Baseband - radio frequency up converter

本願の分野は、一般的に、ベースバンド−無線周波数アップコンバーター、及び少なくともベースバンド−無線周波数アップコンバーターを有するアクティブアンテナ配置（arrangement）に関する。 また、本願の分野は、ベースバンド−無線周波数アップコンバーターを備えるチップセットを製造する方法、及びベースバンド−無線周波数アップコンバーターを製作するためのコンピュータープログラムプロダクトに関する。

モバイル通信ネットワークの使用は、この１０年にわたり増加してきた。 モバイル通信ネットワークの事業者は、モバイル通信ネットワークのユーザによるサービスに対する増加する要求に応えるため、基地局の数を増加してきた。 モバイル通信ネットワークの事業者は、基地局における構成部品をより低価格で購入することを希望し、また、基地局の運営費を削減することを希望している。 ディジタルアップコンバージョンを伴うアクティブアンテナ配置は、このような目標に合致することが確認されている。

EP 2 044 784から、４：３動作モード（４：３モード）で動作するベースバンド−無線周波数アップコンバージョンを提供するディジタルトランシーバーが知られている。 ここにおける用語「４：３モード」は、サンプリングレートf _Samplingが、無線周波数キャリア信号f _Carrierの４／３であることを意味する。

データ信号が、単一ビットストリームとして、ディジタル−アナログコンバーター（ＤＡＣ）に適用される。 データ信号は、2.5 Gbpsのレートで入力される。 入力された信号は、非直列化（deserialize）デコーダー、フレームバッファー及びデマルチプレクサーブロックにより、まず復号され、バッファーされ、及びＩ信号とＱ信号とに逆多重化される。 逆多重化され、分離されたＩ信号とＱ信号は、サンプルホールド＋ＦＩＲ低域通過フィルター部によるオーバーサンプリングのため、１６ビットワード長信号として、別々に転送される。 オーバーサンプリングされたＩ信号とオーバーサンプリングされたＱ信号は、更に、サンプルホールド＋ＦＩＲ低域通過フィルター部によるオーバーサンプリングからシストリック（systolic）シグマ−デルタ低域通過変調器に送られる。 Ｉ信号とＱ信号は、多重化及び循環否定（cyclic negation）ブロックによる直交（quadrature）変調に適用され、ここでは、Ｉ信号とＱ信号が１：２でオーバーサンプリングされ、循環的に否定され、パワーディジタル−アナログコンバーターに適用される単一２ビット出力信号に２：１多重化される。

EP '784から既知のディジタルトランシーバーは、ＣＰＲＩ又はＯＢＳＡＩ標準に従うインターフェースを介して、リモート無線部からデータ信号を受信する。 オープンベースステーションアーキテクチャーイニシアティブ（ＯＢＳＡＩ）のメンバーは、インターフェース、ハードウェア、及びハードウェア接続仕様と共に、伝送、クロック／制御、無線とベースバンドの領域をカバーする試験仕様の完全なセットを規定している。 同様に、ＣＰＲＩの目標は、基地局製造業者と部品ベンダーが、共通のプロトコルを共有し、１人の顧客からその他の顧客へより簡単にプラットフォームを適用できるようにすることである。 ＯＢＳＡＩ標準と異なり、ＣＰＲＩ標準は、機械的又は電気的なインターフェース要求を規定しない。 しかし、ＯＢＳＡＩ標準とＣＰＲＩ標準の両方は、無線信号の変調に対するベースバンド情報が、同相（Ｉ）と直交（Ｑ）サンプルとして、直列データストリーム内に含まれるという共通点を有する。

４：１モードと比較した４：３モードは、デルタ−シグマ変調器におけるより低いクロック周波数の使用、及びスイッチモード電力増幅器の予想される使用を可能にする。 しかし、４：３モードにおけるベースバンド−無線周波数アップコンバーターの出力信号が反対コードへの戻り（return）であるとき、送信機で使用される電力増幅器は、４：３モードに対して互換性を持つよう適用されなければならない。

本発明の記載の１つの側面は、第１のバースバンドサンプルの第１のバースバンド信号を受信するための第１の入力、第２のバースバンドサンプルの第２のバースバンド信号を受信するための第２の入力、及びアップコンバートされた無線信号サンプルを供給するための出力を有するベースバンド−無線周波数アップコンバーターを提供することである。 ベースバンド−無線周波数アップコンバーターは、第１のバースバンドサンプルの第１のバースバンド信号と第２のバースバンドサンプルの第２のバースバンド信号を第１の中間サンプルの第１の中間信号、第２の中間サンプルの第２の中間信号及び第３の中間サンプルの第３の中間信号に変換するための位相コンバーターを更に有する。 ベースバンド−無線周波数アップコンバーターは、第１の中間サンプルの第１の中間信号、第２の中間サンプルの第２の中間信号及び第３の中間サンプルの第３の中間信号を無線サンプルに変換するための少なくとも１つのデルタ−シグマ変調器を更に有する。

既知のベースバンド−無線周波数アップコンバーターは、同相サンプル（Ｉ）と直交サンプル（Ｑ）の各ペアに対し４つの出力サンプルを提供する：元のＩサンプル、元のＱサンプル、反対符号のＩサンプル、及び反対符号のＱサンプル（＋Ｉ、＋Ｑ、−Ｉ、−Ｑ）。 これは、キャリア信号の周波数に対するサンプルレートの比を、４：１、４：３又は４：５などの幾つかの実際的なモードに制限する。 本発明の位相コンバーターは、同相サンプルと直交サンプルの各ペアに対し３つの出力サンプルを提供する。 これは、３：１又は６：１モードなど、代わりのモードに対する機会を与える。

