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发射机的模拟I/Q调制器的I/Q不均衡和DC偏移校准

阅读:640发布:2021-05-27

专利汇可以提供发射机的模拟I/Q调制器的I/Q不均衡和DC偏移校准专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及用来对发射机(3)的模拟I/Q 调制器 (2)的DC偏移和I/Q不均衡进行校准的方法和系统。 频率 为f0的校准 信号 (s(tk))被发送,并且用粗DC偏移补偿的预定补偿系数(E)来调整校准信号的同相信号(sI(tk))和 正交 相位 信号(sQ(tk))。测量第一粗DC偏移测量结果(v1),值(E)被改变,且测量第二粗DC偏移测量结果(v2)。随后用两个测量结果(v1和v2)估算E的最优值。用预定补偿系数(C(用于I/Q不均衡补偿)和D(用于细DC偏移补偿))及其测量结果(u1,u2和w1,w2)分别重复该处理。通过检测调制器输出的功率以给出功率检测器信号(p(tk))并使该信号与频率为f0的信号相关联来达到测量结果v和w。通过使信号(p(tk))与频率为2f0的信号相关联来达到测量结果(u)。,下面是发射机的模拟I/Q调制器的I/Q不均衡和DC偏移校准专利的具体信息内容。

1.一种用于校准发射机(3)的模拟I/Q调制器(2)的方法, 所述发射机(3)包括补偿电路(4)、检测器电路(20)、和确定电 路(21),其中,校准信号(s(tk))被发送,并且在至少一个补偿测 量组(un,vn,wn)中,在两个校准步骤中用至少一个预定补偿系数 (C,D,E)来调整校准信号(s(tk))的同相信号(sI(tk))和正交信号(sQ(tk)), 其中:
在第一校准步骤中,用第一复合补偿值(Cn,1,Dn,1,En,1)调整校准 信号(s(tk)),并且使检测器电路(20)的输出信号与所述校准信号 (s(tk))的谐波(H1,H2)相关联,以产生第一复合补偿测量结果(un,1, vn,1,wn,1),
在第二校准步骤中,用第二复合补偿值(Cn,2,Dn,2,En,2)调整校准 信号(s(tk)),并且使检测器电路(20)的输出信号与所述校准信号 (s(tk))的所述谐波(H1,H2)相关联,以产生第二复合补偿测量结 果(un,2,vn,2,wn,2),
根据所述复合补偿值(Cn,1,Cn,2,Dn,1,Dn,2,En,1,En,2)和所述复合 补偿测量结果(un,1,un,2,vn,1,vn,2,wn,1,wn,2)确定复合补偿系数 (C,D,E)的下一最优补偿值(Cn,Dn,En)。
2.如权利要求1所述的方法,其中,所述补偿系数之一表示I/Q 补偿的复合I/Q补偿系数(C)。
3.如权利要求2所述的方法,其中,
在第一校准步骤中,用第一复合I/Q补偿值(Cn,1)来调整校准信 号(s(tk)),并且使检测器电路(20)的输出信号与所述校准信号(s(tk)) 的第二谐波(H2)相关联,以产生第一复合I/Q补偿测量结果(un,1),
在第二校准步骤中,用第二复合I/Q补偿值(Cn,2)来调整校准信 号(s(tk)),并且使检测器电路(20)的输出信号与所述校准信号(s(tk)) 的第二谐波(H2)相关联,以产生第二复合I/Q补偿测量结果(un,2),
根据通过式Cn=(un,2·Cn,1-un,1·Cn,2)/(un,2-un,1)给出的所述复合I/Q 补偿值(Cn,1,Cn,2)和所述复合I/Q补偿测量结果(un,1,un,2)确定下一 最优I/Q补偿值(Cn):。
4.如权利要求2或3所述的方法,其中,在用于粗I/Q补偿的 粗校准测量组中:
根据正预定常数(ΔCn)设置第一I/Q补偿值(Cn,1),
根据负预定常数(-ΔCn)设置第二I/Q补偿值(Cn,2),
在用于求平均的预定周期(N2)上确定各个第一复合粗I/Q测 量结果(un,1,un,2),
确定通过式Cn=(un,2·Cn,1-un,1·Cn,2)/(un,2-un,1)给出的下一最 优粗I/Q补偿值(Cn)。
5.如权利要求2至4之一所述的方法,其中,在用于细I/Q补 偿的细校准测量组中:
设置由式Cn,1=Cn-1,1+ΔCn给出的第一I/Q补偿值(Cn,1),
设置由式Cn,2=Cn-1,2-ΔCn给出的第二I/Q补偿值(Cn,2),
在用于求平均的预定周期(N4)上确定各个第一复合细I/Q测 量结果(un,1,un,2),
确定通过式Cn=(un,2·Cn,1-un,1·Cn,2)/(un,2-un,1)给出的下一最 优细I/Q补偿值(Cn)。
6.如权利要求1至5之一所述的方法,其中,所述补偿系数中 的另一个表示用于粗DC补偿的复合粗DC补偿系数(E)。
7.如权利要求6所述的方法,其中,
在第一校准步骤中,用第一复合粗DC补偿值(En,1)来调整校准 信号(s(tk)),并且使检测器电路(20)的输出信号与所述校准信号 (s(tk))的第一谐波(H1)相关联,以产生第一复合粗DC补偿测量 结果(vn,1),
在第二校准步骤中,用第二复合粗DC补偿值(En,2)来调整校准 信号(s(tk)),并且使检测器电路(20)的输出信号与所述校准信号 (s(tk))的第一谐波(H1)相关联,以产生第二复合粗DC补偿测量 结果(vn,2),
根据通过式En=(vn,2·En,1-vn,1·En,2)/(vn,2-vn,1)给出的所述复合粗 DC补偿值(En,1,En,2)和所述复合粗DC补偿测量结果(vn,1,vn,2)确 定下一最优粗DC补偿值(En)。
8.如权利要求6或7所述的方法,其中,在用于粗DC补偿的 粗校准测量组中:
根据正预定常数(ΔEn)设置第一复合粗DC补偿值(En,1),
根据负预定常数(-ΔEn)设置第二复合粗DC补偿值(En,2),
在用于求平均的预定周期(N1)上确定各个第一复合粗DC补 偿测量结果(vn,1,vn,2),
确定通过式En=(vn,2·En,1-vn,1·En,2)/(vn,2-vn,1)给出的下一最优粗 DC补偿值(En)。
9.如权利要求1至8之一所述的方法,其中,所述补偿系数中 的另一个表示用于细DC补偿的复合细DC补偿系数(D)。
10.如权利要求9所述的方法,其中,
在第一校准步骤中,用第一复合细DC补偿值(Dn,1)来调整校准 信号(s(tk)),并且使检测器电路(20)的输出信号与所述校准信号 (s(tk))的第一谐波(H1)相关联,以产生第一复合细DC补偿测量 结果(wn,1),
在第二校准步骤中,用第二复合细DC补偿值(Dn,2)来调整校准 信号(s(tk)),并且使检测器电路(20)的输出信号与所述校准信号 (s(tk))的第一谐波(H1)相关联,以产生第二复合细DC补偿测量 结果(wn,2),
根据通过式Dn=(wn,2·Dn,1-wn,1·Dn,2)/(wn,2-wn,1)给出的所述复合细 DC补偿值(Dn,1,Dn,2)和所述复合细DC补偿测量结果(wn,1,wn,2)确 定下一最优细DC补偿值(Dn)。
11.如权利要求9或10所述的方法,其中,在用于细DC补偿 的细校准测量组中:
根据正预定常数(ΔDn)设置第一复合细DC补偿值(Dn,1),
根据负预定常数(-ΔDn)设置第二复合细DC补偿值(Dn,2),
在用于求平均的预定周期(N3)上确定各个第一复合DC测量 (wn,1,wn,2),
