知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-10-10
(45)【発行日】2024-10-21
(54)【発明の名称】離散時間スーパーヘテロダインミキサ
(51)【国際特許分類】
H04B 1/26 20060101AFI20241011BHJP
H04B 1/30 20060101ALI20241011BHJP
H03D 7/00 20060101ALI20241011BHJP
H03D 7/16 20060101ALI20241011BHJP
【ＦＩ】
H04B1/26 A
H04B1/30
H03D7/00 D
H03D7/16
【請求項の数】
15
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2020144351
(22)【出願日】2020-08-28
(65)【公開番号】P2021040309
(43)【公開日】2021-03-11
【審査請求日】2023-08-23
(31)【優先権主張番号】16/557,828
(32)【優先日】2019-08-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】510145967
【氏名又は名称】ユー－ブロックス、アクチエンゲゼルシャフト
【氏名又は名称原語表記】ｕ－ｂｌｏｘ ＡＧ
【住所又は居所原語表記】Ｚｕｅｒｃｈｅｒｓｔｒａｓｓｅ ６８， ＣＨ－８８００ Ｔｈａｌｗｉｌ， Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ
(74)【代理人】
【識別番号】100091487
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 行孝
(74)【代理人】
【識別番号】100105153
【弁理士】
【氏名又は名称】朝倉 悟
(74)【代理人】
【識別番号】100107582
【弁理士】
【氏名又は名称】関根 毅
(74)【代理人】
【識別番号】100217940
【弁理士】
【氏名又は名称】三並 大悟
(72)【発明者】
【氏名】ノーマン、ビーミッシュ
(72)【発明者】
【氏名】ミチ、マクラガー
【審査官】赤穂 美香
(56)【参考文献】
【文献】特開平０９－２６６４５２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０９－１３０１４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－１５８５４５（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１３／１１１５６５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開平０２－２８８６４１（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第０４８８８５５７（ＵＳ，Ａ）
【文献】特開昭６２－２１３３１７（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１４／１９９６００（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１８－１８２４１１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０４Ｂ １／２６
Ｈ０４Ｂ １／３０
Ｈ０３Ｄ ７／００
Ｈ０３Ｄ ７／１６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
局部発振器によって提供される局部発振信号に基づいて、複数の離散時点において入力アナログ信号をサンプリングし、離散時間サンプリングされたアナログ信号を得るように構成された１つまたは複数のミキサと、前記１つまたは複数のミキサに結合され、前記１つまたは複数のミキサから受信されたサンプルの系列を再配列するように構成されたサンプル再配列回路と、
を備える受信器。
【請求項2】
前記１つまたは複数のミキサが、前記受信器がスーパーヘテロダインモードで動作するよう、前記サンプリングされた信号を、前記入力アナログ信号の周波数と前記局部発振信号の周波数との差によって決定される中間周波数に偏移させることを遂行するように構成されている、請求項１に記載の受信器。
【請求項3】
前記受信器がゼロ中間周波数（ゼロＩＦ）モードで動作するよう、前記局部発振信号の周波数が前記入力アナログ信号の周波数と同じである、請求項１に記載の受信器。
【請求項4】
クロック信号を前記サンプル再配列回路に提供するように構成されたクロック発生器をさらに備え、前記クロック信号の周波数がｆＬＯ／Ｎであり、ここで、ｆＬＯは前記局部発振信号の周波数であり、Ｎは整数である、請求項１に記載の受信器。
【請求項5】
前記１つまたは複数のミキサが、第１、第２、第３、および第４の同相スイッチを含む複数の同相スイッチを含む第１のミキサと、
第１、第２、第３、および第４の直交位相スイッチを含む複数の直交位相スイッチを含む第２のミキサと、を含む、請求項１に記載の受信器。
【請求項6】
前記サンプル再配列回路が、スイッチの第１のセット、スイッチの第２のセット、スイッチの第３のセット、およびスイッチの第４のセットを含み、スイッチの前記第１、第２、第３、および第４のセットの各々が、並列に接続された第１、第２、第３、および第４のスイッチをそれぞれ含み、前記第１のミキサの前記第１、第２、第３、および第４の同相スイッチの各々の出力が、前記サンプル再配列回路の、それぞれ、スイッチの前記第１のセット、第２のセット、第３のセット、および第４のセットに結合されており、
前記第２のミキサの前記第１、第２、第３、および第４の直交位相スイッチの各々の出力が、前記サンプル再配列回路の、それぞれ、スイッチの前記第１のセット、第２のセット、第３のセット、および第４のセットに結合されている、請求項５に記載の受信器。
【請求項7】
前記サンプル再配列回路に結合され、前記サンプル再配列回路からの出力信号をフィルタリングするように構成されたフィルタをさらに備え、前記フィルタが第１のキャパシタおよび第２のキャパシタを含み、
前記サンプル再配列回路のスイッチの前記第１のセットの出力が前記フィルタの前記第１のキャパシタの第１の端子に結合されており、前記サンプル再配列回路のスイッチの前記第２のセットの出力が前記フィルタの前記第１のキャパシタの第２の端子に結合されており、
前記サンプル再配列回路のスイッチの前記第３のセットの出力が前記フィルタの前記第２のキャパシタの第１の端子に結合されており、前記サンプル再配列回路のスイッチの前記第４のセットの出力が前記フィルタの前記第２のキャパシタの第２の端子に結合されている、請求項６に記載の受信器。
【請求項8】
前記サンプル再配列回路のスイッチの前記第１のセット、スイッチの前記第２のセット、スイッチの前記第３のセット、およびスイッチの前記第４のセットの１つまたは複数のスイッチがトランジスタである、請求項６に記載の受信器。
【請求項9】
前記サンプル再配列回路が、単一のクロック信号を受信するように構成されている、請求項６に記載の受信器。
【請求項10】
前記サンプル再配列回路が、２つの異なるクロック信号を受信するように構成されている、請求項６に記載の受信器。
【請求項11】
前記２つの異なるクロック信号が、ｆＬＯ／Ｎの周波数偏移に対応するサンプル再配列系列を制御する第１のクロック信号、および－ｆＬＯ／Ｎの周波数偏移に対応するサンプル再配列系列を制御する第２のクロック信号を含み、ここで、ｆＬＯは前記局部発振信号の周波数であり、Ｎは整数である、請求項１０に記載の受信器。
【請求項12】
前記サンプル再配列回路が、並列に接続された第１のサンプル再配列回路および第２のサンプル再配列回路を含み、前記第１および第２のサンプル再配列回路の各々が、スイッチの第１のセット、スイッチの第２のセット、スイッチの第３のセット、およびスイッチの第４のセットを含み、スイッチの前記第１、第２、第３、および第４のセットの各々が、並列に接続された第１、第２、第３、および第４のスイッチをそれぞれ含み、
前記第１のミキサの前記第１、第２、第３、および第４の同相スイッチの各々の出力が、前記第１および第２のサンプル再配列回路の、それぞれ、スイッチの前記第１のセット、第２のセット、第３のセット、および第４のセットに結合されており、
前記第２のミキサの前記第１、第２、第３、および第４の直交位相スイッチの各々の出力が、前記第１および第２のサンプル再配列回路の、それぞれ、スイッチの前記第１のセット、第２のセット、第３のセット、および第４のセットに結合されており、
前記第１のサンプル再配列回路内のスイッチの前記第１、第２、第３、および第４のセットの各々における前記第２のスイッチおよび前記第４のスイッチが、前記第２のサンプル再配列回路内のスイッチの前記第１、第２、第３、および第４のセットの各々における前記第４のスイッチおよび前記第２のスイッチにそれぞれ対応する、請求項５に記載の受信器。
【請求項13】
前記受信器が、前記第１および第２のサンプル再配列回路に結合され、前記第１および第２のサンプル再配列回路からの出力信号をフィルタリングするように構成されたフィルタをさらに備え、
前記フィルタが第１のキャパシタおよび第２のキャパシタを含み、
