RF前端LO泄漏和正交误差参数的确定制造技术

本公开提供了一种以联合方式估计发射机RF前端(例如直接上变频发射机RF前端)的LO泄漏和正交误差参数的方法和系统。所提出的方法利用在发射机基带处插入的PN序列。在观测接收机侧，RX累加器被实现为对接收机信号求和，以利用来自发射机侧的相同PN序列的解扩增益。通过解扩过程，接收机

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】RF前端LO泄漏和正交误差参数的确定
[0001]相关申请
[0002]本公开要求2020年7月22日提交的、名称为“基于扩展频谱的二次误差和LO泄漏的联合参数估计”的美国临时专利申请No.63/054,953的优先权，其公开内容通过引用全部并入。


[0003]本公开一般涉及收发机射频(RF)前端的本地振荡器(LO)泄漏和正交误差参数的估计。特别地，本公开涉及直接转换RF前端架构中LO泄漏和正交误差参数的估计。

技术介绍

[0004]用于无线基础设施(例如蜂窝基站)的发射机传统上使用超外差或复杂中频(IF)架构来实现。使用直接转换架构而非超外差架构来实现无线发射机可以通过集成和使用更少的组件来降低总体系统成本和尺寸。
[0005]直接转换发射机通常包括同相(I)和正交相位(Q)基带路径，每个基带路径包括各自的混频器，该混频器使用频率大约等于期望RF中心频率的LO信号执行频率转换。I路径混频器LO信号和Q路径混频器LO的相位相差90度(正弦和余弦)，并且混频器输出在RF处相加。
附图说明
[0006]为了提供对本公开及其特征和优点的更完整的理解，结合附图参考以下描述，其中相同的参考数字表示相同的部分，其中：
[0007]图1示出了理想的RF混频器；
[0008]图2示出了LO泄漏的概念；
[0009]图3是直接转换收发机RF前端的一部分的说明性框图；
[0010]图4是理想混频器的模型的说明性框图；
[0011]图5是发射机和接收机之间的信道模型的说明性框图；
[0012]图6示出了根据本公开的一些实施例的示例性收发机前端；
[0013]图7示出了根据本公开的一些实施例的伪噪声(PN)序列注入和信号生成模块；
[0014]图8示出了根据本公开的一些实施例的发射机(TX)RF前端；
[0015]图9示出了根据本公开的一些实施例的模拟TX RF前端；
[0016]图10示出了根据本公开的一些实施例的观测模块；
[0017]图11示出了根据本公开的一些实施例的累加器模块；
[0018]图12示出了根据本公开的一些实施例的分析模块；
[0019]图13是根据本公开的一些实施例的用于确定LO泄漏和正交误差参数的方法的流程图；
[0020]图14是根据本公开的一些实施例的用于估计正交误差参数的方法的流程图；
[0021]图15是根据本公开的一些实施例的用于计算LO泄漏参数的方法的流程图；和
[0022]图16提供了示出根据本公开的一些实施例的示例数据处理系统的框图，该示例性数据处理系统可以被配置为实现或控制操作收发机前端的至少一部分。
具体实施方式
[0023]综述
[0024]本公开的系统、方法和设备各自具有几个创新方面，其中没有一个单独负责本文公开的所有期望属性。本文描述的主题的一个或多个实现的细节在下文和附图中阐述。
[0025]将收发机RF前端集成到射频集成电路(RFIC)中是当今流行的。优选的RF前端架构之一基于直接转换，也称为零中频(零IF)。基于直接转换前端架构的直接转换收发机可能遭受LO泄漏。如果不加以纠正，发射LO泄漏可能会在期望的发射范围内产生不必要的发射，从而可能危及系统性能。此外，直接转换前端架构可能遭受正交误差，后者也称为l/Q失衡。
[0026]为了理解LO泄漏的问题，参考图1和图2。在图1的示例中，示出了包括两个输入端口和一个输出端口的RF混频器。在RF混频器左侧示出了第一输入信号，在RF混频器下方示出了第二输入信号，而在RF混频器右侧示出了输出信号，每个输出信号具有一定的频率(f)和幅度(A)。理想的混频器产生输出频率F
OUT
，其是两个输入F
IN
和F
LO
的乘积，即输入(IN)频率和LO的频率。在频率方面，输出应为F
IN
+F
LO
和/或F
IN
‑
F
LO
。如果任一输入未驱动，则可能没有输出。在图1的示例中，可以将F
IN
设置为基带频率为1MHz的基带频率(F
BB
)，并且可以将F
LO
设置为LO频率为500MHz的F
LO
。如果混频器是理想的，它可以产生包含两个音调的输出：一个在499MHz和一个在501MHz。
[0027]由于硅管芯内的寄生电容和键合线到键合线的耦合，施加到RF混频器的LO端口的信号也可以直接耦合到RF输出。如图2的示例所示，这可导致在F
BB
和F
LO
处添加不希望的能量，如右上角图中F
BB
和F
LO
处F
OUT
中的向上箭头所示。F
BB
处的能量可以被忽略，因为它远离期望的输出，并且可以被位于混频器输出之后的RF分量过滤掉。无论F
BB
