CN105187338B - 通信系统校正方法及校正装置 - Google Patents
通信系统校正方法及校正装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105187338B CN105187338B CN201410238001.XA CN201410238001A CN105187338B CN 105187338 B CN105187338 B CN 105187338B CN 201410238001 A CN201410238001 A CN 201410238001A CN 105187338 B CN105187338 B CN 105187338B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- signal
- signal path
- correcting
- path
- correction coefficient
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Superheterodyne Receivers (AREA)
Abstract
本公开提供了一种通信系统校正方法及校正装置。该通信系统校正方法，用于一接收器的一同相信号路径与一正交信号路径不匹配，包含有：利用该接收器经过该第一信号路径与该第二信号路径来接收至少一测试信号，其中每一测试信号分别具有一特定频率，且都位于一特定频宽内；针对每一测试信号分别计算至少一校正系数，以校正每一测试信号所对应的该特定频率下，该接收器的该第一信号路径以及该第二信号路径之间的不匹配；依据每一测试信号的该至少一校正系数来得到一校正滤波器单元中的一校正滤波器的一抽头系数；以及利用该校正滤波器单元来校正所接收的一接收信号。
Description
技术领域
本发明所公开的实施例涉及通信系统的校正方法以及相关装置，特别涉及一种应用于一传送器/接收器的一同相(I)信号路径与一正交(Q)信号路径不匹配的通信系统宽频校正方法以及校正装置。
背景技术
一般来说，越复杂的调变技术通常可以内含越多的信息数据，即，可通过复杂的调变处理来提高传输速率，如64正交振幅调变(64-Quadrature Amplitude Modulation，64-QAM)，甚至是256-QAM。因此，对于高阶正交振幅调变的需求越来越普及。若期望高阶正交振幅调变能够有良好的收发效果，必须要相对应地提高通信系统的误差向量振幅值(ErrorVector Magnitude，EVM)，而影响误差向量振幅值的最重要因素之一是同相与正交之间不平衡(In-phase Quadrature-phase imbalance，IQ imbalance)的程度。造成I、Q两路不平衡的主要原因乃是射频(Radio Frequency，RF)电路在I、Q两路的不匹配，即使是些微的偏差也会对整体通信系统造成影响，形成不完全的正交调变/解调变程序，进而导致接收端误码率(Bit Error Rate，BER)的上升。该偏差又可分为振幅(amplitude)偏差与相位(phase)偏差，一旦这些偏差存在，频谱上便会产生对称频率的镜像干扰。请参考图1，图1为一接收端所接收到的一接收信号以及该接收信号所产生的一镜像信号的示意图。该接收信号的振幅与该镜像信号的振幅之间的差值一般被称为镜像排斥比(Image Rejection Ratio，IRR)，举例来说，当I、Q两路严重不平衡时，IRR就小，反之则大。
为了改善此偏差所造成的影响，实际电路上往往会在正式收发信号之前，先进行校正(calibration)的动作，称为IQ校正。而造成电路中的同相路径以及正交路径彼此不匹配的主要来源有二，其一是本地振荡器(local oscillator，LO)产生载波并将载波各自推送到同相路径与正交路径上的混频器(mixer)时，很难呈现完美的90度相位差，或是被推送到同相路径以及正交路径各自的混频器的两个载波的振幅大小不一致，也就是上述的相位偏差以及振幅偏差。其二是由于在电路工艺中难免会有不完美的状况发生，因此会使得同相路径与正交路径上的两组元件彼此不完全匹配，例如同相路径与正交路径上的低通滤波器(low-pass filter，LPF)、模拟数字转换器(analog-to-digital converter，ADC)、数字模拟转换器(digital-to-analog converter，DAC)或是增益放大器(gain amplifier)等元件不匹配，因而会造成通过同相路径与正交路径的信号产生差异，当信号通过彼此不互相匹配的同相路径以及正交路径时，便往往会产生镜像干扰信号(如图1所示)，造成信号品质的降低。
针对宽频的通信系统，信号在一个频带内的不同频率所受到的镜像信号干扰并不一定相同，现有技术一般是使用最小均方演算法(least mean square，LMS)来找出最佳的补偿滤波器，以校正所欲处理的频带范围内的镜像干扰信号，然而，在现今无线通信的应用中，对于连线速度的要求越来越高。举例来说，使用者在使用蓝牙耳机时若是有来电，需要立即与智能手机连线以接听电话，连线速度越快越能带来良好的使用者经验。因此，在通信系统中，如何快速且精确地执行IQ校正，已成为此领域中一个相当重要的议题。
发明内容
根据本发明的实施例，公开一种应用于一传送器/接收器的一同相(I)信号路径与一正交(Q)信号路径不匹配的通信系统宽频校正方法以及校正装置，以解决上述问题。
依据本发明一第一实施例，公开一种通信系统校正方法，用于校正一接收器的一第一信号路径与一第二信号路径之间的不匹配，其中该第一信号路径与该第二信号路径之一为一同相(In-phase)信号路径，该第一信号路径与该第二信号路径之另一为一正交(Quadrature)信号路径，该校正方法包含有：利用该接收器经过该第一信号路径与该第二信号路径来接收至少一测试信号，其中每一测试信号分别具有一特定频率，且都位于一特定频宽内；针对每一测试信号分别计算至少一校正系数，以校正每一测试信号所对应的该特定频率下，该接收器的该第一信号路径以及该第二信号路径之间的不匹配；依据每一测试信号的该至少一校正系数来得到每一测试信号所对应的一等效频率响应；依据每一测试信号所对应的该等效频率响应来得到一校正滤波器单元中的一校正滤波器的一抽头系数；以及利用该校正滤波器单元来校正所接收的一接收信号在该特定频宽内所受到该接收器的该第一信号路径以及该第二信号路径之间的不匹配所造成的镜像干扰。
