CN101099364A - 正交失配补偿 - Google Patents

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Abstract

预失真和后失真的组合处理I/Q信道正交性中的误差补偿。预失真和后失真过程被校准以补偿频带宽度上各种频率处的误差，从而提供了随频率而变的对I/Q信道失配的补偿。通过把来自无线收发机的发射机的滤波模拟I/Q调制信号直接耦合到无线收发机的接收机的模数转换器，来实现预失真校准。把来自发射机的模拟I/Q调制信号直接耦合到在接收机的模数转换器之前的信道滤波器，来实现后失真校准。

Description

正交失配补偿
本发明涉及通信领域，并特别地涉及被配置来接收DSSS(直接序列扩展频谱)或OFDM(正交频分复用)通信的无线电接收机。
IEEE802.11g规范要求可以以比常规802.11b装置更高的数据传输速率进行通信的无线电通信系统仍然与这类802.11b装置兼容。在802.11g信号内，“串行”(802.11b兼容的DSSS)调制和“并行”(802.11a兼容的OFDM)调制都被采用。
IEEE802.11b DSSS装置被配置来用11兆码片每秒(Mcps)的码片速率进行操作，并且必须以11MHz的整数倍数来抽样，而IEEE802.11aOFDM装置则需要20兆码片每秒(MHz)或其整数倍数的抽样速率。通常，双时钟生成装置(一般是晶体装置)被用来提供这些抽样时钟信号，和在每个抽样频率提供所需的抽样流的模数和数模转换。
PCT专利申请PCT/US01/17525的“无线通信的双分组配置(DUALPACKET CONFIGURATION FOR WIRELESS COMMUNICATION)”，讲授如何使用双模无线通信的两个时钟源，该内容在此被结合作为参考。
所引用的专利申请还建议了一个方案，其中，双模通信的发射基于单个时钟源，从而允许单个时钟源在接收机处被使用。然而在建议这个基于单时钟的系统中，所引用的专利提示结果的传输信号本身与现有的802.11a、802.11b和802.11g规范兼容。
本发明的目的是提供使用单个时钟发生器的DSSS和OFDM发射机和/或接收机。本发明另一个目的是提供与IEEE802.11a、802.11b和802.11g兼容且使用单个时钟发生器的双模发射机和/或接收机。
通过提供包括单个晶体时钟振荡器电路和抽样速率转换器(SRC)的发射机和/或接收机实现这些和其它的目的，其中抽样速率转换器有选择地以交变频率产生抽样以用于后续发射或解码。40MHz的晶体提供用于数模和模数转换器的时钟信号，数模和模数转换器被用来把抽样转换成模拟形式以及从模拟形式转换成抽样。802.11a兼容的20MHz OFDM抽样被直接转换到模拟形式或从模拟形式被转换，而抽样速率转换器把802.11b兼容的22MHz的DSSS抽样在转换到40MHz抽样或从40MHz抽样转换以提供与40MHz模拟转换的兼容性。
本发明将参考附图并用举例的方法进一步做出详细的解释，其中：图1说明了使用根据本发明的单个时钟振荡器的DSSS和OFDM兼容的收发机的示例框图。
图1说明了使用根据本发明的单个时钟振荡器10的DSSS和OFDM兼容的收发机的示例框图。收发机包括接收机部分100和发射机部分200。接收机和发射机的每个在功能上都是独立的，并且在此作为单独的实施例呈现，尽管附图说明的优选实施例包括接收机100和发射机200。
