CN115668756A - 频移无源互调减少 - Google Patents

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Abstract

公开一种用于减少或消除RX信号中的PIM干扰的系统。该系统被配置为使用RX和TX信号来生成频移输出，所述频移输出包括RX信号的RX载波信号分量以及TX信号的第一和第二TX载波信号分量，定位在频谱中使得所述第一和第二TX载波信号分量之间的频率间隔以及所述RX载波信号与所述第一载波信号分量和所述TX第二载波信号分量中最接近的一个之间的频率间隔小于RX载波信号分量之间的频率间隔以及所述TX信号中第一与所述第二TX载波信号分量之间的频率间隔。系统然后可以使用频移输出来生成RX信号中PIM信号分量的估计。

Description

频移无源互调减少
相关申请的交叉引用
本申请涉及2020年5月9日提交的PCT申请号PCT/CN2020/089369，该申请题为“频移无源互调减少”以及2020年6月2日提交的美国专利申请No.US 16/890,265，题为“频移无源互调减少”，其公开内容通过引用整体并入本文。
技术领域
本公开一般涉及电子学，更具体地说，涉及减少由于无源互调引起的非线性效应。
背景技术
无线电系统是在大约3千赫兹(kHz)至300千兆赫兹(GHz)的射频(RF)范围内以电磁波形式发送和接收信号的系统。无线电系统通常用于无线通信，其中蜂窝/无线移动技术(例如，长期演进(LTE)和第五代(5G)系统)是一个突出的例子。这种系统的各个部件的线性度起着至关重要的作用。
RF组件或系统的线性在理论上很容易理解。也就是说，线性通常指部件或系统提供与输入信号成正比的输出信号的能力。换句话说，如果部件或系统是完全线性的，则输出信号与输入信号之比的关系是直线。在现实生活中的部件和系统中实现这种行为要复杂得多，必须解决线性的许多挑战，通常以牺牲一些其他性能参数为代价，例如效率。
由半导体材料制成，本身是非线性的，并且必须在相对高功率的水平下工作，当考虑RF系统的线性设计时，通常首先分析有源元件(如功率放大器)。具有非线性失真的功率放大器输出可导致调制精度降低和/或带外发射。因此，无线通信系统在功率放大器线性方面有严格的规范，并且已经开发了各种技术(例如，数字预失真)以在设计和操作阶段改善功率放大器和其他有源器件的性能。
人们很容易忘记，射频系统中使用的无源设备，例如松动的电缆连接、老化的天线、次优的双工器或肮脏的连接器，也可以引入非线性效应。尽管有时相对较小，但如果不加以校正，这些非线性会对系统性能产生严重影响。无源互调(PIM)是由无源器件的非线性引起的非线性效应的一个例子。多种因素会影响射频系统中PIM降低解决方案的成本、质量和鲁棒性。物理限制，如空间/表面积，以及法规可能施加的限制，可对PIM减少电路的要求或规格构成进一步的限制。因此，在设计射频应用的无源互调降低解决方案时，必须权衡和巧妙。
附图说明
为了更全面地理解本公开及其特征和优点，结合附图参考以下描述，其中相同的附图标记表示相同的部件，其中：
图1示出了根据本公开的一些实施例的无线通信系统，其中可以实现使用频移的PIM减少；
图2示出了采用传统PIM减少电路的通信系统的示意框图；
图3示出了使用传统PIM减少电路执行PIM减少的步骤的示意频域表示；
图4示出了根据本公开的一些实施例的采用具有频移的PIM减少电路的通信系统的示意框图；
图5提供了根据本公开的一些实施例的用于使用频移实现PIM减少的方法的流程图；
图6示出了使用具有频移的PIM减少电路执行PIM减少的步骤的示意频域表示；
图7示出了根据本公开的一些实施例的采用具有频移的PIM减少电路的通信系统的示意框图，并且进一步示出了发射机和接收机的示例细节；和
图8提供了根据本公开的一些实施例的示例数据处理系统的示意性框图，该示例性数据处理系统可以被配置为实现具有频移的PIM减少的至少部分。
本公开的方面
本公开的非限制性方面在以下编号的条款中列出。
1.一种用于减少包括RX载波信号分量和PIM信号分量的接收信号(RX信号)中的无源互调(PIM)的系统，该系统包括：
一个或多个频移电路，被配置为，当要发送的信号(TX信号)至少包括第一和第二TX载波信号分量时，使得所述第一和第二TX载波信号分量之间的频率间隔为第一值，执行所述RX信号和所述TX信号中的一个或多个信号分量的频移，以生成频移输出，所述频移输出包括对齐的所述PIM信号分量与所述第一和第二TX载波信号分量，使得所述第一和第二TX载波信号分量之间的频率间隔，以及所述PIM信号分量与所述第一载波信号分量和所述TX第二载波信号分量中最接近的一个的频率间隔是第二值，其中所述第二值小于所述第一值；和
PIM估计电路，被配置为基于所述频移输出生成要应用于所述RX信号的PIM信号分量的估计，以生成具有降低的PIM的RX信号。
2.根据条款1所述的系统，还包括组合器电路，被配置为将所述PIM信号分量的估计应用于所述RX信号以生成具有降低的PIM的RX信号。
3.根据条款1所述的系统，其中应用估计包括从所述RX信号中移除所述PIM信号分量的估计以生成具有降低的PIM的RX信号。
4.根据条款1所述的系统，还包括一个或多个抽取电路，被配置为在PIM估计电路生成所述PIM信号分量的估计之前抽取所述RX信号和所述TX信号中的至少一个。
5.根据条款4所述的系统，其中所述一个或多个抽取电路被配置为在所述一个或多个频移电路执行所述RX信号和所述TX信号中的一个或多个的频移以产生所述频移输出之前，抽取所述RX信号和所述TX信号中的至少一个。
6.根据条款4所述的系统，还包括内插电路，被配置为在将所述PIM信号分量的估计应用于所述RX信号之前内插所述PIM信号分量的估计，以生成具有降低的PIM的RX信号。
7.根据条款1所述的系统，其中如果对所述RX信号执行频移以生成频移输出，则所述一个或多个频移电路还被配置为在所述PIM信号分量的估计被应用于所述RX信号以生成具有降低的PIM的RX信号之前，对所述PIM信号分量的估计执行反向频移。
8.根据条款1所述的系统，其中所述第二值比所述第一值小至少2倍。
9.根据条款1所述的系统，其中当执行频移以产生频移输出时，所述PIM信号分量和所述RX载波信号分量彼此不频移。
10.根据条款1所述的系统，其中生成PIM信号分量的估计包括生成滤波器的滤波器系数，被配置为应用于RX信号以减少所述RX信号中的PIM信号分量。
11.根据条款10所述的系统，其中所述滤波器系数以迭代方式生成。
12.一种用于减少无源互调(PIM)的系统，该系统包括:
一个或多个频移电路，被配置为：
接收包括RX载波信号分量的接收信号(RX信号)，
接收至少包括第一和第二TX载波信号分量的要发送信号(TX信号)，其中所述第一和第二TX载波分量之间的频率间隔是第一值，和
生成频移输出，所述频移输出包括在频谱中对齐的RX载波信号分量、第一TX载波信号分量和第二TX载波信号分量，使得所述第一和第二TX载波信号分量之间的频率间隔以及所述RX载波信号与所述第一和TX第二载波信号分量中最接近的一个之间的频率间距是第二值，其中所述第二值小于所述第一值；和
PIM估计电路，被配置为基于所述频移输出生成要应用于所述RX信号的PIM信号分量的估计，以生成具有降低的PIM的RX信号。
13.根据条款12所述的系统，还包括组合器电路，被配置为将所述PIM信号分量的估计应用于所述RX信号以生成具有降低的PIM的RX信号。
14.根据条款12所述的系统，其中应用估计包括从所述RX信号中移除所述PIM信号分量的估计以生成具有降低的PIM的RX信号。
15.根据条款12所述的系统，还包括一个或多个抽取电路，被配置为在PIM估计电路生成所述PIM信号分量的估计之前抽取所述RX信号和所述TX信号中的至少一个。
16.根据条款15所述的系统，还包括内插电路，被配置为在将所述PIM信号分量的估计应用于所述RX信号之前内插所述PIM信号分量的估计，以生成具有降低的PIM的RX信号。
17.根据条款12所述的系统，其中如果对所述RX载波信号分量执行频移以生成频移输出，则所述一个或多个频移电路还被配置为在所述PIM信号分量的估计被应用于所述RX信号以生成具有降低的PIM的RX信号之前，对所述PIM信号分量的估计执行反向频移。
18.根据条款12所述的系统，其中基于频移输出生成PIM信号分量的估计的至少一部分被配置为以小于所述TX信号中第一和第二TX载波信号分量之间的频率间隔的两倍的时钟速率执行。
19.一种用于减少包括RX载波信号分量和PIM信号分量的接收信号(RX信号)中的无源互调(PIM)的计算机实现的方法，该方法包括：
当要发送的信号(TX信号)至少包括第一和第二TX载波信号分量时，使得所述第一和第二TX载波信号分量之间的频率间隔为第一值，执行所述RX信号和所述TX信号中的一个或多个信号分量部分的频移，以生成频移输出，所述频移输出包括对齐的RX载波信号分量以及所述第一和第二TX载波信号分量，使得所述第一和第二TX载波信号分量之间的频率间隔，以及所述RX信号分量与所述第一和TX第二载波信号分量中最接近的一个的频率间隔是第二值，其中所述第二值小于所述第一值；和
基于所述频移输出，生成要应用于所述RX信号的PIM信号分量的估计，以生成具有降低的PIM的RX信号。
20.根据条款19所述的方法，其中应用估计包括从所述RX信号中去除所述PIM信号分量的估计。
具体实施方式
综述
本公开的系统、方法和设备各自具有几个创新方面，其中没有一个单独负责本文公开的所有期望属性。本说明书中描述的主题的一个或多个实现的细节在下面的描述和附图中阐述。
为了说明本文提出的利用频移降低PIM的目的，首先理解可能在通信系统中起作用的现象可能是有用的。以下基本信息可以被视为可以适当解释本公开的基础。提供此类信息仅用于解释目的，因此，不应以任何方式解释为限制本公开及其潜在应用的广泛范围。
PIM是信号链中具有非线性无源器件的结果。当两个或多个RF信号在通过具有非线性特性的无源器件时意外混合时，就会产生无源互调。在蜂窝行业中，两个或多个发射(TX)载波信号可以混合在一起，并且这种混合的互调产物(可以称为“PIM信号分量”)可恰好落入接收机的频带，从而降低接收机的灵敏度，导致接收(RX)信号的性能下降，或甚至完全禁止通信。由此产生的干扰可影响导致PIM的小区以及附近的其他接收机。例如，在LTE频带2中，下行链路频率范围被指定为从1930兆赫(MHz)到1990MHz，而上行链路的范围是从1850MHz到1910MHz。如果具有1940MHz和1980MHz频率的两个TX载波信号从具有PIM的基站系统发射，则它们的互调可导致1900MHz的PIM信号分量，将落入接收机频带并影响接收机。此外，它们的互调还可产生2020MHz的PIM信号分量，这可影响其他系统。
随着频谱变得越来越拥挤，分配的频率范围和天线共享方案变得越来越普遍，不同载波信号的互调产生PIM的可能性也相应增加。使用频率规划来避免PIM的传统方式几乎不可能。再加上这些挑战，采用新的数字调制方案意味着通信系统的峰值功率也会增加，增加了无源互调问题的严重性，使其不再被忽视。这个问题对于基站来说尤其严重，其中通常几个网络系统共享相同的基础设施，并且间隔紧密的载波信号可以共享单个天线，从而不同的发射信号可以通过相同的非线性无源设备传输。
由于无源器件的非线性随温度、湿度、机械稳定性和器件老化而变化，无源互调本质上是一种与时间相关的现象。因此，PIM减少通常涉及使用PIM如何影响RX信号的自适应模型。该模型定义了要在数字域中应用于RX信号的滤波器的系数，以试图减少和/或消除由PIM引起的RX信号失真。以这种方式，PIM减少电路将尝试通过对RX信号应用相应的修改来补偿导致对TX信号不期望的非线性修改的各种无源器件。该模型是自适应的，这意味着它是在迭代过程中通过重复运行算法形成的，该算法基于要发送的信号和已经接收的信号之间的比较逐渐调整滤波器系数。运行用于估计PIM滤波器系数的算法会增加功耗，并给最终产品带来额外的设计复杂性。
本公开的发明人认识到，由于运行用于估计PIM滤波器系数的算法，传统的PIM减少算法在功耗和设计复杂性方面留下了改进的空间。特别地，当TX信号的载波信号分量之间的间隔为ΔFc(该间隔可以例如定义为两个相邻载波信号的中心到中心频率)时，为了避免混叠，用于估计PIM滤波器系数的算法必须以高于2*ΔFc的采样速率运行。本公开的发明人认识到，通过在运行算法之前执行一些信号分量的频移，可以降低用于估计PIM滤波器系数的算法的运行速率。为此，本公开的一个方面提供了一种用于减少RX信号中的PIM干扰的示例系统(或装置)。RX信号包括RX载波信号分量，并且可以包括PIM信号分量。TX信号至少包括第一和第二TX载波信号分量，它们之间具有一定的频率间隔。该系统被配置为使用RX信号和TX信号来生成频移输出，频移输出包括在频谱中定位/对齐的RX载波信号分量、第一TX载波信号分量和第二TX载波信号分量，使得所述第一和第二TX载波信号分量之间的频率间隔以及所述RX载波信号分量与所述第一和TX第二载波信号分量中最接近的一个之间的频率间隔小于TX信号中的所述第一和第二TX载波信号分量之间的频率间隔。这意味着，与TX信号相比，第一和第二TX载波信号分量中的至少一个是频移的，这就是为什么这种PIM减少方法在本文中被称为“带频移的PIM减少”的原因。例如，如果TX信号中第一和第二TX载波信号分量之间的频率间隔为ΔFc，则频移输出中这些分量之间的频率间隔，以及RX载波信号分量与第一和第二TX载波信号分量中最接近的一个之间的频率间隔为ΔF'c，其小于ΔFc。然后，系统可以使用频移输出来生成要应用于RX信号的PIM信号分量的估计，以生成具有降低的PIM分量的RX信号。估计PIM滤波器系数的算法必须以仅高于2*ΔF'c的速率运行，以避免混叠，该速率可低于2*ΔFc。因此，如本文所述执行频移允许将估计PIM滤波器系数的算法必须运行的速率的最小要求从2*ΔFc降低到2*ΔF’c。降低算法的速率可以有利地允许降低功耗和/或设计复杂性。
如本领域技术人员将理解的，本公开的方面，特别是本文所述的具有频移的PIM减少的方面，可以以各种方式实现—例如，作为方法、系统、计算机程序产品或计算机可读存储介质。因此，本公开的方面可以采取完全硬件实施例、完全软件实施例(包括固件、驻留软件、微代码等)或结合软件和硬件方面的实施例的形式，这些方面在本文中通常被称为“电路”、“模块”或“系统”。本公开中描述的功能可以实现为由一台或多台计算机的一个或多个硬件处理单元执行的算法，例如一个或更多个计算机。在各种实施例中，本文描述的任何方法的不同步骤和部分步骤可以由不同的处理单元执行。此外，本公开的各方面可以采取体现在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，优选地是非暂时性的，其上体现有例如存储的计算机可读程序代码。在各种实施例中，这样的计算机程序可以例如被下载(更新)到现有的设备和系统(例如，到现有的RF发射机、接收机和/或它们的控制器等)，或者在制造这些设备和系统时被存储。
以下详细描述呈现了特定特定实施例的各种描述。然而，本文所述的创新可以以多种不同的方式体现，例如，如权利要求或所选实例所定义和覆盖的。在下面的描述中，参考附图，其中相似的附图标记可以表示相同或功能相似的元件。应当理解，附图中所示的元件不一定按比例绘制。此外，将理解，某些实施例可以包括比图中所示的更多的元件和/或图中所述的元件的子集。此外，一些实施例可以结合来自两个或多个附图的特征的任何适当组合。
描述可以使用短语“在实施例中”或“在实施方案中”，它们可以各自指代一个或多个相同或不同的实施方案。除非另有规定，否则使用序数形容词“第一”、“第二”和“第三”等来描述一个共同的对象，只是表示所指的是相似对象的不同实例，而不是暗示所描述的对象必须在时间、空间、等级或任何其他方式上处于给定的序列中。此外，出于本公开的目的，短语“A和/或B”或符号“A/B”表示(A)、(B)或(A和B)，而短语“A、B和/或C”表示(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)或(A、B和/或C)。如本文所用，符号“A/B/C”表示(A、B和/或C)。术语“介于”用于测量范围时，包括测量范围的末端。