处的能量如何，F
LO
处的能量都可能是一个问题。它可能非常接近或在期望的输出信号内，并且难以或不可能通过滤波来去除，因为滤波也会过滤期望的信号。F
LO
处的这种不需要的能量被称为LO泄漏，即驱动混频器的LO泄漏到混频器的输出端口。
[0028]在仅传输一个边带的真实IF架构中，可以通过使用RF滤波来解决LO泄漏。相反，在两个边带都要被发送的零IF架构中，LO泄漏通常被添加在期望输出的调制频谱的中心，并且呈现出更困难的挑战。传统滤波不再是一种选择，因为任何消除LO泄漏的滤波通常也会去除所需传输的部分。
[0029]为了理解正交误差的问题，参考图3。图3示出了使用IQ调制器将比特流调制到载波上的直接转换无线发射机的一部分的示例框图100。在图3的示例中，表示为traffic_I和traffic_Q的两个比特流可以由数模转换器(DAC)102a、102b转换为模拟信号。DAC 102a、102b的输出可以驱动两个低通滤波器或TX基带滤波器(BBF)104以例如去除奈奎斯特图像。滤波器104的输出然后可以驱动IQ调制器的基带输入，图3中包括用于I和Q路径中的每一个的两个RF混频器108a、108b以及混频器110。RF混频器108a、108b可以与图2中所示的RF混频器类似地操作。来自LO 106的LO信号可以分成两个信号，振幅相等但相位差为90
°
。这两个正交信号可以驱动两个RF混频器108a、108b的输入，在该示例中，可以将其视为模拟乘法器。到RF混频器108a、108b的LO输入可以由锁相环(PLL)生成的相对纯的连续波形(CW)信号
驱动。两个RF混频器108a、108b的输出可以在混频器110中相加在一起以提供IQ调制器的输出。信号可以经由TX RF前端发送，TX RF前端通常包括功率放大器112和天线114。
[0030]I和Q信号的处理本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种由基于同相和正交相位(l/Q)的收发机前端实现的方法，所述方法包括：接收发射机信号，其中所述发射机信号基于用户数据信号和伪噪声序列；接收接收机信号，其中所述接收机信号基于所述用户数据信号和所述伪噪声序列；使用所述伪噪声序列获得解扩的发射机信号；以及使用所述伪噪声序列获得解扩的接收机信号。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：累加一个或多个发射机信号和一个或多个接收机信号以获得累加的发射机信号和累加的接收机信号；使用所述伪噪声序列解扩所述累加的发射机信号以获得解扩的发射机信号；和使用所述伪噪声序列解扩所述累加的接收机信号以获得解扩的接收机信号。3.根据权利要求2所述的方法，还包括：在累加和解扩所述发射机信号之前同步所述发射机信号；在解扩所述发射机信号和所述接收机信号之前同步所述伪噪声序列；和在累加和解扩所述接收机信号之前同步所述接收机信号。4.根据权利要求3所述的方法，其中使用一个或多个整数延迟值来同步所述发射机信号，以及其中使用一个或多个分数延迟值来同步所述接收机信号。5.根据权利要求1所述的方法，还包括：基于所述发射机信号、所述解扩的发射机信号、所述接收机信号和所述解扩的接收机信号，确定基于l/Q的收发机前端的一个或多个本地振荡器泄漏参数；和基于所述解扩的发射机信号和所述解扩的接收机信号确定基于l/Q的收发机前端的一个或多个正交误差参数。6.根据权利要求5所述的方法，还包括：基于所述解扩的发射机信号和所述解扩的接收机信号，确定基于l/Q的收发机前端的发射机射频前端和观测接收机之间的传输信道的信道特性。7.根据权利要求6所述的方法，还包括将所述发射机射频前端、所述传输信道和所述观测接收机实现为所述基于l/Q的收发机前端中的软件模型。8.根据权利要求6所述的方法，还包括：基于所述发射机信号、所述接收机信号和所述信道特性来消除干扰；和基于所述信道特性和所述干扰消除的结果来确定所述一个或多个本地振荡器泄漏参数。9.根据权利要求6所述的方法，还包括：基于所述信道特性确定所述一个或多个正交误差参数。10.根据权利要求6所述的方法，还包括：生成缩放因子；和使用所述缩放因子生成缩放的伪噪声序列，其中所述发射机信号和所述接收机信号基于所述缩放的伪噪声序列，并且其中还基于所述缩放因子来确定所述信道特性。11.根据权利要求1所述的方法，还包括：
生成所述伪噪声序列；根据二进制相移键控标准调制所述伪噪声序列以获得调制的伪噪声序列；缩放所述调制的伪噪声序列以获得缩放的伪噪声序列；和将所述缩放的伪噪声序列添加到所述用户数据信号以获得所述发射机信号。12.一种射频集成电路，包括：软件控制的数字电路，包括用于生成伪噪声序列的伪噪声发生器和用于将所述伪噪声序列或伪噪声序列导数与基于同相和正交相位(l/Q)的用户数据信...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：美国亚德诺半导体公司，
类型：发明
国别省市：