依据本发明一第二实施例，公开一种通信系统校正方法，用于校正一传送器的一第一信号路径与一第二信号路径之间的不匹配，其中该第一信号路径与该第二信号路径之一为一同相(In-phase)信号路径，该第一信号路径与该第二信号路径之另一为一正交(Quadrature)信号路径，该校正方法包含有：利用该传送器经过该第一信号路径与该第二信号路径来传送至少一测试信号，其中每一测试信号分别具有一特定频率，且都位于一特定频宽内；针对每一测试信号分别计算至少一校正系数，以校正每一测试信号所对应的该特定频率下，该传送器的该第一信号路径以及该第二信号路径之间的不匹配；依据每一测试信号的该至少一校正系数来得到每一测试信号所对应的一等效频率响应；依据每一测试信号所对应的该等效频率响应来得到一校正滤波器单元的一抽头系数；以及利用该校正滤波器单元来校正待传送的一传送信号在该特定频宽内所受到该传送器的该第一信号路径以及该第二信号路径之间的不匹配所造成的镜像干扰。
依据本发明一第三实施例，公开一种通信系统校正装置，用于校正一接收器的一第一信号路径与一第二信号路径之间的不匹配的校正装置，其中该第一信号路径与该第二信号路径之一为一同相(In-phase)信号路径，该第一信号路径与该第二信号路径之另一为一正交(Quadrature)信号路径，该校正装置包含有一单一频率校正系数计算单元、一校正系数转换单元、一频谱分析单元以及一校正滤波器单元。其中该单一频率校正系数计算单元用来针对该接收器经过该第一信号路径与该第二信号路径所接收的至少一测试信号中的每一测试信号分别计算至少一校正系数，以校正每一测试信号所对应的该特定频率下，该接收器的该第一信号路径以及该第二信号路径之间的不匹配，其中每一测试信号分别具有一特定频率，且都位于一特定频宽内。该校正系数转换单元用来依据每一测试信号的该至少一校正系数来得到每一测试信号所对应的一等效频率响应。该频谱分析单元用来依据每一测试信号所对应的该等效频率响应来得到该校正滤波器单元中的一校正滤波器的一抽头系数。该校正滤波器单元用来校正所接收的一接收信号在该特定频宽内所受到该接收器的该第一信号路径以及该第二信号路径之间的不匹配所造成的镜像干扰。
依据本发明一第四实施例，公开一种通信系统校正装置，用于校正一传送器的一第一信号路径与一第二信号路径之间的不匹配，其中该第一信号路径与该第二信号路径之一为一同相(In-phase)信号路径，该第一信号路径与该第二信号路径之另一为一正交(Quadrature)信号路径，该校正装置包含有：一单一频率校正系数计算单元、一校正系数转换单元、一频谱分析单元以及一校正滤波器单元。其中该单一频率校正系数计算单元用来针对该传送器经过该第一信号路径与该第二信号路径所传送的至少一测试信号中的每一测试信号分别计算至少一校正系数，以校正每一测试信号所对应的该特定频率下，该传送器的该第一信号路径以及该第二信号路径之间的不匹配，其中每一测试信号分别具有一特定频率，且都位于一特定频宽内。该校正系数转换单元用来依据每一测试信号的该至少一校正系数来得到每一测试信号所对应的一等效频率响应。该频谱分析单元用来依据每一测试信号所对应的该等效频率响应来得到该校正滤波器单元中的一校正滤波器的一抽头系数。该校正滤波器单元用来校正待传送的一传送信号在该特定频宽内所受到该传送器的该第一信号路径以及该第二信号路径之间的不匹配所造成的镜像干扰。
本发明的其中一个优点是可以通过上述方法以及装置来针对一宽频范围来补偿一传送器/接收器的一同相(I)信号路径与一正交(Q)信号路径之间的不匹配，尤其是可以补偿该传送器/接收器的该同相信号路径与该正交信号路径各自的混频器之间的不匹配；以及补偿该传送器/接收器的该同相信号路径与该正交信号路径各自的低通滤波器之间的不匹配。在同相信号路径与正交信号路径之间的不匹配被适当补偿/校正之后，电子装置便可得到较佳的通信效能。
附图说明
图1为一接收端所接收到的一接收信号以及该接收信号所产生的一镜像信号的示意图。
图2为直接升降频收发机的一传送器的示意图。
图3为直接升降频收发机的一接收器的示意图。
图4为依据本发明用于校正一接收器的一第一信号路径与一第二信号路径之间的不匹配的一种校正装置的一示范性实施例的示意图。
图5为图4中校正装置的另一设定的示意图。
图6为本发明校正系数转换单元的一示范性实施例的示意图。
图7为依据本发明用于校正一接收器的一第一信号路径与一第二信号路径之间的不匹配的一种校正方法的一示范性实施例的流程图。
图8为依据本发明用于校正一传送器的一第一信号路径与一第二信号路径之间的不匹配的一种校正装置的一示范性实施例的示意图。
图9为图8中校正装置的另一设定的示意图。
图10为本发明校正系数转换单元的一示范性实施例的示意图。
图11为依据本发明用于校正一传送器的一第一信号路径与一第二信号路径之间的不匹配的一种校正方法的一示范性实施例的流程图。
附图标记说明：
200、800 传送器
202、302 同相信号路径
204、304 正交信号路径
206、306 校正系数单元
300、400 接收器
402、802 单一频率校正系数计算单元
404、804 延迟单元
4042、8042 第一延迟单元
4044、8044 第二延迟单元
405、805 校正系数转换单元
406、806 频谱分析单元
407、807 校正滤波器
408、808 切换单元
410、810 接收端
4102 第一模拟数字转换器
4104 第二模拟数字转换器
4106、8106 第一低通滤波器
4108、8108 第二低通滤波器
4110、8110 第一混频器
4112、8112 第二混频器
4114、8114 振荡器
412 低噪声放大器
414、416、814、816 加法器
418、818 乘数、乘法器
702～716、1102～1116 步骤
8102 第一数字模拟转换器
8104 第二数字模拟转换器
812 功率放大器
具体实施方式
