CN105850063A - 使用可重新配置音调生成器(tg)和本振器(lo)路径的发射机(tx)残留边带(rsb)和lo泄漏校准 - Google Patents

使用可重新配置音调生成器(tg)和本振器(lo)路径的发射机(tx)残留边带(rsb)和lo泄漏校准 Download PDF

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Abstract

本公开的特定方面提供了用于校准用于无线通信的收发机的方法和装置。一个示例性方法通常包括：配置第一振荡信号作为对接收机(RX)路径的至少一部分的输入信号，使用第二振荡信号作为用于接收机路径的本振信号来校准接收机路径的残留边带(RSB)，以及在校准接收机路径的RSB之后，通过将发射机路径的输出路由到接收机路径来校准发射机(TX)路径的RSB。另一示例性方法通常包括：将发射机路径的输出路由到接收机路径；使用第一本振信号用于发射机路径；使用第二本振信号用于接收机路径，以及测量接收机路径的输出作为用于发射机路径的本振器(LO)泄漏。

Description

使用可重新配置音调生成器(TG)和本振器(LO)路径的发射 机(TX)残留边带(RSB)和LO泄漏校准
根据35 U.S.C.§119要求优先权
本申请要求2013年10月29日提交的美国临时专利申请序列号No.61/896,967和2014年4月29日提交的美国申请序列号No.14/264,951的权益，其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
本公开的特定方面一般地涉及射频(RF)电路，并且更具体地涉及校准收发机中的发射机路径的残留边带(RSB)并且涉及校准发射机路径的本振器(LO)泄漏。
背景技术
无线通信网络被广泛部署用于提供各种通信服务，诸如电话、视频、数据、消息收发、广播等。通常是多址网络的这样的网络通过共享可用网络资源来支持用于多个用户的通信。例如，一个网络可以是3G(第三代移动电话标准和技术)系统，其可以经由各种3G无线电接入技术(RAT)中的任何一个来提供网络服务，各种3G无线接入技术(RAT)包括EVDO(演进数据优化)、1xRTT(1次无线电传输技术，或简称为1x)、W-CDMA(宽带码分多址)、UMTS-TDD(通用移动电信系统-时分双工)、HSPA(高速分组接入)、GPRS(通用分组无线电服务)或EDGE(全球演进增强型数据速率)。3G网络是广域蜂窝电话网络，其发展为除了语音呼叫之外包括高速互联网接入和视频电话。此外，3G网络可以被更多地建立，并且提供比其他网络系统更大的覆盖区域。这样的多址网络还可以包括码分多址(CDMA)系统、时分多址(TDMA)系统、频分多址(FDMA)系统、正交频分多址(OFDMA)系统、单载波FDMA(SC-FDMA)网络、第三代合作伙伴计划(3GPP)长期演进(LTE)网络、高级长期演进高级(LTE-A)以及其他4G网络。
无线通信网络可以包括能够支持多个移动站的通信的多个基站。移动站(MS)可以经由下行链路和上行链路与基站(BS)进行通信。下行链路(或前向链路)指从基站到移动站的通信链路，并且上行链路(或反向链路)指从移动站到基站的通信链路。基站可以在下行链路上向移动站传送数据和控制信息，和/或可以在上行链路上从移动站接收数据和控制信息。
发明内容
本公开的特定方面一般地涉及发射机模块。更具体地，本公开的特定方面一般地涉及重新配置音调生成器(TG)和发射机(TX)合成器/本振器(LO)路径以校准TX残留边带(RSB)/图像抑制和/或TX LO泄漏/载波抑制。
本公开的特定方面提供了一种用于校准用于无线通信的收发机的方法。该方法通常包括：配置第一振荡信号作为对接收机(RX)路径的至少一部分的输入信号，使用第二振荡信号作为用于接收机路径的本振信号来校准接收机路径的残留边带(RSB)，以及在校准接收机路径的RSB之后，通过将发射机路径的输出路由到接收机路径来校准发射机路径的RSB。对于特定方面，接收机路径可以是在收发机内部的反馈接收机(FBRX)路径。
本公开的特定方面提供了一种用于无线通信的装置。该装置通常包括发射机路径、接收机路径和处理系统。该处理系统通常被配置为配置第一振荡信号作为对接收机路径的至少一部分的输入信号，使用第二振荡信号作为用于接收机路径的本振信号来校准接收机路径的残留边带，并且在校准接收机路径的RSB之后，通过将发射机路径的输出路由到接收机路径来校准发射机路径的RSB。
本公开的特定方面提供了一种用于校准用于无线通信的收发机的装置。该装置通常包括：用于配置第一振荡信号作为对接收机路径的至少一部分的输入信号的部件，用于使用第二振荡信号作为用于接收机路径的本振信号来校准接收机路径的RSB的部件，以及用于在校准接收机路径的RSB之后，通过将发射机路径的输出路由到接收机路径来校准发射机路径的RSB的部件。
本公开的特定方面提供了一种用于校准无线通信的收发机的方法。该方法通常包括：将发射机路径的输出路由到接收机路径；使用第一本振信号用于发射机路径；使用第二本振信号用于接收机路径，其中第一本振信号具有与第二本振信号的第二频率不同的第一频率；以及测量接收机路径的输出作为用于发射机路径的本振器(LO)泄漏。
本公开的特定方面提供了一种用于无线通信的装置。该装置通常包括发射机路径；接收机路径；以及处理系统。处理系统通常被配置为将发射机路径的输出路由到接收机路径；使用第一本振信号用于发射机路径；使用第二本振信号用于接收机路径，其中第一本振信号具有与第二本振信号的第二频率不同的第一频率；以及测量接收机路径的输出作为用于发射机路径的LO泄漏。
本公开的特定方面提供了一种用于校准用于无线通信的收发机的装置。该装置通常包括：用于将发射机路径的输出路由到接收机路径的部件；用于使用第一本振信号用于发射机路径的部件；用于使用第二本振信号用于接收机路径的部件，其中第一本振信号具有与第二本振信号的第二频率不同的第一频率；以及用于测量接收机路径的输出作为用于发射机路径的LO泄漏的部件。
附图说明
