイポーラ接合トランジスタのエミッタベース接合の欠陥によって引き起こされる。典型的には小さいが、フリッカ雑音および他のこのような雑音は、ベースバンドにおける信号の完全性を保つために、受信機内において除去される必要があるかも知れない。 Low frequency flicker (1 / f) noise is caused by defects in the emitter base junction of bipolar junction transistors. Although typically small, flicker noise and other such noise may need to be removed in the receiver in order to preserve signal integrity in baseband.
アイソレーションは、デバイスの一つの端子対に印加された電力レベルの、他の端子対に現れる同一周波数をもった、結果的に生じる電力レベルに対する比(dB)である。アイソレーションの反対である逆アイソレーションは、受信機構成部分に対する性能係数である。逆アイソレーションは、出力端子対に注入されたどの位のエネルギーが入力ソースに戻るかに関する尺度である。低いLOおよび妨害電波漏洩を得るためには、高い逆アイソレーションが必要とされる。 Isolation is the ratio (dB) of the power level applied to one terminal pair of the device to the resulting power level with the same frequency appearing in the other terminal pair. Reverse isolation, which is the opposite of isolation, is a performance factor for the receiver components. Reverse isolation is a measure of how much energy injected into the output terminal pair returns to the input source. In order to obtain low LO and jamming leakage, high reverse isolation is required.
増幅器の1dB圧縮点は、増幅器利得が小信号利得(the small signal gain)よりも1dB低いときの出力電力レベルの尺度である。増幅器の飽和点は、増幅器の最大出力電力能力の尺度である。これらの性能係数は図1に示される。 The 1 dB compression point of the amplifier is a measure of the output power level when the amplifier gain is 1 dB lower than the small signal gain. The saturation point of the amplifier is a measure of the maximum output power capability of the amplifier. These performance factors are shown in FIG.
以上に述べた性能係数および信号現象は、無線通信デバイスを設計するときに考慮されるべきである。より一般的には、無線通信の展望は、符号分割多元接続(CDMA)、拡散スペクトルの形式、あるいはブロードバンド、無線信号が非常に広い帯域幅上に拡散される通信によって支配されてきている。CDMA技術はCDMA(IS−95およびCDMA200)およびWCDMA(IMT2000)などの多くの変調標準に対する基礎になってきている。これらの変調あるいはエアインタフェース標準のそれぞれは、セルラ(日本セルラおよび米国セルラ)、PCS(米国および韓国の帯域における個人向け通信システム)、およびIMT(国際電気通信連合)を含む多くの無線周波数帯域に影響を与えている。他の変調標準は、FM(周波数変調、IS−19)、GSM(移動通信のためのグローバルシステム)、US−TDMA(IS−136)、GPS(全地球位置発見システム)、無線LAN(802.11)、およびブルートゥース(Bluetooth(登録商標))を含む。 The performance factors and signal phenomena described above should be considered when designing a wireless communication device. More generally, the wireless communications landscape has been dominated by code division multiple access (CDMA), spread spectrum formats, or broadband, communications in which wireless signals are spread over a very wide bandwidth. CDMA technology has become the basis for many modulation standards such as CDMA (IS-95 and CDMA200) and WCDMA (IMT2000). Each of these modulation or air interface standards is in many radio frequency bands including cellular (Japanese and US cellular), PCS (personal communications systems in the US and Korea bands), and IMT (International Telecommunication Union). It has an influence. Other modulation standards are FM (Frequency Modulation, IS-19), GSM (Global System for Mobile Communications), US-TDMA (IS-136), GPS (Global Positioning System), Wireless LAN (802. 11), and Bluetooth (Bluetooth®).
周波数帯域は種々の通信モードに割り当てられて来ている。無線トランシーバに対しては、米国PCS受信(RX)周波数帯域は1930〜1990MHzでありそして、組み合わせられた送信(TX)周波数帯域は1850〜1910MHzである。米国セルラ受信周波数帯域は869〜894MHzでありそして、組み合わせられた送信周波数帯域は824〜849MHzである。同様に、受信および送信周波数帯域は、日本セルラ、IMTおよび韓国PCSに割り当てられている。 Frequency bands have been assigned to various communication modes. For wireless transceivers, the US PCS receive (RX) frequency band is 1930-1990 MHz and the combined transmit (TX) frequency band is 1850-1910 MHz. The US cellular reception frequency band is 869-894 MHz and the combined transmission frequency band is 824-849 MHz. Similarly, reception and transmission frequency bands are allocated to Japanese cellular, IMT, and Korean PCS.
通信標準は、無線通信デバイスが満足しなければならない規格を示している。たとえば、スプリアス放射、感度、妨害(2トーン相互変調および単一トーン減感)、および残留側波帯規格が満足されなければならない。 The communication standard indicates the standard that the wireless communication device must satisfy. For example, spurious emissions, sensitivity, jamming (two tone intermodulation and single tone desensitization), and vestigial sideband standards must be met.
無線通信はまだ国際的あるいは国内的ベースでさえも標準化されて来ていない。現在の技術は、一つの帯域以上であるいは一つのモード以上で動作することが可能なトランシーバは、可搬性を増加して来ていることを認めて来ている。とくに、2帯域(dual band)ハンドセットは2つの周波数帯域上で動作する。たとえば、2帯域CDMAハンドセットは、800MHz(米国セルラ)および1.9GHz(米国PCS)周波数帯域の両方で動作することが可能である。もしもこれらの2つの周波数で動作している基地局がCDMA標準を使用する場合は、そこで2帯域CDMAハンドセットを有している移動ユニットはこれらの基地局の何れか、あるいは両者からサービスを受けることが可能である。さらに、2モードCDMA/FMハンドセットは、CDMAおよびFMモードの両者で動作することが可能である。それにも拘らず、変調標準および組み合わせられた周波数帯域に関する現在の多重性を与えられて、2モードおよび2帯域電話機は、世界の通信システムに対して多くても限定された両立性を、加入者に提供している。 Wireless communication has not yet been standardized on an international or even domestic basis. Current technology has recognized that transceivers capable of operating in more than one band or more than one mode have increased portability. In particular, a dual band handset operates on two frequency bands. For example, a two-band CDMA handset can operate in both the 800 MHz (US Cellular) and 1.9 GHz (US PCS) frequency bands. If a base station operating on these two frequencies uses the CDMA standard, then a mobile unit with a two-band CDMA handset can be served by either or both of these base stations. Is possible. In addition, a two-mode CDMA / FM handset can operate in both CDMA and FM modes. Nevertheless, given the current multiplicity of modulation standards and combined frequency bands, two-mode and two-band telephones offer at most limited compatibility for global communication systems. To provide.
