DE102004021225B4

DE102004021225B4 - DC-Offsetannullierung für WLAN-Kommunikationsgeräte

Info

Publication number: DE102004021225B4
Application number: DE102004021225.2A
Authority: DE
Inventors: Sascha Beyer; Matthias Lange
Original assignee: Advanced Micro Devices Inc
Current assignee: Advanced Micro Devices Inc
Priority date: 2004-04-30
Filing date: 2004-04-30
Publication date: 2016-06-16
Anticipated expiration: 2024-05-01
Also published as: US20050243953A1; DE102004021225A1; US7457374B2

Abstract

Informationsübertragungsverfahren in einem WLAN(Wireless Local Area Network, drahtloses lokales Netz)-Netzwerk, in dem ein Datensignal, das wenigstens einen Teil der zu übertragenden Information enthält, mit einem Lokaloszillatorsignal gemischt wird, um ein Übertragungssignal zu erzeugen, das über ein drahtloses Kommunikationsmedium des WLAN-Netzwerks zu übertragen ist und eine erste Komponente bei einer gewünschten Übertragungsfrequenz und eine zweite Komponente bei der Frequenz des Lokaloszillatorsignals hat, wobei das Verfahren umfasst: Anwenden (210) eines Korrektursignals auf das Datensignal zur Kompensation eines dc-Offsets in dem Datensignal; wiederholtes Ausführen der folgenden Schrittabfolge: a) Erhöhen bzw. Vermindern (250) des weiterhin auf das Datensignal angewandten Korrektursignals um einen bestimmten Schrittwert; b) Bestimmen (220) einer Stärke der zweiten Übertragungssignalkomponente als Indikatorsignal, das für den dc-Offset kennzeichnend ist, für den erhöhten bzw. verminderten Wert des Korrektursignals; und c) Identifizieren (230, 240), ob die bisher bestimmten Starken des Indikatorsignals ein lokales Minimum umfassen; wobei die Schrittabfolge solange wiederholt wird, bis die Identifikation in Schritt c) ergibt, dass die bisher bestimmten Starken des Indikatorsignals ein lokales Minimum umfassen; Identifizieren (260) eines Optimalwertes (630, 660) des Korrektursignals, bei dem der dc-Offset minimiert wird, als derjenige Wert des Korrektursignals, bei dem die Starke des Indikatorsignals das lokale Minimum erreicht hat; und Setzen (270) des Wertes des weiterhin auf das Datensignal angewandten Korrektursignals auf den Optimalwert.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Verfahren zur Informationsübertragung in einem WLAN(Wireless Local Area Network, schnurloses lokales Netz)-Netzwerk und entsprechende WLAN-Kommunikationsgeräte und integrierte Schaltkreischips und insbesondere die Minimierung von DC-Offsets darin.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Ein schnurloses lokales Netz ist ein flexibles Datenkommunikationssystem, das als Erweiterung oder als Alternative zu einem schnurgebundenen LAN implementiert ist. WLAN-Systeme senden und empfangen Daten über die Luft unter Verwendung von Radiofrequenz-(Funkfrequenz-) oder Infrarottechnologie und minimieren den Bedarf an Kabelverbindungen. Somit kombinieren WLAN-Systeme Datenconnektivität mit Benutzermobilität.
Die meisten WLAN-Systeme verwenden heute Spreizspektrumtechnologie, eine Breitbandradiofrequenztechnik, die zur Verwendung in zuverlässigen und sicheren Kommunikationssystemen entwickelt worden ist. Die Spreizspektrumtechnologie ist entworfen worden, um einen Ausgleich zwischen Bandbreiteneffizienz und Zuverlässigkeit, Integrität und Sicherheit zu bilden. Zwei Typen von Spreizspektrumradiosystemen werden häufig verwendet: Frequenzhopping- und Direktsequenzsysteme.
Der Standard, der schnurlose lokale Netze, die in dem 2,4 GHz-Spektrum arbeiten, definiert und verwaltet ist der IEEE 802.11-Standard. Um Übertragungen mit höherer Datenrate zu ermöglichen, wurde der Standard auf 802.11g und 802.11a erweitert, die jeweils Datenraten von 54 Mbps im 2,4 GHz- bzw. 5 GHz-Spektrum erlauben. Es existieren weitere Erweiterungen.