以使得本公开的上述特征可以更具体地被理解的方式，以上简要总结的内容的更具体的描述可以通过参考以下方面来进行，这些方面中的一些在附图中被图示。然而，应当注意，附图仅图示了本公开的特定典型方面，并且因此不应当被视为限制其范围，因为该描述可以允许其它同等有效的方面。
图1是根据本公开的特定方面的示例性无线通信网络的示图。
图2是根据本发明的特定方面的示例性接入点(AP)和示例性用户终端的框图。
图3A是根据本公开的特定方面的配置为校准反馈接收机(FBRX)的残留边带(RSB)作为用于校准发射机(TX)路径的RSB的第一步骤的收发机电路的示例性框图。
图3B是根据本公开的特定方面的配置为在校准FBRX RSB之后校准TX RSB的图3A的收发机电路的示例性框图。
图3C是根据本公开的特定方面的配置为校准FBRX的RSB作为对图3A中的配置的替代的图3A的收发机电路的示例性框图。
图3D是根据本公开的特定方面的配置为在根据图3C的配置校准FBRX RSB之后校准TX RSB的图3A的收发机电路的示例性框图。
图4是根据本公开的特定方面的配置为校准TX本振器(LO)泄漏的图3A的收发机电路的示例性框图。
图5A是根据本公开的特定方面的在图3A和图4中使用的音调生成器(TG)的示例性框图。
图5B是根据本公开的特定方面的用于图5A的TG的多级压控振荡器(VCO)的示例性框图。
图6是根据本公开的特定方面的用于校准发射机路径的RSB的示例性操作的流程图。
图7是根据本公开的特定方面的用于校准发射机路径的LO泄漏的示例性操作的流程图。
具体实施方式
以下描述本公开的各个方面。应当显而易见的是，本文的教导可以以各种形式来实现，并且本文公开的任何特定结构、功能或二者仅仅是代表性的。基于本文的教导，本领域技术人员应当理解，本文公开的一个方面可以独立于任何其他方面来实现，并且这些方面中的两个或更多个方面可以以各种方式组合。例如，可以使用本文阐述的任何数目的方面来实现装置或者实践方法。此外，可以使用除了本文阐述的方面中的一个或多个之外附加的，或者与本文阐述的方面中的一个或多个不同的其他结构、功能或结构和功能来实现这样的装置或者实践这样的方法。此外，一个方面可以包括权利要求的至少一个要素。
词语“例示性的”在本文中用于表示“用作示例、实例或说明”。本文中描述为“例示性”的任何方面不一定被解释为优选的或胜于其他方面。
本文描述的技术可以结合各种无线技术来使用，诸如码分多址(CDMA)、正交频分复用(OFDM)、时分多址(TDMA)、空分多址(SDMA)、单载波频分多址(SC-FDMA)、时分同步码分多址(TD-SCDMA)等。多个用户终端可以经由不同的(1)用于CDMA的正交码信道(2)用于TDMA的时隙或(3)用于OFDM的子带来同时传送/接收数据。CDMA系统可以实现IS-2000、IS-95、IS-856、宽带CDMA(W-CDMA)或一些其他标准。OFDM系统可以实现电气与电子工程师协会(IEEE)802.11、IEEE 802.16、长期演进(LTE)(例如，以TDD和/或FDD模式)中或一些其他标准。TDMA系统可以实现用于全球移动通信系统(GSM)或一些其他标准。这些各种标准在本领域是公知的。
示例性无线系统
图1图示了具有接入点和用户终端的无线通信系统100。为简单起见，在图1中仅示出了一个接入点110。接入点(AP)通常是与用户终端进行通信的固定站，并且也可以被称为基站(BS)、演进的节点B(eNB)或一些其他术语。用户终端(UT)可以是固定的或移动的，并且还可以被称为移动站(MS)、接入终端、用户设备(UE)、站(STA)、客户端、无线设备或一些其他术语。用户终端可以是无线设备，诸如蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、手持设备、无线调制解调器、膝上型计算机、平板装置、个人计算机等。
接入点110可以在下行链路上和上行链路上在任何给定时刻与一个或多个用户终端120进行通信。下行链路(即，前向链路)是从接入点到用户终端的通信链路，并且上行链路(即，反向链路)是从用户终端到接入点的通信链路。用户终端还可以与另一用户终端对等地进行通信。系统控制器130耦合并且提供用于接入点的协调和控制。
系统100采用多个发射天线和多个接收天线以用于在下行链路和上行链路上的数据传输。接入点110可以配备有Nap个天线，以实现用于下行链路传输的发射分集和/或用于上行链路传输的接收分集。被选择的用户终端120的组Nu可以接收下行链路传输并且传送上行链路传输。每个被选择的用户终端向接入点传送用户特定的数据和/或从接入点接收用户特定的数据。通常，每个被选择的用户终端可以配备有一个或多个天线(即，Nut≥1)。Nu个被选择的用户终端可以具有相同或不同数目的天线。
无线系统100可以是时分双工(TDD)系统或频分双工(FDD)系统。对于TDD系统，下行链路和上行链路共享相同的频带。对于FDD系统，下行链路和上行链路使用不同的频带。系统100还可以利用单载波或多载波以用于传输。每个用户终端可以配备有单个天线(例如，为了保持低成本)或多个天线(例如，在可以支持附加成本的情况下)。
图2示出了无线系统100中的接入点110和两个用户终端120m和120x的框图。接入点110配备有Nap个天线224a到224ap。用户终端120m配置有Nut,m个天线252ma至252mu，并且用户终端120x配备有Nut,x个天线252xa至252xu。接入点110是用于下行链路的传送实体和用于上行链路的接收实体。每个用户终端120是用于上行链路的传送实体和用于下行链路的接收实体。如本文所使用的，“传送实体”是能够经由频率信道传送数据的独立操作的装置或设备，并且“接收实体”是能够经由频率信道接收数据的独立操作的装置或设备。在以下描述中，下标“dn”表示下行链路，下标“up”表示上行链路，Nup个用户终端被选择用于上行链路上的同时传输，Ndn个用户终端被选择用于在下行链路上的同时传输，Nup可能或可能不等于Ndn，并且Nup和Ndn可以是静态值，或者可以针对每个调度间隔变化。波束控制或一些其他空间处理技术可以在接入点和用户终端处使用。