図2は、従来のデュアルダウンコンバージョン受信機に関する高レベルブロック線図である。受信機101はスーパーヘテロダインアーキテクチャが取り入れられている。とくに、受信されたRF信号11はRF信号経路に沿って伝送され、そして前処理される(段階1)。前処理されたRF信号13はまず、中間周波数(IF)を有している信号15に変換すなわちダウンコンバートされる(段階2)。IF信号15はそこで再び、“同相”(I)および“直交”(Q)位相成分を含むベースバンド信号17にダウンコンバートされる(段階3)。IおよびQベースバンド信号成分は90度位相が異なる。このIおよびQ成分はそこで、さらに処理されるために、ベースバンド処理装置等の受信機101の他の部分に送出される(段階4)。同様に、デュアルアップコンバージョン送信機においては、アナログIおよびQベースバンド信号は、まずIF信号にアップコンバートされ、そしてIF信号はそこで送信されたRF信号にアップコンバートされる。
FIG. 2 is a high level block diagram for a conventional dual downconversion receiver. The
図3は、受信機101をより詳細に示す。受信機101は、いくつかの固有の利点を有する。たとえば、設計は、優れた感度および選択度、拡大された信号ダイナミックレンジ、柔軟な周波数計画、そしてIF濾波器70以降の受信機101内のエレメントに対しては、より低いダイナミックレンジおよび電流消費を提供する。さらに、IおよびQチャネル106、107間の位相および振幅の整合は、IF信号がより低い周波数帯域にあるために、より容易に達成されることが可能である。これらの利点のために受信機101は、複数モード(multi mode)そして複数帯域(multi band)の応用に適している。ここでは受信されたRF信号−複数のモードで変調され、そして複数の周波数帯域で伝送された−が処理されることが可能である。
FIG. 3 shows the
動作に関する複数の帯域およびモードをサポートするために、受信機101は、若干のモード固有の構成部分を含まなければならない。たとえば、複数帯域受信機においては、典型的には、それぞれの周波数帯域に対して個々のRF信号経路が必要とされる。複数モード受信機においては、妨害電波ダイナミックレンジ要求条件に従って、各モードに対して個々のベースバンド経路が必要とされるかも知れない。
In order to support multiple bands and modes of operation,
受信機101などの従来の受信機においては、典型的にはIF信号経路は、増幅器、濾波、そして自動利得調整(AGC)回路を含む。このように、受信機101は、信号帯域以外の雑音および妨害電波を除去することが可能であり、変化している信号電力および受信機利得変化を補償することが可能である。複数モード受信機においては、IF信号の濾波はモード固有である。その結果、受信機101はモードごとに1個のIF濾波器70を有している。たとえば、2モード電話機の受信機は2個のIF SAW(表面弾性波濾波器)を含む。CDMA 1X、CDMA 3X、WCDMA、GSM、FM、ブルートゥース、およびGPSモードをサポートする受信機に対しては、4〜6個のSAWおよび1個の個別LC濾波器が、IF信号経路内に必要とされるかも知れない。
In conventional receivers such as
各モードに対してIF濾波器を必要とすることは、受信機101の重大な欠点である。各IF濾波器は受信機のコスト、重要な部品の数、および受信機の基板面積を増加する。各IF濾波器は高い損失を有するかも知れないので、IF前置増幅器あるいはAGCがまた必要とされるかも知れない。IF電圧制御発振器(VCO)および位相ロックループ(PLL)65がまた、IFミクサ60に入力される局部発振器(LO)周波数を発生するために必要とされる。受信機101の付加的な欠点は、スイッチマトリックスあるいは複数のIF増幅器およびAGCモジュールを必要とすること、不要の側波帯雑音を減少するための低損失RF帯域通過濾波器(BPF)を必要とすること、および付加的なIFミクサを必要とすることを含む。このように、デュアルダウンコンバージョン受信機のIF段階は、コスト、設計の複雑さ、そしてこのような受信機の回路基板面積を増加する。
The need for an IF filter for each mode is a significant drawback of the
図4は、直接ダウンコンバージョン、すなわちゼロIF受信機200のブロック線図である。直接ダウンコンバージョン受信機においては、受信されたRF信号201は、ベースバンド信号225に直接にダウンコンバートされる。同様に、直接アップコンバージョン、すなわちゼロIF送信機においては、ベースバンド信号は送信されたRF信号に直接にアップコンバートされる。受信機200においては、受信されたRF信号はベースバンド信号を発生するために局部発振器(LO)周波数と混合される。IF信号経路を組み込まれないために、受信機200は、コスト、基板面積、そしてIF SAW、LC整合および個別濾波器、前置増幅器、AGC、IFミクサ、およびIF VCOおよびPLLを含むIF構成部分と組み合わせられた電力消費を削減する。さらに、各部分の(part-to-part)そして温度の変動が少なくなる。
FIG. 4 is a block diagram of a direct down-conversion, or zero IF
受信機200の設計は、チャネル選択度濾波などのさらなる信号処理が、集積回路によってベースバンドのアナログあるいはディジタル領域内で起こることを考慮に入れる。従って受信機200のRFおよびアナログ部分が性質上より一般的になることを可能にする。AGCはディジタルであるために、較正の簡易化、あるいは無較正さえもが必要とされるかも知れない。GPS、ブルートゥース、およびGSMなど一定した動作モードに対しては、受信機200は、この濾波器の第1の目的がCDMAセルラおよびPCSモードにおける混変調を減少させることであることから、RF濾波器を必要としないことが可能である。しかしながら、GPSモードは、もしもGPS変調された信号が他の変調された信号と同時に受信される場合は、RF濾波器を必要とするかも知れない。
The
上述の利点にもかかわらず、直接ダウンコンバージョンは、無線電話には広く組み込まれて来てはいない。その理由は、受信機に対する固有のダイナミックレンジを達成すると同時に、基幹的な受信機設計目標を達成することが非常に困難であることである。受信機200などの受信機に対する設計目標は、高利得および低雑音指数、高いIIP3およびIIP2の値、そして低い電力消費を達成することを含む。複数モードおよび複数帯域受信機は、非常に広いダイナミックレンジを必要とするかも知れない。したがって、これらの受信機に対してこれらの設計目標を達成することはさらになお困難である。
Despite the advantages described above, direct downconversion has not been widely incorporated into wireless telephones. The reason is that it is very difficult to achieve core receiver design goals while at the same time achieving the inherent dynamic range for the receiver. Design goals for a receiver such as
より特別に、IおよびQミクサLO端子対への局部発振器(LO)漏洩および妨害電波漏洩は、直接ダウンコンバージョン受信機の重大な問題の原因となる。セルラおよびPCSに対しては、スプリアス放射要求条件はとくに厳重である。このように、より高い逆アイソレーションが必要とされる。さらに、直接ダウンコンバージョン受信機においては、IおよびQミクサのLO端子対への妨害電波漏洩と同様に、受信機それ自身に反射されて戻るLO漏洩は、直接ダウンコンバージョン回路によって処理されるかも知れない。このように、これもまた、ベースバンドスペクトル成分を含むかも知れない不必要なDCオフセット電圧が、必要とされるベースバンド信号に加えてミクサの出力に表れるかも知れない。したがって、DCオフセットは、信号対雑音比が十分に高いことを保証するために除去されなければならない。 More specifically, local oscillator (LO) leakage and jammer leakage to the I and Q mixer LO terminal pairs cause significant problems for direct downconversion receivers. For cellular and PCS, spurious emission requirements are particularly stringent. Thus, higher reverse isolation is required. Furthermore, in direct downconversion receivers, LO leakage reflected back to the receiver itself, as well as jamming leakage to the LO terminal pair of the I and Q mixers, may be handled by the direct downconversion circuit. Absent. Thus, an unnecessary DC offset voltage, which may also contain baseband spectral components, may appear at the mixer output in addition to the required baseband signal. Therefore, the DC offset must be removed to ensure that the signal to noise ratio is high enough.
CDMAにおいては感度は、一定したフレーム誤り率(FER)が満足されるようなレベルにセットされた信号で試験される。IS−98は、供試デバイスは0.5%FERより以下で、−104dBm(信号電力)の感度レベルを満足しなければならないと規定している。相互変調試験は、−101dBm(感度試験の3dB上)にセットされた信号レベルにおいて、RF信号に関係したオフセットの2トーン(帯域内歪積を発生するオフセットにおいて−43dBm/トーン、あるいは典型的には、±900および、±1700kHz)で、1%FERより以下で行われる。周波数帯域によって、試験される電力レベルおよび妨害電波のための周波数オフセットには差があるかも知れない。単一トーン減感試験に対しては、IおよびQミクサのRF端子対における妨害電波レベルは、900kHzに等しいかより大きいオフセットにおいて、信号レベルよりも71dBだけ大きい。 In CDMA, sensitivity is tested with a signal set at a level such that a constant frame error rate (FER) is satisfied. IS-98 specifies that the device under test must be below 0.5% FER and satisfy a sensitivity level of -104 dBm (signal power). The intermodulation test is performed at a signal level set to -101 dBm (3 dB above the sensitivity test), with two tones of offset related to the RF signal (-43 dBm / tone at the offset producing the in-band distortion product, or typically Are ± 900 and ± 1700 kHz) and below 1% FER. Depending on the frequency band, the power level being tested and the frequency offset for jamming may vary. For a single tone desensitization test, the jammer level at the RF terminal pair of the I and Q mixers is 71 dB greater than the signal level at an offset equal to or greater than 900 kHz.
妨害電波電力は各ミクサのLO端子対に漏洩し、そしてRF妨害電波の振幅に比例したDCレベルを生成するように、ミクサRF端子対において妨害電波レベルと混合するかも知れない。典型的には、妨害電波は競合している無線システムにおける基地局の順方向リンクによって発生される。妨害電波の電力は、使用されている変調、あるいはフェージングの関数として変化するかも知れない。最悪の妨害電波は、必要とされる信号帯域幅と同等の振幅変調を有するかも知れない。このように、AM成分はダウンコンバージョン後のベースバンドにおける信号エネルギーのいずれものトップにあり、そしてベースバンド濾波で除去されることは不可能である。この問題は、妨害するRF信号が増加するにつれて悪化させられる。たとえば、もしも妨害するRF信号が10dB増加する場合、ベースバンド歪は20dB増加する。このベースバンド歪は、もしも妨害電波の自己ミクシングに影響する、RFミクサのLOアイソレーションに対するRFおよび、2次の歪効果を表すRFミクサのIIP2の両者が不十分であれば、1対2(two-for-one)スロープよりも実際に大きいことが可能である。 The jamming power may leak into each mixer LO terminal pair and mix with the jamming RF level at the mixer RF terminal pair to produce a DC level proportional to the RF jamming amplitude. Typically, jamming is generated by the base station forward link in a competing wireless system. The power of the jammer may vary as a function of the modulation used or fading. The worst jammer may have an amplitude modulation equivalent to the required signal bandwidth. Thus, the AM component is at the top of any signal energy in the baseband after downconversion and cannot be removed by baseband filtering. This problem is exacerbated as the disturbing RF signal increases. For example, if the interfering RF signal increases by 10 dB, the baseband distortion increases by 20 dB. This baseband distortion is one-to-two if both the RF on the RF mixer LO isolation, which affects the self-mixing of jamming radio waves, and the RF mixer IIP2 representing the second order distortion effect are inadequate. It can actually be larger than the two-for-one) slope.
