CN116803008A - 信号处理的方法及信号处理装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种信号处理的方法及信号处理装置。该方法包括:生成第一数字信号,该第一数字信号是随机宽带信号;DAC以第一采样率对该第一数字信号进行采样得到第一模拟信号;获得第二数字信号,该第二数字信号是对第三数字信号进行第一处理得到的,该第一处理包括重采样,该第三数字信号是ADC以第二采样率对该第一模拟信号进行采样得到的,该第二采样率不同于该第一采样率,该第二数字信号的采样率与该第一采样率相等;根据该第一数字信号和该第二数字信号对该DAC的交织失真进行校准。根据本申请,可以对DAC的交织失真进行有效校准。
Description
本申请要求于2021年3月26日提交俄罗斯国家知识产权局、申请号RU2021108068、申请名称为“信号处理的方法及信号处理装置”的专利申请的优先权,其全部内容通过引用结合在本申请中。
本申请涉及通信领域,并且更具体地,涉及一种信号处理的方法及信号处理装置。
随着5G和互联网技术的发展,光通信在超高速大容量方面快速演进。为提高波特率,需要提高数模转化器(digital-to-analog converter,DAC)和模数转换器(analog-to-digital converter,ADC)的采样频率。受限于当前技术,单个高采样率DAC/ADC的实现存在较大挑战。为了基于低采样率DAC/ADC实现高采样率,可以采用时间交织架构实现高速DAC/ADC。然而,由于制造工艺、温度漂移等因素的影响,多个低采样率DAC/ADC之间不可避免的存在交织失真。
现有的基于盲估计算法的时间交织架构DAC/ADC的记忆失真的校准方案,难以准确估计和补偿真实的记忆失真。同时,现有的校准方案分别对DAC和ADC进行独立校准。但实际应用中,二者的记忆失真会存在相互影响。独立校准DAC或ADC的方案无法补偿ADC和DAC失真之间的相互影响。因此,现有的对DAC/ADC校准的方案无法保证显著的性能提升。
发明内容
本申请提供一种信号处理的方法,以期实现有效校准时间交织DAC架构中具有的交织失真。
第一方面,提供了一种信号处理的方法,该方法可以包括:生成第一数字信号,该第一数字信号是随机宽带信号;数模转换器DAC以第一采样率对该第一数字信号进行采样得到第一模拟信号;获得第二数字信号,该第二数字信号是对第三数字信号进行第一处理得到的,该第一处理包括重采样,该第三数字信号是模数转换器ADC以第二采样率对该第一模拟信号进行采样得到的,该第二采样率不同于该第一采样率,该第二数字信号的采样率与该第一采样率相等;根据该第一数字信号和该第二数字信号对该DAC的交织失真进行校准。
基于上述技术方案,通过设置DAC和ADC的采样率不同,使得可以通过对第三数字信号进行重采样以对DAC的交织失真和ADC的交织失真进行分离,使得根据第一数字信号和第二数字信号可以对DAC的交织失真进行有效校准。
示例性地,该第一处理还包括线性均衡。
示例性地,该第一处理还包括对该第三数字信号的信号误差进行补偿,补偿的该第三数 字信号的信号误差包括:由该ADC的交织失真导致的信号误差和/或由光电器件及光纤对该第三数字信号造成的损伤导致的信号误差,该光电器件及光纤用于连接该DAC和该ADC。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,该根据该第一数字信号和该第二数字信号对该DAC的交织失真进行校准,包括:
确定该第一数字信号与该第二数字信号之间的第一信号误差;根据该第一数字信号和该第一信号误差确定第一误差系数,该第一误差系数用于估计该DAC的交织失真会导致业务信号产生的信号误差;对估计得到的该DAC的交织失真会导致该业务信号产生的信号误差进行校准。
基于上述技术方案,在对DAC的交织失真进行校准的过程中,根据DAC的交织失真导致的信号误差确定与信号误差相关的第一误差系数,从而实现根据第一误差系数对DAC的交织失真会导致业务信号产生的信号误差进行预补偿。在利用第一误差系数估计DAC的交织失真导致的信号误差时,不依赖已知的输入信号,因此在实际未知的业务信号下,依然可以通过第一误差系数得到DAC的交织失真会导致业务信号产生的信号误差,并对该信号误差进行预补偿。
示例性地,该第一信号误差包括第一交织频域响应的误差和第一交织直流误差,该第一误差系数包括:第一频域响应系数和/或第一时域滤波系数、第一直流值。
具体地,该第一交织频域响应的误差包括DAC的记忆失真引起的误差以及非记忆失真中的时间偏移和增益引起的误差。该第一频域响应系数和/或第一时域滤波系数与DAC记忆失真以及非记忆失真中的时间偏移和增益相关,以及该第一频域响应系数和/或第一时域滤波系数用于估计DAC的记忆失真以及非记忆失真中的时间偏移和增益导致业务信号产生的信号误差。
该第一数字信号、该第一交织频域响应的误差以及该第一时域滤波系数之间满足如下关系:
m表示移频操作,
表示该第一时域滤波系数,x
(1)表示该第一数字信号,err_freq
(1)表示该第一交织频域响应的误差。
该第一交织直流误差与该第一直流值满足如下关系:R
(1)m=err_dc
(1),R
(1)表示该第一直流值,err_dc
(1)表示该第一交织直流误差。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,该方法还包括:生成第四数字信号,该第四数字信号是随机宽带信号,对该第四数字信号的信号误差进行预补偿得到第五数字信号,该第五数字信号的信号误差是根据该第一误差系数估计的;该DAC以该第一采样率对该第五数字信号进行采样得到第二模拟信号;获得第六数字信号,该第六数字信号是对第七数字信号进行该第一处理得到的,该第七数字信号是该ADC以该第二采样率对该第二模拟信号进行采样得到的,该第六数字信号的采样率与该第一采样率相等;确定该第四数字信号和该第六数字信号之间的第二信号误差;根据该第一误差系数、该第四数字信号和该第二信号误差确定第二误差系数,该第二误差系数用于估计该DAC的交织失真会导致该业务信号产生的信号误差;对估计得到的该DAC的交织失真会导致该业务信号产生的信号误差进行补偿。
其中,第四数字信号的信号误差是由DAC的交织失真导致的。
基于上述技术方案,可以对DAC的交织失真进行多次校准。在对DAC的交织失真进行多次校准并获得第二误差系数之后,根据第二误差系数估计得到的DAC的交织失真会导致业务信号产生的信号误差精度更高。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,该方法还包括:
根据该第三数字信号和第八数字信号对该ADC的交织失真进行校准,该第八数字信号是对该第一数字信号进行第二处理得到的,该第二处理包括重采样,该第八数字信号的采样率与该第二采样率相等。
基于上述技术方案,在DAC与ADC的采样率不同的情况下,通过对第一数字信号进行第二处理得到第八数字信号,从而保证第三数字信号与第八数字信号采样率一致,有利于根据第三数字信号和第八数字信号对ADC的交织失真进行校准。
示例性地,该第二处理还包括添加光电器件及光纤损伤,该光电器件及光纤用于连接该DAC和该ADC。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,该根据该第三数字信号和第八数字信号对该ADC的交织失真进行校准,包括:
确定该第三数字信号与该第八数字信号之间的第三信号误差;根据该第三数字信号和该第三信号误差确定第三误差系数,该第三误差系数用于估计该ADC的交织失真会导致业务信号产生的信号误差;对估计得到的该ADC的交织失真会导致该业务信号产生的信号误差进行校准。
基于上述技术方案,在对ADC的交织失真进行校准的过程中,根据ADC的交织失真导致的信号误差确定与信号误差相关的第三误差系数,从而实现根据第三误差系数对ADC的交织失真进行补偿。在利用第三误差系数估计ADC交织失真导致的信号误差时,不依赖已知的输入信号,因此在实际未知的业务信号下,依然可以通过第三误差系数得到ADC的交织失真会导致业务信号产生的信号误差,并对该信号误差进行补偿。
示例性地,该第三信号误差包括第三交织频域响应的误差和第三交织直流误差,该第三误差系数包括:第三域响应系数和/或第三时域滤波系数、第三直流值。
具体地,该第三交织频域响应的误差包括ADC的记忆失真引起的误差以及非记忆失真中的时间偏移和增益引起的误差。该第三频域响应系数和/或第三时域滤波系数与ADC记忆失真以及非记忆失真中的时间偏移和增益相关,以及该第三频域响应系数和/或第三时域滤波系数用于估计ADC的记忆失真以及非记忆失真中的时间偏移和增益导致业务信号产生的信号误差。
该第三数字信号、该第三交织频域响应的误差以及该第三时域滤波系数之间满足如下关系:
m表示移频操作,
表示该第三时域滤波系数,x
(3)表示该第三数字信号,err_freq
(3)表示该第三交织频域响应的误差。
该第三交织直流误差与该第三直流值满足如下关系:R
(3)m=err_dc
(3),R
(3)表示该第三直流值,err_dc
(3)表示该第三交织直流误差。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,该方法还包括:
生成第四数字信号,该第四数字信号是随机宽带信号;对该第四数字信号的信号误差进行预补偿得到第五数字信号,该第四数字信号的信号误差是根据第一误差系数估计的;该DAC以该第一采样率对该第五数字信号进行采样得到第二模拟信号;该ADC对该第二模拟信号进行采样得到第七数字信号;对第七数字信号的信号误差进行补偿得到第九数字信号,该第七数字信号的信号误差是根据该第三误差系数确定的;确定该第九数字信号与第十数字信号之间的第四信号误差,该第十数字信号是对该第四数字信号进行该第二处理得到的,该 第十数字信号的采样率等于该第七数字信号的采样率;根据该第七数字信号、第四信号误差和第三误差系数确定第四误差系数,该第四误差系数用于估计该ADC的交织失真会导致该业务信号产生的信号误差;对估计得到的该ADC的交织失真会导致该业务信号产生的信号误差进行补偿。
其中,第七数字信号的信号误差是由ADC的交织失真导致的。
基于上述技术方案,可以对ADC的交织失真进行多次校准。在对ADC的交织失真进行多次校准并获得第四误差系数之后,根据第四误差系数估计得到的ADC的交织失真会导致业务信号产生的信号误差精度更高。
第二方面,提供了一种信号处理的方法,该方法可以包括:
接收第一模拟信号,该第一模拟信号是数模转换器DAC以第一采样率对第一数字信号进行采样得到的,该第一数字信号是数字随机宽带信号;模数转换器ADC以第二采样率对该第一模拟信号进行采样得到第三数字信号;确定第三数字信号与第八数字信号之间的第三信号误差,该第八数字信号是对该第一数字信号进行第二处理得到的,该第二处理包括重采样,该第八数字信号的采样率与该第二采样率相等;根据该第三数字信号和该第三信号误差确定第三误差系数,该第三误差系数用于估计该ADC的交织失真会导致业务信号产生的信号误差;对估计得到的该ADC的交织失真会导致该业务信号产生的信号误差进行校准。
基于上述技术方案,在对ADC的交织失真进行校准的过程中,根据ADC的交织失真导致的信号误差确定与信号误差相关的第三误差系数,从而实现根据第三误差系数对ADC的交织失真会导致业务信号产生的信号误差进行预补偿。在利用第三差系数估计ADC的交织失真导致的信号误差时,不依赖已知的输入信号,因此在实际未知的业务信号下,依然可以通过第三误差系数得到ADC的交织失真会导致业务信号产生的信号误差,并对该信号误差进行预补偿。
示例性地,第二处理还包括添加光电器件及光纤损伤,该光电器件及光纤用于连接该DAC和该ADC。
该第三信号误差包括第三交织频域响应的误差和第三交织直流误差,该第三误差系数包括:第三域响应系数和/或第三时域滤波系数、第三直流值。
具体地,该第三交织频域响应的误差包括ADC的记忆失真引起的误差以及非记忆失真中的时间偏移和增益引起的误差。该第三频域响应系数和/或第三时域滤波系数与ADC记忆失真以及非记忆失真中的时间偏移和增益相关,以及该第三频域响应系数和/或第三时域滤波系数用于估计ADC的记忆失真以及非记忆失真中的时间偏移和增益导致业务信号产生的信号误差。
该第三数字信号、该第三交织频域响应的误差以及该第三时域滤波系数之间满足如下关系:
m表示移频操作,
表示该第三时域滤波系数,x
(3)表示该第三数字信号,err_freq
(3)表示该第三交织频域响应的误差。
该第三交织直流误差与该第三直流值满足如下关系:R
(3)m=err_dc
(3),R
(3)表示该第三直流值,err_dc
(3)表示该第三交织直流误差。
结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,该方法还包括:
接收第二模拟信号,该第二模拟信号是该DAC以该第一采样率对第五数字信号进行采样得到的,该第五数字信号是对第四数字信号的信号误差进行预补偿得到的,该第四数字信号 的信号误差是根据第一误差系数估计的,该第四数字信号为随机宽带信号;该ADC以第二采样率对该第五数字信号进行采样得到第七数字信号;对该第七数字信号的信号误差进行补偿得到第九数字信号,该第七数字信号的信号误差是根据该第三误差系数估计的;确定该第九数字信号与第十数字信号之间的第四信号误差,该第十数字信号是对该第四数字信号进行该第二处理得到的,该第十数字信号的采样率与该第二采样率相等;根据该第七数字信号、第四信号误差和第三误差系数确定第四误差系数,该第四误差系数用于估计该ADC的交织失真会导致该业务信号产生的信号误差;对估计得到的该ADC的交织失真会导致该业务信号产生的信号误差进行校准。
基于上述技术方案,可以对ADC的交织失真进行多次校准。在对ADC的交织失真进行多次校准并获得第四误差系数之后,根据第四误差系数估计得到的ADC的交织失真会导致业务信号产生的信号误差精度更高。
第三方面,提供了一种信号处理的方法,该方法可以包括:
执行N次对数模转换器DAC的交织失真的校准过程,N为正整数;
其中,第n次对该DAC的交织失真的校准过程包括:
生成第n个第一数字信号,该第n个第一数字信号是随机宽带信号,n=1,2,…,N;对该第n个第一数字信号的信号误差进行预补偿得到第n个第五数字信号,第n个第一数字信号的信号误差是根据第n个第一误差系数估计的;其中,若n≥2,则该第n个第一误差系数是在对该DAC的交织失真的第n-1次校准过程中得到的,若n=1,则该第n个第一误差系数是预定义的误差系数;模数转换器DAC对该第n个第五数字信号进行采样得到第n个模拟信号;确定第n个第一数字信号与第n个第二数字信号之间的第n个第一信号误差,该第n个第二数字信号是根据第n个第三数字信号确定的,该第n个第三数字信号是模数转换器ADC根据第n个模拟信号确定的;根据该第n个第一误差系数、该第n个第一数字信号和该第n个第一信号误差确定第n+1个第一误差系数;在该第n个第一信号误差收敛至第一目标值的情况下,将该第n个第一误差系数或该第n+1个第一误差系数作为第一目标误差系数,该第一目标误差系数用于估计该DAC的交织失真会导致业务信号产生的信号误差;在该第n个第一信号误差未收敛至该第一目标值的情况下,根据该第n+1个第一误差系数继续执行对该DAC的交织失真的第n+1次校准过程。
基于上述技术方案,在对DAC的交织失真进行校准的过程中,根据DAC的交织失真导致的信号误差确定与信号误差相关的第一误差系数,并通过迭代估计第一误差系数的方式确定出第一目标误差系数,从而实现根据第一目标误差系数对DAC的交织失真进行预补偿。在利用第一目标误差系数估计DAC的交织失真导致的信号误差时,不依赖已知的输入信号,因此在实际未知的业务信号下,依然可以通过第一目标误差系数得到DAC的交织失真会导致业务信号产生的信号误差,并对该信号误差进行预补偿。
作为一个示例,该第n个第二数字信号是对该第n个第三数字信号的信号误差进行补偿得到的,补偿的该第n个第三数字信号的信号误差包括:由该ADC的交织失真导致的信号误差和/或由光电器件及光纤造成的损伤导致的信号误差,该光电器件及光纤用于连接该DAC和该ADC。
作为另一个示例,该DAC的采样率与该ADC的采样率不同,该第n个第二数字信号是对该第n个第三数字信号重采样得到的,或者,该第n个第二数字信号是对该第n个第三数 字信号重采样和线性均衡得到的,该第n个第二数字信号的采样率与该DAC的采样率相等。
作为又一个示例,该DAC的采样率与该ADC的采样率不同,该第n个第二数字信号是对该第n个第三数字信号进行如下处理得到的:对该第n个第三数字信号的信号误差进行补偿,且对补偿后的该第n个第三数字信号进行重采样,或者对补偿后的该第n个第三数字信号进行重采样和线性均衡,该第n个第二数字信号的采样率与该DAC的采样率相等,补偿的该第n个第三数字信号的信号误差包括:由该ADC的交织失真导致的信号误差和/或由光电器件及光纤造成的损伤导致的信号误差,该光电器件及光纤用于连接该DAC和该ADC。
示例性地,该第n个第一信号误差包括第n个第一交织频域响应的误差和第n个第一交织直流误差,该第n个第一误差系数包括:第n个第一频域响应系数和/或第n个第一时域滤波系数、第n个第一直流值,该第n+1个第一误差系数包括:第n+1个第一频域响应系数和/或第n+1个第一时域滤波系数、第n+1个第一直流值。
具体地,该第n个第一交织频域响应的误差包括DAC的记忆失真引起的误差以及非记忆失真中的时间偏移和增益引起的误差。该第n个第一频域响应系数和/或第n个第一时域滤波系数与DAC记忆失真以及非记忆失真中的时间偏移和增益相关,以及该第n个第一频域响应系数和/或第n个第一时域滤波系数用于估计DAC的记忆失真以及非记忆失真中的时间偏移和增益导致第n个第一数字信号产生的信号误差。该第n+1个第一频域响应系数和/或第n+1个第一时域滤波系数与DAC记忆失真以及非记忆失真中的时间偏移和增益相关,以及该第n+1个第一频域响应系数和/或第n+1个第一时域滤波系数用于估计DAC的记忆失真以及非记忆失真中的时间偏移和增益导致第n+1个第一数字信号/业务信号产生的信号误差。