确定通过式Dn=(wn,2·Dn,1-wn,1·Dn,2)/(wn,2-wn,1)给出的下一最优细 DC补偿值(Dn)。
12.如前述权利要求之一所述的方法,其中,在相同的预定周 期(N)或在不同的预定周期(N1,N2,N3,N4)中执行每一校准测 量组(un,vn,wn)。
13.如前述权利要求之一所述的方法,其中,在初始化步骤中 将每一复合补偿系数(C,D,E)设置为0。
14.如前述权利要求之一所述的方法,其中,所述粗校准测量 组(un,vn)的预定周期(N1,N2)低于所述细校准测量组(un,wn) 的预定周期(N3,N4)。
15.如前述权利要求之一所述的方法,其中,对于每一补偿系 数(CI/Q,DI/Q,EI/Q)用由下式给出的最大补偿值和最小补偿值来预 定义值范围:
Cmin<=CI,CQ<=Cmax,
Dmin<=DI,DQ<=Dmax和/或
Emin<=EI,EQ<=Emax
其中,如果所述系数(CI/Q,DI/Q,EI/Q)之一的下一最优值的实 部或虚部之一的限制被超出,则相应的实部或虚部被设置给各个最大 补偿值或最小补偿值。
16.如前述权利要求之一所述的方法,其中,在不同的工作条 件下,例如,在不同的频率条件和/或温度条件下、和/或在变化的工 作状态下,确定所述补偿系数(C,D,E)。
17.一种用于校准发射机(3)的模拟I/Q调制器(2)的系统, 包括:
基带处理器(5),用于产生具有同相信号(sI(tk))和正交信号 (sQ(tk))的作为输入信号的校准信号(s(tk)),
数字补偿电路(4),用于在两个校准步骤中用至少一个复合补 偿系数(C,D,E)来调整所述同相信号(sI(tk))和所述正交信号 (sQ(tk)),
I/Q调制器(2),用于调制经调整的同相信号(sI(tk))和经调 整的正交信号(sQ(tk)),并且用于产生RF输出信号(sRF(t)), 模拟检测器电路(20),其耦接到I/Q调制器(2)并且与所述 校准信号(s(tk))的谐波中的至少一个相关联,从而为所述两个校准 步骤提供复合测量结果(un,vn,wn),以及
确定电路(21),用于确定所述复合补偿系数(C,D,E)的 下一最优补偿值(Cn,Dn,En),以对所述同相信号(sI(tk))和所述 正交信号(sQ(tk))进行预失真。
18.如权利要求17所述的系统,其中,耦接在补偿电路(4) 和模拟I/Q调制器(2)之间的数模转换器(24)将数字的同相信号 (sI(tk))和数字的正交信号(sQ(tk))转换为模拟I基带信号和模拟Q 基带信号。
19.如权利要求17或18所述的系统,其中,所述检测器电路 (20)是用于确定RF输出信号(sRF(t))的输出功率的功率检测器 (22)。
20.如权利要求17至19之一所述的系统,其中,所述检测器 电路(20)耦接到所述模数转换器(24),所述模数转换器(24)对 确定的RF输出信号(sRF(t))的输出功率进行数字化。
21.如权利要求20所述的系统,其中,所述确定电路(21)是 通过所述模数转换器(24)耦接到所述检测器电路(20)的数字信号 处理器,其用于确定最优补偿值(Cn,Dn,En)。
22.如权利要求17至21之一所述的系统,其中,所述确定电 路(21)耦接到所述补偿电路(4)。

说明书全文

技术领域

发明涉及用来对数字通信系统中所使用的发射机的模拟I/Q 调制器进行校准的方法和系统。

背景技术