在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属领域中技术人员应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同样的元件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求当中所提及的「包含」为一开放式的用语，故应解释成「包含但不限定于」。另外，「耦接」一词在此是包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表该第一装置可直接电气连接于该第二装置，或通过其他装置或连接手段间接地电气连接至该第二装置。
关于本发明的校正装置，以下先用数学式来说明其基本理论，首先，请参考图2，图2为直接升降频收发机的一传送器的示意图。一般来说，要测试传送器200之中的一同相(I)信号路径202与一正交(Q)信号路径204是否存在有不匹配的情况，可以将具有单一频率的信号(single-tone signal)输入至传送器200并让其通过，然后观测输出端的信号是否出现镜像(image)信号。当产生的镜像信号越强，表示同相(I)信号路径202与正交(Q)信号路径204之间的不匹配的程度越高。传送器200中包含有一校正系数单元206，内含有两个校正系数，分别是一第一系数X以及一第二系数Y，如图2所示，第一系数X用来校正同相(I)信号路径202与正交(Q)信号路径204之间信号的振幅不匹配，而第二系数Y用来校正同相(I)信号路径202与正交(Q)信号路径204之间信号的相位不匹配。通过改变校正系数单元206中的第一系数X以及第二系数Y，可以达到消除镜像信号的效果。理论上，想要完全地消除掉镜像信号，需要满足下列的方程序：
Y＝-tan(Φ) (2)
此处的Φ表示频率为fs的单一频率测试信号经过同相(I)信号路径202以及正交(Q)信号路径204的路径不匹配所产生的相位差异，R则为频率为fs的单一频率测试信号经过同相(I)信号路径202以及正交(Q)信号路径204的路径不匹配所产生的振幅差异比。
除此之外，请参考图3，图3为直接升降频收发机的一接收器的示意图。一般来说，要测试接收器300之中的一同相(I)信号路径302与一正交(Q)信号路径304是否存在有不匹配的情况，可以将具有单一频率的信号(single-tone signal)输入至接收器300并让其通过，然后分析接收端的信号是否出现镜像(image)信号。接收器300中包含有一校正系数单元306，内含有两个校正系数，分别是一第一系数X以及一第二系数Y。
同样的，当以及Y＝-tan(Φ)时，镜像信号可以完全地被消除掉。此处的Φ表示频率为fs的单一频率测试信号经过同相(I)信号路径302以及正交(Q)信号路径304的路径不匹配所产生的相位差异，R则为频率为fs的单一频率测试信号经过同相(I)信号路径302以及正交(Q)信号路径304的路径不匹配所产生的振幅差异比。
接下来将会详细叙述本发明的装置以及相关说明，首先请参考图4，图4为依据本发明用于校正一接收器的一第一信号路径与一第二信号路径之间的不匹配的一种校正装置的一示范性实施例的示意图，其中该第一信号路径与该第二信号路径之一为一同相(I)信号路径，该第一信号路径与该第二信号路径之另一为一正交(Q)信号路径。接收器400包含有一电子装置的至少一部分(例如一部分或全部)，而该电子装置包含至少一传送电路与至少一接收电路，且该电子装置的例子可包含(但不限于)：多功能移动电话、智能移动电话、个人数字助理(Personal Digital Assistant)、个人电脑(Personal Computer)诸如膝上型(Laptop)电脑(笔记本电脑)与桌上型(Desktop)电脑(台式电脑)。例如：接收器400可代表该电子装置中的处理模块，诸如一处理器。又例如：接收器400可代表该电子装置的整体。然而，此仅为了说明的用途，并非对本发明的限制，实际上，任何能够达到同样或类似功能的设计，且符合本发明的发明精神的其他变化，都属于本发明的范畴。依据本实施例的一变化例，接收器400可代表包含该电子装置的一系统，而该电子装置为这个系统的子系统。尤其是，该电子装置可为包含直接升降频(Direct-Conversion)电路的电子装置，其中接收器400可针对上述的直接升降频电路进行校正；但本发明并不以此为限。
如图4所示，接收器400包含有：一单一频率校正系数计算单元402、一延迟单元404、一校正系数转换单元405、一频谱分析单元406、一校正滤波器407、一切换单元408、一第一模拟数字转换器4102、一第二模拟数字转换器4104、一第一低通滤波器4106、一第二低通滤波器4108、一第一混频器4110、一第二混频器4112、一振荡器4114、一低噪声放大器412、加法器414、416以及一乘数、乘法器418。依据本实施例，接收器400每次在重新启动后(例如上电后或是系统重置后)，并且在一般的数据传送模式正式开始之前，为了要改善接收器400的一接收端410(至少包含有第一模拟数字转换器4102、第二模拟数字转换器4104、第一低通滤波器4106、第二低通滤波器4108、第一混频器4110、第二混频器4112、振荡器4114)的一同相(I)信号路径(即经过接收端410中的第一模拟数字转换器4102、第一低通滤波器4106以及第一混频器4110的路径)与一正交(Q)信号路径(即经过接收端410中的第二模拟数字转换器4104、第二低通滤波器4108以及第二混频器4112的路径)之间电路特性的不匹配，接收器400会先进入一校正参数计算模式；换句话说，在该校正参数计算模式下，第一步会针对接收器400的接收端410中的该同相信号路径与该正交信号路径之间的差异的进行最佳化的校正参数计算，之后才会让接收端410进入一般的数据传送模式，同时使用在该校正参数计算模式下所得到的校正参数来开始进行正式的数据接收。然而，以上仅为说明的用途，并非对本发明的限制，实际上，任何能够达到同样或类似功能的设计或是操作程序，且符合本发明的发明精神的其他变化，都属于本发明的范畴。举例来说，接收器400中的第一低通滤波器4106、第二低通滤波器4108亦可以是其他功用的滤波器。