该第n个第一数字信号、该第n个第一交织频域响应的误差以及第n个第一临时时域滤波系数之间满足如下关系:
该第n个第一时域滤波系数、该第n个第一临时时域滤波系数以及该第n+1个第一时域滤波系数满足如下关系:
其中,m表示移频操作,
表示该第n个第一时域滤波系数,
表示该第n个第一临时时域滤波系数,
表示该第n+1个第一时域滤波系数,
表示该第n个第一数字信号,
表示该第n个第一交织频域响应的误差,S表示步进。
该第n个第一交织直流误差与第n个第一临时直流值满足如下关系:
该第n个第一直流值、该第n个第一临时直流值以及该第n+1个第一直流值满足如下关系:
其中,
表示该第n个第一临时直流值,
表示该第n个第一直流值,
表示该第n+1个第一直流值,
表示该第n个第一交织直流误差。
结合第三方面,在第三方面的某些实现方式中,该方法还包括:
执行N次对该ADC的交织失真的校准过程;
其中,第n次对该ADC的交织失真的校准过程包括:
对第n个第三数字信号的信号误差进行补偿得到第n个第九数字信号,该第n个第三数字信号的信号误差是根据第n个第三误差系数估计的;其中,若n≥2,则该第n个第三误差系数是在对该ADC的交织失真的第n-1次校准过程中得到的,若n=1,则该第n个第三误差系数是预定义的误差系数;确定第n个第八数字信号与该第n个第九数字信号之间的第n个第三信号误差,该第n个第八数字信号是根据该第n个第一数字信号确定的;根据该第n个第三误差系数、该第n个第三数字信号和该第n个第三信号误差确定第n+1个第三误差系数;在该第n个第三信号误差收敛至第二目标值的情况下,将该第n个第三误差系数或该第n+1 个第三误差系数作为第二目标误差系数,该第二目标误差系数用于估计该ADC的交织失真导致该业务信号产生的信号误差;在该第n个第三信号误差未收敛至该第二目标值的情况下,根据该第n+1个第三误差系数执行对该ADC的交织失真的第n+1次校准过程。
基于上述技术方案,在对ADC的交织失真进行校准的过程中,根据ADC的交织失真导致的信号误差确定与信号误差相关的第三误差系数,并通过迭代估计第三误差系数的方式确定出第二目标误差系数,从而实现根据第二目标误差系数对ADC的交织失真进行补偿。在利用第二目标误差系数估计ADC的交织失真导致的信号误差时,不依赖已知的输入信号,因此在实际未知的业务信号下,依然可以通过第二目标误差系数得到ADC的交织失真会导致业务信号产生的信号误差,并对该信号误差进行补偿。
作为一个示例,该DAC的采样率与该ADC的采样率不同,该第n个第八数字信号是对该第n个第一数字信号进行重采样得到的,该第n个第八数字信号的采样率与该ADC的采样率相等。
作为另一个示例,该第n个第八数字信号是对该第n个第一数字信号进行重采样和添加光电器件及光纤损伤得到的,该光电器件及光纤用于连接该DAC和该ADC。
示例性地,该第n个第三信号误差包括第n个第三交织频域响应的误差和第n个第三交织直流误差,该第n个第三误差系数包括:第n个第三频域响应系数和/或第n个第三时域滤波系数、第n个第三直流值,该第n+1个第三误差系数包括:第n+1个第三频域响应系数和/或第n+1个第三时域滤波系数、第n+1个第三直流值。
具体地,该第n个第三交织频域响应的误差包括ADC的记忆失真引起的误差以及非记忆失真中的时间偏移和增益引起的误差。该第n个第三频域响应系数和/或第n个第三时域滤波系数与ADC记忆失真以及非记忆失真中的时间偏移和增益相关,以及该第n个第三频域响应系数和/或第n个第三时域滤波系数用于估计ADC的记忆失真以及非记忆失真中的时间偏移和增益导致第n个第三数字信号产生的信号误差。该第n+1个第三频域响应系数和/或第n+1个第三时域滤波系数与ADC记忆失真以及非记忆失真中的时间偏移和增益相关,以及该第n+1个第三频域响应系数和/或第n+1个第三时域滤波系数用于估计ADC的记忆失真以及非记忆失真中的时间偏移和增益导致第n+1个第三数字信号/业务信号产生的信号误差。
该第n个第三数字信号、该第n个第三交织频域响应的误差以及第n个第三临时时域滤波系数之间满足如下关系:
该第n个第三时域滤波系数、该第n个第三临时时域滤波系数以及该第n+1个第三时域滤波系数满足如下关系:
m表示移频操作,
表示该第n个第三时域滤波系数,
表示该第n个第三临时时域滤波系数,
表示该第n+1个第三时域滤波系数,
表示该第n个第三数字信号,
表示该第n个第三交织频域响应的误差,S表示步进。
该第n个第三交织直流误差与第n个第三临时直流值满足如下关系:
该第n个第三直流值、该第n个第三临时直流值以及该第n+1个第三直流值满足如下关系:
其中,
表示该第n个第三临时直流值,
表示该第n个第三直流值,
表示该第n+1个第三直流值,
表示该第n个第三交织直流误差。
第四方面,提供了一种信号处理装置,包括用于执行上述第一方面或第一方面中任一种实现方式中的方法的各步骤的模块。
第五方面,提供了一种信号处理装置,包括模数转换器ADC、ADC交织失真校准模块; 该ADC用于接收第一模拟信号,该第一模拟信号是以第一采样率对第一数字信号进行采样得到的,该第一数字信号是数字随机宽带信号;该ADC用于以第二采样率对该第一模拟信号进行采样得到第三数字信号;该ADC交织失真校准模块用于确定第三数字信号与第八数字信号之间的第三信号误差,该第八数字信号是对该第一数字信号进行第二处理得到的,该第二处理包括重采样,该第八数字信号的采样率与该第二采样率相等;该ADC交织失真校准模块还用于根据该第三数字信号和该第三信号误差确定第三误差系数,该第三误差系数用于估计该ADC的交织失真会导致业务信号产生的信号误差;该ADC交织失真校准模块还用于对估计得到的该ADC的交织失真会导致该业务信号产生的信号误差进行补偿。
示例性地,第二处理还包括添加光电器件及光纤损伤,该光电器件及光纤用于连接该DAC和该ADC。
该第三信号误差包括第三交织频域响应的误差和第三交织直流误差,该第三误差系数包括:第三域响应系数和/或第三时域滤波系数、第三直流值。
具体地,该第三交织频域响应的误差包括ADC的记忆失真引起的误差以及非记忆失真中的时间偏移和增益引起的误差。该第三频域响应系数和/或第三时域滤波系数与ADC记忆失真以及非记忆失真中的时间偏移和增益相关,以及该第三频域响应系数和/或第三时域滤波系数用于估计ADC的记忆失真以及非记忆失真中的时间偏移和增益导致业务信号产生的信号误差。
该第三数字信号、该第三交织频域响应的误差以及该第三时域滤波系数之间满足如下关系:
m表示移频操作,
表示该第三时域滤波系数,x
(3)表示该第三数字信号,err_freq
(3)表示该第三交织频域响应的误差。
该第三交织直流误差与该第三直流值满足如下关系:R
(3)m=err_dc
(3),R
(3)表示该第三直流值,err_dc
(3)表示该第三交织直流误差。
结合第五方面,在第五方面的某些实现方式中,该ADC还用于接收第二模拟信号,该第二模拟信号是以该第一采样率对第五数字信号进行采样得到的,该第五数字信号是对第四数字信号的信号误差进行预补偿得到的,该第四数字信号产生的信号误差是根据第一误差系数估计的,该第四数字信号为随机宽带信号;该ADC还用于以该第二采样率对该第五数字信号进行采样得到第七数字信号;该ADC交织失真校准模块还用于对该第七数字信号的信号误差进行补偿得到第九数字信号,该第七数字信号的信号误差是根据该第三误差系数估计的;该ADC交织失真校准模块还用于确定该第九数字信号与第十数字信号之间的第四信号误差,该第十数字信号是对该第四数字信号进行该第二处理得到的,该第十数字信号的采样率与该第二采样率相等;该ADC交织失真校准模块还用于根据该第七数字信号、第四信号误差和第三误差系数确定第四误差系数,该第四误差系数用于估计该ADC的交织失真会导致该业务信号产生的信号误差;该ADC交织失真校准模块还用于对估计得到的该ADC的交织失真会导致该业务信号产生的信号误差进行补偿。
第六方面,提供了一种信号处理装置,包括光信号数字处理器发射模块、数模转换器DAC、DAC交织失真校准模块;
该信号处理装置用于执行N次对该DAC的交织失真的校准过程,N为正整数;
其中,在第n次对该DAC的交织失真的校准过程中:
该光信号数字处理器发射模块用于生成第n个第一数字信号,该第n个第一数字信号是 随机宽带信号;该DAC交织失真校准模块用于对该第n个第一数字信号的信号误差进行预补偿以得到第n个第五数字信号,该第n个第一数字信号的信号误差是根据第n个第一误差系数估计的,n=1,2,…,N;其中,若n≥2,则该第n个第一误差系数是在对该DAC的交织失真的第n-1次校准过程中得到的,若n=1,则该第n个第一误差系数是预定义的误差系数;该DAC用于将该第n个第五数字信号转化为第n个模拟信号;该DAC交织失真校准模块还用于:确定该第n个第一数字信号与第n个第二数字信号之间的第n个第一信号误差,该第n个第二数字信号是根据第n个第三数字信号确定,该第n个第三数字信号是模数转换器ADC根据该第n个模拟信号确定的;根据该第n个第一误差系数、该第n个第一数字信号和该第n个第一信号误差确定第n+1个第一误差系数;在该第n个第一信号误差收敛至第一目标值的情况下,将该第n个第一误差系数或该第n+1个第一误差系数作为第一目标误差系数,该第一目标误差系数用于估计该DAC的交织失真会导致业务信号产生的信号误差;在该第n个第一信号误差未收敛至该第一目标值的情况下,根据该第n+1个第一误差系数继续执行对该DAC的交织失真的第n+1次校准过程。
该第n个第一信号误差包括第n个第一交织频域响应的误差和第n个第一交织直流误差,该第n个第一误差系数包括:第n个第一频域响应系数和/或第n个第一时域滤波系数、第n个第一直流值,该第n+1个第一误差系数包括:第n+1个第一频域响应系数和/或第n+1个第一时域滤波系数、第n+1个第一直流值。
具体地,该第n个第一交织频域响应的误差包括DAC的记忆失真引起的误差以及非记忆失真中的时间偏移和增益引起的误差。该第n个第一频域响应系数和/或第n个第一时域滤波系数与DAC记忆失真以及非记忆失真中的时间偏移和增益相关,以及该第n个第一频域响应系数和/或第n个第一时域滤波系数用于估计DAC的记忆失真以及非记忆失真中的时间偏移和增益导致第n个第一数字信号产生的信号误差。该第n+1个第一频域响应系数和/或第n+1个第一时域滤波系数与DAC记忆失真以及非记忆失真中的时间偏移和增益相关,以及该第n+1个第一频域响应系数和/或第n+1个第一时域滤波系数用于估计DAC的记忆失真以及非记忆失真中的时间偏移和增益导致第n+1个第一数字信号/业务信号产生的信号误差。
示例性地,该第n个第一数字信号、该第n个第一交织频域响应的误差以及第n个第一临时时域滤波系数之间满足如下关系:
该第n个第一时域滤波系数、该第n个第一临时时域滤波系数以及该第n+1个第一时域滤波系数满足如下关系:
其中,m表示移频操作,
表示该第n个第一时域滤波系数,
表示该第n个第一临时时域滤波系数,
表示该第n+1个第一时域滤波系数,
表示该第n个第一数字信号,
表示该第n个第一交织频域响应的误差,S表示步进。
该第n个第一交织直流误差与第n个第一临时直流值满足如下关系:
该第n个第一直流值、该第n个第一临时直流值以及该第n+1个第一直流值满足如下关系:
其中,
表示该第n个第一临时直流值,
表示该第n个第一直流值,
表示该第n+1个第一直流值,
表示该第n个第一交织直流误差。
结合第六方面,在第六方面的某些实现方式中,该DAC交织失真校准模块包括DAC交织失真估计模块和DAC交织失真补偿模块,该DAC交织失真补偿模块用于对第n个第一数字信号的信号误差进行预补偿以得到该第n个第五数字信号;该DAC交织失真估计模块用于:确定该第n个第一数字信号与该第n个第二数字信号之间的该第n个第一信号误差;根据该 第n个第一误差系数、该第n个第一数字信号和该第n个第一信号误差确定该第n+1个第一误差系数。
结合第六方面,在第六方面的某些实现方式中,该DAC交织失真估计模块包括第一加法器和DAC校准引擎,该DAC交织失真补偿模块包括第二加法器和DAC校准核,该DAC校准核用于根据该第n个第一误差系数估计该第n个第一数字信号的信号误差;该第二加法器用于对该第n个第一数字信号的信号误差进行预补偿以得到该第n个第五数字信号;该第一加法器用于:接收该第n个第二数字信号;确定该第n个第一数字信号与该第n个第二数字信号之间该第n个第一信号误差;该DAC校准引擎用于根据该第n个第一误差系数、该第n个第一数字信号和该第n个第一信号误差确定该第n+1个第一误差系数。
作为一个示例,该第n个第二数字信号是对该第n个第三数字信号的信号误差进行补偿得到的,补偿的该第n个第三数字信号的信号误差包括:由该ADC的交织失真导致的信号误差和/或由光电器件及光纤造成的损伤导致的信号误差,该光电器件及光纤用于连接该DAC和该ADC。
作为另一个示例,该DAC的采样率与该ADC的采样率不同,该第n个第二数字信号是对该第n个第三数字信号重采样得到的,或者,该第n个第二数字信号是对该第n个第三数字信号重采样和线性均衡得到的,该第n个第一数字信号的采样率与该DAC的采样率相等。
作为又一个示例,该DAC的采样率与该ADC的采样率不同,该第n个第二数字信号是对该第n个第三数字信号进行如下处理得到的:对该第n个第三数字信号的信号误差进行补偿,且对补偿后的该第n个第三数字信号进行重采样,或者对补偿后的该第n个第三数字信号进行重采样和线性均衡,该第n个第二数字信号的采样率与该DAC的采样率相等,补偿的该第n个第三数字信号的信号误差包括:由该ADC的交织失真导致的信号误差和/或由光电器件及光纤造成的损伤导致的信号误差,该光电器件及光纤用于连接该DAC和该ADC。
结合第六方面,在第六方面的某些实现方式中,该信号处理装置还包括ADC交织失真校准模块和/或器件及光纤损伤补偿模块,该ADC交织失真校准模块用于补偿该ADC的交织失真导致该第n个第三数字信号产生的信号误差,该器件及光纤损伤补偿模块用于补偿光电器件及光纤对该第n个第三数字信号造成的损伤导致的信号误差。
结合第六方面,在第六方面的某些实现方式中,该信号处理装置还包括失真分离模块,该失真分离分离模块用于对该第n个第三数字信号进行重采样,或者,该失真分离分离模块用于对该第n个第三数字信号进行重采样和线性均衡。
结合第六方面,在第六方面的某些实现方式中,该信号处理装置还包括该ADC和ADC交织失真校准模块,该信号处理装置还用于执行N次对该ADC的交织失真的校准过程;
其中,在第n次对该ADC的交织失真的校准过程中:
该ADC用于将该第n个模拟信号转化为该第n个第三数字信号;该ADC交织失真校准模块用于:对该第n个第三数字信号的信号误差进行补偿得到的第n个第九数字信号,该第n个第三数字信号的信号误差是根据第n个第三信号误差系数估计的;其中,若n≥2,则该第n个第三误差系数是在对该ADC的交织失真的第n-1次校准过程中得到的,若n=1,则该第n个第三误差系数是预定义的误差系数;确定第n个第八数字信号与该第n个第九数字信号之间的第n个第三信号误差,该第n个第八数字信号是根据该第n个第一数字信号确定的;根据该第n个第三误差系数、该第n个第三数字信号和该第n个第三信号误差确定第n+1个 第三误差系数;在该第n个第三信号误差收敛至第二目标值的情况下,将该第n个第三误差系数或该第n+1个第三误差系数作为第二目标误差系数,该第二目标误差系数用于估计该ADC的交织失真导致该业务信号产生的信号误差;在该第n个第二信号误差未收敛至该第二目标值的情况下,根据该第n+1个第三误差系数执行对该ADC的交织失真的第n+1次校准过程。
示例性地,该第n个第三信号误差包括第n个第三交织频域响应的误差和第n个第三交织直流误差,该第n个第三误差系数包括:第n个第三频域响应系数和/或第n个第三时域滤波系数、第n个第三直流值,该第n+1个第三误差系数包括:第n+1个第三频域响应系数和/或第n+1个第三时域滤波系数、第n+1个第三直流值。
具体地,该第n个第三交织频域响应的误差包括ADC的记忆失真引起的误差以及非记忆失真中的时间偏移和增益引起的误差。该第n个第三频域响应系数和/或第n个第三时域滤波系数与ADC记忆失真以及非记忆失真中的时间偏移和增益相关,以及该第n个第三频域响应系数和/或第n个第三时域滤波系数用于估计ADC的记忆失真以及非记忆失真中的时间偏移和增益导致第n个第三数字信号产生的信号误差。该第n+1个第三频域响应系数和/或第n+1个第三时域滤波系数与ADC记忆失真以及非记忆失真中的时间偏移和增益相关,以及该第n+1个第三频域响应系数和/或第n+1个第三时域滤波系数用于估计ADC的记忆失真以及非记忆失真中的时间偏移和增益导致第n+1个第三数字信号/业务信号产生的信号误差。
该第n个第三数字信号、该第n个第三交织频域响应的误差以及第n个第三临时时域滤波系数之间满足如下关系:
该第n个第三时域滤波系数、该第n个第三临时时域滤波系数以及该第n+1个第三时域滤波系数满足如下关系:
m表示移频操作,
表示该第n个第三时域滤波系数,
表示该第n个第三临时时域滤波系数,
表示该第n+1个第三时域滤波系数,
表示该第n个第三数字信号,
表示该第n个第三交织频域响应的误差,S表示步进。
该第n个第三交织直流误差与第n个第三临时直流值满足如下关系:
该第n个第三直流值、该第n个第三临时直流值以及该第n+1个第三直流值满足如下关系:
其中,
表示该第n个第三临时直流值,
表示该第n个第三直流值,
表示该第n+1个第三直流值,
表示该第n个第三交织直流误差。
