用于发射机校准的电路和系统技术方案

操作射频收发器的方法可包括：通过所述收发器的发射电路，基于数字校准信号产生同相(I)和正交(Q)模拟信号；通过所述发射电路，使用所述本机振荡器(LO)将I和Q模拟信号混合相移LO信号以产生上转换的I和Q信号，所述LO信号具有第一频率，并且组合所述上转换的I和Q信号以产生组合信号；和通过所述收发器的接收电路，使用第二频率处的采样率将基于所述组合信号的信号转化为接收的数字信号，所述第二频率低于所述第一频率，其中所述转化下变频组合信号中的频率内容。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于发射机校准的电路和系统相关申请的交叉引用本申请要求于2015年4月6日提交的美国临时专利申请No.62/143,522的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
技术介绍
射频(RF)发射机通常会遭受与降低传输性能的本机振荡器(LO)和同相(I)和正交(Q)信号路径相关的非理性。LO泄露包括以LO频率的发射信号中的意外代的频率内容。这种泄露通过各种机制发生，包括由于上变频混频器中的隔离不足导致从混频器的LO端口到混频器的输出的LO频率泄漏，以及IQ信号路径中的残余DC偏移混频器的输入与LO频率混频。IQ损失涉及发射信号中图像频率内容的意外生成。这种损失是由于同相和正交信号路径和上变频混频器的相位和增益不匹配而发生的。图1(a)描述了由发射机发射的信号的频率域视图的实施例。信号包括信号频率处的频率内容。图1(b)描述了由遭受LO泄露和IQ损失的发射机发射的频率域视图的实施例。发射信号包括上转换信号频率的预期频率内容以及LO频率和图像频率处的无意的频率内容。因此，需要电路和系统来校准发射机以校正LO泄露和IQ损失，优选地同时在包含发射机的收发器的校准路径中使任何进一步的非理性和/或所需的电路最小化。附图说明因此，可以理解本专利技术的特征，下面描述多个附图。然而，附图仅示出了本专利技术的特定实施例，因此不应将其视为限制其范围，因为本专利技术可以包括其他同等有效的实施例。图1(a)-1(b)分别是描述由发射机发射的信号、以及遭受LO泄露和IQ损失的发射机的信号的实施例的频率域表示的图。图2是描述射频收发器电路的实施例的示意图。图3是描述收发器电路的数字信号路径和校准电路的实施例的示意图。图4是描述校准收发器的发射机的方法的实施例的流程图。图5(a)-5(b)分别是描述提供给收发器电路的接收机的模拟转换器的校准信号、以及模数转换器对二次抽样后的校准信号的实施例的频率域表示的图。图6是描述校准收发器的发射机的方法的另一实施例的流程图。图7(a)-7(b)是描述用于校准数据发射的框架结构的实施例的图。具体实施方式射频收发器电路和操作收发器电路方法的实施例可提供收发器电路的发射机电路的改善校准，以校正发射机的LO泄露和IQ损失。射频收发器电路可包括发射电路、接收电路和校准电路。发射电路可基于数字信号产生同相(I)和正交(Q)模拟信号，使用本机振荡器(LO)将I和Q模拟信号混合相移LO信号以产生上转换的I和Q信号，并且组合所述上转换的I和Q信号以产生组合信号。LO信号可处于第一频率。接收电路可通过来自发射电路的环回接收组合信号，并且使用第二频率处的采样率基于组合信号将模拟信号转化为接收的数字信号。第二频率可以低于和第一频率相关的奈奎斯特频率，例如低于第一频率，使得所述转化下变频组合信号中的频率内容。校准电路可计算作为接收的数字信号函数的频道状态信息和校正系数，校正系数校正下列至少之一：LO泄露或IQ损失。因此，射频收发器电路可以通过发射和接收电路提供用于校准信号的路径，以避免通过使用子采样转换器而不是混合器从发射机电路下回信号，从而在接收电路中传递非理想性，从而简化在发射机电路中计算I和Q校正系数给校正LO泄露或IQ损失，避免了对接收电路的这种非理想性的需要。