CN110858769B - 接收器电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种收发器中的接收器电路,其包含:一校正电路,设置成依据一同相检测信号与一正交相检测信号进行一同相/正交相不匹配校正运作,以产生一个或多个补偿参数;一参数储存电路;一干扰检测电路,设置成依据该同相检测信号与该正交相检测信号,产生一信号干扰比估算值;以及一接收端控制电路,设置成依据该信号干扰比估算值来判断是否要舍弃该一个或多个补偿参数,其中,只有在该信号干扰比估算值超过一预定临界值的情况下,该接收端控制电路才会把该一个或多个补偿参数储存至该参数储存电路中。
Description
技术领域
本发明涉及收发器(transceiver),尤指一种可依据信号干扰比决定是否舍弃同相/正交相不匹配补偿参数的接收器电路。
背景技术
在许多无线通信装置的接收器电路中,同相信号(in-phase signal,简称I信号)与正交相信号(quadrature signal,简称Q信号)两者间常会存在增益不匹配(gainmismatch)和/或相位不匹配(phase mismatch)的情况,也就是所谓的同相/正交相不匹配(I/Q mismatch)。
同相/正交相不匹配的情况会产生镜像频率干扰(mirror frequencyinterference),导致接收器电路的信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)下降,进而降低整体系统的数据传输量(throughput)。
发明内容
有鉴于此,如何有效改善接收器电路中的同相/正交相不匹配的情况,实为有待解决的问题。
本说明书提供一种收发器中的接收器电路的实施例,其包含:一校正电路,设置成依据一同相检测信号与一正交相检测信号进行一同相/正交相不匹配校正运作,以产生一个或多个补偿参数;一参数储存电路;一干扰检测电路,设置成依据该同相检测信号与该正交相检测信号,产生一信号干扰比估算值;以及一接收端控制电路,耦接于该校正电路、该参数储存电路、与该干扰检测电路,并设置成依据该信号干扰比估算值来判断是否要舍弃该一个或多个补偿参数,其中,只有在该信号干扰比估算值超过一预定临界值的情况下,该接收端控制电路才会把该一个或多个补偿参数储存至该参数储存电路中。
上述实施例的优点之一,是依据信号干扰比估算值来决定是否保留校正电路所产生的补偿参数,可避免在受到干扰影响的情况下所产生的补偿参数被使用在后续的正常运作中,所以能更有效降低接收器电路的同相/正交相不匹配程度。
上述实施例的另一优点,是可改善接收器电路的信噪比,所以能够提升收发器的整体数据传输量。
本发明的其他优点将搭配以下的说明和图式进行更详细的解说。
附图说明
图1为本发明一实施例的收发器简化后的功能方块图。
图2为图1中的干扰检测电路的一实施例简化后的功能方块图。
图3为图1中的干扰检测电路的另一实施例简化后的功能方块图。
具体实施方式
以下将配合相关图式来说明本发明的实施例。在图式中,相同的标号表示相同或类似的元件或方法流程。
图1为本发明一实施例的收发器100简化后的功能方块图。收发器100包含一接收器电路110与一发送电路120。在正常运作时,接收器电路110可处理接收天线102传来的接收信号Rx,发送电路120则可产生要通过发送天线104发送出去的发送信号Tx。
在进行正常运作之前,接收器电路110会进行同相/正交相不匹配校正程序,以消除或减轻接收器电路110中的同相/正交相不匹配情况。
如图1所示,本实施例中的接收器电路110包含一模拟信号处理电路111、一同相信号处理电路112、一正交相信号处理电路113、一校正电路114、一参数储存电路115、一干扰检测电路116、以及一接收端控制电路117。
模拟信号处理电路111设置成处理接收天线102所接收到的信号。同相信号处理电路112耦接于模拟信号处理电路111,并设置成依据模拟信号处理电路111输出的信号产生一同相检测信号DI。正交相信号处理电路113耦接于模拟信号处理电路111,并设置成依据模拟信号处理电路111输出的信号产生一正交相检测信号DQ。
校正电路114耦接于同相信号处理电路112与正交相信号处理电路113,并设置成依据同相检测信号DI与正交相检测信号DQ进行一同相/正交相不匹配校正运作,以产生一个或多个补偿参数IQK。
例如,校正电路114可依据同相检测信号DI与正交相检测信号DQ,计算出因同相/正交相不匹配所造成的镜像频率成分(image frequency component)的功率大小,并执行各种合适的校正演算法来调整校正电路114中的相关补偿系数,和/或模拟信号处理电路111中的相关放大器(未绘示于图中)的增益值,以将前述的镜像频率成分的功率极小化。当校正电路114将前述的镜像频率成分的功率降到极小值时,便完成当前的同相/正交相不匹配校正运作。此时,校正电路114可将获得的补偿系数和/或相关放大器的增益值,以适当的数据格式输出成前述的一个或多个补偿参数IQK。
干扰检测电路116耦接于同相信号处理电路112与正交相信号处理电路113,并设置成依据同相检测信号DI与正交相检测信号DQ进行一干扰检测(interferencedetection)运作,以产生与收发器100当前环境中的干扰程度相对应的一信号干扰比估算值SIR。
前述干扰检测电路116产生信号干扰比估算值SIR的运作,会与校正电路114产生前述一个或多个补偿参数IQK的运作同时进行。
接收端控制电路117耦接于校正电路114、参数储存电路115、与干扰检测电路116,并设置成依据干扰检测电路116当前运作所产生的信号干扰比估算值SIR,来判断是否要舍弃校正电路114当前运作所产生的补偿参数IQK。在运作时,接收端控制电路117可将干扰检测电路116产生的信号干扰比估算值SIR与一预定临界值进行比较,以判断出收发器100当前环境中的干扰程度高低。
在本实施例中,只有在信号干扰比估算值SIR超过一预定临界值的情况下,接收端控制电路117才会把校正电路114当前运作所产生的一个或多个补偿参数IQK储存至参数储存电路115中。在之后的正常运作中,校正电路114和/或模拟信号处理电路111中的相关放大器,可依据参数储存电路115中所储存的一个或多个补偿参数IQK来运作,以降低或消除接收器电路110中的同相/正交相不匹配情况。
反之,倘若信号干扰比估算值SIR低于预定临界值,则接收端控制电路117会舍弃校正电路114当前运作所产生的补偿参数IQK,而不会储存到参数储存电路115中。这是因为校正电路114在受到当前环境中的干扰影响下所产生的补偿参数会有许多偏差存在。倘若校正电路114和/或模拟信号处理电路111中的相关放大器在后续的正常运作中使用具有偏差的错误补偿参数,则会导致接收器电路110的运作效能受到同相/正交相不匹配的影响而降低。
实作上,前述的模拟信号处理电路111、同相信号处理电路112、正交相信号处理电路113、与发送电路120,皆可用各种合适的现有电路来实现。参数储存电路115可用各种合适的非挥发性储存装置来实现。校正电路114与干扰检测电路116,皆可用各种具有数位运算能力的合适电路来实现。接收端控制电路117则可用各种合适的数位处理电路来实现。
另外,前述收发器100中的不同功能方块可分别用不同的电路来实现,也可整合在一单一电路晶片中。例如,可将接收器电路110中的不同功能方块整合在一单一电路晶片中,并将发送电路120以另一个电路晶片实现。或者,也可将接收器电路110与发送电路120同时整合在一单一电路晶片中。
请参考图2,其所绘示为图1中的干扰检测电路116的一实施例简化后的功能方块图。
在图2的实施例中,干扰检测电路116包含有一时域信号强度估算电路210、一第一频域信号强度估算电路220、一第二频域信号强度估算电路230、以及一信号干扰比估算电路240。时域信号强度估算电路210、第一频域信号强度估算电路220、与第二频域信号强度估算电路230,都耦接于同相信号处理电路112与正交相信号处理电路113两者的输出端,而信号干扰比估算电路240则耦接于时域信号强度估算电路210、第一频域信号强度估算电路220、与第二频域信号强度估算电路230三者的输出端。
当接收器电路110要进行前述的同相/正交相不匹配校正程序时,接收端控制电路117会指示发送电路120通过发送天线104在一特定时间点发射出具有给定频率的一预定信号Tst,以使接收天线102接收发送天线104所发射出来的信号。
此时,模拟信号处理电路111会处理接收天线102在前述特定时间点所接收到的信号,并将处理后的信号发送给同相信号处理电路112与正交相信号处理电路113。同相信号处理电路112会依据模拟信号处理电路111在前述特定时间点输出的信号,来产生前述的同相检测信号DI,而正交相信号处理电路113也会依据模拟信号处理电路111在特定时间点输出的信号,来产生前述的正交相检测信号DQ。
在干扰检测电路116中,时域信号强度估算电路210设置成依据前述的同相检测信号DI与正交相检测信号DQ,来产生与一目标频率相应的一时域信号强度估算值。在本实施例中,前述的目标频率是预定信号Tst的频率。
第一频域信号强度估算电路220设置成依据前述的同相检测信号DI与正交相检测信号DQ,来产生与目标频率相应的一频域目标信号强度估算值。
第二频域信号强度估算电路230设置成依据前述的同相检测信号DI与正交相检测信号DQ,来产生与一特定频率相应的一频域信号强度估算值。
在本实施例中,信号干扰比估算电路240设置成可依据时域信号强度估算电路210、第一频域信号强度估算电路220、与第二频域信号强度估算电路230三者产生的估算值,来产生与收发器100当前环境中的宽频干扰(wide band interference)程度相应的一信号干扰比估算值SIR,或是依据第一频域信号强度估算电路220与第二频域信号强度估算电路230两者产生的估算值,来产生与收发器100当前环境在特定频率点的窄频干扰(narrow band interference)程度相应的一信号干扰比估算值SIR。
倘若接收端控制电路117想要量测收发器100当前环境中的宽频干扰程度,则第二频域信号强度估算电路230可按照接收端控制电路117的指示,依据同相检测信号DI与正交相检测信号DQ,来产生与前述目标频率的一镜像频率相应的一频域镜像频率信号强度估算值。
在此情况下,信号干扰比估算电路240可依据前述的时域信号强度估算值、频域目标信号强度估算值、与频域镜像频率信号强度估算值三者,来产生与收发器100当前环境中的宽频干扰程度相应的一信号干扰比估算值SIR。
在运作时,信号干扰比估算电路240可依据时域信号强度估算值、频域目标信号强度估算值、与频域镜像频率信号强度估算值,计算出一频域宽频干扰强度估算值。例如,信号干扰比估算电路240可依据下列算式(1)来产生频域宽频干扰强度估算值:
频域宽频干扰强度估算值=N*时域信号强度估算值-频域目标信号强度估算值-频域镜像频率信号强度估算值……(1)
其中,N是对同相检测信号DI与正交相检测信号DQ两者的取样次数。
接着,信号干扰比估算电路240将频域目标信号强度估算值除以频域宽频干扰强度估算值,便可产生能够反映出收发器100当前环境中的宽频干扰程度的信号干扰比估算值SIR。
接收端控制电路117可将信号干扰比估算值SIR与一第一预定临界值进行比较,以判断出收发器100当前环境中的宽频干扰程度高低。在本实施例中,倘若信号干扰比估算值SIR大于或等于第一预定临界值,则代表当前的宽频干扰程度还在可以接受的范围内。反之,倘若信号干扰比估算值SIR低于第一预定临界值,则代表当前的宽频干扰程度太高,会导致校正电路114所产生的补偿参数不可靠。
因此,接收端控制电路117可以在信号干扰比估算值SIR超过第一预定临界值的情况下,才将校正电路114当前运作所产生的一个或多个补偿参数IQK储存至参数储存电路115中,以供校正电路114和/或模拟信号处理电路111中的相关放大器在之后的正常运作中使用。
另一方面,倘若接收端控制电路117想要量测收发器100当前环境在特定频率点的窄频干扰程度,则接收端控制电路117可将所关注的特定频率点以适当的参数或数据形式发送给第二频域信号强度估算电路230,使得第二频域信号强度估算电路230依据同相检测信号DI与正交相检测信号DQ,来产生与一窄频干扰频率相应的一频域窄频干扰强度估算值,其中,前述的窄频干扰频率对应于接收端控制电路117所关注的特定频率点。
在此情况下,信号干扰比估算电路240可将频域目标信号强度估算值除以频域窄频干扰强度估算值,以产生能够反映出收发器100当前环境在特定频率点的窄频干扰程度的信号干扰比估算值SIR。
接收端控制电路117可将信号干扰比估算值SIR与一第二预定临界值进行比较,以判断出收发器100当前环境在特定频率点的窄频干扰程度高低。在本实施例中,倘若信号干扰比估算值SIR大于或等于第二预定临界值,则代表当前在特定频率点的窄频干扰程度还在可以接受的范围内。反之,倘若信号干扰比估算值SIR低于第二预定临界值,则代表收发器100当前在特定频率点的窄频干扰程度太高,会导致校正电路114当前所产生的补偿参数不可靠。
因此,接收端控制电路117可以在信号干扰比估算值SIR超过第二预定临界值的情况下,才将校正电路114当前运作所产生的一个或多个补偿参数IQK储存至参数储存电路115中,以供校正电路114和/或模拟信号处理电路111中的相关放大器在之后的正常运作中使用。
由前述说明可知,在干扰检测电路116所产生信号干扰比估算值SIR低于相关临界值的情况下将校正电路114当前运作所产生的补偿参数IQK舍弃,可有效避免校正电路114和/或模拟信号处理电路111中的相关放大器在后续的正常运作中使用错误的补偿参数。这样的做法,能更有效降低接收器电路110的同相/正交相不匹配程度。
如此一来,便可有效改善接收器电路110的信噪比,进而能够提升收发器100的整体数据传输量。
请注意,前述图2中的电路架构只是一示范性的实施例,并非局限本发明的实际实施方式。
例如,在接收端控制电路117只需要依据收发器100当前环境在特定频率点的窄频干扰程度来判断是否舍弃校正电路114当前所产生的补偿参数的应用中,可将前述图2中的时域信号强度估算电路210省略,以形成如图3所示的架构。
前述有关图2中的其他元件的连接关系、实施方式、运作方式、以及相关优点等说明,亦适用于图3的实施例。为简洁起见,在此不重复叙述。
在说明书及申请专利范围中使用了某些词汇来指称特定的元件,而本领域内的技术人员可能会用不同的名词来称呼同样的元件。本说明书及申请专利范围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基准。在说明书及申请专利范围中所提及的“包含”为开放式的用语,应解释成“包含但不限定于”。另外,“耦接”一词在此包含任何直接及间接的连接手段。因此,若文中描述第一元件耦接于第二元件,则代表第一元件可通过电性连接或无线传输、光学传输等信号连接方式而直接地连接于第二元件,或通过其它元件或连接手段间接地电性或信号连接至第二元件。
在说明书中所使用的“和/或”的描述方式,包含所列举的其中一个项目或多个项目的任意组合。另外,除非说明书中特别指明,否则任何单数格的用语都同时包含复数格的含义。
以上仅为本发明的较佳实施例,凡依本发明权利要求所做的等效变化与修改,皆应属本发明的涵盖范围。
【符号说明】
100收发器(transceiver)
102接收天线(receiving antenna)
104发送天线(transmitting antenna)
110接收器电路(receiver circuit)
111模拟信号处理电路(analog signal processing circuit)
112同相信号处理电路(in-phase signal processing circuit)
113正交相信号处理电路(quadrature signal processing circuit)
114校正电路(calibration circuit)
115参数储存电路(parameter storage circuit)
116干扰检测电路(interference detection circuit)
117接收端控制电路(receiver control circuit)
120发送电路(transmitter circuit)
210时域信号强度估算电路(time-domain signal power estimation circuit)
220第一频域信号强度估算电路(first frequency-domain signal powerestimation circuit)
230第二频域信号强度估算电路(second frequency-domain signal powerestimation circuit)
240信号干扰比估算电路(signal-to-interference ratio estimationcircuit)
DI同相检测信号(in-phase detection signal)
DQ正交相检测信号(quadrature detection signal)
IQK补偿参数(compensation parameter)
SIR信号干扰比估算值(estimated signal-to-interference ratio)
Rx接收信号(received signal)
Tx发送信号(transmission signal)
Tst预定信号(predetermined signal)。
Claims (5)
1.一种收发器中的接收器电路,包含:
一校正电路,设置成依据一同相检测信号与一正交相检测信号进行一同相/正交相不匹配校正运作,以产生一个或多个补偿参数;
一参数储存电路;
一干扰检测电路,设置成依据该同相检测信号与该正交相检测信号,产生一信号干扰比估算值;以及
一接收端控制电路,耦接于该校正电路、该参数储存电路、与该干扰检测电路,并设置成依据该信号干扰比估算值来判断是否要舍弃该一个或多个补偿参数,其中,只有在该信号干扰比估算值超过一预定临界值的情况下,该接收端控制电路才会把该一个或多个补偿参数储存至该参数储存电路中,
其中,该干扰检测电路包含:
一时域信号强度估算电路,设置成依据该同相检测信号与该正交相检测信号,产生与一目标频率相应的一时域信号强度估算值;
一第一频域信号强度估算电路,设置成依据该同相检测信号与该正交相检测信号,产生与该目标频率相应的一频域目标信号强度估算值;
一第二频域信号强度估算电路,设置成依据该同相检测信号与该正交相检测信号,产生与该目标频率的一镜像频率相应的一频域镜像频率信号强度估算值;以及
一信号干扰比估算电路,耦接于该时域信号强度估算电路、该第一频域信号强度估算电路、与该第二频域信号强度估算电路,并设置成依据该时域信号强度估算值、该频域目标信号强度估算值、与该频域镜像频率信号强度估算值,来产生该信号干扰比估算值。
2.如权利要求1所述的接收器电路,其进一步包含:
一模拟信号处理电路,设置成处理该收发器的一接收天线所接收到的信号;
一同相信号处理电路,设置成依据该模拟信号处理电路输出的信号产生该同相检测信号;以及
一正交相信号处理电路,设置成依据该模拟信号处理电路输出的信号产生该正交相检测信号。
3.如权利要求2所述的接收器电路,其中,该干扰检测电路产生该信号干扰比估算值的运作,会与该校正电路产生该一个或多个补偿参数的运作同时进行。
4.如权利要求2所述的接收器电路,其中,该接收端控制电路会指示该收发器的一发送电路,通过一发送天线在一特定时间点发射出一预定信号,而该同相信号处理电路会依据该模拟信号处理电路在该特定时间点输出的信号,来产生该同相检测信号,且该正交相信号处理电路会依据该模拟信号处理电路在该特定时间点输出的信号,来产生该正交相检测信号。
5.如权利要求1所述的接收器电路,其中,该信号干扰比估算电路会依据该时域信号强度估算值、该频域目标信号强度估算值、与该频域镜像频率信号强度估算值,计算出一频域宽频干扰强度估算值,再将该频域目标信号强度估算值除以该频域宽频干扰强度估算值,以产生该信号干扰比估算值。
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