接收机100包括可调前端110，其输出由正交解调器解调来提供正交输出信号I和Q。为了便于说明，在此只描述了正交解调器的一个支路，另一个支路是功能等效的，但是工作在由正交相位发生器180提供的正交相位。前端110的输出由混频器120解调，并由滤波器130滤波。可调放大器140提供基带模拟信号，其经由模数转换器(ADC)150被转换为数字抽样。
注意，使用时钟振荡器10来产生来自ADC150的抽样，对于802.11a兼容性来说是40MHz的晶体振荡器。这些40MHz的抽样的产生与被接收信号是否对应于IEEE802.11a兼容的OFDM信号或IEEE802.11b兼容的DSSS信号无关。优选地，单个时钟振荡器10被选择为20MHz OFDM信号的倍数，而不是11MHz DSSS信号的倍数，因为OFDM信号比DSSS信号是更时间严格的。
接收机控制器190控制多极开关S1a-d来有选择地把来自ADC150的抽样转换成交替抽样速率的抽样。因为OFDM信号是对时间要求严格的，所以缺省的抽样是OFDM 20MHz抽样速率的倍数，并因此不需要抽样速率的转换，以及抽样速率转换器160被绕过。当接收机确定输入不是OFDM信号时，接收机控制器190启用开关S1a-d，并且抽样速率转换器160能够把来自ADC150的抽样转换成不同的抽样速率。在图1的例子中，抽样速率转换器160被配置来把来自ADC150的40MHz的抽样转换成22MHz的抽样，以与11MHz的IEEE802.11b DSSS信号标准兼容。从而，当被接收信号被确定不是20MHz的OFDM信号时，尽管40MHz的时钟发生器被用来抽样被接收的信号，然而被提供到被接收抽样的后续处理器(未示出)的抽样以11MHz的倍数被提供抽样，从而有助于如遵照11Mcps的802.11b标准的DSSS抽样的这些抽样的处理。
在发射机200，类似的结构被采用。然而在这种情况下，输入抽样从源(未示出)作为抽样速率不同的DSSS或OFDM抽样被接收。根据本发明的第二方面，发射机200被配置来调制输入信号以提供由发射装置270发射的传输信号。在图1中说明的是正交发射机200；为了便于参考，在此只详细描述了正交信号输入路径的单个路径，正交阶段的操作是等效的。
如上所述，到发射机200的输入是要被发射的信息的数字抽样，这些抽样以第一或第二抽样速率出现。如果输入抽样不是已经与时钟发生器10的频率一致，则抽样速率转换器210把这些输入抽样转换成和单一时钟发生器10的频率一致的抽样。在本发明的优选实施例中，公共时钟10在IEEE 802.11a OFDM基本频率20MHz的倍数的频率下工作。正如所说明的，优选的时钟振荡器10是40MHz晶体发生器。当输入对应于DSSS抽样流时，抽样速率转换器210由发射机控制器290经由多极开关S2a-d启动。在这个示例性实施例中，DSSS输入被提供为44MHz的抽样流，并且抽样速率转换器210是44MHz到40MHz的抽样速率转换器。
数模(DAC)转换器220把与输入抽样流或来自SRC210的转换抽样流对应的40MHz的抽样转换成模拟信号，该模拟信号由滤波器230和调谐放大器240滤波，然后由混频器250调制。加法器260组合正交信号，并且放大器270准备该合成信号以用于发射。
在一个优选实施例中，抽样速率转换器160、210通过使用在本技术领域中公知的线性内插器和多相滤波器被实现。
上文仅仅说明了本发明的原理。应当理解，本领域技术人员将能够设计没有在此示出或明确描述的不同方案，实现本发明的原理并因此在下列权利要求的精神和范围内。