结合第六方面,在第六方面的某些实现方式中,该ADC交织失真校准模块包括ADC交织失真估计模块和ADC交织失真补偿模块,该ADC交织失真补偿模块用于对第n个第三数字信号的信号误差进行补偿以得到该第n个第九数字信号;该ADC交织失真估计模块用于:确定该第n个第九数字信号与该第n个第八数字信号之间的该第n个第三信号误差;根据该第n个第三误差系数、该第n个第三数字信号和该第n个第三信号误差确定该第n+1个第三误差系数。
结合第六方面,在第六方面的某些实现方式中,该ADC交织失真估计模块包括第三加法器和ADC校准引擎,该ADC交织失真补偿模块包括第四加法器和ADC校准核,该ADC校准核用于根据该第n个第二误差系数估计该第n个第三数字信号的信号误差;该第四加法器用于对该第n个第三数字信号的信号误差进行补偿以得到该第n个第九数字信号;该第三加法器用于确定该第n个第九数字信号与该第n个第八数字信号之间的该第n个第三信号误差;该ADC校准引擎用于根据该第n个第三误差系数、该第n个第三数字信号和该第n个第三信 号误差确定该第n+1个第三误差系数。
结合第六方面,在第六方面的某些实现方式中,该DAC的采样率与该ADC的采样率不同,该信号处理装置还包括重采样模块,该重采样模块用于对该第n个第一数字信号进行重采样以得到该第n个第八数字信号,该第n个第八数字信号的采样率与该ADC的采样率相等。
结合第六方面,在第六方面的某些实现方式中,该第n个第八数字信号是对该第n个第一数字信号重采样和添加光电器件及光纤损伤得到的,该光电器件及光纤用于连接该DAC和该ADC,该信号处理装置还包括器件及光纤损伤添加模块,该器件及光纤损伤添加模块用于对该第n个第四数字信号添加光器件损伤。
第七方面,提供了一种芯片,用于实现第六方面或第六方面中任一实现方式中的DAC交织失真补偿模块的功能。
第八方面,提供了一种芯片,用于实现第六方面或第六方面中任一实现方式中的ADC交织失真补偿模块的功能。
图1示出了附件模拟复用器DAC架构和时间交织ADC架构。
图2示出了时间交织失真对DAC/ADC的影响。
图3示出了时间交织架构ADC的记忆失真。
图4示出了适用于本申请提供的方法的光通信终端设备的示意性结构图。
图5示出了适用于本申请提供的方法的发送设备和接收设备的示意性结构图。
图6至图11图示出了本申请实施例提供的信号处理装置的示意性结构图。
图12示出了交织失真校准前后DAC和ADC的有效比特数曲线。
图13至图15示出了本申请实施例提供的信号处理方法的示意性流程图。
下面将结合附图,对本申请中的技术方案进行描述。
随着5G和互联网技术的发展,光通信在超高速大容量方面快速演进。为提高波特率,需要提高数模转化器(digital-to-analog converter,DAC)和模数转换器(analog-to-digital converter,ADC)的采样频率。受限于当前技术,单个高采样率DAC/ADC的实现存在较大挑战。
为了基于低采样率DAC/ADC实现高采样率,一种解决方案是通过并行化采样提高采样率。即将输入信号分发(split)至多个并行的通道(channels),每个通道使用单个低采样率DAC/ADC对通道信号进行独立并行采样,最终将各个通道采样后的信号重新组合成输出信号。通过在每个子通道DAC(subDAC)或子通道ADC(subADC)中引入固定的相位差,即可利用多个低采样率的subDAC/subADC对信号实现高采样率。目前所采用的并行方案的高采样率DAC和ADC都基于特定的架构,例如图1所示的时间交织(time interleaving,TI)架构、附加模拟复用器(additional analog multiplexer,AMUX)架构等。
时间交织架构成功利用多个低速率DAC/ADC,实现了高速DAC/ADC,得到广泛的应用。但是由于采用多个subDAC/subADC进行并行采样,时间交织架构的设计复杂度较高,同时时间交织架构对subDACs/subADCs之间的器件一致性也提出了较高要求。由于制造工艺、温 度漂移等因素的影响,subDACs/subADCs之间不可避免的存在交织失真(TI-mismatch),交织失真包括直流(direct current,DC)偏置(offset)、增益(gain)、时间偏移(timeskew)以及更为普遍的subDACs/subADCs之间的频率响应和各支路转换器非线性失真(non linearity,NL)等。交织失真会导致DAC/ADC的性能发生劣化,降低有效比特数(effective number of bits,ENOB),进而引起光数字信号处理器(optical digital signal processor,ODSP)性能劣化。此外热噪声也会导致ENOB的降低,而上述失真引入的噪声会导致ENOB降低30%~40%。
上述的交织失真可以根据记忆效应分为两类。一类是无记忆效应的非记忆失真(memoryless distortion),例如图2所示的交织直流、增益和时间偏移。另一类是记忆失真,记忆失真与DAC和ADC的频率响应有关,通常频率越高,交织记忆失真越明显。如图3所示,交织记忆失真可以用不同subADC或subDAC支路上的频率响应表征。记忆失真会导致高带宽DAC/ADC的ENOB显著劣化,会对系统性能产生很大影响。因此,需要对时间交织架构的DAC/ADC中的交织记忆失真进行校准,以提高DAC/ADC的性能,进而提高ODSP系统性能。此外,对交织记忆失真进行校准的方案还应尽量保证较低复杂度,以保证方案的可行性。
现有的基于盲估计算法的时间交织架构DAC/ADC的记忆失真的校准方案,难以准确估计和补偿真实的记忆失真。同时,现有的校准方案分别对DAC和ADC进行独立校准。但实际应用中,二者的记忆失真会存在相互影响。独立校准DAC或ADC的方案无法补偿ADC和DAC失真之间的相互影响。因此,现有的对DAC/ADC校准的方案无法保证显著的性能提升。
此外,部分记忆失真校准方案需要利用具有特定统计特性的参考信号,以及额外的器件以实现校准。例如,在时间交织ADC架构中使用额外的DAC作为信号源,产生参考信号用于ADC的校准;在时间交织DAC架构中,需要增加额外的反馈通道及窄带ADC对交织DAC的输出进行采样,才能在数字域上进行DAC的失真校准。而额外增加的器件会增加ADC/ADC的复杂度和功耗。
有鉴于此,本申请提供一种信号处理方法和装置,以期实现有效校准时间交织DAC/ADC架构中具有的交织失真。
下面结合附图,对本申请中的技术方案进行描述。
本申请提供的信号处理的方法和系统可以应用在一个设备上,该一个设备可以包括接收机和发射机。例如图4中示出了可以应用本申请提供的方法和装置的光通信终端设备的示意性结构图。如图4所示,终端设备400可以包括发射机、接收机、转换器及至少一个信号接口。其中,发射机可以包括X偏振发射机410a和Y偏振发射机410b,每个发射机都包括光数字信号处理器发射(ODSP transmitter,ODSP_TX)模块和DAC。接收机可以包括X偏振接收机470a和Y偏振接收机470b,每个接收机都包括ADC和光信号数字处理接收(ODSP receiver,ODSP_RX)模块。DAC可以为时间交织架构,且可以包括一个接口,用于输出模拟信号。ADC可以为时间交织架构,且可以包括一个接口,用于接收模拟信号。如图4所示,DAC的输出接口和ADC的输入接口之间可以通过电连接的方式直连,也可以通过电光转换器(420a和420b)、光纤、光电转换器(460a和460b)进行连接。此外,图4所示的终端设备还包括可独立调节DAC与ADC采样频率的时钟单元(440和480),以及还包括用于将X偏振光和Y偏振光合成一束光的合光模块430、将一束光分成X偏振光和Y偏振光的分 光模块450。
本申请提供的信号处理的方法和系统也可以应用在两个设备上。其中一个设备是发送设备,发送设备可以包括发射机。另一个设备是接收设备,接收设备可以包括接收机。例如图5中示出了可以应用本申请提供的方法和系统的发送设备510和接收设备520的示意性结构图。如图5所示,发送设备510可以包括发射机、转换器及至少一个信号接口。其中,发射机可以包括X偏振发射机511a和Y偏振发射机511b,每个发射机都包括ODSP_TX模块和DAC。DAC可以为时间交织架构,且可以包括一个接口,用于输出模拟信号。接收设备520可以包括接收机、转换器及至少一个信号接口。其中,接收机可以包括X偏振接收机523a和Y偏振接收机523b,每个接收机都包括ADC和ODSP_RX模块。ADC可以为时间交织架构,且可以包括一个接口,用于接收模拟信号。如图5所示,发送设备的DAC的输出接口与接收设备的ADC的输入接口之间可以通过电连接的方式直连,也可以通过电光转换器(512a和512b)、光纤、光电转换器(522a和522b)进行连接。此外,图5所示的发送设备510还包括调节DAC采样频率的时钟单元514,以及还包括用于将X偏振光和Y偏振光合成一束光的合光模块513。接收设备520还包括调节ADC采样频率的时钟单元524,以及将一束光分成X偏振光和Y偏振光的分光模块521。
图6示出了本申请实施例提供的信号处理装置600的示意性结构图。该信号处理装置600用于对DAC的交织失真进行校准。如图6所示,信号处理装置600可以包括:ODSP_TX模块610、DAC交织失真校准模块620、DAC 630和ADC 640。DAC 630为时间交织架构。
应理解,以上列举的信号处理装置包括的模块仅为示例说明,本申请并未限定于此,本申请的信号处理装置600还可以包括其他实现通信功能的模块。例如,信号处理装置600还可以包括电光转换器、光纤和光电转换器等。
ODSP_TX模块610用于生成数字信号#1,并把生成的数字信号#1传输至DAC交织失真校准模块620,数字信号#1为数字随机宽带信号。DAC交织失真校准模块620用于对数字信号#1进行预补偿以得到数字信号#2,并将数字信号#2传输至DAC 630。DAC 630用于将接收到数字信号#2转换为模拟信号#1,并将得到的模拟信号#1传输至ADC 640。ADC 640用于将接收到的模拟信号#1转化为数字信号#3,并将得到的数字信号#3传输至DAC交织失真校准模块620。
DAC交织失真校准模块620用于根据数字信号#1和数字信号#3对DAC 630的交织失真进行校准。由于DAC 630的交织失真可以表示为各支路subDAC不同的误差响应,因此,可以用各支路subDAC的误差响应表示DAC 630的交织失真。具体地,DAC交织失真校准模块620对DAC 630的交织失真进行第n次校准的过程可以包括如下步骤,n为正整数:
(1)接收来自ODSP_TX模块610的第n个数字信号#1(第n个第一数字信号的一例);
(2)根据第n个误差系数#1(第n个第一误差系数的一例)估计DAC 630的交织失真导致第n个数字信号#1产生的信号误差;
(3)对估计的DAC 630的交织失真导致第n个数字信号#1产生的信号误差进行预补偿后得到第n个数字信号#2(第n个第五数字信号的一例),并将第n个数字信号#2发送至DAC 630;
(4)接收来自ADC 640的第n个数字信号#3(第n个第三数字信号的一例),第n个数字信号#3是ADC 640根据第n个模拟信号#1(第n个模拟信号的一例)确定的,第n个模 拟信号#1是DAC 630根据第n个数字信号#2确定的;
(5)确定第n个数字信号#1与第n个数字信号#3之间的第n个信号误差#1(第n个第一信号误差的一例);
(6)根据第n个误差系数#1、第n个数字信号#1和第n个信号误差#1确定第n+1个误差系数#1(第n+1个第一误差系数的一例);
(7)在第n个信号误差#1收敛至目标值#1(第一目标值的一例)的情况下,将第n个误差系数#1或第n+1个误差系数#1作为目标误差系数#1(第一目标误差系数的一例),目标误差系数#1用于估计DAC 630的交织失真导致业务信号产生的信号误差;在第n个信号误差#1未收敛至目标值#1的情况下,继续执行对DAC 630的交织失真的第n+1次校准过程。
应理解,第一个误差系数#1可以是预先设置的初始误差系数#1;或者,也可以不预先设置初始误差系数#1。不预先设置初始误差系数#1也可以理解为初始误差系数#1是0。可以理解,在不预先设置初始误差系数#1或者预先设置的初始误差系数#1是0的情况下,在第一次校准过程中,DAC交织失真校准模块620不对来自ODSP_TX模块610的数字信号#1进行预补偿,即第1个数字信号#2为第1个数字信号#1。
还应理解,在第n个信号误差#1收敛至目标值#1的情况下,上述校准过程可以不执行步骤(6)。即在不计算第n+1个误差系数#1的情况下,直接将第n个误差系数#1作为目标误差系数#1。
上述步骤(6)可以包括:根据第n个数字信号#1和第n个信号误差#1确定第n个临时误差系数#1;根据第n个误差系数#1和第n个临时误差系数#1确定第n+1个误差系数#1。具体地,在根据第n个数字信号#1和第n个信号误差#1确定第n个临时误差系数#1的过程中,可以采用最小二乘法(least-square,LS)或最小均方算法(least-mean-square,LMS)。
误差系数#1可以包括:DAC 630各支路subDAC的频域响应系数和/或时域滤波系数、DAC 630各支路subDAC的直流值。如上文所述,DAC 630的交织失真包括记忆失真和非记忆失真。DAC 630各支路subDAC的频域响应系数和/或时域滤波系数与DAC 630的记忆失真以及非记忆失真中的时间偏移和增益相关,用于估计DAC 630的记忆失真以及非记忆失真中的时间偏移和增益导致数字信号#1产生的信号误差。DAC 630各支路subDAC的直流值与DAC 630的非记忆失真中的直流相关,用于估计DAC 630的非记忆失真中的直流导致数字信号#1产生的信号误差。
例如,第n个信号误差#1包括第n个交织频域响应的误差#1和第n个交织直流误差#1;第n个误差系数#1包括:第n个频域响应系数#1和/或第n个时域滤波系数#1、第n个直流值#1;第n个临时误差系数#1包括:第n个临时频域响应系数#1和/或第n个临时时域滤波系数#1、第n个临时直流值#1;第n+1个误差系数#1包括:第n+1个频域响应系数#1和/或第n+1个时域滤波系数#1、第n+1个直流值#1。假设DAC 630包括L个subDAC,则第n+1个频域响应系数#1包括L个subDAC的第n+1个频域响应系数#1,则第n+1个时域滤波系数#1包括L个subDAC的第n+1个时域滤波系数#1,第n+1个直流值#1包括L个subDAC的第n+1个直流值#1。
具体地,第n个交织频域响应的误差#1包括DAC的记忆失真引起的误差以及非记忆失真中的时间偏移和增益引起的误差。第n个频域响应系数#1和/或第n个时域滤波系数#1与DAC记忆失真以及非记忆失真中的时间偏移和增益相关,以及该第n个频域响应系数#1和/ 或第n个时域滤波系数#1用于估计DAC的记忆失真以及非记忆失真中的时间偏移和增益导致第n个数字信号#1产生的信号误差。该第n+1个频域响应系数#1和/或第n+1个时域滤波系数#1与DAC记忆失真以及非记忆失真中的时间偏移和增益相关,以及该第n+1个频域响应系数#1和/或第n+1个时域滤波系数#1用于估计DAC的记忆失真以及非记忆失真中的时间偏移和增益导致第n+1个数字信号#1/业务信号产生的信号误差。
第n个数字信号#1、第n个交织频域响应的误差#1以及第n个临时时域滤波系数#1之间满足如下关系:
第n个临时时域滤波系数#1、第n个时域滤波系数#1以及第n+1个时域滤波系数#1满足如下关系:
其中,
表示第n个时域滤波系数#1,
表示第n个临时时域滤波系数#1,
表示第n+1个时域滤波系数#1;
表示第n个数字信号#1;
表示第n个交织频域响应的误差#1;S表示步进,S可以是任意实数,例如,S可以是0.1、0.5、1等;m表示移频操作,
示例性地,
表示第l个subDAC的第n+1个时域滤波系数#1,
中包括P个系数,P为记忆长度。
第n个交织直流误差#1与第n个临时直流值#1满足如下关系:
第n个直流值#1、第n临时个直流值#1以及第n+1个直流值#1满足如下关系:
其中,
表示第n个临时直流值#1,
表示第n个直流值#1,
表示第n+1个直流值#1,
表示第n个交织直流误差#1。示例性地,
表示第l个subDAC的第n+1个直流值#1。
如图6所示,DAC交织失真校准模块620可以包括DAC交织失真补偿模块621和DAC交织失真估计模块622。DAC交织失真估计模块622用于确定数字信号#1与数字信号#3之间的信号误差#1;还用于根据数字信号#1以及数字信号#1与数字信号#3之间的信号误差#1确定误差系数#1,并将误差系数#1传输至DAC交织失真补偿模块621。DAC交织失真补偿模块621用于根据误差系数#1估计DAC 630的交织失真导致数字信号#1产生的信号误差,还用于对DAC 630的交织失真导致数字信号#1产生的信号误差进行预补偿以得到数字信号#2。
如图6所示,DAC 630与ADC 640之间可以通过电连接的方式直连,也可以通过电光转换器、光纤、光电转换器进行连接。可以理解,直连DAC 630和ADC 640需要在电路中专门设计连接路径(如电缆),在模拟电路上可能引入额外的电串扰(electrical crosstalk)、功率耗散(power dissipation)等影响。而利用设备中的光电器件,并通过光纤连接发射机和接收机(光背靠背(optical back-to-back)),可以实现DAC 630的输出信号与ADC 640的输出信号的连接,避免电路直连DAC 630与ADC 640带来的不利影响。但是,由于光器件本身会对信号造成损伤,因此,在DAC 630与ADC 640通过光纤连接的情况下需要考虑光器件对信号造成的损伤。在此情况下,可以在信号处理装置600中增加器件及光纤损伤补偿模块650,用于补偿电光转换器、光纤、光电转换器带来的失真。器件及光纤损伤可通过ODSP_RX模块(图中未画出)或其他损伤估计模块/算法进行估计,本申请对此不做限定。在此情况下,DAC校准失真校准模块620接收的是数字信号#4,数字信号#4是对数字信号#3的信号误差进行补偿得到的,补偿的数字信号#3的信号误差包括光电器件及光纤造成的损伤 导致的信号误差。进一步地,在上述DAC 630的交织失真的第n次校准过程的步骤(5)中,DAC交织失真校准模块620确定的第n个信号误差#1是第n个数字信号#1与第n个数字信号#4(第n个第二数字信号的一例)之间的信号误差。