さらに、直接ダウンコンバージョン受信機における、ミクサに対する妨害電波およびLO漏洩要求条件は非常に負担になる。このような受信機はIF濾波を欠いているために、受信機ベースバンドエレメントのダイナミックレンジは、ベースバンドアナログ濾波、および各部分、周波数、そして利得の温度変動によって、30dBあるいはそれ以上増加されることを必要とするかも知れない。種々の変調基準に対する残留側波帯規格もまた満足されなければならない。このような受信機は、そのベースバンド段階以前はより少ない利得を有するために、ベースバンドにおけるフリッカー雑音は、FM変調された信号を処理するための受信機の能力に対してより大きな影響を有する。 Furthermore, in the direct down-conversion receiver, the jamming wave and LO leakage requirements for the mixer are very burdensome. Since such a receiver lacks IF filtering, the dynamic range of the receiver baseband element is increased by 30 dB or more due to baseband analog filtering and temperature variations of each part, frequency, and gain. You may need that. Residual sideband standards for various modulation standards must also be satisfied. Since such a receiver has less gain before its baseband stage, flicker noise in the baseband has a greater impact on the receiver's ability to process FM modulated signals. .
その結果、必要とされるものは、複数の帯域および複数のモードにおいてRF信号を変調することが可能な、直接コンバージョントランシーバである。 As a result, what is needed is a direct conversion transceiver capable of modulating an RF signal in multiple bands and multiple modes.
[概要]
開示された実施例は、直接コンバージョン無線通信デバイスにおける、局部発振器(LO)周波数を発生するための新しいそして改善されたシステムおよび方法を示している。一つの実施例においては、システムは、電圧制御発振器(VCO)、分周器、およびミクサを組み込んでいる。分周器は、入力および、入力信号を分周することによって生成される出力を有している。分周器入力は、動作的にVCOと結合されている。ミクサは、動作的にVCOと結合された第1のミクサ入力と、動作的に分周器出力と結合された第2のミクサ入力と、そして出力を有している。ミクサ出力は、LO周波数を位相シフタおよび第2の分周器に並行して与える。
[Overview]
The disclosed embodiments illustrate a new and improved system and method for generating a local oscillator (LO) frequency in a direct conversion wireless communication device. In one embodiment, the system incorporates a voltage controlled oscillator (VCO), a divider, and a mixer. The frequency divider has an input and an output generated by dividing the input signal. The divider input is operatively coupled to the VCO. The mixer has a first mixer input operatively coupled to the VCO, a second mixer input operatively coupled to the divider output, and an output. The mixer output provides the LO frequency in parallel to the phase shifter and the second divider.
他の実施例においては、システムはVCO、第1の分周器、第2の分周器、およびミクサを組み込んでいる。第1の分周器は、入力と、入力信号を分周することによって生成された出力とを有している。第1の分周器の入力は、動作的にVCOと結合されている。第2の分周器は入力と、入力信号を分周することによって発生された出力とを有している。第2の分周器の入力は、動作的に第1の分周器の出力と結合されている。ミクサは、第1の分周器の出力と動作的に結合された第1のミクサ入力と、第2の分周器の出力と動作的に結合された第2のミクサ入力と、そして出力とを有している。 In other embodiments, the system incorporates a VCO, a first divider, a second divider, and a mixer. The first divider has an input and an output generated by dividing the input signal. The input of the first divider is operatively coupled to the VCO. The second divider has an input and an output generated by dividing the input signal. The input of the second divider is operatively coupled to the output of the first divider. The mixer includes a first mixer input operatively coupled to the output of the first divider, a second mixer input operatively coupled to the output of the second divider, and an output. have.
他の実施例においては、システムは、LO発振器、周波数帯域選択機構、および配列選択機構を組み込んでいる。LO発振器は、1個あるいはそれ以上の配列を有し、VCO周波数をVCO周波数の分周された形態(a divided-down version)と混合するよう配列されたミクサを含む。各配列は、RF信号の周波数帯域と組み合わせられており、その周波数がRF信号の周波数帯域と組み合わせられている出力信号を生成する。周波数帯域選択機構は、RF信号の周波数帯域を選択するように配列されている。配列選択機構は、RF信号の選択された周波数帯域と組み合わせられた配列を選択するように配置されている。 In other embodiments, the system incorporates an LO oscillator, a frequency band selection mechanism, and an array selection mechanism. The LO oscillator has one or more arrangements and includes a mixer arranged to mix the VCO frequency with a divided-down version of the VCO frequency. Each array is combined with the frequency band of the RF signal and produces an output signal whose frequency is combined with the frequency band of the RF signal. The frequency band selection mechanism is arranged to select the frequency band of the RF signal. The array selection mechanism is arranged to select an array combined with a selected frequency band of the RF signal.
[詳細な記載]
開示された実施例の特徴、目的、そして利点が、図面と関連させた場合に以下に記述する詳細な説明からより明白になろう。図面において同様の参照符号は、全体を通して同一のものと認定する。
[Detailed description]
The features, objects, and advantages of the disclosed embodiments will become more apparent from the detailed description set forth below when taken in conjunction with the drawings. In the drawings, like reference numerals designate the same parts throughout.
図4は、本発明の一つの実施例に従った、直接ダウンコンバージョン受信機200に関する高レベルブロック線図である。受信機200は、RF信号経路210、直接ダウンコンバータ220、およびベースバンド処理装置230を含む。
FIG. 4 is a high-level block diagram for a direct down-
RF信号経路210はRF信号201を受信する。RF信号201は複数のモードに変調され、そして複数の周波数帯域に伝送された信号を含むことが可能である。RF信号経路210は、種々のモード、そして種々の帯域の中から選択するための選択機構を含むことが可能である。さらに、RF信号経路210は、さらなる処理のためにRF信号201を準備するための増幅器、あるいは濾波器を含むことが可能である。このような準備された信号は、図4における予備処理されたRF信号215として示されている。直接ダウンコンバータ220は、RF信号経路210から予備処理されたRF信号215を受信し、そしてこれらの信号をベースバンド信号225にダウンコンバートする。
The
ベースバンド処理装置230は、たとえば、DC相殺、整合されたおよび妨害電波の濾波、サンプルデシメーション(sample decimation)、自動利得制御、信号電力測定(受信信号強度表示器、RSSI)、逆拡散、デインターリービング、誤り訂正、およびディジタルデータあるいは音声ストリームへの復号化等の、ベースバンド信号225への後の処理を行うことが可能である。処理された情報はそこで、ディスプレー、ラウドスピーカー、あるいはデータ端子対を含むかも知れない無線デバイス内の出力機構などの、適切な宛先に発送されることが可能である。ベースバンド処理装置230はまた、受信機200と相補的な送信機によって使用されることが可能であることは留意されるべきである。
Baseband processor 230 may include, for example, DC cancellation, matched and jammer filtering, sample decimation, automatic gain control, signal power measurement (received signal strength indicator, RSSI), despreading, deinterlacing Subsequent processing on the baseband signal 225 can be performed, such as leaving, error correction, and decoding into a digital data or audio stream. The processed information can then be routed to a suitable destination, such as a display, a loudspeaker, or an output mechanism in a wireless device that may include a data terminal pair. It should be noted that the baseband processor 230 can also be used by a transmitter that is complementary to the
図5は、受信機200をさらに詳細に示している。アンテナ301は、到来するRF信号に対する受信機200のインタフェースの働きをする。アンテナ301はまた、アンテナ301に結合された送信機からのRF信号を放送することも可能である。複数のアンテナが動作中の帯域の分離、あるいは同時に動作中のモードを互いに隔離するために使用されるかも知れない。インタフェース305は、受信機200および送信機がともにアンテナ301を使用可能なように、送信されたRF信号から受信されたRF信号を隔離することが可能である。
FIG. 5 shows the
インタフェース305は、1個あるいはそれ以上のデュプレクサ312を含むことが可能である。デュプレクサ312は、到来している受信帯域中の信号を濾波する。さらに、デュプレクサ312は、到来している受信帯域中の信号を出てゆく送信帯域の信号から分離する。複数のデュプレクサ312が、もしも複数の動作帯域が個々の受信機あるいは送信機の応用において必要とされる場合は、使用されることが可能である。図5に示されたように、組み合わせられた動作中の帯域がデュプレクサ312の帯域の中にすべて適合すると仮定した場合、1個のデュプレクサ312は、CDMA、FM、およびIMTモードに変調された信号を処理することが可能である。
The
インタフェース305はまた、1個あるいはそれ以上のスイッチ314および帯域通過濾波器316を含むことが可能である。スイッチ314は受信および送信動作の間を選択する。たとえば、スイッチ314は、信号が同時に受信されそして送信されないGSM、あるいはブルートゥースモードに対応することが可能である。帯域通過濾波器316は、到来している受信帯域内のGPS信号を濾波する。GPS信号は受信され、そして送信されないために、デュプレクサは使用される必要がない。他の帯域通過濾波器316は、他の類似した受信のみのモードのために受信機200の中に含まれるかも知れない。
The
低雑音増幅器(LNA)320は、インタフェース305に結合され、そして受信されたRF信号を増幅する。LNA320は、受信帯域においては最小の雑音指数を、しかし受信機200内の次の段階からの雑音指数寄与を最小とするために十分に高い利得を、与えるように選択されることが可能である。LNA320の利得は、LNA利得制御324によって制御されることが可能である。送信電力は、インタフェース305から受信機200に漏洩するかも知れない。たとえば、デュプレクサ312は、送信電力を完全には濾波できないかも知れない。したがって、LNA320は、高い圧縮および3次の遮断点を必要とするかも知れない。
A low noise amplifier (LNA) 320 is coupled to the
LNA320は、RX帯域通過濾波器(BPF)330に結合される。BPF330はさらに、受信帯域の外側にある送信機信号を除去する。BPF330は本発明の若干の実施例においては必要とされないかも知れないことに留意すべきである。たとえば、さきに指摘したように、GSMモードで変調された信号は、もしもGPRS(一般パケット無線サービス)における最大のデータレートがサポートされていない場合は、同時に受信されおよび送信されないかも知れない。
図5は、1個のデュプレクサ312、1個のLNA320、および1個のBPF330を含む1個のRF信号経路を示している。しかしながら、受信機200には、複数の信号経路が含まれることが可能である。各信号経路は、受信機200の1個あるいはそれ以上の個々の動作中の周波数帯域に対応することが可能である。たとえば、受信機200は、それぞれの、セルラ、PCS、IMT、およびGSM信号経路を含むことが可能である。各RF経路は、必要に応じて、デュプレクサ、スイッチ、および/あるいは帯域通過濾波器、LNA、BPF、およびIおよびQミクサを含むことが可能である。さらに、他のモードで動作している間の同時のGPS受信は、別々のLO発振、ベースバンド増幅、アナログ低域通過濾波器、アナログディジタル変換器、I/Qディジタル処理、および復調を必要とするかも知れない。
FIG. 5 shows one RF signal path including one
選択機構310は、与えられた時刻に動作中の動作周波数帯域に従って、異なったRF信号経路間で切り替える。選択機構310は、たとえば、種々のデュプレクサおよびBPFに接続された帯域選択デバイスを含むことが可能である。選択機構310はまた、IおよびQチャネルミクサ340A、340Bに結合されることが可能である。たとえば、米国セルラ帯域において受信された信号に対して選択機構310は、ともに受信された信号を適切に濾波し増幅する、デュプレクサ312、LNA320、およびBPF330に切り替えることが可能である。
The
BPF330の出力は、IおよびQチャネルミクサ340A、340Bの入力に結合される。典型的実施例においては、BPF330は、ミクサ340A、340Bの差動入力(図示せず)に接続するための差動出力(図示せず)を有することが可能である。したがって、BPF330の正および負の出力端子はミクサ340Aの正および負の入力端子に、そしてミクサ340Bの正および負の入力端子に結合されることが可能である。このような差動信号経路配列は、RF信号経路へのLOおよびTX結合を減少させ、そして振幅変調された妨害電波のコモンモードの除去を増加する(ミクサ入力におけるより高い2次入力遮断レベル)。したがって、受信機200におけるアイソレーションおよび妨害電波の除去は改善される。
The output of
代わりに、変圧器がBPF330のシングルエンデッド出力に結合されることが可能である。変圧器は、シングルエンデッド信号を、ミクサ340A、340Bの差動入力に結合されることが可能な、差動信号に変換することが可能である。
Alternatively, a transformer can be coupled to the single-ended output of
図5に示されるように、局部発振器(LO)350は、バッファ増幅器351A、351Bに結合される。バッファ増幅器351A、351Bは、ミクサ340Aの第2の入力342Aに、そしてミクサ340Bの第2の入力342Bにそれぞれ結合される。バッファ増幅器351A、351Bは、もしもIおよびQミクサ340A、340Bが差動入力を有している場合は、差動出力を有することが可能である。若干の実施例においては、バッファ増幅器は受信機200の設計に含まれる必要はない。
As shown in FIG. 5, a local oscillator (LO) 350 is coupled to
LO350は、種々の周波数で出力信号を発生することが可能な周波数発振器を含むかも知れない。たとえば、LO350は、第1の信号および第1の信号から90度位相シフトされている第2の信号を出力するかも知れない。LO350は、位相ロックループ(PLL)、電圧制御発振器(VCO)、周波数混合機構、および位相シフト機構を含むかも知れない。LO350は、受信されたRF信号の動作周波数によってLO350を制御する帯域選択354を含むかも知れない。典型的実施例においては、LO350は、LO漏洩、およびIおよびQミクサRF端子対における信号経路への、およびこれからの雑音結合を軽減するために差動経路を使用する。
The
各ミクサ340A、340BはBPF330から受信されたRF信号を、ミクサ340A、340Bの第2の入力342A、342BにおいてLO350から受信された信号と混合する。混合処理は信号をともに乗算する。したがって、ミクサ340A、340Bは、受信されたRF信号をIおよびQベースバンド信号に直接にダウンコンバートする。典型的実施例においては、ミクサ340A、340Bは、ミクサ利得制御341A、341Bによって調整されることが可能な関係づけられた利得を有している。
Each
ダウンコンバージョンの後に、IおよびQ信号はそれぞれの信号経路365A、365Bに沿って処理される。I信号経路365Aは、両信号経路の標本であり、そして増幅器360A、アンチエイリアシング濾波器370A、およびIチャネルアナログディジタル変換器(ADC)380Aを含むことが可能である。増幅器360Aは、ミクサ340Aの出力に結合される。それぞれの信号経路に沿って処理およびアナログディジタル変換された後に、ディジタルIチャネルデータ382およびQチャネルデータ385は、さらに処理されるかも知れない。若干の実施例においては、IおよびQ信号は動作中のモードに固有の経路に沿って処理されることが可能である。他の実施例においては、IおよびQ信号経路はモードの中で共有されることが可能である。
After downconversion, the I and Q signals are processed along their
受信機200は、ブルートゥース固有のモジュールを含むことが可能である。図5に示されるように、ブルートゥース直接ダウンコンバータ390およびブルートゥースベースバンド処理装置395は、機能的におよび構造的に以上に述べた構造に類似している。しかしながら、ブルートゥースは、CDMAなどの他の動作モードと同時に動作可能であるために、ブルートゥース直接ダウンコンバータ390およびベースバンド処理装置395は、ブルートゥース専用のモジュールとして実現されるかも知れない。同様にして、GPSは同時に動作し、そして別々のベースバンド信号経路およびLO発振器回路を必要とするかも知れない。
The
図6は、本発明の実施例に従って局部発振器周波数を発生するためのシステム400を示している。システム400は無線受信機、送信機、あるいはトランシーバの中に組み込まれることが可能であることに留意すべきである。たとえば、システム400は、図5におけるLO350として受信機200の中に組み込まれることが可能である。システム400は、位相ロックループ(PLL)410、ループ濾波器401、ミクサ450、電圧制御発振器(VCO)420、およびスイッチ440を含む。
FIG. 6 illustrates a
スイッチ440は複数の位置を有するように配列されるかも知れない。図6においては、スイッチ440は3個の位置を有しているクロスポイントスイッチである。ここで“フィードフォーワード”として述べられた、第1の位置(1−2)においては、スイッチ440は、VCO420を分周器430の入力に結合する。第2の位置(2−3)“フィードバック”においては、スイッチ440はミクサ450の出力を分周器430の入力に結合する。第3の位置(1−3)“バイパス”においては、スイッチ440は、VCO420をミクサ450の出力に結合し、そしてミクサ450の出力は使用禁止とされる。システム400はスイッチを含んで示されるが、他の実施例においては、システム400は、スイッチを含む必要はない。たとえば、VCO420は分周器430に直接に結合されることが可能である。スイッチ440の位置は、受信されたRF信号の周波数帯域に従って帯域選択などの制御機構(図示せず)によって制御されることが可能である。
The
VCO420は、組み合わせられた受信機、送信機、あるいはトランシーバを含むチップの外部の、シングルエンデッド出力VCOを含むことが可能である。外部のVCOは、ASIC(特定用途向け集積回路)の中に集積されたVCOよりもよりすぐれた位相雑音を有することが可能である。しかしながら、集積されたVCOは、与えられた動作帯域に固有な妨害要求条件によっては十分であるかも知れない。外部のVCO420に対しては、PLL410は、VCO420に直接に結合されることが可能である。さらに、PLL410は、もしもPLL410がシステム400の中に集積される場合は、ミクサ450の出力に結合されることが可能である。PLL410は、各動作中の帯域の中に個々のチャネル間隔を作るために、参照周波数405で信号を受信する。