使用本领域技术人员常用的术语来描述说明性实施例的各个方面，以将其工作的实质传达给本领域其他技术人员。例如，术语“连接”是指所连接的事物之间的直接电连接，而没有任何中间设备/部件，而术语“耦合”是指指所连接事物之间的直接电连接，或通过一个或多个无源或有源中间设备/组件的间接连接(例如，间接电连接)。在另一个示例中，术语“电路”是指一个或多个无源和/或有源部件，这些部件被布置为彼此协作以提供期望的功能。有时，在本说明书中，可以省略术语“电路”(例如，PIM减少电路可以简称为“PIM减少”等)。如果使用，术语“基本上”、“近似”、“大约”等可用于泛指基于本文所述或本领域已知的特定值的上下文，在目标值的+/-20％内，例如在目标值+/-10％内。
示例无线通信系统
图1示出了根据本公开的一些实施例的无线通信系统100，其中可以实现使用频移的PIM减少。无线通信系统100可以包括基站110和多个移动站，其示例在图1中示出为第一移动站120、第二移动站130和第三移动站140。基站110可以耦合到无线通信系统的后端网络(未示出)，并且可以提供移动站120、130和140与后端网络之间的通信。在各种实施例中，无线通信系统100可以包括与基站110类似的多个基站，这些基站可以例如布置在小区中，其中为了简化和说明目的，图1中仅示出了一个基站110。
在一些实施例中，无线通信系统100可以支持多个标准和多频带通信。例如，无线通信系统100可以支持LTE、宽带码分多址(WCDMA)和全球移动通信系统(GSM)标准通信。每个移动站120-140可以支持这些标准中的任何一个或多个。然而，使用这些列出的标准仅仅是示例性的，并且无线通信系统100的不同部分也可以支持其他标准。除了多个标准能力之外，无线通信系统100还可以支持多个通信频带。例如，无线通信系统100可以支持GSM的DCS/PCS频带和GSM850/GSM900频带、5G新无线电(NR)的N2/N3频带或这些或其他无线电接入技术和标准的任何其他频带。
基站110可以支持与各种标准技术的移动站120-140以及在多个频带中的无线通信。基站110可以在下行链路信号中向移动站120、130和140发送信号，并在上行链路信号中将信号从移动站120-140接收。例如，基站110可以从第一移动站120接收符合LTE的信号，从第二移动站130接收WCDMA信号，以及从第三移动站140接收GSM信号。
蜂窝系统部署在许多频段中，这些频段由诸如第三代合作伙伴计划(3GPP)之类的标准化组织和诸如联邦通信委员会(FCC)之类的政府资助机构的组合定义。商用蜂窝网络中使用的频率分配既有频分双工(FDD)又有时分双工(TDD)变体。在FDD系统中，上行链路和下行链路同时使用单独的频带，而在TDD系统中上行链路与下行链路在不同的时间使用相同的频率。与PIM相关的挑战在FDD系统中尤为突出。在一些实施例中，无线通信系统100可以是FDD系统，其中本文描述的被配置为使用频移来实现PIM减少的任何系统可以部署在基站110中。在一些实施例中，可以在移动站120、130和140中的任何一个中部署本文描述的被配置为使用频移来实现PIM减少的任何系统。
传统PIM减少
如上所述，本公开的实施例涉及PIM减少。为此，通常使用图2所示的系统。
图2示出了采用传统PIM减少电路210的通信系统(例如，收发器)200的示意框图。图2示出了通信系统200，可以包括与PIM减少电路210通信的发射机电路(或者，简单地说，“发射机”)220和接收机电路(或者简单地说“接收机”)240。该系统还可以包括双工器260和天线270。
如图2所示，发射机220可以被配置为接收TX信号219作为输入，并提供TX信号221作为输出，而接收机241可以被配置成接收RX信号261作为输入，并且提供RX信号241作为输出。输入TX信号219可以是数字采样序列(例如，矢量)。在一些实施例中，输入TX信号219可以包括频域中的一个或多个活动信道，但为了简单起见，描述了仅具有一个信道(即，带内频率的单个频率范围)的输入TX信号。在一些实施例中，输入TX信号219可以是基带数字信号。输出TX信号221可以是模拟信号。在一些实施例中，输出TX信号221可以是上变频为RF并由发射机220的功率放大器(PA)放大的TX信号。输入RX信号261也可以是模拟信号，例如RF中的RX信号，由接收机240的低噪声放大器(LNA)接收。输出RX信号241可以是数字采样序列(例如，矢量)。在一些实施例中，输出RX信号241可以是基带数字信号。
通信系统200可以是FDD收发机，在这种情况下，天线270可以被配置为在分离的、即非重叠的和非连续的频带中，例如在彼此间隔例如几MHz的频带中同时接收和发送无线RF信号。在各种实施例中，天线270可以是单个宽带天线(即，可以被配置为接收/发送宽带信号的单个天线，该宽带信号可以包括不同频带中的多个RX/TX信号分量)或多个频带专用天线(即多个天线，每个天线被配置为在特定频带中接收和发送信号)。在一些实施例中，天线270的输出可以耦合到多频带双工器260的输入之一。双工器260是电磁组件，被配置为对多个信号进行滤波，以允许在双工器260和天线270之间的单个路径上进行双向通信。为此，双工器260可以被配置为向接收机240提供RX信号并从发射机220接收TX信号(例如发射机220的输出可以耦合到双工器260的另一个输入)。
双工器260可以是对接收机240接收的RX信号中的PIM干扰有贡献的无源器件之一。PIM减少电路210可以用于减少PIM干扰。如图2所示，PIM减少电路210可以包括PIM估计电路212和组合器202。PIM估计电路212可以使用自适应模型来实现滤波器，当应用于RX信号(例如，接收机240输出的RX信号241)时，可以减少或消除RX信号241中的至少一些PIM干扰。为此，PIM估计电路212可以被配置为接收RX信号243(例如，RX信号243可以与RX信号241相同，或者可以是指示RX信号241的信号)和TX信号217(例如，TX信号217可以与TX信号219相同，或者是指示TX信号219的信号)。TX信号217可以指示至少两个TX载波信号分量，如图3的频谱图示(即，本文描述的所有频谱图示的x轴是指频率f)302中所示，作为第一TX载波分量TX1和第二TX载波载波分量TX2。如描述302所示，第一和第二载波信号分量TX1和TX2在TX信号中可以具有ΔFc的频率间隔。频率间隔ΔFc可以是当这些信号被上变频为RF并且由天线270无线发送时TX1和TX2之间的频率范围，但是TX信号217将指示该间隔，因为它将指示第一和第二载波信号分量TX1和TX2。PIM估计电路212然后可以被配置为将从TX信号217获得的TX载波信号分量与从RX信号243获得的信号分量对齐(即，具有RX载波信号分量RX1和PIM信号分量PIM1，如图3的频谱图示304所示。如图3所示的图示302和304所示，如果第一和第二TX载波信号成分在TX信号中的频率间隔为ΔFc(即图示302)，则它们可以与RX载波信号分量RX1对齐，使得RX1与TX1和TX2中最接近的一个(在频率上)(对于图3所示的示例为TX1)之间的频率间隔也是ΔFc。PIM信号分量PIM1通常基本上以RX1为中心，因此PIM1与TX1和TX2中最接近的一个之间的频率间隔也是ΔFc。因此，对于传统的PIM估计电路212，TX1-PIM1＝TX2-TX1＝ΔFc。然后，PIM估计电路212(例如，PIM估算电路212的系数生成器部分)可以使用如频谱图示304所示对齐的信号分量RX1、TX1和TX2来生成/更新滤波器的PIM模型系数，当应用于RX信号(例如，由接收机240输出的RX信号241)时，可以减少或消除RX信号221中的至少一些PIM干扰。由于频谱图示304的信号分量RX1、TX1和TX2之间的频率间隔是ΔFc，用于估计PIM模型系数的算法(即PIM估计电路212的系数生成器部分)必须以至少2*ΔFc的采样速率运行。然后，PIM估计电路212(例如，PIM估算电路212的致动器部分)可以使用PIM模型系数来生成PIM信号分量PIM1的估计，图3的频谱图示306中所示的估计作为估计PIMe。PIM估计电路212的致动器部分还必须以至少2*ΔFc的采样速率运行。然后，组合器202可以将估计PIMe应用于RX信号241以生成PIM减少的RX信号203，其示例如图3的频谱图示308所示。例如，组合器202可以从RX信号241中减去估计PIMe。使用频移降低PIM的示例通信系统