具体地说，本实施例的校正重点在于针对接收器400的接收端410另外加入了单一频率校正系数计算单元402、延迟单元404(包含有一第一延迟单元4042以及一第二延迟单元4044)、校正系数转换单元405、频谱分析单元406、以及该校正滤波器407，其中单一频率校正系数计算单元402用来针对一特定频宽范围内的至少一特定频率计算一第一校正系数X以及一第二校正系数Y，而校正系数转换单元405以及频谱分析单元406会将单一频率校正系数计算单元402所计算出的该至少一特定频率的第一校正系数X以及第二校正系数Y转换为该校正滤波器407中的至少一滤波器抽头(tap)系数。该校正滤波器407是直接或是间接地耦接于接收器400的接收端410，以对接收端410的一输出在该特定频宽范围内进行校正处理。应注意的是，本发明在此并不限定单一频率校正系数计算单元402的实施方式，且以上的操作细节与电路设计仅供本实施例的对其进行说明用途，并非对本发明的限制，实际上亦可使用超过两个以上的校正系数，然其相对应的复杂度以及精准度亦有可能会有所变化。关于该校正滤波器407的抽头系数的决定方式以及细节，将于后续的段落中说明。
本实施例是用来校正接收端410在上述该特定频宽范围内的IQ不匹配，如图4所示，相关的校正电路的操作行为大致上为：将接收进来的一接收信号取共轭后，经过该校正滤波器407再与经过延迟单元404延迟的该接收信号相加。其中将接收进来的该接收信号取共轭为了产生该接收信号的一镜像信号，再经过该校正滤波器407来调整该镜像信号，使经过调整后的该镜像信号和该接收信号相加后能够刚好抵销接收端410在该特定频宽范围内的IQ不匹配所引起的镜像信号干扰；而延迟单元的功用则是使该接收信号和该校正滤波器407所输出的信号得以同步。而单一频率校正系数计算单元402、校正系数转换单元405以及频谱分析单元406则是在该校正参数计算模式时(如图4的切换单元408的设定)，依据该接收信号来计算该校正滤波器407的该至少一抽头系数。具体地说，由于接收端410在该特定频宽中的不同频率处的IQ不匹配状况可能会不相同，因此会产生大小不同的镜像信号。所以在该校正参数计算模式下，会接收多个不同频率的单一频率测试信号Si分别具有频率fi，其中i＝1～N，N为大于1的正整数(例如N＝6)，且N的大小可视实际需求或硬件考量而定，N越大则针对该特定频宽内的镜像信号补偿就会越精准。首先，会分别接收单一频率测试信号S1～单一频率测试信号SN，并且分别找出相对应的第一校正系数Xi以及第二校正系数Yi；也就是说，分别找出能够校正在频率f1～fN下的IQ不匹配所引起的镜像信号干扰的第一校正系数Xi以及第二校正系数Yi，且本发明并不限定所使用的方法。
接着，再利用校正系数转换单元405来将第一校正系数Xi以及第二校正系数Yi转换为该校正滤波器407在频率fi上的一等效频率响应Ci，其中频率响应Ci为多形式，推导如下，首先请一并参考图3，可以得到单一频率校正系数计算单元402的输出为：
因此可得到：
最后，利用频谱分析单元406来对频率响应Ci～CN进行N点的离散傅利叶转换(discrete Fourier transform，DFT)，便可以得到该校正滤波器407的N个抽头系数ci～cn。
图5为图4的校正装置的另一设定的示意图。在利用单一频率校正系数计算单元402、校正系数转换单元405、频谱分析单元406计算出该校正滤波器407的N个抽头系数ci～cn之后，便可将接收器400的设定从图4的该校正参数计算模式切换至图5的一般数据传送模式(如图5的切换单元408的设定)。图6为本发明校正系数转换单元的一示范性实施例的示意图，其中绘示了依据方程式(4)所得到的校正系数转换单元405的详细电路架构。
图7为依据本发明用于校正一接收器的一第一信号路径与一第二信号路径之间的不匹配的一种校正方法的一示范性实施例的流程图，其中该第一信号路径与该第二信号路径之一为一同相(I)信号路径，该第一信号路径与该第二信号路径之另一为一正交(Q)信号路径。倘若大体上可达到相同的结果，并不一定需要按照图7所示的流程中的步骤顺序来进行，且图7所示的步骤不一定要连续进行，亦即其他步骤亦可插入其中。此外，图7中的某些步骤可根据不同实施例或设计需求而省略。图7的校正方法可应用于图4以及图5所示的接收器400。详细步骤如下：
步骤702：利用该接收器经过该第一信号路径与该第二信号路径来接收至少一测试信号，其中每一测试信号分别具有一特定频率，且都位于一特定频宽内；
步骤704：针对每一测试信号分别计算至少一校正系数，以校正每一测试信号所对应的该特定频率下，该接收器的该第一信号路径以及该第二信号路径之间的不匹配；
步骤706：将每一测试信号的该至少一校正系数分别转换为一等效频率响应；
步骤708：对该至少一等效频率响应进行离散傅利叶转换，以产生至少一离散傅利叶转换结果；
步骤710：将该至少一离散傅利叶转换结果作为一校正滤波器的至少一抽头系数；
步骤712：在经过该第一信号路径与该第二信号路径之后，将所接收的一接收信号的一共轭信号经过该校正滤波器后以产生一校正滤波器信号；
步骤714：在经过该第一信号路径与该第二信号路径之后，将所接收的该接收信号经过一特定延迟时间以产生一延迟信号，其中该特定延迟时间是依据该校正滤波器来决定；以及
步骤716：将该校正滤波器信号和该延迟信号相加，以得到一校正后传送信号。
经过步骤702～步骤710的校正流程之后，我们就可以直接并准确地求出该校正滤波器407的最佳抽头系数。除此之外，本发明是针对该特定频宽所造成的相对应镜像信号来进行最小化的动作，因此，整体接收端410在该特定频宽内的镜像信号都可以被最小化；换句话说，本实施例中的补偿是不分元件，而是锁定在任何指定的频率来进行补偿。
请参考图8，图8为依据本发明用于校正一传送器的一第一信号路径与一第二信号路径之间的不匹配的一种校正装置的一示范性实施例的示意图，其中该第一信号路径与该第二信号路径之一为一同相(I)信号路径，该第一信号路径与该第二信号路径之另一为一正交(Q)信号路径。传送器800包含有一电子装置的至少一部分(例如一部分或全部)，而该电子装置包含至少一传送电路与至少一接收电路，且该电子装置的例子可包含(但不限于)：多功能移动电话、智能移动电话、个人数字助理(Personal Digital Assistant)、个人电脑(Personal Computer)诸如膝上型(Laptop)电脑(笔记本电脑)与桌上型(Desktop)电脑(台式电脑)。例如：传送器800可代表该电子装置中的处理模块，诸如一处理器。又例如：传送器800可代表该电子装置的整体。然而，此仅为了说明的用途，并非对本发明的限制，实际上，任何能够达到同样或类似功能的设计，且符合本发明的发明精神的其他变化，都属于本发明的范畴。依据本实施例的一变化例，传送器800可代表包含该电子装置的一系统，而该电子装置为这个系统的子系统。尤其是，该电子装置可为包含直接升降频(Direct-Conversion)电路的电子装置，其中传送器800可针对上述的直接升降频电路进行校正；但本发明并不以此为限。