前記第１および第２のサンプル再配列回路のスイッチの前記第１のセットの出力が前記フィルタの前記第１のキャパシタの第１の端子に結合されており、前記第１および第２のサンプル再配列回路のスイッチの前記第２のセットの出力が前記フィルタの前記第１のキャパシタの第２の端子に結合されており、
前記第１および第２のサンプル再配列回路のスイッチの前記第３のセットの出力が前記フィルタの前記第２のキャパシタの第１の端子に結合されており、前記第１および第２のサンプル再配列回路のスイッチの前記第４のセットの出力が前記フィルタの前記第２のキャパシタの第２の端子に結合されている、請求項１２に記載の受信器。
【請求項14】
前記１つまたは複数のミキサに結合され、前記入力アナログ信号を前記１つまたは複数のミキサに提供するように構成された低雑音増幅器をさらに備え、前記入力アナログ信号が差動信号であり、前記低雑音増幅器が、
前記第１のミキサの前記第１の同相スイッチ、前記第１のミキサの前記第２の同相スイッチ、前記第２のミキサの前記第１の直交位相スイッチ、および前記第２のミキサの前記第２の直交位相スイッチに結合された第１の差動出力と、
前記第１のミキサの前記第３の同相スイッチ、前記第１のミキサの前記第４の同相スイッチ、前記第２のミキサの前記第３の直交位相スイッチ、および前記第２のミキサの前記第４の直交位相スイッチに結合された第２の差動出力と、を含む、請求項５に記載の受信器。
【請求項15】
前記局部発振器が、前記第１のミキサおよび前記第２のミキサをそれぞれ駆動するための０°および９０°の位相偏移を含む複数の位相偏移を有する前記局部発振信号を提供するように構成されている、請求項５に記載の受信器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示に従う装置および方法は、概して、受信器に関し、より詳細には、離散時間スーパーヘテロダインミキサを含む装置、および装置を動作させる方法に関する。
【背景技術】
【0002】
通信デバイス（例えば、セルラー電話）内の受信器はアンテナを通じて入力信号（例えば、無線周波数信号）を受信し、入力信号をベースバンド周波数信号に変換する。この変換は、直接変換（すなわち、ゼロ中間周波数）受信器によって、または入力信号を初期段階で中間周波数に変換するスーパーヘテロダイン受信器によって行われ得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかし、ゼロ中間周波数受信器は、通例、基本搬送波の奇数調波周波数に位置するブロッカによって生じる干渉に対して脆弱である。他方で、従来のスーパーヘテロダイン受信器は、通例、オフチップアーキテクチャを有し、イメージ除去のための、電力を大量消費するフィルタを必要とする。当技術における改善が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【0004】
本開示のいくつかの実施形態によれば、受信器が提供される。受信器は、局部発振器によって提供される局部発振信号に基づいて、複数の離散時点において入力アナログ信号をサンプリングし、離散時間サンプリングされた信号を得るように構成された１つまたは複数のミキサと、１つまたは複数のミキサに結合され、１つまたは複数のミキサから受信されたサンプルの系列を再配列するように構成されたサンプル再配列回路と、を含む。
【0005】
本開示のいくつかの実施形態によれば、受信器が提供される。受信器は、複数の局部発振信号を複合することによって複素局部発振信号を発生するように構成された局部発振器と、局部発振器に結合され、複素局部発振信号に基づいて、複数の離散時点において入力アナログ信号をサンプリングし、離散時間サンプリングされた信号を得るように構成された１つまたは複数のミキサと、を含む。
【0006】
本開示のいくつかの実施形態によれば、また、入力アナログ信号を処理するための方法が提供される。本方法は、局部発振信号に基づいて、複数の離散時点において入力アナログ信号をサンプリングし、サンプリングされた信号を得ることと、サンプリングされた信号内のサンプルの系列を再配列することと、を含む。
【0007】
本開示のいくつかの実施形態によれば、また、入力アナログ信号を処理するための別の方法が提供される。本方法は、複数の局部発振信号の複合に基づいて複素局部発振信号を発生することと、発生された複素局部発振信号に基づいて複数の離散時点において入力アナログ信号をサンプリングすることと、を含む。
【0008】
本開示のいくつかの実施形態によれば、また、デバイスが提供される。デバイスは、入力アナログ信号を受信し、複数の動作モードで動作するように構成された受信器であって、受信器が、複数の局部発振信号を発生するように構成された局部発振器、および複数の局部発振信号の局部発振信号に基づいて、複数の離散時点において入力アナログ信号をサンプリングし、サンプリングされた信号を得るように構成された１つまたは複数のミキサ、を含む、受信器と、受信器の性能に基づいて受信器の動作モードを複数の動作モードのうちの別の動作モードに切り替えるべきかどうかを決定するように構成されたコントローラと、を含む。
【0009】
本開示のいくつかの実施形態によれば、また、受信器を動作させるための方法であって、受信器が、複数の動作モードで動作するように構成され得る、方法が提供される。本方法は、受信器を複数の動作モードのうちの第１の動作モードで動作させることと、受信器の性能がしきい値レベルよりも低いかどうかを決定することと、受信器の性能がしきい値レベルよりも低いとの決定に応じて、帯域内ブロッカ信号が検出されたかどうかを決定することと、帯域内ブロッカ信号が検出されていないとの決定に応じて、受信器の第１の動作モードを複数の動作モードのうちの第２の動作モードに切り替えることと、を含む。
【0010】
本開示のいくつかの実施形態によれば、また、デバイスが提供される。デバイスは、複数の動作モードで動作するように各々構成された複数の受信器であって、複数の受信器の各々が、複数の局部発振信号を提供するように構成された局部発振器を含む、複数の受信器と、複数の受信器の性能を比較し、複数の受信器のうちの少なくとも１つの受信器の動作モードを複数の動作モードのうちの別の動作モードに切り替えるべきかどうかを決定するように構成されたコントローラと、を含む。
【0011】
本開示のいくつかの実施形態によれば、また、複数の受信器を含むデバイスを動作させるための方法であって、複数の受信器の各々が、複数の動作モードで動作するように構成されている、方法が提供される。本方法は、第１の局部発振信号に基づいて複数の受信器のうちの第１の受信器を第１の動作モードで動作させることと、第２の局部発振信号に基づいて複数の受信器のうちの第２の受信器を第２の動作モードで動作させることと、第１の受信器と第２の受信器との性能の差がしきい値よりも大きいかどうかを決定することと、性能の差がしきい値よりも大きいとの決定に応じて、第１の受信器の動作モードまたは第２の受信器の動作モードを複数の動作モードのうちの別の動作モードに切り替えることと、を含む。
【0012】
本開示のいくつかの実施形態によれば、コントローラのプロセッサによって実行されたときに、入力アナログ信号を処理するための方法を遂行する命令を内部に記憶した非一時的コンピュータ可読媒体がさらに提供される。本方法は、局部発振信号に基づいて、複数の離散時点において入力アナログ信号をサンプリングし、サンプリングされた信号を得ることと、サンプル再配列回路によって、サンプリングされた信号内のサンプルの系列を再配列することと、を含む。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本開示のいくつかの実施形態に一致する、受信器の例示的な設計を示す概略図である。
【図2A】サンプル再配列回路を実装しないゼロ中間周波数（ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ、ＩＦ）受信器の混合波形の例示的な時間領域プロットを示す概略図である。
【図2B】本開示のいくつかの実施形態に一致する、サンプル再配列回路を実装したゼロＩＦ受信器の混合波形の例示的な時間領域プロットを示す概略図である。
【図3A】本開示のいくつかの実施形態に一致する、サンプル再配列回路を実装したゼロＩＦ受信器の混合波形の例示的な周波数領域プロットを示す概略図である。
【図3B】本開示のいくつかの実施形態に一致する、サンプル再配列回路を実装したゼロＩＦ受信器の別の混合波形の例示的な周波数領域プロットを示す概略図である。
【図4】本開示のいくつかの実施形態に一致する、受信器の例示的な構成を示す概略図である。
【図5】本開示のいくつかの実施形態に一致する、受信器の別の例示的な構成を示す概略図である。
【図6】本開示のいくつかの実施形態に一致する、受信器の別の例示的な構成を示す概略図である。
【図7】本開示のいくつかの実施形態に一致する、受信器の例示的な設計を示す概略図である。
【図8】本開示のいくつかの実施形態に一致する、信号を処理するための例示的な方法を示すフローチャートである。
【図9】本開示のいくつかの実施形態に一致する、信号を処理するための別の例示的な方法を示すフローチャートである。
【図10】本開示のいくつかの実施形態に一致する、デバイスのブロック図である。
【図11】本開示のいくつかの実施形態に一致する、受信器を動作させるための例示的な方法を示すフローチャートである。