现代的通信或发射系统基于数字信号处理技术。这种通信系统 可发送和接收信号。数字通信技术被用在诸如无线电通信的无线通 信、电信、和局域网等几乎所有领域中。数字通信基于使用数字调制 技术而由发射机发送并由接收机接收的特定类别的通信信号。这些技 术使用一类执行向量或正交调制的信号调制器。经向量调制的信号或 经正交调制的信号是根据定义了相位向量的同相分量和正交分量而 调制的幅度和相位调制信号。在向量调制或正交调制中,两个调制输 入信号单独地调制载波信号的同相分量或信号(I)和正交分量或信 号(Q)。通常的数字发射机架构包括由可调谐的或固定的模拟I/Q 调制器将发送信号从基带上变频到RF载波频率(=I/Q上变频)。
然而,发射机的模拟部分中的I支路和Q支路之间不可避免的 不均衡导致对图像型号抑制不足。由于硬件公差,完全均衡的模拟 I/Q调制器并非现实可行,这导致对图像信号的有限抑制。设计I/Q 调制器时的主要问题是通过维持I信道和Q信道之间的正交(即, 使I信道和Q信道之间的幅度和/或相位误差最小化)并使直流(DC) 偏移最小化(使载波泄露最小化)来对I/Q不均衡进行补偿。这些因 素中的每一个都可导致被发送的信号中出现失真,这导致接收机处的 误码率增大。而且,这些因素随着温度、装置偏压、部件老化、和频 率而改变,这通常使得必须在操作期间进行重新调整。因此,例如, 必须通过使用数字信号处理来补偿I/Q不均衡的影响。
已经在不同的文献中广泛描述了对模拟I/Q不均衡的数字补偿。 大部分公开考虑到了接收机处的I/Q不均衡。因为在此在数字部分之 前出现了模拟不均衡,所以可实现基于自适应滤波或盲系数估计的直 接补偿技术。
其它系统使用了对发射机处的I/Q不均衡进行的补偿。这种方 法更加困难。US6298096B1描述了使用正交调制器的发射调制器, 所述正交调制器具有产生预失真输出信号的预失真模。预失真模块 基于一组预失真系数对由正交调制器引入的误差进行预补偿。正交调 制器从预失真模块接收输出信号。正交调制器对I信道信号和Q信 道信号进行上变频,并且将它们结合起来。在该处理中,正交调制器 引入了误差。在校准模式下,校准频率处的正弦波被施加到预失真模 块的输入端,并且将变换器耦接到正交调制器的输出端。变换器产生 对变频为基带的正交调制器的输出的频谱的数字表示。在校准频率和 校准频率的两倍处产生由正交调制器误差产生的而由预失真模块的 效应降低的寄生能量。二次多项式最小化计算器接收变换器的输出。 基于处于校准频率的正交调制器的输出的频谱的数字表示中所存在 的能量与之前的预失真系数值之间的二次关系,二次多项式最小化计 算器确定之后的预失真系数值。该现有技术的补偿方法基于重复执行 的迭代处理。在已经做出初始确定之后,每当重复执行迭代补偿处理 时,之前的预失真系数值就被用作起点。该处理需要额外的时间来收 敛于最优值。
另外,EP04106643.2描述了针对LO泄露和I/Q失配校准的另一 方法。该校准方法基于通过至少一个预定补偿系数对校准信号进行的 调整。在三个校准步骤中确定该补偿系数。该处理还需要额外的时间 来收敛于最优补偿值。

发明内容

因此,本发明的目的是提供用来对数字通信系统中所使用的发 射机的模拟I/Q调制器进行校准的方法和系统,所述校准不消耗过多 的处理时间和功率。
通过包括权利要求1所给出的特性的校准方法来解决问题。
从属权利要求中给出了本发明的有利的实施例
根据本发明,校准信号s(tk)被发送,并且在至少一个补偿测量 组中,在两个校准步骤中用至少一个预定补偿系数来调整校准信号 s(tk)的同相信号sI(tk)和正交信号sQ(tk)。两个校准步骤被细分为第一 校准步骤和第二校准步骤。在第一校准步骤中,用第一复合补偿值调 整校准信号,并且使检测器电路的输出信号与所述校准信号s(tk)的谐 波相关联,以产生第一复合补偿测量结果。在第二校准步骤中,用第 二复合补偿值调整校准信号s(tk),并且使检测器电路的输出信号与所 述校准信号s(tk)的所述谐波相关联,以产生第二复合补偿测量结果。 接下来,针对各个复合补偿值和各个复合补偿测量结果确定至少一个 复合补偿系数的下一最优补偿值。