如上所述，在传统的PIM减少系统和方法中，PIM模型系数发生器和PIM致动器都必须以至少2*ΔFc的时钟速率运行。本公开的发明人认识到，可以通过利用频移实现PIM降低来降低该速率，这可以有利地导致降低的功耗和更有效/更简单的设计。图4示出了根据本公开的一些实施例的采用具有频移的PIM减少电路410的示例通信系统400(例如收发器)的示意框图。
图4示出了通信系统400可以包括图2所示的一些部件，即发射机220、接收机240、双工器260和天线270。关于图2提供的这些部件的描述适用于图4的通信系统400，因此，为了简洁起见，这里不再重复这些描述。应当注意，在一些实施例中，通信系统400可以不包括双工器260，但可以具有发射机220和天线270之间的一个连接以及天线270和接收机240之间的另一个连接。当双工器260包括在通信系统400中时，双工器可以是引起PIM干扰的无源设备之一。然而，一般而言，本文提出的具有频移的PIM减少的各种实施例适用于减少由除双工器之外的任何非线性无源电子部件或器件(即，可能表现出非线性行为的无源器件/组件)引起的PIM干扰。
如图4所示，通信系统400可以包括PIM减少电路410。电路410可以包括PIM估计电路412(其可以类似于PIM估计电路212)和组合器202。PIM估计电路412可以由任何合适的电路实现。例如，在一些实施例中，PIM估计电路412可以由组合逻辑电路实现。
与图2所示的传统通信系统相比，PIM减少电路410还可以包括一个或多个频移电路414、416和418，从而实现具有频移的PIM减少。频移电路414、416和418在图4中被示为单独的电路，仅用于描述应用于不同信号的不同频移动作。在PIM减少电路410的各个实施例中，频移电路414、416和418可以被实现为一个或多个频移电路402(图4中所示的被包围在点划线轮廓内)。PIM减少电路410的操作可以参考图5和图6的图示进行描述。
图5提供了根据本公开的一些实施例的用于使用频移实现PIM减少的方法500的流程图，而图6示出了使用PIM减少电路410执行PIM减少的步骤的示意频域表示。方法500的至少部分可以由根据本公开的任何实施例的通信系统的元件来实现，例如通过参考图4和/或7描述的通信系统，和/或通过一个或多个数据处理系统，例如图8所示的数据处理系统800。尽管参考本图所示系统的系统组件进行了描述，但是被配置为以任何顺序执行方法500的操作的任何系统都在本公开的范围内。
如图5所示，方法500可以从步骤502开始，其中PIM减少电路410接收包括(例如指示)RX载波信号分量RX1的RX信号，并接收包括(例如指示)第一和第二TX载波信号分量TX1和TX2的TX信号。例如，由PIM减少电路410接收的RX信号可以是如上所述的RX信号243，而由PIM减少电路410所接收的TX信号可以如上所述是TX信号217。TX信号中的第一和第二TX载波信号分量TX1和TX2之间的频率间隔可以是ΔFc，如图6所示的频谱图示602所示，并且提供给PIM减少电路的TX信号217和RX信号243可以是具有相对高的采样速率(至少2*ΔFc)的信号。
然后，方法500可以进行到步骤504，其中一个或多个频移电路402可以对RX信号243和TX信号217中的一个或更多个的信号分量进行频移，以生成可以称为“频移输出”的输出，频移输出包括对齐的RX信号的PIM信号分量和TX信号的第一和第二TX载波信号分量，使得TX信号的第一和第二TX载波信号分量之间的频率间隔、以及RX信号的PIM信号分量与TX信号的第一和TX第二载波信号分量中最接近的一个(即本文所述示例的TX1)之间的频率间隔为ΔF’c，其中ΔF’c小于ΔFc。图6所示的频谱图示604图示了分量RX1、TX1和TX2如何与频率间隔ΔFc对齐，类似于在上述传统PIM减少系统中如何对齐。与这样的系统相比，PIM减少电路410被配置为生成频移输出，该频移输出包括与频率间隔ΔF’c对齐的分量RX1、TX1和TX2，其中ΔF’c小于ΔFc，如图6所示的频谱图606所示。为此，至少一个TX1和TX2相对于另一个频率偏移，以便将TX1与TX2之间的频率间隔从ΔFc减小到ΔF’c。此外，TX1和TX2都相对于RX1对齐，使得RX1和频率上更接近RX1的TX1与TX2之间一个的频率间隔也为ΔF’c。图4所示的频移电路414可以被视为被配置为实现TX1和TX2中的至少一个的这种频移的电路。图4中所示的频移电路416可以被视为被配置为如果RX1被频移以与TX1和TX2对齐，从而TX1-PIM1＝TX2-TX1＝ΔF’c，则实现RX1(以及因此RX信号217的PIM信号分量PIM1)的频移的电路。另一方面，如果TX1和TX2被频移以使TX1与TX2与RX1对齐，则频移电路414可以是被配置为实现这种频移的电路。图6所示的频谱图示606，图示了在步骤504中生成的频移输出的示例。应当注意，虽然图6中所示的频谱图示将频率间隔ΔFc和ΔF’c图示为中心到中心范围(即，特定带宽的两个信号之间的给定频率间隔被测量为两个带宽的中心频率之间的频率范围)，在其他实施例中，频率间隔ΔFc和ΔF’可以以任何其他方式定义，例如，中心到边缘、边缘到边缘等。
利用步骤504的频率偏移，ΔF'c与ΔFc相比究竟能小多少可取决于部署场景。例如，考虑TX1和TX2最初的间隔为60MHz(即ΔFc＝60MHz)，测量的间隔为中心到中心的频率范围，并且每个都具有5MHz的带宽。在这样的示例中，可以将TX1和TX2之间的频率间隔减小到10MHz(即ΔF’c＝10MHz)，再次测量为中心到中心范围，这将比60MHz的原始间隔小6倍。
通常，最小间隔ΔF’cmin可根据信号带宽(BWS)和PIM带宽(BWPIM)计算如下：
Figure BDA0003971894890000151
此外，如果假设PIM是三阶失真(并且高阶PIM贡献可以基本忽略)，则BWPIM比BWS大3倍，并且等式(1)可以改写如下：
Figure BDA0003971894890000152
因此，对于上述示例，其中BWS＝5MHz，ΔF’cmin＝10Mhz。
然后，方法500可以继续进行步骤506，包括PIM估计电路412基于在步骤504中生成的频移输出606生成PIM信号分量的估计。在一些实施例中，步骤506可以包括，首先，PIM估计电路412(例如，PIM估计电路412的系数生成器部分)使用如频谱图示606所示对齐的信号分量RX1、TX1和TX2来生成/更新滤波器的PIM模型系数，当应用于RX信号(例如，由接收机240输出的RX信号241)时，可以减少或消除RX信号中的至少一些PIM干扰。步骤506还可以包括PIM估计电路412(例如，PIM估计模块412的致动器部分)使用PIM模型系数来生成PIM信号分量PIM1的估计，图6的频谱图示608中所示的估计作为估计PIMe。
通常，步骤506可以包括用于基于信号分量RX1、TX1和TX2生成PIM信号分量的估计的任何已知技术，不同之处在于，现在这些分量在步骤504中生成的频移输出606中以较小的间隔ΔF’c对齐。较小的间距可允许用于生成/更新PIM模型系数的算法和/或用于生成PIM估计PIMe的致动器以较低的速率运行，因为现在速率可能仅等于或大于2*ΔF’c，其可能小于上述传统PIM减少系统中必须使用的2*ΔFc。此外，由于与ΔFc相比，在步骤504中生成的频移输出606中的频率间隔现在更小，因此可以相应地降低RX和TX信号的采样速率。因此在一些实施例中，PIM减少电路410还可以包括一个或多个抽取电路，被配置为在PIM估计电路410在步骤506中生成PIM信号分量的估计之前抽取(即降低采样速率或下采样)RX信号243和TX信号217中的至少一个。如上所述，在抽取信号上操作和/或使用可以以较低时钟速率运行的电路可以有利地允许降低功耗并简化电路设计。