【図12】本開示のいくつかの実施形態に一致する、受信器の例示的な設計を示す概略図である。
【図13】本開示のいくつかの実施形態に一致する、受信器を動作させるための例示的な方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0014】
次に、添付の図面に例が示された、例示的な諸実施形態を詳細に参照する。以下の説明は添付の図面を参照し、図面において、異なる図面における同じ符号は、別途示されない限り、同じまたは同様の要素を表す。例示的な諸実施形態の以下の説明において示される諸実装形態は、本開示に従う全ての実装形態を表すものではない。むしろ、それらは、添付の請求項において列挙されるとおりの本開示に関連する諸態様に従うシステム、装置、および方法の単なる例にすぎない。
【0015】
ゼロＩＦ受信器は、通例、受動サンプリングミキサを用い、基本搬送波の奇数調波周波数に位置するブロッカによって生じる干渉に対して脆弱である。ブロッカによって生じる干渉は、受信器入力においてローパスフィルタを追加することによって抑制され得る。しかし、このようなローパスフィルタは、受信器のサイズの増大、および受信器設計のコストの増大をもたらし得る。さらに、このようなローパスフィルタは受信器信号経路内における挿入損失を生じさせ得、これにより、受信器の性能を劣化させる。
【0016】
高調波ブロッカの問題は、スーパーヘテロダイン受信器を採用することによって緩和され得る。しかし、スーパーヘテロダイン受信器は、通例、オフチップアーキテクチャを有し、イメージ除去のための、高価で電力を大量消費するフィルタを必要とする。したがって、ローパスフィルタを必要とせず、高調波ブロッカに対する脆弱性を有しない、オンチップの統合された受信器を有することが望ましい。
【0017】
さらに、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）キャリアアグリゲーション（ＣＡ）受信器のために、受信器は、２つ以上の周波数の信号を同時に受信することを必要とされる。これは、通例、２つの別個の搬送波周波数の発生を必要とする。この周波数発生プロセスは不要な周波数スパーの発生をもたらし得、このとき、スパーは、その結果として、伝送された信号と複合し、干渉を生み出し得る。不要なスパーの可能性は、ＣＡコンポーネントの数が増大するのに従って増大する。５Ｇ ＬＴＥでは、最大１６個のＣＡコンポーネントが存在する。したがって、干渉を回避するために十分な周波数アジリティを有する受信器を有することが望ましい。
【0018】
本開示の諸実施形態は、ミキサによって発生された入力信号の時間離散サンプルの系列を変更し、これにより、入力信号の混合波形を変更するためのサンプル再配列回路を実装する受信器を提供する。本開示の諸実施形態はまた、複素局部発振信号を発生し、複素局部発振信号に基づいて入力信号をサンプリングし、これにより、サンプル再配列回路を用いることなく、入力信号の所望の混合波形を得る受信器を提供する。本開示の諸実施形態は、受信器の性能に基づいて受信器の動作モードを別の動作モードに切り替えることによって、単一の受信器または複数の受信器を動作させる方法をさらに提供する。
【0019】
本開示において開示される諸実施形態は１つ以上の技術的効果を有する。実施形態によっては、受信器は、離散時間の混合されたサンプルを再配列することによって、または複素局部発振信号に基づいて入力信号を混合することによって、アナログ入力信号の混合波形を変更する能力を有する。これは、選択されたチャネルの中心周波数とは異なる周波数における局部発振周波数の使用を可能にし、これにより、ゼロＩＦ受信器において高調波ブロッカによって生じる干渉を抑制し、信号品質の向上をもたらす。実施形態によっては、受信器は、同相ミキサおよび直交位相ミキサを含む２つ以上のミキサを実装し得る。これは負の周波数のイメージ除去を可能にし、信号品質の向上をもたらす。実施形態によっては、諸方法は、受信器の性能を監視し、時間離散の混合されたサンプルを再配列することによって、または複素局部発振信号に基づいて信号を混合することによって、受信器の動作モードを別の動作モードに切り替えることを提供する。これは受信器の性能の劣化を防止し得、受信器のアジリティの向上をもたらす。
【0020】
図１は、本開示のいくつかの実施形態に一致する、受信器の例示的な設計を示す概略図である。図１を参照すると、例示的な受信器１００は、アンテナ１０２と、フィルタ１０４と、低雑音増幅器（ＬＮＡ）１０６と、ミキサ１０８と、サンプル再配列回路１１０と、モードセレクタ１１８を含むベースバンドコントローラ１１６と、局部発振信号（ＬＯ）発生器１２０とを含む。ミキサ１０８は第１のミキサ１１２および第２のミキサ１１４を含む。ＬＯ発生器１２０は、位相同期ループ（ＰＬＬ）回路１２２および局部発振信号（ＬＯ）コンストラクタ１２４を含む。アンテナ１０２は、１つまたは複数の信号源から信号を受信するように構成され得る。実施形態によっては、アンテナ１０２によって受信された信号は通信システムにおける無線周波数（ＲＦ）信号であり得る。しかし、信号はそのように限定されず、このため、アンテナ１０２によって受信された信号は、任意の信号源から伝送される任意の電磁波であることができる。
【0021】
アンテナ１０２によって受信された信号は、まず、関心範囲の外部の周波数を抑制するために、フィルタ１０４（例えば、バンドパスフィルタ）を通過させられる。フィルタリングされた信号は、次に、ＬＮＡ１０６に伝えられ、ＬＮＡ１０６によって増幅される。一実施形態では、ＬＮＡ１０６は、増幅された信号のパラメータを制御するコントローラを含み得る。パラメータは、ゲイン、雑音、直線性、帯域幅、出力ダイナミックレンジ、スルーレート、立ち上がり速度、行き過ぎ量、または安定係数のうちの少なくとも１つを含み得る。一実施形態では、フィルタ１０４は受信器１００内に実装されず、ＬＮＡ１０６はアンテナ１０２に直接結合されている。
【0022】
実施形態によっては、ＬＮＡ１０６は、例えば、図１に示されるように、単一入力－差動出力型の増幅器であり得る。実施形態によっては、ＬＮＡ１０６は、代わりに、差動入力－差動出力型の増幅器であり得る。図１では、ＬＮＡ１０６は、正の成分（例えば、ＲＦｐと表される正の成分を有するＲＦ電圧信号）を有する信号を出力する正の差動出力１２６、および負の成分（例えば、ＲＦｎと表される負の成分を有するＲＦ電圧信号）を有する信号を出力する負の差動出力１２８を含む。一実施形態では、差動出力１２６および１２８の各々は同相信号および直交位相信号を出力し得る。一実施形態では、ＬＮＡ１０６は任意選択的なものであり得、省略されてもよい。
【0023】
一実施形態では、ミキサ１１２は同相ミキサであってもよく、ミキサ１１４は直交位相ミキサであってもよい。本実施形態では、同相ミキサ１１２は、ＬＮＡ１０６の差動出力１２６および１２８に結合され、正の差動出力１２６からの正の同相信号および負の差動出力１２８からの負の同相信号を受信するように構成され得る。同様に、直交位相ミキサ１１４は、ＬＮＡ１０６の差動出力１２６および１２８に結合され、正の差動出力１２６からの正の直交位相信号および負の差動出力１２８からの負の直交位相信号を受信するように構成され得る。ミキサ１１２および１１４の各々は、ＬＯ発生器１２０によって提供される局部発振信号に基づいて、複数の離散時点において、受信された増幅された信号をサンプリングし、離散時間サンプリングされた信号を得るように構成され得る。
【0024】
ミキサ１１２および１１４によって得られた、離散時間サンプリングされた信号は、次に、ミキサ１１２および１１４に結合されているサンプル再配列回路１１０へ伝送される。サンプル再配列回路１１０は、ミキサ１１２および１１４から受信されたサンプルに対して別のサンプリングを遂行することによって、ミキサ１１２および１１４から受信されたサンプルの系列を変更するように構成されている。一実施形態では、サンプル再配列回路１１０におけるサンプリングは、ＬＯ発生器１２０によって発生されるクロック信号によって制御される。クロック信号は、ミキサ１０８のために発生される局部発振信号を分割することによって発生され得る。
【0025】
例えば、ＬＯ発生器１２０は、基準信号を発生する、水晶発振器、または電圧制御発振器、あるいは同様のもの（図示せず）などの基準発振器を含み得る。ＰＬＬ１２２は基準信号を受信し、発振器信号を発生する。ＬＯコンストラクタ１２４はＰＬＬ１２２からの発振器信号を受信し、受信器１００のための局部発振信号を発生する。ＬＯコンストラクタ１２４によって発生される局部発振信号が、ミキサ１０８に提供される局部発振信号である。ミキサ１０８のための局部発振信号の周波数はｆＬＯと表され得る。一実施形態では、ＬＯコンストラクタ１２４は、周波数ｆＬＯを分割し、サンプル再配列回路１１０のためのクロック信号として用いられるさらなる局部発振信号を発生する周波数分割器を含む。サンプル再配列回路１１０のためのクロック信号の周波数はｆＬＯ／Ｎと表され得、ここで、Ｎは整数である。例えば、Ｎ＝４である場合には、サンプル再配列回路１１０のためのクロック信号の周波数はｆＬＯ／４であり、このクロック信号がサンプル再配列回路１１０におけるサンプリングを制御し、これにより、サンプルを再配列された信号の波形を制御する。代替的な一実施形態では、サンプル再配列回路１１０は、ＬＯ発生器１２０から独立したその独自のクロック信号発生器を有し得る。別の実施形態では、ＬＯ発生器１２０は、サンプル再配列回路１１０のための複数の異なるクロック信号を発生するように構成され得る。