这种减少到两个校准测量步骤的校准方法导致得到简单快速的 处理来用预定补偿系数校准发射机中的I/Q调制器,该预定补偿系数 对幅度和/或相位不均衡以及DC偏移或希望补偿的其它信号衰减进 行补偿。有利的是,该校准处理基于线性补偿,所述线性补偿允许将 校准测量阶段的数量减少为仅剩稍后描述的两个校准阶段。
根据本发明的一方面,补偿系数之一表示I/Q补偿的复合I/Q补 偿系数。对于完整的校准方法,不同的预定复合I/Q补偿值被应用于 粗I/Q补偿系数和细I/Q补偿系数。其它补偿系数表示粗DC补偿系 数和细DC补偿系数。在该校准方法中,将两个补偿值应用于每一补 偿系数。
换言之:无论I/Q补偿或DC补偿之一被提供还是二者都被提供, 在第一校准步骤中,均用第一复合补偿值来调整校准信号。在该步骤 中,使检测器电路的输出信号与所述校准信号的谐波相关联,例如, 与第二谐波相关联,由此来产生第一复合I/Q补偿测量结果,或者与 第一谐波(=基频)相关联,由此来产生第一复合DC补偿测量结果。 在第二校准步骤中,用第二复合补偿值来调整校准信号。在该步骤中, 使检测器电路的输出信号与校准信号的所述谐波相关联,例如,与第 二谐波相关联,由此来产生第二复合I/Q补偿测量结果,或者与第一 谐波(=基频)相关联,由此来产生第二复合DC补偿测量结果。根 据通过以下方式得到的所述复合补偿值和所述复合补偿测量结果来 确定下一最优补偿值:
对于用I/Q补偿系数C进行的I/Q补偿:
Cn=(un,2·Cn,1-un,1·Cn,2)/(un,2-un,1)。
对于用粗DC补偿系数E进行的粗DC补偿:
En=(vn,2·En,1-vn,1·En,2)/(vn,2-vn,1)。
对于用细DC补偿系数D进行的细DC补偿:
Dn=(wn,2·Dn,1-wn,1·Dn,2)/(wn,2-wn,1)。
在本发明的另一实施例中,对每一补偿系数提供一组校准测量。 在一个复杂实施例中,在粗校准测量组和细校准测量组中逐步执行对 I/Q不均衡和DC偏移的补偿。例如,在用于粗I/Q补偿的粗校准测 量组中,根据正预定常数设置第一I/Q补偿值,并且在预订数量的周 期提供各个复合粗I/Q补偿测量以进行平均。而且,根据负预定常数 设置第二I/Q补偿值,并且在预订的周期提供各个复合粗I/Q补偿测 量。接下来,用所述I/Q补偿值和所述复合粗I/Q测量结果来确定下 一最优粗I/Q补偿值。在用于细I/Q补偿的第一校准测量组中,用之 前的最优值和正预定常数给出第一复合细I/Q补偿值,并且用之前的 最优值和负预定常数给出第二复合细I/Q补偿值。
在相同的预定周期执行每一校准测量组以进行求平均。可选的 是或其它的是,在不同的预定周期执行校准测量组以进行求平均。这 些用于确定各个补偿系数的补偿值的不同周期允许针对细补偿和粗 补偿的完整校准方法。作为优选实施例,粗校准测量组的预定周期少 于细校准测量组的预定周期。例如,对于粗校准测量组,用于求平均 的预定周期被设置为8个周期,并且对于细校准测量组,用于平均的 预定周期被设置为64个周期。这允许以较容易的方式进行具有I/Q 调制器的细校准和粗校准的完整校准。
在本发明的另一实施例中,对于每一补偿系数,具有最大补偿 值和最小补偿值的值范围被预定义。为了保持值范围,观察下一最优 值。在下一最优值的实数部分或虚数部分超过给定值范围的限制的情 况下,下一最优值被设置为给定的最大补偿值或最小补偿值。
而且,可在不同的工作条件下(例如,在不同的频率条件和/或 温度条件下、和/或在变化的工作状态下)确定补偿系数的补偿值。