可选地,ADC 640可以是时间交织架构。可以理解,在ADC 640是时间交织架构的情况下,ADC 640输出的数字信号#3不仅包含DAC 630的交织失真,还可能包含ADC640的交织失真。因此为了实现对DAC 630的交织失真的有效校准,需要对数字信号#3中包含的DAC 630的交织失真和ADC 640的交织失真进行分离。在此情况下,信号处理装置600还可以包括失真分离模块(例如DAC/ADC失真分离模块660)。DAC/ADC失真分离模块660用于对数字信号#3中包含的DAC 630的交织失真和ADC 640的交织失真进行分离以得到数字信号#4。在数字信号#4经过了DAC/ADC失真分离模块660的情况下,可以实现DAC交织失真校准模块620对数字信号#3中的DAC 630的交织失真进行有效校准。
为了实现DAC/ADC失真分离模块660对DAC 630的交织失真和ADC 640的交织失真的分离,本申请采用的方法为:调整DAC 630和ADC 640的采样率,使得二者的采样率不同;DAC/ADC失真分离模块660接收到来自ADC 640数字信号#3之后,对数字信号#3进行第一处理以得到数字信号#4,第一处理包括重采样,数字信号#4的采样率与DAC 630的采样率保持一致,也可以说,数字信号#4的采样率与数字信号#1的采样率相同。进一步地,DAC/ADC失真分离模块660将数字信号#4传输至DAC交织失真校准模块620。进一步地,在上述DAC 630的交织失真的第n次校准过程的步骤(5)中,DAC交织失真校准模块620确定的第n个信号误差#1是第n个数字信号#1与第n个数字信号#4之间的信号误差。
可选地,若DAC/ADC失真分离模块660包括线性均衡模块,则第一处理还包括线性均衡。即数字信号#4是对数字信号#3进行重采样和线性均衡得到的。
可以理解,若信号处理装置600同时包括器件及光纤损伤补偿模块650和DAC/ADC交织失真分离模块660,则DAC校准失真校准模块620接收到的是数字信号#4,数字信号#4是对数字信号#3的进行第一处理得到的,第一处理可以包括重采样和补偿信号误差。补偿的数字信号#3的信号误差包括光电器件及光纤造成的损伤导致的信号误差。进一步地,在上述DAC 630的交织失真的第n次校准过程的步骤(5)中,DAC交织失真校准模块620确定的第n个信号误差#1是第n个数字信号#1与第n个数字信号#4之间的信号误差。
如上所述,本申请提供的信号处理的系统可以应用于一个设备中,也可以应用于两个设备中。信号处理装置600应用于一个设备的情况下,DAC交织失真校准模块620、器件及光纤损伤补偿模块650以及DAC/ADC失真分离模块660都可以包含于该一个设备中。信号处理装置600应用于两个设备的情况下,DAC交织失真校准模块620可以包含于发送设备中,器件及光纤损伤补偿模块650和DAC/ADC失真分离模块既可以包含于发送设备中,也可以包含于接收设备中。
应理解,在对DAC 630的交织失真进行校准之后,DAC 630与ADC 640可以联合使用,也可以单独使用。在DAC 630单独使用的情况下,DAC 630可以与除ADC 640之外的其他ADC连接使用。
在本申请实施例提供的信号处理装置中,通过在ODSP_TX模块和DAC之间添加DAC交织失真校准模块,使得可以对DAC的交织失真进行估计和预补偿。在利用DAC交织失真校准模块对DAC的交织失真进行校准的过程中,根据DAC的交织失真导致的信号误差确定 与信号误差相关的误差系数#1,并通过迭代估计误差系数#1的方式确定出目标误差系数#1,从而实现根据目标误差系数#1对DAC的交织失真进行预补偿。在利用目标误差系数#1估计DAC的交织失真导致的信号误差时,不依赖已知的输入信号,因此在实际未知的业务信号下,依然可以通过目标误差系数#1得到DAC的交织失真会导致业务信号产生的信号误差,并对该信号误差进行预补偿。
以外,在与DAC相连的ADC也是时间交织架构的情况下,通过设置DAC和ADC的采样率不同,并采用失真分离模块对DAC的交织失真和ADC的交织失真进行分离,使得DAC交织失真交织模块可以对DAC的交织失真进行有效校准。
在DAC与ADC通过光纤相连的情况下,通过在ADC与DAC交织失真校准模块之间添加器件及光纤损伤补偿模块,使得可以对光器件和光纤导致信号产生的误差进行校准,从而提高DAC交织失真校准的精度。
与现有的采用反馈ADC进行独立DAC校准的方案相比,本申请实施例提供的方案采用设备中的接收机原有的ADC,因此精度显著提高,且器件复杂度降低。
可选地,信号处理装置600中的DAC交织失真估计模块622、DAC/ADC失真分离模块660、器件及光纤损伤补偿模块650可以用专用集成电路(application specific integrated circuit,ASIC)实现,也可以基于通用集成电路实现。例如,可以通过软件实现。DAC交织失真补偿模块621可以用专用集成电路实现。
图7示出了本申请实施例提供的信号处理装置700的示意性结构图。该信号处理装置700用于对ADC的交织失真进行校准。如图7所示,信号处理装置700可以包括ODSP_TX模块710、DAC 720、ADC 730、ADC交织失真校准模块740。ADC 730为时间交织架构。
应理解,以上列举的信号处理装置包括的模块仅为示例说明,本申请并未限定于此,本申请的信号处理装置700还可以包括其他实现通信功能的模块。例如,信号处理装置700还可以包括电光转换器、光纤、光电转换器等。
ODSP_TX模块710用于生成数字信号#1,并把生成的数字信号#1传输至DAC 720和ADC交织失真校准模块740。数字信号#1为数字随机宽带信号。DAC 720用于将接收到数字信号#1转化为模拟信号#2,并将得到的模拟信号#2传输至ADC 730。ADC 730用于将接收到的模拟信号#2转换为数字信号#5,并将得到的数字信号#5传输至ADC交织失真校准模块740。
ADC交织失真校准模块740用于根据数字信号#1和数字信号#5对ADC 730的交织失真进行校准。由于ADC 740的交织失真可以表示为各支路subADC不同的误差响应,因此,可以用各支路subADC的误差响应表示ADC 740的交织失真。具体地,ADC交织失真校准模块740对ADC 730的交织失真进行第n次校准的过程可以包括如下步骤,n为正整数:
(1)接收来自ODSP_TX模块710的第n个数字信号#1(第n个第一数字信号的一例);
(2)接收来自ADC 730的第n个数字信号#5(第n个第三数字信号信号的一例),第n个数字信号#5是ADC 730根据第n个模拟信号#2(第n个模拟信号的一例)确定的,第n个模拟信号#2是根据第n个数字信号#1确定的;
(3)根据第n个误差系数#3(第n个第三误差系数的一例)估计ADC 730的交织失真导致第n个数字信号#5产生的信号误差;
(4)对估计ADC 730的交织失真导致第n个数字信号#5产生的信号误差进行补偿后得 到第n个数字信号#6(第n个第九数字信号的一例);
(5)确定第n个数字信号#6与第n个数字信号#1之间的第n个信号误差#3(第n个第三信号误差的一例);
(6)根据第n个误差系数#3、第n个信号误差#3和第n个数字信号#5确定第n+1个误差系数#3(第n+1个第三误差系数的一例);
(7)在第n个信号误差#3收敛至目标值#2(第二目标值的一例)的情况下,将第n个误差系数#3或第n+1个误差系数#3作为目标误差系数#2(第二目标误差系数的一例),目标误差系数#2用于估计ADC 730的交织失真导致业务信号产生的信号误差;在第n个信号误差#3未收敛至目标值#2的情况下,继续执行对ADC 730的交织失真的第n+1次校准过程。
应理解,第一个误差系数#3可以是预先设置的初始误差系数#3;或者,也可以不预先设置初始误差系数#3。不预先设置初始误差系数#3也可以理解为初始误差系数#3是0。可以理解,在不预先设置初始误差系数#3或者预先设置的初始误差系数#3是0的情况下,在第一次校准的过程中,ADC交织失真校准模块740不对来自ADC 730的数字信号#2进行补偿。
还应理解,在第n个信号误差#3收敛至目标值#2的情况下,上述校准过程可以不执行步骤(6)。即在不计算第n+1个误差系数#3的情况下,直接将第n个误差系数#3作为目标误差系数#2。
上述步骤(6)可以包括:根据第n个数字信号#5和第n个信号误差#3确定第n个临时误差系数#3;根据第n个误差系数#3和第n个临时误差系数#3确定第n+1个误差系数#3。具体地,在根据第n个数字信号#5和第n个信号误差#3确定第n个临时误差系数#3的过程中,可以采用最小二乘法或最小均方算法。
误差系数#3可以包括:ADC 740各支路subADC的频域响应系数和/或时域滤波系数、ADC740各支路subADC的直流值。如上文所述,ADC 740的交织失真包括记忆失真和非记忆失真。ADC 740各支路subADC的频域响应系数和/或时域滤波系数与ADC 740的记忆失真以及非记忆失真中的时间偏移和增益相关,用于估计ADC 740的记忆失真以及非记忆失真中的时间偏移和增益导致数字信号#5产生的信号误差。ADC 740各支路subADC的直流值与ADC 740的非记忆失真中的直流相关,用于估计ADC 740的非记忆失真中的直流导致数字信号#5产生的信号误差。
例如,第n个信号误差#3包括第n个交织频域响应的误差#3和第n个交织直流误差#3;第n个误差系数#3包括:第n个频域响应系数#3和/或第n个时域滤波系数#3、第n个直流值#3;第n个临时误差系数#3包括:第n个临时频域响应系数#3和/或第n个临时时域滤波系数#3、第n个临时直流值#3;第n+1个误差系数#3包括:第n+1个频域响应系数#3和/或第n+1个时域滤波系数#3、第n+1个直流值#3。假设ADC 730包括L个subADC,则第n+1个频域响应系数#3包括L个subADC的第n+1个频域响应系数#3,则第n+1个时域滤波系数#3包括L个subADC的第n+1个时域滤波系数#3,第n+1个直流值#3包括L个subADC的第n+1个直流值#3。
具体地,第n个交织频域响应的误差#3包括ADC的记忆失真引起的误差以及非记忆失真中的时间偏移和增益引起的误差。第n个频域响应系数#3和/或第n个时域滤波系数#3与ADC记忆失真以及非记忆失真中的时间偏移和增益相关,以及该第n个频域响应系数#3和/或第n个时域滤波系数#3用于估计ADC的记忆失真以及非记忆失真中的时间偏移和增益导 致第n个数字信号#5产生的信号误差。该第n+1个频域响应系数#3和/或第n+1个时域滤波系数#3与ADC记忆失真以及非记忆失真中的时间偏移和增益相关,以及该第n+1个频域响应系数#3和/或第n+1个时域滤波系数#3用于估计ADC的记忆失真以及非记忆失真中的时间偏移和增益导致第n+1个数字信号#5/业务信号产生的信号误差。
第n个数字信号#5、第n个交织频域响应的误差#3以及第n个临时时域滤波系数#3之间满足如下关系:
第n个临时时域滤波系数#3、第n个时域滤波系数#3以及第n+1个时域滤波系数#3满足如下关系:
其中,
表示第n个时域滤波系数#3,
表示第n个临时时域滤波系数#3,
表示第n+1个时域滤波系数#3;
表示第n个数字信号#5;
表示第n个交织频域响应的误差#3;S表示步进,S可以是任意实数,例如可以是0.1、0.5、1等;m表示移频操作,
示例性地,
表示第l个subADC的第n+1个时域滤波系数#3,
中包括P个系数,P为记忆长度。
第n个交织直流误差#3与第n个临时直流值#3满足如下关系:
第n个直流值#3、第n个临时直流值#3以及第n+1个直流值#3满足如下关系:
其中,
表示第n个临时直流值#3,
表示第n个直流值#3,
表示第n+1个直流值#3,
表示第n个交织直流误差#3。示例性地,
表示第l个subADC的第n+1个直流值#3。
如图7所示,ADC交织失真校准模块740可以包括ADC交织失真补偿模块741和ADC交织失真校准模块742。ADC交织失真估计模块742用于确定数字信号#6与数字信号#1之间的信号误差#3;还用于根据数字信号#5以及数字信号#6与数字信号#1之间的信号误差#3确定误差系数#3,并将误差系数#3传输至ADC交织失真补偿模块741。DAC交织失真补偿模块741用于根据误差系数#3估计ADC 730的交织失真导致数字信号#5产生的信号误差,还用于对ADC 730的交织失真导致数字信号#5产生的信号误差进行补偿以得到数字信号#6。
如图7所示,DAC 720与ADC 730之间可以通过电连接的方式直连,也可以通过电光转换器、光纤、光电转换器进行连接。如上所述,在DAC 720与ADC 730通过光纤连接的情况下需要考虑光器件对信号造成的损伤。因此,信号处理装置700中还可以包括器件及光纤损伤添加模块750,用于添加电光转换器、光纤、光电转换器带来的失真。器件及光纤损伤可通过ODSP_RX模块(图中未画出)或其他损伤估计模块/算法进行估计,本申请对此不做限定。在此情况下,ADC校准失真校准模块740接收的是数字信号#7,数字信号#7是对数字信号#1进行第二处理得到的,第二处理包括对数字信号#1添加光电器件及光纤损伤。进一步地,在上述对ADC730的交织失真的第n次校准过程的步骤(5)中,ADC交织失真校准模块740确定的第n个信号误差#3是第n个数字信号#7(第n个第八数字信号的一例)与第n个数字信号#6之间的信号误差。
可选地,信号处理装置700还可以包括重采样模块760。在DAC 720与ADC 730采样率不同的情况下,重采样模块760可以用于对ODSP_TX模块710输出的数字信号#1重采样,以使得数字信号#1的采样率与ADC 730的采样率保持一致。在此情况下,ADC校准失真校 准模块740接收的是数字信号#7,数字信号#7是对数字信号#1的信号误差进行第二处理得到的,第二处理包括对数字信号#1重采样。进一步地,在上述对ADC730的交织失真的第n次校准过程的步骤(5)中,ADC交织失真校准模块740确定的第n个信号误差#3是第n个数字信号#7与第n个数字信号#6之间的信号误差。
可以理解,若信号处理装置700同时包括器件及光纤损伤添加模块750和重采样模块760,则ADC校准失真校准模块740接收到的是数字信号#7,数字信号#7是对数字信号#1差进行第二处理得到的,第二处理包括对数字信号#1重采样和添加光器件及光纤损伤。进一步地,在上述对ADC730的交织失真的第n次校准过程的步骤(5)中,ADC交织失真校准模块740确定的第n个信号误差#3是第n个数字信号#7与第n个数字信号#6之间的信号误差。
如上所述,本申请提供的信号处理的系统可以应用于一个设备中,也可以应用于两个设备中。信号处理装置700应用于一个设备的情况下,ADC交织失真校准模块740、器件及光纤损伤添加模块750以及重采样模块760都可以包含于该一个设备中。信号处理装置700应用于两个设备的情况下,ADC交织失真校准模块740可以包含于接收设备中,器件及光纤损伤添加模块750和重采样模块760可以包含于发送设备中,也可以包含于接收设备中。
应理解,在对ADC 730的交织失真进行校准之后,ADC730与DAC 720可以联合使用,也可以单独使用。在ADC 730单独使用的情况下,ADC 730可以与除DAC 720之外的其他ADC连接使用。
在本申请实施例提供的信号处理装置中,通过在ADC之后添加ADC交织失真校准模块,使得可以对ADC的交织失真进行估计和补偿。在利用ADC交织失真校准模块对ADC的交织失真进行校准的过程中,根据ADC的交织失真导致的信号误差确定与信号误差相关的误差系数#3,并通过迭代估计误差系数#3的方式确定出目标误差系数#2,从而实现根据目标误差系数#2对ADC的交织失真进行补偿。在利用目标误差系数#2估计ADC交织失真导致的信号误差时,不依赖已知的输入信号,因此在实际未知的业务信号下,依然可以通过目标误差系数#2得到ADC的交织失真会导致业务信号产生的信号误差,并对该信号误差进行补偿。
此外,在DAC与ADC的采样率不同的情况下,通过在ODSP_TX模块与ADC之间添加重采样模块,从而保证ADC通过重采样模块从ODSP_TX模块接收到的数字信号与ADC输出的数字信号的采样率一致。
在DAC与ADC通过光纤相连的情况下,通过在ODSP_TX模块与ADC之间添加器件及光纤损伤补偿模块,使得可以对光器件和光纤导致信号产生的信号误差进行校准,从而提高ADC交织失真校准的精度。
可选地,信号处理装置700中的ADC交织失真估计模块742、重采样模块760、器件及光纤损伤添加模块750可以用专用集成电路(application specific integrated circuit,ASIC)实现,也可以基于通用集成电路实现。例如,可以通过软件实现。ADC交织失真补偿模块741可以用专用集成电路实现。
图8示出了本申请实施例提供的信号处理装置800的示意性结构图。该信号处理装置800用于同时对DAC和ADC的交织失真进行校准。如图8所示,信号处理装置800可以包括ODSP_TX模块810、DAC交织失真校准模块820、DAC 830、ADC 840、ADC交织失真校准模块850、失真分离模块(例如图8中的DAC/ADC失真分离模块860)以及重采样模块870。其中,DAC 830与ADC 840都是时间交织架构,且在对DAC 830的交织失真和ADC 840的 交织失真进行校准的过程中,DAC 830和ADC 840被设置了不同的采样率。
ODSP_TX模块810用于生成数字信号#1,并把生成的数字信号#1传输DAC交织失真校准模块820和重采样模块870。数字信号#1为数字随机宽带信号。
DAC交织失真校准模块820用于对数字信号#1进行预补偿以得到数字信号#2,并将数字信号#2传输至DAC 830。
DAC 830用于将接收到的预补偿后的数字信号#2转换为模拟信号#1,并将得到的模拟信号#1传输至ADC 840。
ADC 840用于将接收到的模拟信号#1转换为数字信号#3,并将数字信号#3传输至ADC交织失真校准模块850,ADC 840还可以将数字信号#3传输至DAC/ADC失真分离模块860。
ADC交织失真校准模块850用于对数字信号#3进行补偿以得到数字信号#8,以及还可以用于将数字信号#8传输至DAC/ADC失真分离模块860。
DAC/ADC失真分离模块860用于对数字信号#3/数字信号#8包括的DAC 830的交织失真和ADC840的交织失真进行分离以得到数字信号#4,并将数字信号#4传输至DAC交织失真交织模块820。具体地,DAC/ADC失真分离模块860对DAC 830的交织失真和ADC 840的交织失真进行分离的方法可以参考上文中关于DAC/ADC失真分离模块660的描述。
重采样模块870用于对数字信号#1重采样后得到数字信号#7,将数字信号#7传输至ADC交织失真交织模块850,数字信号#7的采样率与ADC 840的采样率相同。
如上所述,DAC交织失真校准模块820可以接收来自ODSP_TX模块810的数字信号#1和来自DAC/ADC失真分离模块860的数字信号#4。在DAC交织失真校准模块820接收到数字信号#1和数字信号#4之后,则可以根据数字信号#1和数字信号#4对DAC 830的交织失真进行校准。具体地,DAC交织失真校准模块820对DAC 830的交织失真进行第n次校准过程可以包括以下步骤,n为正整数:
(1)接收来自ODSP_TX模块810的第n个数字信号#1(第n个第一数字信号的一例);
(2)根据第n个误差系数#1(第n个第一误差系数的一例)估计DAC 830的交织失真导致第n个数字信号#1产生的信号误差;
(3)对估计的DAC 830的交织失真导致第n个数字信号#1产生的信号误差进行预补偿后得到的第n个数字信号#2(第n个第五数字信号的一例),并将第n个数字信号#2发送至DAC 830;
(4)接收来自DAC/ADC失真分离模块860的第n个数字信号#4(第n个第二数字信号的一例);第n个数字信号#4是根据第n个数字信号#3(第n个第三数字信号的一例)/第n个数字信号#8(第n个第九数字信号的一例)确定的;第n个数字信号#8是ADC交织失真校准模块850对第n个数字信号#3进行补偿后得到的,第n个数字信号#3是ADC 840根据第n个模拟信号#1(第n个模拟信号的一例)确定的,第n个模拟信号#1是DAC 830根据第n个数字信号#2确定的;
(5)确定第n个数字信号#1与第n个数字信号#4之间的第n个信号误差#1(第n个第一信号误差的一例);
(6)根据第n个误差系数#1、第n个数字信号#1和第n个信号误差#1确定第n+1个误差系数#1(第n+1个误差系数的一例);
(7)在第n个信号误差#1收敛至目标值#1的情况下,将第n个误差系数#1或第n+1个 误差系数#1作为目标误差系数#1,目标误差系数#1用于估计DAC 830的交织失真导致业务信号产生的信号误差;在第n个信号误差#1未收敛至目标值#1的情况下,继续执行对DAC 830的交织失真的第n+1次校准过程。
如图8所示,DAC交织失真校准模块820可以包括DAC交织失真补偿模块821和DAC交织失真估计模块822。DAC校准失真估计模块822用于:接收数字信号#1和数字信号#4;确定数字信号#1与数字信号#4之间的信号误差#1;根据信号误差#1和数字信号#1确定误差系数#1,并将误差系数#1传输至DAC交织失真补偿模块821。DAC交织失真补偿模块821用于:接收数字信号#1;根据误差系数#1估计DAC 830会导致数字信号#1产生的信号误差;对估计的数字信号#1的信号误差进行预补偿以得到数字信号#2。
ADC交织失真校准模块850可以接收来自重采样模块870的重采样后的数字信号#7。在ADC交织失真校准模块850接收到数字信号#7之后,ADC交织失真校准模850可以根据数字信号#7和数字信号#8对ADC 840的交织失真进行校准。具体地,ADC交织失真校准模块850对ADC 840的交织失真进行第n次校准的过程可以包括以下步骤,n为正整数:
(1)接收来自重采样模块870的第n个数字信号#7(第n个第八数字信号的一例);
(2)接收来自ADC 840的第n个数字信号#3,第n个数字信号#3是ADC 840根据第n个模拟信号#1确定的,第n个模拟信号#1是根据第n个数字信号#2确定的,第n个数字信号#2是DAC交织失真校准模块820对第n个数字信号#1预补偿确定的;
(3)根据第n个误差系数#3(第n个第三误差系数的一例)估计ADC 840的交织失真导致第n个数字信号#3产生的信号误差;
(4)对估计的ADC840的交织失真导致第n个数字信号#3产生的信号误差进行补偿后得到第n个数字信号#8,
(5)确定第n个数字信号#8与第n个数字信号#7之间的第n个信号误差#3(第n个第三信号误差的一例);
(6)根据第n个误差系数#3、第n个信号误差#3和第n个数字信号#3确定第n+1个误差系数#3(第n+1个第三误差系数的一例);
(7)在第n个信号误差#3收敛至目标值#2的情况下,将第n个误差系数#3或第n+1个误差系数#3作为目标误差系数#2,目标误差系数#1用于估计ADC 730的交织失真导致业务信号产生的信号误差;在第n个信号误差#3未收敛至目标值#2的情况下,继续执行对ADC 840的交织失真的第n+1次校准过程。
可选地,基于图8所示的信号处理装置,可以同时对DAC 830的交织失真和ADC 840的交织失真进行校准。具体地,同时执行的对ADC 830的交织失真和ADC 840的交织失真的第n次校准过程可以包括:
(1)ODSP_TX模块810向DAC交织失真校准模块820发送第n个数字信号#1;
(2)DAC交织失真校准模块820根据第n个误差系数#1估计DAC 830的交织失真导致第n个数字信号#1产生的信号误差;
(3)DAC交织失真校准模块对估计的DAC 830的交织失真导致第n个数字信号#1产生的信号误差进行预补偿后得到的第n个数字信号#2,并将第n个数字信号#2发送至DAC 830;
(4)DAC 830对第n个数字信号#2进行转换得到第n个模拟信号#1,并将第n个模拟信号#1发送至ADC 840;
(5)ADC 840对第n个模拟信号#2进行转换得到第n个数字信号#3,并将第n个数字信号#3发送至ADC交织失真校准模块850;可选地,还将第n个数字信号#3发送至DAC/ADC失真分离模块860;
(6)ADC交织失真校准模块850根据第n个误差系数#3估计ADC 840的交织失真导致第n个数字信号#3产生的信号误差;
(7)ADC交织失真校准模块850对估计的ADC840的交织失真导致第n个数字信号#3产生的信号误差进行补偿后得到第n个数字信号#8;可选地,还将第n个数字信号#8发送至DAC/ADC失真分离模块;
(8)ADC交织失真校准模块850确定第n个数字信号#8与第n个数字信号#7之间的第n个信号误差#3;
(9)ADC交织失真校准模块850根据第n个误差系数#3、第n个信号误差#3和第n个数字信号#3确定第n+1个误差系数#3;
(10)ADC交织失真校准模块850在第n个信号误差#3收敛至目标值#2的情况下,将第n个误差系数#3或第n+1个误差系数#3作为目标误差系数#2,目标误差系数#2用于估计ADC 730的交织失真导致业务信号产生的信号误差;在第n个信号误差#3未收敛至目标值#2的情况下,继续执行对ADC 840的交织失真的第n+1次校准过程。
(11)DAC/ADC失真分离模块860对第n个数字信号#3/第n个数字信号#8进行第一处理得到第n个数字信号#4,并将第n个数字信号#4发送给DAC交织失真校准模块820;
(12)DAC交织失真校准模块820确定第n个数字信号#1与第n个数字信号#4之间的第n个信号误差#1;
(13)DAC交织失真校准模块820根据第n个误差系数#1、第n个数字信号#1和第n个信号误差#1确定第n+1个误差系数#1;
(14)DAC交织失真校准模块820在第n个信号误差#1收敛至目标值#1的情况下,将第n个误差系数#1或第n+1个误差系数#1作为目标误差系数#1,目标误差系数#1用于估计DAC 830的交织失真导致业务信号产生的信号误差;在第n个信号误差#1未收敛至目标值#1的情况下,继续执行对DAC 830的交织失真的第n+1次校准过程。
可以理解,若在第n-1次校准过程中,第n-1个信号误差#1已收敛至目标值#1,则在后续校准过程中,不再执行对DAC 830的交织失真的校准过程,即不再执行上述步骤(11)-(14)。若在第n-1次校准过程中,第n-1个信号误差#3已收敛至目标值2,则在后续校准过程中,不再执行对ADC 840的交织失真的校准过程,即不再执行上述步骤(8)-(10)。
如图8所示,ADC交织失真校准模块850可以包括ADC交织失真补偿模块851和ADC交织失真估计模块852。ADC交织失真估计模块822用于:接收数字信号#8和数字信号#7;确定数字信号#7与数字信号#8之间的信号误差#3;根据信号误差#3和的数字信号#3确定误差系数#3,并将误差系数#3传输至ADC交织失真补偿模块851。ADC交织失真补偿模块851用于:接收数字信号#3;根据误差系数#3估计ADC 840的交织失真导致数字信号#3产生的信号误差;对估计的数字信号#3的信号误差进行补偿得到数字信号#8。
可选地,在DAC 830与ADC 850之间通过光纤连接的情况下,DAC/ADC失真分离模块860与ADC 840或ADC交织失真校准模块850之间可以存在器件及光纤损伤补偿模块890,以及ODSP_TX模块和ADC交织失真校准模块850之间可以存在器件及光纤损伤添加模块 880。器件及光纤损伤补偿模块890和器件及光纤损伤添加模块880用于对光器件和光纤导致信号产生的信号误差进行校准。
应理解,在对DAC 830的交织失真进行校准之后,DAC 830与ADC 840可以联合使用,也可以单独使用。在DAC 830与ADC 840单独使用的情况下,DAC 830可以与除ADC 840之外的其他ADC连接,ADC 840可以与除DAC 830之前的其他DAC连接。
在本申请实施例提供的信号处理装置中,通过利用DAC交织失真校准模块和ADC交织失真校准模块,可以实现同时对DAC的交织失真和ADC的交织失真进行校准。此外,通过对DAC和ADC设置不同的采样率,使得可以利用DAC/ADC失真分离模块将DAC的交织失真与ADC的交织失真导致的信号误差分离开,解决了DAC的交织失真与ADC的交织失真相互耦合的问题,从而提高了DAC和ADC的校准精度。
将ADC与DAC进行连接,从而利用ADC的输出信号及ODSP_TX模块输入DAC的数字随机宽带信号对ADC的交织失真进行校准,以及可以利用ODSP_TX输入DAC的数字随机宽带信号和ADC输出反馈回来的信号对DAC的交织失真进行校准。与现有的对DAC/ADC失真校准的方案相比,本申请实施例提供的信号处理装置全程利用通信设备自身的ODSP_TX模块产生校准信号源,而无需额外的器件,从而降低了系统的复杂度。
应理解,在上文所述的信号处理装置600、信号处理装置700和信号处理装置800中,相同的模块可以具有相同的结构和功能。例如,DAC交织失真校准模块620与DAC交织失真校准模块820具有相同的结构和功能;ADC交织失真校准模块740与ADC交织失真校准模块850具有相同的结构和功能;等等。
图9以信号处理装置800为例,示出了DAC交织失真补偿模块821、DAC交织失真估计模块822、ADC交织失真补偿模块851、ADC交织失真估计模块852的结构示意图。以及图9以DAC的采样率(Ω-Δ)低于ADC的采样率(Ω)为例,示出了DAC/ADC失真分离模块860和重采样模块870的结构示意图。
如图9所示,DAC交织失真估计模块822包括加法器8221和DAC校准引擎8222。加法器8221用于:接收数字信号#1(即图9示出的ODSP_TX输出信号)和数字信号#4;确定数字信号#1与数字信号#4之间的信号误差#1,并将信号误差#1传输至DAC校准引擎。DAC校准引擎8222用于:接收数字信号#1;根据数字信号#1和信号误差#1确定误差系数#1,并将误差系数#1传输至DAC交织失真补偿模块821。
DAC交织失真补偿模块821包括加法器8211和DAC校准核8212。DAC校准核8212用于:接收数字信号#1和误差系数#1;根据误差系数#1估计DAC 830会导致数字信号#1产生的信号误差,并将估计的数字信号#1的信号误差传输至加法器8211。加法器8211用于:接收数字信号#1和估计的数字信号#1的信号误差;根据估计的数字信号#1的信号误差对数字信号#1进行预补偿得到数字信号#2。
ADC交织失真估计模块852包括加法器8521和ADC校准引擎8522。加法器8521用于:接收数字信号#7;确定数字信号#8与数字信号#7之间的信号误差#3,并将信号误差#3传输至ADC校准引擎8522。ADC校准引擎8522用于:接收数字信号#3;根据数字信号#3和信号误差#3确定误差系数#3,并将误差系数#3传输至ADC交织失真补偿模块851。
ADC交织失真补偿模块851包括加法器8511和ADC校准和8512。ADC校准核8512用于:接收数字信号#3和误差系数#3;根据误差系数#3估计ADC 840导致数字信号#3产生 的信号误差,并将估计的数字信号#3的信号误差传输至加法器8511。加法器8511用于:接收数字信号#3和估计的数字信号#3的信号误差;根据估计的数字信号#3的信号误差对数字信号#3进行补偿得到数字信号#8。
DAC/ADC交织分离模块860可以包括低通滤波器861和下采样模块862。低通滤波器861的功能可以参考现有技术,为了简洁,本申请对此不做详细说明。下采样模块862用于对数字信号#3/数字信号#8进行重采样以得到数字信号#4,数字信号#4的采样率与DAC 830的采样率相同。如上文所述,图9中以DAC 830的采样率比ADC 840的采样率小为例,因此为了基于数字信号#3/数字信号#8得到与DAC 830采样率相同的数字信号#4,需要对数字信号#3/数字信号#8进行下采样。应理解,若设置DAC 830的采样率大于ADC 840的采样率,则为了基于数字信号#3/数字信号#8得到与DAC 830采样率相同的数字信号#4,需要对数字信号#3/数字信号#8进行上采样。在此情况下,DAC/ADC失真分离模块860还可以包括上采样模块(图中未画出)。
如上文所述,时间交织架构DAC/ADC的交织失真是由于subDACs/subADCs之间的失配引起的。而除了时间交织架构DAC/ADC的交织失真,时间交织架构DAC/ADC也可能会存在由时间交织架构DAC/ADC整体性能引起的失真。因此,DAC/ADC失真分离模块860还可以用于对数字信号#3/数字信号#8中包含的DAC 830和ADC 840的整体性能引起的失真进行校准。具体地,DAC/ADC失真分离模块860通过线性均衡模块863对数字信号#3中包含的DAC 830和ADC 840的整体性能引起的失真进行校准。
线性均衡模块进行校准的过程可以包括:接收来自下采样模块862的数字信号;接收来自DAC交织失真校准模块820的数字信号#2;确定来自下采样模块862的数字信号与数字信号#2之间的信号误差#4;根据数字信号#2和信号误差#4确定误差系数#4;根据误差系数#4对来自下采样模块862的数字信号包含的DAC 830和ADC 840的整体性能引起的失真进行校准以得到数字信号#4。
具体地,线性均衡模块的均衡系数(误差系数#4)h
eq及均衡输出(数字信号#4)可以利用如下公式得到:
其中,x
dac_core_out为对DAC交织失真导致数字信号#1产生的信号误差进行补偿后的信号(即数字信号#2),x
signal_for_eq为下采样模块862输出的数字信号,x
signal_for_eq=resample(lpf(s),Fs
ADC,Fs
DAC),s为ADC 840的输出信号(即数字信号#3),lpf(s)表示对信号s进行低通滤波,resample表示对低通滤波后的信号lpf(s)进行重采样,Fs
ADC和Fs
DAC分别表示ADC 840和DAC 830的采样率。由于本申请实施例以DAC830的采样率小于ADC 840的采样率为例,因此上述公式中的resample表示下采样。
基于图9示出的DAC/ADC失真分离模块860的结构,加法器8221根据数字信号#1和数字信号#4确定的信号误差#1(记为e
DAC)可以表示为:
e
DAC=eq(resample(lpf(s),Fs
ADC,Fs
DAC))-x
其中,x表示ODSP_TX模块的输出信号(即数字信号#1),eq()表示线性均衡。
重采样模块870可以包括上采样模块871和低通滤波器872。低通滤波器872的功能可以参考现有技术,为了简洁,本申请对此不做详细说明。上采样模块871用于对数字信号#1 进行重采样得到数字信号#7,数字信号#7的采样率与ADC 840的采样率相同。如上文所述,图9中以DAC 830的采样率比ADC 840的采样率小为例,因此为了使得数字信号#7与ADC 840采样率相同,需要对数字信号#1进行上采样。应理解,若设置DAC 830的采样率大于ADC 840的采样率,则为了得到与ADC 840采样率相同的数字信号#7,需要对数字信号#1进行下采样。在此情况下,重采样模块860还可以包括下采样模块(图中未画出)。