本発明の別の側面は、ベースバンド−無線周波数アップコンバーターの位相コンバーターが、第１のベースバンド信号と第２のベースバンド信号の実質的に等距離なサブサンプルとして、第１の中間サンプル、第２の中間サンプル及び第３の中間サンプルを提供することであり、即ち、第１の中間サンプル、第２の中間サンプル及び第３の中間サンプルは、互いに120°離れている。

サブサンプルは、第１のベースバンド信号のコサイン部と第２のベースバンド信号のサイン部から導出される。 第１の中間サンプルが角度αに対して計算されると仮定すると、第１の中間サンプルは、第１のベースバンドサンプルのcos(α)倍と第２のベースバンド信号のsin(α)倍の結果として理想的に計算される。 第２の中間サンプルは、第１のベースバンドサンプルのcos(α+120°)倍と第２のベースバンド信号のsin(α+120°)倍の結果として計算される。 第３の中間サンプルは、第１のベースバンドサンプルのcos(α+240°)倍と第２のベースバンド信号のsin(α+240°)倍の結果として計算される。 中間サンプルが実質的に等距離である限り、位相角度αは任意に選択することができる。

本発明のその他の側面は、第１の中間サンプルは、実質的に第１のベースバンド信号に対応し、第２の中間サンプルは、実質的に第１のベースバンドサンプルのcos(120°)倍と第２のベースバンドサンプルのsin(120°)倍の結果に対応し、第３の中間サンプルは、実質的に第１のベースバンド信号のcos(240°)倍と第２のベースバンド信号のsin(240°)倍の結果に対応することである。 本発明のこの側面において、上記の位相角度αは、０として選択される。 これは、第１の中間サンプルの計算を非常に単純にする。 cos(0°)が１、０・・・で、sin(0°)が０、０・・・であるとき、第１の中間サンプルは、第１のベースバンドサンプルと同一である。

本発明のその他の側面は、第１の中間サンプル、第２の中間サンプル及び第３の中間サンプルの少なくとも１つの値を変更するため、位相コンバーターの第１の中間サンプル、第２の中間サンプル及び第３の中間サンプルの少なくとも１つをモード拡張スイッチに送ることである。

本発明のその他の側面において、モード拡張スイッチは、第１の中間サンプル、第２の中間サンプル及び第３の中間サンプルの１つの値を二者択一的に反転させる。 これは、例えば、＋１又は−１の値を持つサンプルを二者択一的に掛け算する乗算器により達成できる。 非常に簡単な算術操作により、３：１モードに適したアップコンバーターは、６：１モードに対するアップコンバーターに変換することができる。 クロック周波数が、３：１モードと比較して２倍である６：１モードにおいて、６：１モードにおけるデルタ−シグマ変調器は、より広いデルタ−シグマ変調器雑音ノッチ、そして結果的により高い帯域幅を与える。

デルタ−シグマ変調器のより高いクロック周波数は、一般的に、低いクロックのデルタ−シグマ変調器よりも広い帯域幅を可能にする。 現実のアプリケーションにおいて、最大クロック周波数は、特定技術を使用する場合の技術と費用により制限される。 それ故、例えば、比較的低い無線周波数において、６：１モードが実現可能であり、一方、より高い無線周波数において、３：１モードのみが選択できる。

本発明のその他の側面は、位相コンバーターの第１の中間サンプル、第２の中間サンプル及び第３の中間サンプルが、少なくとも１つのデルタ−シグマ変調器に送られる少なくとも１つの多重化された信号に多重化するためのマルチプレクサーに送られることである。 位相コンバーターの第１の中間サンプル、第２の中間サンプル及び第３の中間サンプルを多重化することにより、無線信号サンプルを生成するために、単一のデルタ−シグマ変調器で十分となる。

本発明のその他の側面は、中間サンプルの第１の信号が第１のデルタ−シグマ変調器に送られ、第２の中間サンプルの第２の中間信号が第２のデルタ−シグマ変調器に送られ、第３の中間サンプルの第３の中間信号が第３のデルタ−シグマ変調器に送られることである。 ３つの異なるデルタ−シグマ変調器により、第１のデルタ−シグマ変調器、第２のデルタ−シグマ変調器及び第３のデルタ−シグマ変調器の各々のクロック周波数は、本発明のその他の側面の単一のデルタ−シグマ変調器に対して選択されなければならない周波数の３分の１のみ選択することができる。 本発明の１つの側面において、これは、第１のデルタ−シグマ変調器、第２のデルタ−シグマ変調器及び第３のデルタ−シグマ変調器をキャリア信号のクロック周波数で動作させることを可能にする。

モード拡張スイッチに関連した本発明のその他の側面において、第１の変調されたサンプル、第２の変調されたサンプル及び第３の変調されたサンプルの少なくとも２つは、第１の変調されたサンプル、第２の変調されたサンプル及び第３の変調されたサンプルの少なくとも２つを無線信号サンプルにインターリーブするため、マルチプレクサーに送られる。 モード拡張スイッチに関連して、この側面は、例えば、３つの並列なデルタ−シグマ変調器を持つ６：１モードを可能にし、第１のデルタ−シグマ変調器、第２のデルタ−シグマ変調器及び第３のデルタ−シグマ変調器の各々がキャリア周波数の２倍で記録（clock）される。

