CN107078755A - 用于发射机校准的电路和系统 - Google Patents
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Abstract
操作射频收发器的方法可包括:通过所述收发器的发射电路,基于数字校准信号产生同相(I)和正交(Q)模拟信号;通过所述发射电路,使用所述本机振荡器(LO)将I和Q模拟信号混合相移LO信号以产生上转换的I和Q信号,所述LO信号具有第一频率,并且组合所述上转换的I和Q信号以产生组合信号;和通过所述收发器的接收电路,使用第二频率处的采样率将基于所述组合信号的信号转化为接收的数字信号,所述第二频率低于所述第一频率,其中所述转化下变频组合信号中的频率内容。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年4月6日提交的美国临时专利申请No.62/143,522的优先权,其全部内容通过引用并入本文。
背景技术
射频(RF)发射机通常会遭受与降低传输性能的本机振荡器(LO)和同相(I)和正交(Q)信号路径相关的非理性。LO泄露包括以LO频率的发射信号中的意外代的频率内容。这种泄露通过各种机制发生,包括由于上变频混频器中的隔离不足导致从混频器的LO端口到混频器的输出的LO频率泄漏,以及IQ信号路径中的残余DC偏移混频器的输入与LO频率混频。IQ损失涉及发射信号中图像频率内容的意外生成。这种损失是由于同相和正交信号路径和上变频混频器的相位和增益不匹配而发生的。
图1(a)描述了由发射机发射的信号的频率域视图的实施例。信号包括信号频率处的频率内容。图1(b)描述了由遭受LO泄露和IQ损失的发射机发射的频率域视图的实施例。发射信号包括上转换信号频率的预期频率内容以及LO频率和图像频率处的无意的频率内容。
因此,需要电路和系统来校准发射机以校正LO泄露和IQ损失,优选地同时在包含发射机的收发器的校准路径中使任何进一步的非理性和/或所需的电路最小化。
附图说明
因此,可以理解本发明的特征,下面描述多个附图。然而,附图仅示出了本发明的特定实施例,因此不应将其视为限制其范围,因为本发明可以包括其他同等有效的实施例。
图1(a)-1(b)分别是描述由发射机发射的信号、以及遭受LO泄露和IQ损失的发射机的信号的实施例的频率域表示的图。
图2是描述射频收发器电路的实施例的示意图。
图3是描述收发器电路的数字信号路径和校准电路的实施例的示意图。
图4是描述校准收发器的发射机的方法的实施例的流程图。
图5(a)-5(b)分别是描述提供给收发器电路的接收机的模拟转换器的校准信号、以及模数转换器对二次抽样后的校准信号的实施例的频率域表示的图。
图6是描述校准收发器的发射机的方法的另一实施例的流程图。
图7(a)-7(b)是描述用于校准数据发射的框架结构的实施例的图。
具体实施方式
射频收发器电路和操作收发器电路方法的实施例可提供收发器电路的发射机电路的改善校准,以校正发射机的LO泄露和IQ损失。
射频收发器电路可包括发射电路、接收电路和校准电路。发射电路可基于数字信号产生同相(I)和正交(Q)模拟信号,使用本机振荡器(LO)将I和Q模拟信号混合相移LO信号以产生上转换的I和Q信号,并且组合所述上转换的I和Q信号以产生组合信号。LO信号可处于第一频率。接收电路可通过来自发射电路的环回接收组合信号,并且使用第二频率处的采样率基于组合信号将模拟信号转化为接收的数字信号。第二频率可以低于和第一频率相关的奈奎斯特频率,例如低于第一频率,使得所述转化下变频组合信号中的频率内容。校准电路可计算作为接收的数字信号函数的频道状态信息和校正系数,校正系数校正下列至少之一:LO泄露或IQ损失。
因此,射频收发器电路可以通过发射和接收电路提供用于校准信号的路径,以避免通过使用子采样转换器而不是混合器从发射机电路下回信号,从而在接收电路中传递非理想性,从而简化在发射机电路中计算I和Q校正系数给校正LO泄露或IQ损失,避免了对接收电路的这种非理想性的需要。
在操作收发器电路的方法中,发射电路可以生成基于数字校准信号的I和Q模拟信号,将I和Q模拟信号与LO和相移LO信号进行混合,生成上转换的I和Q信号,并结合上转换的I和Q信号生成组合信号.LO信号可能在第一频率。接收电路可以使用第二频率处的采样率将组合信号的循环信号转换为接收的数字信号,第二频率低于与第一频率相关的奈奎斯特频率,如小于第一频率,使所述转化下变频组合信号中的频率内容。校准电路可以将校正系数计算为接收的数字信号,校正系数校正下列至少之一LO泄露或IQ损失。
在实施例中,为了校准LO泄露,发射电路可以产生组合的上转换的I和Q信号基于第一数字校准信号,校准电路可以根据接收电路从子采样转换得出的数字信号计算频道状态信息。可能是实际的DC信号,然后发射电路可以生成组合的上转换的I和Q信号基于第二数字校准信号,校准电路可以将校正系数计算为校正LO泄露接收电路的二次采样转换和计算的频道状态信息。第二数字校准信号可以是复合音调。