在操作收发器电路的方法中，发射电路可以生成基于数字校准信号的I和Q模拟信号，将I和Q模拟信号与LO和相移LO信号进行混合，生成上转换的I和Q信号，并结合上转换的I和Q信号生成组合信号.LO信号可能在第一频率。接收电路可以使用第二频率处的采样率将组合信号的循环信号转换为接收的数字信号，第二频率低于与第一频率相关的奈奎斯特频率，如小于第一频率，使所述转化下变频组合信号中的频率内容。校准电路可以将校正系数计算为接收的数字信号，校正系数校正下列至少之一LO泄露或IQ损失。在实施例中，为了校准LO泄露，发射电路可以产生组合的上转换的I和Q信号基于第一数字校准信号，校准电路可以根据接收电路从子采样转换得出的数字信号计算频道状态信息。可能是实际的DC信号，然后发射电路可以生成组合的上转换的I和Q信号基于第二数字校准信号，校准电路可以将校正系数计算为校正LO泄露接收电路的二次采样转换和计算的频道状态信息。第二数字校准信号可以是复合音调。为了校准IQ损失，发射电路可以产生基于第一数字校准信号的组合的上转换的I和Q信号，并且校准电路可以根据接收电路从子采样转换得出的数字信号计算频道状态信息。第一数字校准信号可以是实际音调。然后发射电路可以生成组合的上转换的I和Q信号基于第二数字校准信号，校准电路可以将校正系数计算为校正IQ损失接收电路的二次采样转换和计算的频道状态信息。第二数字校准信号可以是复合音调。图2描绘了射频收发器电路20的实施例，其提供发射机电路24的改进的校准以解决诸如LO泄露和IQ损失之类的非理性。收发器20可包括接收电路28，发射电路24和校准电路32。接收电路24可包括一个或多个放大器34,42、加和电路38、模数转换器46、锁相环(PLL)电路50、时钟电路54、数字信号路径和校准电路58的部分和串行接口62。发射电路24可包括串行接口66、数字信号路径和校准电路58的部分、同相信号路径电路70、正交信号路径电路74、加和电路78、相移电路82、分频电路86、LO电路90和PLL电路94。同相信号路径电路70可包括模数转换器98、滤波器102和混合器106。正交信号路径电路74可包括模数转换器110、滤波器114和混合器118。校准电路32可包括从发射机至接收器的环回信号路径电路122、和数字信号路径和校准电路58的部分。收发器电路20可以如下发射数据。发射机串行接口66可以接收待发射的数字数据。数字信号路径和校准电路58可以将数字数据转换成I和Q组分，根据校准系统确定的校正系数修改I和Q组分以补偿发射LO泄露和IQ不匹配，并将修改的I和Q组分提供给I和Q信号路径。I和Q信号路径的相应模数转换器98,110可以将I和Q组分转换为模拟信号。各滤波器102,114可以过滤转化的组分。各混合器106,118可以通过将组分与由相移电路82、分频电路86、LO电路90和PLL电路94提供的对应的未移位或移位的LO频率信号进行混合，来上转化过滤的组分。加和电路78可将混合I和Q组分加和以产生组合的发射信号。发射信号Tx(t)可以提供给天线发射。在实施例中，发射信号可以可选地在空中发射之前进一步升高到更高的频率。发射信号可以是作为发信号的LO信号的频率和数据信号的频率内容的函数的发送信号范围。LO信号可以处于被选择以产生预定的发射信号的第一频率传输频率范围。与第一频率相比，要发射的数据信号的带宽可能相对较小，因此发射信号的频率范围可能主要由第一频率决定。在一个实施例中，第一频率可以在约1.8GHz和约2.3GHz之间的范围内选择，并且发射频率范围可以是在约1.8GHz和约2.3GHz之间的该范围内由数据信号确定的带宽的频道。收发器20可以如下接收数据。接收器28可以接收来自天线的输入信号Rx(t)，接收器放大器34,42可以放大接收信号，模数转换器46可以将串行接口66可以输出处理后的数据作为接收数据信号。