在上行链路上，在选择用于上行链路传输的每个用户终端120处，TX数据处理器288接收来自数据源286的业务数据和来自控制器280的控制数据。TX数据处理器288基于与为用户终端选择的速率相关联的编码和调制方案来处理(例如，编码、交织和调制)用于用户终端的业务数据{dup}，并且提供用于Nut,m个天线中的一个的数据符号流{sup}。收发机前端(TX/RX)254(也称为射频前端(RFFE))接收和处理(例如，转换为模拟、放大、滤波和上变频)相应的符号流以生成上行链路信号。收发机前端254还可以例如经由RF开关将上行链路信号路由到Nut,m个天线中的一个以用于发射分集。控制器280可以控制收发机前端254内的路由。存储器282可以存储用于用户终端120的数据和程序代码，并且可以与控制器280对接。
Nup个用户终端可以被调度用于在上行链路上的同时传输。这些用户终端中的每一个在上行链路上将其处理符号流集合传送到接入点。
在接入点110处，Nap个天线224a到224ap从所有Nup个在上行链路上进行传送的用户终端接收上行链路信号。对于接收分集，收发机前端222可以选择从天线224中的一个所接收到的信号以用于处理。对于本公开的特定方面，从多个天线224接收到的信号的组合可以被组合以用于提高的接收分集。接入点的收发机前端222还执行与由用户终端的收发机前端254执行的互补的处理，并且提供恢复的上行链路数据符号流。经恢复的上行链路数据符号流是用户终端所传送的数据符号流{sup}的估计。RX数据处理器242根据用于该流的速率来处理(例如，解调、解交织和解码)所恢复的上行链路数据符号流，以获得解码数据。用于每个用户终端的解码数据可以被提供给数据宿244以用于存储和/或控制器230以用于进一步处理。
在下行链路上，在接入点110处，TX数据处理器210从用于被调度用于下行链路传输的Ndn个用户终端的数据源208接收业务数据，从控制器230接收控制数据，并且可能从调度器234接收其他数据。各种类型的数据可以在不同的传输信道上被发送。TX数据处理器210基于为每个用户终端选择的速率来处理(例如，编码、交织和调制)用于该用户终端的业务数据。TX数据处理器210可以提供用于要从Nap个天线中的一个传送的Ndn个用户终端中的一个或多个用户终端的下行链路数据符号流。收发机前端222接收和处理(例如，转换成模拟、放大、滤波和上变频)该符号流以生成下行链路信号。收发机前端222还可以例如经由RF开关将下行链路信号路由到Nap个天线224中的一个或多个以用于发射分集。控制器230可以控制在收发机前端222内的路由。存储器232可以存储用于接入点110的数据和程序代码，并且可以与控制器230对接。
在每个用户终端120处，Nut,m个天线252从接入点110接收下行链路信号。对于在用户终端120处的接收分集，收发机前端254可以选择从天线252中的一个接收的信号以用于处理。对于本公开的特定方面，从多个天线252接收的信号的组合可以被组合用于增强的接收分集。用户终端的收发机前端254还执行与由接入点的收发机前端222执行的处理互补的处理，并且提供经恢复的下行链路数据符号流。RX数据处理器270处理(例如，解调、解交织和解码)所恢复的下行链路数据符号流以获得用于用户终端的解码数据。
本领域技术人员将认识到，本文中所描述的技术通常可以应用于利用任何类型的多址方案的系统中，诸如TDMA、SDMA、正交频分多址(OFDMA)、CDMA、SC-FDMA、TD-SCDMA及其组合。
示例性TX RSB和LO泄露校准
本振器(LO)通常被包括在射频前端(RFFE)(诸如收发机前端222或254)中，以生成被用于使用混合器将感兴趣的信号转换到不同频率的信号。被称为外差的该频率转换过程产生感兴趣的信号的频率和LO频率的频率和以及频率差。频率和以及频率差被称为拍频。尽管希望使LO的输出在频率上保持稳定，但是调谐到不同的频率指示使用可变频率振荡器，这涉及在稳定性和可调谐性之间的折衷。当代系统采用具有压控振荡器(VCO)的频率合成器来生成具有具体调谐范围的稳定的可调谐的LO。
为了提高功率效率，在发射机(TX)中使用包络跟踪(ET)或包络功率跟踪(EPT)。在ET/EPT系统中，在发射机中的残留边带(RSB)和本振器(LO)泄漏的规定是更严格的(与非ET/EPT系统相比，分别严格至少5dB和3dB)并且通常无法符合工艺角(processcorners)，以满足期望的相邻信道泄漏比(ACLR)。
为了保证符合工艺角变化，TX RSB和/或LO泄漏很可能被校准。然而，在高频时这些射频(RF)参数的校准在技术上具有挑战性。
一种解决方案是在RF频率处在TX驱动器放大器(DA)或功率放大器(PA)输出处的各种工艺角上收集大量数据。对于每个频带和工艺角，相位和增益失配(用于RSB补偿)和DC偏移(用于LO泄漏补偿)可以被统计地得到。基于统计地得到的相位和增益失配的补偿然后可以被应用(例如，在数字到模拟转换器(DAC)输入处)于所有的收发机集成电路(IC)。补偿的性能取决于统计地得到的相位和增益失配的准确性(并且因此，取决于所收集的数据量)，并且总体改善不如部分到部分校准那么好。此外，如果TX DAC没有位于与TX信号路径的其余部分相同的IC上，则补偿仅仅是TX路径的部分补偿。
用于TX LO泄漏的另一解决方案是使用同一TX LO用于TX信号路径和反馈接收机(FBRX)路径。然后，TX路径中的功率放大器(PA)输出的RF音调可以耦合到FBRX，并且向下转换为FBRX输出处的DC音调。DC音调可以用于在TX DAC输入之前调整DC偏移以减小TX LO泄漏。然而，由于由FBRX的DC偏移所产生的污染，导致校准之后的TX LO泄漏的改善是有限的。
因此，需要用于更精确地校准TX RSB和/或LO泄漏的技术和装置。
根据本公开的特定方面，作为用户终端120上的“内部设备校准”的一部分，在部分到部分的基础上校准TX RSB和LO泄漏二者。这是可能的，因为校准可以是自主的，并且不需要来自电话亭(callbox)或其他外部设备的外部信号(即，自校准)。
示例性TX RSB校准
RSB校准、校正或调整也可以被称为正交失配校准、边带抑制或图像抑制。为便于描述并且避免混淆，以下本发明使用RSB校准。