【0026】
実施形態によっては、サンプル再配列回路１１０は、ミキサ１１２および１１４によって最初にサンプリングされた正の同相信号（Ｉｐ）、負の同相信号（Ｉｎ）、正の直交位相信号（Ｑｐ）、および負の直交位相信号（Ｑｎ）に対して第２のサンプリングを遂行し、サンプリングされた信号をベースバンドコントローラ１１６へ出力する。ベースバンドコントローラ１１６は、サンプリングされた信号の品質をチェックし、所望の波形を決定する。所望の波形に基づいて、ベースバンドコントローラ１１６のモードセレクタ１１８はモードを選択し、フィードバック信号をサンプル再配列回路１１０に提供する。例えば、現在の動作モードがゼロＩＦモードであり、ベースバンドコントローラ１１６が、サンプリングされた信号の品質が満足のいくものでないと決定した場合には、モードセレクタ１１８はゼロＩＦモード以外のモードを選択し、フィードバック信号をサンプル再配列回路１１０に提供し得る。サンプル再配列回路１１０は、フィードバック信号に基づいてサンプルの所望の再配列系列を決定する。代替的な一実施形態では、サンプル再配列回路１１０は、ＬＯ発生器１２０が所望のクロック信号をサンプル再配列回路１１０に提供することができるよう、フィードバック信号（図示せず）をＬＯ発生器１２０に提供し得る。
【0027】
一実施形態では、モードセレクタ１１８によって選択されるモードはスーパーヘテロダインモードであり得、これにより、受信器１００はスーパーヘテロダインモードで動作する。本実施形態では、再配列動作によって、サンプル再配列回路１１０は、サンプリングされた信号を、入力信号の周波数と局部発振信号の周波数との差によって決定される中間周波数に偏移させる。偏移の量は、モードセレクタ１１８によって提供されるフィードバック信号によって決定される。
【0028】
ミキサ、例えば、ミキサ１０８に結合されたサンプル再配列回路、例えば、サンプル再配列回路１１０を利用することによって、ミキサから出力された離散時間サンプルが再配列され、これにより、オフチップアーキテクチャ、および電力を大量消費するフィルタを実装することなく、スーパーヘテロダイン受信器の効果が達成される。その結果、局部発振周波数は、所望のチャネルの中心周波数とは異なる周波数となることができ、これにより、ゼロＩＦモードにおける高調波ブロッカによって生じる干渉を抑制する。さらに、離散時間直交位相ミキサ、例えば、直交位相ミキサ１１４を用いることによって、負の周波数のイメージ除去が達成され、信号品質をさらに向上させる。
【0029】
図２Ａは、サンプル再配列回路を実装しないゼロＩＦ受信器の混合波形の例示的な時間領域プロットを示す概略図である。例えば、混合波形２００は、サンプル再配列回路を実装しない、図１のミキサ１０８などの、ミキサによって得られ得る。図２Ａを参照すると、同相混合波形（図２Ａの上）については、１つの局部発振信号周期Ｔにわたって、ミキサ１０８が、同相差動ＲＦ入力（ＲＦｐおよびＲＦｎ）を、図のｙ軸上の（１，０，－１，０）に対応する、（ＲＦｐ，０，ＲＦｎ，０）の系列でベースバンド出力に切り替え、同じ出力を後続の周期において繰り返す。直交位相混合波形（図２Ａの下）については、１つの局部発振信号周期Ｔにわたって、ミキサ１１０が、直交位相差動ＲＦ入力（ＲＦｐおよびＲＦｎ）を、図のｙ軸上の（０，１，０，－１）に対応する、（０，ＲＦｐ，０，ＲＦｎ）の系列でベースバンド出力に切り替え、同じ出力を後続の周期において繰り返す。したがって、有効ゼロＩＦ混合波形は局部発振周波数においてピークを有し、局部発振周波数は、選択されたチャネルの中心にある。これは、受信器が、奇数調波周波数に位置するブロッカによって生じる干渉に対して脆弱であることを指示する。ＲＦローパスフィルタおよび／またはバンドパスフィルタが、サンプル再配列を行わないゼロＩＦ受信器を感受性低下から保護するべくＬＯ高調波におけるＲＦエネルギーを減衰させるために必要とされ得る。
【0030】
図２Ｂは、本開示のいくつかの実施形態に一致する、サンプル再配列回路を実装したゼロＩＦ受信器の混合波形の例示的な時間領域プロットを示す概略図である。例えば、混合波形２１０は、ミキサ１０８から出力された時間離散サンプルに対して第２のサンプリングを遂行する、図１のサンプル再配列回路１１０などの、サンプル再配列回路を実装することによって得られ得る。混合波形２００と比較されると、混合波形２１０は異なる有効混合信号を有する。図２Ｂを参照すると、同相混合波形（図２Ｂの上）については、４つの局部発振信号周期４Ｔにわたって、ミキサ１０８が、同相差動ＲＦ入力（ＲＦｐおよびＲＦｎ）を、図のｙ軸上の（１，０，－１，０）、（０，１，０，－１）、（－１，０，１，０）および（０，－１，０，１）に対応する、（ＲＦｐ，０，ＲＦｎ，０）、（０，ＲＦｐ，０，ＲＦｎ）、（ＲＦｎ，０，ＲＦｐ，０）および（０，ＲＦｎ，０，ＲＦｐ）の系列でベースバンド出力に切り替える。直交位相混合波形（図２Ｂの下）については、４つの局部発振信号周期４Ｔにわたって、ミキサ１１０が、直交位相差動ＲＦ入力（ＲＦｐおよびＲＦｎ）を、図のｙ軸上の（０，１，０，－１）、（－１，０，１，０）、（０，－１，０，１）および（１，０，－１，０）に対応する、（０，ＲＦｐ，０，ＲＦｎ）、（ＲＦｎ，０，ＲＦｐ，０）、（０，ＲＦｎ，０，ＲＦｐ）および（ＲＦｐ，０，ＲＦｎ，０）の系列でベースバンド出力に切り替える。したがって、局部発振周波数は、所望のチャネルの中心とは異なる周波数にある。これは、奇数調波周波数に位置する高調波ブロッカによって生じる干渉を抑制し得る。
【0031】
図３Ａは、本開示のいくつかの実施形態に一致する、サンプル再配列回路を実装したゼロＩＦ受信器の混合波形３００の例示的な周波数領域プロットを示す概略図である。図３Ａに示されるように、一例では、局部発振信号周波数は０．８ＧＨｚであり、その一方で、所望のチャネルの中心周波数は１ＧＨｚである。すなわち、発生される局部発振信号は、選択された周波数チャネルの中心周波数よりも低い周波数にあり、これはハイサイド混合と呼ばれる。図３Ａに示されるように、奇数調波における信号の振幅は低減される。
【0032】
図３Ｂは、本開示のいくつかの実施形態に一致する、サンプル再配列回路を実装したゼロＩＦ受信器の別の混合波形３１０の例示的な周波数領域プロットを示す概略図である。図３Ｂに示されるように、一例では、局部発振信号周波数は１．３３ＧＨｚであり、その一方で、所望のチャネルの中心周波数は１ＧＨｚである。すなわち、発生される局部発振信号は、選択された周波数チャネルの中心周波数よりも高い周波数にあり、これはローサイド混合と呼ばれる。図３Ａに示されるように、奇数調波における信号の振幅は低減される。
【0033】
このように、サンプル再配列回路を実装した受信器は、高調波ブロッカによって生じる干渉を抑制し得、これにより、ブロッカのための高価なフィルタを利用することなく、信号品質を向上させる。
【0034】
図４は、本開示のいくつかの実施形態に一致する、受信器の例示的な構成を示す概略図である。図４を参照すると、例示的な受信器４００は、低雑音増幅器（ＬＮＡ）４０６と、ミキサ４０８と、サンプル再配列回路４１０とを含む。明確にするために、図４は、アンテナ、アナログ－デジタル変換器等などの受信器４００の他の構成要素を省略する。ＬＮＡ４０６へ伝送される信号は差動信号を含み得、ＬＮＡ４０６は差動入力－差動出力型の増幅器であり得る。ＬＮＡ４０６は、正の成分（例えば、正の成分ＲＦｐを有するＲＦ電圧信号）を有する信号を出力する正の差動出力４８４、および負の成分（例えば、負の成分ＲＦｎを有するＲＦ電圧信号）を有する信号を出力する負の差動出力４８６を含む。差動出力４８４および４８６の各々は同相信号および直交位相信号をミキサ４０８へ出力し得る。
【0035】
ミキサ４０８は同相ミキサ４１２および直交位相ミキサ４１４を含む。同相ミキサ４１２は、図に示されるように配置されたトランジスタ４３６、４３８、４４０、および４４２を含み、直交位相ミキサ４１４は、図に示されるように配置されたトランジスタ４４４、４４６、４４８、および４５０を含む。ミキサ４１２および４１４内のトランジスタの各々は、ミキサ制御信号セット４２０内に含まれる、対応する制御信号によって制御される。ミキサ制御信号セット４２０は、同相の正の信号、直交位相の正の信号、同相の負の信号、および直交位相の負の信号のサンプリングをそれぞれ制御するように構成された、同相の正の制御信号Ｉｐ、直交位相の正の制御信号Ｑｐ、同相の負の制御信号Ｉｎ、および直交位相の負の制御信号Ｑｎを含む。制御信号Ｉｐ、Ｑｐ、Ｉｎ、およびＱｎの各々はパルス状信号である。４つの制御信号Ｉｐ、Ｑｐ、Ｉｎ、およびＱｎは同じパルス幅を有する。４つの制御信号Ｉｐ、Ｑｐ、Ｉｎ、およびＱｎのパルスは、パルスのパルス幅だけ互いに時間偏移させられる。例えば、パルスが終了していくようＩｐが高い信号レベルから低い信号レベルへ立ち下がる際に、Ｑｐが低い信号レベルから高い信号レベルへ立ち上がる。
【0036】