図6に示された実施例は、PLL入力スイッチ445を含む。スイッチ445は、PLL410をVCO420に、ミクサ450の出力に、あるいは分周器430の出力に、結合することが可能である。当業界においてはよく知られるように、PLL410、ループ濾波器401、およびVCO420は、VCO周波数を有している信号を出力するように協動する。VCO周波数は、受信されたあるいは送信された信号の周波数の上、あるいは下にあることが可能である。分周器430は、周波数が入力信号の分周された形態である信号を出力する周波数分周器を含むことが可能である。たとえば、分周器430は、整数Nによって分周することが可能であり、ここでNの値は、制御信号によってセットされることが可能である。
The embodiment shown in FIG. 6 includes a PLL input switch 445. Switch 445 can couple
VCO420は、ミクサ450の第1の入力に結合される。上に述べたように、スイッチ440の位置に基づいて、ミクサ450の第2の入力は、分周器430を経由してVCO420(フィードフォーワード)、ミクサ450の出力(フィードバック)、あるいは開いた回路(バイパス)に結合されることが可能である。ミクサ450は、1個の基本ミクサ積(primary mixer product)のみを出力する、単側波帯(SSB)ミクサ、あるいはイメージ除去ミクサを含むことが可能である。SSBミクサは、ミクサ出力における不必要なミクサ積を最小とする。とくにSSBミクサは、2個の入力周波数の和(上側の側波帯すなわちUSB)、あるいは2個の入力周波数の差(下側の側波帯すなわちLSB)の何れかである周波数出力を与える。上側のSSBミクサは、上側の側波帯を保存し、そして下側のSSBを無効にする。逆に、下側のSSBミクサは、下側の側波帯を保存し、そして上側の側波帯を無効にする。ミクサ450は、ミクサ450に結合された制御信号によって、USBおよびLSBモードの間で動作するように配列されることが可能である。
システム400はまた、直交LO信号490を作成するために第2の分周器470を含むことが可能である。第2の分周器470は、入力周波数を整数Mによって分周することが可能であり、フリップフロップを含むかも知れない。分周器470が2個のフリップフロップを含む場合、第1のフリップフロップは入力信号の立ち上がり端部を記録し、他方第2のフリップフロップは立ち下がり端部を記録する。フリップフロップの個々の出力は、位相差が90度となることが可能である。このように、それぞれのフリップフロップは、IおよびQミクサ340A、340Bの何れかを、差動的に駆動することが可能である。他の実施例においては、バッファ増幅器351A、351Bは、第2の分周器470およびIおよびQミクサ340A、340Bの間に位置されることが可能である。M=2の場合、そこで第2の分周器470は2によって分周するが、第2の分周器470は、分周器430とともに使用される場合、周波数の広範囲に対して効果を有している、広帯域(broadband)位相シフタとして機能する。第2の分周器470は、米国および日本のセルラ帯域に対してIおよびQミクサLO信号を発生することが可能である。
位相シフタ460は、第2の分周器470と並列にシステム400内に含まれることが可能である。代わりに、システム400は、位相シフタ460のみを含むかも知れない。LCRネットワークあるいはアクティブエレメントを含むことが可能な位相シフタ460は、ミクサ450の出力に結合されるかも知れない。位相シフタ460は、入力信号を受信し、そして直交LO出力信号480を発生するかも知れない。受信機の場合、各直交信号は、そのRF信号をIおよびQベースバンド成分にダウンコンバートするために、受信されたRF信号と混合されるかも知れない。典型的な実施例においては、位相シフタ460は、PCS(米国あるいは韓国)およびIMTのより高い動作帯域に対して有効である。
A phase shifter 460 can be included in the
本発明の実施例に従って、分周器430に対するNの値、スイッチ440の位置、およびミクサ450のモードは、広範囲のLO周波数を発生するために変えられることが可能である。さらに、第2の分周器470に対するMの値も変えられることが可能である。広範囲のLO周波数の発生されることが可能であるにもかかわらず、VCO420は、比較的狭い同調範囲内で動作することのみを必要とする。したがって、システム400は、無線複数帯域、および複数モード受信機、送信機、あるいはトランシーバ内に実現されることが可能である。
In accordance with an embodiment of the invention, the value of N for divider 430, the position of
典型的実施例においては、システム400は、差動信号経路を含む。たとえば、VCO420の出力、およびミクサ450および分周器430の入力および出力は、差動であることが可能である。このように放射されたIおよびQ LOエネルギー、およびシステム400を組み込んでいる無線デバイス内のRF信号経路への伝導された結合は、最小化されることが可能である。
In the exemplary embodiment,
システム400を含む無線デバイスにおいて、マイクロ処理装置(図示せず)はRF信号に対して適用可能な周波数帯域を決定する。選択された帯域に基づいて、図5における帯域選択354などの配列選択機構は、選択された周波数帯域と組み合わせられた配列をシステム400内で選択することが可能である。このように、分周器430に対するNの値、スイッチ440の位置、ミクサ450のモード、および第2の分周器470に対するMの値をセットするための適切な制御信号が、システム400内で発生されることが可能である。
In a wireless device that includes the
表1は、受信機環境において実行されるときのシステム400に対する典型的配列を示す。VCO420は、約1600から1788MHzで動作するよう制御される。VCO420は、無線デバイスにおける放射された、および伝導された雑音の第1のソースであるかも知れない。表1が示すように、VCO周波数帯域は、組み合わせられたRF受信周波数帯域とは別個のものである。したがって、以下の配列は、無線デバイス内のVCO雑音の影響を最小にする。
表1 複数帯域直接ダウンコンバージョン受信機に対するLO制御配列
本発明と矛盾なく、他の配列も、異なった受信周波数帯域に対して、また、外部VCOあるいは集積されたVCO実現などの異なった設計技術に対して、VCO420の同調範囲および中心周波数を最適化するように準備されることが可能である。付加的な分周器が、このような配列を与えるためにシステム400に含まれるかも知れない。
Table 1 LO Control Arrangement for Multi-Band Direct Downconversion Receivers Consistent with the present invention, other arrangements can be used for different reception frequency bands and for different design techniques such as external VCO or integrated VCO implementation. In contrast, the tuning range and center frequency of the
分周器430およびミクサ450は、必要とされる受信帯域の外にある不必要なLO分岐部(spurs)を生成するかも知れない。しかしながら、ミクサ450の出力は、このような分岐部を圧縮するであろう。さらに、IおよびQミクサ340A、340Bの端子対342A、342B(図5参照)は、またこのような分岐部を圧縮する共振子を含むかも知れない。RF信号経路はまた、LO分岐部と同じ周波数における妨害積を除去することの可能な、複数のRF BPF応答を有するかも知れない。
Divider 430 and
論じたように、第2の分周器470は直交LO信号480を作成する。IおよびQミクサ340A、340Bは、入力としてバッファ351A、351Bによって通過されることが可能な、直交LO信号480を受信する。このように、IおよびQミクサ340A、340Bの負荷抵抗器およびコンデンサ内における位相変動は、システム誤差の原因であるかも知れない。しかしながら、位相整合要求条件は、同じチップ上でIおよびQミクサ340A、340Bを実現することによって満足されることが可能である。したがって、受信器に対する残留側波帯規格は、満足されることが可能である。
As discussed, second divider 470 creates quadrature LO signal 480. I and
IおよびQチャネル間の振幅整合が必要とされるかも知れない。典型的な振幅整合アプローチは、アナログ、あるいはディジタル利得補償を通して、IおよびQチャネル利得を較正することを含む。アナログ利得補償を達成するためには(図示せず)、独立した、あるいは切り替え可能な電力検出機構が、チャネルの受信された信号強度表示器(RSSI)を測定するために、そして対応して利得をオフセットするために、IおよびQチャネルのそれぞれに結合されることが可能である。ASICが、IおよびQチャネルに対する較正値を保存するかも知れない。ASICおよび電力検出機構の間のディジタル母線インタフェースを介して、較正値は調査されることが可能であり、そして利得は補償されることが可能である。ディジタル利得補償を達成するためには(図示せず)、ベースバンド経路はIおよびQ信号をともに乗算するADCの後に、ディジタル乗算機を含むことが可能である。したがって、ASICに保存された較正値は調査されることが可能であり、そしてIおよびQチャネル利得は、対応して補償されることが可能である。 Amplitude matching between the I and Q channels may be required. A typical amplitude matching approach involves calibrating the I and Q channel gains through analog or digital gain compensation. In order to achieve analog gain compensation (not shown), an independent or switchable power detection mechanism is used to measure the received signal strength indicator (RSSI) of the channel and correspondingly gain. Can be coupled to each of the I and Q channels. The ASIC may store calibration values for the I and Q channels. Through a digital bus interface between the ASIC and the power detection mechanism, the calibration value can be examined and the gain can be compensated. To achieve digital gain compensation (not shown), the baseband path may include a digital multiplier after the ADC that multiplies both the I and Q signals. Therefore, the calibration values stored in the ASIC can be examined and the I and Q channel gains can be correspondingly compensated.
