发射机的模拟I/Q调制器的I/Q不均衡和DC偏移校准制造技术

本发明专利技术涉及用来对发射机(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)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术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。
技术介绍
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1/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块。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。
技术实现思路
因此，本专利技术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。9从属权利要求中给出了本专利技术的有利的实施例。根据本专利技术，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Stk)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。根据本专利技术的一方面，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1/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-CnUn,rCn,2)/(Un,2-Unj)。对于用粗DC补偿系数E进行的粗DC补偿En:(Vn,En,!-Vn,En'2)/(Vn,2-Vnj)。对于用细DC补偿系数D进行的细DC补偿D,(Wn,2-Dn,厂Wn,rDn,2)/(Wn,2-Wn,！)。在本专利技术的另一实施例中，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 1/Q补偿值，并且在预订的周期提供各个复合粗1/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1/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1/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，对于本文档来自技高网...

【技术保护点】
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（ｔ↓［ｋ］））被发送，并且在至少一个补偿测量组（ｕ↓［ｎ］，ｖ↓［ｎ］，ｗ↓［ｎ］）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（ｔ↓［ｋ］））的同相信号（ｓ↓［Ｉ］（ｔ↓［ｋ］））和正交信号（ｓ↓［Ｑ］（ｔ↓［ｋ］）），其中：　在第一校准步骤中，用第一复合补偿值（Ｃ↓［ｎ，１］，Ｄ↓［ｎ， １］，Ｅ↓［ｎ，１］）调整校准信号（ｓ（ｔ↓［ｋ］）），并且使检测器电路（２０）的输出信号与所述校准信号（ｓ（ｔ↓［ｋ］））的谐波（Ｈ↓［１］，Ｈ↓［２］）相关联，以产生第一复合补偿测量结果（ｕ↓［ｎ，１］，ｖ↓［ｎ，１］，ｗ↓［ｎ，１］），　在第二校准步骤中，用第二复合补偿值（Ｃ↓［ｎ，２］，Ｄ↓［ｎ，２］，Ｅ↓［ｎ，２］）调整校准信号（ｓ（ｔ↓［ｋ］）），并且使检测器电路（２０）的输出信号与所述校准信号（ｓ（ｔ↓［ｋ］））的所述谐波（Ｈ↓［１］，Ｈ↓［２］）相关联， 以产生第二复合补偿测量结果（ｕ↓［ｎ，２］，ｖ↓［ｎ，２］，ｗ↓［ｎ，２］），　根据所述复合补偿值（Ｃ↓［ｎ，１］，Ｃ↓［ｎ，２］，Ｄ↓［ｎ，１］，Ｄ↓［ｎ，２］，Ｅ↓［ｎ，１］，Ｅ↓［ｎ，２］）和所述复合补偿测量结果（ｕ↓［ｎ，１］ ，ｕ↓［ｎ，２］，ｖ↓［ｎ，１］，ｖ↓［ｎ，２］，ｗ↓［ｎ，１］，ｗ↓［ｎ，２］）确定复合补偿系数（Ｃ，Ｄ，Ｅ）的下一最优补偿值（Ｃ↓［ｎ］，Ｄ↓［ｎ］，Ｅ↓［ｎ］）。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2006.9.20 EP 06120960.7;2007.5.11 EP 07108024.61.一种用于校准发射机(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((^,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(ulU)，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Cf(lV2-C^-Un,rCn,2)/(Un,2-U^)给出的所述复合I/Q 补偿值(Cn,b,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IZQ补偿的粗校准测量组中根据正预定常数(ACn)设置第一I/Q补偿值(Cn;1), 根据负预定常数(-ACn)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山Un,2)，确定通过式Cn= (Un,2'Cnj - Un,「Cn,2) / (Un,2 — Unj)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1/Q补 偿的细校准测量组中设置由式Cn，广Cn.u+ACn给出的第一I/Q补偿值(C^), 设置由式Cn,「CU,2-AC,J合出的第二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(U,u,Un,2)，确定通过式Cn= (U^Cnj — Un,rCn,2) / (Un,2 - Un,!)给出的下一最优细1/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(E,y)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(H。相关联，以产生第一复合粗DC补偿测量 结果(vnJ)，在第二校准步骤中，用第二复合粗DC补偿值(E。,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(H》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E^(Vn,E^-VwEn,2)/(Vn,2-V^)给出的所述复合粗 DC补偿值(En山En,2)和所述复合粗DC补偿测量结果(Vnj， 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r在用于粗DC补偿的粗校准测量组中根据正预定常数(AEn)设置第一复合粗DC补偿值(EnJ), 根据负预定常数(-AEn)设置第二复合粗DC补偿值(En,2), 在用于求平均的预定周期(N^上确定各个第一复合粗DC补偿测量结果(Vn山Vn,2)，确定通过式E,(VwE^-V...

【专利技术属性】
技术研发人员：贡纳尔·尼特舍，
申请(专利权)人：NXP股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL