DE112014001413T5 - Quadrature error detection and correction - Google Patents

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Abstract

In einem Beispiel sind ein System und ein Verfahren zum Detektieren und Korrigieren eines Fehlers in einem Quadraturempfänger (QR) geoffenbart. Der QR kann einen Empfängerkanal umfassen, der ausgelegt ist, ein empfangenes HF-Signal in I- und Q-Kanäle zu unterteilen. Der Empfängerkanal kann Fehlerquellen wie z. B. (in der Reihenfolge) Prädemodulationsfehler (PD-Fehler), LO-Mischpultfehler und Basisbandfehler (BB-Fehler) umfassen. Testtöne können auf dem Empfängerkanal bei einer Mehrzahl von Testfrequenzen abgelaufen werden, und es kann eine Quadraturfehlerkorrektur bereitgestellt werden, um den Fehler von jeder Quelle zu detektieren. Nach dem Empfangen eines HF-Signals kann die Quadraturfehlerkorrektur Korrekturkoeffizienten anlegen, um jede Quelle des Fehlers in umgekehrter Reihenfolge zu korrigieren (BB, LO, PD).In one example, a system and method for detecting and correcting an error in a quadrature receiver (QR) are disclosed. The QR may include a receiver channel configured to divide a received RF signal into I and Q channels. The receiver channel can be sources of error such. For example, in the order prediming error (PD error), LO mixer error and baseband error (BB error). Test tones may be expired on the receiver channel at a plurality of test frequencies, and quadrature error correction may be provided to detect the error from each source. After receiving an RF signal, the quadrature error correction can apply correction coefficients to correct each source of error in reverse order (BB, LO, PD).

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGENCROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS

Diese Anmeldung beansprucht Priorität gegenüber der provisorischen US-Anmeldung 61/786,393, eingereicht am 15. März 2013 mit dem Titel „Device for Countering IQ Imbalance in an RF Receiver” und gegenüber der provisorischen US-Anmeldung 61/786,569, eingereicht am 15. März 2013 mit dem Titel „Method und Device for Identifying Receiver IQ Imbalance”, die beide hierin durch Verweis in ihrer Gesamtheit aufgenommen sind.This application claims priority over US Provisional Application 61 / 786,393, filed March 15, 2013, entitled "Device for Countering IQ Imbalance in to RF Receiver" and to US Provisional Application 61 / 786,569 filed March 15, 2013 2013 entitled "Method and Device for Identifying Receivers IQ Imbalance", both of which are incorporated herein by reference in their entirety.

GEBIET DER OFFENBARUNGAREA OF REVELATION

Diese Anmeldung bezieht sich auf das Gebiet der Kommunikation und insbesondere auf ein System und ein Verfahren zur Detektion und Korrektor von Quadraturfehlern.This application relates to the field of communications, and more particularly to a system and method for detecting and correcting quadrature errors.

HINTERGRUNDBACKGROUND

Die Quadraturamplitudenmodulation (QAM) ist eine Modulationstechnik, die z. B. bei Quadraturempfängern verwendet werden kann. Ein empfangenes Signal kann in zwei Trägerwellen geteilt werden, die voneinander um 90° phasenverschoben sind und somit als Quadraturträger oder Quadraturkomponenten bezeichnet werden. Unter Verwendung von QAM können willkürlich hohe spektrale Effizienzen mit QAM erreicht werden, indem eine geeignete Konstellationsgröße festgelegt wird, die nur durch den Rauschpegel und die Linearität der Kommunikationskanäle begrenzt wird.The Quadrature Amplitude Modulation (QAM) is a modulation technique that z. B. can be used in quadrature receivers. A received signal may be divided into two carrier waves that are 90 degrees out of phase with each other and thus referred to as quadrature carriers or quadrature components. Using QAM arbitrarily high spectral efficiencies can be achieved with QAM by establishing an appropriate constellation size limited only by the noise level and the linearity of the communication channels.

In einem idealen HF-Quadraturempfänger verlaufen In-Phasen-(I) und Quadraturzweige (Q) perfekt normal aufeinander und weisen dieselbe Verstärkung über die Frequenz auf. Ein jegliches Ungleichgewicht von diesem Ideal erzeugt unerwünschte Bilder, da Signale teilweise zu ihren Frequenz-negierten Gegenstücken geleckt werden. Dies bedeutet, dass ein Signal x Hz über einem Lokaloszillator (LO) ein Bild erzeugt, x Hz unter LO wahrgenommen, und gleichzeitig ein Signal x Hz unter LO ein Bild erzeugt, das x Hz über LO wahrgenommen wird. Dies kann schwerwiegende Auswirkungen in einem Breitband-Multiträger-Direktumwandlungsempfänger haben, da diese Bilder sich direkt in das Basisband falten. Sofern sie nicht korrigiert werden, reduzieren diese Bilder den Signal-Rauschabstand (signal-to-noise ration, SNR) und folglich die Sensitivität des Empfängers. Die schwerwiegendsten Auswirkungen ergeben sich, wenn Amplituden der empfangenen Signale hochgradig unterschiedlich sind; der Verlust von SNR wird verstärkt, wenn ein schwaches Empfangssignal Interferenzen aus dem Bild eines starken Blockers unterworfen wird.In an ideal RF quadrature receiver, in-phase (I) and quadrature (Q) branches are perfectly normal to each other and have the same gain over frequency. Any imbalance of this ideal produces unwanted images as signals are partially leaked to their frequency-negated counterparts. This means that a signal x Hz generates an image over a local oscillator (LO), x Hz is perceived as LO, and at the same time a signal x Hz under LO generates an image which is perceived as x Hz via LO. This can have serious effects in a wideband multi-carrier direct conversion receiver, as these images fold directly into the baseband. Unless corrected, these images reduce the signal-to-noise ratio (SNR) and thus the sensitivity of the receiver. The most serious effects occur when amplitudes of the received signals are highly different; the loss of SNR is enhanced when a weak received signal is subject to interference from the image of a strong blocker.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Die vorliegende Offenbarung ist am besten durch die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Figuren verständlich. Es wird hervorgehoben, dass entsprechend der standardmäßigen Vorgehensweise in der Industrie verschiedene Merkmale nicht maßstabsgetreu sind und nur zu Zwecken der Veranschaulichung verwendet werden. Tatsächlich können die Größen der verschiedenen Merkmale willkürlich aus Gründen der verständlichen Erläuterung vergrößert oder verkleinert werden.The present disclosure is best understood by the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. It is emphasized that according to standard industry practice, various features are not to scale and are used for purposes of illustration only. In fact, the sizes of the various features can be arbitrarily increased or decreased for clarity of explanation.

1 ist ein Blockdiagramm eines Quadraturempfängers nach einem oder mehreren Beispielen der vorliegenden Beschreibung. 1 FIG. 4 is a block diagram of a quadrature receiver according to one or more examples of the present description.

1A ist eine Reihe von Fehlerdarstellungen für Fehlerquellen in einem Quadraturempfänger nach einem oder mehreren Beispielen der vorliegenden Beschreibung. 1A FIG. 13 is a series of error representations for error sources in a quadrature receiver according to one or more examples of the present description. FIG.

2 ist ein Blockdiagramm einer Quadraturfehlerkorrektur nach einem oder mehreren Beispielen der vorliegenden Beschreibung. 2 FIG. 4 is a block diagram of quadrature error correction according to one or more examples of the present description.

3 ist ein Blockdiagramm eines Verfahrens zum Detektieren von Quadraturfehlern in polarer Form nach einem oder mehreren Beispielen der vorliegenden Beschreibung. 3 FIG. 4 is a block diagram of a method for detecting quadrature errors in polar form according to one or more examples of the present description.

4 ist ein Blockdiagramm eines Verfahrens zum Detektieren von Quadraturfehlern in rechtwinkeliger Form nach einem oder mehreren Beispielen der vorliegenden Beschreibung. 4 FIG. 10 is a block diagram of a method for detecting quadrature errors in a rectangular shape according to one or more examples of the present description.

5 ist ein Blockdiagramm eines Fehlerbeobachters und Fehleranalysators nach einem oder mehreren Beispielen der vorliegenden Beschreibung. 5 FIG. 10 is a block diagram of an error observer and error analyzer according to one or more examples of the present description.

6 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Durchführen einer Frequenzdomänenmittelung (frequency domain averaging, FDA) nach einem oder mehreren Beispielen der vorliegenden Beschreibung. 6 FIG. 3 is a flowchart of a method of performing frequency domain averaging (FDA) according to one or more examples of the present specification.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS

ÜBERSICHTOVERVIEW

In einem Beispiel sind ein System und ein Verfahren zum Detektieren und Korrigieren eines Fehlers in einem Quadraturempfänger (QR) geoffenbart. Der QR kann einen Empfängerkanal umfassen, der ausgelegt ist, ein empfangenes HF-Signal in I- und Q-Kanäle zu teilen. Der Empfängerkanal kann Fehlerquellen wie z. B. (in der Abfolge) Prädemodulationsfehler (PD-Fehler), LO-Mischpultfehler und Basisbandfehler (BB-Fehler) umfassen. Testtöne können auf dem Empfängerkanal bei einer Mehrzahl von Testfrequenzen getrieben werden, und es kann eine Quadraturfehlerkorrektur bereitgestellt werden, um Fehler von jeder Quelle zu detektieren. Nach dem Empfangen eines HF-Signals kann die Quadraturfehlerkorrektur Korrekturkoeffizienten anlegen, um jede Quelle eines Fehlers in umgekehrter Abfolge zu korrigieren (BB, LO, PD).In one example, a system and method for detecting and correcting an error in a quadrature receiver (QR) are disclosed. The QR may include a receiver channel configured to divide a received RF signal into I and Q channels. The receiver channel can be sources of error such. For example (in sequence), pre-demodulation errors (PD errors), LO mixer errors and baseband errors (BB errors). Test tones may be driven on the receiver channel at a plurality of test frequencies, and quadrature error correction may be provided to detect errors from each source. After receiving an RF signal, the quadrature error correction can apply correction coefficients to correct each source of error in reverse order (BB, LO, PD).

In einer Ausführungsform ist eine integrierte Schaltung zum Korrigieren von Quadraturfehlern in einem empfangenen Signal geoffenbart, die einen Schaltkreis und eine Logik umfasst, die ausgelegt sind, einen separaten Fehlerkorrekturkoeffizienten für jede einer Mehrzahl von sequentiellen Fehlerquellen zu empfangen; und die Fehlerkorrekturkoeffizienten auf das empfangene Signal in einer umgekehrten Reihenfolge der Abfolge der Fehlerquellen anzulegen.In one embodiment, an integrated circuit for correcting quadrature errors in a received signal, comprising circuitry and logic configured to receive a separate error correction coefficient for each of a plurality of sequential error sources; and apply the error correction coefficients to the received signal in a reverse order of the sequence of error sources.

In einer anderen Ausführungsform ist ein Quadraturempfänger geoffenbart, der einen Empfängerkanal umfasst, der ausgelegt ist, ein Funkfrequenzsignal (HF-Signal) zu empfangen; und eine Quadraturfehlerkorrektur, die ausgelegt ist, einen separaten Fehlerkorrekturkoeffizienten für jede einer Mehrzahl von sequentiellen Fehlerquellen zu empfangen; und die Fehlerkorrekturkoeffizienten auf das HF-Signal in einer umgekehrten Reihenfolge der Abfolge der Fehlerquellen anzulegen.In another embodiment, a quadrature receiver is disclosed that includes a receiver channel configured to receive a radio frequency (RF) signal; and a quadrature error correction configured to receive a separate error correction coefficient for each of a plurality of sequential error sources; and apply the error correction coefficients to the RF signal in a reverse order of the sequence of error sources.

In einer anderen Ausführungsform ist ein Verfahren zum Detektieren von Quadraturfehlern in einem empfangenen Signal geoffenbart, welches das Empfangen eines separaten Fehlerkorrekturkoeffizienten für jede einer Mehrzahl von sequentiellen Fehlerquellen umfasst; und das Anlegen der Fehlerkorrekturkoeffizienten auf das HF-Signal in einer umgekehrten Reihenfolge der Abfolge der Fehlerquellen.In another embodiment, a method of detecting quadrature errors in a received signal is disclosed, comprising receiving a separate error correction coefficient for each of a plurality of sequential error sources; and applying the error correction coefficients to the RF signal in a reverse order of the sequence of error sources.

In einer anderen Ausführungsform ist eine integrierte Schaltung zum Detektieren von Quadraturfehlern in einem empfangenen Signal geoffenbart, die einen Schaltkreis und eine Logik umfasst, die ausgelegt sind, das empfangene Signal in I- und Q-Kanäle zu teilen, wobei der I-Kanal und der Q-Kanal durch einen nominalen Phasenwinkel getrennt sind; das Signal in einer Mehrzahl von Stufen zu verarbeiten, wobei zumindest einige der Stufen Fehlerquellen umfassen, die durch konzentrierte Fehlermodelle gekennzeichnet sind; und einen individuellen Fehlerwert zu berechnen, der eine Verstärkung und eine Phase für jede Fehlerquelle gemäß dem konzentrierten Fehlermodell für diese Fehlerquelle umfasst.In another embodiment, there is disclosed an integrated circuit for detecting quadrature errors in a received signal comprising a circuit and logic configured to divide the received signal into I and Q channels, the I channel and the Q-channel are separated by a nominal phase angle; process the signal in a plurality of stages, at least some of the stages comprising sources of error characterized by concentrated error models; and calculate an individual error value comprising a gain and a phase for each error source according to the lumped error model for that error source.

In einer anderen Ausführungsform ist ein Quadraturempfänger geoffenbart, der einen Quadraturempfänger umfasst, der ausgelegt ist, ein Funkfrequenzsignal (HF-Signal) zu empfangen; und eine Quadraturfehlerkorrektur, die ausgelegt ist, das empfangene Signal in I- und Q-Kanäle zu teilen, wobei der I-Kanal und der Q-Kanal durch einen nominalen Phasenwinkel getrennt sind; das Signal in einer Mehrzahl von Stufen zu verarbeiten, wobei zumindest einige der Stufen Fehlerquellen umfassen, die durch konzentrierte Fehlermodelle gekennzeichnet sind; und einen einzelnen Fehlerwert zu berechnen, der eine Verstärkung und eine Phase für jede Fehlerquelle gemäß dem konzentrierten Fehlermodell für diese Fehlerquelle umfasst.In another embodiment, there is disclosed a quadrature receiver including a quadrature receiver configured to receive a radio frequency (RF) signal; and a quadrature error correction configured to divide the received signal into I and Q channels, wherein the I channel and the Q channel are separated by a nominal phase angle; process the signal in a plurality of stages, at least some of the stages comprising sources of error characterized by concentrated error models; and calculate a single error value comprising a gain and a phase for each error source according to the lumped error model for that error source.

Ein Verfahren zum Detektieren von Quadraturfehlern in einem empfangenen Signal, welches das Teilen des empfangenen Signals in I- und Q-Kanäle umfasst, wobei der I-Kanal und der Q-Kanal durch einen nominalen Phasenwinkel getrennt sind; das Signal in einer Mehrzahl von Stufen zu verarbeiten, wobei zumindest einige der Stufen Fehlerquellen umfassen, die durch konzentrierte Fehlermodelle gekennzeichnet sind; und einen einzelnen Fehlerwert zu berechnen, der eine Verstärkung und eine Phase für jede Fehlerquelle gemäß dem konzentrierten Fehlermodell für diese Fehlerquelle umfasst.A method for detecting quadrature errors in a received signal, comprising dividing the received signal into I and Q channels, wherein the I channel and the Q channel are separated by a nominal phase angle; process the signal in a plurality of stages, at least some of the stages comprising sources of error characterized by concentrated error models; and calculate a single error value comprising a gain and a phase for each error source according to the lumped error model for that error source.

BEISPIELHAFTE AUSFÜHRUNGSFORMEN DER OFFENBARUNG EXEMPLARY EMBODIMENTS OF THE DISCLOSURE

Die folgende Offenbarung stellt viele verschiedene Ausführungsformen oder Beispiele zum Implementieren verschiedener Merkmale der vorliegenden Offenbarung bereit. Spezielle Beispiele für Komponenten und Anordnungen sind nachfolgend beschrieben, um die vorliegende Offenbarung zu vereinfachen. Diese sind natürlich nur Beispiele und sollen nicht einschränkend sein. Ferner kann die vorliegende Offenbarung Referenzziffern und/oder – buchstaben in den verschiedenen Beispielen wiederholt anwenden. Diese Wiederholung dient dem Zweck der Einfachheit und Klarheit und bestimmt in sich selbst keine Beziehung zwischen den verschiedenen erläuterten Ausführungsformen und/oder Konfigurationen.The following disclosure provides many different embodiments or examples for implementing various features of the present disclosure. Specific examples of components and arrangements are described below to simplify the present disclosure. Of course these are just examples and should not be limiting. Further, the present disclosure may repeatedly use reference numerals and / or letters in the various examples. This repetition is for the purpose of simplicity and clarity and in itself does not determine any relationship between the various illustrated embodiments and / or configurations.

Unterschiedliche Ausführungsformen können unterschiedliche Vorteile besitzen, und es wird notwendigerweise von keiner Ausführungsform ein bestimmter Vorteil gefordert.Different embodiments may have different advantages and no particular advantage is required of any embodiment.

In einer beispielhaften QE-Korrekturmikroarchitektur (QE correction microarchitecture, QECM) können zwei verwandte aber separate Empfänger(Rx)-Kanal-QE-Korrektur(QE correction, QEC)-Algorithmen implementiert werden. Die QECM kann einen Direktmischempfänger umfassen, der bis zu 200 MHz Basisband-Bandbreite bietet. Ein beispielhafter digitaler Algorithmus bestimmt analoge Quellen von Quadraturfehlern (quadrature error, QE) in Stufen, nach der Quelle, und liegt daraufhin eine Phasen- und Verstärkungskorrektur digital über die Frequenz, erneut in Stufen in umgekehrter umgekehrte Reihenfolge der Quelle. Indem QE in Stufen entgegengewirkt wird, die entgegengesetzt zur Fehlerausrichtung gereiht sind, wird die Korrektur effektiv und genau erzielt. Vorteilhafterweise, aufgrund der Ähnlichkeit der erforderlichen Berechnungen, kann in einer Ausführungsform der Großteil der QE-Beobachtungs-Hardware und die gesamte QE-Korrektur-Hardware von den zwei Algorithmen gemeinsam verwendet werden; nur ein QE-Beobachtungsalgorithmus muss zu einem Zeitpunkt aktiv sein. Beide Algorithmen beobachten den QE in der Frequenzdomäne, mappen diesen auf eine konzentrierte analoge Quellen, um die passende Kompensation noch immer in der Frequenzdomäne zu identifizieren, und legen danach die Korrektur auf das IQ-Signal in der Zeitdomäne an.In an exemplary QE correction microarchitecture (QECM), two related but separate receiver (Rx) channel QE correction (QEC) algorithms can be implemented. The QECM may include a direct mix receiver offering up to 200 MHz baseband bandwidth. An exemplary digital algorithm determines analog sources of quadrature error (QE) in stages by source, and then provides phase and gain correction digitally over frequency, again in stages in reverse inverse order of the source. By counteracting QE in stages opposite to the error alignment, the correction is achieved effectively and accurately. Advantageously, in one embodiment, because of the similarity of the computations required, most of the QE observation hardware and overall QE correction hardware can be shared by the two algorithms; only one QE observation algorithm needs to be active at a time. Both algorithms observe the QE in the frequency domain, map it to a concentrated analog source to still identify the appropriate compensation in the frequency domain, and then apply the correction to the IQ signal in the time domain.

Der erste Algorithmus verwendet einen On-Chip-HF-Testtongenerator, um den QE über die Frequenz direkt zu beobachten. Dieser Algorithmus erfordert, dass der Empfänger offline gesetzt wird, um zu verhindern, dass das empfangene Signal den HF-Testton stört. Der zweite Algorithmus erfordert, dass der Empfänger online ist, da er das IQ-Ungleichgewicht auf der Grundlage einer unerwarteten statistischen Korrelation zwischen positiven und negativen Frequenzen identifiziert. Eine inhärente Beschränkung dieses zweiten Algorithmus besteht darin, dass die QE-Beobachtung für eine bestimmte Frequenz nicht beginnen kann, bis bei dieser Frequenz ein Empfangssignal bereitgestellt wird.The first algorithm uses an on-chip RF test tone generator to directly observe the QE over the frequency. This algorithm requires the receiver to be set offline to prevent the received signal from interfering with the RF test tone. The second algorithm requires the receiver to be online because it identifies the IQ imbalance based on an unexpected statistical correlation between positive and negative frequencies. An inherent limitation of this second algorithm is that QE monitoring for a particular frequency can not begin until a receive signal is provided at that frequency.

Gemeinsam arbeiten diese zwei Kalibrierungsalgorithmen zusammen, um die QR-Kalibrierungsanforderungen zu erfüllen. Sie wirken größtenteils den Schwächen des anderen entgegen. Die Kalibrierung auf HF-Ton wird typischerweise beim Startup verwendet, unterstützt aber auch die auf den Bedarf zugeschnittene Rekalibrierung. Sie wird auch verwendet, um einen Rückkoppelungsweg zu kalibrieren, der für die Übertragung der Kanalkalibrierung wichtig ist. In der Zwischenzeit zeichnet sich der statistisch basierte Algorithmus beim nicht-invasiven Kalibrierungs-Tracking aus. Um aber die Konvergenz zu beschleunigen, profitiert sie von der Benachrichtigung über die anfänglichen Kalibrierungsanforderungen für den vollen Kanal, was durch eine anfängliche HF-Ton-basierte Kalibrierung identifiziert werden kann. Die statistisch basierte Kalibrierung kann in Situationen auch allein zum Einsatz kommen, in welchen es nicht toleriert werden kann, den Empfänger offline zu nehmen. Gründe dafür können mit den Kosten zusammenhängen, da ein externer T/R-Schalter erforderlich ist, um eine adäquate Antennenisolierung während der HF-Ton-basierten Kalibrierung zu erzielen. Gründe dafür können mit dem System zusammenhängen, da es nicht annehmbar sein kann, gelegentlich den Empfänger offline zu nehmen. Stellt man den Empfänger offline, so kann dies in einem TDD-Setup tolerierbar sein, es könnte aber für ein FDD-Setup problematisch sein.Together, these two calibration algorithms work together to meet the QR calibration requirements. For the most part, they counteract the weaknesses of others. HF tone calibration is typically used during startup, but also supports custom recalibration. It is also used to calibrate a feedback path that is important for channel calibration transmission. In the meantime, the statistically based algorithm is notable for non-invasive calibration tracking. However, to speed up the convergence, it benefits from the notification of the initial full channel calibration requirements, which can be identified by an initial RF tone based calibration. The statistically based calibration can also be used alone in situations in which it can not be tolerated to take the receiver offline. Reasons for this may be related to cost, as an external T / R switch is required to achieve adequate antenna isolation during RF tone based calibration. Reasons for this may be related to the system, as it may not be acceptable to occasionally take the recipient offline. Setting the receiver offline may be tolerable in a TDD setup, but it could be problematic for a FDD setup.

In einem System, das zur sinnvollen Beobachtung von Fehlern aufgrund ihrer analogen oder digitalen Konstruktion beiträgt, wird der Fehler in der IQ-Ungleichgewichtsbeobachtung durch Folgendes dominiert:

  • a. Ton-Nicht-Idealitäten – Tonfrequenz unterscheidet sich von der erwünschten und weist zeitvariierende Phase und Amplitude auf.
  • b. Kanalkontaminierung – Unerwünschter Signalinhalt wie z. B. empfangenes HF-Signal ist zusätzlich zum angelegten Testton vorhanden. Idealerweise ist der Testton die einzige Signalquelle.
In a system that contributes to meaningful observation of errors due to their analog or digital construction, the error in IQ imbalance observation is dominated by:
  • a. Tone-non-idealities - Tone frequency is different from the desired one and has time-varying phase and amplitude.
  • b. Channel Contamination - Undesirable signal content such. B. received RF signal is present in addition to the applied test tone. Ideally, the test tone is the only signal source.

Während der Beobachtung des IQ-Ungleichgewichts sollten das empfangene HF-Signale und andere Eingaben zum Empfangsweg idealerweise in Bezug auf den angelegten Testton verstärkt werden, indem ein Schalter (innerhalb oder außerhalb der Vorrichtung) deaktiviert, die LNA außer Kraft gesetzt und eine Mindesteingabeverstärkungseinstellung oder eine andere zur Verfügung stehende Option ausgewählt wird.During IQ imbalance monitoring, the received RF signal and other inputs to the receive path should ideally be amplified relative to the applied test tone by using a Switch (inside or outside the device) is disabled, the LNA is overridden, and a minimum input gain setting or other available option is selected.

HF-Testtöne müssen keine reinen Sinuswellen mit hochgenauer Frequenz und Phase sein.RF test tones do not have to be pure sine waves with high frequency and phase accuracy.

Die Reinheit des Testtons verbessert die mögliche Konvergenzrate, aber moderaten Fehlern aus der beabsichtigten Frequenz und Phase kann entgegengewirkt werden, ohne den Genauigkeitsgrad des beobachten IQ-Ungleichgewichts zu beschränken. Es sind auch Ober- und Untertöne annehmbar und bieten tatsächlich eine Möglichkeit, mehrere Frequenzregionen gleichzeitig zu kalibrieren.The purity of the test tone improves the possible rate of convergence, but moderate errors from the intended frequency and phase can be counteracted without limiting the degree of accuracy of the observed IQ imbalance. Also, overtones and undertones are acceptable and actually provide a way to calibrate multiple frequency regions simultaneously.

Frequenzfehler und Phasenrauschen können mit der Zeit gelöscht werden, vorausgesetzt, sie sind zufällig verteilt und weisen einen Nullmittelfehler auf, wie er von den geoffenbarten Beobachtungsverfahren dieser Beschreibung wahrgenommen wird.Frequency errors and phase noise may be erased over time provided they are randomly distributed and have a zero mean error as perceived by the disclosed observation methods of this specification.

Es ist schwierig, kurzfristige Tonfrequenz-Drifts und Phasenrauschen vollständig zu eliminieren, wenn die Frequenzgenauigkeit über die Zeit unter Verwendung einer Rückkoppelungsschleife erzielt wird. Die Verwendung einer schwankenden Rückkoppelungsschleife, die typischerweise von einer PLL bereitgestellt wird, formt die Fehlerverteilung in günstiger Weise für die Löschung durch die QEC 170 nicht.It is difficult to completely eliminate short-term audio frequency drifts and phase noise when the frequency accuracy over time is achieved using a feedback loop. The use of a fluctuating feedback loop, which is typically provided by a PLL, shapes the error distribution favorably for quenching by the QEC 170 Not.

Die Tonanalyse, die in der Frequenzdomäne durchgeführt wird, evaluiert nur das Subband, das die Kalibrierungsreferenz enthält. Dies stellt gegenüber Folgen, die sich ansonsten aus der Interferenz ergeben könnten, eine gewisse Immunität bereit. Der Grundton des Kalibrierungstons kann als die Kalibrierungsreferenz verwendet werden. Alternativ dazu kann ein Oberton des Kalibrierungstons verwendet werden. Die Verwendung eines Obertons anstelle des Grundtons ist nachteilig, da die Kalibrierungsreferenz über weniger Stärke verfügt, aber die Verwendung eines Obertons anstelle eines Grundtons kann die Schwierigkeit, die mit dem Erzeugen eines hohen Frequenztons zusammenhängt, erleichtern.The sound analysis performed in the frequency domain evaluates only the subband containing the calibration reference. This provides some immunity to consequences that might otherwise result from the interference. The root of the calibration tone can be used as the calibration reference. Alternatively, an overtone of the calibration tone may be used. The use of an overtone instead of the root is disadvantageous because the calibration reference has less power, but the use of an overtone instead of a root can ease the difficulty associated with generating a high frequency tone.

Mehrere Subbänder können parallel getestet werden, wenn mehrere Töne gleichzeitig angelegt werden. Töne dürfen aber nicht gleichzeitig in Paaren aus entsprechenden positiven/negativen Subbändern (d. h. Paaren, die von LO in gleichem Abstand aber mit entgegengesetzten Vorzeichen versetzt sind) gelegt werden. Dies würde die in dieser Beschreibung beschriebenen Verfahren zur Isolierung der Fehlerquelle zunichtemachen. Zahlreiche Ober- und Untertöne eines Tons können im Allgemeinen nicht verwendet werden, weil es unwahrscheinlich ist, dass mehr als einer innerhalb des Bands liegen würde.Multiple subbands can be tested in parallel if multiple tones are created simultaneously. However, tones may not be placed simultaneously in pairs of corresponding positive / negative subbands (i.e., pairs that are offset by LO equidistant but opposite in sign). This would negate the methods of isolating the source of error described in this specification. Many of the overtones and overtones of a sound can not be used in general because it is unlikely that more than one would be within the band.

1 ist ein Blockdiagramm eines Quadraturempfängers (QR) 100 nach einem oder mehreren Beispielen der vorliegenden Beschreibung. In der gesamten restlichen Beschreibung wird ein bestimmter QR 100, der durch die integrierte Schaltung von Analog Devices® AD9368 gekennzeichnet ist, als ein veranschaulichendes Beispiel verwendet. Es ist aber anzumerken, dass AD9368 nur als ein einzelnes und nicht beschränkendes Beispiel bereitgestellt ist und dass viele Ausführungsformen, die mit den angehängten Ansprüchen konsistent sind, möglich sind. 1 is a block diagram of a quadrature receiver (QR) 100 according to one or more examples of the present description. Throughout the rest of the description will be a specific QR 100 Which is characterized by the integrated circuit available from Analog Devices AD9368 ®, as an illustrative example uses. It should be noted, however, that AD9368 is provided as a single and non-limiting example, and that many embodiments consistent with the appended claims are possible.

In diesem Beispiel ist eine Antenne 108 ausgelegt, ein Funkfrequenzsignal (HF-Signal) zu empfangen und das Signal einem Empfänger(Rx)-Kanal 104 über einen rauscharmen Verstärker (low-noise amplifier, LNA) 120 bereitstellt. Der Rx-Kanal 104 umfasst eine Mehrzahl von Stufen, von denen jede in gewissen Ausführungsformen eine Fehlerquelle umfassen kann. In gewissen Konfigurationen kann jede Fehlerquelle durch ein konzentriertes Fehlermodell gekennzeichnet sein, wobei das konzentrierte sich primär damit beschäftigt, Fehlerquellen, die gemeinsam detektiert und korrigiert werden können, ohne speziell darauf zu verweisen, welche Hardware den Fehler liefert, zusammen zu konzentrieren.In this example is an antenna 108 configured to receive a radio frequency (RF) signal and the signal to a receiver (Rx) channel 104 via a low-noise amplifier (LNA) 120 provides. The Rx channel 104 includes a plurality of stages, each of which may include a source of error in certain embodiments. In certain configurations, each source of error may be characterized by a concentrated error model, the main focus being on concentrating together sources of error that can be detected and corrected together without specifically referring to which hardware provides the error.

In einer Prädemodulationsstufe kann das HF-Signal einen Prädemodulationsfehler (PD-Fehler) 110 empfangen. Der Prädemodulationsfehler umfasst einen Phasen- und Verstärkungsfehler, der seinen Ursprung im Fehler hat, der auf das empfangene HF-Signal angelegt wird, bevor dieses vom Mischpult zum Basisband demoduliert wird, oder der eine identische Folge hat. Nach einer oder mehreren Ausführungsformen dieser Beschreibung ist die tatsächliche Quelle eines Fehlers weniger wichtig als die Symmetrie der korrektiven Wirkung, die am Basisband erforderlich ist, um dem Fehler entgegenzuwirken. In den Mischpulten 130 und 132 wird das HF-Signal mit einer Lokaloszillatorfrequenz (LO, Lokaloszillator) multipliziert, so dass das HF-Signal zu einem Basisband herabgestuft werden kann. In einem Beispiel stellt das Mischpult 130 einen I-Kanal bereit, und das Mischpult 132 stellt einen Q-Kanal bereit, der z. B. um 90 Grad gedreht ist. Es ist hierin ein Phasenwinkel von 90 Grad geoffenbart, und dieser ist ein herkömmlicher Wert, der in vielen Industrievorrichtungen verwendet wird, aber es ist zu verstehen, dass auch andere Phasenwinkel möglich sind und darüber hinaus dass 90 Grad ein nominaler oder idealer Phasenwinkel ist und dass jede Abweichung von einem idealen 90-Grad-Phasenwinkel Teil des hierin beschriebenen QE bilden kann. Die Kanäle I und Q können als komplexe Vektoren dargestellt werden, jeder mit einer reellen Amplitude und einer imaginären Komponente. Jeder in dieser Stufe eingeführte Fehler kann als ein LO-Fehler 112 dargestellt werden.In a predemodulation stage, the RF signal may have a predemodulation error (PD error). 110 receive. The predemodulation error comprises a phase and gain error originating in the error applied to the received RF signal before it is demodulated from the mixer to the baseband or having an identical sequence. In one or more embodiments of this specification, the actual source of error is less important than the symmetry of the corrective action required at the baseband to counteract the error. In the mixing consoles 130 and 132 The RF signal is multiplied by a local oscillator frequency (LO, local oscillator) so that the RF signal can be downgraded to baseband. In one example, the mixer represents 130 an I-channel ready, and the mixer 132 provides a Q-channel, the z. B. is rotated 90 degrees. There is disclosed herein a phase angle of 90 degrees, and this is a conventional value used in many industrial devices, but it is to be understood that other phase angles are possible and beyond that 90 degrees is a nominal or ideal phase angle and that any deviation from an ideal 90 degree phase angle can form part of the QE described herein. The channels I and Q can be represented as complex vectors, each with a real amplitude and an imaginary component. Any error introduced at this stage may be considered a LO error 112 being represented.

Der Kanal I kann für einen Transimpedanzverstärker (TIA) 142-1 und daraufhin für einen Sigma Delta ADC (Analog-Digital-Wandler) SD 150-1 bereitgestellt werden.Channel I can be used for a transimpedance amplifier (TIA) 142-1 and then for a Sigma Delta ADC (analog-to-digital converter) SD 150-1 to be provided.

Ebenso kann der Kanal Q für einen Transimpedanzverstärker (TIA) 142-1 und daraufhin für einen SD 150-2 bereitgestellt werden. Diese Stufe kann einen Basisbandfehler 114 zwischen Q und I einführen.Similarly, the channel Q for a transimpedance amplifier (TIA) 142-1 and then for an SD 150-2 to be provided. This level can be a baseband error 114 between Q and I.

1A stellt grafische Beispiele für jeden eines PD-Fehlers 110, eines LO-Fehlers 112 und eines BB-Fehlers 114 bereit. Abhängig davon, wo in der Signalkette ein Fehler seinen Ursprung hat, beeinflusst dies Frequenzen ober und unter LO mit verschiedener Symmetrie. 1A stellt graphisch die geraden und ungeraden Symmetrien dar, die mit einem Verstärkerfehler und einem Phasenfehler assoziiert sind, die in den Stufen von PD 110, LO 112 und BB 114 eingeführt werden. 1A provides graphical examples for each of a PD error 110 , a LO error 112 and a BB error 114 ready. Depending on where an error originates in the signal chain, this affects frequencies above and below LO with different symmetry. 1A graphically illustrates the even and odd symmetries associated with an amplifier error and a phase error occurring in the stages of PD 110 , LO 112 and BB 114 be introduced.

Der QE, wie er hierin beschrieben ist, betrifft im Vergleich zum ursprünglichen HF-Signal, das auf der Antenne 108 empfangen wird, keinen absoluten Fehler, sondern vielmehr eine Fehlanpassung zwischen den Kanälen I und Q aus der für einen IQ-Empfänger erwarteten Beziehung. Somit kann in einer Ausführungsform ein HF-Testton 102 mit einer bekannten Amplitude und einem bekannten Winkel bereitgestellt werden, und IE 182 und QE 192 können an der QE-Korrektur (QE corrector, QEC) 170 gemessen werden, um eine Grundlinie oder einen kalibrierten Wert für QE zu bestimmen. Es ist ein Schalter 160 bereitgestellt, um die Anlegung des HF-Testtons 102 an den Rx-Kanal 104 zu steuern.The QE as described herein relates to the antenna as compared to the original RF signal 108 rather than an absolute error, rather a mismatch between channels I and Q from the relationship expected for an IQ receiver. Thus, in one embodiment, an RF test tone 102 provided with a known amplitude and a known angle, and I E 182 and Q E 192 can participate in the QE correction (QE corrector, QEC) 170 to determine a baseline or a calibrated value for QE. It is a switch 160 provided to the application of the HF test tone 102 to the Rx channel 104 to control.

Die QEC 170 ist hierin nachfolgend mit größerer Genauigkeit beschrieben, aber im Allgemeinen kann die QEC 170 ausgelegt sein, den QE durch die Quelle unter Verwendung eines Testtons 102 zu detektieren und den QE z. B. durch Anlegen einer Korrektur in einer umgekehrten Abfolge zu den Fehlerquellen mathematisch zu korrigieren. So kann die QEC 170 z. B. QE-Werte für den PD-Fehler 110, den LO-Fehler 112 und den BB-Fehler separat detektieren und berechnen, und sie kann eine Korrektur in der Reihenfolge BB-Fehler 114, LO-Fehler 112 und PD-Fehler 114 bereitstellen. Es ist anzumerken, dass diese Stufen nur anhand eines nicht einschränkenden Beispiels bereitgestellt werden und dass gewissen Ausführungsformen auch andere Fehlerquellen detektieren und korrigieren können, so z. B. anhand eines nicht einschränkenden Beispiele einen Fehler in TIAs 142 oder in SDs 150. Das Identifizieren des Fehlers durch die konzentrierte Quelle und das Korrigieren des Fehlers in der umgekehrten Reihenfolge, in der diese erzeugt werden, hat einen signifikanten Vorteil. Wie hierin nachfolgend mit größerer Genauigkeit beschrieben ist, ermöglicht dies, dass dem Fehler mit einem höheren Genauigkeitsgrad mit niedrigem Rechenaufwand begegnet wird. Die offensichtliche Komplexität der Korrektur, die erforderlich ist, wird signifikant verringert, wenn nicht zusammenhängenden Fehlerquellen, die durch ihre Symmetrien gemessen werden, wie dies in 1A dargestellt ist, entgegengewirkt wird, bevor sie interagieren. Ausgaben der QEC 170 umfassen korrigierte I- und Q-Signale IC 180 und QC 190.The QEC 170 is described hereinbelow with greater accuracy, but in general the QEC 170 be designed to measure the QE by the source using a test tone 102 to detect and the QE z. B. mathematically correct by applying a correction in a reverse sequence to the error sources. So can the QEC 170 z. B. QE values for the PD error 110 , the LO error 112 and detect and calculate the BB error separately, and it can correct in the order BB error 114 , LO error 112 and PD errors 114 provide. It should be understood that these steps are provided by way of non-limiting example only and that certain embodiments may detect and correct other sources of error, such as those described with reference to FIG. For example, by way of non-limiting example, an error in TIAs 142 or in SDs 150 , Identifying the error by the concentrated source and correcting the error in the reverse order in which it is generated has a significant advantage. As will be described in greater detail hereinbelow, this allows the error to be addressed with a higher degree of accuracy with less computational effort. The obvious complexity of the correction that is required is significantly reduced, if not related error sources, which are measured by their symmetries, as in 1A is counteracted before they interact. Issues of the QEC 170 comprise corrected I and Q signals I C 180 and Q C 190 ,

Wie in 1 veranschaulicht ist, kann der QE für den Quadraturempfänger 100 in einem Beispiel in drei Quellen konzentriert werden: PD-Fehler 110 (Fehlanpassung in der Prädemodulationsstufe), LO-Fehler 112 (Mischpult-LO-assoziierter Fehler) und BB-Fehler 114 (BB-Kanal-Fehlanpassungsfehler). Der LO-Fehler 112 ergibt sich, wenn der zwischen dem Mischpult 130 und dem Mischpult 132 angelegte Phasenwinkel nicht genau 90 Grad ist. In diesem konzentrierten Modell besteht der BB-Fehler 114 aus dem restlichen Rx-Fehler nach der Demodulation, plus allen frequenzunabhängigen Amplitudenfehlanpassungen vor der Demodulation. In einigen Beispielen hat die frequenzunabhängige Amplitudenfehlanpassung ungeachtet der Quelle eine nicht zu unterscheidende Wirkung, zumindest soweit die Korrektur betroffen ist, so dass es praktisch ist, diese mit dem BB-Fehler 114 zu konzentrierten. Der BB-Fehler 114 wird durch die Phasen- und Amplitudenfehlanpassung innerhalb von TIA 142-2 und zeitkontinuierlichem Sigma-Delta(-SD) 150-2 dominiert, und durch fehlangepasste Verstärkungsausdrucke innerhalb der Mischpulte 130 und 132. Die letzte konzentrierte Quelle, der PD-Fehler 110, ist der kleinere der drei und wird in manchen Ausführungsformen nur dann signifikant, wenn die Bandbreite groß ist. Er kann z. B. durch eine nicht ausgeglichene Anwendung von LO 140 innerhalb der Mischpulte 130 und 132, so z. B. ungleicher LO-Arbeitszyklus, erzeugt werden. Dies neigt zur Erzeugung einer asymmetrischen Amplitudenfehlanpassung, die mit der Frequenz von LO 140 linear ist.As in 1 can be illustrated, the QE for the quadrature receiver 100 in one example to be concentrated in three sources: PD error 110 (Mismatch in the predemodulation stage), LO error 112 (Mixer LO associated error) and BB error 114 (BB-channel mismatch errors). The LO error 112 arises when the between the mixer 130 and the mixer 132 applied phase angle is not exactly 90 degrees. In this concentrated model, there is the BB error 114 from the residual Rx error after demodulation plus all frequency independent amplitude mismatches before demodulation. In some examples, the frequency independent amplitude mismatch has an indistinguishable effect regardless of the source, at least as far as the correction is concerned, so that it is practical with the BB error 114 too concentrated. The BB error 114 is due to the phase and amplitude mismatch within TIA 142-2 and continuous-time sigma-delta (-SD) 150-2 dominated by mismatched gain expressions within the mixers 130 and 132 , The last concentrated source, the PD error 110 , is the lesser of the three and, in some embodiments, becomes significant only when the bandwidth is large. He can z. By an unbalanced application of LO 140 inside the mixing consoles 130 and 132 , so z. B. Unequal LO duty cycle generated. This tends to produce an asymmetric amplitude mismatch with the frequency of LO 140 is linear.

Im Beispiel QR 100 ist die QE-Korrektur ausschließlich darauf konzentriert, die Differenz zwischen der I- und Q-Kanalreaktion zu eliminieren. Dadurch kann I als eine Referenz angesehen werden, und alle Fehlanpassungen können auf Q konzentriert werden. Das Korrigieren von QE umfasst daraufhin das Identifizieren von Amplituden- und Phasenfehlanpassung von Q in Bezug auf I über die Frequenz und das Modifizieren der Q-Reaktion, so dass diese der für I identifizierten angepasst ist. Somit können in einer oder mehreren Ausführungsformen entweder nur eine von IE 182 oder QE 192 als ein sinnvolles „Fehler”-Signal betrachtet werden, das einer Korrektur bedarf. In der bestimmten hierin geoffenbarten Ausführungsform ist nur QE 192 ein sinnvolles Fehlersignal.In the example QR 100 For example, the QE correction is focused solely on eliminating the difference between the I and Q channel responses. This allows I to be considered as a reference, and any mismatches can be focused on Q. Correcting QE then involves identifying of amplitude and phase mismatching of Q with respect to I over frequency and modifying the Q reaction to match that of I identified. Thus, in one or more embodiments, either only one of I E 182 or Q E 192 be considered as a meaningful "error" signal requiring correction. In the particular embodiment disclosed herein, only Q E 192 a meaningful error signal.

Amplitudenfehler wie der LO-Fehler 112 und der BB-Fehler 114 beeinflussen positive und negative Frequenzgegenstücke in identischer Weise, wenn sie nach der Demodulation entstanden sind. Deshalb kann ein Amplitudenfehler korrigiert werden, indem einfach die Amplitude von Q verstärkt wird, so dass diese jener von I in einer frequenzabhängigen Weise angepasst ist, ohne dabei in Betracht zu ziehen, ob die betroffene Frequenz tatsächlich positiv oder negativ ist. Hierin wird eine HF-Frequenz als negativ betrachtet, wenn sie geringer als die LO-Frequenz ist, und als positiv, wenn sie größer als die LO-Frequenz ist. Ein frequenzunabhängiger Amplitudenfehler vor der Demodulation kann ebenfalls auf diese Weise gelöst werden, da dies nach der Definition sowohl positive als auch negative Frequenzen identisch betrifft. Der frequenzunabhängige Amplitudenfehler vor der Demodulation erfordert aber spezielle Aufmerksamkeit, wie dies nachfolgend erläutert ist.Amplitude error like the LO error 112 and the BB error 114 affect positive and negative frequency counterparts in an identical manner if they have arisen after demodulation. Therefore, an amplitude error can be corrected by simply amplifying the amplitude of Q so that it matches that of I in a frequency-dependent manner, without considering whether the affected frequency is actually positive or negative. Herein, an RF frequency is considered negative if it is less than the LO frequency and positive if it is greater than the LO frequency. A frequency-independent amplitude error before demodulation can also be solved in this way, since this definition identically affects both positive and negative frequencies. However, the frequency-independent amplitude error before demodulation requires special attention, as explained below.

Anders als bei Amplitudenfehler, kann es bei Phasenfehlern notwendig sein, diese genau ihren Quellen zuzuweisen, um sie in geeigneter Weise zu kompensieren. Dies ist darauf zurückzuführen, dass Phasenfehler im BB-Fehler 114 positive und negative Frequenzgegenstücke in eine identische Richtung verschieben; während durch den LO-Fehler 112 eingeführte Phasenfehler positive und negativen Gegenstücke in eine entgegengesetzte Richtung verschieben. Das Korrigieren des LO-Fehlers 112 und des BB-Fehlers 114 gleichzeitig über die gesamte Bandbreite wird in QR 100 erreicht, indem zwei verschiedene korrektive Gegenmaßnahmen eingesetzt werden. Erneut ist dem PD-Fehler 110 besondere Aufmerksamkeit zu widmen, wie dies nachfolgend erläutert ist.Unlike amplitude errors, phase errors may require them to be accurately assigned to their sources for proper compensation. This is due to the fact that phase errors in the BB error 114 shift positive and negative frequency counterparts in an identical direction; while through the LO error 112 introduced phase errors shift positive and negative counterparts in an opposite direction. Correcting the LO error 112 and the BB error 114 at the same time across the full range is in QR 100 achieved by using two different corrective countermeasures. Again the PD error 110 pay special attention, as explained below.

Ein wirksames Verfahren zum Korrigieren eines LO-Fehlers 112 besteht darin, eine skalare Menge von I zu Q zu addieren (oder davon zu subtrahieren). Nutzt man die Phasenbeziehung zwischen I und Q, so wirkt dies in günstiger Weise dem LO-Phasenfehler 112 entgegen, indem alle Frequenzen um eine gleiche Phasenmenge verschoben werden, aber wie erforderlich in eine Richtung abhängig vom Vorzeichen der Frequenz. Ein wirksames Verfahren zum Korrigieren eines BB-Fehlers 114 besteht darin, eine Korrektur nur auf dem Q-Kanal in der QEC 170 zu implementieren. Anders als das Addieren von I zu Q kann die QEC 170 die Phase von positiven und negativen Frequenzgegenstücken in dieselbe Richtung verschieben, nämlich um eine Menge, die von der Frequenzreaktion der QEC 170 bestimmt wird (das tatschliche Vorzeichen einer Ausgangsfrequenz ist irrelevant, da diese Information verloren geht, wenn Q unabhängig von I evaluiert oder verarbeitet wird). Die QEC 170 kann auch zur Korrektur der Amplitude des BB-Fehlers 114 verwendet werden, und sie kann einen skalaren Ausdruck zur Korrektur der Q-Amplitudenverstärkung umfassen, die sich aus dem LO-Fehler 112 ergibt. Zusätzlich dazu, dass bewirkt wird, das Q an der falschen Phase abgetastet wird, kann der LO-Fehler 112 auch bewirken, dass Q außerhalb seiner Spitze abgetastet wird. In einem Beispiel werden diese zwei korrektiven Maßnahmen (das Addieren einer mit Vorzeichen versehenen Menge von I zu Q und das Anlegen von QFIR 260 der 2) in der entgegengesetzten Reihenfolge angewendet, in welcher die Fehler, denen sie entgegenwirken, eingeführt wurden. Bis der BB-Fehler 114 vom QFIR 160-2 korrigiert ist, wird die Beziehung zwischen I und Q nicht darauf ausgeglichen, was sie war, als der LO-Fehler 112 seine Artefakte auf Q einführte, so dass die Korrektur nicht mehr so trivial wie das Addieren von I zu Q sein kann. Somit wird in einem Beispiel der QFIR 260 der 2 vor der skalaren Addition von I zu Q angelegt.An effective method for correcting a LO error 112 is to add (or subtract) a scalar set from I to Q. If one uses the phase relationship between I and Q, this has a favorable effect on the LO phase error 112 by shifting all frequencies by an equal amount of phase, but as required in one direction depending on the sign of the frequency. An effective way to correct a BB error 114 This is a correction only on the Q channel in the QEC 170 to implement. Other than adding I to Q, the QEC 170 shift the phase of positive and negative frequency counterparts in the same direction, namely an amount that depends on the frequency response of the QEC 170 is determined (the actual sign of an output frequency is irrelevant since this information is lost if Q is evaluated or processed independently of I). The QEC 170 can also correct the amplitude of the BB error 114 may be used and may include a scalar expression for correcting the Q amplification gain resulting from the LO error 112 results. In addition to causing the Q to be sampled at the wrong phase, the LO error can 112 also cause Q to be scanned off its tip. In one example, these two corrective actions (adding a signed set from I to Q and applying QFIR 260 of the 2 ) in the opposite order in which the errors which they counteract were introduced. Until the BB error 114 from the QFIR 160-2 is corrected, the relationship between I and Q is not balanced to what it was, as the LO error 112 introduced his artifacts to Q, so that the correction can no longer be as trivial as adding I to Q. Thus, in one example, the QFIR 260 of the 2 before the scalar addition of I to Q.

Sobald der LO-Fehler 112 und der BB-Fehler 114 korrigiert sind, wird eine Kompensation des PD-Fehlers 110 leichter erzielt. Aus demselben Grund war es günstig, den BB-Fehler 114 vor dem LO-Fehler 112 zu korrigieren, es ist auch günstig, sowohl den BB-Fehler 114 als auch den LO-Fehler 112 vor der Korrektur des PD-Fehlers 110 zu korrigieren. In einer Ausführungsform wurde beobachtet, dass der PD-Fehler 110 eine relaxierte Transferfunktion aufweist. Die Kompensation kann somit durch einen relativ einfachen komplexen Filter auf dem Q-Kanal erzielt werden, wodurch positive und negative Frequenzen die geringfügige unabhängige Anpassung erhalten können, die sie benötigen.Once the LO error 112 and the BB error 114 are corrected, a compensation of the PD error 110 achieved easier. For the same reason, it was cheap, the BB error 114 before the LO error 112 to correct, it is also cheap, both the BB error 114 as well as the LO error 112 before the correction of the PD error 110 to correct. In one embodiment, it was observed that the PD error 110 has a relaxed transfer function. The compensation can thus be achieved by a relatively simple complex filter on the Q channel, whereby positive and negative frequencies can get the slight independent adjustment they need.

In einem beispielhaften System kann der QR 100 Teil eines Sende-Empfänger-Systems sein, und der Testton 102 kann auf dem QR 100 getrieben werden, wann immer sich das System im Übertragungsmodus befindet. Somit kann der QE im QR 100 kontinuierlich aktualisiert werden, wenn der QR 100 nicht aktiv ein HF-Signal empfängt. In anderen Ausführungsformen sind zusätzliche Anordnungen möglich. So ist z. B. in einem anderen Beispiel der QR 100 Teil eines Dual-Band-zugewiesenen Empfängers ohne Sendefunktionalität. In diesem Fall kann eines der zwei Empfängerbänder gelegentlich inaktiv geschalten werden, um den Testton 102 zu treiben und den QE zu messen. In einem anderen Beispiel kann der Testton 102 auf einem empfangenen HF-Signal überlagert werden. In noch einem anderen Beispiel kann das empfangene HF-Signal selbst als ein Testton verwendet werden, und der QE kann kontinuierlich aktualisiert werden. In einer Ausführungsform kann der Testton 102 eine Reihe von entsprechenden Frequenzpaaren f umfassen, wobei jede f +f und –f umfasst.In an exemplary system, the QR 100 Be part of a transceiver system, and the test tone 102 can on the QR 100 whenever the system is in transmission mode. Thus, the QE in the QR 100 be updated continuously when the QR 100 not actively receiving an RF signal. In other embodiments, additional arrangements are possible. So z. B. in another example, the QR 100 Part of a dual band assigned receiver without transmit functionality. In this case, one of the two receiver bands may occasionally be switched inactive to the test tone 102 to drive and to measure the QE. In another example, the test tone 102 on a received RF signal are superimposed. In yet another example, the received RF signal itself may be used as a test tone, and the QE may be updated continuously. In one embodiment, the test tone 102 comprise a series of corresponding frequency pairs f, each comprising f + f and -f.

In einem Beispiel liegt ein konzentriertes Fehlermodell für LO(f), worin die Evaluierung bei der Frequenz f das Kombinieren der Beobachtungen bei den Frequenzen +f und –f umfasst, in der Form von

Figure DE112014001413T5_0002
vor.In one example, a concentrated error model for LO (f), wherein the evaluation at frequency f comprises combining the observations at frequencies + f and -f, is in the form of
Figure DE112014001413T5_0002
in front.

In einem Beispiel liegt ein konzentriertes Fehlermodell für BB(f), worin die Evaluierung bei der Frequenz f das Kombinieren der Beobachtungen bei den Frequenzen +f und –f umfasst, in der Form von

Figure DE112014001413T5_0003
vor.In one example, a concentrated error model for BB (f), wherein the evaluation at frequency f comprises combining the observations at frequencies + f and -f, is in the form of
Figure DE112014001413T5_0003
in front.

In einem Beispiel liegt ein konzentriertes Fehlermodell für PD(f), worin die Evaluierung bei der Frequenz f das Kombinieren der Beobachtungen bei den Frequenzen +f und –f umfasst, in der Form von

Figure DE112014001413T5_0004
vor.In one example, a concentrated error model for PD (f), wherein the evaluation at frequency f comprises combining the observations at frequencies + f and -f, is in the form of
Figure DE112014001413T5_0004
in front.

Worin:
LOPHA durch die Anpassung von LOPHA(f) an ein Polynom der Ordnung n und unter Verwendung des wiedergekehrten Werts identifiziert wird, f auf null gesetzt wird, da der Wert für LOPHA. LOPHA der wahre LO-Phasenfehler ist, der mit der Frequenz nicht variiert.
Wherein:
LO PHA is identified by fitting LO PHA (f) to a polynomial of order n and using the returned value, f is set to zero because the value for LO PHA . LO PHA is the true LO phase error that does not vary with frequency.

In den obigen Gleichungen bezeichnet PHA(f) die Phasenfehlanpassung, welche die Abweichung von der erwarteten Differenz zwischen der Phase von Q und I ist, die bei der Frequenz f beobachtet wird. Für einen positiven Ton erwartet man, dass die Phase von Q der Phase von I um 90 Grad nacheilt, während man für einen negativen Ton erwartet, dass die Phase von Q der Phase von I um 90 Grad vorauseilt.In the above equations, PHA (f) denotes the phase mismatch, which is the deviation from the expected difference between the phase of Q and I observed at the frequency f. For a positive tone, it is expected that the phase of Q lags the phase of I by 90 degrees, while for a negative tone one expects the phase of Q to lead the phase of I by 90 degrees.

Auch in den obigen Gleichungen bezeichnet MAG(f) die Amplitudenfehlanpassung, die als das Verhältnis der Amplitude von Q zur Amplitude von I dargestellt ist.Also in the above equations, MAG (f) denotes the amplitude mismatch, which is represented as the ratio of the amplitude of Q to the amplitude of I.

2 ist ein Blockdiagramm einer QEC 170 nach einem oder mehreren Beispielen der vorliegenden Beschreibung. Es versteht sich, dass viele verschiedene Architekturen von QEC 170 möglich sind, und die hierin gezeigte Ausführungsform ist anhand nur eines nicht einschränkenden Beispiels geoffenbart. In diesem Beispiel umfasst die QEC 170 fünf primäre Unteranordnungen: einen HF-Ton-Generator 220, einen QE-Beobachter 230, einen QE-Analysator 240, eine QEC-Steuerung 250 und einen Fehlerkompensator 280. 2 is a block diagram of a QEC 170 according to one or more examples of the present description. It is understood that many different architectures of QEC 170 are possible, and the embodiment shown herein is disclosed by way of non-limiting example only. In this example, the QEC includes 170 five primary sub-assemblies: an RF tone generator 220 , a QE observer 230 , a QE analyzer 240 , a QEC controller 250 and an error compensator 280 ,

In einem Beispiel erzeugt der Ton-Generator 220 ein HF-Kalibrierungssignal, das unmittelbar vor dem Mischpult 130 zu Rx summiert wird. Die Orthogonalität der resultierenden Signale auf I und Q kann daraufhin überwacht werden, um QEs zu bestimmen. Unter Verwendung der entsprechenden positiven/negativen Frequenzpaare können der PD-Fehler 110 und der LO-Fehler 112 vom BB-Fehler 114 isoliert werden. Testtöne bei mehreren Frequenzen werden angelegt, um ein vollständiges Profil der IQ-Fehlanpassung über die Frequenz zu konstruieren und auch um ausreichende unabhängige Gleichungen bereitzustellen, damit alle Unbekannten identifiziert werden können. Die Analyse der Kanalreaktion auf ein einzelnes entsprechendes Frequenzpaar f identifiziert den LO-Fehler, wenn es keinen Prädemodulationsfehler und keine Interferenz gibt. Es sind aber zusätzliche Paare notwendig, um die Gegenwart des Prädemodulationsfehlers über die Frequenz zu bezeugen, oder die Interferenz über die Frequenz zu bewirken, so dass diesen entgegengewirkt werden kann. Wenn der LO-Fehler und der Prädemodulationsfehler ausreichend identifiziert sind, können einseitige Testtöne (nur positiv oder negativ) verwendet werden, um das restliche BB-Fehlanpassungsprofil zu konstruieren. In one example, the tone generator generates 220 an RF calibration signal just before the mixer 130 is summed to Rx. The orthogonality of the resulting signals on I and Q can then be monitored to determine QEs. Using the corresponding positive / negative frequency pairs, the PD error can 110 and the LO error 112 from the BB error 114 be isolated. Multi-frequency test tones are applied to construct a complete profile of IQ mismatch versus frequency and also to provide sufficient independent equations to identify all unknowns. Analysis of the channel response to a single corresponding frequency pair f identifies the LO error if there is no pre-modulation error and no interference. However, additional pairs are necessary to attest to the presence of the pre-modulation error over the frequency or to cause the interference over the frequency so that it can be counteracted. If the LO error and the predemodulation error are sufficiently identified, unilateral test tones (positive or negative only) may be used to construct the remaining BB mismatch profile.

In einem Beispiel umfasst ein Fehlerbeobachter 230 Hardware, um das IQ-Signal in die Frequenzdomäne zu transformieren. Die Hardware führt daraufhin algorithmusspezifische Akkumulationen und Korrelationen durch, die notwendig sind, um die Beobachtungen zu erhalten, welche dazu verwendet werden können, ein Profil der Phasen- und Verstärkungsdifferenzen zwischen I und Q über die Frequenz zu erzeugen.In one example, an error watcher includes 230 Hardware to transform the IQ signal into the frequency domain. The hardware then performs algorithm-specific accumulations and correlations necessary to obtain the observations that can be used to produce a profile of the phase and gain differences between I and Q over the frequency.

In einem Beispiel verarbeitet der QE-Analysator 240 Beobachtungen, die von der QE-Beobachtungsuntereinheit erfasst wurden, um die von der QE-Korrekturuntereinheit zu verwendenden Korrekturkoeffizienten zu bestimmen. Die Analyse wird von Software durchgeführt, die in einem eingebetteten und gemeinsamen Prozessor wie z. B. einem ARM M3 ausgeführt wird. Wie in dieser Beschreibung durchgängig verwendet, umfasst der Prozessor eine beliebige Kombination aus Hardware, Software oder Firmware, die die programmierbare Logik bereitstellt, umfassend als ein nicht einschränkendes Beispiel einen Mikroprozessor, einen digitalen Signalprozessor, eine Feld-programmierbare Gate-Array, eine programmierbare Logik-Array, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung oder einen virtuellen maschinellen Prozessor. Ein Prozessor kann gemeinsam mit einem Speicher, der eine beliebige geeignete flüchtige oder nicht-flüchtige Speichertechnologie, umfassend DDR RAM, SRAM, DRAM, Flash, ROM, optische Medien, virtuelle Speicherregionen, Magnet- oder Bandspeicher oder eine beliebige andere geeignete Technologie umfasst, operieren.In one example, the QE analyzer processes 240 Observations detected by the QE observation subunit to determine the correction coefficients to be used by the QE correction subunit. The analysis is performed by software that resides in an embedded and shared processor such as a computer. B. an ARM M3 is executed. As used throughout this description, the processor includes any combination of hardware, software, or firmware that provides the programmable logic, including, as a non-limiting example, a microprocessor, a digital signal processor, a field programmable gate array, programmable logic Array, an application specific integrated circuit, or a virtual machine processor. A processor may operate in conjunction with a memory comprising any suitable volatile or non-volatile memory technology, including DDR RAM, SRAM, DRAM, flash, ROM, optical media, virtual memory regions, magnetic or tape storage, or any other suitable technology ,

Die Analyse ist im Allgemeinen nicht zeitkritisch; die Hardware innerhalb des Fehlerbeobachters 230 führt alle notwendigen Echtzeitbeobachtungen und Berechnungen aus. Für die tonbasierte Kalibrierung (tone-based calibration, TCAL) startet die Analyse damit, Beobachtungen algebraisch zu kombinieren, um unerwünschte Ausdrücke, die zu Fehlern beitragen, zu löschen. Extreme Ausreißer können eliminiert werden, um alle kontaminierten Tonbeobachtungen zu säubern. Niederpass-Filtern, sowohl über die Frequenz als auch die Beobachtungsgeschichte (Zeit), kann ebenfalls durchgeführt werden, um die Beobachtungsqualität zu verbessern. Dies kann von einer linearen, quadratischen Interpolation oder einer solchen von höherer Ordnung oder einen Kurvenanpassung gefolgt sein, um Verstärkungs- und Phasenkorrektur zu schätzen, die in Subbändern erforderlich sind, für die eine Tonbeobachtung fehlt. Subband-Beobachtungen können fehlen, entweder z. B. weil sie als Ausreißer ausgeschieden wurden oder weil in diesem Subband während der Kalibrierung kein Ton angelegt wurde. Es kann eine letzte inverse schnelle Fourier-Transformation (IFFT) durchgeführt werden, um Zeitdomänen-Korrekturkoeffizienten zu erzeugen. Für die statistikbasierte Kalibrierung umfasst die Analyse das Identifizieren des an die kleinsten mittleren Quadrate (LMS) angepassten Polynoms, das am besten zu den positiven/negativen Frequenzbeobachtungen passt, und anschließend das Verwenden von IFFT, um Zeitdomänen-Korrekturkoeffizienten zu erzeugen.The analysis is generally not time critical; the hardware within the error observer 230 performs all necessary real-time observations and calculations. For tone-based calibration (TCAL), the analysis starts by algebraically combining observations to delete unwanted expressions that contribute to errors. Extreme outliers can be eliminated to clean up all contaminated sound observations. Low pass filtering, both frequency and observation history (time), can also be performed to improve the observation quality. This may be followed by linear or quadratic interpolation or higher order or curve fitting to estimate gain and phase correction required in subbands lacking tone observation. Subband observations may be missing, either z. Because they were eliminated as outliers or because no sound was applied in that subband during calibration. A final inverse fast Fourier transform (IFFT) may be performed to generate time domain correction coefficients. For statistic-based calibration, the analysis involves identifying the least mean square (LMS) matched polynomial that best fits the positive / negative frequency observations and then using IFFT to generate time domain correction coefficients.

In einem beispielhaften Fehlerkompensator 280 wird der QE korrigiert, indem zuerst die Q-Kanalreaktion auf I unter Verwendung eines echten QFIR 260 auf Q ausgeglichen, danach eine skalare Menge von I von Q im Summierungsblock 214 subtrahiert und schließlich der Ausgleich von Q auf I unter Verwendung eines komplexen, kompensierenden und abschließenden Impulsreaktionsfilters (compensating finite impulse response filter, CFIR) 270 auf Q abgeschlossen wird. Die Anzahl der erforderlichen Abgriffe kann bestimmt werden, indem in konservativer Weise die Granularität der Frequenzdomänenanpassungen identifiziert wird, die erforderlich sind, um die IQ-Fehlanpassungsübertragungsfunktion des QR 100 nachzuverfolgen. Zusätzlich dazu, dass die Q-Reaktion zur Anpassung an I gezwungen wird, kann der Fehlerkompensator 280 auch eine Gruppenverzögerung zu I addieren, um die Verzögerung zu kompensieren, die während der Korrektur zu Q addiert wurde. Verzögerungselemente 210 und 212 können verwendet werden, um für diese Gruppenverzögerung eine genaue zeitliche Abstimmung bereitzustellen.In an exemplary error compensator 280 QE is corrected by first applying the Q channel response to I using a true QFIR 260 balanced on Q, then a scalar set of I of Q in the summation block 214 subtracts and finally balances Q to I using a compensating finite impulse response (CFIR) filter 270 completed on Q. The number of taps required can be determined by conservatively identifying the granularity of the frequency domain adjustments required to perform the IQ mismatch transfer function of the QR 100 track. In addition to forcing the Q response to match I, the error compensator may 280 also add a group delay to I to compensate for the delay added to Q during the correction. delay elements 210 and 212 can be used to provide accurate timing for this group delay.

Die QEC-Steuerung 250 kann vom Benutzer abrufbare Register umfassen, die beschrieben und gelesen werden können, um die Kalibrierung zu initiieren, zu konfigurieren und zu überwachen. Diese Untereinheit besitzt auch eine rudimentäre Kalibrierungssequenzierungssteuerung über alle anderen Unteranordnungen der QEC 170. In einem Beispiel kann die QEC-Steuerung 250 einen separaten Prozessor umfassen, oder sie kann mit dem QE-Analysator 240 gemeinsam einen Prozessor nutzen.The QEC control 250 may include user-retrievable registers that may be written and read to initiate, configure, and monitor the calibration. This subunit also has rudimentary calibration sequencing control over all other sub-assemblies of the QEC 170 , In one example, the QEC controller 250 may include a separate processor, or it may be with the QE analyzer 240 share a processor.

In einem Beispiel basiert die Hardware-Evaluierung von QE auf der DFT- oder FFT-Analyse der Testtöne. Testtöne können somit an oder sehr nahe zu den Mittelpunkten der Subbänder, die sie untersuchen, angeordnet werden. Nicht-zentrierte Testtöne können in einem spektralen Verlust über die mehreren FFT-Subbänder resultieren. Dieses Lecken kann das Tonbeobachtungsrauschen verstärken, insbesondere wenn der Ton bei einer Frequenz nahe LO oder nahe der Nyquist-Frequenz liegt. Nahe bei Lo oder Nyquist, ist das Lecken von der Frequenz x zu –x aufgrund der kreisförmigen Natur der Fourier-Analyse am größten. Das Lecken von x zu –x ist am problematischsten, da dies genau dem Subband entspricht, das evaluiert wird. Nicht-zentrierte Töne können mit der QE-Identifizierung interferieren, da ungleiche Diskontinuitäten auf den I- und Q-Kanälen nach dem DFT- oder FFT-Fenster detektiert werden. Aufgrund der Phasendifferenz von 90 Grad zwischen I und Q werden im Wesentlichen verschiedene Diskontinuitäten erzeugt, die im Wesentlichen verschiedene spektrale Artefakte erzeugen. Diese Artefakte können mit dem ursprünglichen Signal nicht zusammenhängend sein und sie weisen keine bestimmte Quadratur-Beziehung auf.In one example, the hardware evaluation of QE is based on the DFT or FFT analysis of the test tones. Test tones can thus be placed at or very close to the midpoints of the subbands they are examining. Non-centered test tones can result in a spectral loss over the multiple FFT subbands. This leakage can amplify the sound observation noise, especially when the sound is at a frequency near LO or near the Nyquist frequency. Near Lo or Nyquist, the leakage from the frequency x to -x is greatest due to the circular nature of the Fourier analysis. Licking x to -x is the most problematic, as it is exactly the subband being evaluated. Non-centered tones may interfere with QE identification because unequal discontinuities on the I and Q channels are detected after the DFT or FFT window. Due to the phase difference of 90 degrees between I and Q, essentially different discontinuities are generated which produce substantially different spectral artifacts. These artifacts can not be contiguous with the original signal and have no particular quadrature relationship.

In Hinblick auf die Folgen der Kanalkontaminierung, wenn unerwünschter (Nicht-Ton-)Kanalinhalt mit sich selbst und dem Testton über die Zeit nicht-korreliert ist, kann diese entlang eines 3 dB-Trends für jede Verdoppelung der Anzahl an Beobachtungen, die in der Frequenzdomäne gemittelt werden, reduziert werden. Dies geht auf die Differenz zwischen der Ton- und Rauschen-Autokorrelierung zurück. Perfekte Töne interferieren konstruktiv, wenn Perioden summiert werden, wobei 6 dB pro Verdoppelung der Anzahl an summierten Perioden erhalten werden, während das nicht-korrelierte Signal weniger konstruktiv interferiert und nur 3 dB pro Verdopplung der summierten Abtastungen verstärkt, zumindest als einen Trend.With regard to the consequences of channel contamination, when unwanted (non-sound) channel content is uncorrelated with itself and the test tone over time, it can travel along a 3 dB trend for each doubling in the number of observations made in the Frequency domain are averaged, be reduced. This is due to the difference between the audio and noise autocorrelation. Perfect tones constructively interfere when periods are summed, yielding 6 dB per doubling of the number of summed periods, while the uncorrelated signal interferes less constructively and amplifies only 3 dB per doubling of the summed samples, at least as a trend.

Als eine Alternative zur Mittelung in der Frequenzdomäne kann der SNR auch durch Mitteln der mehreren Datensegmente (mit FFT-Größe) in der Zeitdomäne verbessert werden. Dies bedeutet, dass Daten bei jedem Versatz innerhalb eines Segments mit Daten gemittelt werden können, die sich beim selben Versatz in allen anderen zu kombinierenden Segmente befinden. Das Ergebnis kann daraufhin zur Frequenzdomäne unter Verwendung einer einzelnen FFT-Transformation bewegt werden, wodurch die beträchtlichen Berechnungen, die mit vielen einzelnen FFTs assoziiert sind, erspart bleiben. Ist die Frequenz des Tons genau und ist das Kanalrauschen mit dem Testton völlig nicht-korreliert, so erhöht jede Verdoppelung der Anzahl an summierten Segmenten vor der FFT-Analyse den SNR entlang eines 3 dB-Trends. Dies ergibt sich aus einer Tonamplitude, die um 6 dB pro Verdoppelung der summierten Segmente improvisiert, wobei sich aber die Rauschamplitude nur entlang eines Trends von 3 dB pro Verdoppelung verbessert. Die Nettoverbesserung von SNR beträgt 3 dB pro Verdoppelung der Anzahl an summierten Segmenten. Die Gegenwart eines Tonfrequenzfehlers vermindert diese SNR-Verbesserung, da die von sequenziellen Segmenten eingefangene Signalphase mit einer Rate driftet, die sich proportional zum Frequenzfehler verhält. Dies vermindert die Korrelierung zwischen Segmenten. Obwohl das Summieren von Segmenten in der Zeitdomäne hinsichtlich der Berechnung effizienter ist, kann es sein, dass der Großteil der erforderlichen SNR-Verbesserung in der Frequenzdomäne erreicht werden muss, um den Immunitätsgrad gegenüber dem Tonfrequenzfehler zu verbessern.As an alternative to averaging in the frequency domain, the SNR can also be improved by averaging the multiple data segments (with FFT size) in the time domain. This means that data at each offset within a segment can be averaged with data at the same offset in all other segments to be combined. The result can then be moved to the frequency domain using a single FFT transform, thereby avoiding the considerable computations associated with many individual FFTs. If the frequency of the sound is accurate and the channel noise is completely uncorrelated with the test tone, any doubling in the number of summed segments before FFT analysis increases the SNR along a 3 dB trend. This results from a tone amplitude that improvises by 6 dB per doubling of the summed segments, but the noise amplitude improves only along a trend of 3 dB per doubling. The net improvement in SNR is 3 dB per doubling of the number of summed segments. The presence of a pitch error reduces this SNR enhancement because the signal phase captured by sequential segments drifts at a rate proportional to the frequency error. This reduces the correlation between segments. Although summing segments in the time domain is more efficient in terms of computation, most of the required SNR enhancement in the frequency domain may need to be achieved to improve the degree of immunity to the audio frequency error.

Der SNR verbessert sich mit erhöhter FFT oder diskreter Fourier-Transformationsanalysengröße (discrete, Fourier transform, DFT). Insbesondere verbessert sich der SNR in db proportional zu 10 log10npoints, worin npoints die Anzahl an in der Analyse verwendeten Punkten ist.The SNR improves with increased FFT or discrete Fourier transform analysis size (discrete, Fourier transform, DFT). In particular, the SNR in dB improves in proportion to 10 log 10 n points , where n points is the number of points used in the analysis.

Thermisches Rauschen an der Antenne legt die Mindestgrenze fest, die niedriger an den theoretischen Pegel des Kanalrauschens gebunden ist. In einem Beispiel besteht ein konstruktives Ziel darin, dass QR 100 nicht um mehr als 2 dB (2 dB Rauschfaktor) gemindert wird. Ausgehend von –174 dBm/Hz thermischem Rauschen bei Raumtemperatur und unter der Annahme einer Verstärkung von der LNA-Eingabe zur Mischpult-Eingabe von 12 dB, beträgt die Eingabe des Rauschpegels am Mischpult 130 –174 + 2 + 12 = –160 dBm/Hz oder –173 dBVrms/Hz unter der Annahme einer Last von 50 Ohm. Werden 200 MHz der Basisbandbqandbreite unter Verwendung einer 48-Punkt-FFT eingefangen, so betragen das Rauschen insgesamt pro Subband –173 + 10log10 200 / 48 = –106 dBVrms . Da der maximale Signalpegel bei der Mischpulteingabe –17 dBVrms beträgt, lautet der größtmögliche Rauschabstand –17 – (–106) = 89 dB, wenn ein Ton mit voller Skala angelegt wird. Mit gewissen Abstimmungen im Design ist in einer beispielhaften Ausführungsform innerhalb von QR 100 ein vollskalarer Ton nur für einen Übertragungs-Rückkoppelungsweg möglich. Für den Rx-Kanal 104 ist der Ton auf eine Vollskala von –20 dB begrenzt, wodurch der Rauschabstand auf 69 dB reduziert wird. Der Rauschabstand für den Empfangspfad kann vielmehr durch eine schlechte Antennenisolierung als durch thermisches Rauschen dominiert sein. Deaktivieren des LNA und Öffnen einer T/R-Schaltung sollten eine Antennenisolierung von 50 dB erreichen, wobei das Ton-zu-Ton-Verhältnis (Ton-Antennen-Interferenz) –20 – (–50) = 30 dB wäre, wenn ein vollskalares Signal von der Antenne 108 innerhalb eines Subbands mit FFT-Größe empfangen wird.Thermal noise at the antenna sets the minimum bound to the theoretical level of the channel noise. In one example, a constructive goal is that QR 100 is not reduced by more than 2 dB (2 dB noise factor). Starting from -174 dBm / Hz thermal noise at room temperature and assuming a gain of 12 dB from the LNA input to the mixer input, the input of the noise level at the mixer is 130 -174 + 2 + 12 = -160 dBm / Hz or -173 dBVrms / Hz assuming a load of 50 ohms. If 200 MHz of the baseband bandwidth is captured using a 48-point FFT, the total noise is per subband -173 + 10log 10 200/48 = -106 dBVrms , Since the maximum signal level in mixer input is -17 dBVrms, the maximum signal-to-noise ratio is -17 - (-106) = 89 dB when a full-scale tone is applied. With certain votes in the design, in one exemplary embodiment, within QR 100 a fullscale tone is only possible for a transmission feedback path. For the Rx channel 104 the sound is limited to a full scale of -20 dB, which reduces the signal to noise ratio to 69 dB. The signal-to-noise ratio for the receive path may be dominated by poor antenna isolation rather than thermal noise. Disabling the LNA and opening a T / R circuit should provide an antenna isolation of 50 dB, where the tone-to-tone ratio (sound antenna interference) would be -20 - (-50) = 30 dB if a fully scaled signal from the antenna 108 within a subband of FFT size.

Nach dem Generieren geeigneter Fehlermodelle gemäß dem hierin geoffenbarten TCAL-Verfahren kann die QEC 170 Korrekturkoeffizienten zum Korrigieren empfangener HF-Signale erzeugen. Der Korrekturkoeffizient kann die konzentrierten Fehlermodelle verwenden. In einem Beispiel kann der Korrekturkoeffizient in einem Fehlerkompensator 280 der 2 durchgeführt werden.After generating suitable error models according to the TCAL method disclosed herein, the QEC 170 Generate correction coefficients for correcting received RF signals. The correction coefficient may use the concentrated error models. In one example, the correction coefficient may be in an error compensator 280 of the 2 be performed.

Die mathematische Grundlage für die Erzeugung des Koeffizienten folgt.The mathematical basis for the generation of the coefficient follows.

Die mathematische Grundlage für die Fehlerbeobachtung ist nachstehend angegeben:

Annahme:
HF wird durch Mischen mit cos(2·tFLO) auf I demoduliert UND
HF wird durch Mischen mit cos(2·tFLO +·2 + ELO) = –sin(2·tFLO + ELO) auf Q demoduliert

Worin: FLO = LO-Frequenz ELO = LO-Phasenfehler (Gesamtphase von LO für Q beträgt·2 + ELO) t = Zeit Wenn ein HF-Ton der Frequenz THF auf die Eingabe des Mischpults angelegt wird, so ist das Ergebnis nach der Niederpassfilterung: I = ½sin(2·t × (THF – FLO)) Q = ½sin(2·t × (THF – FLO) –·2 – ELO) Substituiert man TBB = abs(THF – FLO),
dann gilt für positive Frequenzen (THF > FLO) I = ½sin(2t × TBB) Q = ½sin(2t × TBB –/2 – ELO), während für negative Frequenzen (THF < FLO) gilt I = ½sin(–2tTBB) = ½sin(2tTBB +) Q = ½sin(–2tTBB – 2 – ELO) = ½sin(2tTBB + +/2 + ELO) = ½sin(2tTBB + 3/2 + ELO) Wird I mit Q* multipliziert, so weist das Ergebnis auf:
eine Amplitude gleich mag {I} × mag{Q} UND
eine Phase gleich pha{I} – pha{Q} (da das komplexe Konjugat von Q verwendet wurde).

Teilen wir dieses Produkt durch mag2{Q[f]}, so weist das Resultat exakt die Amplitude auf, die für die Basisbandamplitudenkorrektur erforderlich ist, welche lautet mag{I}/mag{Q}

Es ist anzumerken, dass unmittelbar nach dem Mischpult und vor dem Basisbandfehler der Fehler aufgetreten ist: Für positive Frequenzen: pha{I × Q*} = pha{I} – pha{Q} = (0) – (–·/2 – ELO) =·/2 + ELO Für negative Frequenzen: pha{I × Q*} = pha{I} – pha{Q} = (·) – (3·/2 + ELO) = –·/2 – ELO Jeder Basisbandfehler beeinflusst positive und negative Frequenzen im Q-Kanal gleichermaßen. So wird die Phase der Korrelierung wie folgt: Für positive Frequenzen: pha{I × Q*} = pha{I} – pha{Q} = ·/2 + ELO – EBB Für negative Frequenzen: pha{I × Q*} = pha{I} – pha{Q} = –·/2 – ELO – EBB Wenn anstelle von I × Q* I* × Q für nur negative Frequenzen verwendet wird: Für negative Frequenzen: pha{I* × Q} = pha{Q} – pha{I} = (3·/2 + ELO + EBB) –· = ·/2 + ELO + EBB Wenn ·/2 daraufhin von jedem der obigen subtrahiert wird: Für positive Frequenzen: pha{I} – pha{Q} –·2 = ·/2 + ELO – EBB –·/2 = ELO – EBB Für negative Frequenzen: pha{Q} – pha{I} –·/2 = ·/2 + ELO + EBB –·/2 = ELO + EBB Die obigen Ausdrücke sind nützlich, weil:
Addieren ihrer Phasen verwendet werden kann, um ELO zu isolieren
Subtrahieren ihrer Phasen verwendet werden kann, um EBB zu isolieren
The mathematical basis for error observation is given below:

Adoption:
HF is demodulated by mixing with cos (2 * tF LO ) on I. AND
HF is demodulated to Q by mixing with cos (2 * tF LO + * 2 + E LO ) = -sin (2 * tF LO + E LO )

Where: F LO = LO frequency E LO = LO phase error (total phase of LO for Q is · 2 + E LO ) t = time If an HF tone of frequency T HF is applied to the input of the mixer, the result after low pass filtering is: I = ½sin (2 × t × (T HF -F LO )) Q = ½sin (2 x t x (T HF - F LO) - x 2 - E LO) Substituting T BB = abs (T HF - F LO),
then applies to positive frequencies (T HF > F LO ) I = ½sin (2t × T BB ) Q = ½sin (2t × T BB - / 2 - E LO ), while for negative frequencies (T HF <F LO ) I = ½sin (-2tT BB ) = ½sin (2tT BB +) Q = ½sin (-2tT BB - 2 - E LO ) = ½sin (2tT BB + + / 2 + E LO ) = ½sin (2tT BB + 3/2 + E LO ) If I is multiplied by Q *, the result is:
an amplitude equal to {{i} × mag {Q} AND
a phase equal to pha {I} - pha {Q} (since the complex conjugate of Q was used).

If we divide this product by 2 {Q [f]}, then the result will have exactly the amplitude required for baseband amplitude correction, which may be {I} / mag {Q}

It should be noted that the error occurred immediately after the mixer and before the baseband error: For positive frequencies: pha {I × Q *} = pha {I} - pha {Q} = (0) - (- · / 2 - E LO ) = · / 2 + E LO For negative frequencies: pha {I × Q *} = pha {I} - pha {Q} = (·) - (3 · / 2 + E LO ) = - · / 2 - E LO Each baseband error affects both positive and negative frequencies in the Q channel equally. So the phase of correlation becomes as follows: For positive frequencies: pha {I × Q *} = pha {I} - pha {Q} = · / 2 + E LO - E BB For negative frequencies: pha {I × Q *} = pha {I} - pha {Q} = - · / 2 - E LO - E BB If instead of I × Q * I * × Q is used for only negative frequencies: For negative frequencies: pha {I * x Q} = pha {Q} - pha {I} = (3 · / 2 + E LO + E BB ) - · = · / 2 + E LO + E BB If · / 2 is then subtracted from each of the above: For positive frequencies: pha {I} - pha {Q} - · 2 = · / 2 + E LO - E BB - · / 2 = E LO - E BB For negative frequencies: pha {Q} - pha {I} - · / 2 = · / 2 + E LO + E BB - · / 2 = E LO + E BB The above expressions are useful because:
Adding their phases can be used to isolate E LO
Subtracting their phases can be used to isolate E BB

Hierin sind zwei Fehlerseparationsverfahren geoffenbart, die zur Vereinfachung als Verfahren 1 und als Verfahren 2 bezeichnet werden. Das Verfahren 1 erfordert weniger Berechnungen als das Verfahren nachfolgend, es ist aber sensitiv auf frequenzabhängige Fehler in der Prädemodulation. Die mathematische Grundlage für das Verfahren 1 folgt: Annahme: C[f] = M[f] × e^j(ELO – EBB[f]) für f > 0, UND M[f] × e^j(ELO + EBB[f]) für f < 0

Worin: C[f] berechnet wird auf der Basis von I[f] × Q*[f]/mag2{Q[f]} für f > 0, OR I*[f] × Q[f]/mag2{Q[f]} für f < 0 wie obig abgeleitet
ELO = LO-Phasenfehler (wenn die Gesamtphase von LO für Q = ·/2 + ELO)
EBB[f]= BB-Phasenfehler, der bei der Frequenz f evaluiert wird
M[f] = mag{C[f]} = mag{I[f]} × mag{Q[f]}/mag2{Q[f]} = mag{I[f]}/mag{Q[f]}

Geht man von M[+f] = M[–f] und EBB[+f] = EBB[–f] aus: (C[+f] + C[–f])/2 = (M[+f] × e^j(ELO – EBB[+f]) + M[–f] × e^j(ELo + EBB[–f]))/2 = (M[f] × e^j(ELO – EBB[f]) + M[f] × e^j(ELO + EBB[f]))/ 2 = M[f] × e^jELO × (e^j(–EBB[f]) + e^j(EBB[f]))/2 = M[f] × e^jELO × cos(EBB[f]) und (C[+f] + C[–f]*)/2 = (M[+f] × e^j(ELO – EBB[+f]) + M[–f] × e^j(ELO + EBB[–f]))/2 = (M[f] × e^j(ELO – EBB[f]) + M[f] × e^j(–ELO – EBB[f]))/2 = M[f] × e^–jEBB[f] × (e^j(–ELO) + e^j(ELO))/2 = M[f] × e^–jEBB[f] × cos(ELO) zur Identifizierung des frequenzunabhängigen LO-Phasenfehlers, Extrahieren der Phase von: (C[+f] + C[–f])/2 Dann ist die LO-Phasenkorrektur, die anzulegen ist: pha{(C[+f] + C[–f])/2} = pha{M[f] × e^jELO × cos(EBB[f])} = ELO
There are disclosed herein two error separation methods, which are referred to as method 1 and method 2 for simplicity. Method 1 requires fewer calculations than the method below, but it is sensitive to frequency-dependent errors in predemodulation. The mathematical basis for method 1 follows: Assumption: C [f] = M [f] × e ^ j (E LO - E BB [f]) for f> 0, and M [f] × e ^ j (E LO + E BB [f]) for f <0

Where: C [f] is calculated on the basis of I [f] × Q * [f] / mag 2 {Q [f]} for f> 0, OR I * [f] × Q [f] / mag 2 {Q [f]} for f <0 derived as above
ELO = LO phase error (when the total phase of LO for Q = · / 2 + E LO )
E BB [f] = BB phase error, which is evaluated at the frequency f
M [f] = mag {C [f]} = mag {I [f]} × mag {Q [f]} / mag 2 {Q [f]} = mag {I [f]} / mag {Q [ f]}

Assuming M [+ f] = M [-f] and E BB [+ f] = E BB [-f]: (C [+ f] + C [-f]) / 2 = (M [+ f] × e ^ j (E LO - E BB [+ f]) + M [-f] × e ^ j (E Lo + E BB [-f])) / 2 = (M [f] × e ^ j (E LO - E BB [f]) + M [f] × e ^ j (E LO + E BB [f]) ) / 2 = M [f] × e ^ jE LO × (e ^ j (-E BB [f]) + e ^ j (E BB [f])) / 2 = M [f] × e ^ jE LO × cos (E BB [f]) and (C [+ f] + C [-f] *) / 2 = (M [+ f] × e ^ j (E LO - E BB [+ f]) + M [-f] × e ^ j (E LO + E BB [-f])) / 2 = (M [f] x e ^ j (E LO - E BB [f]) + M [f] x e ^ j (-E LO - E BB [f ]) / 2 = M [f] × e ^ -jE BB [f] × (e ^ j (-E LO ) + e ^ j (E LO )) / 2 = M [f] × e ^ -jE BB [f] × cos (E LO ) for identifying the frequency-independent LO phase error, extracting the phase of: (C [+ f] + C [-f]) / 2 Then the LO phase correction to be applied is: pha {(C [+ f] + C [-f]) / 2} = pha {M [f] × e ^ jE LO × cos (E BB [f])} = E LO

Obwohl der LO-Phasenfehler, der von jedem positiven & negativen Frequenzpaar identifiziert wird, identisch sein sollte, kann eine Mittelung über mehrere Frequenzpaare verwendet werden, um dabei zu helfen, das in der Beobachtung umfassten Rauschen zu eliminieren.Although the LO phase error identified by each positive & negative frequency pair should be identical, averaging over multiple frequency pairs can be used to help eliminate the noise included in the observation.

Zur Identifizierung des frequenzabhängigen BB-Phasenfehlers, Extrahieren der Phase von: (C[+f] + C[–f]*)/2 Dann ist die BB-Phasenkorrektur, die anzulegen ist: pha{(C[+f] + C*[–f])/2} = pha{M[f] × e^j-EBB[f] × cos(ELO)} = –EBB[f] Um die frequenzabhängige BB-Amplitudenkorrektur zu identifizieren, die erforderlich ist, ist anzumerken, dass
mag{(C[+f] + C[–f]*)}/2 die Grundlage schafft,
dies wird aber verstärkt, wenn es einen LO-Fehler gibt, weil: mag{(C[+f] + C[–f]*)}/2 = mag{M[f] × e^j(–EBB[f]) × cos(ELO)} = M[f] × cos(ELO) Somit muss zur Korrektur dieser durch ELO induzierten Amplitudenverstärkung mag{(C[+f] + C[–f]*)}/2cos(ELO) = M[f] × cos(ELO)/cos(ELO) = M[f] stattdessen verwendet werden.
To identify the frequency-dependent BB phase error, extract the phase from: (C [+ f] + C [-f] *) / 2 Then the BB phase correction to be applied is: pha {(C [+ f] + C * [- f]) / 2} = pha {M [f] × e ^ jE BB [f] × cos (E LO )} = -E BB [f] In order to identify the frequency-dependent BB amplitude correction that is required, it should be noted that
if {(C [+ f] + C [-f] *)} / 2 creates the basis,
but this gets worse if there is a LO error, because: may {(C [+ f] + C [-f] *)} / 2 = mag {M [f] × e ^ j (-E BB [f]) × cos (ELO)} = M [f] × cos (E LO ) Thus, to correct for this amplitude gain induced by E LO , {(C [+ f] + C [-f] *)} / 2cos (E LO ) = M [f] × cos (E LO ) / cos (E LO ) = M [f] can be used instead.

Das Verfahren 2 erfordert mehr Berechnungen als das Verfahren 1, aber es ermöglicht die Beobachtung von frequenzabhängigen Prädemodulationsfehlern. Die mathematische Grundlage für das Verfahren 1 lautet wie folgt: Annahme: C[f] = M[f] × e^j(ELO – EBB[f]) für f > 0, UND M[f] × e^j(ELO + EBB[f]) für f < 0 Worin: C[f] wird berechnet auf der Basis von I[f] × Q*[f]/mag2{Q[f]} für f > 0, OR I*[f] × Q[f]/mag2{Q[f]} für f < 0 wie obig abgeleitet
ELO = LO-Phasenfehler (wenn die gesamte Phase von LO für Q = ·/2 + ELO)
EBB[f] = BB-Phasenfehler, der bei der Frequenz f evaluiert wird.
M[f] = mag{C[f]} = mag{I[f]} × mag{Q[f]}/mag2{Q[f]} = mag{I[f]}/mag{Q[f]} Dann: ELO[f] = ½(pha{C[–f]} + pha{C[+f]}) = ½(atan(imag{C[–f]}/real{C[–f]}) + atan(imag{C[+f]}/real{C[+f]})) Und: EBB[f] = ½(pha{C[–f]} – pha{C[+f]}) = ½(atan(imag{C[–f]}/real{C[–f]}) – atan(imag{C[+f]}/real{C[+f]}))
The method 2 requires more calculations than the method 1, but it allows the observation of frequency dependent predemodulation errors. The mathematical basis for method 1 is as follows: Assumption: C [f] = M [f] × e ^ j (E LO - E BB [f]) for f> 0, and M [f] × e ^ j (E LO + E BB [f]) for f <0 Where: C [f] is calculated on the basis of I [f] × Q * [f] / mag 2 {Q [f]} for f> 0, OR I * [f] × Q [f] / mag 2 {Q [f]} for f <0 derived as above
E LO = LO phase error (when the entire phase of LO for Q = · / 2 + E LO )
E BB [f] = BB phase error, which is evaluated at the frequency f.
M [f] = mag {C [f]} = mag {I [f]} × mag {Q [f]} / mag 2 {Q [f]} = mag {I [f]} / mag {Q [ f]} Then: E LO [f] = ½ (pha {C [-f]} + pha {C [+ f]}) = ½ (atan (imag {C [-f]} / real {C [-f]} ) + atan (imag {C [+ f]} / real {C [+ f]})) And: E BB [f] = ½ (pha {C [-f]} - pha {C [+ f]}) = ½ (atan (imag {C [-f]} / real {C [-f]} ) - atan (imag {C [+ f]} / real {C [+ f]}))

Die Werte von ELO[f] sollten bei allen Frequenzen von f identisch sein, sofern ELO[f] nicht zu einem frequenzabhängigen Prädemodulationsphasenfehler beiträgt (d. h., im Gegensatz zum Namen, ist ELO[f] nicht nur mit dem LO-Fehler allein assoziiert). Als eine gute Näherung kann das Mittel von ELO[f] als ein Mischpult-LO-Fehler angenommen werden, und die Variation von ELO[f] über die Frequenz von diesem Mittel kann als der frequenzabhängige Prädemodulationsphasenfehler angenommen werden.The values of E LO [f] should be identical at all frequencies of f, unless E LO [f] contributes to a frequency-dependent pre-modulation phase error (ie, unlike the name, E LO [f] is not just the LO error alone associated). As a good approximation, the mean of E LO [f] may be taken as a mixer LO error, and the variation of E LO [f] over the frequency of this means may be taken as the frequency-dependent pre-modulation phase error.

Ebenso sollte M[+f] gleich M[–f] sein, sofern M[f] nicht zum frequenzabhängigen Prädemodulationsfehler beiträgt. Als eine gute Annäherung kann das Mittel von M[+f] und M[–f] für jede Frequenz f als die erforderliche BB-Amplitudenfehlerkorrektur angenommen werden. In der Zwischenzeit kann die Variation von M[+f] und M[–f] vom Mittel bei jeder Frequenz f als die Menge des frequenzabhängigen Prädemodulationsamplitudenfehler angenommen werden.Similarly, M [+ f] should be equal to M [-f] unless M [f] contributes to the frequency-dependent predemodulation error. As a good approximation, the average of M [+ f] and M [-f] may be taken for each frequency f as the required BB amplitude error correction. In the meantime, the variation of M [+ f] and M [-f] from the mean at each frequency f may be taken as the amount of the frequency-dependent predemodulation amplitude error.

In Bezug auf die Kompensation des BB-Fehlers 114 kann ein FIR an Q angelegt werden, wie dies im Abschnitt in der mathematischen Ableitung des Absatzes Fehler! Referenzquelle nicht gefunden. beschrieben ist. Insbesondere muss, wenn man davon ausgeht, dass das Fehlerseparationsverfahren 2 verwendet wird, dieser Filter die Amplitudenkorrektur anlegen: M[f] = ½(mag{I[f]}/mag{Q[f]} + {I[–f]}/mag{Q[–f]}) Regarding the compensation of the BB error 114 A FIR can be applied to Q, as described in the section in the mathematical derivation of paragraph Fehler! Reference source not found. is described. In particular, assuming that the error separation method 2 is used, this filter must apply the amplitude correction: M [f] = ½ (mag {I [f]} / mag {Q [f]} + {I [-f]} / mag {Q [-f]})

Die Phasenkorrektur umfasst: –EBB[f] = –½(atan(imag{C[–f]}/real{C[–f]}) – atan(imag{C[+f]}/real{C[+f]})) The phase correction includes: -E BB [f] = -½ (atan (imag {C [-f]} / real {C [-f]}) - atan (imag {C [+ f]} / real {C [+ f]} ))

Es ist anzumerken, dass EBB mit einem umgekehrten Vorzeichen versehen wird, um von einem Fehlerausdruck zu einem Korrekturausdruck zu ändern.It should be noted that E BB is reversed to change from an error term to a correction term.

Ebenfalls ist anzumerken, dass nur die mittlere Amplitudenkorrektur, die für ein bestimmtes entsprechendes positive/negatives Paar identifiziert wurde, vom QFIR 260 bedient wird. Man erwartet, dass das Mittel die erforderliche dominante Amplitudenkorrektur ist und mit der Basisband-IQ-Kanalfehlanpassung assoziiert werden kann. Die kleinere übrige Amplitudenkorrektur, die noch immer erforderlich ist und als eine asymmetrische positive/negative Frequenzfehlanpassung von diesem Mittelwert gemappt wird, wird zum CFIR 270 relegiert. Anders als der QFIR 260, weist der CFIR 270 sowohl I- als auch Q-Filterabgriffe auf und besitzt somit die Fähigkeit, unabhängig eine positive und negative Frequenzreaktion anzupassen. Das Mapping einer entsprechenden positiven/negativen Frequenzamplitudenfehlanpassung als asymmetrische (gleich aber mit entgegengesetzten Vorzeichen) Mitwirkung wird auf der Grundlage der Simulierung des Mischpults und der Silicium-Evaluierung von QR 100 gerechtfertigt: bei einem nicht-perfekten Arbeitszyklus-Mischpult-LO wurde verifiziert, dass er zur linearen asymmetrischen Amplitudenfehlanpassung über die Frequenz beiträgt.It should also be noted that only the mean amplitude correction identified for a particular corresponding positive / negative pair is from the QFIR 260 is served. It is expected that the means will be the required dominant amplitude correction and may be associated with baseband IQ channel mismatching. The smaller remaining amplitude correction that is still needed and as one Asymmetric positive / negative frequency mismatching is mapped from this average to the CFIR 270 relegated. Unlike the QFIR 260 , points the CFIR 270 Both I and Q filter taps have the ability to independently adjust a positive and negative frequency response. The mapping of a corresponding positive / negative frequency amplitude mismatch as asymmetric (but with opposite sign) participation is based on simulation of the mixer and the silicon evaluation of QR 100 justified: a non-perfect duty cycle LO has been verified to contribute to the linear asymmetric amplitude mismatch across the frequency.

Obwohl nicht mit dem BB-Fehler 114 assoziiert, ist es für den BB-Korrektur-FIR praktisch, einen skalaren Modifikator zu umfassen, der den Amplitudenverlust des Q-Kanals kompensiert, der mit dem LO-Fehler 112 assoziiert ist. In Entsprechung des Mischpult-Fehlermodells bewirkt der Mischpultfehler, dass der Q-Kanal außerhalb der Spitze von einer Menge, die sich proportional zu cos(ELO) verhält, abgetastet wird, wobei eine Menge gleich – sin(ELO) von I umfasst ist anstelle des fehlenden Beitrags von Q. Das Addieren eines Verstärkungsausdrucks von

Figure DE112014001413T5_0005
zum BB-Korrektur-FIR kann somit verwendet werden, um den LO-Fehler-induzierten Amplitudenverlust zu kompensieren.Although not with the BB error 114 For the BB correction FIR, it is convenient to include a scalar modifier that compensates for the amplitude loss of the Q channel that is associated with the LO error 112 is associated. In accordance with the mixer error model, the mixer error causes the out-of-peak Q channel to be sampled by an amount proportional to cos (E LO ), where an amount equal to -sin (E LO ) of I is sampled instead of the missing contribution from Q. Adding a gain term from Q
Figure DE112014001413T5_0005
to the BB correction FIR can thus be used to compensate for the LO error induced amplitude loss.

In Bezug auf die Kompensation des LO-Fehlers 112 kann bei Fehlen des anderen Prädemodulationsphasenfehlers der LO-Fehler unter Verwendung eines beliebigen entsprechenden Frequenzpaares f identifiziert werden. Insbesondere würde die folgende Gleichung den identischen LO-Fehler ungeachtet des evaluierten entsprechenden positiven/negativen Frequenzpaars identifizieren: ELO[f] = ½(atan(imag{C[–f]}/real{C[–f]}) + atan(imag{C[+f]}/real{C[+f]})) Regarding the compensation of the LO error 112 For example, in the absence of the other predemodulation phase error, the LO error may be identified using any corresponding frequency pair f. In particular, the following equation would identify the identical LO error regardless of the evaluated corresponding positive / negative frequency pair: E LO [f] = ½ (atan (imag {C [-f]} / real {C [-f]}) + atan (imag {C [+ f]} / real {C [+ f]}))

Wenn anstelle davon diese Gleichung verschiedene Phasen für verschiedene Frequenzpaare berechnet, können diese Beobachtungen verwendet werden, um die frequenzabhängige Phasenkorrektur zu konfigurieren. In einem Beispiel wird die Korrektur unter Verwendung des CFIR 270 implementiert. Zuerst muss aber der inhärente frequenzunabhängige LO-Fehler 112 von den Beobachtungen über die Frequenz separiert werden. Dafür kann ein vertrauenswürdiges Fehlermodell zum Leiten des Fehler-Mappings erforderlich sein.If instead this equation calculates different phases for different frequency pairs, these observations can be used to configure the frequency dependent phase correction. In one example, the correction is done using the CFIR 270 implemented. First, however, must be the inherent frequency-independent LO error 112 be separated from the observations about the frequency. This may require a trusted error model to guide the error mappings.

Bei Fehlen eines richtigen Fehlermodells könnte der mittlere abgeleitete LO-Fehler 112, über die Frequenz unter Verwendung der obigen Gleichung berechnet, verwendet werden, um sich LO anzunähern. Die Phase, die unter Verwendung des niedrigsten Frequenzpaares beobachtet wird, kann eine bessere Annäherung von LO mit der Annahme des inhärenten reduzierten Einflusses von frequenzabhängigen Quellen bereitstellen. Eine beste Annäherung kann aber durch Berechnung eines DC-Abschnitts bestimmt werden. Diese geht davon aus, dass die Ursache der Variation in der Phasenbeobachtung symmetrisch über die positive/negative Separation von DC ist und dass eine Funktion niederer Ordnung verwendet werden könnte, um diese Phasenbeobachtungen anzupassen.In the absence of a correct error model, the mean derived LO error could be 112 , calculated over the frequency using the above equation, can be used to approximate LO. The phase observed using the lowest frequency pair can provide a better approximation of LO with the assumption of the inherent reduced impact of frequency dependent sources. However, a best approximation can be determined by calculating a DC section. This assumes that the cause of the variation in phase observation is symmetric about the positive / negative separation of DC and that a low order function could be used to adjust these phase observations.

Ein günstiges Verfahren zum Korrigieren des LO-Fehlers 112 besteht darin, eine skalare Menge von I zu Q zu addieren. Diese Addition verschiebt die positiven und negativen Frequenzen im Q-Kanal um gleiche Mengen aber in entgegengesetzte Richtungen. In Entsprechung des Mischpult-Fehlermodells ist dieser Skalar gleich sin(ELO). Da der Basisbandkorrektur-FIR aber einen

Figure DE112014001413T5_0006
-Skalar umfasst, der vor der Addition von I zu Q angelegt wird (siehe 3), muss auch der LO-Phasenkorrektur-Skalar um diesen Faktor
Figure DE112014001413T5_0007
verstärkt werden. Dies ergibt insgesamt einen LO-Fehler-Kompensationsskalar
Figure DE112014001413T5_0008
welcher derselbe wie tan(ELO) ist.A convenient way to fix the LO error 112 is to add a scalar set from I to Q. This addition shifts the positive and negative frequencies in the Q channel by equal amounts but in opposite directions. Corresponding to the mixer error model, this scalar is equal to sin (E LO ). Since the baseband correction FIR but a
Figure DE112014001413T5_0006
-Skalar, which is applied before the addition of I to Q (see 3 ), the LO phase correction scalar must also be around this factor
Figure DE112014001413T5_0007
be strengthened. This results in an overall LO error compensation scalar
Figure DE112014001413T5_0008
which is the same as tan (E LO ).

Ein alternativer Ansatz zur obigen digitalen Lösung besteht darin, direkt die LO-Phase im Mischpult 130 zu korrigieren. Wenn der auf die I- und Q-Kanäle angelegte LO eine konfigurierbare Verzögerung besitzt, so kann die anfängliche Grobkalibrierung, die mit einer letzten Suche nach dem am besten quantisierten Schritt gekoppelt ist, verwendet werden, um den LO-Fehler bei HF zu entfernen. Dies hat den Vorteil, dass alle Ober- und Untertöne, die bei HF gegeben sind, behandelt werden, bevor sie sich zum Basisband wandeln, und nicht dass nur das primäre Bild behandelt wird, das beim Basisband beobachtet wird, ohne auch andere Ober- und Untertöne, die Aliase bilden, zu kompensieren. Dies ist besonders wichtig, wenn der Sendekanal durch einen kalibrierten Empfangskanal in einer Schleife geführt wird, um die Übertragung der QE-Kalibrierung zu erleichtern. Gesendete Ober- und Untertöne können inhärent minimal in diesem Rückkoppelungsweg verstärkt werden.An alternative approach to the above digital solution is to directly drop the LO phase in the mixer 130 to correct. If the LO applied to the I and Q channels has a configurable delay, then the initial coarse calibration coupled with a last search for the best quantized step may be used to remove the LO error at HF. This has the advantage that all the upper and lower notes given in HF are treated before changing to baseband, and not just the primary picture being observed at the baseband, without other upper and lower notes Undertones that form aliases compensate. This is especially important when the transmit channel is looped through a calibrated receive channel to facilitate transmission of the QE calibration. Transmitted harmonics and overtones can inherently be amplified minimally in this feedback path.

In Bezug auf die Korrektur des PD-Fehlers 110 werden restliche QE, denen mit den obigen Basisband nicht entgegengewirkt werden kann, und LO-Korrekturverfahren vom CFIR 270 bedient. Man nimmt an, dass die übrigen Amplituden- und Phasenfehler über DC für diese Korrektur asymmetrisch sind (dies ist für die Phasenkorrektur erforderlich, ansonsten können andere Unbekannte angesichts der Anzahl an verfügbaren Gleichungen nicht gelöst werden). Um die implizierte Filterordnung zu reduzieren, können Beobachtungen Anpassungen an ein Polynom niederer Ordnung wie ein Polynom erster oder zweiter Ordnung sein. Anpassen an ein Polynom reduziert das „Rauschen” des Beobachtungsfehlers, welcher signifikant sein kann, angesichts der vom CFIR angelegten Korrektur nahe der Beobachtungsgrenze. Datenpunkte, die an die LMS-Anpassung angelegt werden, werden erzeugt, indem die frequenzspezifische Beobachtungsabweichung von den Werten bestimmt wird, die für die Korrektur der Basisbandamplitude und der LO-Phase gewählt wurden, d. h. Abweichungen vom QFIR und der bereits gewählten LO-Kompensation.Regarding the correction of the PD error 110 will be residual QE that can not be counteracted with the above baseband and LO correction procedures by the CFIR 270 served. It is assumed that the remaining amplitude and phase errors over DC are asymmetric for this correction (this is necessary for the phase correction, otherwise other unknowns can not be solved given the number of equations available). To reduce the implied filter order, observations may be adjustments to a low order polynomial such as a first or second order polynomial. Matching to a polynomial reduces the "noise" of the observation error, which can be significant, given the correction applied by the CFIR near the observation boundary. Data points applied to the LMS match are generated by determining the frequency-specific observation deviation from the values chosen for baseband amplitude and LO phase correction, ie deviations from QFIR and the already selected LO compensation.

3 ist ein Blockdiagramm der Fehlerdetektion und -korrektur nach einem oder mehreren der Beispiele der vorliegenden Beschreibung. Die Implementierung ist so strukturiert, dass Hardware sowohl für tonbasierte als auch für Blind-Tracking-Algorithmen erneut verwendet werden kann. 3 FIG. 10 is a block diagram of error detection and correction according to one or more of the examples of the present description. FIG. The implementation is structured so that hardware can be reused for both sound-based and blind-tracking algorithms.

Die Berechnungen der 3 können durch alle freigegebenen Testtöne sequenziert werden. In einem Beispiel wird zumindest ein einzelnes entsprechendes Frequenzpaar f freigegeben, um den LO-Fehler zu kalibrieren, und zumindest ein Ton, entweder positiv oder negativ, muss an jedes Subband, das einer Kalibrierung bedarf, angelegt werden. Folgendes wird für die freigegebenen Töne durchgeführt.The calculations of 3 can be sequenced by all released test tones. In one example, at least a single corresponding frequency pair f is enabled to calibrate the LO error, and at least one tone, either positive or negative, must be applied to each subband requiring calibration. The following is done for the released tones.

Im Block 320 können I und Q in der Zeitdomäne phasenausgerichtet werden. Es ist anzumerken, dass dieser Schritt nicht in allen Ausführungsformen notwendig ist.In the block 320 I and Q can be phase aligned in the time domain. It should be noted that this step is not necessary in all embodiments.

Im Block 320 kann I rotiert werden, um innerhalb einer a +/– Toleranz eines gewählten Winkels wie z. B. null Grad zu liegen, und Q kann um genau dieselbe Menge rotiert werden, wie I rotiert wurde. Dieser Schritt verbessert die Immunität der QEC 170 gegenüber dem Kalibrierungstonphasenrauschen, obwohl dies nicht in allen Ausführungsform erforderlich ist.In the block 320 I can be rotated to within an a +/- tolerance of a selected angle such. To be zero degrees, and Q can be rotated by exactly the same amount as I was rotated. This step improves the immunity of the QEC 170 versus calibration tone phase noise, although this is not required in all embodiments.

Im Block 322 werden Datensegmente wie ein Periodogramm überlappend summiert, um die Zeitdomänenmittelung (time domain averaging, TDA) zu implementieren. Dies startet den Vorgang des Verbesserns des SNR, um genauere Messungen zu erzielen. Der erreichte IRR verhält sich proportional zum erhaltenen SNR, und der SNR kann entweder durch Zeitdomänenmittelungs- oder Frequenzdomänenmittelungsmessungen wie im Metablock 340 verbessert werden. In einigen Ausführungsformen ist die Frequenzdomänenmittelung übergeordnet, da sie mit der Ungenauigkeit der Kalibrierungstonfrequenz und dem Phasenrauschen assoziierte Konsequenzen reduzieren kann. Die TDA für diesen Schritt kann das Folgende umfassen:

  • a. Für I und Q getrennt Initialisieren eines n-Eingangspuffers mit den ersten n Datenproben. In einem Beispiel n = 48.
  • b. Akkumulieren der Puffereingaben mit den nächsten n Datenproben in einer Ringverteilungsweise.
  • c. Wiederholen des Schritts (b) bis die Zeitdomänenmittelungsperiode ausläuft. Wenn n = 48, können die Resultate die akkumulierten Proben 1, 49, 97...sein, die akkumulierten Proben 2, 50, 98 und so weiter. Während der letzten Mittelung sequenzielles Ausgeben von n Akkumulationen, um den FFT-Puffer für den Block 324 zu initialisieren. Es muss Spielraum für die maximale Zeitdomänenmittelung, die gestützt wird, bereitgestellt sein. Die Ausgabe kann zurück in die Eingabedatenbreite normalisiert werden (z. B. z. B. durch TDA-Zählung). Alternativ dazu könnte die Ausgabe eine automatische Verstärkungssteuerung aufweisen. Diese Verstärkungssteuerung würde die größten Werte, die für I und Q akkumuliert wurden, überwachen und danach alle akkumulierten Proben von I und Q um eine identische Menge verschieben oder verstärken, so dass alle oder die meisten Bits der Dateneingabebreite mit numerisch signifikanten Bits besetzt wären. Dies bedeutet, dass die Ausgabe bis zu einem Grad verstärkt wird, in welchem zumindest eine akkumulierte Probe von I und Q sich nahe der Sättigung der größten Amplitude befindet, die durch die Breite der Ausgabedaten ausgedrückt werden kann. Diese Technik kann eingesetzt werden, um die Konsequenzen des digitalen Quantisierungsrauschens zu reduzieren, da dieses die Amplitude des erwünschten Signals erhöht. Dies ist besonders wichtig, wenn der Kalibrierungston in Bezug auf eine vollmaßstäbliche Eingabe verstärkt wird.
In the block 322 For example, data segments are overlapped, such as a periodogram, to implement time domain averaging (TDA). This starts the process of improving the SNR for more accurate measurements. The IRR achieved is proportional to the SNR obtained, and the SNR can be determined either by time domain average or frequency domain average measurements as in the Metablock 340 be improved. In some embodiments, the frequency domain average is superior since it can reduce the inaccuracy of the calibration tone frequency and the consequences associated with phase noise. The TDA for this step may include the following:
  • a. For I and Q, initialize an n-input buffer separately with the first n data samples. In an example n = 48.
  • b. Accumulate the buffer inputs with the next n data samples in a ring distribution fashion.
  • c. Repeating step (b) until the time domain average period expires. If n = 48, the results may be the accumulated samples 1, 49, 97 ..., the accumulated samples 2, 50, 98 and so on. During the last averaging, sequentially outputting n accumulations to the FFT buffer for the block 324 to initialize. There must be scope for maximum time domain averaging supported. The output can be normalized back to the input data width (eg, by, for example TDA-counting). Alternatively, the output could have automatic gain control. This gain control would monitor the largest values accumulated for I and Q and thereafter shift or boost all of the accumulated samples of I and Q by an identical amount such that all or most bits of the data input width would be occupied with numerically significant bits. This means that the output is amplified to a degree in which at least one accumulated sample of I and Q is close to the saturation of the largest amplitude, which can be expressed by the width of the output data. This technique can be used to reduce the consequences of digital quantization noise, as this increases the amplitude of the desired signal. This is especially important if the calibration tone is boosted with respect to a full-scale input.

Um die Genauigkeit der Beobachtungen zum IQ-Ungleichgewicht zu verbessern, können die Frequenzdomänen- und die Zeitdomänenmittelung verwendet werden.To improve the accuracy of the IQ imbalance observations, frequency domain and time domain averaging can be used.

Im Block 324 wird eine komplexe DFT oder FFT auf kombinierten, zeitdomänengemittelten I- und Q-Daten vom Block 322 ausgeführt. Die Zeitdomäneneingabe zur FFT ist I + jQ. Die Ausgabe des Blocks 324 ist eine Darstellung der Frequenzdomäne einer Tonbeobachtung.In the block 324 is a complex DFT or FFT on combined time domain averaged I and Q data from the block 322 executed. The time domain input to the FFT is I + j Q. The output of the block 324 is a representation of the frequency domain of a sound observation.

m Block 330 werden I und Q von einem komplexen DFT oder FFT-Resultat getrennt. Wird eine FFT verwendet, so wird nur das mit dem angelegten Ton assoziierte Subband untersucht: IREAL[f] = (YREAL[f] + YREAL[–f])/2 IIMAG[f] = (YIMAG[f] – YIMAG[–f])/2 QIMAG[f] = (–YREAL[f] + YREAL[–f])/2 QREAL[f] = (YIMAG[f] + YIMAG[–f])/2 m block 330 I and Q are separated from a complex DFT or FFT result. If an FFT is used, only the subband associated with the applied tone is examined: I REAL [f] = (Y REAL [f] + Y REAL [-f]) / 2 I IMAG [f] = (Y IMAG [f] - Y IMAG [-f]) / 2 Q IMAG [f] = (-Y REAL [f] + Y REAL [-f]) / 2 Q REAL [f] = (Y IMAG [f] + Y IMAG [-f]) / 2

Im Block 332 kann I rotiert werden, um innerhalb einer +/– Toleranz eines gewählten Winkels wie null Grad zu liegen, und Q kann um genau die Menge rotiert werden, um die I rotiert wurde. Dieser Schritt verbessert die Immunität der QEC 170 gegenüber Kalibrierungstonphasenrauschen, er ist aber nicht in allen Ausführungsformen notwendig.In the block 332 For example, I can be rotated to be within a +/- tolerance of a selected angle, such as zero degrees, and Q can be rotated by exactly the amount that I was rotated. This step improves the immunity of the QEC 170 to calibration tone phase noise, but it is not necessary in all embodiments.

Im Metablock 340 wird die Frequenzdomänenmittelung (frequency-domain averaging, FDA) durchgeführt. Im Block 342 wird I × Q* berechnet, wenn der Ton positiv ist (TRF > FLO, worin TRF die Frequenz des Tons ist und FLO die LO-Frequenz ist), oder es wird I* × Q berechnet, wenn der Ton negativ ist (TRF < FLO), worin TRF der HF-Ton ist und FLO die LO-Frequenz ist, und worin ein Ton positiv ist, wenn er größer als FLO ist, und negativ, wenn er kleiner als FLO ist. Ob nun positiv oder negativ, 90° werden vom Resultat subtrahiert. Aufgrund davon, dass für einen perfekten IQ-Empfänger Q für positive Frequenzen I um 90 Grad nacheilt und Q für negative Frequenzen um 90 Grad vorauseilt, erzeugen diese Berechnungen eine komplexe Zahl mit einer Amplitude gleich der Amplitude von I mal Q und einer Phase gleich der von Q benötigten Phasenanpassung.In the metablock 340 For example, frequency-domain averaging (FDA) is performed. In the block 342 I × Q * is calculated if the tone is positive (T RF > F LO , where T RF is the frequency of the tone and F LO is the LO frequency), or I * × Q is calculated if the tone is negative is (T RF <F LO ) where T RF is the RF tone and F LO is the LO frequency and where a tone is positive if it is greater than F LO and negative if it is less than F LO is. Whether positive or negative, 90 ° are subtracted from the result. Due to the fact that for a perfect IQ receiver Q for positive frequencies I lags 90 degrees and Q leads for negative frequencies 90 degrees, these calculations produce a complex number with an amplitude equal to the amplitude of I times Q and a phase equal to that required by Q phase matching.

Bei einem positiven Ton: IQIMAG[f] = –IREAL[f] × QREAL[f] – IIMAG[f] × QIMAG[f] IQREAL[f] = IIMAG[f] × QREAL[f] – IREAL[f] × QIMAG[f] For a positive tone: IQ IMAG [f] = -I REAL [f] × Q REAL [f] -I IMAG [f] × Q IMAG [f] IQ REAL [f] = I IMAG [f] × Q REAL [f] - I REAL [f] × Q IMAG [f]

Bei einem negativen Ton: IQIMAG[f] = IREAL[f] × QREAL[f] + IIMAG[f] × QIMAG[f] IQREAL[f] = –IIMAG[f] × QREAL[f] + IREAL[f] × QIMAG[f] For a negative tone: IQ IMAG [f] = I REAL [f] × Q REAL [f] + I IMAG [f] × Q IMAG [f] IQ REAL [f] = -I IMAG [f] × Q REAL [f] + I REAL [f] × Q IMAG [f]

Im Block 344 wird eine Amplitude von Q2 berechnet. Q2 MAG[f] = Q2 REAL[f] + Q2 IMAG[f] In the block 344 An amplitude of Q 2 is calculated. Q 2 MAG [f] = Q 2 REAL [f] + Q 2 IMAG [f]

IQIMAG[f], IQREAL[f] und Q2 MAG[f] werden in drei separaten Puffern akkumuliert, bis die Frequenzdomänenmittelung (FDA) abgeschlossen ist. IQ IMAG [f], IQ REAL [f] and Q 2 MAG [f] are accumulated in three separate buffers until the frequency domain averaging (FDA) is completed.

Als ein letzter Schritt, der nach Abschluss der Akkumulation ausgeführt wird, wird ferner im Block 340 der Block 342 durch den Block 344 geteilt.As a last step, which is executed after completion of the accumulation, is further in the block 340 the block 342 through the block 344 divided.

Somit gilt: C[f] = FDA{IQ[f]}/FDA{Q2 MAG[f]} Thus: C [f] = FDA {IQ [f]} / FDA {Q 2 MAG [f]}

In diesem Beispiel ist C[f] eine Amplituden-kompensierte IQ-Korrelation. Das Resultat C[f] hat für positive Frequenzen eine Amplitude von

Figure DE112014001413T5_0009
und eine Phase von f ELO – EBB[f].In this example, C [f] is an amplitude compensated IQ correlation. The result C [f] has an amplitude of 0 for positive frequencies
Figure DE112014001413T5_0009
and a phase of f E LO - E BB [f].

Für negative Frequenzen ist die Amplitude

Figure DE112014001413T5_0010
und die Phase von ELO + EBB[f].For negative frequencies, the amplitude is
Figure DE112014001413T5_0010
and the phase of E LO + E BB [f].

In einem Beispiel ist die Dauer der FDA des Blocks 340 eine solche, so dass zwischen dieser und der TDA des Blocks 322 der SNR ausreichend verbessert wird, um ein Ziel-IRR zu unterstützen. Sowohl die TDA als auch die FDA können für Flexibilität programmierbar sein. Datenwegspielraum kann für eine maximale gestützte FDA bereitgestellt sein. Die Ausgabe kann zurück zur Breite der Eingabedaten (geteilt durch die FDA-Zählung) normalisiert werden.In one example, the duration of the FDA is the block 340 such, so between this and the TDA of the block 322 the SNR is sufficiently improved to support a target IRR. Both the TDA and the FDA may be programmable for flexibility. Data path travel may be provided for a maximum supported FDA. The output can be normalized back to the width of the input data (divided by the FDA count).

In einem Beispiel wird der Metablock 310, der die Beobachtung des IQ-Ungleichgewichts umfasst, wiederholt für jeden Testton verwendet. Sobald der Block 310 jeden Testton verarbeitet hat, setzt das Mapping des IQ-Ungleichgewichts zu optimalen Korrekturkoeffizienten im Metablock 350 fort. In einer anderen Ausführungsform könnte der Metablock 310 teilweise oder vollständig verdoppelt werden, um die Verarbeitung der mehreren Töne gleichzeitig zu unterstützen.In one example, the metablock becomes 310 , which includes the observation of IQ imbalance, used repeatedly for each test tone. Once the block 310 has processed each test tone, sets the mapping of the IQ imbalance to optimal correction coefficients in the metablock 350 continued. In another embodiment, the metablock 310 partially or completely doubled to support the processing of the multiple tones simultaneously.

Im Block 350 werden Q und I von der rechtwinkeligen Form in die polare Form umgewandelt.In the block 350 Q and I are converted from the rectangular shape to the polar shape.

Der Block 354 empfängt eine C[f] Phase und Amplitude und vergleicht Beobachtungen bei +f und –f, um Fehler in ein konzentriertes Fehlermodell zu mappen, das für die Fehlerquelle passend ist. Dieses Mapping wird über den vollen Frequenzbereich durchgeführt, um eine Anordnung von Phasen- und Amplitudenfehlerwerten für jeden des PD-Fehlers 110, LO-Fehlers 112 und BB-Fehlers 114 zu erzeugen. Die Umwandlung von Fehlerausdrücken zu Korrekturausdrücken erfolgt ebenfalls im Block 350. Dies umfasst das Umkehren des Vorzeichens der Phasen und das Umkehren des Werts der Amplitudenfehler.The block 354 receives a C [f] phase and amplitude and compares observations at + f and -f to map errors into a lumped error model appropriate for the source of the error. This mapping is performed over the full frequency range to provide an array of phase and amplitude error values for each of the PD errors 110 , LO error 112 and BB error 114 to create. Conversion of error terms to correction terms is also done in the block 350 , This involves reversing the sign of the phases and reversing the value of the amplitude errors.

Im Block 360 können Ausreißer z. B. verworfen werden, da sie z. B. gestörte Messungen darstellen. Sobald Ausreißer verworfen wurden, können die übrigen Werte einem geeigneten Polynom der n-ten Ordnung angepasst sein. Diese Schritte sind nachfolgend im weiteren Detail beschrieben.In the block 360 can outliers z. B. can be discarded because they z. B. represent disturbed measurements. Once outliers have been discarded, the remaining values may be matched to an appropriate polynomial of the nth order. These steps are described in more detail below.

Im Block 364, werden die PD-Korrekturkoeffizienten für den Fehler 110 von einer polaren Darstellungsart zu einer rechtwinkeligen Darstellungsart umgewandelt.In the block 364 , the PD correction coefficients for the error 110 converted from a polar representation style to a rectangular representation style.

Im Block 362 werden die BB-Korrekturkoeffizienten für den Fehler 114 von der polaren Darstellungsart in die rechtwinkelige Darstellungsart umgewandelt. Der Block 362 empfängt auch LOMAG, was bei der Skalierung der BB-Korrekturkoeffizienten für den Fehler 114 verwendet wird, um die Amplitudenliste zu kompensieren, wenn der LO-Fehler 112 vom Addierer 214 entfernt wird.In the block 362 will be the BB correction coefficients for the error 114 converted from the polar representation type to the rectangular representation style. The block 362 also receives LO MAG , which helps in scaling the BB correction coefficients for the error 114 is used to compensate for the amplitude list when the LO error 112 from the adder 214 Will get removed.

Im Block 366 wird der LO-Fehler in einen skalaren Korrekturkoeffizienten durch LFIR = tan(LOPHA) umgewandelt. Der LO-Skalar kann einem LFIR bereitgestellt werden. Der LO-Phasenfehler kann z. B. korrigiert werden, indem eine einzelner Abgriffaddition von I zu Q in der digitalen Domäne verwendet wird, wie dies gezeigt ist, oder indem die Verzögerung von LO, die entweder dem I- oder dem Q-Pfad innerhalb des analogen Mischpults bereitgestellt wird, angepasst wird (erfordert eine Anpassungs-Rückkoppelungsschleife, unter der Annahme von nicht-kalibrierten analogen Anpassungsschritten), oder indem eine Kombination beider dieser digitalen und analogen Verfahren verwendet wird. Das Korrigieren in der analogen Domäne kann zusätzliche Vorteile bereitstellen, so z. B. die Reduzierung der Prädemodulationsfehler. Das Korrigieren in der digitalen Domäne danach ist aber immer noch sinnvoll, da die Korrektur des restlichen Fehlers mit größerer Genauigkeit und Leichtigkeit in der digitalen Domäne erfolgen kann.In the block 366 the LO error is converted to a scalar correction coefficient by LFIR = tan (LO PHA ). The LO scalar can be provided to an LFIR. The LO phase error can be z. B. corrected by using a single tap addition from I to Q in the digital domain, as shown, or by adjusting the delay of LO provided to either the I or Q path within the analog mixer an adjustment feedback loop, assuming non-calibrated analogue adaptation steps), or by using a combination of both of these digital and analog methods. Correcting in the analog domain can provide additional benefits, such as: B. the reduction of predemodulation errors. Correcting in the digital domain thereafter, however, still makes sense, since the correction of the remaining error can be made with greater accuracy and ease in the digital domain.

Der Block 370 führt eine IFFT auf den rechtwinkeligen BB-Korrekturkoeffizienten für den Fehler 114 durch. Die Ausgabe des Blocks 370 ist eine Zeitdomänendarstellung der FIR-Korrekturfilterkoeffizienten für den BB-Fehler 114. Es werden nur Zeitdomänenkoeffizienten aufgrund der symmetrischen Behandlung der positiven und negativen Frequenzen innerhalb der Frequenzdomänenkoeffizienten erzeugt, die an die Eingabe der IFFT angelegt werden.The block 370 performs an IFFT on the right-angle BB correction coefficient for the error 114 by. The output of the block 370 is a time domain representation of the FIR correction filter coefficients for the BB error 114 , Only time domain coefficients are generated due to the symmetric treatment of the positive and negative frequencies within the frequency domain coefficients applied to the IFFT input.

Der Block 372 führt eine IFFT auf den rechtwinkeligen PD-Korrekturkoeffizienten für den Fehler 110 durch. Sowohl reelle als auch imaginäre Zeitdomänenkoeffizienten werden aufgrund der unabhängigen Behandlung der positiven und negativen Frequenzen innerhalb der Frequenzdomänenkoeffizienten erzeugt, die an die Eingabe der IFFT angelegt werden.The block 372 performs an IFFT on the right-angle PD correction coefficient for the error 110 by. Both real and imaginary time domain coefficients are generated due to the independent treatment of the positive and negative frequencies within the frequency domain coefficients applied to the IFFT input.

Der Metablock 380 ist ein Korrekturblock, der dem Fehlerkompensator 280 der 2 entspricht, wobei die Korrekturkoeffizienten, die im Metablock 350 berechnet werden, angelegt werden, um die Reaktion von Q zu verändern. Der Metablock 380 empfängt reelle Korrekturkoeffizienten für den Fehler 114, und er empfängt den skalaren Korrekturkoeffizienten für den LO-Fehler 112. Der Metablock 380 empfängt sowohl reelle als auch imaginäre Korrekturkoeffizienten für den PD-Fehler 110.The metablock 380 is a correction block that is the error compensator 280 of the 2 corresponds, with the correction coefficients in the metablock 350 can be calculated to change the response of Q. The metablock 380 receives real correction coefficients for the error 114 , and it receives the scalar correction coefficient for the LO error 112 , The metablock 380 receives both real and imaginary correction coefficients for the PD error 110 ,

Im Metablock 380 kompensiert der QFIR 260 den BB-Fehler 114, indem nur Q angepasst wird. Der CFIR 270 kompensiert den PD-Fehler 110. Der skalare LO-Fehler 112 wird kompensiert, indem ein Abschnitt von I am Schnittpunkt 386 mit der Ausgabe des QFIR 260 summiert wird.In the metablock 380 compensates the QFIR 260 the BB error 114 by adjusting Q only. The CFIR 270 compensates for the PD error 110 , The scalar LO error 112 is compensated by a section of I at the intersection 386 with the issue of the QFIR 260 is summed up.

In Bezug auf den Metablock 310 steigt die Sicherheit, dass sich eine einzelne gemittelte IQ-Beobachtung innerhalb einer gewissen Genauigkeit des echten IQ-Ungleichgewichts befindet, da sich die Anzahl an gemittelten Beobachtungen erhöht.In terms of the metablock 310 the certainty increases that a single averaged IQ observation is within some accuracy of true IQ imbalance, as the number of averaged observations increases.

In Bezug auf Block 360, wenn mehrere Subband-Amplitudenbeobachtungen vor der Anlegung eines Testtons erhalten werden und wenn diese Beobachtungen verschiedene Werte der Zeit- und/oder Frequenzdomänenmittelung aufweisen, können diese Beobachtungen dann verwendet werden, um den SNR (Rauschabstand) zu ermitteln, der mit diesen Werten der Mittelung assoziiert ist, und auch alle Werte der Mittelung dazwischen. Die Berechnung des SNR erfordert auch Kenntnis der Tonamplitude. Eine einzelne Messung der Tonamplitude würde inhärent einen Rauschbeitrag umfassen, der ausreichend ist, die SNR-Bestimmung zu degradieren. Das Rauschen kann aber ausreichend verstärkt werden, so dass es nicht-dominant ist, wenn die in einer SNR-Berechnung verwendeten Ton- und Rauschamplituden jeweils durch eine Mittelung derselben Anzahl an Beobachtungen bestimmt werden ( s + n / n nähert sich s / n , wenn n in Bezug auf s klein ist).In terms of block 360 If multiple subband amplitude observations are obtained prior to the application of a test tone, and if these observations have different values of time and / or frequency domain averaging, then these observations can then be used to determine the SNR (Signal to Noise Ratio) associated with these averaging values and all the values of the averaging in between. The calculation of the SNR also requires knowledge of the sound amplitude. A single measurement of the sound amplitude would inherently include a noise contribution sufficient to degrade the SNR determination. However, the noise can be amplified sufficiently that it is non-dominant if the tone and noise amplitudes used in an SNR calculation are respectively determined by averaging the same number of observations ( s + n / n approaches s / n if n is small with respect to s).

Die Gegenwart einer kontinuierlichen Welle unter einem nicht-korrelierten Signal kann den Trend einer 3 dB-SNR-Verbesserung stören, die mit jeder Verdoppelung der Anzahl an gemittelten Beobachtungen erwartet wird. Insbesondere sobald die Amplitude des nicht-korrelierten Signalbeitrags durch Mittelung der Amplitude einer kontinuierlichen Welle verstärkt wird, kommt es zu keiner weiteren Verbesserung des SNR. Somit kann auf der Grundlage des Fehlens einer 3 dB-SNR-Verbesserung, die pro Verdoppelung der Anzahl an gemittelten Beobachtungen detektiert wird, die Amplitude einer dominanten kontinuierlichen Welle angenähert werden. Dies identifiziert auch die günstige Grenze für die Beobachtungsmittelung für ein bestimmtes Subband und die Anzahl an Beobachtungen, die es sich auszahlt zu sammeln. Ein grundlegendes statistisches Verständnis erfordert zahlreiche Beobachtungen bei einem bestimmten Wert der angelegten Mittelung, die zu erfassen ist, aber bevor ein ausreichender Datensatz gesammelt wird, um einen gegebenen Sicherheitsgrad dafür zu unterstützen, würden Empfangssignalbedingungen wahrscheinlich diese Schätzung weniger relevant machen. Die Verwendung nur einer einzelnen Schätzung, um sich grob SNR anzunähern, kann somit einen adäquaten Kompromiss darstellen, insbesondere wenn ein bestimmtes Sicherungsband angelegt wird, um die Folgen der Ungenauigkeit zu vermindern.The presence of a continuous wave under a non-correlated signal can interfere with the trend of 3 dB SNR enhancement expected with each doubling in the number of averaged observations. In particular, as soon as the amplitude of the uncorrelated signal contribution is amplified by averaging the amplitude of a continuous wave, there is no further improvement of the SNR. Thus, based on the lack of a 3 dB SNR improvement detected per doubling of the number of averaged observations, the amplitude of a dominant continuous wave can be approximated. This also identifies the favorable limit to the means of observation for a particular subband and the number of observations it pays to accumulate. A basic statistical understanding requires numerous observations at a particular value of applied averaging that is to be captured, but before a sufficient data set is collected to support a given level of security, received signal conditions would likely render that estimate less relevant. Using only a single estimate to roughly approximate SNR may thus be an adequate compromise, especially if a particular backup band is applied to reduce the consequences of inaccuracy.