如图8所示，传送器800包含有：一单一频率校正系数计算单元802、一延迟单元804、一校正系数转换单元805、一频谱分析单元806、一校正滤波器807、一切换单元808、一第一数字模拟转换器8102、一第二数字模拟转换器8104、一第一低通滤波器8106、一第二低通滤波器8108、一第一混频器8110、一第二混频器8112、一振荡器8114、一低噪声放大器812、加法器814、816、8116以及一乘数、乘法器818。依据本实施例，传送器800每次在重新启动后(例如上电后或是系统重置后)，并且在一般的数据传送模式正式开始之前，为了要改善传送器800的一传送端810(至少包含有第一数字模拟转换器8102、第二数字模拟转换器8104、第一低通滤波器8106、第二低通滤波器8108、第一混频器8110、第二混频器8112、振荡器8114)的一同相(I)信号路径(即经过传送端810中的第一数字模拟转换器8102、第一低通滤波器8106以及第一混频器8110的路径)与一正交(Q)信号路径(即经过传送端810中的第二数字模拟转换器8104、第二低通滤波器8108以及第二混频器8112的路径)之间电路特性的不匹配，传送器800会先进入一校正参数计算模式；换句话说，在该校正参数计算模式下，第一步会针对传送器800的传送端810中的该同相信号路径与该正交信号路径之间的差异的进行最佳化的校正参数计算，之后才会让传送端810进入一般的数据传送模式，同时使用在该校正参数计算模式下所得到的校正参数来开始进行正式的数据接收。然而，以上仅为说明的用途，并非对本发明的限制，实际上，任何能够达到同样或类似功能的设计或是操作程序，且符合本发明的发明精神的其他变化，都属于本发明的范畴。举例来说，传送器800中的第一低通滤波器8106、第二低通滤波器8108亦可以是其他功用的滤波器。
具体地说，本实施例的校正重点在于针对传送器800的传送端810另外加入了单一频率校正系数计算单元802、延迟单元804(包含有一第一延迟单元8042以及一第二延迟单元8044)、校正系数转换单元805、频谱分析单元806、以及该校正滤波器807，其中单一频率校正系数计算单元802用来针对一特定频宽范围内的至少一特定频率计算一第一校正系数X以及一第二校正系数Y，而校正系数转换单元805以及频谱分析单元806会将单一频率校正系数计算单元802所计算出的该至少一特定频率的第一校正系数X以及第二校正系数Y转换为该校正滤波器807中的至少一滤波器抽头(tap)系数。该校正滤波器807是直接或是间接地耦接于传送器800的传送端810，以对传送端810在该特定频宽范围内进行校正处理。应注意的是，本发明在此并不限定单一频率校正系数计算单元802的实施方式，且以上的操作细节与电路设计仅供本实施例的对其进行说明用途，并非对本发明的限制，实际上亦可使用超过两个以上的校正系数，然其相对应的复杂度以及精准度亦有可能会有所变化。关于该校正滤波器807的抽头系数的决定方式以及细节，将于后续的段落中说明。
本实施例是用来校正传送端810在上述该特定频宽范围内的IQ不匹配，如图8所示，相关的校正电路的操作行为大致上为：将待传送的一传送信号取共轭后，经过校正滤波器单元807再与经过延迟单元804延迟的该传送信号相加。其中将待传送的该传送信号取共轭为了产生该传送信号的一镜像信号，再经过该校正滤波器807来调整该镜像信号，使经过调整后的该镜像信号和该传送信号相加后能够刚好抵销传送端810在该特定频宽范围内的IQ不匹配所引起的镜像信号干扰；而延迟单元的功用则是使该传送信号和该校正滤波器807所输出的信号得以同步。而单一频率校正系数计算单元802、校正系数转换单元805以及频谱分析单元806则是在该校正参数计算模式时(如图8的切换单元808的设定)，依据该传送信号来计算该校正滤波器807的该至少一抽头系数。具体地说，由于传送端810在该特定频宽中的不同频率处的IQ不匹配状况可能会不相同，因此会产生大小不同的镜像信号。所以在该校正参数计算模式下，会传送多个不同频率的单一频率测试信号Si分别具有频率fi，其中i＝1～N，N为大于1的正整数(例如N＝6)，且N的大小可视实际需求或硬件考量而定，N越大则针对该特定频宽内的镜像信号补偿就会越精准。首先，会分别从基频传送单一频率测试信号S1～单一频率测试信号SN，并且分别找出相对应的第一校正系数Xi以及第二校正系数Yi；也就是说，分别找出能够校正在频率f1～fN下的IQ不匹配所引起的镜像信号干扰的第一校正系数Xi以及第二校正系数Yi，且本发明并不限定所使用的方法。
接着，再利用校正系数转换单元805来将第一校正系数Xi以及第二校正系数Yi转换为该校正滤波器807在频率fi上的一等效频率响应Ci，其中频率响应Ci为多形式，推导如下，首先请一并参考图2，可以得到单一频率校正系数计算单元802的输出为：
因此可得到：
最后，利用频谱分析单元806来对频率响应Ci～CN进行N点的离散傅利叶转换，便可以得到该校正滤波器807的N个抽头系数ci～cn。
图9为图8的校正装置的另一设定的示意图。在利用单一频率校正系数计算单元802、校正系数转换单元805、频谱分析单元806计算出该校正滤波器807的N个抽头系数ci～cn之后，便可将传送器800的设定从图8的该校正参数计算模式切换至图9的一般数据传送模式(如图9的切换单元808的设定)。图10为本发明校正系数转换单元的一示范性实施例的示意图，其中绘示了依据方程式(6)所得到的校正系数转换单元805的详细电路架构。
图11为依据本发明用于校正一传送器的一第一信号路径与一第二信号路径之间的不匹配的一种校正方法的一示范性实施例的流程图，其中该第一信号路径与该第二信号路径之一为一同相(I)信号路径，该第一信号路径与该第二信号路径之另一为一正交(Q)信号路径。倘若大体上可达到相同的结果，并不一定需要按照图11所示的流程中的步骤顺序来进行，且图11所示的步骤不一定要连续进行，亦即其他步骤亦可插入其中。此外，图11中的某些步骤可根据不同实施例或设计需求省略之。图11的校正方法可应用于图8以及图9所示的传送器800。详细步骤如下：