他の実施例(図示せず)においては、GPS固有の信号経路が無線受信機あるいはトランシーバ内に含まれることが可能である。GPS変調された信号は、ただ一つの周波数において受信される。したがって、受信機は一つのGPS周波数に同調することのみを必要とする。とくに、GPS固有の経路は、GPS信号に対して独占的にPLLおよびVCOを有することが可能である。チップ上あるいはチップ外にあるかも知れないVCOは、3150.84MHz、あるいはGPS周波数の2倍で動作することが可能である。GPS VCOはそこで、GPS RF信号の直接ダウンコンバージョンのためのLO周波数を発生するために、分周器(2で分周)に結合されそして分周されることが可能である。受信機内に、別々のGPS RF信号経路が与えられるかも知れないが、それにもかかわらずGPSベースバンド経路は、他の変調標準に従って変調された信号と分離され、あるいは共有されることが可能である。分離する場合は、GPS信号のベースバンド処理は、他の変調された信号のベースバンド処理と同時に生じることが可能である。共有された場合は、電流および基板面積の節減を達成することが可能である。 In other embodiments (not shown), a GPS specific signal path can be included in the wireless receiver or transceiver. GPS modulated signals are received at only one frequency. Thus, the receiver need only tune to one GPS frequency. In particular, a GPS specific path can have a PLL and VCO exclusively for GPS signals. A VCO that may be on-chip or off-chip can operate at 3150.84 MHz, or twice the GPS frequency. The GPS VCO can then be coupled to and divided by a divider (divide by 2) to generate the LO frequency for direct downconversion of the GPS RF signal. Although a separate GPS RF signal path may be provided in the receiver, the GPS baseband path can nevertheless be separated or shared with signals modulated according to other modulation standards. . In the case of separation, the baseband processing of the GPS signal can occur simultaneously with the baseband processing of other modulated signals. When shared, savings in current and substrate area can be achieved.
ブルートゥースは、CDMA等の他の動作モードと同時に動作することが可能であるために、分離したVCOおよびLO発振器は、ブルートゥース信号の直接ダウンコンバージョンのためのLO周波数の発生を助けるために受信機あるいはトランシーバ内に含まれるかも知れない。 Since Bluetooth can operate simultaneously with other modes of operation such as CDMA, a separate VCO and LO oscillator can be used to help generate LO frequencies for direct downconversion of Bluetooth signals. May be included in the transceiver.
図7は、局部発振器周波数を発生するための、代わりのシステム500を示す。システム500は、PLL570,ループ濾波器560、複数帯域VCO501、VCO分周器520、SSBミクサ540、SSB分周器530、およびRX分周器550を含んでいる。複数帯域VCO501、PLL570、およびループ濾波器560は、異なった周波数範囲にVCO周波数を出力するためにともに協動する。帯域選択510は、複数帯域VCO501のための適切な周波数範囲を決定する。
FIG. 7 shows an
VCO分周器520は、複数帯域VCO501に結合される。VCO分周器520は、2などの整数PによってVCO周波数を分周することが可能である。VCO分周器520の分周された出力はSSB分周器530の入力に結合される。SSB分周器530は、VCO分周器520の出力周波数を、2などの整数によって分周することが可能である。SSB分周器530の出力およびVCO分周器520の出力は、SSBミクサ540のそれぞれの入力に結合される。SSBミクサ540は、信号をともに混合する。SSBミクサ540がUSBミクサあるいはLSBミクサとして動作しているかによって、入力信号の和あるいは差がミクサ540によって出力される。その結果VCO分周器520、SSB分周器530、およびSSBミクサ540は、協動して部分的周波数乗算器として動作する。ミクサ540の出力はRX分周器550の入力に結合される。RX分周器550は、1あるいは2などの整数によって、入力信号を分周することが可能である。
SSBミクサ540のモードと同様に、複数帯域VCO501の周波数帯域、そしてVCO分周器520、SSB分周器530、およびRX分周器550の分周値を変えることによって、広範囲のLO周波数がシステム500によって発生されることが可能である。表2は、複数帯域無線受信機において実現するのに適したシステム500を作成する、システム500のための典型的な配列を示している。
表2 複数帯域直接ダウンコンバージョン受信機のためのLO制御配列
システム500においては他の配列も可能である。たとえば、システム500は、複数帯域VCO501およびRX分周器550に結合された乗算器バイパススイッチ580を含むことが可能である。スイッチが閉じられている場合、複数帯域VCO501は、受信された信号の動作周波数の2倍、あるいは4倍で動作する(run)ことが可能である。RX分周器550はそこで、必要とされるLO周波数を発生するためにVCO出力周波数を2あるいは4で、それぞれ分周することが可能である。とくに、セルラIおよびQミクサLO信号を発生するために、VCO501は受信周波数の4倍で動作されることが可能であり、そしてRX分周器550は、4で分周されることが可能である。しかしながら、同調は複数帯域VCO501の広い動作範囲のために、より問題があるかも知れない。システム500は、複数帯域VCO501をRX分周器550に直接に結合するかも知れないこと、および乗算器バイパススイッチ580,SSB分周器530、SSBミクサ540、およびVCO分周器520はシステム500から消去されるかも知れないことは、正しく評価されるべきである。
Table 2 LO Control Arrangements for Multi-Band Direct Downconversion Receiver Other arrangements are possible in
さらにシステム500は、複数帯域VCO501およびSSBミクサ540の入力545に結合されたスイッチ(図示せず)を含むかも知れない。スイッチが閉じられている場合、SSBミクサ540はVCO周波数をVCO周波数の分周された形態と混合するかも知れない。このように、システム500は、上記システム400で使用されたと同様の方法で、IおよびQミクサLO信号を発生することが可能である。
In addition,
図8は、直接アップコンバージョン、すなわちゼロIF送信機600の実施例を示している。送信機600は、局部発振器周波数を発生するシステム602を含む。システム602は、上記システム400に類似しているが、特別に構成され、そして無線直接アップコンバージョン送信機内で動作する。システム602は、PLL610、ループ濾波器601、第1および第2のSSBミクサ645、650、VCO620、PLL入力スイッチ641、LOスイッチ640A、および640B、および第2の分周器670を含む。
FIG. 8 illustrates an embodiment of a direct upconversion, or zero IF transmitter 600. Transmitter 600 includes a
送信機のための位相雑音要求条件は、妨害要求条件を満足しなければならない受信機のためのそれよりもより少ない。その結果、VCO620は、送信機あるいはトランシーバASIC上により容易に集積されることが可能である。しかしながら、他の実施例においては、VCO620はチップ外で実現されるかも知れない。VCO620,ループ濾波器601、PLL610、および参照発振器605は、VCO出力周波数を生成するために、ともに協動する。PLL入力スイッチ641は、PLL610をVCO620に、分周器630の出力に、あるいは第1のSSBミクサ645の出力に、選択的に結合することが可能である。このように、PLL610のための入力ソースは、VCO620から、分周器630の出力における信号、あるいは第1のSSBミクサ645の出力における信号の何れかに切り替えられることが可能である。したがって、必要とされるRF周波数が発生される場合はその周波数に対するロッキングが生じるかも知れない。
The phase noise requirement for the transmitter is less than that for the receiver that must satisfy the jamming requirement. As a result, the
スイッチ640A,640Bそれぞれは、2個の位置を有している。付加的な位置は、他の実施例において可能である。他の実施例においては、スイッチ640A,640Bは含まれる必要はない。スイッチ640Aのフィードフォーワード位置においては、スイッチ640AはVCO620を第1のSSBミクサ645の入力に結合する。フィードバック位置においては、スイッチ640Aは、SSBミクサ645の出力を、SSBミクサ645のLO端子対に結合する。スイッチ640Bのフィードフォーワード位置においては、スイッチ640Bは、VCO620を第2のSSBミクサ650の入力に結合する。フィードバック位置においては、スイッチ640Bは、SSBミクサ650の出力をSSBミクサ650のLO端子対に結合する。
Each of the switches 640A and 640B has two positions. Additional locations are possible in other embodiments. In other embodiments, switches 640A and 640B need not be included. In the feed forward position of switch 640A, switch 640A
VCO620は、分周器630の入力に結合される。分周器630は、VCO出力周波数を整数Nで分周する。分周器630は、第1および第2の出力信号を生成する。分周器630の第1の出力は、第1のSSBミクサ645に結合される。分周器630の第2の出力は、第2のSSBミクサ650に結合される。第1および第2の分周器出力における信号は、ともに入力周波数の形態に分周されるが、しかし位相は90度異なる。
スイッチ640Aがフィードフォーワード位置にあるときは、第1のSSBミクサ645は、VCO出力周波数を分周器630によって出力された分周された形態と混合する。同様に、第2のSSBミクサ650は、VCO出力周波数を分周器630によって出力された分周された形態と混合する。第1および第2のSSBミクサ645、650の出力は、周波数は同一であり、そして位相は90度異なっている。第1および第2のSSBミクサ645、650の出力は、システム602の送信機LO周波数である。
When switch 640A is in the feedforward position, the first SSB mixer 645 mixes the VCO output frequency with the divided form output by
第2のSSBミクサ650の出力は、第2の分周器670に結合される。第2の分周器670は、入力周波数を整数Mで分周することが可能である。第2の分周器670は、第1および第2の出力信号を生成する。第1および第2の出力信号は直交している。第2の分周器670の出力はシステム602の送信機LO周波数である。
The output of the second SSB mixer 650 is coupled to the
NおよびMの値、SSBミクサ645、650のモード、およびスイッチ640A、640Bの位置を変えることによって、システム602は、広範囲の送信機LO周波数を発生することが可能である。したがって、システム602は、送信機600などの直接アップコンバージョン送信機における実現のために適している。表3は、送信機動作帯域と組み合わせられた典型的な配列を示している。本発明の教えと矛盾のない付加的な配列が準備されるかも知れない。上に記述したように、必要とされる周波数帯域は周波数帯域選択機構によって選択されることが可能であり、そして組み合わせられた配列は配列選択機構によって選択されることが可能である。
表3 複数帯域直接アップコンバージョン送信機のためのLO制御配列
他の実施例(図示せず)においてはシステム602は、受信機のための受信LO周波数を固定されたオフセットLO周波数と混合することによって、送信LO周波数を発生することが可能である。このアプローチは、表4に示されるように、次の変調標準がTXおよびRXチャネル間の固定された周波数オフセットを有することを認める。
表4 RXチャネル周波数に関係のあるTXオフセット
とくに、システム602のLO発生回路(PLL610、ループ濾波器601、第1および第2のSSBミクサ645、650、VCO620、およびスイッチ640A、640B)は、受信LO周波数を発生することが可能である。固定されたオフセットLOである第2の発振器は、第1および第2のSSBミクサ645、650のそれぞれの入力に結合されていることが可能である。したがって、第1のSSBミクサ645および第2のSSBミクサ650は、送信LO周波数を発生するために、受信LO周波数をオフセットLOと混合することが可能である。しかしながら、受信LOは、スプリアス出力を発生するかも知れないことは正しく評価すべきである。したがって、送信機あるいは受信機内におけるチップ外の濾波が、受信帯域における伝導スプリアス漏洩規格を満足するために必要とされるかも知れない。このような濾波は、受信周波数における分岐部積(spur product)を排除することが可能である。
Table 4 TX offsets related to RX channel frequency In particular, the LO generation circuitry of system 602 (
送信機600は、RF信号を送信するためにシステム602によって発生されたLO周波数を使用することが可能である。ベースバンド処理装置608は、図8に示されるように送信機600の外側にあるか、あるいは送信機600を含むトランシーバ内に集積されるかも知れない。ベースバンド処理装置608は、1対の出力信号を与える。各出力信号は、平衡したあるいは差動の対として実現されることが可能である。2個の出力は、各モードに対するIおよびQベースバンドアナログ信号を表し、そして信号の直交変調が送信機600の後の段階で実行されることが可能であるように、分離した信号経路として与えられる。
The transmitter 600 can use the LO frequency generated by the
典型的実施例においては、送信機600は、3個のRF出力を含む。出力のうち2個は、PCSあるいはIMT信号帯域に対応することが可能であり、そして他はセルラ帯域に対応することが可能である。PCS RF出力に対しては、第1のRFミクサ651はSSBミクサ645、およびベースバンド処理装置608の第1のベースバンド出力に結合される。第1のRFミクサ651は、必要とされるRF周波数に直接に、ベースバンド信号をアップコンバートする。第2のRFミクサ653は、SSBミクサ650およびベースバンド処理装置608の第2のベースバンド出力に結合される。第2のRFミクサ653は、第1のRFミクサ651の出力におけると同じRF周波数に直接にベースバンド信号をアップコンバートする。第1および第2のRFミクサ651、653の出力は、ベースバンド信号をアップコンバートするのに使用されたLO信号の相対的位相差に起因して直交している。
In the exemplary embodiment, transmitter 600 includes three RF outputs. Two of the outputs can correspond to a PCS or IMT signal band, and the other can correspond to a cellular band. For the PCS RF output, the
直交RF信号はそこで、2個の直交信号を1個の信号に結合する信号加算器660に結合される。信号加算器660の入力は、第1および第2のRFミクサ651、653それぞれからの平衡した出力に対応して平衡していることが可能である。信号加算器660の出力はまた、コモンモード雑音ソースからの信号干渉を最小とするために、平衡した信号であることが可能である。
The quadrature RF signal is then coupled to a
信号加算器660の出力は、2個の増幅器チェーンに同時に結合されることが可能である。両増幅器チェーンは、PCS送信帯域において動作するよう配列されることが可能である。図8に示されたように、第1の増幅器チェーンは、AGC増幅器662および664を含むかも知れない。第2の増幅器チェーン670は、AGC増幅器662および666を含むかも知れない。
The output of the
セルラRF出力に対しては、第3のRFミクサ652は、第2の分周器670の第1の出力およびベースバンド処理装置608の第1のベースバンド出力に結合される。第3のRFミクサ652は、ベースバンド信号を必要とされるRF周波数に直接にアップコンバートする。第4のRFミクサ654は、第2の分周器670の第2の出力およびベースバンド処理装置608の第2のベースバンド出力に結合される。第4のRFミクサ654は、ベースバンド信号を、第3のRFミクサ652の出力におけると同じRF周波数に直接にアップコンバートする。第3および第4のRFミクサ652、654の出力は、ベースバンド信号をアップコンバートするのに使用されたLO信号の相対的位相差に起因して直交している。
For cellular RF output, the third RF mixer 652 is coupled to the first output of the
直交RF信号は、そこで、2個の直交信号を1個の信号に結合する信号加算器670に結合される。信号加算器670の入力は、第3および第4のRFミクサ652、654それぞれからの平衡した出力に対応して平衡していることが可能である。信号加算器の出力もまた、コモンモード雑音ソースからの信号干渉を最小にするために、平衡した信号であることが可能である。
The quadrature RF signal is then coupled to a
信号加算器670の出力は、第3の増幅器チェーンに結合されるかも知れない。第3の増幅器チェーンは、セルラ送信帯域において動作するように配列されるかも知れない。図8に示されたように、第3の増幅器チェーンは、AGC増幅器672および674を含むかも知れない。
The output of
送信機600は、いつでも1個だけの増幅器チェーンが動作するように配列されることが可能である。このように、送信機600がそれぞれの周波数帯域において送信するよう配列されている場合、その周波数帯域をサポートしている増幅器チェーンのみが動作可能である。休止中の増幅器チェーンは、電力を節約するために制御回路(図示せず)によってパワーダウンされることが可能である。図8に示された3個の増幅器チェーン、および他のこのような増幅器チェーンはまた、当業界においてよく知られている方法に従って、送信濾波器、アイソレータ、あるいはディプレクサを含み、あるいは結合されることが可能である。 The transmitter 600 can be arranged so that only one amplifier chain operates at any time. Thus, if the transmitter 600 is arranged to transmit in each frequency band, only the amplifier chain that supports that frequency band can operate. A dormant amplifier chain can be powered down by a control circuit (not shown) to conserve power. The three amplifier chains shown in FIG. 8 and other such amplifier chains may also include or be combined with transmit filters, isolators, or diplexers according to methods well known in the art. Is possible.
以上の詳細な説明は、本発明の典型的な実施例を示している添付された図面を参照している。他の実施例が可能であり、そして本発明の精神、および範囲から逸脱することなしに、実施例に対する変形が実行可能である。たとえば、上述のデバイスの多くは、デバイスが濾波器あるいは増幅器などの中間のデバイスによって分離されているなどのように、互いに間接に結合されることが可能である。さらに本発明の教えは、将来発展する変調標準および動作帯域に適用されることが可能である。その結果、この詳細な記述は、発明を限定することを意味するものではなく、むしろ本発明の範囲は特許請求の範囲によって規定されるものである。 The foregoing detailed description refers to the accompanying drawings that illustrate exemplary embodiments of the invention. Other embodiments are possible, and variations to the embodiments can be made without departing from the spirit and scope of the invention. For example, many of the devices described above can be indirectly coupled to each other, such as devices being separated by an intermediate device such as a filter or amplifier. Further, the teachings of the present invention can be applied to modulation standards and operating bands that will evolve in the future. As a result, this detailed description is not meant to limit the invention, but rather the scope of the invention is defined by the appended claims.
Claims (46)
電圧制御発振器(VCO)から、周波数の第1領域以内のVCO周波数を有している、信号を受信し、
第1の配列において該LO周波数における出力信号として該VCO周波数における該信号を選択的に結合し、そして第2の配列において該VCO周波数における該信号を分周器に選択的に結合し、
該第2の配列におけるとき、分周された周波数を有している信号を発生するために、プログラム可能な数値Nによって該VCO周波数を分周し、なお該プログラム可能な数値Nは部分的に制御信号に基づき変動させられ、そして
該第2の配列におけるときに、周波数の該第1領域および該プログラム可能な数値Nにより決定される周波数の第2の領域以内の該LO周波数を有している該出力信号を生成するために、該VCO周波数を有している該信号を、該分周された周波数を有する該信号と混合する
ことを含む方法。 In multiband direct conversion wireless communication device, a method for generating a local oscillator (LO) frequency, said method comprises
Receiving a signal having a VCO frequency within a first region of frequency from a voltage controlled oscillator (VCO);
Selectively coupling the signal at the VCO frequency as an output signal at the LO frequency in a first array and selectively coupling the signal at the VCO frequency to a divider in a second array;
When the sequence of the second, in order to generate a signal having a divided frequency, divides the VCO frequency by a programmable number N, it noted the programmable number N partially Varied based on the control signal, and
When the sequence of the second, in order to produce the output signal having a second of said LO frequency within the range of frequencies that are determined by the first region and the programmable value N of the frequency Mixing the signal having the VCO frequency with the signal having the divided frequency .
電圧制御発振器(VCO)から、VCO周波数を有している信号を受信し、
該VCO周波数を有している該信号をLO出力に選択的に結合し、
分周された周波数を有している信号を生成するために数値Nによって該VCO周波数を分周し、
さらに分周された周波数を有している第2の信号を生成するために、数値Mによって該分周された周波数を分周し、そして、
該LO出力において該LO周波数を有している出力信号を生成するために、該分周された周波数を有している該信号を、該さらに分周された周波数を有している該第2の信号と混合する、
ことを含む方法。 In multiband direct conversion wireless communication device, a method for generating a local oscillator (LO) frequency, said method comprises
Receiving a signal having a VCO frequency from a voltage controlled oscillator (VCO);
Selectively coupling the signal having the VCO frequency to an LO output;
The VCO frequency by numerical N to generate a signal having a divided frequency divides,
To produce a second signal having a further divided frequency divides the dividing frequency by numerical M, and,
To produce an output signal having the LO frequency in the LO output, the signal having a divided frequency, said has the further divided frequency second Mixed with the signal of the
A method involving that.
RF信号の周波数帯域を決定し、
該決定された周波数帯域に基づき、複数の配列の1つについて、LO発生器を制御し、なお各配列はRF信号の少なくとも1個の周波数帯域と関連しており、そしてその周波数がRF信号の少なくとも1個の周波数帯域と関連している出力信号を生成し、そして該LO周波数を生成するためにVCO周波数を該VCO周波数の分周された形態と混合する
ことを含む方法。 In multiband direct conversion wireless communication device, a method for generating a local oscillator (LO) frequency, said method comprises
Determine the frequency band of the RF signal,
Based on the determined frequency band, the LO generator is controlled for one of the plurality of arrays , each array being associated with at least one frequency band of the RF signal , and the frequency of the RF signal generates an output signal associated with at least one frequency band, and a method of the VCO frequency to generate the LO frequency including <br/> that you mixed with the divided form of the VCO frequency .
周波数の第1領域以内で動作しそして発振器出力に選択的に結合された電圧制御発振器(VCO)と、
部分的に制御信号に基づき変動させられるプログラム可能な数値Nにより、入力および入力信号を分周することによって生成される出力を有している分周器と、なお該分周器入力は該VCOに選択的に結合されており、および
該VCOに結合された第1のミクサ入力、該分周器出力に結合された第2のミクサ入力、および該周波数の第1の領域により決定された周波数の第2の領域以内の該LO周波数を該発振器出力に提供する出力を有しているミクサと
を含むシステム。 In multiband direct conversion wireless communication device, a system for generating a local oscillator (LO) frequency, the system comprising:
A voltage controlled oscillator (VCO) operating within a first region of frequency and selectively coupled to an oscillator output ;
The partially control signal program that is varied on the basis of the numerical N, input and an input signal divider frequency divider having an output generated by still the divider input is the VCO Selectively coupled to, and
First mixer input, a second mixer input, and a second region within the said frequency determined by a first region of said frequency engaged binding to the divider output that engaged binding to the VCO And a mixer having an output that provides an LO frequency to the oscillator output .
周波数の第1の領域以内で動作する電圧制御発振器(VCO)と、
入力および第1の入力信号を分周することによって生成された出力を有している第1の分周器と、なお該第1の分周器の該入力は該VCOと結合されており、
入力および第2の分周器入力信号を分周することによって生成された出力を有している第2の分周器と、なお第2の分周器の該入力は該第1の分周器の該出力と結合されており、そして
該第1の分周器の該出力と結合された第1のミクサ入力、該第2の分周器の該出力と結合された第2のミクサ入力、および周波数の該第1領域により決定された周波数の第2領域以内の該LO周波数を提供する出力とを有しているミクサとを含み、そして
該VCOは該ミクサの該出力に選択的に結合されている
システム。 In multiband direct conversion wireless communication device, a system for generating a local oscillator (LO) frequency, the system comprising:
A voltage controlled oscillator (VCO) operating within a first region of frequency ;
An input and the first frequency divider having an output generated by the first input signal dividing, still the input of the first divider is engaged sintered and said VCO ,
A second frequency divider having an output generated by the input and a second divider input signal dividing, still the input of the second divider the first division It is engaged the output and formation of vessels, and
First mixer input engaged the output and formation of the first divider, a second mixer input engaged the output and formation of the second frequency divider, and the first region of the frequency look including a mixer which has an output for providing a second said LO frequency within the region of the determined frequency, and
The VCO is selectively coupled to the output of the mixer .
1個あるいはそれ以上の配列を有しているLO発生器と、なお各配列はRF信号の少なくとも1個の周波数帯域に関するLO周波数値を生成し、そしてRF信号の該少なくとも1個の周波数帯域と関連する周波数のLO出力信号を生成しており、そしてVCO周波数を該VCO周波数の分周された形態と混合するよう配列されたミクサと、そして
該VCO周波数の該分周された形態を決定するために少なくとも該VCO周波数および分周器の値を制御することにより、RF信号の決定された周波数帯域に基づき配列を選択するよう整列された配列選択機構と
を含むシステム。 In multiband direct conversion wireless communication device, a system for generating a local oscillator (LO) frequency, the system comprising:
And one or LO generator having a more sequences, yet each array generates a LO frequency value for at least one frequency band of RF signals, and the said at least one frequency band of RF signals A mixer generating an LO output signal of an associated frequency and arranged to mix the VCO frequency with a divided form of the VCO frequency; and
An array arranged to select an array based on a determined frequency band of an RF signal by controlling at least the VCO frequency and a divider value to determine the divided form of the VCO frequency A system including a selection mechanism.
直交(Q)ミクサを含み、Including an orthogonal (Q) mixer,
該第1の信号は該デバイス内の該Iミクサおよび該Qミクサの1つを駆動する、The first signal drives one of the I and Q mixers in the device;
請求項34のシステム。35. The system of claim 34.
受信されたRF信号の帯域は米国個人向け通信システム(PCS)であり、そしてThe band of the received RF signal is a US personal communications system (PCS), and
該VCOは1716MHzおよび1769MHzの周波数間で動作し、The VCO operates between frequencies of 1716 MHz and 1769 MHz,
該分周器は8によって分周し、そしてThe divider divides by 8 and
該ミクサは、高周波側単側波帯(SSB)ミクサである、The mixer is a high frequency side single sideband (SSB) mixer.
請求項4のシステム。The system of claim 4.
受信されたRF信号の周波数帯域は国際電気通信連合(IMT)であり、そしてThe frequency band of the received RF signal is the International Telecommunication Union (IMT), and
該VCOは1688MHzおよび1736MHzの周波数間で動作し、The VCO operates between 1688 MHz and 1736 MHz frequencies;
該分周器は4によって分周し、そしてThe divider divides by 4 and
該ミクサは、高周波側単側波帯(SSB)ミクサである、The mixer is a high frequency side single sideband (SSB) mixer.
請求項4のシステム。The system of claim 4.
該VCOは1480MHzおよび1528MHz間の周波数で動作し、The VCO operates at a frequency between 1480 MHz and 1528 MHz;
該分周器は4によって分周し、そしてThe divider divides by 4 and
該ミクサは高周波側単側波帯(SSB)ミクサである、The mixer is a high frequency single sideband (SSB) mixer,
請求項39のシステム。40. The system of claim 39.
該ミクサの第3の入力に結合された無線通信デバイスの送信および受信信号間の周波数オフセットを示すオフセット周波数を有するオフセットLOをさらに含み、該ミクサ出力は該送信機のための該LO周波数を提供する、請求項4のシステム。And further comprising an offset LO having an offset frequency indicative of a frequency offset between a transmit and receive signal of a wireless communication device coupled to a third input of the mixer, wherein the mixer output provides the LO frequency for the transmitter The system of claim 4.
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