Mit der steigenden Nachfrage im Verbrauchermarkt nach WLAN-Systemen sind Produktkosten und Qualität Schlüsselfaktoren in der Entwicklung von WLAN-Kommunikationsgeräten, d. h., Sendern, Empfängern oder Sendeempfängern geworden. Daher ist die Niedrig-IF-(Niedrig-Zwischenfrequenz-)Topologie, die den Ausblick auf ein Integrieren des RF-(Radiofrequenz-) oder IR-(Infrarot-)Frontends auf dem Chip zur Reduktion der Produktionskosten bei gleichzeitiger Bereitstellung einer hohen operationellen Performanz bietet, ein häufig für solche WLAN-Kommunikationsgeräte benutztes Design geworden. In einem Niedrig-IF-WLAN-Kommunikationsgerät, das in einem Empfangsmodus arbeitet, wird ein eingehendes Übertragungssignal, das über ein drahtloses Kommunikationsmedium, d. h. die Luft, empfangen wurde, von seinem RF- oder IR-Träger auf eine Zwischenfrequenz von typischerweise einigen Hundert kHz herunterkonvertiert, indem es mit einem LO-(Lokaloszillator-)Signal gemischt wird, das eine entsprechend gewählte Frequenz hat. Das so erzeugte Niedrig-IF-Signal kann auf dieser Zwischenfrequenz demoduliert oder nach weiterer Verarbeitung, z. B. Filtern, weiter auf Basisband herunterkonvertiert werden.
Die vom Mischer erzeugte Zwischenfrequenz ist definiert als Absolutwert der Differenz zwischen der Trägerfrequenz und der LO-Frequenz. Jedoch, da der Mischer die Polarität der Frequenzdifferenz zwischen dem Träger und LO-Signal nicht erkennt, tritt Herunterkonversion von zwei unterschiedlichen empfangenen Frequenzen auf dieselbe Zwischenfrequenz auf. Außer dem gewünschten Signal wird ein ungewünschtes Signal bei einer Frequenz, die oft als die Bildfrequenz bezeichnet wird, auf die Zwischenfrequenz herunterkonvertiert.
Um das Signal bei der Bildfrequenz zu unterdrücken, d. h., um Bildunterdrückung durchzuführen, wird das analytische Übertragungssignal in komplexe Niedrig-IF-Signale konvertiert, die dann mittels aktiver komplexer Filter gefiltert werden. In einem komplexen Filter ist das Filter positiver Frequenzen verschieden vom Filtern negativer Frequenzen. Da jede Frequenzkomponente eines komplexen Signals als Summe zweier Folgen geschrieben werden kann, wobei die erste Folge nur eine positive Frequenzkomponente und die zweite nur eine negative hat, erlauben es komplexe Filter, das Bildsignal in den Fällen zu eliminieren, in denen das Bildsignal bei der dem gewünschten Signal gegenüberliegenden Frequenz liegt.
Ein typisches Design für ein RF-(IR-)Frontend eines Niedrig-IF-WLAN-Sendeempfängers ist in 1 gezeigt. Aus Gründen der Klarheit wurde nur der Signalfluss im Sendemodus des Niedrig-IF-WLAN-Sendeempfängers abgebildet. Wenn der Niedrig-IF-WLAN-Sendeempfänger im Empfangsmodus ist, nimmt der Signalfluss (mit Ausnahme der LO-Signale) die entgegengesetzte Richtung.