步骤1102：利用该传送器经过该第一信号路径与该第二信号路径来传送至少一测试信号，其中每一测试信号分别具有一特定频率，且都位于一特定频宽内；
步骤1104：针对每一测试信号分别计算一第一校正系数以及一第二校正系数，以校正每一测试信号所对应的该特定频率下，该传送器的该第一信号路径以及该第二信号路径之间的不匹配；
步骤1106：将每一测试信号的该第一校正系数以及该第二校正系数分别转换为一等效频率响应；
步骤1108：对该至少一等效频率响应进行离散傅利叶转换，以产生至少一离散傅利叶转换结果；
步骤1110：将该至少一离散傅利叶转换结果作为一校正滤波器的至少一抽头系数；
步骤1112：在经过该第一信号路径与该第二信号路径之前，将待传送的一传送信号的一共轭信号经过该校正滤波器后产生一校正滤波器信号；
步骤1114：将该传送信号在经过该第一信号路径与该第二信号路径之前，将该传送信号经过一特定延迟时间以产生一延迟信号，其中该特定延迟时间是依据该校正滤波器来决定；以及
步骤1116：将该校正滤波器信号和该延迟信号相加，以得到一校正后传送信号。
经过步骤1102～步骤1110的校正流程之后，我们就可以直接并准确地求出该校正滤波器807的最佳抽头系数。除此之外，本发明是针对该特定频宽所造成的相对应镜像信号来进行最小化的动作，因此，整体传送端810在该特定频宽内的镜像信号都可以被最小化；换句话说，本实施例中的补偿是不分元件，而是锁定在任何指定的频率来进行补偿。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (20)
1.一种通信系统校正方法，用于校正一接收器的一第一信号路径与一第二信号路径之间的不匹配，其中该第一信号路径与该第二信号路径之一为一同相信号路径，该第一信号路径与该第二信号路径之另一为一正交信号路径，其特征在于，该校正方法包含有：
利用该接收器经过该第一信号路径与该第二信号路径来接收至少一测试信号，其中每一测试信号分别具有一特定频率，且都位于一特定频宽内；
针对每一测试信号分别计算至少一校正系数，以校正每一测试信号所对应的该特定频率下，该接收器的该第一信号路径以及该第二信号路径之间的不匹配；
依据每一测试信号的该至少一校正系数来得到每一测试信号所对应的一等效频率响应；
依据每一测试信号所对应的该等效频率响应来得到一校正滤波器单元中的一校正滤波器的一抽头系数；以及
利用该校正滤波器单元来校正所接收的一接收信号在该特定频宽内所受到该接收器的该第一信号路径以及该第二信号路径之间的不匹配所造成的镜像干扰。
2.如权利要求1所述的校正方法，其特征在于，该接收器是一直接升降频接收器。
3.如权利要求1所述的校正方法，其特征在于，该至少一校正系数包含有一第一校正系数以及一第二校正系数，其中该第一校正系数用来校正该第一信号路径与该第二信号路径之间的振幅不匹配；以及该第二校正系数用来校正该第一信号路径与该第二信号路径之间的相位不匹配。
4.如权利要求1所述的校正方法，其特征在于，依据每一测试信号所对应的该等效频率响应来得到该校正滤波器单元的该抽头系数的步骤包含有：
对该等效频率响应进行离散傅利叶转换，以产生一离散傅利叶转换结果；以及
将该离散傅利叶转换结果作为该校正滤波器单元的该抽头系数。
5.如权利要求1所述的校正方法，其特征在于，利用该校正滤波器单元来校正所接收的该接收信号在该特定频宽内所受到该接收器的该第一信号路径以及该第二信号路径之间的不匹配所造成的镜像干扰的步骤包含有：
在经过该第一信号路径与该第二信号路径之后，将所接收的该接收信号的一共轭信号经过该校正滤波器单元中的该校正滤波器后以产生一校正滤波器信号；
在经过该第一信号路径与该第二信号路径之后，将所接收的该接收信号经过一特定延迟时间以产生一延迟信号，其中该特定延迟时间是依据该校正滤波器来决定；以及
将该校正滤波器信号和该延迟信号相加，以得到一校正后接收信号。
6.一种通信系统校正方法，用于校正一传送器的一第一信号路径与一第二信号路径之间的不匹配，其中该第一信号路径与该第二信号路径之一为一同相信号路径，该第一信号路径与该第二信号路径之另一为一正交信号路径，其特征在于，该校正方法包含有：
利用该传送器经过该第一信号路径与该第二信号路径来传送至少一测试信号，其中每一测试信号分别具有一特定频率，且都位于一特定频宽内；
针对每一测试信号分别计算至少一校正系数，以校正每一测试信号所对应的该特定频率下，该传送器的该第一信号路径以及该第二信号路径之间的不匹配；
依据每一测试信号的该至少一校正系数来得到每一测试信号所对应的一等效频率响应；
依据每一测试信号所对应的该等效频率响应来得到一校正滤波器单元的一抽头系数；以及
利用该校正滤波器单元来校正待传送的一传送信号在该特定频宽内所受到该传送器的该第一信号路径以及该第二信号路径之间的不匹配所造成的镜像干扰。
7.如权利要求6所述的校正方法，其特征在于，该传送器是一直接升降频传送器。
8.如权利要求6所述的校正方法，其特征在于，该至少一校正系数至少包含有一第一校正系数以及一第二校正系数，其中该第一校正系数用来校正该第一信号路径与该第二信号路径之间的振幅不匹配；以及该第二校正系数用来校正该第一信号路径与该第二信号路径之间的相位不匹配。
9.如权利要求6所述的校正方法，其特征在于，依据每一测试信号所对应的该等效频率响应来得到该校正滤波器单元的该抽头系数的步骤包含有：
对该等效频率响应进行离散傅利叶转换，以产生至少一离散傅利叶转换结果；以及
将该离散傅利叶转换结果作为该校正滤波器单元的该抽头系数。
10.如权利要求6所述的校正方法，其特征在于，利用该校正滤波器单元来校正待传送的该传送信号在该特定频宽内，受到该传送器的该第一信号路径以及该第二信号路径之间的不匹配所造成的镜像干扰的步骤包含有：
在经过该第一信号路径与该第二信号路径之前，将待传送的该传送信号的一共轭信号经过该校正滤波器单元后产生一校正滤波器信号；
将该传送信号在经过该第一信号路径与该第二信号路径之前，将该传送信号经过一特定延迟时间以产生一延迟信号，其中该特定延迟时间是依据该校正滤波器单元来决定；以及
将该校正滤波器信号和该延迟信号相加，以得到一校正后传送信号。
11.一种通信系统校正装置，用于校正一接收器的一第一信号路径与一第二信号路径之间的不匹配，其中该第一信号路径与该第二信号路径之一为一同相信号路径，该第一信号路径与该第二信号路径之另一为一正交信号路径，其特征在于，该校正装置包含有：