Claims (18)

1.一种通信装置，包括：接收机(100)，接收机(100)包括：正交解调器(120、180)，被配置来接收传输信号和从中提供一对正交已解调信号，一对接收机滤波器(130)，被配置来有选择地接收下列之一：该对正交已解调信号，和一对接收机校准信号，并从中产生一对接收机滤波信号，和至少一个后失真部件(340)，被配置来当这一对正交已解调信号在该对接收机滤波器(130)处被接收时，基于在该对接收机滤波器(130)处接收该对接收机校准信号时的接收机滤波信号的值，把一组随频率而变的校正施加到该对接收机滤波信号中的一个上。
2.权利要求1的通信装置，其中接收机(100)还包括一对模数转换器(150)，其被配置来数字化该对接收机滤波信号以用于由至少一个后失真部件(340)来进行处理。
3.权利要求1的通信装置，还包括发射机(200)，其被配置来接收一对测试信号并从中产生该对接收机校准信号。
4.权利要求3的通信装置，其中发射机(200)包括：至少一个预失真部件(330)，其被配置来把一组随频率而变的校正施加到该对测试信号中的至少一个上，并提供正交校正的测试信号；和一对发射机滤波器(230)，其被配置来接收正交校正的测试信号和从中提供接收校准信号。
5.权利要求4的通信装置，其中该对测试信号以数字形式被编码，并且发射机(200)还包括一对数模转换器(220)，其被配置来接收正交校正的测试信号和把该正交校正的测试信号转换成模拟形式以用于由该对发射机滤波器(230)来进行处理。
6.权利要求3的通信装置，其中发射机(200)还被配置来接收一对输入信号，并且发射机(200)还包括：至少一个预失真部件(330)，其被配置来把一组随频率而变的校正施加到该对输入信号中的至少一个上以提供正交校正的输入信号；一对发射机滤波器(230)，其被配置来接收正交校正的输入信号和从中提供一对正交校正的模拟信号；和正交调制器(250、280)，其被配置来接收正交校正的模拟信号和从中提供正交调制的合成信号以用于发射。
7.权利要求6的通信装置，其中该对输入信号以数字形式被编码，并且发射机(200)还包括一对数模转换器(220)，其被配置来接收正交校正的输入信号和把该正交校正的输入信号转换成模拟形式以用于由该对发射机滤波器(230)来进行处理。
8.权利要求1的通信装置，其中该对接收机校准信号包括多对随频率而变的接收机校准信号，该多对随频率而变的接收机校准信号的每一对都对应于不同的频率。
9.权利要求8的通信装置，其中该多对随频率而变的接收机校准信号对应于正交频分复用(OFDM)发射方案的多个子载波。
10.一种通信装置，包括：发射机(200)，该发射机(200)包括：一对发射机滤波器(230)，其被配置来接收一对正交测试信号和从中产生一对发射机校准信号；和至少一个预失真部件(330)，其被配置来把一组校正施加到到发射机(200)的后续成对输入信号上，以向该对发射机滤波器(230)提供正交校正的输入信号；以及解码器(150)，其被配置来处理该对发射机校准信号以便产生一对正交输出信号，该对正交输出信号可以与该对正交测试信号相比较以提供对在该对发射机校准信号之间的正交失配的测量，其中，该组校正基于对该对发射机校准信号之间的正交失配的测量。
11.权利要求10的通信装置，其中该对正交测试信号以数字形式被编码，并且发射机(200)还包括一对数模转换器(220)，其被配置来接收正交测试信号并把该正交测试信号转换成模拟形式以用于由该对发射机滤波器(230)来进行处理。
12.权利要求10的通信装置，其中发射机(200)还包括正交调制器(250、280)，其被配置来接收来自该对滤波器的一对滤波输入信号并从中提供正交调制的合成信号以用于发射。
13.权利要求12的通信装置，其中该对输入信号以数字形式被编码，并且发射机(200)还包括一对数模转换器(220)，该数模转换器(220)可操作地耦合在至少一个预失真部件(330)和该对发射机滤波器(230)之间，其被配置来接收正交校正的输入信号并把该正交校正的输入信号转换成模拟形式以用于由该对发射机滤波器(230)来进行处理。
14.权利要求10的通信装置，还包括接收机(100)，其被配置来接收正交调制的信号以从中产生一对正交已解调信号，其中，解码器(150)被包括在接收机(100)中，并且有选择地被用来从下列之一提供该对正交输出信号：该对发射机校准信号，和该对正交已解调信号。
15.一种用于在通信装置中校正正交失配的方法，该方法包括：把一对正交测试信号施加到通信装置中的滤波器(130、230)以从中产生一对滤波信号，把该对滤波信号施加到解码器(150)，解码器(150)被配置来产生可与该对测试信号相比的形式的一对正交输出信号，比较该对正交输出信号与该对正交测试信号以提供对在该对滤波信号之间的正交失配的测量，和配置失真补偿部件(330、340)以把一组校正因数施加到后续对信号上以提供一对正交校正的信号，其中，该校正因数基于对该对滤波信号之间的正交失配的测量。
16.权利要求15的方法，其中通信装置包括接收机(100)，其被配置来接收正交调制的合成信号并从中提供一对正交已解调信号，滤波器(130、230)包括接收机(100)内的接收滤波器(130)，其被配置来滤波该对正交已解调信号以提供滤波的已解调信号，并且失真补偿部件(330、340)包括后失真补偿部件(340)，其被配置来把该组校正因数中的至少一部分施加到滤波的已解调信号上。
17.权利要求16的方法，其中通信装置还包括发射机(200)，其被配置来接收一对正交输入信号并从中提供正交调制的传输信号，滤波器(130、230)还包括发射机(200)内的发射滤波器(230)，其被配置来滤波该对正交输入信号以提供一对被正交调制的正交滤波信号以提供正交调制的传输信号，以及失真补偿部件(330、340)还包括预失真补偿部件(330)，其被配置来把该组校正因数中的至少一部分施加到该对正交输入信号中的至少一个上，该对正交输入信号被提供给发射滤波器(230)。
18.权利要求15的方法，其中通信装置包括发射机(200)，其被配置来接收一对正交输入信号并从中提供正交调制的传输信号，滤波器(130、230)包括发射机(200)内的发射滤波器(230)，其被配置来滤波该对正交输入信号以提供一对被正交调制的正交滤波信号以提供正交调制的传输信号，和失真补偿部件(330、340)包括预失真补偿部件(330)，其被配置来把该组校正因数中的至少一部分施加到该对正交输入信号中的至少一个上，该对正交输入信号被提供给发射滤波器(230)。
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