基于图9时长的重采样模块870的结构,加法器8521根据数字信号#8和数字信号#7确定的信号误差#3(记为e
ADC)可以表示为:
e
ADC=lpf(resample(x,Fs
DAC,Fs
ADC))-z
其中,z为对ADC交织失真导致数字信号#3产生的信号误差进行补偿之后的信号(即数字信号#8)。由于本申请实施例以DAC830的采样率小于ADC 840的采样率为例,因此上述公式中的resample表示上采样。
图10示出了本申请实施例提供的DAC/ADC校准核的示意性结构图。如图10所示,DAC/ADC校准核可以利用有限脉冲滤波器(finite impulse response,FIR)在时域上计算交织失真引入的信号误差。
如图10所示,DAC/ADC校准核包括L个FIR(FIR
1-FIR
L)、L个乘法器和移频器,L为DAC/ADC的支路数。在时域实现时,移频器(frequency shifter)可以产生单音信号,用来表征时间交织架构,FIR滤波器用来补偿时间交织记忆失真以及非记忆失真中的时间偏移和增益。非记忆失真中的交织直流可以直接在信号上减去移频器产生的单音信号进行补偿。
图11示出了本申请另一实施例提供的DAC/ADC校准核的示意性结构图。如图11所示,DAC/ADC校准核可以利用快速傅里叶变换(fast fourier transform,FFT)/反变换(inverse FFT,IFFT)及乘法器在频域上实现。在频域实现时,用适配器(adaptor)实现移频器的功能,可以通过下面的公式实现:
其中,
是输入的频域信号,M是FFT大小,L是DAC/ADC的支路数。
直流补偿只需补偿不同幅度的独立信号毛刺(spurs)即可:
Z={A
1δ(ω),A
2δ(ω-2π/L),...,A
Nδ(ω-2π)}
其中,A为对应毛刺的幅度。
应理解,在支路subDAC或subADC数量较多和失真的记忆长度较长时,在频域实现交织失真补偿方式的复杂度比在时域实现交织失真补偿方式更低。在支路subDAC/subADC数目较少时,可以使用在时域实现交织失真补偿的方式。利用本申请实施例,时间交织架构的高速DAC和ADC在校准后,ENOB性能可得到显著提升,如图12所示。
图13示出了本申请实施例提供的信号处理的方法的示意图。方法1300可以由第一设备执行,上文所述的信号处理装置600或信号处理装置800可以应用在第一设备中。如图13所示,该方法1300可以包括S1310至S1350。
S1310,第一设备生成第一数字信号。
第一数字信号是随机宽带信号。具体地,第一数字信号可以是第一设备中的ODSP_TX模块生成的数字信号。
S1320,第一设备通过DAC以第一采样率对第一数字信号进行采样得到第一模拟信号。
S1330,第一设备获得第二数字信号。
第二数字信号是对第三数字信号进行第一处理得到的,第一处理包括重采样,第三数字信号是ADC以第二采样率对第一模拟信号进行采样得到的。其中,第一采样率不同于第二采样率,第二数字信号的采样率与第一数字信号的采样率相同,也可以说,第二数字信号的采样率与第一采样率相等。
可选地,第一处理还包括线性均衡,即第二数字信号是对第三数字信号进行重采样和线性均衡得到的。
可选地,第一处理还包括对第三数字信号的信号误差进行补偿,补偿的第三数字信号的信号误差包括:由ADC的交织失真导致的信号误差和/或由光电器件及光纤对第三数字信号造成的损伤导致的信号误差,光电器件及光纤用于连接DAC和ADC。也就是说,第二数字信号是对第三数字信号进行重采样、线性均衡和信号误差补偿得到的。
本申请实施例对第一设备获得第二数字信号的方式不做限定。
作为一个示例,第一设备获得第二数字信号的方式包括:第一设备通过ADC以第二采样率对第一模拟信号进行采样得到第三数字信号;第一设备对第三数字信号进行第一处理得到第二数字信号。
作为另一个示例,第一设备获得第二数字信号的方式包括:第一设备向第二设备发送第一模拟信号;第二设备通过ADC以第二采样率对第一模拟信号进行采样得到第三数字信号,并将第三数字信号发送给第一设备;第一设备对第三数字信号进行第一处理得到第二数字信号。
作为又一个示例,第一设备获得第二数字信号的方式包括:第一设备向第二设备发送第一模拟信号;第二设备通过ADC以第二采样率对第一模拟信号进行采样得到第三数字信号;第二设备对第三数字信号进行信号误差补偿,并将信号误差补偿后的第三数字信号发送给第一设备;第一设备对信号误差补偿后的第三数字信号进行重采样得到第二数字信号,或者,第一设备对信号误差补偿后的第三数字信号进行重采样和线性均衡得到第二数字信号。
作为又一个示例,第一设备获得第二数字信号的方式包括:第一设备向第二设备发送第一模拟信号;第二设备通过ADC以第二采样率对第一模拟信号进行采样得到第三数字信号;第二设备对第三数字信号进行第一处理得到第二数字信号;第二设备将第二数字信号发送给第一设备。
S1340,第一设备根据第一数字信号和第二数字信号对DAC的交织失真进行校准。
具体地,第一设备对DAC的交织失真的校准过程包括:
第一设备确定第一数字信号与第二数字信号之间的第一信号误差;
第一设备根据第一数字信号和第一信号误差确定第一误差系数,第一误差系数用于估计DAC的交织失真会导致业务信号产生的信号误差;
第一设备对估计得到的DAC的交织失真会导致业务信号产生的信号误差进行校准。
其中,第一信号误差包括第一交织频域响应的误差和第一交织直流误差,第一误差系数包括:第一频域响应系数和/或第一时域滤波系数、第一直流值。
具体地,第一交织频域响应的误差包括DAC的记忆失真引起的误差以及非记忆失真中的时间偏移和增益引起的误差。第一频域响应系数和/或第一时域滤波系数与DAC记忆失真以及非记忆失真中的时间偏移和增益相关,以及第一频域响应系数和/或第一时域滤波系数用于 估计DAC的记忆失真以及非记忆失真中的时间偏移和增益导致业务信号产生的信号误差。
第一数字信号、第一交织频域响应的误差以及第一时域滤波系数之间满足如下关系:
m表示移频操作,
表示第一时域滤波系数,x
(1)表示第一数字信号,err_freq
(1)表示第一交织频域响应的误差;
第一交织直流误差与第一直流值满足如下关系:R
(1)m=err_dc
(1),R
(1)表示第一直流值,err_dc
(1)表示第一交织直流误差。
可选地,若设置了第一初始误差系数,则上述第一模拟信号是DAC以第一采样率对第五数字信号进行采样得到的,第五数字信号是对DAC的交织失真会导致第一数字信号产生的信号误差进行预补偿得到的,DAC的交织失真会导致第一数字信号产生的信号误差是根据第一初始误差系数估计的。示例性地,第一初始误差系数包括:第一初始时域滤波系数和/或第一初始频域响应系数、第一初始直流值。
进一步地,在确定第一误差系数的过程中,第一设备根据第一数字信号、第一初始误差系数和第一信号误差确定第一误差系数。具体地,第一设备根据第一数字信号和第一信号误差确定第一临时误差系数,再根据第一初始误差系数和第一临时误差系数确定第一误差系数。具体地,第一设备根据第一数字信号和第一信号误差确定第一临时误差系数的过程,可以采用最小二乘法或最小均方算法。第一临时误差系数可以包括:第一临时频域响应系数和/或第一临时时域滤波系数、第一临时直流值。
示例性地,第一数字信号、第一交织频域响应的误差以及第一临时时域滤波系数满足如下关系:
第一初始时域滤波系数、第一临时时域滤波系数以及第一时域滤波系数满足如下关系:
其中,m表示移频操作,
表示第一时域滤波系数,
表示第一临时时域滤波系数,
表示第一初始时域滤波系数,x
(1)表示第一数字信号,err_freq
(1)表示第一交织频域响应的误差,S表示步进,S可以是任意实数,例如S可以是0.1、0.5、1等。
第一交织直流误差与第一临时直流值满足如下关系:R
(1')m=err_dc
(1),第一直流值、第一临时直流值以及第一初始直流值满足如下关系:
其中,R
(1')表示第一临时直流值,R
(1)表示第一直流值,R
(1”)表示第一初始直流值,err_dc
(1)表示第一交织直流误差。
可选地,方法1300还包括:第一设备根据第一误差系数对DAC的交织失真进行第二次校准。具体地,第一设备对DAC的交织失真进行第二次校准的过程可以包括:
第一设备生成第四数字信号,第四数字信号是随机宽带信号;
第一设备对第四数字信号的信号误差进行预补偿得到第五数字信号,第四数字信号的信号误差是根据第一误差系数估计的;
第一设备通过DAC以第一采样率对第五数字信号进行采样得到第二模拟信号;
第一设备获得第六数字信号,第六数字信号是对第七数字信号进行第一处理得到的,第七数字信号是ADC以第二采样率对第二模拟信号进行采样得到的,第六数字信号的采样率与第四数字信号的采样率相同,也可以说,第六数字信号的采样率与第一采样率相等;
第一设备确定第四数字信号和第六数字信号之间的第二信号误差;
第一设备根据第一误差系数、第四数字信号和第二信号误差确定第二误差系数,第二误 差系数用于估计DAC的交织失真会导致业务信号产生的信号误差;
第一设备对估计得到的DAC的交织失真会导致业务信号产生的信号误差进行校准。
其中,第一设备获得第六数字信号的方式可以参考第一设备获得第二数字信号的方式。
第一设备根据第一误差系数、第四数字信号和第二信号误差确定第二误差系数,可以包括:
第一设备根据第四数字信号和第二信号误差确定第二临时误差系数,第一设备根据第二临时误差系数和第一误差系数确定第二误差系数。具体地,第一设备在根据第四数字信号和第二信号误差确定第二临时误差系数的过程中,可以采用最小二乘法或最小均方算法。
其中,第二信号误差包括第二交织频域响应的误差和第二交织直流误差;第二误差系数包括:第二频域响应系数和/或第二时域滤波系数、第二直流值;第二临时误差系数包括:第二临时频域响应系数和/或第二临时时域滤波系数、第二临时直流值。
示例性地,第四数字信号、第二交织频域响应的误差以及第二临时时域滤波系数满足如下关系:
第一时域滤波系数、第二临时时域滤波系数以及第二时域滤波系数满足如下关系:
其中,m表示移频操作,
表示第一时域滤波系数,
表示第二临时时域滤波系数,
表示第二时域滤波系数,x
(4)表示第四数字信号,err_freq
(2)表示第二交织频域响应的误差,S表示步进,S可以是任意实数,例如S可以是0.1、0.5、1等。
第二交织直流误差与第二临时直流值满足如下关系:R
(2')m=err_dc
(2),第一直流值、第二临时直流值以及第二直流值满足如下关系:R
(2)=R
(1)+S·R
(2');其中,R
(2')表示第二临时直流值,R
(1)表示第一直流值,R
(2)表示第二直流值,err_dc
(2)表示第二交织直流误差。
应理解,在对第一设备的DAC的交织失真进行校准之后,第一设备的DAC可以与上述ADC(即协助对第一设备的DAC的交织失真进行校准的ADC)联合使用,也可以独立使用。在第一设备的DAC独立使用的情况下,第一设备的DAC可以与除上述ADC之外的其他ADC连接使用。
可选地,方法1300还包括S1350,第一设备根据第三数字信号和第八数字信号对ADC的交织失真进行校准。
第八数字信号是对第一数字信号进行第二处理得到的,第二处理包括重采样,第八数字信号的采样率与第三数字信号的采样率相同,也可以说,第八数字信号的采样率与第二采样率相等。可选地,第二处理还包括添加光电器件及光纤损伤,即第八数字信号是对第一数字信号进行重采样和添加光电器件及光纤损伤得到的。
具体地,第一设备对ADC的交织失真的校准过程包括:
第一设备确定第三数字信号与第八数字信号之间的第三信号误差;
第一设备根据第三数字信号和第三信号误差确定第三误差系数,第三误差系数用于估计ADC的交织失真会导致业务信号产生的信号误差;
第一设备对估计得到的ADC的交织失真会导致业务信号产生的信号误差进行校准。
其中,第三信号误差包括第三交织频域响应的误差和第三交织直流误差,第三误差系数包括:第三域响应系数和/或第三时域滤波系数、第三直流值。
具体地,第三交织频域响应的误差包括ADC的记忆失真引起的误差以及非记忆失真中的 时间偏移和增益引起的误差。第三频域响应系数和/或第三时域滤波系数与ADC记忆失真以及非记忆失真中的时间偏移和增益相关,以及第三频域响应系数和/或第三时域滤波系数用于估计ADC的记忆失真以及非记忆失真中的时间偏移和增益导致业务信号产生的信号误差。
第三数字信号、第三交织频域响应的误差以及第三时域滤波系数之间满足如下关系:
m表示移频操作,
表示第三时域滤波系数,x
(3)表示第三数字信号,err_freq
(3)表示第三交织频域响应的误差;
第三交织直流误差与第三直流值满足如下关系:R
(3)m=err_dc
(3),R
(3)表示第三直流值,err_dc
(3)表示第三交织直流误差。
可选地,若设置了第二初始误差系数,则上述第三信号误差是第九数字信号与第八数字信号之间的信号误差,第九数字信号是对ADC的交织失真会导致第三数字信号产生的信号误差进行补偿得到的,ADC的交织失真会导致第三数字信号产生的信号误差是根据第二初始误差系数估计的。示例性地,第二初始误差系数包括:第二初始时域滤波系数和/或第二初始频域响应系数、第二初始直流值。
进一步地,在确定第三误差系数的过程中,第一设备根据第三数字信号、第二初始误差系数和第三信号误差确定第三误差系数。具体地,第一设备根据第三数字信号和第三信号误差确定第三临时误差系数,再根据第二初始误差系数和第三临时误差系数确定第三误差系数。具体地,第一设备根据第三数字信号和第三信号误差确定第三临时误差系数的过程,可以采用最小二乘法或最小均方算法。第三临时误差系数包括:第三临时时域滤波系数和/或第三临时频域响应系数、第三临时直流值。
示例性地,第三数字信号、第三交织频域响应的误差以及第三临时时域滤波系数满足如下关系:
第二初始时域滤波系数、第三临时时域滤波系数以及第三时域滤波系数满足如下关系:
其中,m表示移频操作,
表示第三时域滤波系数,
表示第三临时时域滤波系数,
表示第二初始时域滤波系数,x
(3)表示第三数字信号,err_freq
(3)表示第三交织频域响应的误差,S表示步进,S可以是任意实数,例如S可以是0.1、0.5、1等。
第三交织直流误差与第三临时直流值满足如下关系:R
(3')m=err_dc
(3),第三直流值、第三临时直流值以及第二初始直流值满足如下关系:R
(3)=R
(2”)+S·R
(3');其中,R
(3')表示第三临时直流值,R
(3)表示第三直流值,R
(2”)表示第二初始直流值,err_dc
(3)表示第三交织直流误差。
可选地,方法1300还包括:第一设备根据第三误差系数对ADC的交织失真进行第二次校准。具体地,第一设备对ADC的交织失真进行第二次校准的过程可以包括:
第一设备生成第四数字信号,第四数字信号是随机宽带信号;
第一设备对第四数字信号的信号误差进行预补偿得到第五数字信号,第四数字信号的信号误差是根据第一误差系数估计的;
第一设备通过DAC以第一采样率对第五数字信号进行采样得到第二模拟信号;
第一设备通过ADC以第二采样率对第二模拟信号进行采样得到第七数字信号;
第一设备对第七数字信号的信号误差进行补偿得到第九数字信号,第七数字信号的信号误差是根据第三误差系数估计的;
第一设备确定第九数字信号与第十数字信号之间的第四信号误差,第十数字信号是对第四数字信号进行第二处理得到的;
第一设备根据第七数字信号、第四信号误差和第三误差系数确定第四误差系数,第四误差系数用于估计ADC的交织失真会导致业务信号产生的信号误差;
第一设备对估计得到的ADC的交织失真会导致业务信号产生的信号误差进行校准。
第一设备根据第三误差系数、第七数字信号和第四信号误差确定第四误差系数可以包括:
第一设备根据第七数字信号和第四信号误差确定第四临时误差系数,第一设备根据第四临时误差系数和第三误差系数确定第四误差系数。具体地,第一设备在根据第七数字信号和第四信号误差确定第四临时误差系数的过程中,可以采用最小二乘法或最小均方算法。
其中,第四信号误差包括第四交织频域响应的误差和第四交织直流误差,第四误差系数包括:第四频域响应系数和/或第四时域滤波系数、第四直流值,第四临时误差系数包括:第四临时频域响应系数和/或第四临时时域滤波系数、第四临时直流值。
示例性地,第七数字信号、第四交织频域响应的误差以及第四临时时域滤波系数满足如下关系:
第三时域滤波系数、第四临时时域滤波系数以及第四时域滤波系数满足如下关系:
其中,m表示移频操作,
表示第三时域滤波系数,
表示第四临时时域滤波系数,
表示第四时域滤波系数,x
(7)表示第七数字信号,err_freq
(4)表示第四交织频域响应的误差,S表示步进,S可以是任意实数,例如可以是0.1、0.5、1等。
第四交织直流误差与第四临时直流值满足如下关系:R
(4')m=err_dc
(4),第三直流值、第四临时直流值以及第四直流值满足如下关系:R
(4)=R
(3)+S·R
(4');其中,R
(4')表示第四临时直流值,R
(3)表示第三直流值,R
(4)表示第四直流值,err_dc
(4)表示第四交织直流误差。
应理解,在对第一设备的DAC的交织失真和ADC的交织失真进行校准之后,第一设备的DAC可以与第一设备的ADC联合使用,第一设备的DAC也可以与第一设备的ADC独立使用。在第一设备的DAC与ADC独立使用的情况下,第一设备的DAC可以与除第一设备ADC之外的其他ADC连接使用,第一设备的ADC可以与除第一设备的DAC之外的其他DAC连接使用。
在本申请实施例中,通过设置DAC和ADC的采样率不同,使得可以通过对第三数字信号/第七数字信号进行重采样以对DAC的交织失真和ADC的交织失真进行分离,使得第一设备根据第一数字信号和第二数字信号可以对DAC的交织失真进行有效校准。