例如，在一些实施例中，频移电路414可以被配置为执行TX信号217的抽取和频移，以生成抽取和频移的TX信号415。类似地，频移电路416可以被配置为执行RX信号243的抽取和频移，以生成抽取和频移的RX信号417。然后，PIM估计电路412可以使用TX信号的抽取版本(即，抽取的和频移的信号415)和/或RX信号的抽取版本(即抽取和频移信号417)以在步骤506中生成估计PIMe。在一些实施例中，PIM减少电路410可以被配置为首先执行抽取操作，然后执行本文所述的频移。在其他实施例中，PIM减少电路410可以被配置为首先执行本文所述的频移，然后执行抽取操作。此外，在各种实施例中，PIM减少电路410可以被配置为实现以下任一项：1)TX信号217被抽取，但RX信号243未被抽取，2)RX信号243被抽取，但是TX信号217未被抽取，和3)TX信号217和RX信号243都被抽取。这些实施例中的任何一个又可以与上面描述的任何实施例相结合，关于这些实施例，分量RX1、TX1和TX2中的一个被一个或多个频移电路402频移。
方法500还可以包括步骤508，其中PIM减少电路410可以将步骤506中生成的估计PIMe应用于RX信号241，以减少或消除RX信号241中的至少一些PIM干扰。在一些实施例中，步骤508可包括组合器202以将估计PIMe应用于RX信号241，以生成PIM降低的RX信号403(如图4所示)，其示例如图6的频谱图示610所示。例如，步骤508可以包括组合器202以从RX信号241中减去估计PIMe。
通常，步骤508可以包括使用任何已知技术来应用在步骤506中生成的估计PIMe，以减少RX信号241中的PIM干扰。在信号分量RX1在步骤504中被频移的实施例中，然后，在执行步骤508之前，PIM减少电路410可以被配置为执行分量PIMe的频移以反转该频移。在RX信号243被抽取的实施例中，然后，在执行步骤508之前，PIM减少电路410可以被配置为对包含估计PIMe的信号执行内插(即，增加采样速率或上采样)以反转该抽取。以这种方式，建模的(即，估计的)PIM信号分量PIMe可以与实际RX信号241中的PIM干扰在时间和频率上对齐，使得在步骤508中可以使用估计的PIM信号分量PIMe来减少RX信号221中的无源互调干扰。
在步骤508之后，方法500然后可以继续下一次迭代，现在使用更新的模型系数，如图5中从508到502的箭头所示，即，对于新的RX和TX信号，可以再次迭代步骤502-508。当PIM模型是自适应模型时，这可能是这种情况，这意味着它是在迭代过程中通过基于要发送的信号和已经接收的信号之间的比较逐渐调整滤波器系数而形成的。
图7示出了根据本公开的一些实施例的采用如上所述的PIM减少电路410的通信系统(例如，RF收发器)700的示意框图，并进一步示出了发射机220和接收机240的示例细节。图7中所示的通信系统700是图4中所示通信系统400的一个示例实现，其中与上述相同的附图标记表示相同或类似的元件/部件，因此，假设针对这些图中的一个提供的描述是适用的，而不必针对另一个重复，并且仅描述了不同之处。
如图7所示，在一些实施例中，发射机220可以包括数字滤波器722、数模转换器(DAC)724、模拟滤波器726、混频器728、PA 730和本地振荡器(LO)732。在这种发射机中，TX信号219可以由数字滤波器724在数字域中滤波，以生成滤波后的输入，即数字信号。然后，数字滤波器722的输出可以由DAC 724转换为模拟信号。然后，DAC 724生成的模拟信号可以由模拟滤波器726滤波。然后，模拟滤波器726的输出可以通过混频器728上变频为RF，其可以从LO 732接收信号以将来自模拟滤波器726的滤波后的模拟信号从基带转换为RF。在一些实施例中可以是PA阵列的PA 730可以被配置为放大由发射机220生成的RF信号(例如，由混频器728生成的RF)，并提供放大的RF信号作为TX输出信号221(其可以是矢量)。放大的RF信号221可以被提供给天线270以进行无线传输。
图7的示例示出了基于提供给数字滤波器722的TX信号219的TX信号217。然而，在本公开的其他实施例中，提供给PIM减少电路410的TX信号217可以是包括发射机220的TX路径中的任何其他信号，只要当这些信号分量被上变频为RF并由天线270无线传输时，这样的信号指示各种TX载波信号分量(例如，第一和第二TX载波分量TX1和TX2)的带宽以及它们之间的频率间隔ΔFc。例如，在其他实施例中，TX信号217可以是基于数字滤波器722的输出的信号，或者是基于混频器728的输出(由于PIM减少电路410对数字信号进行操作，因此转换回数字域)的信号，等等。
除了图7所示之外，实现发射机220的其他实施例也是可能的，并且在本公开的范围内。例如，在另一种实现方式(本图中未示出)中，数字滤波器722的输出可以由DAC 724直接转换为RF信号。在这种实现方式中，DAC 724提供的RF信号然后可以由模拟滤波器726滤波。由于DAC 724将在这种实现中直接合成RF信号，在这样的实施例中，图7所示的混频器728和本地振荡器732可以从发射机电路220中省略。
如图7进一步所示，在一些实施例中，接收机240可以包括数字滤波器742、模数转换器(ADC)744、模拟滤波器746、混频器748、LNA 750和LO 752。LNA 750可以接收RX信号261作为输入。为此，LNA 750的输入可以耦合到天线270的输出端口(可能经由双工器260)。天线270可以接收不同频带中的RF信号，并且LNA 250可以放大所接收的RF信号。尽管图7中未具体示出，但LNA 750可耦合到谐波或带通滤波器，可对已被LNA 750放大并由LNA 750输出为RX信号751的接收RF信号761进行滤波。混频器748可以将RX信号751下变频到基带，可以从LO 752接收信号(其可以与LO 732相同或不同)，以将RX信号751从RF转换到基带。然后，混频器748的输出可以由模拟滤波器746滤波。然后，ADC 744可以将模拟滤波器746的输出转换为数字信号。由ADC 724生成的数字信号然后可以由数字滤波器742在数字域中滤波，以生成滤波后的下变频信号241，可以是指示由天线270接收的RF信号的数字值序列，并且还可以被建模为矢量。
图7的示例示出了基于从数字滤波器742提供的RX信号241的RX信号243。然而，在本公开的其他实施例中，提供给PIM减少电路410的RX信号243可以是包括接收机240的RX路径中的任何其他信号，只要当这些信号分量在RF中并且由天线270无线接收时，这样的信号指示各种RX载波信号分量(例如，RX载波分量RX1)的带宽和中心频率。例如，在其他实施例中，TX信号243可以是基于数字滤波器742的输入的信号，或提供给混频器748的信号751(由于PIM减少电路410对数字信号进行操作，因此转换回数字域)等。
除了图7所示的以外，实现接收机240的其他实施例也是可能的，并且在本公开的范围内。例如，在另一种实现方式(本图中未示出)中，ADC 744可以将RX信号751直接转换为基带信号。在这种实现方式中，ADD 744提供的下变频信号然后可以由数字滤波器742滤波。由于ADC 744将在这种实现中直接合成基带信号，在这样的实施例中，图7所示的混频器748和LO 752可以从接收机电路240中省略。
上述通信系统700还可以有其他变型。例如，虽然关于基带频率描述了上变频和下变频，但在通信系统700的其他实施例中，可以使用中频(IF)代替。IF可以用在超外差无线电接收机中，其中接收的RF信号在接收信号中的信息的最终检测完成之前被转换成IF。由于几个原因，转换为IF可能是有用的。例如，当使用多个阶段的滤波器时，它们都可以设置为固定频率，这使它们更容易构建和调谐。在一些实施例中，RF发射机220或接收机240的混频器可以包括几个这样的IF转换级。在另一个示例中，尽管在通信系统700的TX路径(即，由发射机220处理的信号的信号路径)和RX路径(即，由接收机240处理的信号信号路径)中的每一个中示出了单路径混频器，但在一些实施例中，TX路径混频器728和RX路径混频器748可以分别实现为正交上变频器和下变频器，在这种情况下，它们中的每一个都将包括第一混频器和第二混频器。例如对于RX路径混频器748，第一RX路径混频器可以被配置为通过混合RX信号751和由本地振荡器752提供的本地振荡器信号的同相分量来执行下变频以生成同相(I)下变频的RX信号。第二RX路径混频器可以被配置为通过混合RX信号751和本地振荡器752提供的本地振荡器信号的正交分量(正交分量是在相位上偏离本地振荡器信号同相分量90度的分量)来执行下变频以生成正交(Q)下变频的RX信号。可以将第一RX路径混频器的输出提供给I信号路径，并且可以将第二RX路径的混频器输出提供给Q信号路径，可以与I信号路径基本上相差90度。