一单一频率校正系数计算单元，用来针对该接收器经过该第一信号路径与该第二信号路径所接收的至少一测试信号中的每一测试信号分别计算至少一校正系数，以校正每一测试信号所对应的特定频率下，该接收器的该第一信号路径以及该第二信号路径之间的不匹配，其中每一测试信号分别具有所述特定频率，且都位于一特定频宽内；
一校正系数转换单元，用来依据每一测试信号的该至少一校正系数来得到每一测试信号所对应的一等效频率响应；
一频谱分析单元，用来依据每一测试信号所对应的该等效频率响应来得到一校正滤波器单元中的一校正滤波器的一抽头系数；以及
该校正滤波器单元，用来校正所接收的一接收信号在该特定频宽内所受到该接收器的该第一信号路径以及该第二信号路径之间的不匹配所造成的镜像干扰。
12.如权利要求11所述的校正装置，其特征在于，该接收器是一直接升降频接收器。
13.如权利要求11所述的校正装置，其特征在于，该至少一校正系数包含有一第一校正系数以及一第二校正系数，其中该第一校正系数用来校正该第一信号路径与该第二信号路径之间的振幅不匹配；以及该第二校正系数用来校正该第一信号路径与该第二信号路径之间的相位不匹配。
14.如权利要求11所述的校正装置，其特征在于，该频谱分析单元包含有：
一离散傅利叶转换单元，用来对该等效频率响应进行离散傅利叶转换，以产生一离散傅利叶转换结果；以及
一抽头系数产生单元，用来将该离散傅利叶转换结果作为该校正滤波器单元的该抽头系数。
15.如权利要求11所述的校正装置，其特征在于，该校正滤波器单元包含有：
一校正滤波器，用来对经过该第一信号路径与该第二信号路径之后的该接收信号的一共轭信号进行滤波处理以产生一校正滤波器信号；
一延迟电路，用来使经过该第一信号路径与该第二信号路径之后的该接收信号延迟一特定延迟时间，以产生一延迟信号，其中该特定延迟时间是依据该校正滤波器来决定；以及
一加法器，用来将该校正滤波器信号和该延迟信号相加，以得到一校正后接收信号。
16.一种通信系统校正装置，用于校正一传送器的一第一信号路径与一第二信号路径之间的不匹配，其中该第一信号路径与该第二信号路径之一为一同相信号路径，该第一信号路径与该第二信号路径之另一为一正交信号路径，其特征在于，该校正装置包含有：
一单一频率校正系数计算单元，用来针对该传送器经过该第一信号路径与该第二信号路径所传送的至少一测试信号中的每一测试信号分别计算至少一校正系数，以校正每一测试信号所对应的特定频率下，该传送器的该第一信号路径以及该第二信号路径之间的不匹配，其中每一测试信号分别具有所述特定频率，且都位于一特定频宽内；
一校正系数转换单元，用来依据每一测试信号的该至少一校正系数来得到每一测试信号所对应的一等效频率响应；
一频谱分析单元，用来依据每一测试信号所对应的该等效频率响应来得到一校正滤波器单元中的一校正滤波器的一抽头系数；以及
该校正滤波器单元，用来校正待传送的一传送信号在该特定频宽内所受到该传送器的该第一信号路径以及该第二信号路径之间的不匹配所造成的镜像干扰。
17.如权利要求16所述的校正装置，其特征在于，该传送器是一直接升降频传送器。
18.如权利要求16所述的校正装置，其特征在于，该至少一校正系数至少包含有一第一校正系数以及一第二校正系数，其中该第一校正系数用来校正该第一信号路径与该第二信号路径之间的振幅不匹配；以及该第二校正系数用来校正该第一信号路径与该第二信号路径之间的相位不匹配。
19.如权利要求16所述的校正装置，其特征在于，该频谱分析单元包含有：
一离散傅利叶转换单元，用来对该等效频率响应进行离散傅利叶转换，以产生至少一离散傅利叶转换结果；以及
一抽头系数产生单元，用来将该离散傅利叶转换结果作为该校正滤波器单元的该抽头系数。
20.如权利要求16所述的校正装置，其特征在于，该校正滤波器单元包含有：
一校正滤波器，用来对经过该第一信号路径与该第二信号路径之前的该传送信号的一共轭信号进行滤波处理以产生一校正滤波器信号；
一延迟电路，用来使经过该第一信号路径与该第二信号路径之前的该传送信号延迟一特定延迟时间，以产生一延迟信号，其中该特定延迟时间是依据该校正滤波器来决定；以及
一加法器，用来将该校正滤波器信号和该延迟信号相加，以得到一校正后传送信号。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410238001.XA CN105187338B (zh) | 2014-05-30 | 2014-05-30 | 通信系统校正方法及校正装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410238001.XA CN105187338B (zh) | 2014-05-30 | 2014-05-30 | 通信系统校正方法及校正装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105187338A CN105187338A (zh) | 2015-12-23 |
| CN105187338B true CN105187338B (zh) | 2019-03-01 |
Family
ID=54909187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410238001.XA Active CN105187338B (zh) | 2014-05-30 | 2014-05-30 | 通信系统校正方法及校正装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105187338B (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1655464A (zh) * | 2004-02-09 | 2005-08-17 | 瑞昱半导体股份有限公司 | 校正同相信号与正交相信号的相位差的方法及装置 |
| CN101123460A (zh) * | 2006-08-10 | 2008-02-13 | 联发科技股份有限公司 | 用以校正传送信号中信号减损的通信系统及其相关方法 |
