A software-defined radio (SDR) receiver with improved robustness to out-of-band interference (OBI) is presented. Two main challenges are identified for an OBI-robust SDR receiver: out-of-band nonlinearity and harmonic mixing. Voltage gain at RF is avoided, and instead realized at baseband in combination with low-pass filtering to mitigate blockers and improve out-of-band IIP3. Two alternative "iterative" harmonic-rejection (HR) techniques are presented to achieve high HR robust to mismatch: a) an analog two-stage polyphase HR concept, which enhances the HR to more than 60 dB; b) a digital adaptive interference cancelling (AIC) technique, which can suppress one dominating harmonic by at least 80 dB. An accurate multiphase clock generator is presented for a mismatch-robust HR. A proof-of-concept receiver is implemented in 65 nm CMOS.Measurements show 34 dB gain, 4 dB NF, and +3 5 dBm in-band IIP3 while the out-of-band IIP3 is +16 dBm without fine tuning. The measured RF bandwidth is up to 6 GHz and the 8-phase LO works up to 0.9 GHz (master clock up to 7.2 GHz). At 0.8 GHz LO, the analog two-stage polyphase HR achieves a second to sixth order 60 dB over 40 chips, while the digital AIC technique achieves 80 dB for the dominating harmonic. The total power consumption is 50 mA from a 1.2 V supply.Index Terms-Adaptive interference cancellation, adaptive signal processing, baseband processing, blocker, blocker filtering, CMOS, cross-correlation, digitally assisted, digitally enhanced, harmonic mixing, harmonic rejection, interference mitigation, linearity, LMS, low-noise amplifier (LNA), low-noise transconductance amplifier (LNTA), mismatch, multiphase, multiphase clock, nonlinearity, out-of-band interference, passive mixer, polyphase, receiver, robust receiver, SAW-less, software radio (SWR), software-defined radio (SDR), switching mixer, wideband receiver. A. Out-of-Band NonlinearityNonlinearity may generate intermodulation and harmonic distortion falling on top of the desired signal, or may desensitize a receiver due to blockers and produce cross modulation [10]. Without sufficient RF band-selection filtering, the out-of-band linearity can become the bottleneck since OBI is much stronger than IBI. A wideband LNA as used in [1] and [2] amplifies the desired signal and undesired wideband interference with equal 0018-9200/$26.00

No abstract

Abstract-Current analog harmonic rejection mixers typically provide 30-40 dB of harmonic rejection, which is often not sufficient. We present a mixed analog-digital approach to harmonic rejection mixing that uses a digital interference canceler to reject the strongest interferer. Simulations indicate that, given a practical RF scenario, the digital canceler is able to improve the signal-to-interference ratio by 30-45 dB.Index Terms-Adaptive filter, CMOS, cognitive radio, gain and phase mismatch, harmonic rejection mixing, I/Q imbalance, interference canceling, LMS, software-defined radio, switching mixers.

Abstract-Harmonic downmixing is an important effect that must be taken into account when performing sensitive spectrum sensing using direct-conversion receivers. When the local oscillator waveform contains harmonics of the fundamental frequency, the quadrature mixer in the receiver will downconvert RF signals found at these harmonics, termed harmonic images, in addition to the RF signals around the fundamental frequency. The harmonic images will be detected by power spectral density based sensing algorithms and will cause certain parts of the desired spectrum to be mistakenly flagged as occupied. Although harmonic downmixing is important to consider, it is an often negelected effect. This paper presents a harmonic rejection spectral sensing technique, that exploits two quadrature mixers. The mixers work with different LO frequencies, which decorrelate the harmonic images so that cross-correlation of their outputs renders an improved spectral estimate. In addition to rejecting the harmonic images, spurious signals entering the receiver through the analog baseband inputs will also be rejected. The frequency resolution of the spectral estimate is scalable and the rejection of the harmonic images increases 15 dB per 1000-fold increase of the correlation time. The complexity of the algorithm is analyzed and its performance is shown by means of simulations. The effect of I/Q imbalance is also taken into account.

No abstract

SamenvattingDe Universiteit Twente heeft van oktober 2004 tot en met juli 2006 een technische T-DAB pilot uitgevoerd in opdracht van het Ministerie van Economische Zaken. Voor dit project is er in Amsterdam een laagvermogen T-DAB netwerk gebouwd op lage opstelpunten voor zowel band III (kanaal 12B) als de L-band (kanaal LH).In dit project is aangetoond dat een laagvermogen netwerk bestaande uit lage opstelpunten kan functioneren in een naburig kanaal van een hoogvermogen hoge opstelpunten netwerk.Een gap filler kan de stoorcontouren in het servicegebied van het hoogvermogen hoge opstelpunten netwerk effectief neutralizeren. Andere mogelijke oplossingen zoals een smallere verticale openingshoek van het antenne systeem zijn niet onderzocht. Het minimale vermogen van de gap filler moet 24 dB lager zijn dan het uitgangsvermogen van het lage opstelpunten netwerk.Indien er geen gap filler of andere oplossing wordt gebruikt, is er een stoorcontour met een gemiddelde straal van 1 km waar geen ontvangst mogelijk is van het hoogvermogen hoge opstelpunten netwerk. De stoorcontour rondom een hoogvermogen hoge opstelpunt is niet onderzocht, maar het is aannemelijk dat deze contour vele malen groter is dan de gemeten contour rondom een opstelpunt van het pilot netwerk. Het T-DAB pilot netwerk is gemonteerd op masten van het C2000 TETRA netwerk. De storing van het T-DAB signaal op het TETRA communicatiesysteem is onderzocht door de C2000 organisatie.Om binnenshuisontvangst te verkrijgen in 95% van de gebouwen, i blijkt uit de binnenshuismetingen dat voor band III het verlies 21.9 dB bedraagt en voor de L-band 25.8 dB. Om deze binnenshuisontvangst te realiseren moet de veldsterkte buitenshuis voor band III minimaal 67.9 dBµV/m zijn en voor de L-band 81.9 dBµV/m voor 50% van de locaties en 50% van de tijd bij een antenne op 1.5 m hoogte. Deze waarde kan gebruikt worden in coverage planning software. Zowel het bestaande T-DAB netwerk van de Publieke Omroep alsmede het pilot netwerk (band III en L-band) bieden geen goede binnenshuisdekking. Indien het uitgangsvermogen op ieder opstelpunt wordt verhoogd met 10 dB, dan zullen beide band III netwerken een goede binnenshuisdekking bieden. Natuurlijk is het plaatsen van meer zenderopstelpunten ook een mogelijkheid. Voor de L-band zijn zowel meer opstelpunten als meer uitgangsvermogen nodig om een goede binnenshuisontvangst in Amsterdam te bereiken.Echter, de huidige internationale afspraken zijn gebaseerd op ontvangst buitenshuis en tijdens de RRC06 conferentie is besloten dat het interferentieniveau aan de buitengrens met 3 dB en in sommige gevallen tot 6 dB mag toenemen om ontvangst binnenshuis te realiseren. Daardoor zullen beide netwerktopologieën, om te voldoen aan de RRC06 normen, meer opstelpunten moeten gebruiken voor een goede binnenshuisdekking.Daarnaast is ook de prestatie van consumenten T-DAB ontvangers geëvalueerd volgens de EN 50248 norm. Voor een keukenradio met een sprietantenne en uitgaande van een stedelijk kanaalmodel, is de typisch haalbare gevoeligheid 39 dBµV/m v...

We describe the design and evaluation of an integrated low-cost underwater sensor node designed for reconfigurability, allowing continuous operation on a relatively small rechargeable battery for one month. The node uses a host CPU for the network protocols and processing sensor data and a separate CPU performs signal processing for the ultrasonic acoustic software-defined Modulator/Demodulator (MODEM). A Frequency Shift Keying- (FSK-) based modulation scheme with configurable symbol rates, Hamming error correction, and Time-of-Arrival (ToA) estimation for underwater positioning is implemented. The onboard sensors, an accelerometer and a temperature sensor, can be used to measure basic environmental parameters; additional internal and external sensors are supported through industry-standard interfaces (I2C, SPI, and RS232) and an Analog to Digital Converter (ADC) for analog peripherals. A 433 MHz radio can be used when the node is deployed at the surface. Tests were performed to validate the low-power operation. Moreover the acoustic communication range and performance and ToA capabilities were evaluated. Results show that the node achieves the one-month lifetime, is able to perform communication in highly reflective environments, and performs ToA estimation with an accuracy of about 1-2 meters.

No abstract