Die mögliche Gegenwart von kontinuierlichen Wellen macht die Schätzung von SNR bei größeren Mittelungswerten als den beobachteten optimistisch und die Schätzung von SNR bei kleineren Mittelungswerten als den beobachteten pessimistisch. Die Schätzungen sind deshalb am genauesten, wenn sie zwischen zwei Beobachtungen liegen und sich nicht außerhalb der Beobachtungen erstrecken. The potential presence of continuous waves makes the estimation of SNR pessimistic at larger averaging values than the one observed, and the estimate of SNR at smaller averaging values than that observed. The estimates are most accurate if they lie between two observations and do not extend outside the observations.

Beobachtungen mit verschiedenen Mittelungsgraden werden effizient erhalten, indem eine Abfolge von 2u-Zwischenbeobachtungen erhalten wird, wobei jede die Mittelung von 2v Beobachtungen darstellt, wobei u und v positive ganze Zahlen sind und u größer als v ist. Diese Gesamtbeobachtungen von 2u × 2v können daraufhin zusammengefasst werden, indem die verdoppelten Abschnitte dieser Zwischenbeobachtungen gemittelt werden, immer ausgehend von der ersten, um Information bereitzustellen, die mit den u-Werten der Verdoppelungen assoziiert ist.Observations with different degrees of averaging are efficiently obtained by obtaining a series of 2u intermediate observations, each representing the average of 2v observations, where u and v are positive integers and u is greater than v. These overall observations of 2u x 2v can then be summarized by averaging the doubled portions of these intermediate observations, always starting from the first, to provide information associated with the u values of the doublings.

Um die Vorhersagegenauigkeit am besten zu unterstützen, können Rauschbeobachtungen unmittelbar vor dem Anlegen der Testtöne gemacht werden. Dies verbessert die Wahrscheinlichkeit, dass die Signalbedingungen ähnlich bleiben und dass die Vorhersage relevant bleibt.To best support the prediction accuracy, noise observations can be made just prior to applying the test tones. This improves the likelihood that the signal conditions remain similar and that the prediction remains relevant.

Eine nützliche Anwendung einer Grobschätzung von SNR (d. h. eine Schätzung, die nach einer einzelnen Mittelungsperiode erhalten wird, und nicht das stärkere statistische Verständnis, das sich aus vielen solchen Beobachtungen ergibt) ist die Identifizierung eines Subbands mit großer Wahrscheinlichkeit von Rauschen, das durch die Mittelung nicht verstärkt wird (d. h. es ist Rauschen vorhanden, das eine höhere Korrelation mit sich selbst aufweist, als davor angenommen wurde).A useful application of a rough estimation of SNR (ie, an estimate obtained after a single averaging period rather than the stronger statistical understanding that results from many such observations) is the identification of a sub-band with a high probability of noise by averaging is not amplified (ie there is noise that has a higher correlation with itself than assumed before).

Subbänder, von denen beobachtet wurde, dass sie ein schlechtes SNR-Potential aufweisen, können für die Tontests umgangen werden, und es können benachbarte Subbänder mit besserem SNR stattdessen verwendet werden. Das Verschieben der getesteten Subbänder führt nur zu Ungenauigkeit, wenn dies dazu führt, dass eine Region eines schnellen Übertragungsfunktionsübergangs unterrepräsentiert wird.Subbands that have been observed to have a poor SNR potential can be bypassed for the sound tests, and adjacent subbands with better SNR can be used instead. Moving the tested subbands will only lead to inaccuracy if this results in a region of fast transfer function transition being underrepresented.

In einer beispielhaften Ausführungsform werden zur Beschleunigung der Kalibrierung während der Wiederholung über den Block 310 nur wesentliche Töne angelegt. Insbesondere können Töne mit einer größeren Frequenzseparation in Regionen, wo eine rasche Änderung des IQ-Ungleichgewichts nicht erwartet wird, oder wo die Genauigkeit der Beobachtungen des IQ-Ungleichgewichts weniger wichtig ist, beabstandet werden (diese Information könnte vom Benutzer bereitgestellt werden, oder durch Beobachtung ermittelt).In an exemplary embodiment, to accelerate the calibration during repetition across the block 310 only essential sounds created. In particular, tones with greater frequency separation may be spaced apart in regions where a rapid change in IQ imbalance is not expected, or where the accuracy of the IQ imbalance observations is less important (this information could be provided by the user, or by observation determined).

In einigen Ausführungsformen sind Töne nur in Frequenzregionen erforderlich, in welchen vom Benutzer eine Korrektur erfordert wird. Die Ausnahme dazu hängt mit der Bestimmung des LO-Fehlers 112 zusammen. Ungeachtet der tatsächlichen Benutzerkorrekturanforderungen in der Nähe wird der LO-Fehler 112 am besten nahe DC beobachtet (unter Verwendung zumindest eines Paars entsprechender positiver/negativer Töne f). Dies geht darauf zurück, dass nahe DC der Empfänger keine Möglichkeit hatte, ein signifikantes IQ-Ungleichgewicht zu erzeugen, welches, wenn es falsch geschätzt wird, die Genauigkeit der Beobachtung des LO-Fehlers 112 stören könnte.In some embodiments, tones are required only in frequency regions where the user requires correction. The exception to this depends on the determination of the LO error 112 together. Regardless of the actual user correction requirements in the vicinity, the LO error will 112 is best observed near DC (using at least a pair of corresponding positive / negative tones f). This is due to the fact that near DC the receiver had no opportunity to produce a significant IQ imbalance, which, if mispredicted, the accuracy of the LO error observation 112 could disturb.

In einer Ausführungsform werden drei entsprechende Tonpaare f nahe DC erhalten, um den LO-Fehler 112 zu schätzen. Dies ermöglicht, dass zwei von drei Paaren gemittelt werden, um eine Schätzung des LO-Fehlers 112 in dem Fall zu bestimmen, dass ein Paar einen signifikanten Ausreißerwert impliziert. Dieses Verfahren kann ausgeweitet werden, um zusätzliche Tonpaare über die nur drei hinaus zu verwenden, wie dies erforderlich ist.In one embodiment, three corresponding tone pairs f near DC are obtained, around the LO error 112 appreciate. This allows two out of three pairs to be averaged to estimate the LO error 112 in the case that a pair implies a significant outlier value. This method can be extended to use additional tone pairs beyond the only three, as required.

In einigen Fällen kann das Anlegen der Töne in Paaren auf einzelne Töne gekürzt werden, sobald ausreichende Beobachtungen gemacht wurden, um adäquat sowohl den LO-Fehler 112 als auch die Übertragungsfunktionen zu identifizieren, die mit beiden ungeraden symmetrischen Amplituden- und ungeraden symmetrischen Phasenfehlern des PD-Fehlers 110 assoziiert sind.In some cases, the application of the tones in pairs to individual tones may be shortened as soon as sufficient observations have been made to adequately address both the LO error 112 as well as to identify the transfer functions associated with both odd symmetric amplitude and odd symmetrical phase errors of the PD error 110 are associated.

In Bezug auf die Blöcke 322 und 340 können die TDA und die FDA verwendet werden, um den Rauschabstand entlang eines 3 dB-Trends pro Verdoppelung der gemittelten Beobachtungen oder einer äquivalenten Verdoppelung der Anzahl an Datenproben zu verbessern, die in jeder Beobachtung umfasst sind, wenn das Kanalrauschen mit sowohl sich selbst als auch dem Testton nicht-korreliert ist. Hierin bezieht sich eine Beobachtung auf die Untersuchung eines einzelnen FFT-Resultats. Ein proportional geringerer Trend wird erhalten, wenn das Kanalrauschen nicht vollständig mit sich selbst und dem Testton nicht-korreliert ist.In terms of blocks 322 and 340 For example, TDA and FDA may be used to improve signal-to-noise ratio along a 3 dB trend per doubling of averaged observations or an equivalent doubling of the number of data samples included in each observation when the channel noise is with both itself and uncorrelated to the test tone. Herein, an observation refers to the study of a single FFT result. A proportionally lower trend is obtained when the channel noise is not completely uncorrelated with itself and the test tone.

Die TDA ist berechnungstechnisch effizienter als die FDA (es sind weniger FFTs erforderlich) und kann somit größere Einsparungen bezüglich Energie und Kosten bereitstellen. The TDA is more computationally efficient than the FDA (fewer FFTs are required) and can therefore provide greater energy and cost savings.

Es kann eine Technik verwendet werden, um die Wirksamkeit der TDA zu verbessern, wenn es folgliches Kalibrierungstonphasenrauschen gibt. Werden Datensegmente blind überlappt und wie ein Periodogramm summiert, so kann sich Kalibrierungstonphasenrauschen über die Zeit akkumulieren und zu einem verminderten oder sogar eliminierten Vorteil der Mittelung führen. Dies geht darauf zurück, dass nicht-korreliertes Rauschen in der Stärke entlang eines Trends von 3 dB pro verdoppelten Beobachtungen ansteigt, während die Tonstärke mit einer Abhängigkeit von der Phasenausrichtung der überlappten und in der Zeitdomänenmittelung summierten Tonperioden ansteigt. Insbesondere wenn zwei Tonperioden überlappt/summiert werden, erhöht sich die Tonstärke um 10log10(2 + 2 cosA) dB, wobei A die Phasenfehlausrichtung zwischen den zwei Tonperioden ist. Wenn z. B. Töne aus zwei Phasenausrichtungsgruppen eingefangen werden, wobei eine Gruppe um 90 Grad von der anderen phasenverschoben ist, so würde die Ton-Rauschen-Stärke keine Verbesserung aus der Beobachtungsverdoppelung erfahren. Eine perfekte Tonausrichtung resultiert in einer 3 dB-Rauschabstandsverbesserung mit jeder Verdoppelung der Beobachtungen, aber das Phasenrauschen, kombiniert mit einer Tiefenmittelung, kann den gesamten Nutzen der Mittelung reduzieren oder sogar eliminieren, sofern Phasenrauschen nicht entgegengewirkt wird.A technique may be used to improve the effectiveness of the TDA when there is thus calibration tone phase noise. If data segments are blind overlapped and summed like a periodogram, calibration tone phase noise can accumulate over time and result in a reduced or even eliminated benefit of averaging. This is because uncorrelated noise increases in magnitude along a 3 dB trend per doubled observation as the tone strength increases with a dependence on the phase alignment of the overlapped and time domain averaged tone periods. In particular, when two tone periods are overlapped / summed, the tone strength increases by 10 log 10 (2 + 2 cos A) dB, where A is the phase misalignment between the two tone periods. If z. For example, if tones are captured from two phase alignment groups, with one group out of phase with the other by 90 degrees, the tone-to-noise power would not experience an improvement from the observation doubling. Perfect tone alignment results in a 3 dB SNR with each doubling of the observations, but phase noise combined with depth averaging can reduce or even eliminate the overall benefit of averaging unless phase noise is counteracted.

Ein kostengünstiges Mittel zum Steuern der Tonphasenausrichtung besteht darin, eine Schaltung zu umfassen, die erfordert, dass eine Mindestsignalflanke detektiert wird, bevor eine nächste Tonperiode eingefangen und überlappt/summiert wird. Unter der Annahme, dass der Kalibrierungston eine Sinuswelle ist, ist die Flanke an Nullkreuzungen am größten, so dass eine Mindestflankendetektionsüberprüfung verwendet werden kann, um sicherzustellen, dass alle Tonperioden, die überlappt/summiert werden, innerhalb einer gewählten +/– Toleranz der Null-Grad-Phase liegen. Das Umfassen von Tonperioden mit Flanken mit führenden Kanten, die entweder ausreichend positiv oder negativ sind, lohnt sich, da dies die Wartezeit auf Flanken verringern kann, die schließlich ankommen und ausreichend sind. Wenn aber beide Flankenpolaritäten verwendet werden, wird das Vorzeichen der Daten, die nach einer negativen Flanke gesammelt werden, vor dem Summieren umgekehrt. Ansonsten wird vielmehr eine Tonlöschung denn eine Tonverstärkung erzielt. Das Überwachen der maximalen Tonflanke oder Tonstärke kann zur Kalibrierung der Flankengrenzen verwendet werden.An inexpensive means of controlling the audio phase alignment is to include a circuit that requires a minimum signal edge to be detected before a next audio period is captured and overlapped / summed. Assuming that the calibration tone is a sine wave, the flank is greatest at zero crossings, so a minimum flank detection check can be used to ensure that all tone periods that are overlapped / summed are within a selected +/- tolerance of zero. Degree phase lie. Including sound periods with edges with leading edges that are either sufficiently positive or negative is worthwhile as this can reduce the waiting time on edges that will eventually arrive and be sufficient. However, if both edge polarities are used, the sign of the data collected after a negative edge is reversed before summing. Otherwise, a sound erasure rather than an audio gain is achieved. Monitoring the maximum tone slope or tone strength can be used to calibrate the edge boundaries.

Die FDA stellt eine übergeordnete Ablehnung von Ton-Nicht-Idealitäten bereit (Tonphasenfehler kann die Ton-Autkorrelierung nicht akkumulieren und reduzieren), weshalb sie eine tiefere Mittelung als die Zeitdomänenmittelung unterstützt.The FDA provides an overall rejection of Tone-Non-Idealities (Tone Phase Error can not accumulate and reduce Tone Autocorrelation), therefore it supports averaging lower than Time Domain Averaging.

In Bezug auf die Entfernung von Ausreißern und die Polynomanpassung des Blocks 360 kann, nachdem Beobachtungen, die mit einem einzelnen Schwung von gewählten Tönen assoziiert sind (reduziert von Volleinstellung zur Geschwindigkeitskalibrierung), unter Verwendung eines gewählten Mittelungsgrads erhalten wurden (um die Standardabweichung des Fehlers auf einen annehmbaren Grad zu reduzieren), die Genauigkeit des identifizierten IQ-Ungleichgewichts immer noch mehr verbessert werden. Auf der Grundlage der Erwartung, dass die echte IQ-Ungleichgewichtsübertragungsfunktion relaxiert ist, sollten starke Diskontinuitäten eliminiert sein.With respect to the removal of outliers and the polynomial fit of the block 360 may, after observations associated with a single sweep of selected tones (reduced from full speed calibration setting), be obtained using a selected average degree (to reduce the standard error error to an acceptable level), the accuracy of the identified IQ Imbalances are still improving more. Based on the expectation that the true IQ imbalance transfer function is relaxed, strong discontinuities should be eliminated.

Signifikante Ausreißer (jene außerhalb erwarteter IQ-Ungleichgewichtsextremen für QR 100) können einer starken Beobachtungsinterferenz zugewiesen werden und können somit verworfen werden. So kann die Tonbeobachtung z. B. mit korreliertem Rauschen kontaminiert sein.Significant outliers (those outside expected IQ imbalance extremes for QR 100 ) can be assigned a strong observation interference and can thus be discarded. So the sound observation z. B. contaminated with correlated noise.

Moderate Ausreißer (jene, die es nicht schaffen, den Schwellenwert von signifikanten Ausreißern zu erreichen) können auf geringere Grade der Beobachtungsinterferenz zurückzuführen sein, sie können aber auch mit dem Drift der Vorrichtung oder der Beobachtungsvariation innerhalb statistischer Normen assoziiert sein. Fehlt weitere Kenntnis über ihren Ursprung, so kann moderaten Ausreißern durch Kombinierung mit vorherigen Werten pro Subband unter Verwendung eines Tiefpassfilters entgegengewirkt werden. Dies begrenzt die unmittelbare Reaktion, ohne die Fähigkeit zu eliminieren, den Drift der Vorrichtung insgesamt nachzuverfolgen.Moderate outliers (those that fail to reach the threshold of significant outliers) may be due to lower levels of observation interference, but may also be associated with device drift or observation variation within statistical norms. Lacking further knowledge of their origin, moderate outliers can be counteracted by combining with previous values per subband using a low pass filter. This limits the immediate response without eliminating the ability to track the drift of the device as a whole.

Optionen für das Tiefpassfiltern umfassen anhand nicht einschränkender Beispiele:

  • a. Ein Bewegungsmittel erster Ordnung (N – 1 vorherige Werte werden mit den aktuellen summiert, wonach die Summe durch N geteilt wird)
  • b. Einen verlustbehafteten Integrator (Ausgabe gleich α mal neuer Beobachtung, plus 1 – α mal vorheriger Ausgabe).
Options for low-pass filtering include, by way of non-limiting examples:
  • a. A first-order moving average (N - 1 previous values are summed with the current one, after which the sum is divided by N)
  • b. A lossy integrator (output equal to α times new observation, plus 1 - α times previous output).

N oder α kann so gewählt werden, um die Reaktionsfähigkeit auf die Nachverfolgung des Drifts der Vorrichtung mit der erwünschten Ausreißerverstärkung auszugleichen. N or α can be chosen to compensate for the ability to track the drift of the device with the desired outlier gain.

Sobald signifikante Ausreißer eliminiert sind, und moderaten Ausreißern entgegengewirkt wurde, können fehlende Subband-Beobachtungen (entweder aufgrund des Entfernens von Ausreißern oder Fehlen des angelegten Testtons) angenähert werden, um eine Schätzung der vollständigen IQ-Ungleichgewichtsübertragungsfunktion abzuschließen. Werte, die geeignet sind, diese Lücken zu schließen, können bestimmt werden, entweder bevor oder nachdem Fehlerquellen in konzentrierte Mitwirkungen separiert wurden. Es kann eine Vielzahl von Kurvenanpassungsverfahren verwendet werden, um diese Werte zu bestimmen, umfassend anhand nicht einschränkender Beispiele:

  • a. Anpassen von Beobachtungen an ein Polynom, wobei der LMS-Fehler (Fehler der kleinsten mittleren Quadrate) minimiert wird. Die Ordnung der Polynome sollte eingeengt werden, um die Komplexität der Übertragungsfunktion zu begrenzen.
  • b. Schätzen nicht-beobachteter Subband-Werte auf der Grundlage einer linearen Interpolation zwischen Paaren von Subbändern, die beobachtet wurden, und Anlegen von speziellen Ausdehnungen zu den Nyquist- und DC-Extremen. Insbesondere:
  • i. Ausdehnen der beobachteten Phase & Amplitude mit der höchsten Frequenz zu Nyquist. In einigen Fällen begrenzt dies ein wenig eine nicht notwendige Komplexität der geschätzten Übertragungsfunktion.
  • ii. Wiederholen der beobachteten Amplituden der niedrigsten Frequenz zu DC. Dies basiert auf einem angenommenen feststehenden I/Q-Verstärkungsfehler bei den niedrigsten Frequenzen.
  • iii. Lineares Interpolieren der beobachteten Phase mit der niedrigsten Frequenzhinunter zu null bei DC. Dies basiert auf einer angenommenen linearen Phasenreaktion des Empfängers, zumindest bei einer niedrigen Frequenz.
  • iv. Lineares Interpolieren von Phase und Verstärkung zwischen Paaren von Subbändern, die beobachtet wurden.
Once significant outliers have been eliminated, and moderate outliers counteracted, missing subband observations (either due to the removal of outliers or lack of applied test tone) can be approximated to complete an estimate of the complete IQ imbalance transfer function. Values that are able to close these gaps can be determined, either before or after error sources have been separated into concentrated contributions. A variety of curve fitting methods can be used to determine these values, including by way of non-limiting examples:
  • a. Fitting observations to a polynomial minimizing the LMS (least mean square) error. The order of the polynomials should be narrowed to limit the complexity of the transfer function.
  • b. Estimate unobserved subband values based on a linear interpolation between pairs of subbands that were observed and applying specific extents to the Nyquist and DC extremes. Especially:
  • i. Extending the observed phase & amplitude with the highest frequency to Nyquist. In some cases this limits somewhat the unnecessary complexity of the estimated transfer function.
  • ii. Repeat the observed amplitudes of the lowest frequency to DC. This is based on an assumed fixed I / Q gain error at the lowest frequencies.
  • iii. Linearly interpolate the observed phase with the lowest frequency down to zero at DC. This is based on an assumed linear phase response of the receiver, at least at a low frequency.
  • iv. Linear interpolation of phase and gain between pairs of subbands that were observed.

4 ist ein Blockdiagramm der Fehlerdetektion und -korrektur gemäß einem oder mehreren Beispielen der vorliegenden Beschreibung. Während die Ausführungsform der 3 die Korrekturkoeffizienten in polarer Darstellungsart im Metablock 350 mappt, mappt die Ausführungsform der 4 die Korrekturkoeffizienten in einer rechtwinkeligen Darstellungsform im Metablock 450. 4 FIG. 10 is a block diagram of error detection and correction according to one or more examples of the present description. While the embodiment of the 3 the correction coefficients in polar representation in the Metablock 350 mappt, maps the embodiment of the 4 the correction coefficients in a rectangular representation in the metablock 450 ,

In einer Ausführungsform umfasst der Block 410 die Beobachtung des IQ-Ungleichgewichts und ist im Wesentlichen identisch mit dem Block 310 der 3, und es wird darauf für zusätzliche Details bezüglich des Blocks 410 verwiesen. Ebenso entsprechen die Blöcke 420, 422, 424, 430, 432, 440, 442 und 444 jeweils den Blöcken 320, 322, 324, 330, 340, 342 und 344 der 3. Wie der Block 310 kann auch der Block 410 für jeden Testton durchgeführt werden.In an embodiment, the block comprises 410 the observation of IQ imbalance and is essentially identical to the block 310 of the 3 and it will look for additional details regarding the block 410 directed. Likewise correspond the blocks 420 . 422 . 424 . 430 . 432 . 440 . 442 and 444 each of the blocks 320 . 322 . 324 . 330 . 340 . 342 and 344 of the 3 , Like the block 310 can also be the block 410 be performed for each test tone.

Der Block 454 umfasst einen Vergleich und ein Mapping, und in einer Ausführungsform ist er im Wesentlichen identisch mit dem Block 354 der 3, mit der Ausnahme, dass der Block 454 den Vergleich und das Mapping auf rechtwinkeligen Koordinaten durchführt. Es wird auf den Block 354 der 3 für zusätzliche Details in Bezug auf den Block 454 verwiesen.The block 454 includes a comparison and a mapping, and in one embodiment is substantially identical to the block 354 of the 3 , except that the block 454 performs the comparison and the mapping on rectangular coordinates. It gets on the block 354 of the 3 for additional details regarding the block 454 directed.

Der Block 460 umfasst Entfernung und Polynom-Anpassung, und in einer Ausführungsform ist er im Wesentlichen identisch mit dem Block 360 der 3, mit der Ausnahme, dass der Block 460 Entfernung und Polynom-Anpassung auf rechtwinkeligen Koordinaten durchführt. Es wird auf den Block 360 der 3 für zusätzliche Details in Bezug auf den Block 460 verwiesen.The block 460 includes distance and polynomial fitting, and in one embodiment is substantially identical to the block 360 of the 3 , except that the block 460 Distance and polynomial fitting to rectangular coordinates. It gets on the block 360 of the 3 for additional details regarding the block 460 directed.

Der Block 462 skaliert die Korrekturkoeffizienten für den BB-Fehler 114 um LOMAG. Der Block 470 umfasst eine IFFT, und er ist in einer Ausführungsform im Wesentlichen identisch mit dem Block 370 der 3, mit der Ausnahme, dass der Block 470 den Vergleich und das Mapping auf rechtwinkeligen Koordinaten durchführt. Es wird auf den Block 370 der 3 für zusätzliche Details in Bezug auf den Block 470 verwiesen.The block 462 scales the correction coefficients for the BB error 114 around LO MAG . The block 470 includes an IFFT, and in one embodiment is substantially identical to the block 370 of the 3 , except that the block 470 performs the comparison and the mapping on rectangular coordinates. It gets on the block 370 of the 3 for additional details regarding the block 470 directed.

Der Block 472 umfasst eine IFFT, und in einer Ausführungsform ist er im Wesentlichen identisch mit dem Block 372 der 3, mit der Ausnahme, dass der Block 472 den Vergleich und das Mapping auf rechtwinkeligen Koordinaten durchführt. Es wird auf den Block 372 der 3 für zusätzliche Details in Bezug auf den Block 472 verwiesen.The block 472 includes an IFFT, and in one embodiment is substantially identical to the block 372 of the 3 , except that the block 472 the comparison and the mapping on orthogonal coordinates. It gets on the block 372 of the 3 for additional details regarding the block 472 directed.

Der Block 466 umfasst tan(LOPHA), und in einer Ausführungsform ist er im Wesentlichen identisch mit dem Block 366 der 3, mit der Ausnahme, dass der Block 466 den Vergleich und das Mapping auf rechtwinkeligen Koordinaten durchführt. Es wird auf den Block 366 der 3 für zusätzliche Details in Bezug auf den Block 466 verwiesen.The block 466 includes tan (LO PHA ), and in one embodiment is substantially identical to the block 366 of the 3 , except that the block 466 performs the comparison and the mapping on rectangular coordinates. It gets on the block 366 of the 3 for additional details regarding the block 466 directed.

Der Block 480 umfasst die QE-Korrektur, und in einer Ausführungsform ist er im Wesentlichen identisch mit dem Block 380 der 3, und es wird darauf für zusätzliche Details in Bezug auf den Block 410 verwiesen.The block 480 includes the QE correction, and in one embodiment is substantially identical to the block 380 of the 3 and it will insist on additional details regarding the block 410 directed.

5 ist ein Blockdiagramm eines Fehlerbeobachters 230 und eines Fehleranalysators 240 nach einem oder mehreren Beispielen der vorliegenden Beschreibung. Es ist anzumerken, dass 5 nur eine einzelne beispielhafte Implementierung ist, die im Wesentlichen gleich wie eine Quadraturfehlerkorrektur-Mikroarchitektur ADI® Teilnummer AD9368 ist. Dieses Beispiel soll nicht einschränkend sein. 5 is a block diagram of an error observer 230 and a fault analyzer 240 according to one or more examples of the present description. It should be noted that 5 is only one example implementation, which is the same as a quadrature error correction microarchitecture ADI ® part number AD9368 essentially. This example is not meant to be limiting.

Der Fehlerbeobachter 230 umfasst einen Speicher 510, zwei FFT-Blöcke 560, einen Zeitdomänenprozessor 550 und einen Frequenzdomänenprozessor 540.The error observer 230 includes a memory 510 , two FFT blocks 560 , a time domain processor 550 and a frequency domain processor 540 ,

In einem Beispiel puffert der Zeitdomänenprozessor 550 die Segmente der Rx-I- und Q-Daten und ordnet diese an, welche danach von einem Paar FFT-Module FFT X 560-2 und FFT Y 560-1 verarbeitet werden. Die FFT-Module können gestaffelt ablaufen und sie empfangen abwechselnd angeordnete Segmente. Dies kann notwendig sein, wenn z. B. jedes FFT-Modul 560 in der Lage ist, Segmente bei nur der halben Geschwindigkeit, mit der sie erzeugt werden, zu verarbeiten. In einem Beispiel wird, wenn die Segmente angeordnet sind, ein benutzerspezifisches Fenster angelegt, wenn das Signal *I festgestellt wurde. Alternativ dazu können die Segmente Zeitdomänen-gemittelt werden, bevor sie ausgegeben werden, wie dies durch I beschrieben ist.In one example, the time domain processor buffers 550 the segments of the Rx-I and Q data and arranges these, which are then a pair of FFT modules FFT X. 560-2 and FFT Y 560-1 are processed. The FFT modules can be staggered and receive alternating segments. This may be necessary if z. For example, every FFT module 560 is able to process segments at only half the speed at which they are generated. In one example, if the segments are arranged, a custom window is created if the signal * I was detected. Alternatively, the segments may be time-domain averaged before being output, as described by I.

In einem Beispiel wird, ungeachtet der Quelle der IQ-Proben, das Verarbeiten der Proben durch den Zeitdomänenprozessor 550 auf die Geschwindigkeit, mit der die Proben empfangen werden, angepasst. Die gesamte Verarbeitung nach der Zeitdomäne für die QE-Analyse wird wiederum auf die Ausgaberate des Zeitdomänenprozessors 550 angepasst. Dies erlaubt, dass IQ-Proben zur QEC 170 in einer willkürlichen Geschwindigkeit und in einem Intervall bis zur Taktrate der QEC 170 selbst zugeführt werden können.In one example, regardless of the source of the IQ samples, the processing of the samples by the time domain processor 550 adjusted to the speed at which the samples are received. All processing for the time domain for QE analysis is again based on the output rate of the time domain processor 550 customized. This allows IQ samples to QEC 170 at an arbitrary speed and at an interval up to the clock rate of the QEC 170 itself can be supplied.

Segmente können in einem virtuell adressierten Speicher 510 gespeichert werden, der unter zahlreichen Modulen häufig ist. Die Verwendung eines virtuell adressierten Speichers 510 ermöglicht die unmittelbare Übertragung von Resultaten von einem Modul zum anderen. Einzelne Module bedürfen keiner Beachtung der erforderlichen Adressenübersetzung.Segments can be in a virtually addressed memory 510 which is common among numerous modules. The use of a virtually addressed memory 510 allows the immediate transfer of results from one module to another. Individual modules do not require attention to the required address translation.

Der Fehleranalysator 240 kann optional einen Prozessor 520 umfassen, der eine beliebige Art eines hierin beschriebenen Prozessors sein kann. Der Fehleranalysator 240 kann auch einen Tonfehleranalysator 530 umfassen, der hierin als indirekt mit der Fehlerkorrektur 170 verbunden geoffenbart wird. In einem Beispiel kann der Tonfehleranalysator 530 mit der Fehlerkorrektur 170 durch einen Frequenzdomänenprozessor 540 verbunden werden.The error analyzer 240 can optionally be a processor 520 which may be any type of processor described herein. The error analyzer 240 can also have a tone error analyzer 530 include herein as being indirect with the error correction 170 is disclosed connected. In one example, the tone error analyzer 530 with the error correction 170 by a frequency domain processor 540 get connected.

Der Speicher 510 kann eine Gruppe von k-Blöcken umfassen, die in j-Banken 512 gruppiert sind. Es ist zu bemerken, dass diese Konfiguration, und die gesamte Konfiguration der 5, nur anhand eines nicht einschränkenden Beispiels geoffenbart sind und dass viele andere Hardware-Konfigurationen möglich sind.The memory 510 may include a group of k-blocks that are in j-banks 512 are grouped. It should be noted that this configuration, and the entire configuration of the 5 , are disclosed by way of non-limiting example only and that many other hardware configurations are possible.

6 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 600 zum Durchführen einer FDA nach einem oder mehreren Beispielen der vorliegenden Beschreibung. 6 is a flowchart of a method 600 for performing an FDA according to one or more examples of the present specification.

Die FDA und die TDA sind in den Blöcken 322 bzw. 340 der 3 gezeigt. Ein Gleichgewicht zwischen der Nutzung der Zeit- und Frequenzdomänenmittelung ist geeignet, um die größte Genauigkeit mit größter Effizienz zu erzielen. Das geeignete Verhältnis hängt von der Reinheit eines HF-Testtons ab (d. h. dem ein Frequenzfehler und Phasenrauschen fehlen, was einen Frequenzfehler nachahmen kann).The FDA and the TDA are in blocks 322 respectively. 340 of the 3 shown. A balance between the use of time and frequency domain averaging is appropriate to achieve greatest accuracy with the greatest efficiency. The appropriate ratio depends on the purity of an RF test tone (ie, lack of frequency error and phase noise, which may mimic a frequency error).

In einem Beispiel identifiziert der Metablock 340 die erforderliche IQ-Korrektur, teilweise durch die Berechnung von IQ*/QQ* über die Frequenz. Dies ergibt eine komplexe Zahl, die eine Phase gleich der Differenz zwischen der Phase von I und Q und eine Amplitude gleich der Amplitude von Q aufweist. Daraus kann leicht die Phasen- und Amplitudenkorrektur über die Frequenz extrahiert werden. Die Genauigkeit des Zählers und des Nenners dieser Berechnung zieht aber nicht den gleichen Nutzen aus der Mittelung mehrerer Beobachtungen; Beobachtungsrauschen wird durch die Mittelung nicht gleichermaßen eliminiert. Für den Zähler weisen nicht-korreliertes Rauschen in I und Q, welches ein Null-Mittel besitzt, noch immer ein Null-Mittel auf, nachdem I mit Q* multipliziert wurde. Aus diesem Grund kann die Mittelung verwendet werden, um die Stärke dieses Rauschens zu senken. Für den Nenner aber ist das Rauschen, da Q mit Q* multipliziert wird, inhärent während der Multiplikation korreliert, und dadurch wird das Null-Mittel gelöscht. Die Mittelung hat somit nur einen beschränkten Nutzen zur Reduzierung dieser bestimmten Rauschquelle. Das Verfahren 600 kann aber eingesetzt werden, um das Rauschen in Q vor der QQ'-Multiplikation zu eliminieren.In one example, the metablock identifies 340 the required IQ correction, in part by calculating IQ * / QQ * over the frequency. This results in a complex number having a phase equal to the difference between the phase of I and Q and an amplitude equal to the amplitude of Q. From this it is easy to extract the phase and amplitude correction over the frequency. The accuracy of the numerator and the denominator of this calculation, however, does not draw the same benefit from the averaging of several observations; Observation noise is not eliminated equally by averaging. For the counter, uncorrelated noise in I and Q, which has a zero mean, still has a zero mean after I has been multiplied by Q *. For this reason, the averaging can be used to reduce the strength of this noise. However, for the denominator, since Q is multiplied by Q *, the noise is inherent during multiplication, thereby clearing the zero mean. The averaging thus has only limited utility for reducing this particular noise source. The procedure 600 but can be used to eliminate the noise in Q before QQ'-multiplication.

Setzt man mit 6 fort, so werden in einem Beispiel, wenn im Block 602 zwei komplexe Akkumulatoren gelöscht werden, die Akkumulationen der modifizierten I- und Q-Ausdrücke gespeichert.Do you join in? 6 In an example, if in the block 602 two complex accumulators are cleared, the accumulations of the modified I and Q expressions are stored.

Im Block 610 wird eine Frequenz f aus einer Anordnung von n-Elementen der Testfrequenzen (f[n]) ausgewählt.In the block 610 a frequency f is selected from an array of n-elements of the test frequencies (f [n]).

Im Block 620 wird die Frequenz f[n] für die Werte von f If[n] und Qf[n] beobachtet.In the block 620 the frequency f [n] is observed for the values of f I f [n] and Q f [n] .

Im Block 630 wird If[n] rotiert, um innerhalb einer Toleranz eines gewählten Winkels, so z. B. null Grad, zu liegen. Im Block 640 wird Qf[n] um genau dieselbe Menge rotiert.In the block 630 I f [n] is rotated to within a tolerance of a selected angle, such. B. zero degrees, to lie. In the block 640 Q f [n] is rotated by exactly the same amount.

In einer Ausführungsform ist es wichtiger, I und Q identisch zu rotieren als I perfekt auf 0 Grad zu rotieren, oder auf einen anderen gewählten Winkel. In einem Beispiel kann nur das Austauschen von reellen und imaginären Ausdrücken und das Umkehren ihrer Vorzeichen verwendet werden, um I auf zwischen 0 und 90 Grad zu rotieren (keine Multiplikator erforderlich). Das Vergleichen der Amplitude der reellen und imaginären Teile von I kann verwendet werden, um zu bestimmen, ob I zwischen 0 und 45 oder zwischen 45 und 90 Grad liegt. Ist der imaginäre Teil von I größer als der Realteil von I, wenn I zwischen 45 und 90 Grad liegt, so sollte es eine Rotation um –45 Grad geben, so dass sie zwischen 0 und 45 Grad liegt. Dies kann in ungenauer Weise mit einem Multiplikator mit nur wenigen Bits erfolgen, da ein geringer Verstärkungsfehler ohne Folgen eingeführt werden kann, vorausgesetzt, dies wird für I und Q gleichermaßen durchgeführt. Bedenkt man, dass I mit Q verglichen wird, so ist ein Verstärkungsfehler, den beide haben, ohne Belang. Diese Technik kann weiter ausgearbeitet werden, um I günstig ausreichend nahe an 0 Grad zu rotieren, um somit am meisten von dem Nutzen zu gewinnen, den die vollständige Rotation von I zu 0 Grad oder zu einem anderen gewählten Winkel bereitstellen kann.In one embodiment, it is more important to rotate I and Q identically than to rotate I perfectly to 0 degrees, or to some other selected angle. In one example, only exchanging real and imaginary expressions and reversing their signs can be used to rotate I to between 0 and 90 degrees (no multiplier required). Comparing the amplitude of the real and imaginary parts of I can be used to determine if I is between 0 and 45 or between 45 and 90 degrees. If the imaginary part of I is larger than the real part of I, if I is between 45 and 90 degrees, then there should be a rotation of -45 degrees, so that it is between 0 and 45 degrees. This can be done inaccurately with a multiplier of only a few bits, since a low gain error can be introduced without consequences, provided that this is done equally for I and Q. Considering that I is compared to Q, a gain error that both have is irrelevant. This technique can be further elaborated to rotate I conveniently sufficiently close to 0 degrees, thus gaining most of the benefit that the complete rotation of I can provide to 0 degrees or to another chosen angle.

Die Rotation dieses Blocks wird zur Löschung des Phasenrauschens verwendet. Keine nützliche Information geht durch die Rotation verloren, da die Korrektur auf der Beobachtung der Beziehungsdifferenz zwischen I und Q basiert. Die Beziehung bietet im Allgemeinen keine nützliche Information (zumindest für diese bestimmte Beobachtung). Ohne die Rotation würden I und Q jeweils eine Summe von nahe null ergeben, geht man davon aus, dass Phasenrauschen- und niedrige Zeitdomänenmittelung in einer gleichen Verteilung der gemittelten Phase von I und Q resultieren.The rotation of this block is used to cancel the phase noise. No useful information is lost through rotation because the correction is based on observing the relationship difference between I and Q. The relationship generally does not provide useful information (at least for that particular observation). Without the rotation, I and Q would each yield a near zero sum, it is believed that phase noise and low time domain averaging result in an equal distribution of the averaged phase of I and Q.

Im Block 642 werden die rotierten I- und Q-Werten im Akkumulator akkumuliert, der im Block 602 gelöscht wurde. Dies kann ein komplexer Akkumulator sein, da sowohl I als auch Q über eine komplexe Darstellung verfügen.In the block 642 the rotated I and Q values are accumulated in the accumulator, which in block 602 was deleted. This can be a complex accumulator since both I and Q have a complex representation.

Im Block 650 wird n schrittweise erhöht.In the block 650 n is incrementally increased.

Der Entscheidungsblock 660 überprüft, ob dies das letzte n ist. Ist dies nicht der Fall, so bewegt sich die Steuerung zurück zum Block 610, um die nächste Testfrequenz zu evaluieren. Wurde das letzte n erreicht, so setzt die Steuerung mit Block 670 fort.The decision block 660 Check if this is the last n. If this is not the case, the control moves back to the block 610 to evaluate the next test frequency. When the last n has been reached, the controller continues with block 670 continued.

Im Block 670 kann ein Mittel wie ein mathematisches Mittel für die akkumulierten I-Resultate berechnet werden. Ein mathematisches Mittel ist nur als ein mögliches Beispiel geoffenbart, und es können auch viele andere Mittelungs-, Akkumulierungs- oder Aggregationsverfahren verwendet werden.In the block 670 For example, a means such as a mathematical mean for the accumulated I results can be calculated. A mathematical means is disclosed only as a possible example, and many other averaging, accumulating or aggregating methods may be used.

Im Block 680 kann ein Mittel wie z. B. ein mathematisches Mittel für die akkumulierten Q-Resultate berechnet werden.In the block 680 can a means such. For example, a mathematical mean for the accumulated Q results can be calculated.

Im Block 690 wird dieses Verfahren durchgeführt.In the block 690 this procedure is carried out.

Die akkumulierten und gemittelten Werte von I und Q aus dem Verfahren 600 können verwendet werden, um IQ*/QQ* zu berechnet. Dies unterscheidet sich von den zuvor erläuterten Techniken, die IQ* getrennt von QQ* akkumulieren, und teilt am Ende IQ* durch QQ*. Im Verfahren 600 müssen I und Q für jedes FFT-Resultat rotiert werden, aber die Multiplikation von IQ* und QQ*, sowie auch die Division von IQ*/QQ*, erfolgen nur einmal am Ende.The accumulated and averaged values of I and Q from the procedure 600 can be used to calculate IQ * / QQ *. This differs from the previously discussed techniques which accumulate IQ * separately from QQ *, and in the end shares IQ * with QQ *. In the process 600 I and Q must be rotated for each FFT result, but the multiplication of IQ * and QQ *, as well as the division of IQ * / QQ *, are done only once at the end.

Das System und das Verfahren der vorhergehenden Absätze realisieren zahlreiche Vorteile. The system and method of the preceding paragraphs realize numerous advantages.

Das Identifizieren des IQ-Ungleichgewichts frei von Beobachtungsfehlern ist nicht nur wichtig, um eine genaue Identifizierung der erforderlichen Korrektur zuzulassen, sondern auch, um die Identifizierung einer einfachsten Implementierung für diese Korrektur zu ermöglichen.Identifying the IQ imbalance free of obscuring errors is not only important to allow for accurate identification of the required correction, but also to allow the identification of a simplest implementation for this correction.

Wird das IQ-Ungleichgewicht genau in konzentrierte analoge Quellen isoliert (siehe Fehlermodell), so wird die Komplexität der implizierten Korrektur wesentlich verringert.If the IQ imbalance is accurately isolated into concentrated analog sources (see error model), the complexity of the implied correction is significantly reduced.

Die Kompensation des IQ-Ungleichgewichts wäre kostenintensiver, würde sie in einer einzelnen Korrekturstufe versucht, weil:
Eine Übertragungsfunktion von relativ niedriger Ordnung ausreichend ist, um jede einzelne konzentrierte Quelle zu beschreiben, weil jede mit einer endlichen Anzahl von dominanten analogen Fehlerquellen assoziiert ist. Sobald sich Fehlerquellen kombinieren, erhöht sich die offensichtliche Komplexität der Korrektur signifikant aufgrund des grundlegend verschiedenen Einflusses, mit dem jede konzentrierte Fehlerquelle zum IQ-Ungleichgewicht beiträgt, insbesondere in Bezug auf den positiven versus negativen Frequenzeinfluss.
Compensation of IQ imbalance would be more costly if attempted in a single correction stage because:
A relatively low order transfer function is sufficient to describe each individual concentrated source because each is associated with a finite number of dominant analog error sources. As soon as error sources combine, the apparent complexity of the correction increases significantly due to the fundamentally different influence that each concentrated source of error contributes to IQ imbalance, especially with respect to the positive versus negative frequency impact.

Es ist möglich, eine sehr effizient und sehr genaue Korrektur zu erzielen, vorausgesetzt, die konzentrierten Fehlerquellen werden einmalig identifiziert und in der entgegengesetzten Reihenfolge zur Erzeugung kompensiert. Dies ermöglicht, dass jede konzentrierte Fehlerquelle eine Kompensation aus einer Korrekturstruktur empfängt, die speziell für jede Situation optimiert ist, wodurch sowohl die Korrekturgenauigkeit als auch die Berechnungseffizienz verstärkt werden.It is possible to achieve a very efficient and very accurate correction, provided that the concentrated sources of error are identified once and compensated in the opposite order for generation. This allows each concentrated error source to receive compensation from a correction structure that is optimized specifically for each situation, thereby enhancing both the correction accuracy and the computational efficiency.

Ist aber ein Beobachtungsfehler vorhanden (insbesondere wenn er zufällig ist), so wird eine Korrektur mit einer signifikant höheren Ordnung impliziert; die einfachere zugrundeliegende Übertragungsfunktion des wahren IQ-Ungleichgewichts ist versteckt.However, if there is an observation error (especially if it is random), a correction with a significantly higher order is implied; the simpler underlying transfer function of the true IQ imbalance is hidden.

Zumindest erhöht ein Beobachtungsfehler, der nicht eliminiert wird, die Ordnung und Komplexität der implizierten IQ-Ungleichgewichtskorrektur und erhöht folglich die mit dieser Implementierung assoziierte Stärke und die Kosten für Silicium.At least, an observation error that is not eliminated increases the order and complexity of the implied IQ imbalance correction and thus increases the strength and cost associated with this implementation for silicon.

Ist das Beobachtungsrauschen zu hoch, kann eine feststehende Hardware-Implementierung ausreichend sein, um die beabsichtigte Übertragungsfunktion darzustellen. Geschieht dies, so kann der realisierte Korrekturfilter eine signifikante Übertragungsfunktion zeigen, die zwischen direkt spezifizierten Frequenzpunkten rangiert. Als eine Folge davon könnte die IQ-Fehlanpassung durch die Korrekturstruktur vielmehr erhöht als reduziert werden.If the observation noise is too high, a fixed hardware implementation may be sufficient to represent the intended transfer function. If this happens, the realized correction filter can show a significant transfer function, which ranks between directly specified frequency points. As a consequence, the IQ mismatch could be increased rather than reduced by the correction structure.

Es ist anzumerken, dass die obig mit Verweis auf die Figuren erläuterten Aktivitäten auf alle integrierten Schaltungen angewendet werden können, die eine Signalverarbeitung umfassen (z. B. Gestensignalverarbeitung), insbesondere dabei jene, die spezialisierte Software-Programme oder Algorithmen ausführen können, von welchen manche mit der Verarbeitung von digitalisierten Echtzeitdaten assoziiert werden können. Gewisse Ausführungsformen können sich auf die Multi-DSP-Signalverarbeitung, die Gleitpunktverarbeitung, die Signal-/Steuerungsverarbeitung, die Verarbeitung der feststehenden Funktion, Mikrosteuerungsanwendungen etc. beziehen. In gewissen Kontexten können die hierin erläuterten Merkmale auf medizinische Systeme, wissenschaftliche Instrumente, drahtlose oder verdrahtete Kommunikationen, Radar, industrielle Prozessteuerung, Audio- und Videoausrüstung, Stromabtastung, Instrumentierung (die hochgradig präzise sein kann) und andere digitale verarbeitungsbasierte Systeme angewendet werden. Darüber hinaus können gewisse hierin erläuterte Ausführungsformen in digitalen Signalverarbeitungstechnologien für die medizinische Bildgebung, die Patientenüberwachung, medizinische Instrumente und die Heimgesundheitspflege bereitgestellt werden. Dies könnte Lungenmonitore, Beschleunigungsmesser, Herzschlagmonitore, Herzschrittmacher etc. umfassen. Andere Anwendungen können Automobiltechnologien für Sicherheitssysteme umfassen (so z. B. Stabilitätssteuerungssysteme, Fahrerunterstützungssysteme, Bremssysteme, Infotainment und interne Anwendungen jeglicher Art). Darüber hinaus können Antriebsstrangsysteme (z. B. in Hybrid- und Elektrofahrzeugen) Produkte mit hochpräziser Datenumwandlung bei der Batterieüberwachung, in Steuersystemen, Reportsteuerungen, Wartungsaktivitäten etc. einsetzen. In noch anderen beispielhaften Szenarien können die Lehren der vorliegenden Offenbarung in den industriellen Märkten angewendet werden, die Verarbeitungssteuerungssysteme umfassen, die dabei helfen, die Produktivität, die Energieeffizienz und die Zuverlässigkeit zu fördern. Bei Anwendungen für den Konsumenten können die Lehren der obig erläuterten Signalverarbeitungsschaltungen zur Bildverarbeitung, für den Autofokus und die Bildstabilisierung verwendet werden (z. B. für digitale Fotokameras, Camcorder etc.). Andere Anwendungen für Konsumenten können Audio- und Video-Prozessoren für Heimkinosysteme, DVD Recorder und HD-Fernseher umfassen. Noch andere Anwendungen für den Konsumenten können Advanced-Touchscreen-Steuerungen (z. B. für jeden Typ einer tragbaren Medienvorrichtung) umfassen. Somit könnten solche Technologien leicht Teile von Smartphones, Tablets, Sicherheitssystemen, PCs, Spieltechnologien, Virtual Reality, Simulationstraining etc. ausmachen.It should be noted that the activities explained above with reference to the figures may be applied to all integrated circuits including signal processing (eg, gesture signal processing), particularly those capable of executing specialized software programs or algorithms, of which some may be associated with the processing of digitized real-time data. Certain embodiments may relate to multi-DSP signal processing, floating point processing, signal / control processing, fixed function processing, microcontroller applications, etc. In certain contexts, the features discussed herein may be applied to medical systems, scientific instruments, wireless or wired communications, radar, industrial process control, audio and video equipment, current sampling, instrumentation (which can be highly accurate), and other digital processing-based systems. In addition, certain embodiments discussed herein may be provided in digital signal processing technologies for medical imaging, patient monitoring, medical instruments, and home health care. This could include lung monitors, accelerometers, heart rate monitors, pacemakers, etc. Other applications may include automotive technologies for safety systems (such as stability control systems, driver assistance systems, brake systems, infotainment, and internal applications of any kind). In addition, powertrain systems (eg, in hybrid and electric vehicles) can use products with high-precision data conversion in battery monitoring, control systems, report controls, maintenance activities, and more. In yet other example scenarios, the teachings of the present disclosure may be applied in the industrial markets that include processing control systems that help promote productivity, energy efficiency, and reliability. In consumer applications, the teachings of the signal processing circuits discussed above may be used for image processing, autofocus, and image stabilization (eg, for digital still cameras, camcorders, etc.). Other applications for consumers may include audio and video processors for Home theater systems, DVD recorders and HD televisions include. Still other applications for the consumer may include advanced touch screen controls (eg, for each type of portable media device). Thus, such technologies could easily make up parts of smartphones, tablets, security systems, personal computers, gaming technologies, virtual reality, simulation training, etc.

Das Vorstehende behandelt Merkmale der einigen Ausführungsformen, so dass Fachpersonen auf dem Gebiet der Technik die Aspekte der vorliegenden Offenbarung besser verstehen. Fachpersonen auf dem Gebiet der Technik sollten verstehen, dass sie die vorliegende Offenbarung bereits als eine Grundlage für das Design oder die Modifikation anderer Prozesse und Strukturen verwenden können, um dieselben Zwecke auszuführen und/oder dieselben Vorteile der hierin eingeführten Ausführungsformen zu erzielen. Fachpersonen auf dem Gebiet der Technik sollten auch erkennen, dass solche äquivalenten Strukturen nicht vom Wesen und Umfang der vorliegenden Offenbarung abweichen und dass sie viele verschiedene Änderungen, Substitutionen und Abänderungen hierin vornehmen können, ohne dabei vom Wesen und Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.The foregoing addresses features of some embodiments so that those skilled in the art will better understand the aspects of the present disclosure. Those skilled in the art should understand that they may already use the present disclosure as a basis for the design or modification of other processes and structures to accomplish the same purposes and / or achieve the same benefits of the embodiments introduced herein. Those skilled in the art should also recognize that such equivalent structures are not to depart from the spirit and scope of the present disclosure and that many different changes, substitutions, and alterations can be made herein without departing from the spirit and scope of the present disclosure.

Die bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können leicht eine Packung eines Hauptprozessors (central processing unit, CPU) vom System-on-Chip-Typ (SOC) umfassen. Ein SOC stellt einen integrierten Schaltkreis (integrated circuit, IC) dar, der die Komponenten eines Computers oder eines anderen elektronischen Systems in einen einzelnen Chip integriert. Er kann digitale, analoge, Misch-Signal- und Funkfrequenzfunktionen enthalten: alle diese können auf einem einzelnen Chip-Substrat bereitgestellt werden. Andere Ausführungsformen können ein Multi-Chip-Modul (MCM) umfassen, mit einer Mehrzahl von Chips, die innerhalb einer einzelnen elektronischen Packung angeordnet und ausgelegt sind, miteinander durch die elektronische Packung eng zu interagieren. In verschiedenen anderen Ausführungsformen können die digitalen Signalverarbeitungsfunktionalitäten in einem oder mehreren Siliciumkernen in anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (Application Specific Integrated Circuits, ASICs), Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) und anderen Halbleiter-Chips implementiert sein.The particular embodiments of the present disclosure may easily include a package of a system-on-chip (SOC) central processing unit (CPU). An SOC represents an integrated circuit (IC) that integrates the components of a computer or other electronic system into a single chip. It can include digital, analog, mixed signal and radio frequency functions: all of these can be provided on a single chip substrate. Other embodiments may include a multi-chip module (MCM) having a plurality of chips disposed within a single electronic package and configured to tightly interact with each other through the electronic package. In various other embodiments, the digital signal processing functionality may be implemented in one or more silicon cores in application specific integrated circuits (ASICs), field programmable gate arrays (FPGAs), and other semiconductor chips.

In beispielhaften Implementierungen können zumindest einige Abschnitte der hierin dargestellten Verarbeitungsaktivitäten auch in Software implementiert sein. In einigen Ausführungsformen können ein oder mehrere dieser Merkmale in Hardware implementiert sein, die außerhalb der Elemente der geoffenbarten Figuren bereitgestellt ist, oder in einer geeigneten Weise konsolidiert ist, um die gewünschte Funktionalität zu erzielen. Die verschiedenen Komponenten können Software (oder reziproke Software) umfassen, die koordinieren kann, um die hierin umrissenen Operationen zu erreichen. In noch anderen Ausführungsformen können diese Elemente beliebige geeignete Algorithmen, Hardware, Software, Komponenten, Module, Schnittstellen oder Objekte umfassen, die deren Operationen vereinfachen.In example implementations, at least some portions of the processing activities depicted herein may also be implemented in software. In some embodiments, one or more of these features may be implemented in hardware provided outside of the elements of the disclosed figures, or consolidated in a suitable manner to achieve the desired functionality. The various components may include software (or reciprocal software) that may coordinate to accomplish the operations outlined herein. In still other embodiments, these elements may include any suitable algorithms, hardware, software, components, modules, interfaces, or objects that simplify their operations.

Zusätzlich dazu können einige der Komponenten, die mit den beschriebenen Mikroprozessoren assoziiert sind, entfernt oder auf andere Weise konsolidiert werden. In einem allgemeinen Sinn können die in den Figuren dargestellten Anordnungen in ihren Darstellungen logischer sein, während eine physische Architektur verschiedene Permutationen, Kombinationen und/oder Hybride dieser Elemente umfassen kann. Es ist wichtig zu bemerken, dass zahllose mögliche Design-Konfigurationen verwendet werden können, um die hierin beschriebenen Betriebsziele zu erreichen. Demgemäß weist die assoziierte Infrastruktur eine Unzahl an Ersatzanordnungen, Design-Auswahlen, Vorrichtungsmöglichkeiten, Hardware-Konfigurationen, Software-Implementierungen, Ausrüstungsoptionen etc. auf.In addition, some of the components associated with the described microprocessors may be removed or otherwise consolidated. In a general sense, the arrangements illustrated in the figures may be more logical in their representations, while a physical architecture may include various permutations, combinations and / or hybrids of these elements. It is important to note that countless possible design configurations can be used to achieve the operational goals described herein. Accordingly, the associated infrastructure has a myriad of replacement arrangements, design choices, device capabilities, hardware configurations, software implementations, equipment options, etc.

Jede beliebige und geeignet konfigurierte Prozessorkomponente kann jeden Typ einer Instruktion ausführen, die mit den Daten assoziiert ist, um die hierin im Detail dargestellten Operationen zu erzielen. Jeder hierin geoffenbarte Prozessor könnte ein Element oder einen Artikel (z. B. Daten) von einem Zustand in den anderen Zustand transformieren. In einem anderen Beispiel können einige der hierin dargestellten Aktivitäten mit feststehender Logik oder mit programmierbarer Logik (z. B. Software- und/oder Computer-Instruktionen, die von einem Prozessor ausgeführt werden) implementiert werden, und die hierin identifizierten Elemente könnten eine Art eines programmierbaren Prozessors, einer programmierbaren digitalen Logik (z. B. einer Field Programmable Gate Array (FPGA), eines EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory), eines EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), eines ASIC, der digitale Logik umfasst, Software, Code, elektronische Instruktionen, Flash-Speicher, optische Disks, CD-ROMs, DVD ROMs, Magnet- oder optische Karten, andere Arten von maschinlesbaren Medien, die zur Speicherung elektronischer Instruktionen geeignet sind, oder eine beliebige Kombination davon sein. Im Betrieb können Prozessoren Information in jedem geeigneten Typ eines nicht-flüchtigen Speichermediums speichern (z. B. Random Access Memory (RAM), Read Only Memory (ROM), Field Programmable Gate Array (FPGA), Erasable Programmable Read Only Memory (EPROM), Electrically Erasable Programmable ROM (EEPROM), etc.), Software, Hardware, oder in einer beliebigen anderen geeigneten Komponente, Vorrichtung, Element oder Objekt, wenn dies geeignet ist und auf der Grundlage bestimmter Anforderungen. Ferner könnten die Information, die in einem Prozessor nachverfolgt, gesendet, empfangen oder gespeichert wird, in einer beliebigen Datenbank, Register, Tabelle, Cache, Reihe, Steuerliste oder Speicherstruktur auf der Grundlage bestimmter Anforderungen und Implementierungen, auf welche alle in einem geeigneten Zeitrahmen verwiesen werden könnte, bereitgestellt werden. Jeder der hierin erläuterten Speicherteile sollte so konstruiert sein, dass er innerhalb des breiten Begriffs „Speicher” umfasst ist. Ebenso sollten alle der potentiellen verarbeitenden Elemente, Module und Maschinen, die hierin beschrieben sind, so konstruiert sein, dass sie innerhalb des breiten Begriffes „Mikroprozessor” oder „Prozessor” umfasst sind. Darüber hinaus können in verschiedenen Ausführungsformen die Prozessoren, Speicher, Netzwerkkarten, Busse, Speichervorrichtungen, verwandten Periphergeräte und andere Hardware-Elemente, die hierin beschrieben sind, durch einen Prozessor, Speicher und andere zusammenhängende Vorrichtungen realisiert werden, die von Software oder Firmware ausgelegt sind, die Funktionen dieser Hardware-Elemente zu emulieren oder zu virtualisieren.Any and suitably configured processor component may execute any type of instruction associated with the data to achieve the operations detailed herein. Any processor disclosed herein could transform an item or item (eg, data) from one state to the other state. In another example, some of the fixed logic or programmable logic activities depicted herein (eg, software and / or computer instructions executed by a processor) may be implemented, and the elements identified herein may be one of a kind programmable processor, a programmable digital logic (eg, a Field Programmable Gate Array (FPGA), an Erasable Programmable Read Only Memory (EPROM), an Electrically Erasable Programmable Read Only Memory (EEPROM), an ASIC that includes digital logic, Software, code, electronic instructions, flash memory, optical discs, CD-ROMs, DVD ROMs, magnetic or optical cards, other types of machine-readable media suitable for storing electronic instructions, or any combination thereof For example, processors may store information in any suitable type of non-volatile storage medium (e.g., Rando m Access Memory (RAM), Read Only Memory (ROM), Field Programmable Gate Array (FPGA), Erasable Programmable Read Only Memory (EPROM), Electrically Erasable Programmable ROM (EEPROM), etc.), Software, Hardware, or in any other suitable component, device, element or object, if appropriate and based on specific requirements. Further, the information traced, sent, received, or stored in a processor could be stored in any database, register, table, cache, series, control list, or memory structure based on particular requirements and implementations, all of which are referenced in an appropriate time frame could be provided. Each of the memory parts discussed herein should be constructed to be encompassed within the broad term "memory." Likewise, all of the potential processing elements, modules and machines described herein should be constructed to be encompassed within the broad term "microprocessor" or "processor". In addition, in various embodiments, the processors, memory, network cards, buses, memory devices, related peripherals, and other hardware elements described herein may be implemented by a processor, memory, and other related devices configured with software or firmware. to emulate or virtualize the functions of these hardware elements.

Computerprogrammlogik, die die gesamte oder einen Teil der hierin beschriebenen Funktionalität implementiert, ist in verschiedenen Formen ausgeführt, umfassend, aber nicht darauf beschränkt, eine Quellcodeform, eine computerausführbare Form und verschiedene Zwischenformen (z. B. Formen, die von einem Assembler, einem Compiler, einem Linker oder einem Locator erzeugt werden). In einem Beispiel umfasst der Quellcode eine Reihe von Computerprogramm-Instruktionen, die in verschiedenen Programmiersprachen implementiert werden, so z. B. einen Objekt-Code, eine Assembly-Sprache oder eine höherwertige Sprache wie OpenCL, Fortran, C, C++, JAVA oder HTML zur Verwendung mit verschiedenen Betriebssystemen oder Betriebsumgebungen. Der Quellcode kann verschiedene Datenstrukturen und Kommunikationsnachrichten definieren und verwenden. Der Quellcode kann in einer computerausführbaren Form (z. B. über einen Interpreter) vorliegen, oder der Quellcode kann in eine computerausführbare Form konvertiert werden (z. B. über einen Translator, Assembler oder Compiler).Computer program logic that implements all or part of the functionality described herein is implemented in various forms, including, but not limited to, a source code form, a computer-executable form, and various intermediate forms (e.g., forms that are derived from an assembler, a compiler , a linker or a locator). In one example, the source code includes a number of computer program instructions that are implemented in various programming languages, such as computer programs. For example, an object code, an assembly language, or a higher-level language such as OpenCL, Fortran, C, C ++, JAVA, or HTML for use with various operating systems or operating environments. The source code can define and use various data structures and communication messages. The source code may be in a computer-executable form (eg, via an interpreter), or the source code may be converted to a computer-executable form (eg, via a translator, assembler or compiler).

In den Erläuterungen der obigen Ausführungsformen können die Kondensatoren, Puffer, Grafikelemente, Interconnect Boards, Taktgeber, DDRs, Kamerasensoren, Teiler, Induktoren, Widerstände, Verstärker, Schalter, digitalen Kerne, Transistoren und/oder andere Komponenten leicht ersetzt, substituiert oder auf andere Weise modifiziert werden, um bestimmte Anforderungen des Schaltkreises aufzunehmen. Darüber hinaus ist anzumerken, dass die Verwendung von komplementären elektronischen Vorrichtungen, Hardware, nicht-flüchtiger Software etc. eine gleichermaßen durchführbare Option zum Implementieren der Lehren der vorliegenden Offenbarung bietet.In the explanations of the above embodiments, the capacitors, buffers, graphic elements, interconnect boards, clocks, DDRs, camera sensors, splitters, inductors, resistors, amplifiers, switches, digital cores, transistors, and / or other components can be easily replaced, substituted, or otherwise be modified to accommodate certain requirements of the circuit. In addition, it should be noted that the use of complementary electronic devices, hardware, nonvolatile software, etc., provides an equally feasible option for implementing the teachings of the present disclosure.

In einer beispielhaften Ausführungsform kann eine beliebige Anzahl von elektrischen Schaltungen der FIGUREN auf einem Board einer assoziierten elektronischen Vorrichtung implementiert werden. Das Board kann ein allgemeines Schalt-Board sein, das verschiedene Komponenten des internen elektronischen Systems der elektronischen Vorrichtung halten und ferner Verbindungen für die anderen Periphergeräte bereitstellen kann. Insbesondere kann das Board die elektrischen Verbindungen bereitstellen, mit welchen die anderen Komponenten des Systems elektrisch kommunizieren können. Alle geeigneten Prozessoren (einschließlich digitale Signalprozessoren, Mikroprozessoren, unterstützende Chip-Sets etc.), Speicherelemente etc. können in geeigneter Weise mit dem Board auf der Grundlage von bestimmten Konfigurationsanforderungen, Verarbeitungsanforderungen, Computer-Designs etc. gekoppelt werden. Andere Komponenten wie z. B. externer Speicher, zusätzliche Sensoren, Steuerung für die Audio-/Video-Darstellung und periphere Geräte können am Board als Plug-In-Cards, über Kabel, befestigt werden oder im Board selbst integriert sein. In einer anderen beispielhaften Ausführungsform können die elektrischen Schaltungen der FIGUREN als freistehende Module (z. B. eine Vorrichtung mit assoziierten Komponenten und einer Schaltung, die ausgelegt ist, eine spezifische Anwendung oder Funktion durchzuführen) implementiert sein, oder sie können als Plug-In-Module in die anwendungsspezifische Hardware der elektronischen Vorrichtungen implementiert sein.In an exemplary embodiment, any number of electrical circuits of the FIGURES may be implemented on a board of an associated electronic device. The board may be a generic switchboard that can hold various components of the electronic device's internal electronic system and also provide connections for the other peripherals. In particular, the board may provide the electrical connections with which the other components of the system can communicate electrically. All suitable processors (including digital signal processors, microprocessors, supporting chip sets, etc.), memory elements, etc., may be suitably coupled to the board based on particular configuration requirements, processing requirements, computer designs, etc. Other components such. External memory, additional sensors, audio / video control, and peripheral devices can be attached to the board as plug-in cards, via cable, or integrated into the board itself. In another exemplary embodiment, the electrical circuits of the FIGURES may be implemented as stand-alone modules (eg, a device with associated components and a circuit configured to perform a specific application or function), or may be implemented as a plug-in. Modules may be implemented in the application specific hardware of the electronic devices.

Es ist anzumerken, dass mit den zahlreichen hierin bereitgestellten Beispielen die Interaktion mit zwei, drei, vier oder mehr elektrischen Komponenten beschrieben wird. Dies erfolgte nur zum Zweck der Klarheit und beispielhaften Darstellung. Es versteht sich, dass das System in jeder geeigneten Weise konsolidiert werden kann. Entsprechend ähnlicher Design-Alternativen können alle der veranschaulichten Komponenten, Module und Elemente der FIGUREN in verschiedenen möglichen Konfigurationen kombiniert werden, welche alle deutlich innerhalb des breiten Umfangs dieser Beschreibung umfasst sind. In gewissen Fällen kann es leichter sein, eine oder mehrere der Funktionalitäten eines gegebenen Satzes an Abläufen zu beschreiben, indem nur auf eine begrenzte Anzahl von elektrischen Elemente verwiesen wird. Es versteht sich, dass die elektrischen Schaltungen der FIGUREN und deren Lehren leicht skalierbar sind und eine große Anzahl an Komponenten sowie kompliziertere/ausgeklügeltere Anordnungen und Konfigurationen aufnehmen können. Demgemäß sollten die bereitgestellten Beispiele den Umfang nicht begrenzen oder die bereiten Lehren der elektrischen Schaltungen, wie sie potentiell auf eine Unzahl anderer Architekturen angelegt werden, behindern.It should be noted that the numerous examples provided herein describe the interaction with two, three, four or more electrical components. This was done only for the purpose of clarity and exemplification. It is understood that the system can be consolidated in any suitable way. According to similar design alternatives, all of the illustrated components, modules, and elements of the FIGURES may be combined in various possible configurations, all of which are well within the broad scope of this description. In certain cases, it may be easier to describe one or more of the functionalities of a given set of operations by referring only to a limited number of electrical elements. It should be understood that the electrical circuits of the FIGURES and the teachings thereof are readily scalable and capable of accommodating a large number of components as well as more sophisticated arrangements and configurations. Accordingly, the examples provided should not limit the scope or obstruct the ready teachings of the electrical circuits potentially applied to a myriad of other architectures.

Zahlreiche andere Änderungen, Substitutionen, Variationen und Modifikationen können von Fachpersonen auf dem Gebiet der Technik festgelegt werden, und es ist beabsichtigt, dass die vorliegende Offenbarung alle solchen Änderungen, Substitutionen, Variationen und Modifikationen so umfasst, dass sie in den Umfang der angehängten Ansprüche fallen. Um das US-Patentamt (United States Patent und Trademark Office, USPTO) und zusätzlich alle Leser jedes Patents, das auf dieser Anmeldung in einer Interpretation der angehängten Ansprüche hierzu erteilt wird, zu unterstützen, wünscht die Anmelderin anzumerken, dass die Anmelderin: (a) nicht beabsichtigt, dass einer der angehängten Ansprüche sich auf Absatz sechs (6) der 35 U.S.C. Section 112 beruft, da dieser zum Datum der Einreichung bestehend ist, sofern nicht die Wörter „Mittel zum” oder „Schritt zum” speziell in den bestimmten Ansprüchen verwendet werden; und (b) nicht beabsichtigt, durch irgendeine Aussage in der Beschreibung diese Offenbarung in irgendeiner Weise zu begrenzen, die nicht auf andere Weise in den angehängten Ansprüchen widergespiegelt ist.Numerous other changes, substitutions, variations, and modifications may be made by those skilled in the art, and it is intended that the present disclosure encompass all such changes, substitutions, variations, and modifications as fall within the scope of the appended claims , To assist the United States Patent and Trademark Office (USPTO) and, in addition, all readers of each patent granted hereof in an interpretation of the appended claims, the Applicant wishes to note that Applicant: (a ) does not intend that any of the appended claims refer to paragraph six (6) of the 35 USC Section 112 as existing at the date of filing, unless the words "means to" or "step to" are specifically used in the specific claims; and (b) does not intend, by any statement in the description, to limit this disclosure in any way that is not otherwise reflected in the appended claims.

Claims (27)

Integrierte Schaltung zum Korrigieren eines Quadraturfehlers in einem empfangenen Signal, die einen Schaltkreis und eine Logik umfasst, die ausgelegt sind, um: einen separaten Fehlerkorrekturkoeffizienten für jede einer Mehrzahl von sequentiellen Fehlerquellen zu empfangen; und die Fehlerkorrekturkoeffizienten auf das empfangene Signal in einer umgekehrten Reihenfolge der Abfolge der Fehlerquellen anzuwenden.An integrated circuit for correcting a quadrature error in a received signal comprising a circuit and logic adapted to: receive a separate error correction coefficient for each of a plurality of sequential error sources; and apply the error correction coefficients to the received signal in a reverse order of the sequence of error sources. Integrierte Schaltung nach Anspruch 1, wobei jede Fehlerquelle durch ein konzentriertes Fehlermodell gekennzeichnet ist.An integrated circuit according to claim 1, wherein each error source is characterized by a concentrated error model. Integrierte Schaltung nach Anspruch 1, wobei die Mehrzahl von Fehlerquellen einen Lokaloszillatorfehler (LO-Fehler) und einen Basisbandfehler (BB-Fehler) umfasst.The integrated circuit of claim 1, wherein the plurality of error sources comprises a local oscillator error (LO error) and a baseband error (BB error). Integrierte Schaltung nach Anspruch 3, wobei die Mehrzahl von Fehlerquellen ferner einen Prädemodulationsfehler (PD-Fehler) umfasst.The integrated circuit of claim 3, wherein the plurality of error sources further comprises a predemodulation error (PD error). Integrierte Schaltung nach Anspruch 4, wobei die Abfolge der Fehlerquellen PD, LO, BB ist und wobei die Abfolge des Anlegens der Fehlerkorrektur BB, LO, PD ist.The integrated circuit of claim 4, wherein the sequence of error sources is PD, LO, BB, and wherein the sequence of applying the error correction is BB, LO, PD. Integrierte Schaltung nach Anspruch 5, wobei das Berechnen eines Fehlerkorrekturfaktors für jede Stufe umfasst: Erzeugen eines vollständigen Satzes von Frequenzdomänen-BB-Korrekturkoeffizienten; Erzeugen eines LO-Korrekturskalars; und Erzeugen von komplexen Filterkoeffizienten.The integrated circuit of claim 5, wherein calculating an error correction factor for each stage comprises: Generating a complete set of frequency domain BB correction coefficients; Generating a LO correction scalar; and Generation of complex filter coefficients. Integrierte Schaltung nach Anspruch 6, wobei der Schaltkreis und die Logik ferner ausgelegt sind, um den LO-Korrekturskalar um
Figure DE112014001413T5_0011
zu skalieren, die im Basisbandkorrekturfilter (QFIR) für den LO-Phasenfehler-induzierten Amplitudenverlust angelegte Kompensation zu kompensieren.
The integrated circuit of claim 6, wherein the circuit and logic are further configured to convert the LO correction scalar
Figure DE112014001413T5_0011
to compensate for the compensation applied in the baseband correction filter (QFIR) for LO phase error induced amplitude loss compensation.
Integrierte Schaltung nach Anspruch 3, wobei der Schaltkreis und die Logik ferner ausgelegt sind, eine Basisbandkorrekturfilterverstärkung um
Figure DE112014001413T5_0012
zu skalieren, um einen LO-Phasenfehler-induzierten Amplitudenverlust zu kompensieren, wobei ELO für den LO-Phasenfehler steht.
The integrated circuit of claim 3, wherein the circuit and logic are further configured to convert a baseband correction filter gain
Figure DE112014001413T5_0012
to compensate for LO phase error induced amplitude loss, where E LO is the LO phase error.
Integrierte Schaltung nach Anspruch 3, wobei dem LO-Phasenfehler durch die Verwendung einer konfigurierbaren LO-Verzögerung in einem analogen Mischpult entgegengewirkt werden kann.The integrated circuit of claim 3, wherein the LO phase error can be counteracted by the use of a configurable LO delay in an analog mixer. Integrierte Schaltung nach Anspruch 9, die ferner eine Rückkopplungsschleife umfasst, um die integrierte Schaltung einzustellen, Nicht-Linearitäten zu kompensieren.The integrated circuit of claim 9, further comprising a feedback loop to adjust the integrated circuit to compensate for non-linearities. Integrierte Schaltung nach Anspruch 1, die ferner eine Mehrzahl von Koeffizientenpuffer umfasst, die ausgelegt sind, optimale Koeffizientenaktualisierungsoptionen zu unterstützen.The integrated circuit of claim 1, further comprising a plurality of coefficient buffers configured to support optimal coefficient update options. Integrierte Schaltung nach Anspruch 1, die ferner einen Basisbandprozessor umfasst, und wobei, wenn die Koeffizientenaktualisierungen nicht vom Basisbandprozessor verwaltet werden, die Erzeugung von unerwünschten Artefakten nach der Koeffizientenaktualisierung verhindert werden kann, indem zu neuen Koeffizienten unter Verwendung einer Vielzahl von kleineren Schritten erweitert wird.The integrated circuit of claim 1, further comprising a baseband processor, and wherein if the coefficient updates are not managed by the baseband processor, the generation of unwanted artifacts after the coefficient update can be prevented by expanding to new coefficients using a plurality of smaller steps. Quadraturempfänger, der umfasst: einen Empfängerkanal, der ausgelegt ist, ein Funkfrequenzsignal (HF-Signal) zu empfangen; und eine Quadraturfehlerkorrektur, die ausgelegt ist: einen separaten Fehlerkorrekturkoeffizienten für jede einer Mehrzahl von sequentiellen Fehlerquellen zu empfangen; und die Fehlerkorrekturkoeffizienten auf das HF-Signal in einer umgekehrten Reihenfolge zur Abfolge der Fehlerquellen anzulegen.Quadrature receiver comprising: a receiver channel configured to receive a radio frequency (RF) signal; and a quadrature error correction that is designed to: receive a separate error correction coefficient for each of a plurality of sequential error sources; and apply the error correction coefficients to the RF signal in a reverse order to the sequence of error sources. Quadraturempfänger nach Anspruch 13, wobei jede Fehlerquelle durch ein konzentriertes Fehlermodell gekennzeichnet ist.A quadrature receiver according to claim 13, wherein each error source is characterized by a concentrated error model. Quadraturempfänger nach Anspruch 13, wobei die Mehrzahl von Fehlerquellen einen Lokaloszillatorfehler (LO-Fehler) und einen Basisbandfehler (BB-Fehler) umfasst.The quadrature receiver of claim 13, wherein the plurality of error sources comprises a local oscillator error (LO error) and a baseband error (BB error). Quadraturempfänger nach Anspruch 15, wobei die Mehrzahl von Fehlerquellen ferner einen Prädemodulationsfehler (PD-Fehler) umfasst.The quadrature receiver of claim 15, wherein the plurality of error sources further comprises a predemodulation error (PD error). Quadraturempfänger nach Anspruch 16, wobei die Abfolge der Fehlerquellen PD, LO, BB ist und wobei die Abfolge des Anlegens der Fehlerkorrektur BB, LO, PD ist.The quadrature receiver of claim 16, wherein the sequence of error sources is PD, LO, BB, and wherein the sequence of applying the error correction is BB, LO, PD. Quadraturempfänger nach Anspruch 15, wobei das Berechnen eines Fehlerkorrekturfaktors für jede Stufe umfasst: Erzeugen eines vollständigen Satzes von Frequenzdomänen-BB-Korrekturkoeffizienten; Erzeugen eines LO-Korrekturskalars; und Erzeugen von komplexen Filterkoeffizienten.The quadrature receiver of claim 15, wherein calculating an error correction factor for each stage comprises: Generating a complete set of frequency domain BB correction coefficients; Generating a LO correction scalar; and Generation of complex filter coefficients. Quadraturempfänger nach Anspruch 18, der ferner das Skalieren des LO-Korrekturskalars um
Figure DE112014001413T5_0013
umfasst, um die im Basisbandkorrekturfilter (QFIR) für den LO-Phasenfehlerinduzierten Amplitudenverlust angelegte Kompensation zu kompensieren.
The quadrature receiver of claim 18, further comprising scaling the LO correction scalar
Figure DE112014001413T5_0013
to compensate for the compensation applied in the baseband correction filter (QFIR) for the LO phase error induced amplitude loss.
Quadraturempfänger nach Anspruch 15, der ferner das Skalieren einer Basisbandkorrekturfilterverstärkung um
Figure DE112014001413T5_0014
umfasst, um einen LO-Phasenfehler-induzierten Amplitudenverlust zu kompensieren, wobei ELO für einen LO-Phasenfehler steht.
The quadrature receiver of claim 15, further comprising scaling a baseband correction filter gain
Figure DE112014001413T5_0014
to compensate for LO phase error induced amplitude loss, where E LO represents an LO phase error.
Quadraturempfänger nach Anspruch 15, wobei dem LO-Phasenfehler unter Verwendung einer konfigurierbaren LO-Verzögerung in einem analogen Mischpult entgegengewirkt werden kann.The quadrature receiver of claim 15, wherein the LO phase error can be counteracted using a configurable LO delay in an analog mixing console. Quadraturempfänger nach Anspruch 21, der ferner eine Rückkoppelungsschleife umfasst, um die Quadraturfehlerkorrektur einzustellen, Nicht-Linearitäten zu kompensieren. The quadrature receiver of claim 21, further comprising a feedback loop to adjust the quadrature error correction to compensate for non-linearities. Quadraturempfänger nach Anspruch 13, der ferner eine Mehrzahl von Koeffizientenpuffer umfasst, die ausgelegt sind, optimale Koeffizientenaktualisierungsoptionen zu unterstützen.The quadrature receiver of claim 13, further comprising a plurality of coefficient buffers configured to support optimal coefficient update options. Quadraturempfänger nach Anspruch 13, der ferner einen Basisbandprozessor umfasst, und wobei, wenn die Koeffizientenaktualisierungen nicht vom Basisbandprozessor verwaltet werden, die Erzeugung von unerwünschten Artefakten nach der Koeffizientenaktualisierung verhindert werden kann, indem unter Verwendung einer Vielzahl von kleineren Schritten zu neuen Koeffizienten erweitert wird.The quadrature receiver of claim 13, further comprising a baseband processor, and wherein if the coefficient updates are not managed by the baseband processor, the generation of unwanted artifacts after the coefficient update can be prevented by expanding to new coefficients using a plurality of smaller steps. Verfahren zum Detektieren eines Quadraturfehlers in einem empfangenen Signal, das umfasst: Empfangen eines separaten Fehlerkorrekturkoeffizienten für jede einer Mehrzahl von sequentiellen Fehlerquellen; und Anlegen der Fehlerkorrekturkoeffizienten auf das HF-Signal in einer umgekehrten Reihenfolge der Abfolge der Fehlerquellen.A method of detecting a quadrature error in a received signal, comprising: Receiving a separate error correction coefficient for each of a plurality of sequential error sources; and Applying the error correction coefficients to the RF signal in a reverse order of the sequence of the error sources. Verfahren nach Anspruch 25, wobei jede Fehlerquelle durch ein konzentriertes Fehlermodell gekennzeichnet ist.The method of claim 25, wherein each source of error is characterized by a concentrated error model. Verfahren nach Anspruch 25, wobei die Mehrzahl von Fehlerquellen in der Reihenfolge einen Prädemodulationsfehler (PD-Fehler), einen Lokaloszillatorfehler (LO-Fehler) und einen Basisbandfehler (BB-Fehler) umfasst und wobei die Abfolge des Anlegens der Fehlerkorrektur BB, LO, PD ist.The method of claim 25, wherein the plurality of error sources in order comprises a predemodulation error (PD error), a local oscillator error (LO error) and a baseband error (BB error), and wherein the sequence of applying the error correction BB, LO, PD is.
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