Im Einzelnen wird im Empfangsmodus einem komplexen Mischer 160 ein Übertragungssignal bereitgestellt, um auf komplexe Niedrig-IF-Signale herunterkonvertiert zu werden, indem es mit den komplexen Signalen eines Lokaloszillators 150 komplex gemischt wird: einem LO-I-(Inphasen-)Signal und einem LO-Q-(Quadraturphasen-)Signal. Die I- und Q-Signale, die von dem komplexen Mischer 160 kommen, werden jeweils in einem I-Pfad 110 bzw. Q-Pfad 140 weiterverarbeitet. Dies kann z. B. Verstärken, Filtern oder weiteres Herunterkonvertieren einschließen. Ein Teil vom komplexen Mischer 160 kommenden I-Signal wird abgetrennt, bevor der I-Pfad 110 betreten wird, in einem aktiven komplexen Filter 120 komplex gefiltert und zu dem Q-Signal addiert, das den Q-Pfad 140 verlässt. Entsprechend wird ein Teil des vom komplexen Mischer 160 kommenden Q-Signals abgespalten, im aktiven komplexen Filter 130 komplex gefiltert und zu dem I-Signal addiert, das den I-Pfad 110 verlässt.
Wenn der Niedrig-IF-WLAN-Sendeempfänger im Sendemodus arbeitet, werden dem I-Pfad 110 und Q-Pfad 140 jeweils ein Eingabe-I-Signal bzw. ein Eingabe-Q-Signal bereitgestellt. Die Signalverarbeitung im I-Pfad 110 und Q-Pfad 140 kann z. B. Verstärken, Filter oder Hochkonvertieren von Basisband auf die Zwischenfrequenz einschließen. Ein Teil des Eingabe-I-Signals (Eingabe-Q-Signals) wird abgespalten, bevor der I-Pfad 110 (Q-Pfad 140) betreten wird, im aktiven komplexen Filter 130 (120) komplex gefiltert und zu dem Q-Signal, das den Q-Pfad 140 verlässt (I-Signal, das I-Pfad 110 verlässt) addiert, um das kombinierte Q-Signal (kombinierte I-Signal) zu erzeugen. Anschließend werden das kombinierte I-Signal und das Q-Signal dem komplexen Mischer 160 bereitgestellt zum Hochkonvertieren auf eine gewünschte Übertragungsfrequenz, indem sie mit dem vom Lokaloszillator 150 erzeugten LO-I-Signal und LO-Q-Signal komplex gemischt werden.
Komplexe Operatoren, wie die komplexen Filter 120, 130 und der komplexe Mischer 160, werden üblicherweise mit Paaren realer Operatoren, Verstärker, Mischer und Filter gemacht. Die Performanz des Systems, in dem diese komplexen Operatoren benutzt werden, verschlechtert sich, wenn sie nicht perfekt angepasst werden. In analogen integrierten Implementierungen, also in Niedrig-IF-WLAN-Sendeempfängern, ist Fehlanpassung unvermeidlich. Insbesondere verursachen die aktiven komplexen Filter 120, 130, dass das kombinierte I-Signal und kombinierte Q-Signal unter einem DC-(direct current-)Offset leiden, wenn der Niedrig-IF-WLAN-Sendeempfänger im Sendemodus arbeitet. Am komplexen Mischer 160 verursacht der DC-Offset einen LO-Durchsatz (LO feedthrough), d. h., dass das Übertragungssignal eine Komponente bei der LO-Frequenz hat.
In Verhältnissen, in denen für die Übertragungssignale eines WLAN-Systems nur Frequenzen innerhalb einer bestimmten Frequenzmaske benutzt werden sollen, kann der LO-Durchsatz verursachen, dass das Übertragungssignal eine Komponente außerhalb der erlaubten Frequenzmaske hat. Somit haben konventionelle Niedrig-IF-WLAN-Sendeempfänger oft den Nachteil, dass sie unerlaubte Nebenschwingungen verursachen.
Des Weiteren verursacht der LO-Durchsatz, dass das Übertragungssignal ein höheres Gesamtsignallevel hat. Das kann beinhalten, dass das Signallevel jenseits des linearen Arbeitsbereichs von Verstärkern liegt, die benutzt werden, um das Übertragungssignal zu verstärken. Dies führt zu einer Verschlechterung der Verstärkungseffizienz. In Konsequenz leiden viele Niedrig-IF-WLAN-Sendeempfänger des Standes der Technik unter dem Problem, dass sie bei der gewünschten Übertragungsfrequenz nur eine unzureichende Intensität des Übertragungssignals erreichen.