为了校准IQ损失,发射电路可以产生基于第一数字校准信号的组合的上转换的I和Q信号,并且校准电路可以根据接收电路从子采样转换得出的数字信号计算频道状态信息。第一数字校准信号可以是实际音调。然后发射电路可以生成组合的上转换的I和Q信号基于第二数字校准信号,校准电路可以将校正系数计算为校正IQ损失接收电路的二次采样转换和计算的频道状态信息。第二数字校准信号可以是复合音调。
图2描绘了射频收发器电路20的实施例,其提供发射机电路24的改进的校准以解决诸如LO泄露和IQ损失之类的非理性。收发器20可包括接收电路28,发射电路24和校准电路32。
接收电路24可包括一个或多个放大器34,42、加和电路38、模数转换器46、锁相环(PLL)电路50、时钟电路54、数字信号路径和校准电路58的部分和串行接口62。发射电路24可包括串行接口66、数字信号路径和校准电路58的部分、同相信号路径电路70、正交信号路径电路74、加和电路78、相移电路82、分频电路86、LO电路90和PLL电路94。同相信号路径电路70可包括模数转换器98、滤波器102和混合器106。正交信号路径电路74可包括模数转换器110、滤波器114和混合器118。校准电路32可包括从发射机至接收器的环回信号路径电路122、和数字信号路径和校准电路58的部分。
收发器电路20可以如下发射数据。发射机串行接口66可以接收待发射的数字数据。数字信号路径和校准电路58可以将数字数据转换成I和Q组分,根据校准系统确定的校正系数修改I和Q组分以补偿发射LO泄露和IQ不匹配,并将修改的I和Q组分提供给I和Q信号路径。I和Q信号路径的相应模数转换器98,110可以将I和Q组分转换为模拟信号。各滤波器102,114可以过滤转化的组分。各混合器106,118可以通过将组分与由相移电路82、分频电路86、LO电路90和PLL电路94提供的对应的未移位或移位的LO频率信号进行混合,来上转化过滤的组分。加和电路78可将混合I和Q组分加和以产生组合的发射信号。发射信号Tx(t)可以提供给天线发射。在实施例中,发射信号可以可选地在空中发射之前进一步升高到更高的频率。
发射信号可以是作为发信号的LO信号的频率和数据信号的频率内容的函数的发送信号范围。LO信号可以处于被选择以产生预定的发射信号的第一频率传输频率范围。与第一频率相比,要发射的数据信号的带宽可能相对较小,因此发射信号的频率范围可能主要由第一频率决定。在一个实施例中,第一频率可以在约1.8GHz和约2.3GHz之间的范围内选择,并且发射频率范围可以是在约1.8GHz和约2.3GHz之间的该范围内由数据信号确定的带宽的频道。
收发器20可以如下接收数据。接收器28可以接收来自天线的输入信号Rx(t),接收器放大器34,42可以放大接收信号,模数转换器46可以将串行接口66可以输出处理后的数据作为接收数据信号。
接收频率范围可以不同于发射频率范围,例如低于发射频率范围,甚至显着低于发射频率范围。模数转换器46的采样率可以是选择为具有例如与接收信号的接收频率范围相关联的奈奎斯特频率以上的接收频率范围的预定关系。在一个实施例中,接收信号可以在约300MHz与约800MHz,并且采样率可以是第二频率可以高于1.6GHz的对应奈奎斯特频率,例如约2GHz。
图3示出了更详细地示出数字信号路径和校准电路58的收发器20的一部分的实施例。数字信号路径和校准电路58可以包括组件为接收电路,发射中的一个或多个提供功能电路和校准电路。
为了提供接收电路功能,数字信号路径和校准电路126可以接收、处理并提供给串行接口62的数字化接收数据。
为了提供发射电路功能,数字信号路径和校准电路可以包括发射信号路径电路130、复用器134、LO/IQ校正模块138、控制器142和参数寄存器144。发射信号路径电路130可以接收数字数据信号是发射的,并生成表示数据信号的相应的I和Q组件。复用器134可以在操作期间从发射信号路径电路130接收和选择性地传递I和Q发射数据以发送数据。LO/IQ校正模块138可以接收I和Q校正系数,并且使用所接收的校正系数对I和Q数据进行校正,以控制发射的数量。控制器142可以控制数字信号路径和校准电路58的组件的操作,以执行所讨论的功能参数寄存器144可以存储控制发射电路24的操作的可选特征的参数。
为了提供校准电路功能,数字信号路径和校准电路可以包括数字下变频模块146、LO/IQ处理模块150、LO/IQ校正模块138、控制器142,参数寄存器144和校准信号产生器数字下变频模块146可以接收从校准信号得到的子采样的校准数据,并执行进一步的数字下变频和滤波器处理模块150可以接收数字下转换的校准数据并计算频道状态信息并且LO和IQ校正系数。LO/IQ校正模块138可以接收LO和IQ校正系数,并且在操作期间使用接收的校正系数对发射数据进行校正以发射数据。复用器134可以接收并选择性地将校准数据从控制器142可以控制数字信号路径和校准电路58的组件的操作,以执行所讨论的各种功能参数寄存器144可以存储控制校准电路32的操作的可选特征的参数。
图4描绘了以改进的方式校准发射机以解决诸如LO泄露和IQ损失之类的非理想性的方法的实施例。该方法可以在步骤401开始。在步骤402中,数字信号路径和校准电路58可以生成校准信号。例如,校准信号产生器154可以产生所选校准信号的I和I组分,复用器134可以在控制器的控制下通过校准信号而不是发送信号,可以通过或围绕校正模块138。
在步骤403中,发射电路24可以处理,上变频和组合由校准信号产生的I和Q组件,例如,与操作发射数据一样,数字信号路径和校准电路58可以将校准信号提供为I和Q组件用于I和Q信号路径,其中相应的模数转换器98,110可以将I和Q组件中的每一个转换为模拟信号,各个滤波器102,114可以对所转换的信号进行滤波,并且相应的混合器106,118可以将过滤的信号与第一频率处的相应的未移位或移位的LO信号进行混合,加和电路78可以在发射频率范围内添加混合信号以产生校准信号。
在步骤404中,组合的校准信号可以由环回电路122提供给接收器28,例如接收器28的一个或多个放大器42,而不是提供给天线发射。
在步骤405中,接收电路28的模数转换器46可以使用第二频率处的采样率对接收数据进行数字化。除了与接收信号的接收频率范围相关的奈奎斯特频率之外,第二频率的选择还可以选择第二频率低于对应于数据的奈奎斯特频率一频率,如数据在发射频率范围内。在一个实施例中,第二频率可以选择为小于第一频率。因此,与收发器接收数据的操作不同,由于校准信号在发射第一频率范围,而是采用第二频率处的采样率进行采样,对应于发射频率范围,例如在第一频率下,模数转换器46执行校准数据的子采样,从而使校准数据下变频等于第二频率的量。这可以避免使用混合器来下变频由校准信号产生的信号,从而避免引入由这种混合引起的任何进一步的非理想性并简化I和Q校正系数的计算。
为了说明通过子采样进行的下变频,图5(a)描绘了在校准期间提供给模数转换器46的信号的频率域视图的实施例,显示了信号、LO和图像频率处的频率内容,并且图5(b)示出了通过模数转换器46进行二次采样之后的信号的频率域视图的实施例,同时将频率内容向下移动与采样频率对应的量。
在步骤406中,数字信号路径和校准电路58可以处理数字化校准数据以进一步数字地转换校准数据,并在操作期间生成用于校准发射机24以校正LO泄露和IQ不匹配的校正数据以发射数据。
为了计算校正系数,可以考虑发射机操作的以下型号。可以表示对混合器106,118的LO输入,以根据以下等式对IQ损失进行建模:
在这些等式中,m(t)表示LO输入到混合器的和,wc表示LO频率,g表示同相和正交信号路径的增益失配,α表示起始相位,φ表示同相和正交信号路径,并且k1和k2表示指示的因子。
同相和正交输入信号可以根据下式来表示:
s(t)=cos(wst+Θ)+j sin(wst+Θ) (4)
在该等式中,s(t)表示同相和正交信号的和,并且ws表示信号频率。
因此,发射信号可以表示为根据以下等式对IQ损失进行建模:
在这些等式中,tX(t)表示组合的发射信号。该发射号可以通过加上两个表示LO泄露的术语进一步修改,如下所示:
在这些等式中,ε在同相信号路径中对LO泄露建模,并且在正交信号路径中对LO泄露建模。
整体发射信号可以用下式表示:
发射信号的这种表示包括六组,对应于发射机产生的六个信号,图像和LO频率组分,演示了LO泄露和IQ损失非理想。对应于LO频率的组分,从而代表LO泄露,正比于:
组分对应于图像频率并因此表示IQ损失,正比于:
在校准期间,数字信号路径和校准电路执行的数字下变频可能产生以下DC组分:
在这些术语中,w(t)表示噪声。因此,上述组分第一的平均实际和虚部与IQ损失产生的增益和相位不匹配成正比。上述组合的第二部分的平均实际和虚部因此与LO泄露组分成正比。数字下变换过程也可能升级转接接收器的固有DC信号,从而无需估计和补偿DC信号是其他方案所要求的。
因此,量化LO泄露和IQ损失效果(即量化ε、δ、g和φ)的检测度量,在LO泄露的情况下旋转矢量ejα1,在IQ损失的情况下旋转矢量ej(α1+θ),并且由环路增益ρ规模化。可以进行这种频道状态信息的估计,表征由发射电路、接收电路和环回电路形成的频道,包括相位旋转α1和环路增益ρ以确定ε、δ,以及相位旋转α1+θ和环路增益ρ确定g和φ。此外,由于在发射机中用于产生LO频率的PLL的操作中的潜在的不匹配以及接收器中的模数转换器中的采样率,该频道状态信息可随时间变化,并且可以以选定的间隔重新估计。
为了计算LO泄露的频道状态信息,校准操作可以以实际DC信号的形式包括发送校准信号,其在数字下变频时产生DC分量,其由下式给出:
在该等式中,rXi和rXq是产生的DC组分,gdc是DC增益,并且SI是信号。因此可以这样计算环路增益:
可以根据下式计算去旋转器组分:
为了计算IQ损失的频道状态信息,校准操作可以以图像频率的实际音调的形式包含发送校准信号,数字下变频产生DC分量,由下式给出:
因此,可以这样计算环路增益:
去旋转器组分可以根据下面计算:
在计算频道状态信息时,适用于发射数据的校正系数Lic、Lqc、Gc、可以根据上述方程式确定并考虑上式基于ε、δ、g和φ中确定的量存储。例如,校正系数Lic(n)、Lqc(n)以校正LO泄露的迭代值可以作为LO泄露Lir(n)、Lqr(n)和这些校正系数Lic(n-1)、Lqc(n-1)的先前值的当前估计的函数。LO泄露Lir(n)、Lqr(n)的当前估计可以分别与上述数量(13)的平均实际和虚数部分成比例地确定。校正系数Gc(n)、以校正IQ损失的迭代值可以作为相位不匹配Gmm(n)和以及这些校正系数Gc(n-1)、的先前值的增益的当前估计的函数。增益和相位不匹配Gmm(n)和的当前估计可以分别与上述数量(12)的平均实际和虚部成比例地确定。
图6描绘了以改进的方式校准收发器的发射机以解决诸如LO泄露和IQ损失之类的非理想性的方法600的另一实施例。在步骤601中,该方法可以开始,在步骤602中,参数可以为数字信号路径和校准电路设置,例如关于例如发射电路的增益设置。
在步骤603中,可以确定是否校准LO泄露。该确定可以在预定时间进行,诸如在启动、模式转换、设定的时间点、或在设定的时间段之后,或者响应于诸如性能度量的评估之类的预定标准。如果要进行LO泄露的校准,校准可以在两相位过程中进行。在第一相位中,在步骤605中,可以生成第一校准信号,通过发射电路24传播,并通过接收电路28回送。在一个实施例中,第一校准信号可以是实际的DC信号。实际DC信号可以包括常数非零I组和零Q组分。在步骤606中,可以计算LO泄露校准的频道状态信息由数字信号路径和校准电路组件58,如上所述。使用实际DC信号作为校准信号可以通过消除校准信号中的相位旋转来简化计算频道状态信息,从而消除了考虑校准信号的初始相位旋转的需要,以确定校准信号的相位旋转频道状态信息。
在第二相位,在步骤607,第二校准信号可以通过发射24和接收电路28生成和传播。在一个实施例中,第二校准信号可以是复合音调。复合音调可包括I和Q组件振荡可以选择频率以产生与LO频率预定偏移的上转换的校准数据,以最小化在接收电路处的LO相位噪声和1/f噪声的任何影响。在步骤608中,校正系数进行补偿可以计算LO泄露,如上所述。使用复合音调作为校准信号可以通过减少ADC46的量化噪声对计算的影响来提高计算的校正系数的精度,例如与效果相比的这种量化噪声用于实际DC或复数DC校准信号。
在计算LO泄露校正系数时,方法600可以可选地返回到步骤605或607以发射其他校准信号以改进频道状态信息和/或LO泄露校正系数计算。校正系数Lic,Lqc的迭代计算可以按照下列公式进行:
在该等式中,Lic(n)和Lqc(n)代表LO泄露的校正系数的计算的第n次迭代;γ表示应用于当前估计以提供系统阻尼因子的选定百分比;Lir(n)和Lqr(n)代表LO泄露的当前估计;以及Lic(n)和Lqc(n)表示LO泄露的校正系数的计算的第(n-1)次迭代。
一旦迭代细化完成或者如果不执行这样的改进,则方法600可以进行到步骤614。在步骤614中,可以确定是否要执行进一步的校准。可以基于各种因素进行该确定,例如是否已经对LO泄露和IQ损失执行了校准,还是对发射电路的每个增益设置进行了校准。如果要执行进一步的校准,则如果不需要调整参数,则方法600可以返回到步骤602或者替代地步骤603或604。如果不执行进一步的校准,则方法600可以进行到步骤615,方法可能会结束。
如果在步骤603中,不执行LO泄露的校准,方法600可以进行到步骤604.在其他实施例中,步骤603和604的执行顺序以及相应的后续步骤,即寻址顺序是否进行LO泄露和IQ损失校准和执行此类校准,可能会相反。在其他实施例中,可以仅执行LO泄露或IQ损失校准中的一个或另一个。
在步骤604中,可以确定是否校准IQ损失。如在步骤603中,可以基于各种考虑,例如在预定时间,例如,在启动、模式转换、设定的时间点、或在设定的时间段之后,或者响应于预定标准,例如评估的性能指标。如果要执行IQ损失的校准,校准可以在两相位过程中进行。在第一相位,在步骤609,第一校准信号可以通过发射和接收电路生成和传播24,28。在一个实施例中,第一校准信号可以是实际音调。实际音调可以包括一个组分以选定的频率振荡,零Q组分,可以选择频率,以产生用于发射信号的图像频率的上转换的校准数据。在步骤610中,用于IQ损失校准的频道状态信息可以由数字信号路径和校准电路,如上述的LO/IQ处理模块。使用实际音调作为校准信号,可以通过在图像频率上生成信号来改善频道状态信息的计算,不产生校准信号的相应图像信号的发射信号,否则可以使用复合音调生成。
在第二相位,在步骤611,第二校准信号可以通过发射和接收电路生成和传播。在一个实施例中,第二个校准信号可以是复合音调。复合音调可包括I和Q组分振荡频率可以被选择以产生与LO频率预定偏移的上转换校准数据,以最小化在接收电路处的LO相位噪声和1/f噪声的任何影响。在步骤612中,可以计算校正系数以补偿IQ损失,如上所述。使用复合音调作为校准信号,可以通过产生校准信号的图像信号来计算校正系数来补偿IQ损失。
在计算IQ损失校正系数时,该方法可以可选地返回到步骤609或611以发射更多的校准信号以改进频道状态信息和/或IQ损失校正系数计算。校正系数Gc、的迭代计算可以根据以下等式进行:
在该等式中,Gc(n)和代表IQ损失计算增益的第n次迭代和相位校正系数;Gmm(n)和表示增益和相位错配的当前估计;以及Gc(n-1)和表示IQ损失的校正系数的计算的第(n-1)次迭代。一旦迭代细化完成或者如果不执行这样的改进,则该方法可以进行到步骤614。
校准方法的其他实施例可以改变顺序,移除或添加步骤,例如以不同的和/或交错的顺序执行LO和/或IQ校准。
在操作发射数据时,LO/IQ校正模块38可以将用于LO泄露Lic(n)和Lqc(n)的校正系数添加到未校正的I和Q信号组分别。为了执行IQ损失发信的信号校正,LO/IQ校正模块38可以将未校正的Q组分乘以增益校正系数Gc(n),可以将未校正的I组分乘以相位校正系数并且可以将这些结果添加到未校正的Q组分,例如除了LO泄露Lqc(n)的Q校正系数之外。
图7(a)描绘了用于校准数据发射的框架结构的实施例。帧结构可以包括一组n个估计帧,每个n个估计帧包括N个采样和一组t个瞬时帧。在估计帧期间,可以估计频道状态信息或LO泄露和IQ损失。在瞬态帧期间,可以计算和应用频道状态信息或LO/IQ校正系数。另外,发射信号用于下一组可以应用帧,允许接收数据路径被刷新以适应下一组估计帧。
图7(b)描绘了校准期间的校准数据成帧结构的时间序列的实施例,具有用于估计频率状态信息的第一帧结构,用于估计LO/IQ校正系数的后续多个帧结构,以及然后重复该序列。其他实施例可以不同地划分频道状态信息和校正系数计算之间的帧结构。
收发器20和校准方法400,600的另外实施例是可能的。例如,本文所述的收发器20和校准方法400,600的任何实施例的任何特征可以可选地用于收发器20和校准方法400,600的任何其他实施例。此外,收发器20和校准方法400,600的实施例可以可选地包括本文所述的收发器20和校准方法400,600的组分或特征的任何子集。
Claims (26)
1.一种操作射频收发器的方法,该方法包括:
通过所述收发器的发射电路,基于数字校准信号产生同相(I)和正交(Q)模拟信号;
通过所述发射电路,使用所述本机振荡器(LO)将I和Q模拟信号混合相移LO信号以产生上转换的I和Q信号,所述LO信号具有第一频率,并且组合所述上转换的I和Q信号以产生组合信号;和
通过所述收发器的接收电路,使用第二频率处的采样率将基于所述组合信号的信号转化为接收的数字信号,所述第二频率低于所述所述第一频率,其中所述转化下变频组合信号中的频率内容。
2.权利要求1所述的方法,还包括计算作为接收的数字信号函数的频道状态信息,所述频道状态信息表征通过所述发射电路、接收电路和使发射电路连接接收电路的环回电路形成的频道,所述频道状态信息包括下列至少之一:由所述频道产生的相位旋转或所述频道的环路增益。
3.权利要求2所述的方法,还包括:
基于衍生自第二校准信号的第二组合的上转换的I和Q信号,使用第二频率处的采样率将第二信号转化为第二接收的数字信号;和
计算作为第二接收的数字信号和频道状态信息函数的校正系数,所述校正系数校正下列至少之一:发射电路的LO泄露或发射电路的IQ损失。
4.权利要求3所述的方法,其中是校准信号包括实际DC信号,所述第二校准信号包括复合音调,并且所述校正系数校正LO泄露。
5.权利要求3所述的方法,其中所述校准信号包括实际音调,所述第二校准信号包括复合音调,并且所述校正系数校正IQ损失。
6.权利要求1所述的方法,还包括在不混合接收电路的情况下,基于从发射电路至接收电路的模数转换器的组合信号提供信号。
7.权利要求3所述的方法,还包括数字下变频所述第二接收的数字信号以产生DC组分,其中所述计算的频道状态信息包括作为DC组分函数计算的环路增益和去旋转器组分。
8.权利要求3所述的方法,还包括构成校准序列,所述校准序列包括至少一个第二校准信号的情况以计算所述频道状态信息,然后多个校准信号的情况以进行校正系数的迭代计算。
9.权利要求1所述的方法,还包括:
通过天线接收发射信号;和
通过所述接收电路,使用所述第二频率处的采样率基于所述发射信号将所述信号转化为第二数字信号,其中所述第二频率高于和发射信号相关的奈奎斯特频率。
10.权利要求2所述的方法,还包括:
通过所述发射电路,产生I和Q数字信号以用于发射;和
施加所述计算的校正系数至所述产生的I和Q数字信号。
11.射频收发器电路,包括:
发射电路,包括:
数字信号发生器,基于数字校准信号产生同相(I)和正交(Q)模拟信号,
混合器,混合I和Q模拟信号与本机振荡器(LO)和相移LO信号,以产生上转换的I和Q信号,所述LO信号具有第一频率,和
信号组合器,组合上转换的I和Q信号一产生组合信号;和
接收电路,包括模数转换器,以使用第二频率处的采样率将基于所述组合信号的信号转化为接收的数字信号,所述第二频率低于所述所述第一频率,其中所述转化下变频组合信号中的频率内容。
12.权利要求11所述的射频收发器电路,还包括校准电路以计算作为接收的数字信号函数的频道状态信息,所述频道状态信息表征通过所述发射电路、接收电路和使发射电路连接接收电路的环回电路形成的频道,所述频道状态信息包括下列至少之一:由所述频道产生的相位旋转或所述频道的环路增益。
13.权利要求12所述的射频收发器电路,其中所述模数电路
使用第二频率处的采样率,基于衍生自第二校准信号的第二组合的上转换的I和Q信号将所述第二信号转化为第二接收的数字信号;和
所述校准电路计算作为第二接收的数字信号和频道状态信息函数的校正系数,所述校正系数校正下列至少之一:发射电路的LO泄露或发射电路的IQ损失。
14.权利要求13所述的射频收发器电路,其中所述数字校准信号包括实际DC信号,所述第二数字校准信号包括复合音调,并且所述校正系数校正LO泄露。
15.权利要求13所述的射频收发器电路,其中所述数字校准信号包括实际音调,所述第二数字校准信号包括复合音调,并且所述校正系数校正IQ损失。
16.权利要求11所述的射频收发器电路,还包括环回路径,以在不混合接收电路的情况下,基于从发射电路至接收电路的模数转换器的组合信号提供信号。
17.权利要求13所述的射频收发器电路,还包括数字处理器,以数字下变频所述第二接收的数字信号以产生DC组分,其中所述计算的频道状态信息包括作为DC组分函数计算的环路增益和去旋转器组分。
18.权利要求13所述的射频收发器电路,还包括控制器,以构成校准序列,所述校准序列包括至少一个第二校准信号的情况以计算所述频道状态信息,然后多个校准信号的情况以进行校正系数的迭代计算。
19.权利要求11所述的射频收发器电路,还包括:
接收来自天线的发射信号的放大器,
其中所述模数转换器使用第二频率处的采样率将基于所述发射信号的信号转化为第二数字信号,其中所述第二频率高于和发射信号相关的奈奎斯特频率。
20.权利要求12所述的射频收发器电路,其中所述数字信号发生器产生I和Q数字信号以用于发射,并且还包括校正电路以施加所述计算的校正系数至所述产生的I和Q数字信号。
21.射频收发器电路,包括:
用于基于数字校准信号产生同相(I)和正交(Q)模拟信号的构件;
构件,用于使用本机振荡器(LO)将I和Q模拟信号混合相移LO信号以产生上转换的I和Q信号,所述LO信号具有第一频率,并且组合所述上转换的I和Q信号以产生组合信号;和
构件,用于使用第二频率处的采样率将基于所述组合信号的信号转化为接收的数字信号,所述第二频率低于所述所述第一频率,其中所述转化下变频组合信号中的频率内容。
22.权利要求21所述的射频收发器电路,还包括构件,用于计算作为接收的数字信号函数的频道状态信息,所述频道状态信息表征通过所述发射电路、接收电路和使发射电路连接接收电路的环回电路形成的频道,所述频道状态信息包括下列至少之一:由所述频道产生的相位旋转或所述频道的环路增益。
23.权利要求22所述的射频收发器电路,还包括:
构件,用于基于衍生自第二校准信号的第二组合的上转换的I和Q信号,使用第二频率处的采样率将第二信号转化为第二接收的数字信号;和
构件,用于计算作为第二接收的数字信号和频道状态信息函数的校正系数,所述校正系数校正下列至少之一:发射电路的LO泄露或发射电路的IQ损失。
24.权利要求23所述的射频收发器电路,其中所述校准信号包括实际DC信号,所述第二数字校准信号包括复合音调,并且校正系数校正LO泄露。
25.权利要求23所述的射频收发器电路,其中所述校准信号包括实际音调,所述第二校准信号包括复合音调,并且所述校正系数校正IQ损失。
26.权利要求21所述的射频收发器电路,还包括构件,用于在不混合接收电路的情况下,基于从发射电路至所述构件的组合信号提供信号。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113179138A (zh) * | 2020-01-09 | 2021-07-27 | 瑞昱半导体股份有限公司 | 收发器和收发器校准方法 |
WO2022068458A1 (zh) * | 2020-09-29 | 2022-04-07 | 中兴通讯股份有限公司 | 通讯设备、控制方法、基站及计算机可读存储介质 |
CN115242256A (zh) * | 2022-07-21 | 2022-10-25 | 珠海泰芯半导体有限公司 | Iq通道的校正方法、电子设备和计算机存储介质 |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10291242B1 (en) * | 2018-05-30 | 2019-05-14 | Qualcomm Incorporated | Local oscillator (LO) phase continuity |
US10742254B1 (en) * | 2018-08-06 | 2020-08-11 | Xilinx, Inc. | Method and apparatus for a transceiver system |
US11240089B2 (en) * | 2020-05-15 | 2022-02-01 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Methods and apparatus for transmit IQ mismatch calibration |
CN114866107A (zh) * | 2022-03-23 | 2022-08-05 | 北京中科晶上科技股份有限公司 | 无线通信系统的发射机本振泄露预补偿校准装置及方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6982592B2 (en) * | 2001-06-01 | 2006-01-03 | Broadband Innovations, Inc. | Zero if complex quadrature frequency discriminator and FM demodulator |
CN101197606A (zh) * | 2006-12-04 | 2008-06-11 | 京信通信技术(广州)有限公司 | 应用于直放站中的数字中频变频方法及其变频系统 |
US20090143031A1 (en) * | 2005-03-11 | 2009-06-04 | Peter Shah | Harmonic suppression mixer and tuner |
US20100318865A1 (en) * | 2009-06-12 | 2010-12-16 | Integrant Technologies Inc. | Signal processing apparatus including built-in self test device and method for testing thereby |
CN102474236A (zh) * | 2009-07-06 | 2012-05-23 | 富士通株式会社 | 多相滤波器以及具有该多相滤波器的单边带混频器 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI318526B (en) * | 2006-02-10 | 2009-12-11 | Realtek Semiconductor Corp | Quadrature modulation transceiver and parameter estimating method thereof for iq imbalance calibration |
US7620373B2 (en) | 2006-06-23 | 2009-11-17 | Sierra Monolithics, Inc. | Apparatus and method for calibration of gain and/or phase imbalance and/or DC offset in a communication system |
US8630211B2 (en) * | 2010-06-30 | 2014-01-14 | Qualcomm Incorporated | Hybrid radio architecture for repeaters using RF cancellation reference |
US8975959B2 (en) * | 2011-11-30 | 2015-03-10 | Rf Micro Devices, Inc. | Monotonic conversion of RF power amplifier calibration data |
US8908575B2 (en) | 2012-04-16 | 2014-12-09 | Qualcomm Incorporated | Methods and systems for calibrating a frequency-division duplexing transceiver |
US8908753B2 (en) | 2012-05-17 | 2014-12-09 | Andrew Llc | Calibration sub-system for telecommunication systems |
TWI524705B (zh) | 2013-05-15 | 2016-03-01 | 瑞昱半導體股份有限公司 | 通訊系統校正方法以及通訊系統校正裝置 |
US9537520B2 (en) * | 2014-05-14 | 2017-01-03 | Samsung Electronics Co., Ltd | Method and apparatus for calibrating distortion of signals |
TWI536779B (zh) * | 2014-05-29 | 2016-06-01 | 瑞昱半導體股份有限公司 | 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 |
-
2016
- 2016-04-06 CN CN201680003227.9A patent/CN107078755B/zh active Active
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6982592B2 (en) * | 2001-06-01 | 2006-01-03 | Broadband Innovations, Inc. | Zero if complex quadrature frequency discriminator and FM demodulator |
US20090143031A1 (en) * | 2005-03-11 | 2009-06-04 | Peter Shah | Harmonic suppression mixer and tuner |
CN101197606A (zh) * | 2006-12-04 | 2008-06-11 | 京信通信技术(广州)有限公司 | 应用于直放站中的数字中频变频方法及其变频系统 |
US20100318865A1 (en) * | 2009-06-12 | 2010-12-16 | Integrant Technologies Inc. | Signal processing apparatus including built-in self test device and method for testing thereby |
CN102474236A (zh) * | 2009-07-06 | 2012-05-23 | 富士通株式会社 | 多相滤波器以及具有该多相滤波器的单边带混频器 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113179138A (zh) * | 2020-01-09 | 2021-07-27 | 瑞昱半导体股份有限公司 | 收发器和收发器校准方法 |
WO2022068458A1 (zh) * | 2020-09-29 | 2022-04-07 | 中兴通讯股份有限公司 | 通讯设备、控制方法、基站及计算机可读存储介质 |
CN115242256A (zh) * | 2022-07-21 | 2022-10-25 | 珠海泰芯半导体有限公司 | Iq通道的校正方法、电子设备和计算机存储介质 |
CN115242256B (zh) * | 2022-07-21 | 2024-01-02 | 珠海泰芯半导体有限公司 | Iq通道的校正方法、电子设备和计算机存储介质 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107078755B (zh) | 2019-07-16 |
US9762284B2 (en) | 2017-09-12 |
US20160294437A1 (en) | 2016-10-06 |
WO2016164479A1 (en) | 2016-10-13 |
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