接收频率范围可以不同于发射频率范围，例如低于发射频率范围，甚至显着低于发射本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种操作射频收发器的方法，该方法包括：通过所述收发器的发射电路，基于数字校准信号产生同相(I)和正交(Q)模拟信号；通过所述发射电路，使用所述本机振荡器(LO)将I和Q模拟信号混合相移LO信号以产生上转换的I和Q信号，所述LO信号具有第一频率，并且组合所述上转换的I和Q信号以产生组合信号；和通过所述收发器的接收电路，使用第二频率处的采样率将基于所述组合信号的信号转化为接收的数字信号，所述第二频率低于所述所述第一频率，其中所述转化下变频组合信号中的频率内容。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.06 US 62/143,5221.一种操作射频收发器的方法，该方法包括：通过所述收发器的发射电路，基于数字校准信号产生同相(I)和正交(Q)模拟信号；通过所述发射电路，使用所述本机振荡器(LO)将I和Q模拟信号混合相移LO信号以产生上转换的I和Q信号，所述LO信号具有第一频率，并且组合所述上转换的I和Q信号以产生组合信号；和通过所述收发器的接收电路，使用第二频率处的采样率将基于所述组合信号的信号转化为接收的数字信号，所述第二频率低于所述所述第一频率，其中所述转化下变频组合信号中的频率内容。2.权利要求1所述的方法，还包括计算作为接收的数字信号函数的频道状态信息，所述频道状态信息表征通过所述发射电路、接收电路和使发射电路连接接收电路的环回电路形成的频道，所述频道状态信息包括下列至少之一：由所述频道产生的相位旋转或所述频道的环路增益。3.权利要求2所述的方法，还包括:基于衍生自第二校准信号的第二组合的上转换的I和Q信号，使用第二频率处的采样率将第二信号转化为第二接收的数字信号；和计算作为第二接收的数字信号和频道状态信息函数的校正系数,所述校正系数校正下列至少之一：发射电路的LO泄露或发射电路的IQ损失。4.权利要求3所述的方法，其中是校准信号包括实际DC信号，所述第二校准信号包括复合音调，并且所述校正系数校正LO泄露。5.权利要求3所述的方法，其中所述校准信号包括实际音调，所述第二校准信号包括复合音调，并且所述校正系数校正IQ损失。6.权利要求1所述的方法，还包括在不混合接收电路的情况下，基于从发射电路至接收电路的模数转换器的组合信号提供信号。7.权利要求3所述的方法，还包括数字下变频所述第二接收的数字信号以产生DC组分，其中所述计算的频道状态信息包括作为DC组分函数计算的环路增益和去旋转器组分。8.权利要求3所述的方法，还包括构成校准序列，所述校准序列包括至少一个第二校准信号的情况以计算所述频道状态信息，然后多个校准信号的情况以进行校正系数的迭代计算。9.权利要求1所述的方法，还包括:通过天线接收发射信号；和通过所述接收电路，使用所述第二频率处的采样率基于所述发射信号将所述信号转化为第二数字信号，其中所述第二频率高于和发射信号相关的奈奎斯特频率。10.权利要求2所述的方法，还包括:通过所述发射电路，产生I和Q数字信号以用于发射；和施加所述计算的校正系数至所述产生的I和Q数字信号。11.射频收发器电路，包括：发射电路，包括：数字信号发生器，基于数字校准信号产生同相(I)和正交(Q)模拟信号，混合器，混合I和Q模拟信号与本机振荡器(LO)和相移LO信号，以产生上转换的I和Q信号，所述LO信号具有第一频率，和信号组合器，组合上转换的I和Q信号一产生组合信号；和接收电路，包括模数转换器，以使用第二频率处的采样率将基于所述组合信号的信号转化为接收的数字信号，所述第二频率低于所述所述第一频率，其中所述转化下变频组合信号中的频率内容。12.权利要求11所述的射频收发器电路，还包括校准电路以计算作为接收的数字信号函数的频道状态信息，所述频道状态信息表征通过所述发射电路、接收电路和使发射电路连接接收电路的环回电路形成的频道，所述频道状态信息包括下列至少之一：由所述频道产生的相位旋转或所述频道的环路增益。13.权利要求12所述的射...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·阿拉维，S·阿哥哈塔尔，K·J·可耶兹，
申请(专利权)人：美国亚德诺半导体公司，
类型：发明
国别省市：美国,US