为了校准TX RSB，接收机路径的RSB(例如，FBRX RSB)可以首先被补偿，并且然后，可以使用校准的接收机路径来补偿TXRSB。虽然可以使用任何接收机的路径，但是为了便于说明，以下描述使用FBRX，因为来自发射机器路径的输出意在被路由到FBRX以用于内部测量。
图3A是根据本公开的特定方面的用于校准FBRX RSB的第一配置300中的收发机电路的示例性框图。粗体电路组件图示了用于TXRSB校准中的每个步骤的收发机电路的部分。因为难以产生仅具有单频而没有任何谐波的纯音调，如本文中使用的“音调”通常指以单个特定基频为特征的信号，其中，谐波比基频的幅度低至少20dB。
在第一配置300中，用于产生连续波(CW)信号的音调生成器(TG)302的输出(例如，产生单频的单音调生成器(STG))被配置为经由开关305(在闭合位置示出)对FBRX路径304的RF输入。对于如图3A所示的特定方面，TG 302的输出可以在被输入到FBRX路径304之前通过可变增益放大器(VGA)303被放大、缓冲或衰减。在FBRX路径304中，音调(标记为“RF_TG”)可以通过低噪声放大器(LNA)306被放大、缓冲或衰减，LNA 306的输出与用于TX路径的LO(标记为“LO_TX”)在混合器308处混合，以生成在基带中的频率转换的信号，并且通过基带滤波器(BBF)310(例如，低通滤波器)来对频率转换的信号进行滤波。FBRX路径304还可以包括模拟到数字转换器(ADC)312，但是ADC可能不在收发机集成电路(IC)内部。对于特定方面，TG 302(以及VGA 303)的输出可以被直接输入到混合器308，而不是输入到LNA 306。
在FBRX RSB校准期间，信号频率(RF_TG-LO_TX，其中LO_TX是用于TX路径的LO)和图像频率(LO_TX-RF_TG)处的音调在FBRXADC 312的I和Q输出处可用。两个音调之间的功率差(标记为“RSB_FBRX”)表示FBRX RSB，或等同地，FBRX相位和增益不平衡。通过使用捕获的FBRX ADC输出，相位和增益失配可以在调制解调器中计算并且在ADC输出之后被补偿以努力减少FBRX RSB。
FBRX RSB校准的结果可以被存储在非易失性存储器(例如，存储器282)中，并且在TX RSB校准的其余部分期间、在使用FBRX路径的其他校准期间、以及在用户终端120的正常操作期间被调用或以其他方式使用。对于特定方面，FBRX RSB校准可以以不同的操作参数(例如，以不同的温度和/或以不同频率)来执行。在该情况下，FBRX RSB校准的结果可以关于这些不同的操作参数被存储，并且可以相应地被调用或以其他方式使用。
图3B是根据本公开的特定方面的在校准FBRX RSB之后用于校准TX RSB的第二配置350中的图3A的收发机电路的示例性框图。在该第二配置350中，TX频率合成电路352(标示为“TX合成”)的输出被配置为用于TX路径354和FBRX路径304二者的LO。对于在图3B中所示的特定方面，TX频率合成电路352的输出可以通过放大器355来放大，和/或在经由开关358、360(在闭合位置示出)被发送到混合器308、362之前通过分频电路356来被分频。从DAC364接收输入，TX路径354可以包括BBF 366、用于将来自BBF 336的滤波的信号与用于TX路径的LO(表示为“LO_TX”)混合以生成频率转换的RF信号的混合器362、以及用于放大RF信号的驱动器放大器(DA)368。对于特定方面，TX路径354还可以包括功率放大器(PA)370，用于放大来自DA 368的经放大的RF信号，但是PA 370可能不在收发机IC内部。虽然DAC 364还可以被视为TX路径354的一部分，但是DAC可以是在收发机IC外部。TX路径354的输出(标记为“RF_TX”)耦合到FBRX路径304的输入(例如经由双工器372或开关、RF耦合器374、可编程衰减器376、和开关378(示出在闭合位置))。
在TX RSB校准期间，信号频率(RF_TX-LO_TX)和图像频率(IM＝LO_TX-RF_TX)处的音调可在FBRX ADC输出处可用。两个音调之间的功率差(标记为“RSB_TX”)表示TX RSB，或者等价地，TX相位和增益不平衡。通过使用在校准FBRX RSB之后捕获的FBRXADC输出，TX路径的相位和增益失配可以在调制解调器中被计算，并且在对DAC 364的I和Q输入之前被补偿以努力减少TX RSB。
TX RSB校准的结果可以被存储在非易失性存储器(例如，存储器282)中，并且在用户终端120的正常操作期间被调用或以其他方式使用。对于特定方面，TX RSB校准可以以不同的操作参数(例如，以不同的温度、不同的频率和/或以不同的TX输出功率水平)来执行。在该情况下，TX RSB校准的结果可以关于这些不同的操作参数被存储，并且可以相应地被调用或以其他方式使用。
作为图3A的第一配置300的替代，图3C是根据本公开的特定方面的在用于校准FBRX RSB的第三配置380中的图3A的收发机电路的示例性框图。在第三配置380中，TX路径354的输出(其可以是标记为“RF_TX”的音调)耦合到FBRX路径304(例如，经由双工器372或开关、RF耦合器374、可编程衰减器376、和开关378)，而不是TG 302的输入。在FBRX路径304中，TX路径354的输出(或可编程衰减器376的经衰减的输出，如果使用的话)可以由LNA 306进行放大，LNA 306的经放大的输出可以与经由开关384(示出在闭合位置)提供的TG 302的输出在混合器308处进行混合，以生成基带中的频率转换的信号，并且可以通过BBF 310来对频率转换的信号进行滤波。对于如图3C所示的特定方面，TG 302的输出可以在被输入到混合器308之前通过放大器382来放大。对于特定方面，TX路径354的输出(或可编程衰减器376的经衰减的输出)可以被直接输入到混合器308，而不是输入到LNA 306。
在使用第三配置380的FBRX RSB校准期间，信号频率(RF_TX-LO_TG)和图像够频率(LO_TG-RF_TX)处的音调在FBRXADC 312的I和Q输出处可用。两个音调之间的功率差(标记为“RSB_FBRX”)表示FNRX RSB，或者等价地，FBRX相位和增益不平衡。通过使用捕获的FBRX ADC输出，相位和增益失配可以在调制解调器中被计算，并且在ADC输出之后被补偿以努力减少FBRXRSB。