本発明のその他の側面は、ベースバンド−無線周波数アップコンバーターが、少なくとも１つの第１のデルタ−シグマ変調器に供給される第１のクロック周波数と少なくとも第２のクロック周波数との間で切り替えるため、及び位相コンバーターの第１の中間サンプル、第２の中間サンプル及び第３の中間サンプルを変更するためのモード拡張スイッチに供給される第１の信号変更シーケンスと少なくとも第２の信号変更シーケンスとの間で切り替えるためのモードスイッチを更に有することである。 モード拡張スイッチは、例えば、３：１モードと６：１モードとの間など、少なくとも２つのモード間で、デルタ−シグマ変調器の切り替えを可能にする。 これは、少なくとも２つの異なるモードに対して個々に１つのチップ又はチップセットの使用を可能にする。

第１の変更シーケンスは、＋１、−１、＋１、−１・・・の交互の値のシーケンスとして上記のように選択され、これは、第１の中間サンプル、第２の中間サンプル及び第３の中間サンプルに乗じるために使用される。 この第１の変更シーケンス、及び並列のデルタ−シグマ変調器を持つアップコンバーターにおけるキャリア周波数の２倍の第１のクロック周波数は、アップコンバーターを６：１モードに設定する。 第２の信号変更シーケンスに対して、第１の中間サンプル、第２の中間サンプル及び第３の中間サンプルに乗じるために適用される＋１、＋１、＋１、＋１・・・の一定のシーケンスを選択することは、明らかに、第１の中間サンプル、第２の中間サンプル及び第３の中間サンプルを不変状態にする。 並列のデルタ−シグマ変調器を持つアップコンバーターにおいて、同時に、キャリア周波数に等しいクロック周波数を使用することは、アップコンバーターを３：１モードに切り替えるであろう。 単一のデルタ−シグマ変調器を持つアップコンバーターにおいて、各々、第１のクロック周波数は、キャリア周波数の６倍となり、第２のクロック周波数は、キャリア周波数の３倍となる。

本発明のその他の側面において、位相コンバーターは、第１のベースバンド信号と第２のベースバンド信号をバイパスすることができる。 このバイパスは、第１の位相コンバーター入力から、第１の位相コンバーター出力に直接に第１のベースバンド信号を通過させ、第２の位相コンバーター入力を第２の位相コンバーター出力に直接に通過させるためのスイッチの使用により実現できる。 あるいは、第１の位相コンバーター入力信号の値が、変化されることなしに、コンバーターを通して、第１のコンバーター出力になり、第２の位相コンバーター入力信号もまた、変化されることなしに、単一のコンバーターを通して、第２の位相コンバーター出力になるように、第１の位相コンバーター入力信号を変換するため、及び第２の位相コンバーター入力信号を変換するために使用されるパラメータは、各々、値1.000と0.000に設定することができる。 これは、第１の中間サンプルが、第１のベースバンド信号に正確に対応し、第２の中間サンプルが、第２のベースバンド信号に正確に対応することを意味する。 このスルーパスモードにおいて、第３のコンバーター出力は使用されない。 第１のベースバンド信号と第２のベースバンド信号を変えることなしに、バイパスする、又はスルーパスすることで、ベースバンド−無線周波数アップコンバーターは、４：１モードや４：３モードなど、一般的に既知のモードに切り替えることができる。 当業者は、３つのデルタ−シグマ変調器出力信号のうち、２つのみを使用するため、結果的に、マルチプレクサーを適用しなければならないことを容易に理解するであろう。

本発明のその他の側面において、第１のベースバンド信号と第２のベースバンド信号の１つ、又は第１の中間サンプル、第２の中間サンプル及び第３の中間サンプルは、アップサンプルされる。 本発明のこの側面において、入力信号のシンボルレートは、無線信号のキャリア周波数に適用することができる。

本発明のその他の側面は、第１のベースバンドサンプルの第１のベースバンド信号と第２のベースバンドサンプルの第２のベースバンド信号を無線信号サンプルにアップコンバートするための方法である。 方法は、第１の中間サンプルの第１の中間信号、第２の中間サンプルの第２の中間信号及び第３の中間サンプルの第３の中間信号を無線信号サンプルに変換するため、第１の中間サンプルの第１の中間信号、第２の中間サンプルの第２の中間信号及び第３の中間サンプルの第３の中間信号への第１のベースバンドサンプルの第１のベースバンド信号と第２のベースバンドサンプルの第２のベースバンド信号の位相変換を有する。

本発明の記載のその他の側面は、提示されるアップコンバーターが、ベースバンド−無線周波数アップコンバーターを有するチップセットに組み込まれることである。

チップ製造業者の論理コンセプト、及び技術要求に基づき、提示されるアップコンバーターが、単一チップに組み込まれ、又は少なくとも２つのチップに分散することができる。 それ故、この記載の文章内の用語「チップセット」は、単一チップも含む。 チップセットのベースバンド−無線周波数アップコンバーターは、第１のベースバンドサンプルの第１のベースバンド信号を受信するための第１の入力と第２のベースバンドサンプルの第２のベースバンド信号を受信するための第２の入力、及びアップコンバートされた無線信号サンプルを提供するための出力を有する。 ベースバンド−無線周波数アップコンバーターは、更に、第１のベースバンドサンプルの第１のベースバンド信号と第２のベースバンドサンプルの第２のベースバンド信号を第１の中間サンプルの第１の中間信号、第２の中間サンプルの第２の中間信号及び第３の中間サンプルの第３の中間信号に変換するための位相コンバーター、及び、第１の中間サンプルの第１の中間信号、第２の中間サンプルの第２の中間信号及び第３の中間サンプルの第３の中間信号を無線信号サンプルに変換するための少なくとも１つのデルタ−シグマ変調器を有する。

本発明のその他の側面において、アクティブアレイアンテナは、ベースバンド−無線周波数アップコンバーターを有する。 ベースバンド−無線周波数アップコンバーターは、第１のベースバンドサンプルの第１のベースバンド信号を受信するための第１の入力と第２のベースバンドサンプルの第２のベースバンド信号を受信するための第２の入力、及びアップコンバートされた無線信号サンプルを提供するための出力を有する。 ベースバンド−無線周波数アップコンバーターは、更に、第１のベースバンドサンプルの第１のベースバンド信号と第２のベースバンドサンプルの第２のベースバンド信号を第１の中間サンプルの第１の中間信号、第２の中間サンプルの第２の中間信号及び第３の中間サンプルの第３の中間信号に変換するための位相コンバーター、及び、第１の中間サンプルの第１の中間信号、第２の中間サンプルの第２の中間信号及び第３の中間サンプルの第３の中間信号を無線信号サンプルに変換するための少なくとも１つのデルタ−シグマ変調器を有する。

本発明のその他の側面は、ベースバンド−無線周波数アップコンバーターを製造するための方法を提供することであり、これは、第１のベースバンドサンプルの第１のベースバンド信号を受信するための第１の入力と第２のベースバンドサンプルの第２のベースバンド信号を受信するための第２の入力、及びアップコンバートされた無線信号サンプルを提供するための出力を有する。 ベースバンド−無線周波数アップコンバーターは、更に、第１のベースバンドサンプルの第１のベースバンド信号と第２のベースバンドサンプルの第２のベースバンド信号を第１の中間サンプルの第１の中間信号、第２の中間サンプルの第２の中間信号及び第３の中間サンプルの第３の中間信号に変換するための位相コンバーター、及び、第１の中間サンプルの第１の中間信号、第２の中間サンプルの第２の中間信号及び第３の中間サンプルの第３の中間信号を無線信号サンプルに変換するための少なくとも１つのデルタ−シグマ変調器を有する。

本発明のその他の側面は、コンピューターがベースバンド−無線周波数アップコンバーターを製造するため、その中に格納される制御ロジックを有する持続的なコンピューター使用可能媒体を有するコンピュータープログラムプロダクトであり、ベースバンド−無線周波数アップコンバーターは、第１のベースバンドサンプルの第１のベースバンド信号を受信するための第１の入力と第２のベースバンドサンプルの第２のベースバンド信号を受信するための第２の入力、及びアップコンバートされた無線信号サンプルを提供するための出力を有し、ベースバンド−無線周波数アップコンバーターは、更に、第１のベースバンドサンプルの第１のベースバンド信号と第２のベースバンドサンプルの第２のベースバンド信号を第１の中間サンプルの第１の中間信号、第２の中間サンプルの第２の中間信号及び第３の中間サンプルの第３の中間信号に変換するための位相コンバーター、及び、第１の中間サンプルの第１の中間信号、第２の中間サンプルの第２の中間信号及び第３の中間サンプルの第３の中間信号を無線信号サンプルに変換するための少なくとも１つのデルタ−シグマ変調器を有する。

本発明によるベースバンド−無線周波数アップコンバーターの第１の側面を示す図である。

本発明によるベースバンド−無線周波数アップコンバーターの更なる側面を示す図である。

本発明によるベースバンド−無線周波数アップコンバーターの更なる側面を示す図である。

本発明によるベースバンド−無線周波数アップコンバーターの更なる側面を示す図である。

アクティブアンテナシステムにおいて、本発明によるベースバンド−無線周波数アップコンバーターのアプリケーションを示す図である。

アクティブアンテナシステムにおいて、本発明によるベースバンド−無線周波数アップコンバーターのその他のアプリケーションを示す図である。

本発明は、図面に基づいて記載される。 当然のことであるが、ここに記載される本発明の実施例と側面は、単なる例示であり、特許請求の保護する範囲を多少も制限するものではない。 本発明は、特許請求の範囲とそれらの同等なものにより定義される。 当然のことであるが、本発明の１つの側面又は実施例の特徴は、本発明の異なる（複数の）側面、及び／又は実施例の特徴と組み合わせることができる。

図１は、本発明によるベースバンド−無線周波数アップコンバーター１の第１の側面を示す。 ベースバンド−無線周波数アップコンバーター１は、キャリア信号上に変調された無線周波数信号を送信するモバイル通信システムにおける送信機の一部を形成し、キャリア信号は、キャリア周波数f _Carrierを持つ。 ベースバンド−無線周波数アップコンバーター１は、位相コンバーター２、第１の全通過遅延フィルター４１、第２の全通過遅延フィルター４２、第３の全通過遅延フィルター４３、第１のデルタ−シグマ変調器５１、第２のデルタ−シグマ変調器５２、第３のデルタ−シグマ変調器５３、及びマルチプレクサー６を有する。

位相コンバーター２は、同相信号ＩのＩサンプルを受信するための第１の入力２０１、直交信号ＱのＱサンプルを受信するための第２の入力２０２を有する。 ＩサンプルとＱサンプルは、各々、１６ビットのビット長を有し、−１と＋１間の値を示す。 ＩサンプルとＱサンプルは、各々、送信機キャリア信号の周波数f _Carrierより一般的に低いクロックレートで、第１の入力２０１と第２の入力２０２において受信される。 ＩサンプルとＱサンプルは、送信機キャリア信号の振幅及び位相変調に対する振幅情報と位相情報を有する。

