无线电接收机及用于控制无线电接收机的方法技术

根据一个实施方式，无线电接收机包括：天线、低噪声放大器(LNA)、正交解调器、模数转换器(ADC)、第一和第二功率计算器、校正值计算器、校正参数生成器、校正器、解调器以及控制器。天线接收无线电信号。LNA接收的信号。正交解调器解调放大的信号。ADC将模拟IQ转换为数字IQ。第一和第二功率计算器分别计算第一和第二功率。校正值计算器计算数字IQ信号之间的校正值。校正参数生成器基于第一和第二功率预期值和数字IQ之间的校正值来生成校正参数。校正器执行线性变换操作。解调器对校正的IQ进行解调。控制器为生成增益控制信号。基于增益控制信号来操作LNA。

【技术实现步骤摘要】

此处介绍的实施方式一般涉及无线电接收机以及用于控制无线电接收机的方法。
技术介绍
一般来说，无线电接收机包括各种模拟电路。目前，在无线电接收机中，为了更高的性能和小型化的目的而采用通过数字电路来替换一些模拟电路的技术。传统地，通过数字电路来实现无线电接收机的功能之一的、校正无线电信号的同 相分量和正交分量之间的偏移(IQ失衡)的功能。当接收无线电信号时，数字电路涉及无线电信号的公知部分，基于所涉及的部分(参考信号)来估计失衡数量，并且基于所估计的失衡数量来校正IQ失衡。然而，在无线电信号中，不仅具有无线电接收机的IQ失衡，还具有不完成的因素，例如发射无线电信号和通信失真的无线电发射机的IQ失衡。此外，参考信号仅在无线电信号的限定频率中存在。因此，失衡数量的校正精确度较低。在另一方面，存在一种提供具有无线电接收机的参考信号生成器的技术，以提升失衡数量的校正精确度。然而，通过参考信号生成器而增加了无线电接收机的电路尺寸和生产成本。
技术实现思路
本专利技术的实施方式实现了一种能够降低生产成本、降低电路尺寸并且提升校正精确度的无线电接收机。通常，根据一个实施方式，无线电接收机包括天线、低噪声放大器、正交解调器、模数转换器(ADC)、第一功率计算器、第二功率计算器、校正值计算器、校正参数生成器、校正器、解调器以及控制器。天线接收无线电信号。低噪声放大器以低噪声放大天线的输出信号。正交解调器解调低噪声放大器的输出信号，以及生成同相分量的模拟I信号以及正交分量的模拟Q信号。ADC将模拟I信号转换成同相分量的数字I信号以及将模拟Q信号转换成正交分量的数字Q信号。第一功率计算器计算数字I信号的第一功率。第二功率计算器计算数字Q信号的第二功率。校正值计算器计算数字I信号和数字Q信号之间的校正值。校正参数生成器基于第一功率预期值、第二功率预期值和数字I信号和数字Q信号之间的校正值来生成校正参数。校正器使用校正参数来执行线性变换操作，校正数字I信号和数字Q信号的IQ失衡，并且生成校正的I信号和校正的Q信号。解调器解调校正的I信号和校正的Q信号进行，并且生成解调的信号。控制器生成增益控制信号，以通过低噪声放大器所混合的热噪声大于正交解调器所混合的正交解调噪声和模数转换器所混合的模数转换噪声的方式来控制低噪声放大器的增益。基于增益控制信号来操作低噪声放大器。本专利技术的实施方式可以实现能够降低生产成本、降低电路尺寸以及提升校正精确度的无线电接收机。附图说明图I是示出了第一实施方式的无线电接收机10的配置示意图；图2是示出了第一实施方式的关于IQ信号中幅度失衡的估计误差的仿真结果的图；图3是示出了第一实施方式的用于IQ信号中相位失衡的估计误差的仿真结果的图；图4是示出了第二实施方式的无线电接收机10的配置示意 图5是示出了第二实施方式的控制过程的流程图；图6是示出了根据第三实施方式的无线电接收机10的配置示意图；图7是示出了第三实施方式的控制过程的流程图；图8是不出了第二实施方式的平均功率Pave和瞬时功率Pi之间的关系的图。具体实施例方式选择将通过参考附图来解释实施方式。(第一实施方式)将介绍本专利技术的第一实施方式。第一实施方式是这样的实例，其中计算校正参数，基于数字I信号的第一功率、数字Q信号的第二功率以及数字I信号和数字Q信号之间的校正值来校正IQ失衡。下面将介绍根据第一实施方式的无线电接收机的配置。图I是示出了第一实施方式的无线电接收机10的配置示意图。图I的无线电接收机10包括天线11、低噪声放大器(LNA) 12、正交解调器13、第一模数转换器(ADC) 141、第二 ADC 142、校正控制器15、校正器16、解调器17以及控制器18。校正控制器15包括第一功率计算器15、第二功率计算器152、校正值计算器153、以及校正参数生成器154。控制器18生成第一增益控制信号GCl，用于控制LNA 12的增益，使得LNA 12所混合的热噪声明显大于正交解调器13所混合的正交解调噪声以及第一 ADC 141和第二 ADC142所混合的模数(AD)转换噪声。天线11接收从基站(未示出)或无线电发射机(未示出)发射的无线电信号。LNA 12基于第一增益控制信号GCl利用低噪声来放大天线11的输出信号。在LNA12的输出信号中混合了热噪声。由于热噪声明显地大于天线噪声，LNA 12的输出信号的噪声分量实质上等于热噪声。正交解调器13解调LNA 12的输出信号以生成同相分量的模拟同相信道信号(模拟I信号)Ai以及正交分量的模拟正交相位信号信号(模拟Q信号)Aq。在模拟I信号Ai和模拟Q信号Aq中混合了正交解调噪声。由于控制器18生成了第一增益控制信号GCl,正交解调噪声明显小于热噪声。因此，在模拟I信号Ai和模拟Q信号Aq中混合的噪声分量实质上等于热噪声。第一 ADC 141将模拟I信号Ai转换成数字I信号Di。第二 ADC 142将模拟Q信号Aq转换成数字Q信号Dq。数字I信号Di和数字Q信号Dq收到由正交解调器13、第一ADC 141和第二 ADC 142所导致的IQ失衡的影响。因此，数字I信号Di的相位从理想同相分量偏离失衡数量，以及数字Q信号Dq的相位从理想正交分量偏离失衡数量。在数字I信号Di和数字Q信号Dq中混合了 AD转换噪声。由于控制器18生成第一增益控制信号GC1，AD转换噪声明显地小于热噪声。因此，在数字I信号Di数字Q信号Dq中混合的噪声分量实质上等于热噪声。校正控制器15使用加性高斯白噪声(AWGN)模型来对数字I信号Di和数字Q信号Dq中混合的热噪声进行建模，并且校正控制器15生成校正参数Cp以校正IQ失衡。第一功率计算器151和第二功率计算器152分别计算数字I信号Di的第一功率和数字Q信号Dq的第二功率。校正值计算器153计算数字I信号和数字Q信号之间的校正值。校正参数生成器153基于第一功率、第二功率以及数字I信号和数字Q信号之间的 校正值来生成校正参数Cp。校正器16使用校正参数Cp来执行IQ失衡校正操作，校正数字I信号Di和数字Q信号Dq的失衡，并且生成校正的I信号Di ’以及校正的Q信号Dq’。例如，IQ失衡校正操作是线性变换操作。基于要被解调的无线电信号中的已知I分量和已知Q分量的相互校正功能，解调器17生成校正的I信号Di’的第一解调校正值Mi以及校正的Q信号Dq’的第二解调校正值Mq，并且解调器17基于所生成第一解调校正值Mi和所生成的第二解调校正值Mq来生成解调的信号。例如，解调器17包括匹配过滤器，其基于相互校正功能和存储器(例如，ROM(只读存储器))来生成解调信号，其中在存储器中存储已知的I分量和已知的Q分量。下面将会介绍校正控制器15的操作原理。在不存在IQ失衡的理想状态下，在数字I信号QI和数字Q信号Dq中混合基于高斯分布的热噪声。假设H1是理想状态中的数字I信号并且nQ是理想状态中的数字Q信号Dq，公式I和2成立。即，如公式I中所表示的，使用依赖于热噪声幅度的热噪声参数0表示在理想状态中的第一功率预期值Etn12]和第二功率预期值E [nQ2]，并且第一功率预期值Etn12]等于第二功率预期值E [nQ2]。如公式2所表示的，数字I信号Di和数字Q信号Dq间的校正值E[n本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2011.03.14 JP 055735/20111.