同相ミキサ４１２においては、トランジスタ４３６が（信号セット４２０内の）同相の正の制御信号Ｉｐによって制御され、トランジスタ４３８および４４０が（信号セット４２０内の）同相の負の制御信号Ｉｎによって制御され、トランジスタ４４２が（信号セット４２０内の）同相の正の制御信号Ｉｐによって制御される。同様に、直交位相ミキサ４１４においては、トランジスタ４４４が（信号セット４２０内の）直交位相の正の制御信号Ｑｐによって制御され、トランジスタ４４６および４４８が（信号セット４２０内の）直交位相の負の制御信号Ｑｎによって制御され、トランジスタ４５０が（信号セット４２０内の）直交位相の正の制御信号Ｑｐによって制御される。ミキサ制御信号セット４２０は、図１におけるＬＯ発生器１２０などの、局部発振信号発生器によって発生される局部発振信号であり得る。直交位相制御信号は、同相制御信号から、９０°の位相偏移によって発生され得る。
【0037】
同相ミキサ４１２内のトランジスタの各々は、ＬＮＡ４０６の差動出力４８４および４８６に結合されており、正の差動出力４８４からの正の同相信号および負の差動出力４８６からの負の同相信号を受信するように構成されている。同様に、直交位相ミキサ４１４内のトランジスタの各々は、ＬＮＡ４０６の差動出力４８４および４８６に結合されており、正の差動出力４８４からの正の直交位相信号および負の差動出力４８６からの負の直交位相信号を受信するように構成されている。ミキサ４１２および４１４内のトランジスタの各々は、制御信号の制御下で、複数の離散時点において、受信された増幅された信号をサンプリングし、離散時間サンプリングされた信号を得るように構成されている。
【0038】
ミキサ４１２および４１４によって得られた、離散時間サンプリングされた信号は、ミキサ４０８に結合されているサンプル再配列回路４１０へ伝送される。サンプル再配列回路４１０は、並列に接続されたトランジスタ４５２、４５４、４５６、および４５８を含むトランジスタの第１のセット４２８、並列に接続されたトランジスタ４６０、４６２、４６４、および４６６を含むトランジスタの第２のセット４３０、並列に接続されたトランジスタ４６８、４７０、４７２、および４７４を含むトランジスタの第３のセット４３２、ならびに並列に接続されたトランジスタ４７６、４７８、４８０、および４８２を含むトランジスタの第４のセット４３４を含む。トランジスタ４２８、４３０、４３２、および４３４の各セットは、サンプリングされた正の同相信号をミキサ４１２から受信するように構成された１つのトランジスタ、サンプリングされた負の同相信号をミキサ４１２から受信するように構成された１つのトランジスタ、サンプリングされた正の直交位相信号をミキサ４１４から受信するように構成された１つのトランジスタ、およびサンプリングされた負の直交位相信号をミキサ４１４から受信するように構成された１つのトランジスタを有する。
【0039】
サンプル再配列回路４１０のトランジスタのオン／オフ状態はサンプル再配列回路制御信号セット４２２によって制御される。サンプル再配列回路制御信号セット４２２は制御信号ｆｓ１、ｆｓ２、ｆｓ３、およびｆｓ４を含む。制御信号ｆｓ１、ｆｓ２、ｆｓ３、およびｆｓ４の各々は、パルス幅Ｔｌｏを有するパルス状信号である。４つの制御信号のパルスはＴｌｏだけ互いに時間偏移させられる。例えば、パルスが終了する際にｆｓ１が高い信号レベルから低い信号レベルへ立ち下がる際に、ｆｓ２が低い信号レベルから高い信号レベルへ立ち上がる。一実施形態では、サンプル再配列制御信号セット４２２は、ミキサ４０８のために発生された局部発振信号の周波数を４で分割することによって発生される。この場合には、サンプル再配列回路制御信号セット４２２のパルスの各々のパルス幅はミキサ制御信号セット４２０のパルスのパルス幅の４倍である。例えば、信号ｆｓ１の１つのパルス幅の最中に、全ての４つのパルスＩｐ、Ｑｐ、Ｉｎ、およびＱｎの立ち上がりおよび終了が生じる。
【0040】
サンプル再配列回路４１０のトランジスタの各セット４２８、４３０、４３２、および４３４は、ｆｓ１を受信するように構成された１つのトランジスタ、ｆｓ２を受信するように構成された１つのトランジスタ、ｆｓ３を受信するように構成された１つのトランジスタ、およびｆｓ４を受信するように構成された１つのトランジスタを有する。オン／オフ状態、およびトランジスタのオン／オフ状態の継続時間を制御することによって、サンプル再配列回路４１０は、ミキサ４０８から出力された４つの信号（正の同相、負の同相、正の直交位相、および負の直交位相）のうちの１つを選択的に伝送し、これにより、ミキサ４０８から出力された時間離散サンプルの系列を再配列する。
【0041】
実施形態によっては、フィルタがサンプル再配列回路４１０の出力に結合され得る。例えば、フィルタはキャパシタ４２４および４２６を含み得る。トランジスタの第１のセット４２８の出力はキャパシタ４２４の第１の端子に結合されており、トランジスタの第２のセット４３０の出力はキャパシタ４２４の第２の端子に結合されている。同様に、トランジスタの第３のセット４３２の出力はキャパシタ４２６の第１の端子に結合されており、トランジスタの第４のセット４３４の出力はキャパシタ４２６の第２の端子に結合されている。キャパシタ４２４は相互コンダクタンス増幅器（ＴＣＡ）４１６に結合されており、フィルタリングされた同相差動信号をＴＣＡ４１６へ出力する。同様に、キャパシタ４２６はＴＣＡ４１８に結合されており、フィルタリングされた直交位相差動信号をＴＣＡ４１８へ出力する。
【0042】
以上において説明されたように、図４に示される例示的な実施形態では、サンプル再配列回路４１０はトランジスタのセットを含む。しかし、サンプル再配列回路はそのように限定されず、ミキサ４０８によって出力されたサンプルを選択する能力を有する任意のスイッチまたはデバイスがサンプル再配列回路内に実装され得る。同様に、ミキサ４０８のトランジスタは、時間離散サンプリング機能を遂行する能力を有する任意の種類のトランジスタ、スイッチ、またはデバイスであることができる。
【0043】
図５は、本開示のいくつかの実施形態に一致する、受信器の別の例示的な構成を示す概略図である。図５を参照すると、受信器５００は、受信器５００が、サンプル再配列回路を制御するための制御信号の２つの異なるセットを用いることを除いて、図４における受信器４００のものと同様の構成を有する。簡潔にするために、同じ構成要素は同じ符号によって示されており、同じ構成要素の説明はここでは省略されている。図４における受信器４００と比較されると、図５における受信器５００はさらなるサンプル再配列回路制御信号セット５９０を含む。サンプル再配列回路制御信号セット５９０は制御信号ｆｓ１、ｆｓ２、ｆｓ３、およびｆｓ４を含む。制御信号ｆｓ１、ｆｓ２、ｆｓ３、およびｆｓ４の各々は、パルス幅Ｔｌｏを有するパルス状信号である。サンプル再配列回路制御信号セット４２２とは異なり、ｆｓ２のパルスはｆｓ１のパルスに対して３Ｔｌｏだけ偏移させられ、ｆｓ２、ｆｓ３、およびｆｓ４のパルスは互いに対してＴｌｏだけ偏移させられる。例えば、パルスが終了する際にｆｓ１が高い信号レベルから低い信号レベルへ立ち下がる際に、ｆｓ２ではなく、ｆｓ４が低い信号レベルから高い信号レベルへ立ち上がる。ｆｓ４が、パルスが終了する際に高い信号レベルから低い信号レベルへ立ち下がる際に、ｆｓ３が低い信号レベルから高い信号レベルへ立ち上がり、ｆｓ３が、パルスが終了する際に高い信号レベルから低い信号レベルへ立ち下がる際に、ｆｓ２が低い信号レベルから高い信号レベルへ立ち上がる。サンプル再配列回路制御信号の２つの異なるセットを適用することによって、より多様な混合波形が得られ得、信号品質の向上をもたらす。
【0044】
図６は、本開示のいくつかの実施形態に一致する、受信器の別の例示的な構成を示す概略図である。図６を参照すると、受信器６００は、受信器６００が２つのサンプル再配列回路を含むことを除いて、図４における受信器４００のものと同様の構成を有する。簡潔にするために、同じ構成要素は同じ符号によって示されており、同じ構成要素の説明はここでは省略されている。図４における受信器４００と比較されると、図６における受信器６００はさらなるサンプル再配列回路６９０を含む。サンプル再配列回路６９０もまた、制御信号ｆｓ１、ｆｓ２、ｆｓ３、およびｆｓ４を含むサンプル再配列回路制御信号セット４２２によって制御される。しかし、サンプル再配列回路４１０と比較されると、制御信号とサンプル再配列回路６９０のトランジスタとの間の接続が交換されている。例えば、サンプル再配列回路４１０と比較されると、制御信号ｆｓ２およびｆｓ４の接続がサンプル再配列回路６９０内で交換されている。別の例として、サンプル再配列回路４１０と比較されると、制御信号ｆｓ１およびｆｓ３の接続がサンプル再配列回路６９０内で交換されている。一実施形態では、サンプル再配列回路４１０および６９０は並列に接続され得る。異なる制御信号接続を有する２つのサンプル再配列回路を実装することによって、より多様な混合波形が得られ得、信号品質の向上をもたらす。
【0045】
図７は、本開示のいくつかの実施形態に一致する、受信器の例示的な設計を示す概略図である。図７を参照すると、受信器７００は、アンテナ７０２と、フィルタ７０４と、低雑音増幅器（ＬＮＡ）７０６と、ミキサ７０８と、ベースバンドコントローラ７１６と、直接サンプリングミキサ（ＤＳＭ）局部発振（ＬＯ）信号発生器７２０とを含む。ミキサ７０８は同相ミキサ７１２および直交位相ミキサ７１４を含む。ＤＳＭ－ＬＯ発生器７２０は位相同期ループ（ＰＬＬ）回路７２２および局部発振信号（ＬＯ）コンストラクタ７２４を含む。アンテナ７０２は、１つまたは複数の信号源から信号を受信するように構成され得る。実施形態によっては、アンテナ１０２によって受信された信号は通信システムにおける無線周波数（ＲＦ）信号である。しかし、信号はそのように限定されず、アンテナ７０２によって受信された信号は、任意の信号源から伝送される任意の電磁波であることができる。
【0046】
アンテナ７０２によって受信された信号は、まず、関心範囲の外部の周波数を抑制するために、フィルタ７０４（例えば、バンドパスフィルタ）を通過させられる。フィルタリングされた信号は、次に、ＬＮＡ７０６に伝えられ、ＬＮＡ７０６によって増幅される。一実施形態では、ＬＮＡ７０６は、増幅された信号のパラメータを制御するコントローラを含み得る。パラメータは、ゲイン、雑音、直線性、帯域幅、出力ダイナミックレンジ、スルーレート、立ち上がり速度、行き過ぎ量、または安定係数のうちの少なくとも１つを含み得る。代替的な一実施形態では、フィルタ７０４は受信器７００内に実装されず、ＬＮＡ７０６は、代わりに、アンテナ７０２に直接結合されている。
【0047】
受信器７００では、図７に示されるように、ＬＮＡ７０６は単一入力－差動出力型の増幅器である。代替的な一実施形態では、ＬＮＡ７０６は、代わりに、差動入力－差動出力型の増幅器であり得る。図７では、ＬＮＡ７０６は、正の成分（例えば、正の成分ＲＦｐを有するＲＦ電圧信号）を有する信号を出力する正の差動出力７２６、および負の成分（例えば、負の成分ＲＦｎを有するＲＦ電圧信号）を有する信号を出力する負の差動出力７２８を含む。差動出力７２６および７２８の各々は同相信号および直交位相信号を出力し得る。代替的な一実施形態では、ＬＮＡ７０６は任意選択的なものであり得る。
【0048】
同相ミキサ７１２は、ＬＮＡ７０６の差動出力７２６および７２８に結合されており、正の差動出力７２６からの正の同相信号および負の差動出力７２８からの負の同相信号を受信するように構成されている。同様に、直交位相ミキサ７１４は、ＬＮＡ７０６の差動出力７２６および７２８に結合されており、正の差動出力７２６からの正の直交位相信号および負の差動出力７２８からの負の直交位相信号を受信するように構成されている。ミキサ７１２および７１４の各々は、ＤＳＭ－ＬＯ発生器７２０によって提供される局部発振信号に基づいて、複数の離散時点において、受信された増幅された信号をサンプリングし、離散時間サンプリングされた信号を得るように構成されている。
【0049】
実施形態によっては、ＤＳＭ－ＬＯ発生器７２０は、基準信号を発生する、水晶発振器、または電圧制御発振器、あるいは同様のもの（図示せず）などの基準発振器を含み得る。ＰＬＬ７２２は基準信号を受信し、発振器信号を発生する。ＬＯコンストラクタ７２４は、ミキサ７０８におけるサンプリングを制御するための局部発振信号を構築する。一実施形態では、ＬＯコンストラクタ７２４は、発振器信号を逓倍し、逓倍された発振器信号を元の発振器信号と複合し、複素局部発振信号を構築する信号逓倍器を含み得る。代替的な一実施形態では、ＬＯコンストラクタ７２４は、代わりに、局部発振器信号を分割し、分割された発振器信号を元の発振器信号と複合し、複素局部発振信号を構築する信号分割器を含み得る。発生された複素局部発振信号は同相ミキサ７１２および直交位相ミキサ７１４に提供され、これにより、ミキサ７１２および７１４の各々におけるサンプリングは複素局部発振信号によって制御される。一実施形態では、ＤＳＭ－ＬＯ発生器７２０は、異なる周波数を有する複数の局部発振信号を複合することによって複素局部発振信号を発生し得る。
【0050】
ミキサ７１２および７１４は、離散時間サンプリングされた信号をベースバンドコントローラ７１６へ出力する。ベースバンドコントローラ７１６は、信号の品質をチェックし、所望の波形を決定するように構成されている。例えば、現在の波形がゼロＩＦモードに対応し、ベースバンドコントローラ７１６が、サンプリングされた信号の品質が満足のいくものでないと決定した場合には、ベースバンドコントローラ７１６は、スーパーヘテロダインに対応する波形を所望の波形として選択し得る。所望の波形に基づいて、ベースバンドコントローラ７１６はフィードバック信号（図示せず）をＤＳＭ－ＬＯ発生器７２０へ送信し得、フィードバック信号に応じて、ＤＳＭ－ＬＯ発生器７２０は所望の複素局部発振信号をミキサ７１２および７１４に提供することができる。
【0051】
ミキサにおける離散時間サンプリングを制御するための複素局部発振信号を構築することによって、サンプル再配列回路を実装することなく所望の有効混合波形が得られる。これは、選択されたチャネルの中心周波数とは異なる周波数における局部発振周波数を可能にし、これにより、高調波ブロッカによって生じる干渉を抑制する。さらに、離散時間直交位相ミキサを用いることによって、負の周波数イメージ除去が達成され、信号品質をさらに向上させる。
【0052】
図８は、本開示のいくつかの実施形態に一致する、信号を処理するための例示的な方法を示すフローチャートである。本方法は、図１の受信器１００などの、受信器によって遂行され得る。図８を参照すると、方法８００は、局部発振信号に基づいて複数の離散時点において入力信号をサンプリングするステップＳ８１０を含む。例えば、受信器１００のミキサ１０８（図１）が入力アナログ信号を受信し、複数の離散時点において信号をサンプリングする。このサンプリングは、受信器１００のＬＯ発生器１２０などの、局部発振信号発生器によって発生される局部発振信号によって制御される。入力アナログ信号は差動信号を含む。
【0053】
方法８００はまた、図１のサンプル再配列回路１１０などの、再配列回路によってサンプルの系列を再配列するステップＳ８２０を含む。例えば、サンプル再配列回路１１０は離散時間サンプルをミキサ１０８から受信し、受信されたサンプルに対して第２のサンプリングを遂行する。この第２のサンプリングは、ＬＯ発生器１２０によって、例えば、ミキサ１０８に提供されたＬＯ信号の周波数を整数によって分割することによって発生されるクロック信号によって制御される。ミキサから出力された離散時間サンプルを再配列することによって、所望の有効混合波形が得られる。これは、選択されたチャネルの中心周波数とは異なる周波数における局部発振周波数を可能にし、これにより、高価なフィルタを利用することなく、高調波ブロッカによって生じる干渉を抑制する。
【0054】
図９は、本開示のいくつかの実施形態に一致する、信号を処理するための別の例示的な方法を示すフローチャートである。本方法は、図７の受信器７００などの、受信器によって遂行され得る。図９を参照すると、方法９００は、複数の局部発振信号を複合することによって複素局部発振信号を発生するステップＳ９１０を含む。例えば、受信器７００のＤＳＭ－ＬＯ発生器７２０（図７）は、ＰＬＬ７２２によって発生された発振器信号を逓倍または分割し、（逓倍または分割前の）元の発振器信号を、逓倍または分割された信号と複合することによって、複素局部発振信号を発生する。
【0055】
方法９００はまた、複素局部発振信号に基づいて複数の離散時点において入力アナログ信号をサンプリングするステップＳ９２０を含む。例えば、受信器７００のミキサ７０８が入力アナログ信号を受信し、複数の離散時点において信号をサンプリングする。このサンプリングは、受信器７００のＤＳＭ－ＬＯ発生器７２０によって発生される複素局部発振信号によって制御される。ミキサにおける離散時間サンプリングを制御するための複素局部発振信号を構築することによって、サンプル再配列回路を実装することなく所望の有効混合波形が得られ、信号品質の改善および受信器のサイズの低減がもたらされる。
【0056】
図１０は、本開示のいくつかの実施形態に一致する、例示的なデバイスのブロック図である。図１０を参照すると、デバイス１０００は、限定するものではないが、ラップトップコンピュータ、全地球測位システム（ＧＰＳ）、モバイル電話、無線ハンドヘルドデバイス、または無線パーソナルデバイスを含む無線端末、あるいは任意の他の形態を含む、任意の形態を取り得る。デバイス１０００は、受信器１００２、受信器１００２に結合されたアンテナ１０１２、処理ユニット１００４、メモリ１００６、ローカルクロック１００８、および出力デバイス１０１０を含む。
【0057】
アンテナ１０１２に結合された受信器１００２は、１つまたは複数の信号源からの信号を受信するように構成されている。実施形態によっては、受信器１００２は、データを外部デバイスへ伝送するように構成された送信器を含むトランシーバ・モデムの部分であり得る。ローカルクロック１００８は、デバイス１０００が配置されている局所的な場所の時間を提供する。
【0058】
一実施形態では、図１の受信器１００と同様に、受信器１００２は、ミキサ（図示せず）から出力された離散時間サンプルの系列を再配列するための、図１のサンプル再配列回路１１０などの、サンプル再配列回路（図示せず）を実装し得る。
【0059】
別の実施形態では、サンプル再配列回路の代わりに、受信器１００２は、ミキサにおけるサンプリングを制御するための複素局部発振信号を発生するための、図７のＤＳＭ－ＬＯ発生器７２０などの、ＤＳＭ－ＬＯ発生器を実装し得る。
【0060】
受信器１００２は、得られた混合された信号をさらに処理するための、アナログ－デジタル信号変換器などの、他の構成要素を含み得る。簡潔にするために、これらの構成要素の説明はここでは省略されている。
【0061】
処理ユニット１００４は、１つまたは複数の専用処理装置、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）、または様々な他の種類のプロセッサもしくは処理装置を含み得る。処理ユニット１００４は、受信器１００２によって処理された信号に対する計算を遂行するように構成され得る。処理ユニット１００４は、受信器１００２における信号処理を制御するようにさらに構成され得る。
【0062】
メモリ１００６は、揮発性もしくは不揮発性メモリデバイス、またはこれらの組み合わせを含む任意の種類のコンピュータ可読記憶媒体であり得る。メモリ１００６は、デバイス１０００の識別、および受信器１００２によって受信された信号に関連する情報を記憶するように構成され得る。メモリ１００６はまた、受信器１００２における信号処理において用いられるコンピュータ可読プログラム命令および数学モデルも記憶し得る。メモリ１００６は、デバイス１０００を特定のモード（例えば、スーパーヘテロダインモードまたはゼロＩＦモード）で動作させるための処理ユニット１００４による実行のためのコンピュータ可読プログラム命令をさらに記憶し得る。
【0063】
出力デバイス１０１０は、信号処理の結果をユーザまたは別のデバイスへ報告するために用いられ得る。出力デバイス１０１０は、ディスプレイ、およびユーザ・コマンドを処理ユニット１００４へ伝送するための入力デバイスを含むユーザ・インターフェースを含み得る。ディスプレイは、デバイス１０００における信号受信のステータス、メモリ１００６において記憶されたデータ、信号処理のステータス等を表示するように構成され得る。ディスプレイは、限定するものではないが、陰極線管（ＣＲＴ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）、ガス・プラズマ、タッチ・スクリーン、または情報をユーザに表示するための他の画像投影デバイスを含み得る。入力デバイスは、データおよび制御信号をユーザから受け取るために用いられる任意の種類のコンピュータハードウェア機器であり得る。入力デバイスは、限定するものではないが、キーボード、マウス、スキャナ、デジタル・カメラ、ジョイスティック、トラックボール、カーソル方向キー、タッチスクリーンモニタ、またはオーディオ／ビデオ・コマンダ等を含み得る。出力デバイス１０１０は、電気バス接続または無線通信リンクなどの、機械インターフェースをさらに含み得る。
【0064】
図１１は、本開示のいくつかの実施形態に一致する、受信器を動作させるための例示的な方法を示すフローチャートである。本方法は、図１～図７に示される受信器のうちの１つなどの、受信器を含むデバイスによって遂行され得る。図１１を参照すると、方法１１００は、受信器の動作をゼロＩＦモードで開始するステップＳ１１１０を含む。
【0065】
方法１１００は、受信器の性能が劣化しているかどうかを決定するステップＳ１１２０を含む。一実施形態では、受信器の性能は、イメージ信号強度、ブロッカ信号強度、信号対雑音比、または信号パイプラインにおける電力レベルのうちの少なくとも１つを含む受信器信号のパラメータを考慮することによって決定され得る。例えば、パラメータの測定値は、受信器の性能を決定するためのしきい値と比較され得る。
【0066】
受信器の性能が劣化していない場合には（ステップＳ１１２０における、Ｎｏ）、受信器は引き続いてゼロＩＦモードで動作させられ得る。他方で、受信器の性能が劣化している場合には（ステップＳ１１２０における、Ｙｅｓ）、方法１１００は、帯域内ブロッカが存在するかどうかを検出するステップＳ１１３０を遂行する。
【0067】
帯域内ブロッカが検出されない場合には（ステップＳ１１３０における、Ｎｏ）、方法１１００は、受信器の動作モードを、例えば、スーパーヘテロダインモードに切り替えるステップＳ１１５０を遂行する。一実施形態では、スーパーヘテロダインモードへの切り替えは、図１、図４～図６に示されるサンプリング再配列回路などの、サンプル再配列回路を用いることによって、ミキサから出力された時間離散サンプルを再配列することによって実現され得る。別の実施形態では、スーパーヘテロダインモードへの切り替えは、図７に示されるように、入力アナログ信号を複素局部発振信号と混合することによって実現され得る。
【0068】
他方で、帯域内ブロッカが検出された場合には（ステップＳ１１３０における、Ｙｅｓ）、方法１１００は、ゼロＩＦモードにおける帯域内ブロッカ応答ルーチンのステップＳ１１４０を遂行する。受信器性能を動的に監視し、受信器性能に基づいて、異なるモード間を切り替えることによって、受信器における信号品質の劣化が回避され、受信器のアジリティの向上をもたらす。
【0069】
図１２は、本開示のいくつかの実施形態に一致する、受信器の例示的な設計を示す概略図である。図１２を参照すると、例示的な受信器１２００は、アンテナ１２０２と、フィルタ１２０４と、第１の受信ユニット１２１０と、第２の受信ユニット１２３０と、モードセレクタ１２０８を含むベースバンドコントローラ１２０６とを含む。第１の受信ユニット１２１０は、低雑音増幅器（ＬＮＡ）１２１２、同相ミキサ１２１４、直交位相ミキサ１２１６、サンプル再配列回路１２１８、ならびに位相同期ループ（ＰＬＬ）回路および局部発振信号（ＬＯ）コンストラクタを含む局部発振信号（ＬＯ）発生器１２２０を含む。同様に、第２の受信ユニット１２３０は、低雑音増幅器（ＬＮＡ）１２３２、同相ミキサ１２３４、直交位相ミキサ１２３６、サンプル再配列回路１２３８、ならびにＰＬＬ回路およびＬＯコンストラクタを含む局部発振信号（ＬＯ）発生器１２４０を含む。
【0070】
アンテナ１２０２は、アナログ信号を１つまたは複数の信号源から受信し、信号をフィルタリングのためにフィルタ１２０４へ伝送するように構成され得る。フィルタリングされた信号は受信ユニット１２１０および受信ユニット１２３０の各々へ伝えられ、これにより、２つの受信ユニットは同じチャネル信号を受信する。第１の受信ユニット１２１０では、信号はＬＮＡ１２１２によって増幅され、同相ミキサ１２１４および直交位相ミキサ１２１６によってサンプリングされ、サンプル再配列回路１２１８によって再配列される。同様に、第２の受信ユニット１２３０では、信号はＬＮＡ１２３２によって増幅され、同相ミキサ１２３４および直交位相ミキサ１２３６によってサンプリングされ、サンプル再配列回路１２３８によって再配列される。詳細な動作は、図１および図４～図６に関して説明された動作と同様である。
【0071】
一実施形態では、第１の受信ユニット１２１０はゼロＩＦモードで動作し得、第２の受信ユニット１２３０はスーパーヘテロダインモードで動作し得る。ベースバンドコントローラ１２０６は、モードのうちの一方を他方に切り替えるべきかどうかを決定するために、第１の受信ユニット１２１０および第２の受信ユニット１２３０の性能を監視するように構成され得る。例えば、ベースバンドコントローラ１２０６が、ゼロＩＦモードで動作する第１の受信ユニット１２１０の性能が、第２の受信ユニット１２３０のものよりもはるかに優れていると決定した場合には、ベースバンドコントローラ１２０６のモードセレクタ１２０８は、第２の受信ユニット１２３０に、ゼロＩＦモードに切り替えるよう要求するための命令を第２の受信ユニット１２３０へ送信し得る。同様に、ベースバンドコントローラ１２０６が、スーパーヘテロダインモードで動作する第２の受信ユニット１２３０の性能が、第１の受信ユニット１２１０のものよりもはるかに優れていると決定した場合には、ベースバンドコントローラ１２０６のモードセレクタ１２０８は、第１の受信ユニット１２１０に、スーパーヘテロダインモードに切り替えるよう命令するための命令を第１の受信ユニット１２１０へ送信し得る。一実施形態では、ベースバンドコントローラ１２０６のモードセレクタ１２０８は命令をサンプル再配列回路１２１８またはサンプル再配列回路１２３８へ送信し得、これにより、サンプル再配列回路はサンプル再配列を遂行し、所望な波形を得ることができる。
【0072】
代替的な一実施形態では、第１の受信ユニット１２１０および第２の受信ユニット１２３０のうちの少なくとも一方はサンプル再配列回路を含まず、図７に関して説明されたように、複素局部発振信号に基づいて信号を混合することによってモード切り替えを遂行する。
【0073】
一実施形態では、モードセレクタ１２０８は第１の受信ユニット１２１０および第２の受信ユニット１２３０の両方に、ゼロＩＦおよびスーパーヘテロダインモードとは異なる、第３の動作モードで動作するよう命令し得る。一実施形態では、第１の受信ユニット１２１０および第２の受信ユニット１２３０は、単一のデバイス内に実装された２つの異なる受信器であり得る。
【0074】
代替的な一実施形態では、受信器１２００は、複数の動作モードで動作する複数の受信ユニットを含み得る。このような実施形態では、モードセレクタ１２０８は複数のモードのうちの１つを最善のモードとして選択し、その選択されたモードでの動作に切り替えるよう命令し得る。
【0075】
図１３は、本開示のいくつかの実施形態に一致する、デバイスを動作させるための例示的な方法を示すフローチャートである。本方法は、２つの受信器を含むデバイス、または２つの受信ユニットを有する受信器（例えば、図１２の受信器１２００）を含むデバイスによって遂行され得る。図１３を参照すると、方法１３００は、第１の受信器の動作をゼロＩＦモードで、および第２の受信器の動作をスーパーヘテロダインモードで開始するステップＳ１３１０を含む。
【0076】
方法１３００は、第１の受信器の性能が第２の受信器のものよりもはるかに優れているかどうかを決定するステップＳ１３２０を含む。一実施形態では、受信器の性能は、イメージ信号強度、ブロッカ信号強度、信号対雑音比、または信号パイプラインにおける電力レベルのうちの少なくとも１つを含む信号のパラメータを考慮することによって決定され得る。例えば、第１の受信器におけるパラメータと第２の受信器におけるパラメータとの差が、第１の受信器の性能が第２の受信器の性能よりもはるかに優れていると決定するためのしきい値と比較され得る。
【0077】
第１の受信器の性能が第２の受信器のものよりもはるかに優れている場合には（ステップＳ１３２０における、Ｙｅｓ）、第２の受信器の動作モードはゼロＩＦモードに切り替えられる（ステップＳ１３３０）。他方で、第１の受信器の性能が第２の受信器のものよりもはるかに優れていない場合には（ステップＳ１３２０における、Ｎｏ）、方法１３００は、第２の受信器の性能が第１の受信器のものよりもはるかに優れているかどうかを決定するステップＳ１３４０を遂行する。
【0078】
第２の受信器の性能が第１の受信器のものよりもはるかに優れている場合には（ステップＳ１３４０における、Ｙｅｓ）、方法１３００は、第１の受信器の動作モードをスーパーヘテロダインモードに切り替えるステップＳ１３５０を遂行する。一実施形態では、動作モード間の切り替えは、図１および図４～図６に示されるサンプリング再配列回路などの、サンプル再配列回路を実装することによって実現され得る。別の実施形態では、動作モード間の切り替えは、図７に示されるように、入力アナログ信号を複素局部発振信号と混合することによって実現され得る。受信器の性能を動的に監視し、異なる動作モード間を切り替えることによって、受信器における信号品質の劣化が回避され得、受信器のアジリティの向上をもたらす。
【0079】
本開示のコンピュータ可読記憶媒体は、命令実行デバイスによる使用のための命令を記憶することができる有形のデバイスであり得る。コンピュータ可読記憶媒体は、例えば、限定するものではないが、電子記憶デバイス、磁気記憶デバイス、光記憶デバイス、電磁記憶デバイス、半導体記憶デバイス、または上述のものの任意の好適な組み合わせであり得る。コンピュータ可読記憶媒体のより具体的な例の非網羅的なリストは、以下のもの：ポータブルコンピュータディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブルリードオンリーメモリ（ＥＰＲＯＭ）、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、ポータブル・コンパクト・ディスク・リードオンリーメモリ（ＣＤ－ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、メモリスティック、フロッピーディスク、穿孔カード、または命令が記録された溝内の隆起構造などの、機械的に符号化されたデバイス、ならびに上述のものの任意の好適な組み合わせを含む。
【0080】
本開示のコンピュータ可読プログラム命令は、アセンブラ命令、命令セット・アーキテクチャ（ＩＳＡ）命令、機械命令、機械依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、あるいはオブジェクト指向プログラミング言語、および従来の手続き型プログラミング言語を含む、１つまたは複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで書かれた、ソースコードまたはオブジェクトコードであり得る。コンピュータ可読プログラム命令は、完全に、コンピューティングデバイス上でスタンドアロン・ソフトウェア・パッケージとして実行するか、あるいは部分的に、第１のコンピューティングデバイス上で、および部分的に、第１のコンピューティングデバイスから遠隔の第２のコンピューティングデバイス上で実行し得る。後者のシナリオでは、第２の遠隔のコンピューティングデバイスは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）またはワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を含む、任意の種類のネットワークを通じて第１のコンピューティングデバイスに接続され得る。
【0081】
図面におけるフローチャートおよびブロック図は、様々な実施形態に係るシステム、方法、およびデバイスの可能な諸実装形態のアーキテクチャ、機能性、および動作の例を示す。代替的な実装形態によっては、ブロック内に記された機能は、図面に記された順序に従わずに生じてもよいことに留意されたい。例えば、連続して示された２つのブロックは、実際には、実質的に同時に実行されてもよく、またはブロックは、時として、含まれる機能性に依存して、逆の順序で実行されてもよい。
【0082】
上述の諸実施形態は相互排除的なものではなく、１つの例示的な実施形態に関して説明された要素、構成要素、材料、またはステップは、所望の設計目的を達成するために適した仕方で他の諸実施形態と組み合わせられるか、またはそれらから除かれ得ることが理解される。
【0083】
本明細書における「いくつかの実施形態」または「いくつかの例示的な実施形態」への言及は、実施形態に関して説明された特定の特徴、構造、または特性が少なくとも１つの実施形態に含まれ得ることを意味する。本開示中の様々な箇所における表現「一実施形態」、「いくつかの実施形態」または「別の実施形態」の出現は全てが必ずしも同じ実施形態に言及するわけではなく、別個の、または代替的な諸実施形態は必ずしも他の諸実施形態を相互排除するわけでもない。
【0084】
本明細書において示される例示的な方法のステップは必ずしも説明された順序で遂行されることを必要とされず、このような方法のステップの順序は単なる例にすぎないと理解されるべきであることを理解されたい。例えば、連続して示された２つのブロックは、実際には、実質的に同時に実行されてもよく、またはブロックは、時として、含まれる機能性に依存して、逆の順序で実行されてもよい。同様に、追加のステップがこのような方法に含まれてもよく、様々な実施形態に一致する方法において、特定のステップが省略されるか、または組み合わせられてもよい。
【0085】
本開示において使用するとき、単語「例示的」は、本明細書において、例、実例、または例示の役割を果たすことを意味するように使用される。本明細書において「例示的」として説明される任意の態様または設計は、必ずしも、他の態様または設計に対して好ましい、または有利であると解釈されるべきではない。むしろ、この単語の使用は、コンセプトを具体的な仕方で呈示することを意図される。
【0086】
本開示において使用するとき、別途特に断りのない限り、用語「または」は、実行不可能な場合を除き、全ての可能な組み合わせを包含する。例えば、データベースがＡまたはＢを含み得ると述べられた場合には、このとき、別途特に断りのない限り、または実行不可能でない限り、データベースは、Ａ、あるいＢ、あるいはＡおよびＢを含み得る。第２の例として、データベースがＡ、Ｂ、またはＣを含み得ると述べられた場合には、このとき、別途特に断りのない限り、または実行不可能でない限り、データベースは、Ａ、あるいはＢ、あるいはＣ、あるいはＡおよびＢ、あるいはＡおよびＣ、あるいはＢおよびＣ、あるいはＡおよびＢおよびＣを含み得る。
【0087】
さらに、冠詞「ａ」および「ａｎ」は、本開示および添付の請求項において使用されるとき、概して、単数形に向けられるよう別途指定されない限り、または文脈から明らかでない限り、「ｏｎｅ ｏｒ ｍｏｒｅ（１つまたは複数の）」を意味するように解釈されるべきである。
【0088】
別途明示的に断りのない限り、各数値および範囲は、あたかも、単語「約」または「およそ」が値または範囲の値の前に置かれているかのように、おおよそのものであると解釈されるべきである。
【0089】
添付の方法クレームにおける要素は、存在する場合、特定の順序で記述されているが、クレームの記述がそれらの要素の一部または全てを実装するための特定の順序を別途示唆していない限り、それらの要素は、必ずしも、その特定の順序で実装されるよう限定されることを意図されるわけではない。
【0090】
明確にするために、別個の実施形態の文脈で説明される本開示の特定の特徴はまた、単一の実施形態において組み合わせて提供され得ることが理解される。逆に、簡潔にするために、単一の実施形態の文脈で説明される本明細書の様々な特徴はまた、別個に、または任意の好適なサブコンビネーションで提供され、あるいは本明細書の任意の他の上述の実施形態において同様に適し得る。様々な実施形態の文脈で説明される特定の特徴は、そのように断りのない限り、それらの実施形態の本質的な特徴ではない。
【0091】
上述の諸実施形態の本質を説明するために説明され、図示されている部分の細部、材料、および配置の様々な変更、代替、および変形が、当業者によって、範囲から逸脱することなく行われ得ることがさらに理解されるであろう。したがって、添付の請求項は、請求項の条件の範囲内に含まれる全てのこのような代替、変更および変形を包含する。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】