位相コンバーター２は、ＩサンプルとＱサンプルの各ペアに対し、第１の中間サンプルＸ、第２の中間サンプルＹ及び第３の中間サンプルＺを含む三重項（triplet）を計算する。 第２の中間サンプルＹは、第１の中間サンプルＸに対し、角度で120°離れ、第３の中間サンプルＺは、第１の中間サンプルから角度で240°離れている。 位相コンバーター２は、第１の中間サンプルＸ、第２の中間サンプルＹ及び第３の中間サンプルＺの三重項が、ＩサンプルとＱサンプルの各ペアの位相情報と振幅情報を保持するよう保証する。 この目的のため、位相コンバーター２は、第１の乗算器２１、第２の乗算器２２、第３の乗算器２３、第４の乗算器２４、第５の乗算器２５、第１の加算器２６及び第２の加算器２７を有する。

第１の中間サンプルＸ、第２の中間サンプルＹ及び第３の中間サンプルＺのそれぞれが、0°、120°又は240°の固定の位相角度に対して常に計算されるとき、第１の乗算器２１、第２の乗算器２２、第３の乗算器２３、第４の乗算器２４及び第５の乗算器２５は、受信されたＩサンプルと受信されたＱサンプルに一定値を乗算する乗算回路として実装することができる。 第１の乗算器２１は、入力されたＩサンプルをcos(0°)値により変更し、このため、この変換は1.000による乗算に相当する。 基本的に、入力されたＩサンプルは、変化なしに通過する。 第２の乗算器２２におけるcos(120°)による第２の変換は、実質的に-0.500の要素による乗算に相当し、第４の乗算器２４におけるcos(240°)による第４の位相変換は、実質的に-0.500の要素による乗算に相当する。 同様に、第３の乗算器におけるsin(120°)による入力されたＱサンプルの第３の位相変換は、実質的に0.866の要素による乗算に相当し、sin(240°)による第５の位相変換は、実質的に0.866の要素による乗算に相当する。

第１の乗算器入力２１１は、第１の入力２０１に接続され、それ故、入力されたＩサンプルのみ受信する。 第１の乗算器２１は、第１の乗算器入力２１１で受信された入力されたＩサンプルの各々を、入力されたＩサンプルにcos(0°)の値を乗算することにより変換し、第１の乗算器出力２１２において、第１の乗算器出力サンプルＩ・cos(0°)を提供する。 第２の乗算器入力２２１もまた、第１の入力２０１に接続され、それ故、入力されたＩサンプルのみ受信する。 第２の位相コンバーター２２は、第２の位相コンバーター入力２２１において受信された入力されたＩサンプルの各々を、Ｉサンプルにcos(120°)の値を乗算することにより変換し、第２の位相コンバーター出力２２２において、第２の位相コンバーター出力サンプルＩ・cos(120°)を提供する。 第３の位相コンバーター入力２３１は、第２の入力２０２に接続され、それ故、Ｑサンプルのみを受信する。 第３の乗算器２３は、第３の乗算器入力２３１において受信された入力されたＱサンプルの各々を、入力されたＱサンプルにsin(120°)の値を乗算することにより変換し、第３の乗算器出力２３２において、第３の乗算器出力サンプルＱ・sin(120°)を提供する。 第４の乗算器入力２４１は、第１の入力２０１に接続され、それ故、入力されたＩサンプルのみを受信する。 第４の乗算器２４は、第４の乗算器入力２４１において受信された入力されたＩサンプルの各々を、入力されたＩサンプルにcos(240°)の値を乗算することにより変換し、第４の乗算器出力２４２において、第４の乗算器出力サンプルＩ・cos(240°)を提供する。 第５の位相コンバーター入力２５１は、第２の入力２０２に接続され、それ故、Ｑサンプルのみを受信する。 第５の乗算器２５は、第５の乗算器入力２５１において受信されたＱサンプルの各々を、入力されたＱサンプルにsin(240°)の値を乗算することにより変換し、第５の乗算器出力２５２において、第５の乗算器出力サンプルＱ・sin(240°)を提供する。

第１の乗算器出力サンプルは、第１の位相コンバーター２９１において提供される第１の中間サンプルＸ _ｎとして直接に使用される。 第２の乗算器出力サンプルと第３の乗算器出力サンプルは、第２の位相コンバーター出力２９２において、第２の中間サンプルＹ _ｎを提供するため、第１の加算器２６に送られる。 第４の乗算器出力サンプルと第５の乗算器出力サンプルは、第３の位相コンバーター出力２９３において、第３の中間サンプルＺ _ｎを提供するため、第２の加算器２７に送られる。 第１の中間サンプルＸ _ｎ 、第２の中間サンプルＹ _ｎ 、第３の中間サンプルＺ _ｎは、以下のように、ＩサンプルとＱサンプルに対応する。
Ｘ _ｎ ＝ cos(0°)・Ｉ＋sin(0°)・Ｑ ＝ Ｉ
Ｙ _ｎ ＝ cos(120°)・Ｉ＋sin(120°)・Ｑ ＝ -0.500・Ｉ＋0.866・Ｑ
Ｚ _ｎ ＝ cos(240°)・Ｉ＋sin(240°)・Ｑ ＝ -0.500・Ｉ−0.866・Ｑ