In Breitbandsystemen kommt es häufig vor, dass die Träger- und LO-Bänder des Übertragungssignals miteinander überlappen, da sie nur durch die niedrige Zwischenfrequenz voneinander getrennt sind. Somit führt der LO-Durchsatz zu Interferenzen zwischen dem Träger und LO-Bändern des Übertragungssignals. Daher haben konventionelle Niedrig-IF-WLAN-Sendeempfänger auch den Nachteil, dass sie üblicherweise unter einer erheblichen Verschlechterung der Übertragungsqualität leiden.
Die DE 692 22 452 T2 beschreibt eine Quadratummodulator-Konfiguration, in der ein an einen Gleichphasenamplituden-Eingangsanschluss angelegtes Eingangssignal I(t) an einem ersten Mischer mit einem Träger gemischt wird. Dann wird der dc-Offset (Versatz) in dem Ausgang des ersten Mischers durch eine dc-Versatz-Berechnungseinheit berechnet, in der der Ausgang des ersten Mischers für ein negatives Modulationssymbol und ein positives Modulationssymbol getrennt gemäß einem Modulationssymbol gleichgerichtet und integriert wird, das von einem Vergleicher erfasst wird, der das eingegebene Gleichphasenamplituden-Eingangssignal I(t) mit dem Massepegel vergleicht, um das Modulationssymbol zu bestimmen. Die integrierten Werte für die negativen und positiven Modulationssymbole werden dann zusammenaddiert, um den gesamten dc-Offset zu erhalten, der negativ an das dem ersten Mischer eingegebene Gleichphasenamplituden-Eingangssignal I(t) durch eine Rückkopplungsschleife zugeführt wird, so dass der dc-Offset kompensiert werden kann. Der dc-Offset für das Quadraturamplituden-Eingangssignal Q(t) wird in gleicher Weise kompensiert.
Jedoch ist diese Quadraturmodulator-Konfiguration nachteilig, indem die Kompensation der Verzerrung auf Grund des dc-Versatzes getrennt für die Signale I(t) und Q(t) durchgeführt wird, bevor diese Signale in einem Kombinierer addiert werden. Dadurch wird die Kompensation unzureichend, weil die weitere Verzerrung durch die Überlagerung des lokalen Trägers verursacht wird, der in einer tatsächlichen Hochfrequenzschaltung leckt. Zudem benötigt diese Konfiguration eine komplizierte und Hardware-intensive Schaltungskonfiguration.
In einem alternativen Quadraturamplituden-Modulator der DE 692 22 452 T2 werden die Signale I(t) und Q(t) über die L-Anschlüsse eines ersten Schalterpaares in eine Lineartransformations-Schaltung eingegeben, um ein Gleichphasenamplituden-Basisbandsignal a(t) und ein Quadraturamplituden-Basisbandsignal b(t) zu erhalten, die von der Lineartransformations-Schaltung ausgegeben und über die L-Anschlüsse eines zweiten Schalterpaares in eine Quadraturmodulations-Einheit eingegeben werden, um eine modulierte Welle y(t) zu erhalten. Diese wird dann von einem Detektor erfasst und die Trägerkomponente wird durch Tiefpassfiltern von der modulierten Welle entfernt, um ein Pegelsignal z(t) zu erhalten. Das Pegelsignal wird dann einer Steuerschaltung, die mit den C-Anschlüssen sowohl des ersten als auch des zweiten Schalterpaares verbunden ist, eingegeben, um geeignete Lineartransformations-Parameter a₀, b₀, α₀, θ₀ zu bestimmen, die an der Lineartransformations-Schaltung eingestellt werden sollen.
Dazu wird zunächst das zweite Schalterpaar von seinen L-Anschlüssen getrennt und mit den C-Anschlüssen verbunden, so dass anstelle der Basisbandsignale a(t) und b(t) nun Testbasisbandsignale Ta und Tb von der Steuerschaltung in die Quadraturmodulations-Einheit eingegeben werden. Durch allmähliches Verändern des Werts der Testbasisbandsignale und durch Auffinden der Werte der Testbasisbandsignale, die das sich ergebende Pegelsignal z(t) minimieren, kann die Steuerschaltung die geeigneten Werte für die Lineartransformations-Parameter a₀ und b₀ bestimmen.