此外，应当注意，尽管在图4所示的通信系统的图示和图7所示的系统的图示中，在一个或多个频移电路402和PIM估计电路412之间进行了区分，这种区分可以仅是功能性的/逻辑性的，以仅区分可以由类似于传统PIM估计电路212的PIM估计回路执行的功能和与本文所述的PIM减少技术的频移具体相关的功能。在各种实施例中，一个或多个频移电路402中的任何一个的功能，或任何抽取或内插电路的功能，可以被包括或被视为PIM估计电路412的一部分，或者这些电路中的任何电路的功能可以分布在更大数量的单独电路上。
示例数据处理系统
图8提供了根据本公开的一些实施例的示例数据处理系统800的示意框图，可以被配置为根据方法500实现具有频移的PIM减少的至少部分。例如，数据处理系统800可以用于实现如参考图4和图7所描述的通信系统的至少一部分，尤其以实现本文所述的PIM减少电路410的至少一部分。
如图8所示，数据处理系统800可以包括通过系统总线806耦合到存储器元件804的至少一个处理器802，例如硬件处理器802。这样，数据处理系统可以将程序代码存储在存储器元件804中。此外，处理器802可以执行通过系统总线806从存储器元件804访问的程序代码。在一个方面，数据处理系统可以被实现为适于存储和/或执行程序代码的计算机。然而，应当理解，数据处理系统800可以以包括能够执行本公开中描述的功能的处理器和存储器的任何系统的形式来实现。
在一些实施例中，处理器802可以执行软件或算法来执行本说明书中所讨论的活动，特别是与例如根据方法500的频移PIM减少相关的活动，例如本文所述的PIM减少电路410所实现的各种技术。处理器802可以包括提供可编程逻辑的硬件、软件或固件的任何组合，包括作为非限制性示例的微处理器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑阵列(PLA)、集成电路(IC)、专用IC(ASIC)或虚拟机处理器。处理器802可以通信地耦合到存储器元件804，例如在直接存储器存取(DMA)配置中，使得处理器802可从存储器元件804读取或写入存储器元件808。
通常，存储器元件804可以包括任何合适的易失性或非易失性存储器技术，包括双数据速率(DDR)随机存取存储器(RAM)、同步RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、闪存、只读存储器(ROM)、光介质、虚拟存储器区域、磁带或磁带存储器，或任何其他合适的技术。除非另有规定，否则本文所讨论的任何存储器元件都应被解释为包含在广义的“存储器”中。被测量、处理、跟踪或发送到或来自数据处理系统800的任何组件的信息可以在任何数据库、寄存器、控制列表、高速缓存或存储结构中提供，所有这些都可以在任何合适的时间段被引用。任何此类存储选项可包括在本文所用的广义“存储器”中。类似地，本文描述的任何潜在处理元件、模块和机器都应被理解为包含在广义的“处理器”中。本图所示的每个元件，例如图4和图7所示的任何电路/组件，还可以包括用于在网络环境中接收、发送和/或以其他方式传送数据或信息的适当接口，以便它们可以与例如这些元件中的另一个的数据处理系统800通信。
在某些示例性实现中，如本文所概述的用于在通信系统中实现具有频移的PIM减少的机制可以通过编码在一个或多个有形介质中的逻辑来实现，所述有形介质可以包括非暂时性介质，例如，ASIC中提供的嵌入式逻辑、DSP指令、要由处理器或其他类似机器等执行的软件(可包括目标代码和源代码)。在这些实例中的一些实例中，存储器元件，例如图8所示的存储器元件804，可以存储用于本文所述操作的数据或信息。这包括能够存储被执行以执行本文描述的活动的软件、逻辑、代码或处理器指令的存储器元件。处理器可以执行与数据或信息相关联的任何类型的指令，以实现本文详述的操作。在一个示例中，处理器(例如，图8中所示的处理器802)可以将元件或物品(例如，数据)从一个状态或事物转换为另一状态或事物。在另一示例中，本文所概述的活动可以用固定逻辑或可编程逻辑(例如，由处理器执行的软件/计算机指令)来实现，并且本文所标识的元件可以是某种类型的可编程处理器、可编程数字逻辑(例如FPGA、DSP、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM))或包括数字逻辑、软件、代码、电子指令或其任何适当组合的ASIC。
存储器元件804可以包括一个或多个物理存储器设备，例如，本地存储器808和一个或更多个大容量存储设备810。本地存储器可以是指在程序代码的实际执行期间通常使用的RAM或其他非永久性存储器设备。大容量存储设备可以实现为硬盘驱动器或其他持久数据存储设备。处理系统800还可以包括一个或多个高速缓存存储器(未示出)，其提供至少一些程序代码的临时存储以为了减少在执行期间必须从大容量存储设备810检索程序代码的次数。
如图8所示，存储器元件804可以存储应用程序818。在各种实施例中，应用程序818可以存储在本地存储器808、一个或多个大容量存储设备810中，或者与本地存储器和大容量存储装置分开。应当理解，数据处理系统800还可以执行操作系统(图8中未示出)，可以促进应用程序818的执行。以可执行程序代码的形式实现的应用程序818可以由数据处理系统800执行，例如由处理器802执行。响应于执行应用程序，数据处理系统800可以被配置为执行这里描述的一个或多个操作或方法步骤。
可选地，被描绘为输入设备812和输出设备814的输入/输出(I/O)设备可以耦合到数据处理系统。输入设备的示例可以包括但不限于键盘、鼠标等定点设备等。输出设备的示例可以包括但不限于监视器或显示器、扬声器等。在一些实施例中，输出设备814可以是任何类型的屏幕显示器，例如等离子显示器、液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)显示器、电致发光(EL)显示器或任何其他指示器，例如刻度盘、气压计或发光二极管(LED)。在一些实施方式中，系统可以包括用于输出设备814的驱动器(未示出)。输入和/或输出设备812、814可以直接或通过中间I/O控制器耦合到数据处理系统。
在一个实施例中，输入设备和输出设备可以被实现为组合的输入/输出设备(在图8中用围绕输入设备812和输出设备814的虚线示出)。这种组合设备的一个例子是触敏显示器，有时也称为“触摸屏显示器”或简称“触摸屏”。在这样的实施例中，可以通过在触摸屏显示器上或附近移动物理对象(例如用户的触笔或手指)来提供对设备的输入。
可选地，网络适配器816还可以耦合到数据处理系统，以使其能够通过介入的专用或公共网络耦合到其他系统、计算机系统、远程网络设备和/或远程存储设备。网络适配器可以包括用于接收由所述系统、设备和/或网络发送到数据处理系统800的数据的数据接收机，以及用于将数据从数据处理系统800发送到所述系统和/或设备的数据发送器。调制解调器、电缆调制解调器和以太网卡是可以与数据处理系统800一起使用的不同类型的网络适配器的示例。
选择示例
以下段落提供了本文公开的实施例的各种示例。
示例1提供一种用于减少或消除包括RX载波信号分量和PIM信号分量的RX信号中的PIM的系统。该系统包括：一个或多个频移电路，被配置为，当TX信号至少包括第一和第二TX载波信号分量时，使得当第一和第二载波信号分量由天线发射时，所述第一和第二TX载波分量之间的频率间隔是第一值(ΔFc)，执行所述RX信号和所述TX信号中的一个或多个信号分量的频移，以生成频移输出，所述频移输出包括对齐的RX信号的PIM信号分量与TX信号的第一和第二TX载波信号分量，使得所述第一和第二TX载波信号分量之间的频率间隔，以及RX信号的PIM信号分量与TX信号的第一和TX第二载波信号分量中最接近的一个的频率间隔是第二值(ΔF’c)，其中所述第二值小于所述第一值。该系统还包括：PIM估计电路，被配置为基于所述频移输出生成要应用于所述RX信号的PIM信号分量的估计，以生成具有降低的PIM的RX信号。