一种无线电接收机，包括 天线，配置为接收无线电信号； 低噪声放大器，配置为以低噪声放大天线的输出信号； 正交解调器，配置为解调低噪声放大器的输出信号，以及生成同相分量的模拟I信号以及正交分量的模拟Q信号； 模数转换器(ADC)，配置为将所述模拟I信号转换成同相分量的数字I信号以及将所述模拟Q信号转换成正交分量的数字Q信号； 第一功率计算器，配置为计算数字I信号的第一功率； 第二功率计算器，配置为计算数字Q信号的第二功率； 校正值计算器，配置为计算数字I信号和数字Q信号之间的校正值； 校正參数生成器，配置为基于第一功率预期值、第二功率预期值、以及在数字I信号和数字Q信号之间的校正值来生成校正參数； 校正器，配置为使用校正參数来执行线性变换操作，校正数字I信号和数字Q信号的IQ失衡，并且生成校正的I信号和校正的Q信号； 解调器，配置为解调校正的I信号和校正的Q信号，并且生成解调的信号；以及控制器，配置为生成增益控制信号，以通过低噪声放大器所混合的热噪声大于正交解调器所混合的正交解调噪声和模数转换器所混合的模数转换噪声的方式来控制低噪声放大器的增益， 其中，基于增益控制信号来操作低噪声放大器。2.根据权利要求I所述的接收机，其中校正參数包括 指示数字I信号和数字Q信号之间的幅度差的IQ幅度失衡；以及 指示数字I信号和数字Q信号之间的相位差的IQ相位失衡。3.根据权利要求I所述的接收机，其中 控制器在天线不接收无线电信号时生成校正參数，并且生成校正控制信号，以通过在天线接收无线电信号时停止生成校正參数的方式来控制第一功率计算器、第二功率计算器和校正值计算器，以及 基于校正控制信号来操作第一功率计算器、第二功率计算器以及校正值计算器。4.根据权利要求2所述的接收机，其中控制器在天线不接收无线电信号时生成校正參数，并且生成校正控制信号，以通过在天线接收无线电信号时停止生成校正參数的方式来控制第一功率计算器、第二功率计算器和校正值计算器，以及 基于校正控制信号来操作第一功率计算器、第二功率计算器以及校正值计算器。5.根据权利要求I所述的接收机，其中所述控制器计算数字I信号和数字Q信号的热噪声功率，以及所述控制器基于热噪声功率和功率阈值之间的差确定天线是否接收到无线电信号。6.根据权利要求2所述的接收机，其中所述控制器计算数字I信号和数字Q信号的热噪声功率，以及所述控制器基于热噪声功率和功率阈值之间的差确定天线是否接收到无线电信号。7.根据权利要求3所述的接收机，其中所述控制器计算数字I信号和数字Q信号的热噪声功率，以及所述控制器基于热噪声功率和功率阈值之间的差确定天线是否接收到无线电信号。8.根据权利要求4所述的接收机，其中所述控制器计算数字I信号和数字Q信号的热噪声功率，以及所述控制器基于热噪声功率和功率阈值之间的差确定天线是否接收到无线电信号。9.根据权利要求I所述的接收机,其中 所述解调器包括匹配滤波器，配置为生成校正的I信号的第一解调校正值以及校正的Q信号的第二解调校正值，以及 所述控制器基于第一解调校正值和第二解调校正值计算匹配过滤器的瞬时功率和平均功率，以及所述控制器基于瞬时功率和平均功率之间的差确定天线是否接收到无线电信号。10.根据权利要求2所述的接收机，其中 所述解调器包括匹配滤波器，配置为生成校正的I信号的第一解调校正值以及校正的Q信号的第二解调校正值，以及 所述控制器基于第一解调校正值和第二解调校正值计算匹配过滤器的瞬时功率和平均功率，以及所述控制器基于瞬时功率和平均功率之间的差确定天线是否接收到无线电信号。11.根据权利要求3所述的接收机，其中 所述解调器包括匹配滤波器，配置为生成校正的I信号的第一解调校正值以及校正的Q信号的第二解调校正值，以及 所述控制器基于第一解调校正...

【专利技术属性】
技术研发人员：山岸俊之，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：