此外,在对DAC的交织失真进行校准的过程中,根据DAC的交织失真导致的信号误差确定与信号误差相关的第一误差系数/第二误差系数,从而实现根据第一误差系数/第二误差系数对DAC的交织失真会导致业务信号产生的信号误差进行预补偿。在利用第一误差系数/第二误差系数估计DAC的交织失真导致的信号误差时,不依赖已知的输入信号,因此在实际未知的业务信号下,依然可以通过第一误差系数/第二误差系数得到DAC的交织失真会导致业务信号产生的信号误差,并对该信号误差进行预补偿。
类似地,在对ADC的交织失真进行校准的过程中,根据ADC的交织失真导致的信号误差确定与信号误差相关的第三误差系数/第四误差系数,从而实现根据第三误差系数/第四误差系数对ADC的交织失真进行补偿。在利用第三误差系数/第四误差系数估计ADC交织失真导 致的信号误差时,不依赖已知的输入信号,因此在实际未知的业务信号下,依然可以通过第三误差系数/第四误差系数得到ADC的交织失真会导致业务信号产生的信号误差,并对该信号误差进行补偿。
图14示出了本申请另一实施例提供的方法的示意性流程图。方法1400可以由第二设备执行,上文所述的信号处理装置700或信号处理装置800可以应用在第二设备中。如图14所示,该方法1400可以包括S1410至S1440。
S1410,第二设备接收第一模拟信号。
该第一模拟信号是以第一采样率对第一数字信号进行采样得到的,第一数字信号是数字随机宽带信号,第一数字信号是第一设备生成的数字信号,具体地,第一数字信号是第一设备中的ODSP_TX模块生成的数字信号。
S1420,第二设备通过ADC以第二采样率对第一模拟信号进行采样得到第三数字信号。第二采样率不同于第一采样率。
S1430,第二设备确定第三数字信号与第八数字信号之间的第三信号误差。
第八数字信号是对第一数字信号进行第二处理得到的,第二处理包括重采样,第八数字信号的采样率与第三数字信号的采样率相同,也可以说,第八数字信号的采样率与第二采样率相等。可选地,第二处理还包括添加光电器件及光纤损伤,即第八数字信号是对第一数字信号进行重采样和添加光电器件及光纤损伤得到的。
本申请实施例对第二设备获得第八数字信号的方式不做限定。
作为一个示例,第二设备获得第八数字信号的方式包括:第二设备接收来自第一设备的第一数字信号;第二设备对第一数字信号进行第二处理得到第八数字信号。
作为另一个示例,第二设备获得第八数字信号的方式包括:第二设备接收来自第一设备的第八数字信号。
S1440,第二设备根据第三数字信号和第三信号误差确定第三误差系数。
其中,第三信号误差包括第三交织频域响应的误差和第三交织直流误差,第三误差系数包括:第三域响应系数和/或第三时域滤波系数、第三直流值。
具体地,第三交织频域响应的误差包括ADC的记忆失真引起的误差以及非记忆失真中的时间偏移和增益引起的误差。第三频域响应系数和/或第三时域滤波系数与ADC记忆失真以及非记忆失真中的时间偏移和增益相关,以及第三频域响应系数和/或第三时域滤波系数用于估计ADC的记忆失真以及非记忆失真中的时间偏移和增益导致业务信号产生的信号误差。
第三数字信号、第三交织频域响应的误差以及第三时域滤波系数之间满足如下关系:
m表示移频操作,
表示第三时域滤波系数,x
(3)表示第三数字信号,err_freq
(3)表示第三交织频域响应的误差;
第三交织直流误差与第三直流值满足如下关系:R
(3)m=err_dc
(3),R
(3)表示第三直流值,err_dc
(3)表示第三交织直流误差。
S1450,第二设备对估计得到的ADC的交织失真会导致业务信号产生的信号误差进行校准。
具体地,第二设备接收来自第一设备的业务信号,第二设备对业务信号进行采样得到数字信号,第二设备根据第三误差系数和数字信号估计ADC的交织失真会导致数字信号产生的信号误差;第二设备对估计得到ADC的交织失真会导致数字信号产生的信号误差进行补偿。
可选地,方法1400还包括:第二设备根据第三误差系数对ADC的交织失真进行第二次校准。具体地,第二设备对ADC的交织失真进行第二次校准的过程可以参考方法1300中描述的第一设备对ADC的交织失真进行第二次校准的过程。
可选地,方法1400还可以包括:
第二设备向第一设备发送第一数字信号,第一数字信号用于对DAC的交织失真进行校准。
第一数字信号是对第三数字信号进行第一处理得到的,第一处理包括重采样。可选地第一处理还包括线性均衡。可选地,第一处理还包括对第三数字信号的信号误差进行补偿得到的,补偿的第三数字信号的信号误差包括:由ADC的交织失真导致的信号误差和/或由光电器件及光纤对第三数字信号造成的损伤导致的信号误差,光电器件及光纤用于连接DAC和ADC。
应理解,在对第二设备的ADC的交织失真进行校准之后,第二设备的ADC可以与第一设备的DAC联合使用,也可以独立使用。在第二设备的ADC独立使用的情况下,第二设备的ADC可以与除第一设备DAC之外的其他DAC连接使用。
在本申请实施例中,在对ADC的交织失真进行校准的过程中,根据ADC的交织失真导致的信号误差确定与信号误差相关的第三误差系数,从而实现根据第三误差系数对ADC的交织失真进行补偿。在利用第三误差系数估计ADC交织失真导致的信号误差时,不依赖已知的输入信号,因此在实际未知的业务信号下,依然可以通过第三误差系数得到ADC的交织失真会导致业务信号产生的信号误差,并对该信号误差进行补偿。
图15示出了本申请另一实施例提供的方法的示意性流程图。方法1400可以由第一设备执行,上文所述的信号处理装置600或信号处理装置800可以应用在第一设备中。如图15所示,该方法1500可以包括S1510和S1520。
S1510,第一设备执行N次对DAC的交织失真的交织过程,N为正整数。其中,第n次对DAC的交织失真的交织过程可以包括S1511至S1518,n=1,2,…,N。
S1511,第一设备生成第n个第一数字信号。该第n个第一数字信号是随机宽带信号。
S1512,第一设备对第n个第一数字信号的信号误差进行预补偿得到第n个第五数字信号。
第n个第一数字信号的信号误差是根据第n个第一误差系数估计的。其中,若n≥2,则第n个第一误差系数是在对DAC的交织失真的第n-1次校准过程中得到的,若n=1,则第n个第一误差系数是预定义的误差系数。应理解,第n个第一数字信号的信号误差是DAC的交织失真导致的。
S1513,第一设备通过DAC对第n个第五数字信号进行采样得到第n个模拟信号。
S1514,第一设备确定第n个第二数字信号与第n个第一数字信号之间的第n个第一信号误差。
第n个第二数字信号是根据第n个第三数字信号确定的,第n个第三数字信号是ADC根据对第n个模拟信号进行采样得到的。
本申请实施例对根据第n个第三数字信号确定第n个第二数字信号的方式不做限定。
作为一个示例,第n个第二数字信号等同于第n个第三数字信号。
作为另一个示例,第n个第二数字信号是对第n个第三数字信号的信号误差进行补偿得到的,补偿的第n个第三数字信号的信号误差包括:由ADC的交织失真导致的信号误差和/或由光电器件及光纤对第n个第三数字信号造成的损伤导致的信号误差,光电器件及光纤用 于连接DAC和ADC。
作为又一个示例,在DAC的采样率与ADC的采样率不同的情况下,第n个第二数字信号是对第n个第三数字信号进行重采样得到的,第n个第二数字信号的采样率与DAC的采样率相同,即第n个第二数字信号的采样率与第n个第一数字信号的采样率相同。或者,第n个第二数字信号是对第n个第三数字信号进行重采样和线性均衡得到的。
作为又一个示例,在DAC的采样率与ADC的采样率不同的情况下,第n个第二数字信号是对第n个第三数字信号进行如下处理得到的:对第n个第三数字信号的信号误差进行补偿,且对补偿后的第n个第三数字信号进行重采样,或者对补偿后的第n个第三数字信号进行重采样和线性均衡,第n个第二数字信号的采样率与DAC的采样率相同,即第n个第二数字信号的采样率与第n个第一数字信号的采样率相同。补偿的第n个第三数字信号的信号误差包括:由ADC的交织失真导致的信号误差和/或由光电器件及光纤造成的损伤导致的信号误差,光电器件及光纤用于连接DAC和ADC。
本申请实施例对第一设备获得第n个第二数字信号的方式不做限定。
作为一个示例,第一设备获得第n个第二数字信号的方式包括:第一设备对第n个模拟信号进行采样得到第n个第三数字信号;第一设备根据第n个第三数字信号确定第n个第二数字信号。
作为另一个示例,第一设备获得第n个第二数字信号的方式包括:第一设备向第二设备发送第n个模拟信号;第二设备对第n个模拟信号进行采样得到第n个第三数字信号,并将第n个第三数字信号发送给第一设备;第一设备根据第n个第三数字信号确定第n个第二数字信号。
作为又一个示例,第一设备获得第n个第二数字信号的方式包括:第一设备向第二设备发送第n个模拟信号;第二设备对第n个模拟信号进行采样得到第n个第三数字信号;第二设备根据第n个第三数字信号确定第n个第二数字信号,并将第n个第二字信号发送给第一设备。
S1515,第一设备根据第n个第一误差系数、第n个第一数字信号和第n个第一信号误差确定第n+1个第一误差系数。
具体地,第一设备根据第n个第一数字信号和第n个第一信号误差确定第n个第一临时误差系数,进一步地根据第n个第一临时误差系数和第n个第一误差系数确定第n+1个第一误差系数。在根据第n个第一数字信号和第n个第一信号误差确定第n个第一临时误差系数的过程中,第一设备可以采用最小二乘法或最小均方算法。
示例性地,第n个第一信号误差包括第n个第一交织频域响应的误差和第n个第一交织直流误差;第n个第一误差系数包括:第n个第一频域响应系数和/或第n个第一时域滤波系数、第n个第一直流值;第n个第一临时误差系数包括:第n个第一临时频域响应系数和/或第n个第一临时时域滤波系数、第n个第一临时直流值;第n+1个第一误差系数包括:第n+1个第一频域响应系数和/或第n+1个第一时域滤波系数、第n+1个第一直流值。
具体地,该第n个第一交织频域响应的误差包括DAC的记忆失真引起的误差以及非记忆失真中的时间偏移和增益引起的误差。该第n个第一频域响应系数和/或第n个第一时域滤波系数与DAC记忆失真以及非记忆失真中的时间偏移和增益相关,以及该第n个第一频域响应系数和/或第n个第一时域滤波系数用于估计DAC的记忆失真以及非记忆失真中的时间偏移 和增益导致第n个第一数字信号产生的信号误差。该第n+1个第一频域响应系数和/或第n+1个第一时域滤波系数与DAC记忆失真以及非记忆失真中的时间偏移和增益相关,以及该第n+1个第一频域响应系数和/或第n+1个第一时域滤波系数用于估计DAC的记忆失真以及非记忆失真中的时间偏移和增益导致第n+1个第一数字信号/业务信号产生的信号误差。
第n个第一数字信号、第n个第一交织频域响应的误差以及第n个第一临时时域滤波系数之间满足如下关系:
第n个第一临时时域滤波系数、第n个第一时域滤波系数以及第n+1个第一时域滤波系数满足如下关系:
其中,m表示移频操作,
表示第n个第一时域滤波系数,
表示第n个第一临时时域滤波系数,
表示第n+1个第一时域滤波系数,
表示第n个第一数字信号,
表示第n个第一交织频域响应的误差,S表示步进,S可以是任意实数,例如可以是0.1、0.5、1等。
第n个第一交织直流误差与第n个第一临时直流值满足如下关系:
第n个第一直流值、第n个第一临时直流值以及第n+1个第一直流值满足如下关系:
其中,
表示第n个第一直流值,
表示第n个第一临时直流值,
表示第n+1个第一直流值,
表示第n个第一交织直流误差。
S1516,第一设备确定第n个第一信号误差是否收敛至第一目标值。
S1517,若第n个第一信号误差收敛至第一目标值,则第一设备将第n个第一误差系数或第n+1个第一误差系数作为第一目标误差系数,第一目标误差系数用于估计DAC的交织失真会导致业务信号产生的信号误差。
可选地,若第n个第一信号误差收敛至第一目标值,则方法1500可以不执行S1515。即在第n个第一信号误差收敛至第一目标值的情况下,第一设备可以直接将第n个第一误差系数作为第一目标误差系数,而不需要再计算第n+1个第一误差系数。
S1518,若第n个第一信号误差未收敛至第一目标值,则第一设备根据第n+1个第一误差系数继续执行对DAC的交织失真的第n+1次校准过程。
在本申请实施例中,在对DAC的交织失真进行校准的过程中,根据DAC的交织失真导致的信号误差确定与信号误差相关的第一误差系数,并通过迭代估计第一误差系数的方式确定出第一目标误差系数,从而实现根据第一目标误差系数对DAC的交织失真进行预补偿。在利用第一目标误差系数估计DAC的交织失真导致的信号误差时,不依赖已知的输入信号,因此在实际未知的业务信号下,依然可以通过第一目标误差系数得到DAC的交织失真会导致业务信号产生的信号误差,并对该信号误差进行预补偿。
以外,通过设置DAC和ADC的采样率不同,使得可以通过对第三数字信号进行重采样以对DAC的交织失真和ADC的交织失真进行分离,使得可以对DAC的交织失真进行有效校准。
在DAC与ADC通过光电器件及光纤相连的情况下,通过对光器件及光纤损伤对第三数字信号造成的误差进行补偿,使得可以对光器件和光纤导致信号产生的误差进行校准,从而提高DAC交织失真校准的精度。
可选地,方法1500还包括S1520,第一设备执行N次对ADC的交织失真的交织过程。其中,对ADC的交织失真的第n次校准过程可以包括S1521至S1526。
S1521,第一设备对第n个第三数字信号的信号误差进行补偿得到第n个第九数字信号。
第n个第三数字信号的信号误差是根据第n个第三误差系数估计的。其中,若n≥2,则第n个第三误差系数是在对ADC的交织失真的第n-1次校准过程中得到的,若n=1,则第n个第三误差系数是预定义的误差系数。应理解,第n个第三数字信号的信号误差是由ADC的交织失真导致的。
S1522,第一设备确定第n个第八数字信号与第n个第九数字信号之间的第n个第三信号误差。
第n个第八数字信号是根据第n个第一数字信号确定的。
本申请实施例对根据第n个第一数字信号确定第n个第八数字信号的方式不做限定。
作为一个示例,第n个第八数字信号是对第n个第一数字信号添加光电器件及光纤损伤得到的,光电器件及光纤用于连接DAC和ADC。
作为又一个示例,若DAC的采样率与ADC的采样率不同,则第n个第八数字信号是对第n个第一数字信号进行重采样得到的,第n个第八数字信号的采样率与ADC的采样率相同,即第n个第八数字信号的采样率与第n个第三数字信号的采样率相同。
作为又一个示例,若DAC的采样率与ADC的采样率不同,则第n个第八数字信号是对第n个第一数字信号进行重采样和添加光电器件及光纤损伤得到的,第n个第八数字信号的采样率与ADC的采样率相同,即第n个第八数字信号的采样率与第n个第三数字信号的采样率相同,光电器件及光纤用于连接DAC和ADC。
S1523,第一设备根据第n个第三误差系数、第n个第三数字信号和第n个第三信号误差确定第n+1个第三误差系数。
具体地,第一设备根据第n个第三数字信号和第n个第三信号误差确定第n个第三临时误差系数,进一步地根据第n个第三临时误差系数和第n个第三误差系数确定第n+1个第三误差系数。在根据第n个第三数字信号和第n个第三信号误差确定第n个第三临时误差系数的过程中,第一设备可以采用最小二乘法或最小均方算法。
示例性地,第n个第三信号误差第n个第三交织频域响应的误差和第n个第三交织直流误差;第n个第三误差系数包括:第n个第三频域响应系数和/或第n个第三时域滤波系数、第n个第三直流值;第n个第三临时误差系数包括:第n个第三临时频域响应系数和/或第n个第三临时时域滤波系数、第n个第三临时直流值;第n+1个第三误差系数包括:第n+1个第三频域响应系数和/或第n+1个第三时域滤波系数、第n+1个第三直流值。
具体地,该第n个第三交织频域响应的误差包括ADC的记忆失真引起的误差以及非记忆失真中的时间偏移和增益引起的误差。该第n个第三频域响应系数和/或第n个第三时域滤波系数与ADC记忆失真以及非记忆失真中的时间偏移和增益相关,以及该第n个第三频域响应系数和/或第n个第三时域滤波系数用于估计ADC的记忆失真以及非记忆失真中的时间偏移和增益导致第n个第三数字信号产生的信号误差。该第n+1个第三频域响应系数和/或第n+1个第三时域滤波系数与ADC记忆失真以及非记忆失真中的时间偏移和增益相关,以及该第n+1个第三频域响应系数和/或第n+1个第三时域滤波系数用于估计ADC的记忆失真以及非记忆失真中的时间偏移和增益导致第n+1个第三数字信号/业务信号产生的信号误差。
第n个第三数字信号、第n个第三交织频域响应的误差以及第n个第三临时时域滤波系数之间满足如下关系:
第n个第三临时时域滤波系数、第n个 第三时域滤波系数以及第n+1个第三时域滤波系数满足如下关系:
其中,m表示移频操作,
表示第n个第三临时时域滤波系数,
表示第n个第三时域滤波系数,
表示第n+1个第三时域滤波系数,
表示第n个第三数字信号,
表示第n个第三交织频域响应的误差,S表示步进,S可以是任意实数,例如可以是0.1、0.5、1等。
第n个第三交织直流误差与第n个第三临时直流值满足如下关系:
第n个第三临时直流值、第n个第三直流值以及第n+1个第三直流值满足如下关系:
其中,
表示第n个第三直流值,
表示第n个第三临时直流值,
表示第n+1个第三直流值,
表示第n个第三交织直流误差。
S1524,第一设备确定第n个第三信号误差是否收敛至第二目标值。
S1525,若第n个第三信号误差收敛至第二目标值,则第一设备将第n个第三误差系数或第n+1个第三误差系数作为第二目标误差系数,第二目标误差系数用于估计ADC的交织失真导致业务信号产生的信号误差。
可选地,若第n个第三信号误差收敛至第二目标值,则方法1500可以不执行S1523。即在第n个第三信号误差收敛至第二目标值的情况下,第一设备可以直接将第n个第三误差系数作为第二目标误差系数,而不需要再计算第n+1个第三误差系数。