第１の中間サンプルＸ _ｎ 、第２の中間サンプルＹ _ｎ及び第３の中間サンプルＺ _ｎのデータレートがキャリア周波数f _Carrierより低いとき、サンプルレートコンバーター装置３は、第１の中間サンプルＸ _ｎ 、第２の中間サンプルＹ _ｎ及び第３の中間サンプルＺ _ｎのデータレートをキャリア周波数f _Carrierに採用するため、サブサンプルを挿入する。 追加のサブサンプルを生成するためのこの分野での既知の技術は、適切な回数分、サンプルを繰り返すことである。 本発明のこの側面において、サンプルレートコンバーター装置３は、第１の中間サンプルＸ _ｎのための第１のサンプルレートコンバーター３１、第２の中間サンプルＹ _ｎのための第２のサンプルレートコンバーター３２、第３の中間サンプルＺ _ｎのための第３のサンプルレートコンバーター３３を有する。 第１のサンプルレートコンバーター３１は、第１のサンプルレートコンバーター入力で、第１の位相コンバーター出力２９１と接続され、第２のサンプルレートコンバーター３２は、第２のサンプルレートコンバーター入力で、第２の位相コンバーター出力２９２と接続され、第３のサンプルレートコンバーター３３は、第３のサンプルレートコンバーター入力で、第３の位相コンバーター出力２９３と接続される。 第１のサンプルレートコンバーター３１の第１のサンプルレートコンバーター出力は、第１の全通過遅延フィルター４１の第１のフィルター入力に接続され、第２のサンプルレートコンバーター３２の第２のサンプルレートコンバーター出力は、第２の全通過遅延フィルター４２の第２のフィルター入力に接続され、第３のサンプルレートコンバーター３３の第３のサンプルレートコンバーター出力は、第３の全通過遅延フィルター４３の第３のフィルター入力に接続される。

当業者は、サンプルレートコンバーター装置３が、異なる位置に設置できることを容易に理解し、位相コンバーター２と第１の全通過遅延フィルター４１、第２のサンプルレートコンバーター４２、第３の全通過遅延フィルター４３の間のそれぞれの位置は、単なる例である。 サンプルレートコンバーター装置３は、例えば、位相コンバーター装置２の前、又は、例えば、第１の全通過遅延フィルター４１、第２の全通過遅延フィルター４２、第３の全通過遅延フィルター４３と第１のデルタ−シグマ変調器５１、第２のデルタ−シグマ変調器５２、第３のデルタ−シグマ変調器５３との間に設置することができる。

第１のデルタ−シグマ変調器５１、第２のデルタ−シグマ変調器５２及び第３のデルタ−シグマ変調器５３は、送信機キャリア信号f _Carrierの３分の１に対応するクロックレートf _CLCKでクロックされる低域通過デルタ−シグマ変調器である。 第１の中間サンプルＸ _ｎは、第１の全通過遅延フィルター４１でフィルターに掛けられ、第１のデルタ−シグマ変調器５１に送られる。 第２の中間サンプルＹ _ｎは、第２の全通過遅延フィルター４２でフィルターに掛けられ、デルタ−シグマ変調器のクロックレートf _CLCKの１クロックサイクルTにより遅延され、第２のデルタ−シグマ変調器５２に送られる。 第３の中間サンプルＺ _ｎは、第３の全通過遅延フィルター４３でフィルターに掛けられ、デルタ−シグマ変調器のクロックレートf _CLCKの２クロックサイクル２Tにより遅延され、第３のデルタ−シグマ変調器５３に送られる。

第１のデルタ−シグマ変調器５１は、第１のデルタ−シグマ変調器出力で供給される第１のＤＳＭ出力サンプルＡ _ｎを生成し、第２のデルタ−シグマ変調器５２は、第２のデルタ−シグマ変調器出力で供給される第２のＤＳＭ出力サンプルＢ _ｎを生成し、第３のデルタ−シグマ変調器５３は、第３のデルタ−シグマ変調器出力で供給される第３のＤＳＭ出力サンプルＣ _ｎを生成する。 このため、第１の中間サンプルＸ _ｎ 、第２の中間サンプルＹ _ｎ及び第３の中間サンプルＺ _ｎのそれぞれが、低速、高解像度信号から第１のＤＳＭ出力サンプルＡ _ｎ 、第２のＤＳＭ出力サンプルＢ _ｎ 、第３のＤＳＭ出力サンプルＣ _ｎで示される高速、ベースバンド信号に変換される。 第１のＤＳＭ出力サンプルＡ _ｎ 、第２のＤＳＭ出力サンプルＢ _ｎ 、第３のＤＳＭ出力サンプルＣ _ｎは、３：１マルチプレクサー６によりアップコンバートされる。 マルチプレクサー６は、第１のＤＳＭ出力サンプルＡ _ｎ 、第２のＤＳＭ出力サンプルＢ _ｎ 、第３のＤＳＭ出力サンプルＣ _ｎの交互のサンプルを持つ出力信号を生成する：Ａ _ｎ 、Ｂ _ｎ 、Ｃ _ｎ 、Ａ _ｎ＋１ 、Ｂ _ｎ＋１ 、Ｃ _ｎ＋１ 、Ａ _ｎ＋２ 、Ｂ _ｎ＋２ 、Ｃ _ｎ＋２・・・。