Als nächstes führt die Steuerschaltung die bestimmten geeigneten Werte a₀ und b₀ zusammen mit einer vorläufigen Einstellung α₀ = 1 und θ₀ = 0 der Lineartransformations-Schaltung zu. Das zweite Schalterpaar wird nun auf die L-Anschlüsse zurückgeschaltet und das erste Schalterpaar wird mit seinen C-Anschlüssen verbunden, so dass anstelle der Eingangssignale I(t) und Q(t) Testeingangssignale T_I und T_Q in die Lineartransformations-Einheit eingegeben werden. Die Testeingangssignale werden zunächst auf T_I = A und T_Q = 0 und anschließend auf T_I = 0 und T_Q = A eingestellt. Aus den sich ergebenden Pegelsignalen bestimmt die Steuerschaltung den geeigneten Wert für den Lineartransformations-Parameter α₀.
Schließlich stellt die Steuerschaltung die ermittelten Werte für die Lineartransformations-Parameter a₀, b₀ und α₀ sowie das Testeingangssignal T_Q = A ein und variiert das Testeingangssignal T_I, um das sich ergebende Pegelsignal z(t) zu minimieren. Mit dem Wert des Testeingangssignals T_I, für den das Minimum erreicht wird, kann der geeignete Wert für den Lineartransformations-Parameter θ₀ bestimmt werden.
Anschließend stellt die Steuerschaltung an der Lineartransformations-Schaltung die geeigneten Werte a₀, b₀, α₀, θ₀ ein und das erste Schalterpaar wird auf die L-Anschlüsse zurückgeschaltet.
Auch diese Konfiguration benötigt jedoch eine aufwendige Architektur und erhöht damit die Hardwarekosten. Zudem wird die Kompensation des dc-Offsets erst erreicht, nachdem alle vier Parameter a₀, b₀, α₀, θ₀ in den beschriebenen drei Phasen optimiert wurden. Die dc-Offset-Kompensation dauert also vergleichsweise lang. Während dieser Zeit müssen die Eingangssignale I(t) und Q(t) von der Quadraturmodulations-Einheit abgekoppelt werden. Die Übertragung wird also unterbrochen. Dadurch ist keine laufende Kompensation im Betrieb möglich und auf Änderungen des dc-Offsets kann nicht schnell reagiert werden. Dadurch verringert sich insgesamt die Übertragungsqualität.
ÜBERSICHT ÜBER DIE ERINDUNG
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Kompensation des dc-Offsets zu verbessern, ohne dabei den Hardwareverbrauch übermäßig zu erhöhen oder die Qualität des Übertragungssignals in anderer Hinsicht zu verschlechtern.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen gegeben.
Gemäß einer ersten Ausgestaltung wird ein Informationsübertragungsverfahren in einem WLAN-Netzwerk bereitgestellt, in dem ein Datensignal, das wenigstens einen Teil der zu übertragenden Information enthält, mit einem Lokaloszillatorsignal gemischt wird, um ein Übertragungssignal zu erzeugen, das über ein drahtloses Kommunikationsmedium des WLAN-Netzwerks zu übertragen ist und eine erste Komponente bei einer gewünschten Übertragungsfrequenz und eine zweite Komponente bei der Frequenz des Lokaloszillatorsignals hat. Auf das Datensignal wird zur Kompensation eines dc-Offsets in dem Datensignal ein Korrektursignal angewandt. Die folgende Schrittabfolge wird wiederholt ausgeführt: a) Das weiterhin auf das Datensignal angewandte Korrektursignal wird um einen bestimmten Schrittwert erhöht bzw. vermindert. b) Für den erhöhten bzw. verminderten Wert des Korrektursignals wir eine Starke der zweiten Übertragungssignalkomponente als Indikatorsignal, das für den dc-Offset kennzeichnend ist, bestimmt. c) Es wird identifiziert, ob die bisher bestimmten Stärken des Indikatorsignals ein lokales Minimum umfassen. Diese Schrittabfolge wird so lange wiederholt, bis die Identifikation in Schritt c) ergibt, dass die bisher bestimmten Stärken des Indikatorsignals ein lokales Minimum umfassen. Nun wird derjenige Wert des Korrektursignals, bei dem die Stärke des Indikatorsignals das lokale Minimum erreicht hat, als Optimalwert des Korrektursignals, bei dem der dc-Offset minimiert wird, identifiziert. Der Wert des weiterhin auf das Datensignal angewandten Korrektursignals wird schließlich auf den Optimalwert gesetzt.