S1526,若第n个第三信号误差未收敛至第二目标值,则第一设备根据第n+1个第三误差系数执行对ADC的交织失真的第n+1次校准过程。
在本申请实施例中,在对ADC的交织失真进行校准的过程中,根据ADC的交织失真导致的信号误差确定与信号误差相关的第三误差系数,并通过迭代估计第三误差系数的方式确定出第二目标误差系数,从而实现根据第二目标误差系数对ADC的交织失真进行补偿。在利用第二目标误差系数估计ADC的交织失真导致的信号误差时,不依赖已知的输入信号,因此在实际未知的业务信号下,依然可以通过第二目标误差系数得到ADC的交织失真会导致业务信号产生的信号误差,并对该信号误差进行补偿。
在DAC与ADC通过光电器件及光纤相连的情况下,通过对在第一数字信号中添加光电器件及光纤损伤,使得可以对光器件和光纤导致信号产生的误差进行校准,从而提高ADC交织失真校准的精度。
可选地,在第一设备执行对DAC/ADC的交织失真的校准过程中,方法1500还包括:切断业务信号。
应理解,在对第一设备的DAC的交织失真和ADC的交织失真进行校准之后,第一设备的DAC可以与第一设备ADC联合使用,第一设备的DAC和第一设备的ADC也可以独立使用。在第一设备的DAC和ADC独立使用的情况下,第一设备的DAC可以与除第一设备ADC之外的其他ADC连接使用,第一设备的ADC可以与除第一设备的DAC之外的其他DAC连接使用。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统、装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述模块的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的 相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或模块的间接耦合或通信连接,可以是电性或其它的形式。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (32)
- 一种信号处理的方法,其特征在于,包括:生成第一数字信号,所述第一数字信号是随机宽带信号;数模转换器DAC以第一采样率对所述第一数字信号进行采样得到第一模拟信号;获得第二数字信号,所述第二数字信号是对第三数字信号进行第一处理得到的,所述第一处理包括重采样,所述第三数字信号是模数转换器ADC以第二采样率对所述第一模拟信号进行采样得到的,所述第二采样率不同于所述第一采样率,所述第二数字信号的采样率与所述第一采样率相等;根据所述第一数字信号和所述第二数字信号对所述DAC的交织失真进行校准。
- 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一处理还包括线性均衡。
- 根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述第一处理还包括对所述第三数字信号的信号误差进行补偿,补偿的所述第三数字信号的信号误差包括:由所述ADC的交织失真导致的信号误差和/或由光电器件及光纤对所述第三数字信号造成的损伤导致的信号误差,所述光电器件及光纤用于连接所述DAC和所述ADC。
- 根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一数字信号和所述第二数字信号对所述DAC的交织失真进行校准,包括:确定所述第一数字信号与所述第二数字信号之间的第一信号误差;根据所述第一数字信号和所述第一信号误差确定第一误差系数,所述第一误差系数用于估计所述DAC的交织失真会导致业务信号产生的信号误差;对估计得到的所述DAC的交织失真会导致所述业务信号产生的信号误差进行校准。
- 根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:生成第四数字信号,所述第四数字信号是随机宽带信号;对所述第四数字信号的信号误差进行预补偿得到第五数字信号,所述第四数字信号的信号误差是根据所述第一误差系数估计的;所述DAC以所述第一采样率对所述第五数字信号进行采样得到第二模拟信号;获得第六数字信号,所述第六数字信号是对第七数字信号进行所述第一处理得到的,所述第七数字信号是所述ADC以所述第二采样率对所述第二模拟信号进行采样得到的,所述第六数字信号的采样率与所述第一采样率相等;确定所述第四数字信号和所述第六数字信号之间的第二信号误差;根据所述第一误差系数、所述第四数字信号和所述第二信号误差确定第二误差系数,所述第二误差系数用于估计所述DAC的交织失真会导致所述业务信号产生的信号误差;对估计得到的所述DAC的交织失真会导致所述业务信号产生的信号误差进行补偿。
- 根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述第一信号误差包括第一交织频域响应的误差和第一交织直流误差,所述第一误差系数包括:第一频域响应系数和/或第一时域滤波系数、第一直流值。
- 根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述第一数字信号、所述第一交织频域响应的误差以及所述第一时域滤波系数之间满足如下关系: m表示移频操作, 表示所述第一时域滤波系数,x (1) 表示所述第一数字信号,err_freq (1)表示所述第一交织频域响应的误差;所述第一交织直流误差与所述第一直流值满足如下关系:R (1)m=err_dc (1),R (1)表示所述第一直流值,err_dc (1)表示所述第一交织直流误差。
- 根据权利要求1至7中任一项所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:根据所述第三数字信号和第八数字信号对所述ADC的交织失真进行校准,所述第八数字信号是对所述第一数字信号进行第二处理得到的,所述第二处理包括重采样,所述第八数字信号的采样率与所述第二采样率相等。
- 根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述第二处理还包括添加光电器件及光纤损伤,所述光电器件及光纤用于连接所述DAC和所述ADC。
- 根据权利要求8或9所述的方法,其特征在于,所述根据所述第三数字信号和第八数字信号对所述ADC的交织失真进行校准,包括:确定所述第三数字信号与所述第八数字信号之间的第三信号误差;根据所述第三数字信号和所述第三信号误差确定第三误差系数,所述第三误差系数用于估计所述ADC的交织失真会导致业务信号产生的信号误差;对估计得到的所述ADC的交织失真会导致所述业务信号产生的信号误差进行校准。
- 根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:生成第四数字信号,所述第四数字信号是随机宽带信号;对所述第四数字信号的信号误差进行预补偿得到第五数字信号,所述第四数字信号的信号误差是根据第一误差系数估计的;所述DAC以所述第一采样率对所述第五数字信号进行采样得到第二模拟信号;所述ADC以所述第二采样率对所述第二模拟信号进行采样得到第七数字信号;对所述第七数字信号的信号误差进行补偿得到第九数字信号,所述第七数字信号的信号误差是根据所述第三误差系数估计的;确定所述第九数字信号与第十数字信号之间的第四信号误差,所述第十数字信号是对所述第四数字信号进行所述第二处理得到的,所述第十数字信号的采样率与所述第二采样率相等;根据所述第七数字信号、所述第四信号误差和所述第三误差系数确定第四误差系数,所述第四误差系数用于估计所述ADC的交织失真会导致所述业务信号产生的信号误差;对估计得到的所述ADC的交织失真会导致所述业务信号产生的信号误差进行补偿。
- 根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述第三信号误差包括第三交织频域响应的误差和第三交织直流误差,所述第三误差系数包括:第三域响应系数和/或第三时域滤波系数、第三直流值。
- 根据权利要求12所述的方法,其特征在于,所述第三数字信号、所述第三交织频域响应的误差以及所述第三时域滤波系数之间满足如下关系: m表示移频操作, 表示所述第三时域滤波系数,x (3)表示所述第三数字信号,err_freq (3)表示所述第三交织频域响应的误差;所述第三交织直流误差与所述第三直流值满足如下关系:R (3)m=err_dc (3),R (3)表示所述第三直流值,err_dc (3)表示所述第三交织直流误差。
- 一种信号处理装置,其特征在于,包括光信号数字处理器发射模块、数模转换器DAC、 DAC交织失真校准模块;所述光信号数字处理器发射模块用于生成第一数字信号,所述第一数字信号是随机宽带信号;所述DAC用于以第一采样率对所述第一数字信号进行采样得到第一模拟信号;所述DAC交织失真校准模块用于接收第二数字信号,所述第二数字信号是对第三数字信号进行第一处理得到的,所述第一处理包括重采样,所述第三数字信号是对所述第一模拟信号以第二采样率进行采样得到的,所述第二采样率不同于所述第一采样率,所述第二数字信号的采样率与所述第一采样率相等;所述DAC交织失真校准模块还用于根据所述第一数字信号和所述第二数字信号对所述DAC的交织失真进行校准。
- 根据权利要求14所述的信号处理装置,其特征在于,所述第一处理还包括线性均衡。
- 根据权利要求14或15所述的信号处理装置,其特征在于,所述信号处理装置还包括失真分离模块,所述失真分离模块用于对所述第三数字信号进行所述第一处理以得到所述第二数字信号。
- 根据权利要求14至16中任一项所述的信号处理装置,其特征在于,所述第一处理还包括对所述第三数字信号的信号误差进行补偿得到的,补偿的所述第三数字信号的信号误差包括:由模数转换器ADC的交织失真导致的信号误差和/或由光电器件及光纤造成的损伤导致的信号误差,所述光电器件及光纤用于连接所述DAC和所述ADC。
- 根据权利要求17所述的信号处理装置,其特征在于,所述信号处理装置还包括ADC交织失真校准模块和/或器件及光纤损伤补偿模块,所述ADC交织失真校准模块用于补偿所述ADC的交织失真导致所述第三数字信号产生的信号误差,所述器件及光纤损伤补偿模块用于补偿光电器件及光纤对所述第三数字信号造成的损伤导致的信号误差。
- 根据权利要求14至18中任一项所述的信号处理装置,其特征在于,所述DAC交织失真校准模块包括DAC交织失真补偿模块和DAC交织失真估计模块,所述DAC交织失真估计模块用于确定所述第一数字信号与所述第二数字信号之间的第一信号误差;所述DAC交织失真估计模块还用于根据所述第一数字信号和所述第一信号误差确定第一误差系数;所述DAC交织失真补偿模块用于根据所述第一误差系数和业务信号估计所述DAC的交织失真会导致所述业务信号产生的信号误差;所述DAC交织失真补偿模块还用于对估计得到的所述DAC交织失真会导致所述业务信号产生的信号误差进行校准。
- 根据权利要求19所述的信号处理装置,其特征在于,所述光信号数字处理器发射模块还用于生成第四数字信号,所述第四数字信号是随机宽带信号;所述DAC交织失真估计模块还用于对所述第四数字信号的信号误差进行预补偿得到第五数字信号,所述第四数字信号的信号误差是根据所述第一误差系数估计的;所述DAC还用于以所述第一采样率对所述第五数字信号进行采样得到第二模拟信号;所述DAC交织失真估计模块还用于接收第六数字信号,所述第六数字信号是对第七数字 信号进行所述第一处理得到的,所述第七数字信号是以所述第二采样率对所述第二模拟信号进行采样得到的,所述第六数字信号的采样率与所述第一采样率相等;所述DAC交织失真估计模块还用于确定所述第四数字信号和所述第六数字信号之间的第二信号误差;所述DAC交织失真估计模块还用于根据所述第一误差系数、所述第四数字信号和所述第二信号误差确定第二误差系数,所述第二误差系数用于估计所述DAC的交织失真会导致所述业务信号产生的信号误差;所述DAC交织失真补偿模块还用于根据所述第二误差系数和所述业务信号估计所述DAC的交织失真会导致所述业务信号产生的信号误差;所述DAC交织失真补偿模块还用于对估计得到的所述DAC交织失真会导致所述业务信号产生的信号误差进行补偿。
- 根据权利要求19所述的信号处理装置,其特征在于,所述DAC交织失真估计模块包括第一加法器和DAC校准引擎,所述DAC交织失真补偿模块包括第二加法器和DAC校准核,所述第一加法器用于确定所述第一信号误差;所述DAC校准引擎用于确定所述第一误差系数;所述DAC校准核用于根据所述第一误差系数估计所述DAC的交织失真会导致所述业务信号产生的信号误差;所述第二加法器用于对估计得到的所述DAC交织失真会导致所述业务信号产生的信号误差进行校准。
- 根据权利要求19至21中任一项所述的信号处理装置,其特征在于,所述第一信号误差包括第一交织频域响应的误差和第一交织直流误差,所述第一误差系数包括:第一频域响应系数和/或第一时域滤波系数、第一直流值。
- 根据权利要求22所述的信号处理装置,其特征在于,所述第一数字信号、所述第一交织频域响应的误差以及所述第一时域滤波系数之间满足如下关系: m表示移频操作, 表示所述第一时域滤波系数,x (1)表示所述第一数字信号,err_freq (1)表示所述第一交织频域响应的误差;所述第一交织直流误差与所述第一直流值满足如下关系:R (1)m=err_dc (1),R (1)表示所述第一直流值,err_dc (1)表示所述第一交织直流误差。
- 根据权利要求14至23中任一项所述的信号处理装置,其特征在于,所述信号处理装置还包括ADC、ADC交织失真校准模块和重采样模块,所述重采样模块用于对所述第一数字信号重采样以得到第八数字信号,所述第八数字信号的采样率与所述第二采样率相等;所述ADC交织失真校准模块用于根据所述第三数字信号和所述第八数字信号对所述ADC的交织失真进行校准。
- 根据权利要求24所述的信号处理装置,其特征在于,所述第八数字信号是对所述第一数字信号重采样和添加光电器件及光纤损伤得到的,所述信号处理装置还包括器件及光纤损伤添加模块,所述器件及光纤损伤添加模块用于对所述第一数字信号添加光电器件及光纤损伤。
- 根据权利要求24或25所述的信号处理装置,其特征在于,所述ADC交织失真校准模块包括ADC交织失真估计模块和ADC交织失真补偿模块,所述ADC交织失真估计模块用于确定所述第三数字信号与所述第八数字信号之间的第三信号误差;所述ADC交织失真估计模块还用于根据所述第三数字信号和所述第三信号误差确定第三误差系数;所述ADC交织失真补偿模块用于根据所述第三误差系数和业务信号估计所述ADC的交织失真会导致所述业务信号产生的信号误差;所述ADC交织失真补偿模块还用于对估计得到的所述ADC的交织失真会导致所述业务信号产生的信号误差进行校准。
- 根据权利要求26所述的信号处理装置,其特征在于,所述光信号数字处理器发射模块还用于生成第四数字信号,所述第四数字信号是随机宽带信号;所述DAC交织失真估计模块还用于对所述第四数字信号的信号误差进行预补偿得到第五数字信号,所述第四数字信号的信号误差是根据所述第一误差系数估计的;所述DAC还用于以所述第一采样率对所述第五数字信号进行采样得到第二模拟信号;所述ADC还用于以所述第二采样率对所述第二模拟信号进行采样得到第七数字信号;所述ADC交织失真估计模块还用于对所述第七数字信号的信号误差进行补偿得到第九数字信号,所述第七数字信号的信号误差是根据所述第三误差系数估计的;所述ADC交织失真估计模块还用于确定所述第九数字信号与第十数字信号之间的第四信号误差,所述第十数字信号是对所述第四数字信号进行重采样得到的,所述第十数字信号的采样率与所述第二采样率相等;所述ADC交织失真估计模块还用于根据所述第七数字信号、第四信号误差和所述第三误差系数确定第四误差系数,所述第四误差系数用于估计所述ADC的交织失真会导致所述业务信号产生的信号误差;所述ADC交织失真补偿模块用于根据所述第四误差系数和所述业务信号估计所述ADC的交织失真会导致所述业务信号产生的信号误差;所述ADC交织失真补偿模块还用于对估计得到的所述ADC的交织失真会导致所述业务信号产生的信号误差进行补偿。
- 根据权利要求26所述的信号处理装置,其特征在于,所述ADC交织失真估计模块包括第三加法器和ADC校准引擎,所述ADC交织失真补偿模块包括第四加法器和ADC校准核,所述第三加法器用于确定所述第三信号误差;所述ADC校准引擎用于确定所述第三误差系数;所述ADC校准核用于根据所述第三误差系数估计所述ADC的交织失真会导致所述业务信号产生的信号误差;所述第四加法器用于对估计得到的所述ADC的交织失真会导致所述业务信号产生的信号误差进行校准。
- 根据权利要求26至28中任一项所述的信号处理装置,其特征在于,所述第三信号 误差包括第三交织频域响应的误差和第三交织直流误差,所述第三误差系数包括:第三域响应系数和/或第三时域滤波系数、第三直流值。
- 根据权利要求29所述的信号处理装置,其特征在于,所述第三数字信号、所述第三交织频域响应的误差以及所述第三时域滤波系数之间满足如下关系: m表示移频操作, 表示所述第三时域滤波系数,x (3)表示所述第三数字信号,err_freq (3)表示所述第三交织频域响应的误差;所述第三交织直流误差与所述第三直流值满足如下关系:R (3)m=err_dc (3),R (3)表示所述第三直流值,err_dc (3)表示所述第三交织直流误差。
- 一种芯片,其特征在于,用于实现如权利要求19或20所述的数模转换器DAC交织失真补偿模块的功能。
- 一种芯片,其特征在于,用于实现如权利要求26或27所述的模数转换器ADC交织失真补偿模块的功能。
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