图3D是根据本公开的特定方面的被配置为根据图3C中的第三配置380在校准FBRX RSB之后在第四配置390中用于校准TX RSB的图3A的收发机电路的示例性框图。第四配置390类似于图3B的第二配置350，除了TG 302(标记为“LO_TG”)用作用于FBRX路径304的LO，而不是TX频率合成电路352的输出。为了实现这一点，开关360打开，而开关384闭合。对于图3D中图示的特定方面，TG302的输出可以在被输入到混合器308之前通过放大器382来放大。对于特定方面，TX路径354的输出(或可编程衰减器376的经衰减的输出)可以被直接输入到混合器308，而不是输入到LNA 306。
在TX RSB校准期间，信号频率(RF_TX-LO_TX)和图像频率(IM＝LO_TX-RF_TX)处的音调在FBRX ADC输出处可用。两个音调之间的功率差(标记为“RSB_TX”)表示TX RSB，或者等价地，TX相位和增益不平衡。通过使用在校准FBRX RSB之后捕获的FBRXADC输出，TX路径的相位和增益失配可以在调制解调器中被计算，并且在对DAC 364的I和Q输入之前被补偿以努力减少TX RSB。
示例性TX LO泄漏校准
LO泄漏校准、校正或调整也可以被称为载波抑制。为便于描述并且避免混淆，以下本发明使用LO泄漏校准。
为了校准TX LO泄漏，如果TX频率合成电路352被用作用于TX和FBRX路径354、304两者的LO，则LO泄漏落在DC。因此，FBRX路径304的DC偏移扰乱LO泄漏测量。
为了解决在校准TX LO泄漏时的该问题，使用图3A的收发机电路的第三配置400，如图4所示。在第三配置400中，TG 302被配置为在与TX LO不同的频率处对FBRX的LO，并且TG 302的输出可以通过放大器382被放大，并且经由开关384(示出为闭合位置)被输入到混合器308。开关305和360在第三配置400中是打开的。TX频率合成电路352被配置为用于TX路径354的LO。TX路径354的输出被耦合到FBRX路径304的输入(例如，经由双工器372或开关、RF耦合器374、可编程衰减器376和开关378)，如上所述。在LO泄漏校准期间，LO_TX-LO_TG处的音调在FBRX ADC输出处可用。该音调的功率表示TX路径354的输出处泄漏的LO量。通过捕获在该配置中的FBRX ADC输出，LO泄漏可以被优化。
对于特定方面，所捕获的数据的幅度通过同相信号的平方和正交信号的平方的和(即，I2+Q2)来测量。这相当于通过使用快速傅里叶变换(FFT)来计算在LO_TX-LO_TG处的FBRX ADC输出的功率。各种适当搜索算法中的任何一个(例如，二进制搜索)可以被执行以通过调整TX DAC输入的DC偏移来找到最小幅度(例如，I2+Q2)。
LO泄漏校准的结果(例如，TX DAC输入的DC偏移)可以被存储在非易失性存储器(例如，存储器282)中，并且在用户终端120的正常操作期间被调用。对于特定方面，LO泄漏校准可以以不同的操作参数(例如，以不同温度、以不同频率和/或以不同TX输出功率电平)来执行。在该情况下，LO泄漏校准的结果可以关于这些不同的操作参数被存储，并且可以相应地被调用或以其他方式使用。
对于TX RSB和LO泄漏校准，DA 368或PA 370的输出可以耦合回FBRX输入。在具有经由多个双工器或RF开关与单个天线连接的多个DA和PA路径的系统中，TX输出可以经由天线之前单个耦合器(例如，射频耦合器374)被耦合回FBRX输入，以简化耦合路径。对于特定方面，如图3A，3B和4中所示，TG(LO和RF输出)和LO路径中的开关305、358、360、384可以由三态缓冲器来替代。
可重新配置TG的示例性实现
根据特定方面，TG 302可以被实现为具有VCO 504的锁相环(PLL)502，如图5A所示。其他功能上等同的电路对于TG 302是可能的。对于特定方面，用于TG的VCO 504可以是多级VCO。图5B是根据本公开的特定方面的用于图5A的TG 302的四级VCO 520的示例性框图。该四级振荡器可以经由各种缓冲器和/或放大器522来向TX和/或FBRX路径提供正交LO，如图5A所示。通过打开和关闭LO缓冲器、放大器和可编程衰减器，TG 302可以被配置为向例如FBRX路径304提供LO信号或可调整RF信号。对于其他方面中，TG中的VCO 504可以被实现为振荡器，之后是正交相位分离器或其他功能上等同的电路。
优点
本公开的特定方面提供了校准技术，使得TX RSB和LO泄漏限制可能符合工艺角，包括ET/EPT系统的更严格的规范。这有助于使得能够在具有竞争力的ACLR的发射机中使用低成本PA，同时保持良好的功率效率。这些校准技术涉及部分到部分校准(例如，个体用户终端校准)，与统计地得出的针对所有用户终端120的补偿相比时，这通常得到更好的性能。
此外，通过将LO泄漏下转换为FBRX中的非DC基带音调，不需要执行测量或分离FBRX的DC偏移。这简化了在FBRX输出处估计LO泄漏功率的过程。
最后，在测量相位和增益失配以及LO泄漏时通过包括TX DAC364，补偿考虑完整TX链中的非理想性。这提高了校准后的性能，尤其是在将TX DAC 364和TX路径354的其余部分分成两个独立的IC的情况。
图6是根据本公开的特定方面的用于校准发射机路径的RSB的示例性操作600的流程图。操作600可以通过将第一振荡信号配置为对接收机(RX)路径的至少一部分的输入信号，而在602处开始。接收机路径可以是反馈接收机(FBRX)路径，例如，其可以在收发机内部。对于其他方面，FBRX路径可以在收发机外部(例如，在与收发机IC不同的另一IC上)。对于特定方面，接收机路径的至少一部分包括低噪声放大器(LNA)、混合器和(基带)滤波器。对于特定方面，接收机路径的至少一部分包括混合器和(基带)滤波器，而LNA没有被包括在该至少一部分(即使在接收机路径中存在)中。对于特定方面，接收机路径还可以包括模拟到数字转换器(ADC)，但是ADC可能不在收发机集成电路(IC)内部。