Eine weitere Ausgestaltung betrifft ein WLAN-Kommunikationsgerät zur Informationsübertragung in einem WLAN-Netzwerk, in dem ein Datensignal, das wenigstens einen Teil der zu übertragenden Information enthält, mit einem Lokaloszillatorsignal gemischt wird, um ein Übertragungssignal zu erzeugen, das über ein drahtloses Kommunikationsmedium des WLAN-Netzwerks zu übertragen ist und eine erste Komponente bei einer gewünschten Übertragungsfrequenz und ein zweite Komponente bei der Frequenz des Lokaloszillatorsignals hat. Eine Kompensatoreinheit des WLAN-Geräts ist zum Anwenden eines Korrektursignals auf das Datensignal zur Kompensation eines dc-Offsets in dem Datensignal gestaltet. Daneben ist eine Steuerungseinheit des WLAN-Geräts gestaltet zum Erhöhen bzw. Vermindern des weiterhin auf das Datensignal angewandten Korrektursignals um einen bestimmten Schrittwert. Eine Analysatoreinheit des WLAN-Geräts ist zum Bestimmen einer Starke der zweiten Übertragungssignalkomponente als Indikatorsignal, das kennzeichnend für den dc-Offset ist, für den erhöhten bzw. verminderten Wert des Korrektursignals gestaltet. Eine Identifikatoreinheit des WLAN-Geräts ist gestaltet zum Identifizieren, ob die bisher bestimmten Stärken des Indikatorsignals ein lokales Minimum umfassen. Die Steuerungseinheit, Analysatoreinheit und Identifikatoreinheit sind dazu eingerichtet, die Schrittabfolge des Erhöhens bzw. Verminderns, Bestimmens und Identifizierens so lange zu wiederholen, bis die Identifikation ergibt, dass die bisher bestimmten Stärken des Indikatorsignals ein lokales Minimum umfassen. Die Indikatoreinheit ist darüber hinaus dazu eingerichtet, einen Optimalwert des Korrektursignals als denjenigen Wert des Korrektursignals zu identifizieren, bei dem die Stärke des Indikatorsignals das lokale Minimum erreicht hat. Die Steuereinheit ist des Weiteren dazu eingerichtet, den Wert des weiterhin auf das Datensignal angewandten Korrektursignals auf den Optimalwert, bei dem der dc-Offset minimiert wird, zu setzen.