示例2提供根据示例1的系统，还包括组合器电路(例如加法器)，被配置为将PIM信号分量的估计应用于RX信号，以生成具有降低的PIM的RX信号。
示例3提供根据示例1或2的系统，其中应用估计包括从RX信号中去除(例如减去)PIM信号分量的估计，以生成具有降低的PIM的RX信号。
示例4提供根据前述示例中任一个的系统，还包括一个或多个抽取电路，被配置为在PIM估计电路生成所述PIM信号分量的估计之前抽取(即降低采样速率或下采样)所述RX信号和所述TX信号中的至少一个。
示例5提供根据示例4的系统，其中所述一个或多个抽取电路被配置为在所述一个或多个频移电路执行所述RX信号和所述TX信号中的一个或多个信号分量进行的频移以产生所述频移输出之前，抽取所述RX信号和所述TX信号中的至少一个。
示例6提供根据示例4或5的系统，还包括内插电路，被配置为在将所述PIM信号分量的估计应用于所述RX信号之前内插(即增加采样速率或上采样)所述PIM信号分量的估计，以生成具有降低的PIM的RX信号。
示例7提供根据前述示例中任一个的系统，其中如果对所述RX信号执行频移以生成频移输出，则所述一个或多个频移电路还被配置为在所述PIM信号分量的估计被应用于所述RX信号以生成具有降低的PIM的RX信号之前，对所述PIM信号分量的估计执行反向频移。以这种方式，建模(即，估计)的PIM信号分量与实际接收信号中的PIM干扰相位、幅度和频率对齐，使得估计PIM信号分量可以用于消除或减少RX信号中PIM干扰。
示例8提供根据前述示例中任一个的系统，其中所述第二值比所述第一值小至少2倍，例如至少小4倍或至少小6倍。
示例9提供根据前述示例中任一个的系统，其中当执行频移以产生频移输出时，所述PIM信号分量和所述RX载波信号分量彼此不频移(即，在频移输出中，RX信号的PIM信号分量和RX载波信号分量彼此不频移)。
示例10提供根据前述示例中任一个的系统，其中生成PIM信号分量的估计包括生成滤波器的滤波器系数，被配置为应用于RX信号以减少所述RX信号中的PIM信号分量。
示例11提供根据示例10的系统，其中所述滤波器系数以迭代方式生成。
示例12提供一种用于减少或消除PIM的系统。该系统包括：一个或多个频移电路，被配置为接收包括RX载波信号分量的RX信号，接收至少包括第一和第二TX载波信号分量的TX信号，其中所述第一和第二TX载波分量之间的频率间隔是第一值(ΔFc)，和生成频移输出，所述频移输出包括在频谱中对齐的RX载波信号分量、第一TX载波信号分量和第二TX载波信号分量，使得所述第一和第二TX载波信号分量之间的频率间隔以及所述RX载波信号与所述第一和TX第二载波信号分量中最接近的一个之间的频率间距是第二值(ΔF’c),，其中所述第二值小于所述第一值。该系统还包括：PIM估计电路，被配置为基于所述频移输出生成要应用于所述RX信号的PIM信号分量的估计，以生成具有降低的PIM的RX信号。
示例13提供根据示例12的系统，还包括组合器电路(例如加法器)，被配置为将PIM信号分量的估计应用于RX信号，以生成具有降低的PIM的RX信号。
示例14提供根据示例12或13的系统，其中应用估计包括从RX信号中去除(例如减去)PIM信号分量的估计，以生成具有降低的PIM的RX信号。
示例15提供根据前述示例12-14中任一个的系统，还包括一个或多个抽取电路，被配置为在PIM估计电路生成所述PIM信号分量的估计之前抽取(即降低采样速率或下采样)所述RX信号和所述TX信号中的至少一个。
示例16提供根据示例15的系统，还包括内插电路，被配置为在将所述PIM信号分量的估计应用于所述RX信号之前内插(即增加采样速率或上采样)所述PIM信号分量的估计，以生成具有降低的PIM的RX信号。
示例17提供根据前述示例12-16中任一个的系统，其中如果对所述RX载波信号分量执行频移以生成频移输出，则所述一个或多个频移电路还被配置为在所述PIM信号分量的估计被应用于所述RX信号以生成具有降低的PIM的RX信号之前，对所述PIM信号分量的估计执行反向频移。以这种方式，建模(即，估计)的PIM信号分量与实际接收信号中的PIM干扰相位、幅度和频率对齐，使得估计PIM信号分量可以用于减少或消除RX信号中PIM干扰。
示例18提供根据前述示例中任一个的系统，其中基于频移输出生成PIM信号分量的估计的至少一部分被配置为以小于TX信号中第一和第二TX载波信号分量之间的频率间隔的两倍的时钟速率执行。例如，在一些实施例中，用于估计PIM模型系数的算法可以以小于TX信号中第一和第二TX载波信号分量之间的频率间隔的两倍的时钟速率运行。在另一示例中，在一些实施例中，被配置为基于PIM模型系数生成RX信号中PIM信号分量的估计的致动器可以以小于TX信号中第一和第二TX载波信号分量之间频率间隔的两倍的时钟速率运行。
示例19提供根据前述示例中任一个的系统，其中该系统是RF收发器，例如用于基站的RF收发器。
示例20提供一种用于减少或消除RX信号中PIM干扰的计算机实现的方法。RX信号包括RX载波信号分量和PIM信号分量。RX信号指示TX信号，其中TX信号至少包括第一和第二TX载波信号分量，使得当第一和第二载波信号分量由天线发射时，所述第一和第二TX载波分量之间的频率间隔是第一值(ΔFc)。该方法包括对所述RX信号和所述TX信号中的一个或多个的信号分量进行频移，以生成频移输出，所述频移输出包括对齐的RX信号的PIM载波信号分量以及TX信号的第一和第二TX载波信号分量，使得TX信号的第一和第二TX载波信号分量之间的频率间隔，以及RX信号的RX载波信号分量与与TX信号的第一和TX第二载波信号分量中最接近的一个之间的频率间隔是第二值(ΔF’c)，其中第二值小于第一值。该方法还包括基于频移输出生成要应用于RX信号的PIM信号分量的估计，以生成具有降低的PIM的RX信号。
示例21提供了根据示例20的方法，其中应用估计包括从RX信号中去除(例如，减去)PIM信号分量的估计。
示例22提供了根据示例20或21的方法，其中该方法还包括用于通过根据前述示例中任一个的系统(例如根据示例1-19中任一个)减少RX信号中的PIM干扰的方法。
示例23提供了一种非暂时性计算机可读存储介质，其包括用于执行的指令，当由处理器执行时，所述指令可操作以执行根据前述示例中任一个的方法(例如根据示例20-22中任一个所述的方法)的操作，和/或使系统能够根据前述示例中的任何一个(例如根据示例1-19中的任意一个)减少RX信号中的PIM干扰的操作。因此，在一些示例中，根据示例23的非暂时性计算机可读存储介质还可以包括可操作以执行由根据前述示例中的任何一个的系统的任何部分执行的操作的指令。
变化和实施
虽然以上参考图1和图2所示的示例性实施方式描述了本公开的实施例。如图4-8所示，本领域技术人员将认识到上述各种教导可应用于各种其他实现。
在某些上下文中，本文所讨论的特征可适用于汽车系统、安全关键工业应用、医疗系统、科学仪器、无线和有线通信、无线电、雷达、工业过程控制、音频和视频设备、电流感测、仪器(其可高度精确)和其他基于数字处理的系统。
在以上实施例的讨论中，系统的组件，例如滤波器、转换器、混频器和/或其他组件，可以容易地被替换、替换或以其他方式修改，以适应特定的电路需求。此外，应当注意，使用互补的电子设备、硬件、软件等，为实现本公开的与各种通信系统中的频移PIM减少相关的教导提供了同样可行的选择。
本文所提出的用于通过频移实现PIM降低的各种系统的部分可以包括执行本文所述功能的电子电路。在一些情况下，系统的一个或多个部分可以由专门配置用于执行本文描述的功能的处理器提供。例如，处理器可以包括一个或多个特定于应用的组件，或者可以包括被配置为执行本文描述的功能的可编程逻辑门。该电路可以在模拟域、数字域或混合信号域中操作。在一些情况下，处理器可以被配置为通过执行存储在非暂时性计算机可读存储介质上的一个或多个指令来执行本文描述的功能。