| CN101610090A (zh) * | 2008-06-20 | 2009-12-23 | 大唐移动通信设备有限公司 | 一种零中频发射机和校准零中频发射信号的方法 |
| CN102647373A (zh) * | 2011-02-18 | 2012-08-22 | 瑞昱半导体股份有限公司 | 校正通信电路中同相/正交信号间的不匹配的方法与装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8615205B2 (en) * | 2007-12-18 | 2013-12-24 | Qualcomm Incorporated | I-Q mismatch calibration and method |
| ATE536689T1 (de) * | 2008-06-30 | 2011-12-15 | Ericsson Telefon Ab L M | Iq-ungleichgewichtskompensation bei anwesenheit von trägeroffset |
-
2014
- 2014-05-30 CN CN201410238001.XA patent/CN105187338B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1655464A (zh) * | 2004-02-09 | 2005-08-17 | 瑞昱半导体股份有限公司 | 校正同相信号与正交相信号的相位差的方法及装置 |
| CN101123460A (zh) * | 2006-08-10 | 2008-02-13 | 联发科技股份有限公司 | 用以校正传送信号中信号减损的通信系统及其相关方法 |
| CN101610090A (zh) * | 2008-06-20 | 2009-12-23 | 大唐移动通信设备有限公司 | 一种零中频发射机和校准零中频发射信号的方法 |
| CN102647373A (zh) * | 2011-02-18 | 2012-08-22 | 瑞昱半导体股份有限公司 | 校正通信电路中同相/正交信号间的不匹配的方法与装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105187338A (zh) | 2015-12-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9749172B2 (en) | Calibration method and calibration apparatus for calibrating mismatch between first signal path and second signal path of transmitter/receiver | |
| US8665931B2 (en) | Calibration of communication processing path | |
| TWI528764B (zh) | 校正傳送器／接收器的第一、第二訊號路徑之間的不匹配的校正方法與校正裝置 | |
| US8407545B2 (en) | Communication device | |
| TWI547126B (zh) | 校正傳送器／接收器的第一、第二訊號路徑之間的不匹配的寬頻校正方法與寬頻校正裝置 | |
| CN114374593B (zh) | 用于WiFi宽带收发通路的IQ失衡补偿方法及应用 | |
| CA2521739A1 (en) | Inphase/quadrature phase imbalance compensation | |
| CN109104201B (zh) | 基于fft运算的频率相关性iq失配校准和补偿方法 | |
| CN105282062A (zh) | 传送器/接收器的信号路径之间不匹配的校正方法与装置 | |
| CN113676427A (zh) | 用于减轻同相与正交失配的方法和装置 | |
| EP2686965A1 (en) | Compensation of a transmitter distortion | |
| US11528179B1 (en) | System, apparatus, and method for IQ imbalance correction for multi-carrier IQ transmitter | |
| CN100576830C (zh) | 补偿直流偏移、增益偏移与相位偏移的方法及校正系统 | |
| CN109379146B (zh) | 一种正交调制器的电路参数校正方法 | |
| WO2008035247A2 (en) | I/o imbalance and dc offset calibration of an analogue i/q-modulator of a transmitter | |
| CN101518014A (zh) | 发射机的模拟i/q调制器的i/q不均衡和dc偏移校准 | |
| CN105187338B (zh) | 通信系统校正方法及校正装置 | |
| CN109617563A (zh) | 一种基于互补网络正交调制器电路参数的校正方法 | |
| CN107204815B (zh) | 提供快速二阶输入拦截点校准的装置和方法 | |
| CN104717164B (zh) | 讯号校正方法与校正装置 | |
| Avci et al. | Background receiver iq imbalance correction for in-field and post-production testing and calibration | |
| CN114726455A (zh) | 终端设备自校准方法及装置 | |
| CN101795252A (zh) | 直接变频调制方法及其调制装置 | |
| CN111600624A (zh) | 一种新型的iq不平衡矫正方法及系统 | |
| WO2020068267A1 (en) | Signal imbalance detection systems and methods |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |