CN115250124B - 收发器电路与传送功率偏差补偿方法 - Google Patents

Abstract

一种收发器电路，包括计数器装置、补偿电路以及调整电路。计数器装置用以计数接收操作的执行时间，并对应地产生计数结果。补偿电路耦接计数器装置，用以接收计数结果，根据计数结果决定多个补偿值，并且在传送操作中依序输出该多个补偿值，其中传送操作接续在接收操作之后。调整电路耦接补偿电路，用以接收这些补偿值，并且在传送操作中依序根据该多个补偿值调整信号的振幅，其中该多个补偿值分别被应用于信号的不同部分。

Description

收发器电路与传送功率偏差补偿方法

技术领域

本发明是关于一种可有效补偿传送功率偏差的收发器电路与对应的传送功率偏差补偿方法。

背景技术

在放大器电路为通信系统中经常使用的电路，用以增加信号的输出功率。放大器电路通过电源取得能量来源，并控制输出信号的波形与输入信号一致，但具有较大的振幅。经放大器电路放大后的信号会由接收端接收。接收端利用接收到的信号估计出适当的信号增益值，并可依此结果处理后续接收到的信号。

由于放大器电路的增益会随着本身或环境的温度升高而下降，在放大器电路的设定维持不变的情况下，信号的传送功率便可能因温度改变而产生变化。例如，放大器电路的设定在传送一个分组的过程中通常不会被改变。然而，由于传送分组的过程中放大器电路的温度持续上升，因而发生分组的不同部分有着不同传送功率的问题。这样的问题在分组长度很长时会变得更为严重，因为分组在首段与尾段的传送功率有显著差异。

由于接收端通常利用分组前导码(preamble)的解调结果决定之后处理此分组所使用的增益值，若同一分组的传送功率差异过大，将使得传送端误差向量幅度(ErrorVector Magnitude，缩写EVM)的测量结果不佳。

为解决此问题，需要一种新颖的收发器电路架构与对应的传送功率偏差补偿方法，用以补偿收发器电路的传送功率偏差。

发明内容

本发明的一个目的在于解决同一分组的传送功率差异过大的问题。

根据本发明的一个实施例，一种收发器电路，包括计数器装置、补偿电路以及调整电路。计数器装置用以计数接收操作的执行时间，并对应地产生计数结果。补偿电路耦接计数器装置，用以接收计数结果，根据计数结果决定多个补偿值，并且在传送操作中依序输出该多个补偿值，其中传送操作接续在接收操作之后。调整电路耦接补偿电路，用以接收该多个补偿值，并且在传送操作中依序根据该多个补偿值调整信号的振幅，其中该多个补偿值分别被应用于信号的不同部分。

根据本发明的一个实施例，一种传送功率偏差补偿方法，包括：计算收发器电路的接收操作的执行时间；根据接收操作的执行时间决定多个补偿值；以及在收发器电路的传送操作中依序根据该多个补偿值调整信号的振幅，其中传送操作接续在接收操作之后，并且该多个补偿值分别被应用于信号的不同部分。

附图说明

图1显示信号功率示例图。

图2是显示根据本发明的一个实施例所述的收发器电路框图。

图3是显示根据本发明的一个实施例所述的补偿表格内容示例。

图4是显示根据本发明的一个实施例所述的信号功率示例图。

图5是显示根据本发明的一个实施例所述的传送功率偏差补偿方法流程图。

具体实施方式

通信系统的收发器电路通常用于执行信号的传送操作与接收操作。然而，如上所述，传统的收发器电路架构会发生同一分组的传送功率差异过大的问题。举例而言，当收发器电路接续在一个长时间的接收操作之后执行一个传送操作，便会于随后的传送操作中发生传送功率差异过大的问题。发生大幅度传送功率变化的原因在于，在收发器电路执行接收操作的时间区间，传送信号处理路径上的功率放大器不会运作，因此功率放大器的温度会逐渐下降。接收操作的执行时间越长，功率放大器的温度下降幅度越大。直到功率放大器响应于传送操作的执行开始运作后，功率放大器的温度才会开始提升。

然而，由于功率放大器的增益会随着本身或环境的温度升高而下降，如此温度的变化将造成功率放大器的增益于执行传送操作的时间区间内下降，进而导致信号的传送功率变化。

图1显示信号功率示例图，在图中TX表示传送操作，RX表示接收操作，而标示TX的时间区间为收发器电路执行传送操作的时间区间，标示RX的时间区间为收发器电路执行接收操作的时间区间。如图1以虚线圆圈框起的区域所示，在执行传送操作的时间区间内，信号的功率持续在下降。这样的问题在欲传送的分组长度很长时会变得更为严重，因为分组在首段与尾段的传送功率有显著差异。为解决此问题，本发明提出一种新颖的收发器电路架构与对应的传送功率偏差补偿方法。

图2是显示根据本发明的一个实施例所述的收发器电路方块图。收发器电路200可包括基频信号处理装置210、数字至模拟转换器(Digital to Analog Converter，缩写DAC)220、模拟放大器230、混频器240、功率放大器250以及天线260。

值得注意的是，图2为一个简化的收发器电路示意图，其中仅显示出部分传送信号处理路径上的元件。本领域技术人员均可理解，通信装置可以包含许多未示于图2的元件，例如，适用于接收信号处理路径上的元件，以及传送信号处理路径上的其他元件，以实施无线通信及相关的信号处理的功能。

基频信号处理装置210用以接收并处理要被传送的信号TX_Sig。数字至模拟转换器220用以将处理过的信号TX_Sig由数字域转换至模拟域。模拟放大器230用以在模拟域放大信号TX_Sig。混频器240用以将信号TX_Sig自基频的频域升频至射频的频域。功率放大器250用以在通过天线260传送前放大射频信号。

根据本发明的一个实施例，基频信号处理装置210可包括信号处理区块211、计数器装置212、补偿电路213以及调整电路214。信号处理区块211用以处理基频信号。计数器装置212用以计数收发器电路200的接收操作的执行时间，并对应地产生计数结果。补偿电路213耦接计数器装置212，用以接收计数结果，根据计数结果决定多个补偿值，并且将补偿值输出。调整电路214耦接补偿电路213，用以接收补偿值，并且在发器电路200的传送操作中依序根据补偿值调整要被传送的信号的振幅，其中此传送操作是接续在前述接收操作之后。

根据本发明的一个实施例，根据接收操作的执行时间(例如，前述的计数结果)所决定的补偿值分别被应用于信号的不同部分。在一些实施例中，补偿电路213可在传送操作中依序将补偿值提供给调整电路214，使调整电路214可即时将补偿值应用于信号对应的部分。在另一些实施例中，补偿电路213亦可直接将多个补偿值提供给调整电路214，并且由调整电路214自行根据传送操作的执行时间选择对应的补偿值调整信号的振幅。

根据本发明的一个实施例，补偿电路213可被实现为硬件表格电路，例如，补偿电路213可包括多个控制逻辑，以实现出查找表。在本发明的实施例中，补偿电路213可储存或记录多个补偿设定，各补偿设定可分别包含多个对应的补偿值，且这些补偿设定是分别对应于不同长度的执行时间(例如，接收操作的执行时间)。补偿电路213可根据计数器装置212的计数结果自这些补偿设定中选择一个适当的补偿设定。

图3是显示根据本发明的一个实施例所述的补偿表格内容示例。根据本发明的一个实施例，补偿表格300可记录多个补偿设定，例如，图3中的各行是对应于一个补偿设定。各补偿设定对应于一段接收操作执行时间，例如，图中所示的0～600微秒(microsecond，缩写为us)、600～1200微秒等。此外，各补偿设定分别包含多个补偿值，各补偿值对应于一段分组内时间，例如，图中所示的0～50微秒、50～150微秒等。

假设目前所计算的接收操作的执行时间或所得的执行时间计数结果为3000微秒，补偿电路213可根据此信息对应地选择第3个补偿设定，并且可在传送操作中依序在对应的时间将补偿值提供给调整电路214，使调整电路214可即时根据补偿值调整信号对应的部分。例如，补偿电路213可在传送操作已执行50毫秒时，或者于基频信号处理装置210正在处理分组(即，在当前传送操作中欲传送的分组)的第50毫秒所对应的部分时，将补偿值0.03分贝(decibel，缩写dB)提供给调整电路214，接着在传送操作已执行150毫秒时，或者于基频信号处理装置210正在处理分组的第150毫秒所对应的部分时，将补偿值0.06分贝提供给调整电路214，并以此类推。其中，调整电路214可根据接收到的补偿值对信号执行电压放大操作。例如，在本发明的一个实施例中，调整电路214接收到的补偿值可以是电压放大的比例，假设补偿前的信号的振幅为0.03mV(毫伏特)，则调整电路214可根据补偿值0.03分贝将信号的振幅放大为0.0301mV，并以此类推。

续以前例进一步说明，在本发明的实施例中，调整电路214会将0.03分贝的补偿值应用于分组的第50～150毫秒的部分，将0.06分贝的补偿值应用于分组的第150～350毫秒的部分，并以此类推，直到传送操作结束或分组结束。

根据本发明的一个实施例，调整电路214可以是数字电压振幅输出调整器，用以于信号处理区块211之后进一步调整基频信号的电压振幅。例如，调整电路214可根据既定增益值放大基频信号的电压振幅，使基频信号的电压振幅符合基本的传输需求。除原本的放大操作外，在本发明的实施例中，调整电路214可更如以上示例所述，根据补偿电路213所提供的补偿值在数字域额外调整基频信号的电压振幅。因此，调整电路214实际上可根据既定增益值与补偿值之一加总调整基频信号的振幅，其中的补偿值是用以预先补偿此信号的传送功率可能因为功率放大器的温度变化而产生的偏差。

根据本发明的一个实施例，包含于一个补偿设定的补偿值可为递增数列。即，包含于一个补偿设定的补偿值可随着传送分组的时间增加而增加，例如图3所示的示例。此外，如上所述，各补偿设定是分别对应于不同长度的执行时间，在本发明的实施例中，接收操作的执行时间长度越长，对应于此执行时间的补偿设定所包含的补偿值越大，例如图3所示的范例，接收操作的执行时间长度越长，电压放大的比例越大。

根据本发明的一个实施例，计数器装置212可响应于接收指令开始计数接收操作的执行时间，并且在接收操作结束时停止计数。例如，收发器电路200可依循既定通信协议执行信号的收发操作，其中收发器电路200的一个通信协议层(例如，介质访问控制(mediumaccess control，缩写为MAC)层)可依目前的传送或接收需求发出对应的传送或接收指令。响应于接收指令，基频信号处理装置210可控制天线260接收信号，以及控制对应的射频信号处理装置(图未示)处理接收到的信号。响应于传送指令，基频信号处理装置210可对传送信号执行对应的信号处理，控制后级电路(含射频信号处理装置)执行对应的信号处理，以及控制天线260将信号出去。

因此，在本发明的一个实施例中，计数器装置212可响应于MAC层所发出的接收指令开始计算接收操作的执行时间。类似地，计数器装置212可响应于尔后MAC层所发出的传送指令，或者MAC层所发出的结束接收指令停止计数。

图4是显示根据本发明的一个实施例所述的信号功率示例图。图中实线波形显示未经补偿的传送功率，虚线波形显示由本发明所提出的收发器电路根据对应的传送功率偏差补偿方法执行补偿后的结果。假设收发器电路200在执行传送操作的时间区间TX_Period传送一个分组，其包含了前导码410与多个数据单元420～480。根据本发明的一个实施例，由于对于收发器电路200而言，传送操作开始时间与分组或数据长度为已知的，调整电路214可直接响应于一个系统时脉信号(图未示)在对应的分组内时间根据对应的补偿值执行补偿，例如，调整电路214可响应于系统时脉信号将第一补偿值应用于数据单元420，将第二补偿值应用于数据单元430，并以此类推。经过传送功率偏差补偿后，功率放大器250所输出的分组具有更稳定的输出功率，或者同一分组内的功率差异可被减少。例如图4的虚线波形所示，分组的前导码部分(例如，前导码410)的传送功率与分组的数据部分(例如，数据单元420～480)的传送功率大体相同。

在本发明的一个实施例中，调整电路214可根据先前接收操作的执行时间与当前传送操作的执行时间在同一分组内执行传送功率偏差补偿。然而，本发明并不限于此。调整电路214也可根据先前接收操作的执行时间与当前传送操作的执行时间在不同分组之间执行传送功率偏差补偿。

此外，如以上所述的实施例，本发明所提出的传送功率偏差补偿方法可由计数器装置212、补偿电路213与调整电路214等硬件电路实施，然而，本发明并不限于此。在本发明的一个些实施例中，本发明所提出的传送功率偏差补偿方法亦可由软件或固件实施。此外，本发明所提出的传送功率偏差补偿方法及对应的硬件架构皆可相容于目前现有的收发器电路。

图5是显示根据本发明的一个实施例所述的传送功率偏差补偿方法流程图。传送功率偏差补偿方法包含以下步骤：

步骤S502：计算收发器电路的接收操作的执行时间。

步骤S504：根据接收操作的执行时间决定多个补偿值。

步骤S506：在收发器电路的传送操作中依序根据决定的补偿值调整传送信号的振幅。其中传送操作接续在接收操作之后，并且在步骤S504决定的补偿值分别被应用于传送信号的不同部分。

综上所述，藉由本发明提出的收发器电路架构与对应的传送功率偏差补偿方法，可有效补偿传送功率偏差，使得由功率放大器所输出的分组具有更稳定的输出功率，且同一分组内不同部分的传送功率可大体相同，或者其中的功率差异可明显被减少。

以上所述仅为本发明之较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做之均等变化与修饰，皆应属本发明之涵盖范围。

附图标记说明

200：收发器电路

210：基频信号处理装置

211：信号处理区块

212：计数器装置

213：补偿电路

214：调整电路

220：数字至模拟转换器

230：模拟放大器

240：混频器

250：功率放大器

260：天线

300：补偿表格

410：前导码

420～480：数据单元

TX：传送操作

TX_Sig：信号

TX_Period：执行传送操作的时间区间

RX：接收操作

Claims (10)

1.一种收发器电路，包括：

计数器装置，用以计数接收操作的执行时间，并对应地产生计数结果；

补偿电路，耦接该计数器装置，用以接收该计数结果，根据该计数结果决定多个补偿值，并且在传送操作中依序输出该多个补偿值，其中该传送操作接续在该接收操作之后；以及

调整电路，耦接该补偿电路，用以接收该多个补偿值，并且在该传送操作中依序根据该多个补偿值调整信号的振幅，其中该多个补偿值分别被应用于该信号的不同部分。

2.如权利要求1所述的收发器电路，其中该补偿电路根据该计数结果自多个补偿设定中选择一个补偿设定，该补偿设定包含该多个补偿值，并且所述多个补偿设定分别对应于不同长度的执行时间。

3.如权利要求1所述的收发器电路，其中该调整电路在数字域调整该信号的振幅。

4.如权利要求1所述的收发器电路，其中所述多个补偿值为一个递增数列。

5.如权利要求2所述的收发器电路，其中执行时间的长度越长，对应于执行时间的补偿设定所包含的多个补偿值越大。

6.如权利要求1所述的收发器电路，其中该计数器装置响应于接收指令开始计数接收操作的执行时间，并且在接收操作结束时停止计数。

7.如权利要求1所述的收发器电路，还包括：

天线，用以传送信号，其中该信号包含分组，并且该分组的前导码部分的传送功率与该分组的数据部分的传送功率相同。

8.一种传送功率偏差补偿方法，包括：

计算收发器电路的接收操作的执行时间；

根据该接收操作的执行时间决定多个补偿值；以及

在收发器电路的传送操作中依序根据该多个补偿值调整信号的振幅，

其中该传送操作接续在该接收操作之后，并且该多个补偿值分别被应用于该信号的不同部分。

9.如权利要求8所述的传送功率偏差补偿方法，其中根据该收发器电路的接收操作的执行时间决定多个补偿值的步骤还包括：

根据执行时间自多个补偿设定中选择一个补偿设定，

其中该补偿设定包含多个补偿值，并且所述多个补偿设定分别对应于不同长度的执行时间。

10.如权利要求8所述的传送功率偏差补偿方法，其中该信号的振幅在数字域被调整。