第１のＤＳＭ出力サンプルＡ _ｎ 、第２のＤＳＭ出力サンプルＢ _ｎ 、第３のＤＳＭ出力サンプルＣ _ｎのアップサンプリングは、キャリア周波数f _Carrierの３分の１においてエイリアスを生成し、このため、４：１モード又は４：３モードと対照的に、更なるアップコンバートを必要としない。

２つのデルタ−シグマ変調器での４：３モードと比較すると、クロック周波数は、1.5倍速い。 これは、雑音ノッチの1.5倍広い帯域幅を可能にする。

本発明の１つの側面は、既存のチップセットに基づくトランシーバーに対する既存の設計におけるものであり、少なくとも、４：３モードでのアップコンバーターと４：３モードに適用されるパワートランスミッターは、異なるチップに分散され、アップコンバーターを持つチップのみ再設計しなければならない。 ４：３モードに適用されるパワートランスミッターを持つチップは、通常、そのままとすることができる。 ３：１モードにおける提案のアップコンバーターは、４：１モードアップコンバーターが行うような、ＮＲＺ（非ゼロ復帰コーディング）を自動的に生成する。 提案する３：１モードにおけるサンプル周波数は、４：３モードと比較して、９：８の要素によってのみ増加され、これは、通常、パワートランスミッターチップの速度規定内となるであろう。

図２は、本発明のその他の側面を示す。 ベースバンド−周波数アップコンバーター１は、図１に示されるベースバンド−周波数アップコンバーターと似ており、同一のオブジェクトに対して、図１と同一の参照番号が使用される。 第１のデルタ−シグマ変調器、第２のデルタ−シグマ変調器及び第３のデルタ−シグマ変調器の代わりに、第１の全通過遅延フィルター４１、第２の全通過遅延フィルター４２及び第３の全通過遅延フィルター４３の出力サンプルが、マルチプレクサー６１にまず送られる。 そして、マルチプレクサー６１の出力サンプルは、単一のデルタ−シグマ変調器５４に送られる。 しかし、本発明のこの側面において、単一のデルタ−シグマ変調器は、完全なキャリア周波数f _Carrierの３倍でクロックされなければならない。

図３は、本発明のその他の側面を示す。 ベースバンド−周波数アップコンバーター１は、図１に示されるベースバンド−周波数アップコンバーターと似ており、同一のオブジェクトに対して、図１と同一の参照番号が使用される。 第１のマルチプレクサー入力へ接続される代わりに、第１のデルタ−シグマ変調器出力は、第１のモード拡張スイッチ７１の第１のモード拡張スイッチ信号入力に接続される。 第１のモード拡張スイッチ出力は、第１のマルチプレクサー入力に接続される。 同様に、第２のデルタ−シグマ変調器出力は、第２のモード拡張スイッチ７２の第２のモード拡張スイッチ信号入力に接続される。 第２のモード拡張スイッチ出力は、第２のマルチプレクサー入力に接続される。 更に、第３のデルタ−シグマ変調器出力が、第３のモード拡張スイッチ７３の第３のモード拡張スイッチ信号入力に接続される。 第３のモード拡張スイッチ出力は、第３のマルチプレクサー入力に接続される。 第１のモード拡張スイッチ７１は、モード拡張シーケンス信号を受信するための第１のモード拡張シーケンス信号入力を有する。 第２のモード拡張スイッチ７２は、モード拡張シーケンス信号を受信するための第２のモード拡張シーケンス信号入力を有し、第３のモード拡張スイッチ７３は、モード拡張シーケンス信号を受信するための第３のモード拡張シーケンス信号入力を有する。

本発明において、第１のモード拡張スイッチ７１は、６番目の乗算器であり、第２のモード拡張スイッチ７２は、７番目の乗算器であり、第３のモード拡張スイッチ７３は、８番目の乗算器である。 モード拡張シーケンスは、＋１、−１の交互の値からなる数列（number sequence）である。 第１のデルタ−シグマ変調器５１、第２のデルタ−シグマ変調器５２及び第３のデルタ−シグマ変調器５３の出力サンプルに、切替えシーケンス＋１、−１、＋１、−１・・・を掛けることにより、マルチプレクサー６の出力において、次のシーケンスが提供される。
Ａ _ｎ 、Ｂ _ｎ 、Ｃ _ｎ 、−Ａ _ｎ＋１ 、−Ｂ _ｎ＋１ 、−Ｃ _ｎ＋１ 、Ａ _ｎ＋２ 、Ｂ _ｎ＋２ 、Ｃ _ｎ＋２ 、−Ａ _ｎ＋３・・・

このため、モード拡張シーケンスは、非常に簡単な方法において、６：１モードを可能にする。

図４は、本発明のその他の側面を示す。 ベースバンド−周波数アップコンバーター１は、図２に示されるベースバンド−周波数アップコンバーターと似ており、同一のオブジェクトに対して、図１と同一の参照番号が使用される。 第１のモード拡張スイッチ７１の第１のモード拡張スイッチ入力は、第１の全通過遅延フィルター４１の第１のフィルター出力に接続される。 第１のモード拡張スイッチ出力は、第１のマルチプレクサー入力６２に接続される。 第２の全通過遅延フィルター４２の第２のモード拡張スイッチ入力は、第２のモード拡張スイッチ入力に接続され、第２のモード拡張スイッチ出力は、第２のマルチプレクサー入力に接続される。 第３のモード拡張スイッチの第３のモード拡張スイッチ入力は、第３の全通過遅延フィルター４３に接続され、第３のモード拡張スイッチ出力は、第３のマルチプレクサー出力に接続される。

モード拡張シーケンスが完全に値＋１からなる場合、生成されるサンプルＡ _ｎ 、Ｂ _ｎ 、Ｃ _ｎ 、Ａ _ｎ＋１ 、Ｂ _ｎ＋１ 、Ｃ _ｎ＋１・・・は、３：１モードでのサンプルに相当する。 １つのデルタ−シグマ変調器又は並列のデルタ−シグマ変調器のそれぞれに対して、適切な切替えシーケンスと適切なクロック周波数を選択する図示されていないモードスイッチの方法により、アップコンバーターは、３：１モードと６：１モードとの間を簡単に切り替えることができる。

図５は、本発明のその他の側面として、無線局におけるベースバンド−無線周波数アップコンバーターの使用を示す。 無線局は、例えば、モバイル通信ネットワークにおけるアンテナアレイシステムの一部である。 本発明のこの側面が無線局の送信部にのみ関連するとき、モバイル通信ネットワークにおける無線局が無線信号を受信するための回路構成も含むことを、当業者は理解しており、送信部のみ示される。 明確にするため、最も本質的な構成部のみ、図５に示される。 本発明の文脈において、無線局は、ＧＭＳネットワークから知られているベーストランシーバー局、あるいはノードＢ（ＵＭＴＳ／３Ｇネットワークから知られる）又は拡張ノードＢ、その他モバイル通信ネットワークで使用される同様のユニットの一部であるが、制限されない。

エンコードされた音声データなど、エンコードされたデータを含むベースバンド信号は、ＩサンプルとＱサンプルとして、ＣＰＲＩ／ＯＢＳＡＩインターフェース８１を介して受信される。 ＩサンプルとＱサンプルは、ベースバンド−無線周波数アップコンバーター８２に送られ、これは、図１、図２、図３及び図４に示されるアップコンバーター１に対応する。 ベースバンド−無線周波数アップコンバーター８２の無線周波数サンプルＴＸは、帯域通過フィルター８３を通して、線形電力増幅器８４に送られる。 線形電力増幅器８４は、無線信号を増幅し、増幅された無線信号ＴＸ _outをアンテナ８５に送る。

図６に示される本発明のその他の側面において、アップコンバートされた無線信号は、切替え増幅器８６により増幅される。 デルタ−シグマ変調器３１、３２、３３又はデルタ−シグマ変調器３４の出力信号は、ディジタルであり、このため、切替え増幅器８６は、より高い効率性で動作することができる。 切替え増幅器８６の増幅器出力信号ＴＸ _outは、電力帯域通過フィルター８７を通してアンテナ８５に送られる。

本発明は、更にコンピューター読み取り可能媒体に組み込まれるコンピュータープログラムプロダクトに関連する。 コンピュータープログラムプロダクトは、本発明のデルタ−シグマ変調器の製品に対する実行可能な命令を含む。

本発明の様々な実施例を上で記載したが、当然のことであるが、それらは、例示の方法で提示されており、限定ではない。 本発明の範囲から逸脱することなしに、形式及び詳細の様々な変形を行うことができることは、当分野に関連する当業者に理解できるであろう。 このため、本発明は、上記の例示的な実施例の何れにも制限はされず、しかし、特許請求の範囲とその同等のものにのみ従い定義されるべきである。

ハードウェア（例えば、中央処理ユニット（ＣＰＵ）、マイクロプロセッサー、マイクロコントローラー、ディジタル信号プロセッサー、プロセッサーコア、システムオンチップ（ＳＯＣ）又はその他デバイス）を使用することに加えて、例えば、ソフトウェアを格納するよう構成されたコンピューター使用可能（例えば、読み取り可能）媒体に配置されるソフトウェア（例えば、ソース、オブジェクト又は機械言語などの任意の形式で処理されたコンピューター読み取り可能コード、プログラムコード、及び／又は命令）における実装も実現できる。 そのようなソフトウェアは、例えば、ここに記載される装置や方法の機能、製作、モデリング、シミュレーション、記載、及び／又は検査を可能にする。 例えば、これは、一般的なプログラミング言語（例えば、Ｃ、Ｃ＋＋）、Verilog HDL、VHDLなどを含むハードウェア記述言語（ＨＤＬ）、又はその他の利用可能なプログラムの使用を通して達成できる。 そのようなソフトウェアは、半導体、磁気ディスク又は光学ディスク（例えば、CD-ROM、OVO-ROMなど）などの任意の既知のコンピューター使用可能媒体で処理することができる。 ソフトウェアは、コンピューター使用可能（例えば、読み取り可能）送信媒体（例えば、キャリア波又はディジタル、光学又はアナログベース媒体を含むその他の任意の媒体）内に組み込まれるコンピューターデータ信号として処理することができる。 本発明の実施例は、装置を記載するソフトウェアを提供し、その後、インターネットやイントラネットを含む通信ネットワーク上で、コンピューターデータ信号としてソフトウェアを送信することにより、ここに記載される装置を提供する方法を含む。 当然のことであるが、ここに記載される装置と方法は、マイクロプロセッサーコア（例えば、ＨＯＬに組み込まれる）などの半導体知的財産コアに含めることができ、集積回路の製品内のハードウェアに変換することができる。 更に、ここに記載される装置と方法は、ハードウェアとソフトウェアの組合せとして組み込むことができる。 このため、本発明は、上記の例示的な実施例の何れかに制限されず、特許請求の範囲とその同等なものにのみ従い定義すべきである。