在一个示例性实施例中，可以在相关电子设备的板上实现本图的任何数量的电路。该板可以是通用电路板，其可以容纳电子设备的内部电子系统的各种组件，并且进一步为其他外围设备提供连接器。更具体地，板可以提供电连接，系统的其他部件可以通过该电连接进行电通信。任何合适的处理器(包括DSP、微处理器、支持芯片组等)、计算机可读非临时存储元件等可以基于特定的配置需求、处理需求、计算机设计等适当地耦合到板，外围设备可以作为插件卡通过电缆连接到电路板，或者集成到电路板本身。在各种实施例中，本文所述的功能可以以仿真形式实现为在一个或多个可配置(例如，可编程)元件内运行的软件或固件，所述元件布置在支持这些功能的结构中。提供仿真的软件或固件可以被提供在包括允许处理器执行这些功能的指令的非暂时性计算机可读存储介质上。
在另一示例性实施例中，本图的电路可以被实现为独立模块(例如，具有被配置为执行特定应用或功能的相关组件和电路的设备)，或者被实现为电子设备的特定应用硬件中的插件模块。注意，本公开的特定实施例可以部分地或全部地容易地包括在片上系统(SOC)封装中。SOC表示将计算机或其他电子系统的组件集成到单个芯片中的IC。它可以包含数字、模拟、混合信号，通常还包括RF功能：所有这些功能都可以在单个芯片基板上提供。其他实施例可以包括多芯片模块(MCM)，多个单独的IC位于单个电子封装内，并且被配置为通过电子封装彼此紧密交互。
还必须注意，这里概述的所有规格、尺寸和关系(例如，图4和图7中所示的通信系统的组件数量)仅出于示例和教学的目的而提供。在不背离本公开的精神或所附权利要求书的范围的情况下，这些信息可以显著变化。应当理解，该系统可以以任何合适的方式合并。沿着类似的设计备选方案，本图中所示的电路、组件、模块和元件中的任何一个都可以以各种可能的配置进行组合，所有这些配置显然都在本说明书的广泛范围内。在前述描述中，已经参考特定处理器和/或组件布置描述了示例实施例。在不脱离所附权利要求的范围的情况下，可以对这些实施例进行各种修改和改变。因此，说明书和附图应被视为说明性的而非限制性的。
还需要注意的是，本文所提出的与频移减少PIM相关的功能仅说明了可以由通信系统执行或在通信系统内执行的一些可能功能。在适当的情况下，可以删除或移除这些操作中的一些，或者可以在不脱离本公开的范围的情况下对这些操作进行相当大的修改或改变。本文描述的实施例提供了很大的灵活性，因为在不背离本公开的教导的情况下，可以提供任何合适的布置、时序、配置和定时机制。

Claims (20)

1.一种用于处理待发送信号(TX信号)和接收信号(RX信号)的系统，所述TX信号具有第一TX载波信号分量和第二TX载波信号分量，并且所述RX信号具有RX载波信号分量，所述系统包括：
一个或多个频移电路，被配置为当所述第一TX载波信号分量的中心频率与所述第二TX载波信号分量的中心频率的差为第一值时，对所述RX信号和所述TX信号中的一个或更多个的信号分量执行频移，以生成频移输出，所述频移输出包括：
基于所述RX载波信号分量对齐的RX信号载波分量，
基于所述第一TX载波信号分量对齐的第一TX载波信号分量，和
基于所述第二TX载波信号分量对齐的第二TX载波信号分量，
其中所述对齐的第一TX载波信号分量的中心频率与所述对齐的第二TX载波信号分量的中心频率之间的差、以及所述对齐的RX载波信号分量的中心频率和所述对齐的第一TX载波信号分量的中心频率之间的差中的每一个都小于所述第一值；和
无源互调(PIM)估计电路，被配置为基于所述频移输出生成要应用于所述RX信号的PIM信号分量的估计，以生成具有降低的PIM的RX信号。
2.根据权利要求1所述的系统，还包括组合器电路，被配置为将所述PIM信号分量的估计应用于所述RX信号以生成具有降低的PIM的RX信号。
3.根据权利要求1所述的系统，其中应用估计包括从所述RX信号中移除所述PIM信号分量的估计以生成具有降低的PIM的RX信号。
4.根据权利要求1所述的系统，还包括一个或多个抽取电路，被配置为在PIM估计电路生成所述PIM信号分量的估计之前抽取所述RX信号和所述TX信号中的至少一个。
5.根据权利要求4所述的系统，其中所述一个或多个抽取电路被配置为在所述一个或多个频移电路执行频移以产生所述频移输出之前，抽取所述RX信号和所述TX信号中的至少一个。
6.根据权利要求4所述的系统，还包括内插电路，被配置为在将所述PIM信号分量的估计应用于所述RX信号之前内插所述PIM信号分量的估计，以生成具有降低的PIM的RX信号。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的系统，其中如果对所述RX信号执行频移以生成频移输出，则所述一个或多个频移电路还被配置为在所述PIM信号分量的估计被应用于所述RX信号以生成具有降低的PIM的RX信号之前，对所述PIM信号分量的估计执行反向频移。
8.根据权利要求1-6中任一项所述的系统，其中所述对齐的第一TX载波信号分量的中心频率与所述对齐的第二TX载波信号分量的中心频率之间的差是第二值，其中所述第二值比所述第一值小至少2倍。
9.根据权利要求8所述的系统，其中当所述对齐的RX载波信号分量的中心频率与所述对齐的第一TX载波信号分量的中心频率之间的差为第二值时。
10.根据权利要求1-6中任一项所述的系统，其中生成PIM信号分量的估计包括生成滤波器的一个或多个滤波器系数，被配置为应用于RX信号以减少所述RX信号中的PIM信号分量。
11.根据权利要求10所述的系统，其中所述一个或多个滤波器系数以迭代方式生成。
12.一种用于减少无源互调(PIM)的系统，该系统包括:
一个或多个频移电路，被配置为：
接收包括RX载波信号分量的接收信号(RX信号)，
接收至少包括第一和第二TX载波信号分量的要发送信号(TX信号)，其中所述第一和第二TX载波分量之间的频率间隔是第一值，和
生成频移输出，所述频移输出包括在频谱中对齐的RX载波信号分量、第一TX载波信号分量和第二TX载波信号分量，使得所述第一和第二TX载波信号分量之间的频率间隔以及所述RX载波信号与所述第一和TX第二载波信号分量中最接近的一个之间的频率间距是第二值，其中所述第二值小于所述第一值；和
PIM估计电路，被配置为基于所述频移输出生成要应用于所述RX信号的PIM信号分量的估计，以生成具有降低的PIM的RX信号。
13.根据权利要求12所述的系统，还包括组合器电路，被配置为将所述PIM信号分量的估计应用于所述RX信号以生成具有降低的PIM的RX信号。
14.根据权利要求12所述的系统，其中应用估计包括从所述RX信号中移除所述PIM信号分量的估计以生成具有降低的PIM的RX信号。
15.根据权利要求12-14中任一项所述的系统，还包括一个或多个抽取电路，被配置为在PIM估计电路生成所述PIM信号分量的估计之前抽取所述RX信号和所述TX信号中的至少一个。
16.根据权利要求15所述的系统，还包括内插电路，被配置为在将所述PIM信号分量的估计应用于所述RX信号之前内插所述PIM信号分量的估计，以生成具有降低的PIM的RX信号。
17.根据权利要求12-14中任一项所述的系统，其中如果对所述RX载波信号分量执行频移以生成频移输出，则所述一个或多个频移电路还被配置为在所述PIM信号分量的估计被应用于所述RX信号以生成具有降低的PIM的RX信号之前，对所述PIM信号分量的估计执行反向频移。
18.根据权利要求12-14中任一项所述的系统，其中基于频移输出生成PIM信号分量的估计的至少一部分被配置为以小于所述TX信号中第一和第二TX载波信号分量之间的频率间隔的两倍的时钟速率执行。
19.一种用于减少包括RX载波信号分量和PIM信号分量的接收信号(RX信号)中的无源互调(PIM)的方法，该方法包括：
当要发送的信号(TX信号)至少包括第一和第二TX载波信号分量时，使得所述第一和第二TX载波信号分量之间的频率间隔为第一值，执行所述RX信号和所述TX信号中的一个或多个部分的频移，以生成频移输出，所述频移输出包括对齐的PIM载波信号分量以及所述第一和第二TX载波信号分量，使得所述第一和第二TX载波信号分量之间的频率间隔，以及所述RX信号分量与所述第一和TX第二载波信号分量中最接近的一个的频率间隔是第二值，其中所述第二值小于所述第一值；和
基于所述频移输出，生成要应用于所述RX信号的PIM信号分量的估计，以生成具有降低的PIM的RX信号。
20.根据权利要求19所述的方法，其中应用估计包括从所述RX信号中去除所述PIM信号分量的估计。
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