在604，接收机路径的残留边带(RSB)可以使用第二振荡信号作为用于接收机路径的本振信号来进行校准。根据特定方面，在604处校准接收机路径的RSB涉及用低噪声放大器(LNA)放大第一振荡信号，并且将放大的信号与用于接收机路径的本振信号混合，来产生在放大的信号和本振信号(例如，RF_TG-LO_TX)的频率之差处的基带频率。对于其他方面，校准接收机路径的RSB涉及将第一振荡信号与用于接收机路径的本振信号混合，以在第一振荡信号和本振信号的频率之差处产生基带频率。
在606，在校准接收机路径的RSB之后，发射机路径的RSB可以通过将发射机路径的输出路由到接收机路径来进行校准。对于特定方面，第二振荡信号可以用作在606处的TX RSB校准期间用于接收机路径的本振信号。对于特定方面，606处的路由引起经由功率放大器(PA)、双工器、射频(RF)开关或耦合器中的至少一个将发射机路径的输出路由到接收机路径。在其他情况下，在606处的路由涉及经由天线之前(即在天线和发射机电路之间)的耦合器以及多功率放大器、多个双工器或多个RF开关中的至少一个来将发射机路径的输出路由到接收机路径。对于特定方面，发射机路径可以包括(基带)滤波器、混合器和驱动器放大器(DA)。对于特定方面，发射机路径还可以包括数字到模拟转换器(DAC)，但是DAC可能不在收发机IC内部。
根据特定方面，在606校准发射路径的RSB涉及接收从DAC到发射机路径的输入，对到发射机路径的输入进行滤波，以产生经滤波的信号，并且将经滤波的信号与第三混合振荡信号混合作为用于发射机路径的本振信号，以在射频(例如，本振信号的频率与所述滤波的信号的频率的总和)处产生发射机路径的输出。所述第三振荡信号可以与第二振荡信号是相同的。对于其他方面，第二和第三振荡信号可以是不同的。对于特定方面，在606处校准发射机路径的RSB包括使发射机路径的输出衰减，以产生经衰减的信号，以LNA对所述经衰减的信号进行放大，并将经放大的信号与用于接收机路径的本振信号混合产生在经放大的信号的频率和本振信号的频率之差处的基带频率。对于其他方面，在606处校准发射机路径的RSB涉及利用LNA对发射机路径的输出(例如，没有衰减)进行放大，并且将经放大的输出与用于接收机路径的本振信号混频以产生经放大的输出和本振信号的频率之差处的基带频率。对于特定方面，校准发射机路径的RSB包括计算相位和增益失配，用于补偿到与发射机路径相关联的DAC的输入。
根据特定方面，操作600可以进一步包括在校准发射机路径的RSB之前，使第一振荡信号从接收机路径的至少一部分断开。在该情况下，第三振荡信号可以是第二振荡信号(即，第二和第三振荡信号是相同的信号)。
根据特定方面，在604处校准接收机路径的RSB和在606处校准发射机路径的RSB都在时域中执行(而不是频域)。
根据特定方面，操作600可以进一步包括调整可变增益放大器(VGA)的增益，以放大、缓冲衰减第一振荡信号，使得经放大、缓冲或衰减的信号被用作对接收机路径的至少一部分的输入。
根据特定方面，第二振荡信号是在正常收发机操作期间由与发射机路径相关联的VCO产生的。
根据特定方面，第一振荡信号是由音调生成电路产生的，其可以与收发机的校准操作相关联。音调生成电路可以在收发机内部。对于其他方面，音调生成电路可以在收发机外部(例如，在与收发机不同的IC上)。对于特定方面，音调生成电路包括多级电压控制振荡器(VCO)。在该情况下，第二振荡信号可以在正常收发机操作期间由与发射机路径相关联的VCO产生。对于特定方面，音调生成电路可以是单音调生成电路。
根据特定方面，第一振荡信号是由发射机路径产生的，并且被路由到接收机路径的至少一部分。在该情况下，第二振荡信号是由音调生成电路产生的，其可以与收发机的校准操作相关联。音调生成电路可以是在收发机内部或外部。
图7是根据本公开的特定方面的用于校准发射机路径的LO泄漏的示例性操作700的流程图。操作700可以通过将发射机路径的输出路由到接收机(RX)路径而在702处开始。接收机路径可以是反馈接收机(FBRX)路径，例如，其可以在收发机内部。对于特定方面，路由涉及经由功率放大器(PA)、双工器、RF开关或耦合器中的至少一个将发射机路径的输出路由到接收机。对于其他方面，在702处的路由包括经由天线之前(即在天线和发射机路径之间)的耦合器和多个功率放大器、多个双工器或多个RF开关中的至少一个，来将发射机路径的输出路由到接收机路径。
在704处，第一本振信号可以用于发射机路径，并且在706处，第二本振信号可以用于接收机路径。第一本振信号具有与第二本振信号的第二频率不同的第一频率。对于特定方面，第一本振信号是在正常收发机操作期间由与发射机路径相关联的压控振荡器(VCO)产生。对于特定方面，第二本振信号是由与收发信机的校准操作相关联的音调生成电路产生的。音调生成电路可以在收发机内部(或外部)。对于特定方面，音调生成电路可以是单音调生成电路。
在708处，接收机路径的输出被测量作为用于发射机路径的本振器(LO)泄漏。对于特定方面，测量LO泄漏在时域(而不是频域)中发生。根据特定方面，操作700可以进一步包括通过使用在接收路径的输出处测量的LO泄漏来补偿对于与发射机路径相关联的DAC的输入，来校准发射机路径的LO泄漏。
根据特定方面，操作700进一步包括调整对发射机路径的输入的直流(DC)偏移，以在接收机路径的输出处产生不同的LO泄漏；测量不同的LO泄漏的幅度；以及选择产生用于收发机的最小LO泄漏幅度的经调整的DC偏移。对于特定方面，对发射机路径的输入包括对于与发射机路径相关联的DAC地输入。对于特定方面，调整可以涉及基于测量不同LO泄漏的幅度来执行二进制搜索(或任何其他适当的搜索算法)。对于特定方面，测量不同LO泄漏的幅度包括测量从接收机路径输出的同相(I)信号的幅度；测量从接收机路径输出的正交(Q)信号的幅度；以及计算I信号的幅度的平方和Q信号的幅度的平方的和。对于特定方面，测量不同的LO泄漏的幅度涉及测量在第一和第二频率之差处的接收机路径的输出的幅度。第一和第二频率之差可以是非DC基带音调。对于特定方面，操作700进一步包括使用所选择的DC偏移来操作收发机。
根据特定方面，该操作700可以进一步包括：至少在测量接收机路径的输出之前，将DC信号输入到与发射机路径相关联的DAC。
根据特定方面，该操作700可以进一步包括：从DAC接收对发射机路径的输入，对到发射机路径的输入进行滤波以产生经滤波的信号，以及将经滤波的信号与第一本地振荡信号混合来在基带频率处产生发射机路径的输出。
上述各种操作或方法可以通过能够执行相应功能的任何适当的部件来执行。部件可以包括各种硬件和/或软件组件和/或模块，包括但不限于电路、专用集成电路(ASIC)或处理器。通常，当存在附图中图示的操作时，这些操作可以具有带有类似编号的相应的配对装置加功能组件。
例如，用于传送的功能可以包括发射机(例如，图2中描绘的用户终端120的收发机前端254或者图2中示出的接入点110的收发机前端222)和/或天线(例如，在图2中描绘的用户终端120m的天线252ma至252mu，或者在图2中图示的接入点110的天线224a至224ap)。用于接收的部件可以包括接收机(例如，图2中描绘的用户终端120的收发机前端254，或者图2中所示的接入点110的收发机前端22)和/或天线(例如，在图2中描绘的用户终端120m的天线252ma至252mu，或者在图2中图示的接入点110的天线224a至224ap)。用于处理的部件或用于确定的部件可以包括处理系统，该系统可以包括一个或多个处理器，诸如RX数据处理器270、TX数据处理器288和/或在图2中所示的用户终端120的控制器280。
如本文所使用的，术语“确定”涵盖各种动作。例如，“确定”可以包括运算、计算、处理、推导、调查、查找(例如，在表、数据库或另一数据结构中查找)、查明等。而且，“确定”可以包括接收(例如，接收信息)、访问(例如，访问存储器中的数据)等。而且，“确定”可以包括解析、选择、选取、建立等。
如本文使用的，涉及一系列项目中的“至少一个”的短语指那些项目的任何组合，包括单个成员。作为示例，“a、b或c中的至少一个”旨在涵盖：a，b，c，a-b，a-c，b-c和a-b-c。
结合本公开描述的各种说明性逻辑块、模块和电路可以通过下述来实现或执行：通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑器件(PLD)、分立门或晶体管逻辑、离散硬件组件或设计为执行本文描述的功能的其任何组合。通用处理器可以是微处理器，但是在替代中，处理器可以是任何市售的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器、多个微处理器、一个或多个微处理器结合DSP核心或任何其他这样的配置的组合。
本文公开的方法包括用于实现所述方法的一个或多个步骤或动作。在不背离权利要求的范围的情况下，该方法步骤和/或动作可彼此互换。换言之，除非步骤或动作的特定顺序被指定，在不背离权利要求的范围的情况下，特定步骤和/或动作的顺序和/或使用可以被修改。
所描述的功能可以以硬件、软件、固件或其任何组合来实现。如果以硬件实现，则示例性硬件配置可以包括在无线节点中的处理系统。处理系统可以通过总线架构来实现。根据处理系统和总体设计约束的具体应用，总线可以包括任何数目的互连总线和桥。总线可以使各种电路链接在一起，包括处理器、机器可读介质和总线接口。总线接口可以用于经由总线将网络适配器等连接到处理系统。网络适配器可以用于实现PHY层的信号处理功能。在用户终端120的情况下(参见图1)，用户接口(例如，小键盘、显示器、鼠标、操纵杆等)也可以被连接到总线。总线还可以使各种其他电路相链接，诸如定时源、外围装置、电压调节器、功率管理电路等，这在本领域是公知的，并且因此将不再进一步描述。
处理系统可以被配置为通用处理系统，其具有提供处理器功能的一个或多个微处理器以及提供机器可读介质的至少一部分的外部存储器，全部都通过外部总线架构与其他支持电路链接在一起。替代地，处理系统可以通过ASIC(专用集成电路)(其具有处理器、总线接口、用户接口(接入终端中的情况下)、支持电路和集成到单个芯片中的机器可读介质)来实现，或者通过一个或多个FPGA(现场可编程门阵列)、PLD(可编程逻辑器件)、控制器、状态机、门控逻辑、离散硬件组件或任何其他适当的电路、或者可以执行本公开中描述的各种功能的电路的任何组合来实现。本领域技术人员将认识到如何根据具体应用和施加在总体系统上的总体设计约束来最佳地实现用于处理系统的所述功能。
应当理解，权利要求不限于上述精确配置和组件。在不背离权利要求的范围的情况下，可以在上述方法和装置的布置、操作和细节中进行各种修改、改变和变化。

Claims (30)

1.一种用于校准用于无线通信的收发机的方法，包括：
配置第一振荡信号作为对接收机路径的至少一部分的输入信号；
使用第二振荡信号作为用于所述接收机路径的本振信号来校准所述接收机路径的残留边带(RSB)；以及
在校准所述接收机路径的所述RSB之后，通过将发射机路径的输出路由到所述接收机路径来校准所述发射机路径的RSB。
2.根据权利要求1所述的方法，其中校准所述接收机路径的所述RSB包括：
利用低噪声放大器(LNA)来放大所述第一振荡信号；以及
将经放大的信号与用于所述接收机路径的所述本振信号混合，以产生在所述经放大的信号和所述本振信号的频率之差处的基带频率。
3.根据权利要求1所述的方法，其中校准所述接收机路径的所述RSB包括：将所述第一振荡信号与用于所述接收机路径的所述本振信号混合，以产生在所述第一振荡信号和所述本振信号的频率之差处的基带频率。
4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：在校准所述发射机路径的所述RSB之前，将所述第一振荡信号从所述接收机路径的所述至少一部分断开。
5.根据权利要求1所述的方法，其中校准所述接收机路径的所述RSB包括：
使所述发射机路径的所述输出衰减以生成经衰减的信号；
利用低噪声放大器(LNA)来放大所述经衰减的信号；以及
将经放大的信号与用于所述接收机路径的所述本振信号混合，以产生在所经放大的信号和所述本振信号的频率之差处的基带频率。
6.根据权利要求1所述的方法，其中校准所述接收机路径的所述RSB包括：
从数字到模拟转换器(DAC)接收对所述发射机路径的输入；
对所述对发射机路径的所述输入进行滤波，以产生经滤波的信号；以及
将所述经滤波的信号与第三振荡信号混合作为用于所述发射机路径的本振信号，以在射频处产生所述发射机路径的所述输出。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述第三振荡信号是所述第二振荡信号。
8.根据权利要求1所述的方法，其中校准所述接收机路径的所述RSB和校准所述发射机路径的所述RSB在时域中被执行。
9.根据权利要求1所述的方法，其中校准所述发射机路径的所述RSB包括：计算相位和增益失配，用于补偿对于与所述发射机路径相关联的数字到模拟转换器(DAC)的输入。
10.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：调整可变增益放大器(VGA)的增益，用于放大、缓冲或衰减所述第一振荡信号，使得经放大、缓冲或衰减的信号被用作对所述接收机路径的所述至少一部分的所述输入信号。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一振荡信号由音调生成电路产生，并且其中所述第二振荡信号由与所述发射机路径相关联的压控振荡器(VCO)在正常收发机操作期间产生。
12.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一振荡信号由所述发射机路径产生、并且被路由到所述接收机路径的所述至少一部分，并且其中所述第二振荡信号由音调生成电路产生。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述路由包括：经由功率放大器(PA)、双工器、射频(RF)开关或耦合器中的至少一个将所述发射机路径的所述输出路由到所述接收机路径。
14.一种用于无线通信的装置，包括：
发射机路径；
接收机路径；以及
处理系统，所述处理系统被配置为：
配置第一振荡信号作为对所述接收机(RX)路径的至少一部分的输入信号；
使用第二振荡信号作为用于所述接收机路径的本振信号来校准所述接收机路径的残留边带(RSB)；以及
在校准所述接收机路径的所述RSB之后，通过将发射机路径的输出路由到所述接收机路径来校准所述发射机路径的RSB。
15.根据权利要求14所述的装置，其中所述接收机路径的所述至少一部分包括低噪声放大器(LNA)、混合器和滤波器。
16.根据权利要求14所述的装置，其中所述第一振荡信号由音调生成电路产生，所述音调生成电路与所述发射机路径或所述接收机路径中的至少一个的校准操作相关联。
17.根据权利要求16所述的装置，其中所述音调生成电路在具有所述发射机路径或所述接收机路径中的至少一个的集成电路内部，并且其中所述音调生成电路包括多级压控振荡器(VCO)。
18.根据权利要求14所述的装置，其中所述第一振荡信号由所述发射机路径产生、并且被路由到所述接收机路径的至少一部分。
19.一种用于校准用于无线通信的收发机的方法，包括：
将发射机路径的输出路由到接收机路径；
使用第一本振信号用于所述发射机路径；
使用第二本振信号用于所述接收机路径，其中所述第一本振信号具有与所述第二本振信号的第二频率不同的第一频率；以及
测量所述接收机路径的输出作为用于所述发射机路径的本振器(LO)泄漏。
20.根据权利要求19所述的方法，进一步包括：
调整对所述发射机路径的输入的直流(DC)偏移，以在所述接收机路径的所述输出处产生不同的LO泄漏；
测量所述不同的LO泄漏的幅度；以及
选择经调整的DC偏移，产生用于所述收发机的最小LO泄漏幅度。
21.根据权利要求20所述的方法，其中所述调整包括：基于测量所述不同的LO泄漏的幅度来执行二进制搜索。
22.根据权利要求20所述的方法，其中测量所述不同的LO泄漏的幅度包括：
测量从所述接收机路径输出的同相(I)信号的幅度；
测量从所述接收机路径输出的正交(Q)信号的幅度；以及
计算所述I信号的幅度的平方和所述Q信号的幅度的平方的和。
23.根据权利要求20所述的方法，其中测量所述不同的LO泄漏的幅度包括：在所述第一频率和所述第二频率之差处测量所述接收机路径的所述输出的幅度，并且其中所述第一频率和所述第二频率之差是非DC基带音调。
24.根据权利要求20所述的方法，进一步包括：使用所选择的DC偏移来操作所述收发机。
25.根据权利要求19所述的方法，其中测量所述LO泄漏在时域中发生。
26.根据权利要求19所述的方法，其中所述路由包括：经由功率放大器(PA)、双工器、射频(RF)开关或耦合器中的至少一个将所述发射机路径的所述输出路由到所述接收机路径。
27.根据权利要求19所述的方法，其中所述第一振荡信号由与所述发射机路径相关联的压控振荡器(VCO)在正常收发机操作期间产生，并且其中所述第二振荡信号由与所述收发机的校准操作相关联的音调生成电路产生。
28.根据权利要求19所述的方法，其中所述接收机路径包括在所述收发机内部的反馈接收机(FBRX)路径。
29.根据权利要求19所述的方法，进一步包括：通过使用在所述接收机路径的所述输出处测量到的LO泄漏来补偿对与所述发射机路径相关联的数字到模拟转换器(DAC)的输入，来校准所述发射机路径的所述LO泄漏。
30.一种用于无线通信的装置，包括：
发射机路径；
接收机路径；以及
处理系统，所述处理系统被配置为：
将发射机路径的输出路由到接收机路径；
使用第一本振信号用于发射机路径；
使用第二本振信号用于接收机路径，其中所述第一本振信号具有与所述第二本振信号的第二频率不同的第一频率；以及
测量所述接收机路径的输出作为用于所述发射机路径的本振器(LO)泄漏。
CN201480058956.5A 2013-10-29 2014-10-10 使用可重新配置音调生成器(tg)和本振器(lo)路径的发射机(tx)残留边带(rsb)和lo泄漏校准 Pending CN105850063A (zh)

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