配置补偿处理来补偿一个或多个不均衡。例如,补偿系数之一 补偿同相信号sI(tk)和正交信号sQ(tk)中的幅度和相位不均衡。其它补 偿系数补偿同相信号sI(tk)和正交信号sQ(tk)中的直流偏移。
关于用来校准发射机的模拟I/Q调制器的系统,用以下方式来 解决本发明的问题:
基带处理器,用于产生具有同相信号sI(tk)和正交信号sQ(tk)的作 为输入信号的校准信号s(tk),
数字补偿电路,用于在两个校准步骤中用至少一个复合补偿系 数来调整所述同相信号sI(tk)和所述正交信号sQ(tk),
I/Q调制器,用于调制经调整的同相信号和经调整的正交信号, 并且产生RF输出信号sRF(t),
模拟检测器电路,其耦接到I/Q调制器并且与所述校准信号s(tk) 的谐波H1或H2中的至少一个相关联,从而为所述两个校准步骤提供 复合测量结果,以及
确定电路,用于确定复合补偿系数的下一最优补偿值,以对同 相信号sI(tk)和正交信号sQ(tk)进行预失真。
而且,该系统包括数模转换器,所述数模转换器耦接在补偿电 路和模拟I/Q调制器之间,所述数模转换器将数字的同相信号sI(tk) 和数字的正交信号sQ(tk)转换为模拟I基带信号和模拟Q基带信号。
在一个优选实施例中,所述检测器电路是用于确定RF输出信号 sRF(t)的输出功率的功率检测器。检测和确定电路包括使被确定的RF 输出信号sRF(t)数字化的模数转换器。模数转换器与所述检测器电路 耦接。数字化的信号被传送到所述确定电路,所述确定电路例如是耦 接到所述检测器电路的数字信号处理器,从而确定相关补偿系数的 值。
附图说明
图1示出了用于校准发射机的模拟I/Q调制器的系统的发射部 分的功能图,发射机包括补偿电路和I/Q调制器,
图2示出了用于校准所述模拟I/Q调制器的系统的检测和确定 部分的功能图,该部分中包括检测器电路和确定电路。

具体实施方式

将更详细地描述本发明。具体而言,将用用于检测器电路的示 例模型来描述本发明,所述检测器电路包括功率检测器。
图1示出了用于校准具有补偿电路4的例如直接上变频发射机3 的模拟I/Q调制器2的系统的功能图。发射机3可被用在诸如WLAN 发射机或收发机之类的无线电通信设备中,所述无线电通信设备可被 集成在几种电子设备中,例如集成在便携式计算机中、移动电话中、 数码相机中,等等。
发射电路1包括基带处理器5、所述补偿电路4、一对数模转换 器6、所述I/Q调制器2和天线7。基带处理器5可以是例如数字信 号处理器、中央处理器、或某些其他类型的处理设备或逻辑电路
基带处理器5产生具有同相信号sI(tk)和正交信号sQ(tk)的数字 输入信号s(tk),用于通过天线7进行RF发送。
用以下方程式在补偿电路4中用不同的补偿系数CI/Q、DI/Q和 EI/Q来调整同相信号sI(tk)和正交信号sQ(tk):
dI(tk)=CI*sI(tk)+sI(tk)+DI
dQ(tk)=CQ*sQ(tk)+sQ(tk)+DQ
其中,dI(tk)和dQ(tk)是产生了模拟输出信号aI(t)和aQ(t)的数模转 换器6的数字输入信号;CI和CQ是用于I/Q不均衡补偿的系数;DI 和DQ是用于数字细I/Q偏移补偿的系数。
其后,通过一对数模转换器6将经调整的数字同相信号sI(tk)和 经调整的数字正交信号sQ(tk)转换到模拟域,并且将它们馈送到I/Q 调制器2用于进行直接上变频。
所述I/Q调制器2包含模拟DC偏移补偿电路15,其由以下方 程描述:
cI(t)=aI(t)+V*EI
cQ(t)=aQ(t)+V*EQ
其中,EI和EQ是用于模拟粗DC偏移补偿的系数,并且V描 述了数模转换器23的DC偏移补偿特性。
尽管粗DC补偿系数EI和EQ以及细DC补偿系数DI和DQ补偿 了相同的衰减,即,DC偏移,有利的是具有这两者。在没有粗DC 补偿系数EI和EQ的情况下,细DC补偿系数DI和DQ将变得过大从 而数模转换器6的动态范围将会缩减。
补偿电路15的输出信号cI(t)和cQ(t)被馈送到混频器18和19, 混频器18和19运行在来自本机振荡器8的RF载波频率下并产生通 过天线7发射的RF输出信号sRF(t)。另外,诸如放大器滤波器等 的其它部件,例如低通滤波器,可被包括在发射电路1中。
现在将更详细地描述补偿系数CI/Q、DI/Q和/或EI/Q的确定:
图2示出了用于校准所述模拟I/Q调制器2的系统的检测和确 定部分的功能图,其包括检测器电路20和确定电路21。
所述模拟检测器电路20可直接耦接到I/Q调制器2。在一个优 选实施例中,所述检测器电路20是用于确定RF输出信号sRF(t)的输 出功率的功率检测器22。校准方法相对于功率检测器22的特定特征 是鲁棒的,即,不考虑检测器是线性包络检测器还是对数包络检测器。 检测和确定电路包括耦接到所述检测器电路20的模数转换器24。模 数转换器24将模拟检测器信号转换为数字信号p(tk)。数字化的信号 p(tk)被馈送到所述确定电路21,确定电路21例如是耦接到所述检测 器电路20的数字信号处理器,用于确定一个或多个相关补偿系数 CI,Q、DI,Q和EI,Q的值。
当执行校准测量组时,基带处理器5根据下式发送具有频率f0 的校准信号s(tk):
SI(tk)=A·cos(2π·f0·tk),
sQ(tk)=A·sin(2π·f0·tk).
对于用于确定DC偏移补偿系数D和E的DC偏移测量,根据 下式,确定电路21将功率检测器信号p(tk)与相同的频率f0相关,尤 其与第一谐波H1(=1f0,基频)相关:
v I , w I = Σ k = 0 NM - 1 p ( t k ) · cos ( 2 π · f 0 · t k ) ,
v Q , w Q = Σ k = 0 NM - 1 p ( t k ) · sin ( 2 π · f 0 · t k ) ,
其中,M是具有频率f0的校准信号s(tk)的单一周期的采样数量, 并且N是用于求平均的周期数;v和w是对补偿系数E和D的测量 结果。
在本发明的可能的实施例中,采样率是20MHz(即,tk+1-tk= 50ns),频率f0是312.5kHz并且采样数M是64。用于求平均的周期 数N可以不同。
对于用于确定I/Q补偿系数C的I/Q不均衡补偿测量,确定电 路21将功率检测器信号p(tk)与频率f0相关,尤其与第二谐波H2(=2 f0)相关:
u I = Σ k = 0 NM - 1 p ( t k ) · cos ( 4 π · f 0 · t k ) ,
u Q = Σ k = 0 NM - 1 p ( t k ) · sin ( 4 π · f 0 · t k ) ,
为了描述对下一最优补偿系数C、D和/或E进行的计算,有利 的是引入复合符号:
I/Q补偿             C=CI+j*CQ,
粗DC补偿            E=EI+j*EQ,
细DC补偿            D=DI+j*DQ,
I/Q测量结果         u=uI+j*uQ,
粗DC测量结果        v=vI+j*vQ,
细DC测量结果        w=wI+j*wQ
对于I/Q补偿测量n,两个复合I/Q补偿值Cn,1和Cn,2被应用, 并且对应的I/Q补偿测量结果被测量。有利的是,I/Q补偿值Cn,1和 Cn,2被设置如下:
Cn,1=Cm+ΔCn
Cn,2=Cm-ΔCn
其中,Cm是前一最优值,并且ΔCn是预定常数。
其后,下一最优I/Q补偿值Cn被给出如下:
Cn=(un,2·Cn,1-un,1·Cn,2)/(un,2-un,1)。
对于粗DC补偿,用相同的公式,只是I/Q补偿系数C由粗DC 补偿系数E替代:
En=(vn,2·En,1-vn,1·En,2)/(vn,2-vn,1)。
对于细DC补偿,用相同的公式,只是I/Q补偿系数C由细DC 补偿系数D替代:
Dn=(wn,2·Dn,1-wn,1·Dn,2)/(wn,2-wn,1)。
全部补偿值CI/Q、DI/Q和/或EI/Q是如下特定有效值范围内的实 数:
Cmin<=CI,CQ<=Cmax,
Dmin<=DI,DQ<=Dmax和/或
Emin<=EI,EQ<=Emax。
为了不超过这些限制,下一最优值的实部(例如,Cn,I)和虚部 (例如,Cn,Q)被针对所述限制进行检查,并且如果超过了限制则所 述实部和虚部饱和,即,如果实际值>Cmax,则被设置为例如Cmax, 或者如果实际值<Cmin,则被设置为Cmin。在可能的实施例中,所述 限制被给出如下:
Cmin=-512,Cmax=511,
Dmin=-1024,Dmax=1023和/或
Emin=-15,Emax=15。
而且,在根据本发明的校准模式下,为每一个补偿系数CI/Q、 DI/Q和EI/Q提供多个校准测量组-一组或多组;所述校准测量组中的 每一组都针对每一系数CI/Q、DI/Q和EI/Q包括开个校准步骤。具体而 言:
1.初始化
全部补偿系数被设置为0:
设置C0=0,D0=0,E0=0。
2.粗DC补偿(=第一校准测量组)
设置E1,1=ΔE1,使用用于求平均的N1周期来测量v1,1(=第一 校准步骤),
设置E1,2=-ΔE1,使用用于求平均的N1周期来测量v1,2(=第二 校准步骤),
设置下一最优值E1=Sat{[v1,2·E1,1-v1,1·E1,2]/(v1,2-v1,1)}
3.粗I/Q补偿(=第二校准测量组)
设置C2,1=ΔC2,使用用于求平均的N2周期来测量u2,1(=第一 校准步骤),
设置C1,2=-ΔC2,使用用于求平均的N2周期来测量u2,2(=第二 校准步骤),
设置下一最优值C2=Sat{[u2,2·C2,1-u2,1·C2,2]/(u2,2-u2,1)}
4.细DC补偿(=第三校准测量组)
设置D3,1=ΔD3,使用用于求平均的N3周期来测量w3,1(=第一 校准步骤),
设置D3,2=-ΔD3,使用用于求平均的N3周期来测量w3,2(=第二 校准步骤),
设置下一最优值D3=Sat{[w3,2·D3,1-w3,1·D1,2]/(w3,2-w3,1)}
5.细I/Q补偿(=第四校准测量组)
设置C4,1=C2+ΔC4,使用用于求平均的N4周期来测量u4,1(=第 一校准步骤),
设置C4,2=C2-ΔC2,使用用于求平均的N4周期来测量u4,2(=第 二校准步骤),
设置下一最优值C4=Sat{[u4,2·C4,1-u4,1·C4,2]/(u4,2-u4,1)}
可以以用于求平均的相同的预定周期N执行每一校准测量组。优 选的是,用于求平均的周期对于细和粗补偿是不同的。在一个实施例 中,使用以下周期N1至N4:
N1=N2=8,用于粗校准测量组,以及
N3=N4=64,用于细校准测量组。
这种具有预定值的线性补偿方法将校准测量的数量减少到两个 测量。通常,进一步的迭代不会改善该结果。
而且,可在不同的工作条件下(例如,在不同的频率条件和/或 温度条件下、和/或在变化的工作状态下)确定和计算补偿系数CI/Q、 DI/Q和/或EI/Q。
在另一替代实施例中,基带处理器5和确定电路21可以是同一数 字信号处理单元,诸如数字信号处理器、中央处理器、或某些其他类 型的处理装置或逻辑电路数字处理单元。
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