In einer anderen Ausgestaltung wird ein integrierter Schaltkreischip zur Informationsübertragung in einem WLAN-Netzwerk bereitgestellt, in dem ein Datensignal, das wenigstens einen Teil der zu übertragenden Information enthält, mit einem Lokaloszillator gemischt wird, um ein Übertragungssignal zu erzeugen, das über ein drahtloses Kommunikationsmedium des WLAN-Netzwerks zu übertragen ist und eine erste Komponente bei einer gewünschten Übertragungsfrequenz und eine zweite Komponente bei der Frequenz des Lokaloszillatorsignals hat. Der Chip umfasst einen Kompensatorschaltkreis zum Anwenden eines Korrektursigrials auf das Datensignal zur Kompensation eines dc-Offsets in dem Datensignal. Des Weiteren umfasst der Chip einen Steuerungsschaltkreis zum Erhöhen bzw. Vermindern des weiterhin auf das Datensignal angewandten Korrektursignals um einen bestimmten Schrittwert. Ein Analysatorschaltkreis des Chips dient der Bestimmung einer Starke der zweiten Übertragungssignalkomponente als Indikatorsignal, das kennzeichnend für den dc-Offset ist, für den erhöhten bzw. verminderten Wert des Korrektursignals. Ein Identifikatorschaltkreis in dem Chip dient der Identifikation, ob die bisher bestimmten Stärken des Identikatorsignals ein lokales Minimum umfassen. Der Steuerungsschaltkreis, Analysatorschaltkreis und Identifikatorschaltkreis sind dazu eingerichtet, die Schrittabfolge des Erhöhens bzw. Verminderns, Bestimmens und Identifizierens so lange zu wiederholen, bis die Identifikation ergibt, dass die bisher bestimmten Starken des Indikatorsignals ein lokales Minimum umfassen. Der Identifikatorschaltkreis ist ferner dazu eingerichtet, einen Optimalwert des Korrektursignals als denjenigen Wert des Korrektursignals zu identifizieren, bei dem die Stärke des Indikatorsignals das lokale Minimum erreicht hat. Der Steuerschaltkreis ist dazu eingerichtet, den Wert des weiterhin auf das Datensignal angewandten Korrektursignals auf den Optimalwert, bei dem der dc-Offset minimiert wird, zu setzen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die beigefügten Zeichnungen sind in die Beschreibung eingefügt und bilden einen Teil derselben zum Zwecke der Erläuterung der Prinzipien der Erfindung. Die Zeichnungen sind nicht als die Erfindung nur auf die verdeutlichten und beschriebenen Beispiele, wie die Erfindung gemacht und verwendet werden kann, beschränkend zu verstehen. Weitere Merkmale und Vorteile werden aus der folgenden und genaueren Beschreibung der Erfindung ersichtlich werden, wie in den beigefügten Zeichnungen verdeutlicht, in denen:
1 ein Blockdiagramm ist, das Komponenten eines Niedrig-IF-WLAN-Sendeempfängers entsprechend dem Stand der Technik verdeutlicht;
2 ein Flussdiagramm ist, das einen DC-Offsetannullierungsprozess entsprechend einer Ausgestaltung verdeutlicht;
3 ein Flussdiagramm ist, das einen komplexen DC-Offsetannullierungsprozess entsprechend einer Ausgestaltung verdeutlicht;
4 ein Blockdiagramm ist, das Komponenten eines Niedrig-IF-WLAN-Sendeempfängers entsprechend einer Ausgestaltung verdeutlicht;
5 ein Blockdiagramm ist, das Komponenten eines Niedrig-IF-WLAN-Sendeempfängers entsprechend einer weiteren Ausgestaltung verdeutlicht; und
6 das Verhalten des LO-Durchsatzes gegenüber dem DC-Korrektursignal entsprechend einer Ausgestaltung verdeutlicht.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die verdeutlichenden Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden, in denen gleiche Elemente und Strukturen durch gleiche Bezugszeichen angegeben sind. Während sich die im Folgenden dargelegten Ausgestaltungen auf Niedrig-IF-WLAN-Sendeempfänger beziehen, können sich andere Ausgestaltungen auf andere Sendeempfänger, Sender oder alle Arten von Signalverarbeitungsgeräten beziehen, die unter DC-Offsets leiden.
Nun Bezug nehmend auf 2 wird ein DC-Offsetannullierungsprozess entsprechend einer Ausgestaltung gezeigt. Dieser Prozess kann es erlauben, einen DC-Offset, der einem Datensignal auferlegt ist, zu minimieren oder sogar vollständig zu annullieren. In Schritt 210 kann ein DC-Korrektursignal auf einen Eingabesignalpfad eines Niedrig-IF-WLAN-Sendeempfängers angewandt werden zum Kompensieren eines DC-Offsets, der dem Eingabesignal auferlegt ist. In diesem Zusammenhang kann die Bedeutung von ”Kompensieren” auch teilweises Kompensieren einschließen. Weiterhin kann der Begriff ”DC-Korrektursignal” angeben, dass das jeweilige Signal dem Kompensieren, d. h. der Korrektur, des DC-Offsets dient. Das DC-Korrektursignal kann ein DC-Signal, d. h. ein DC-Strom und/oder -Spannung sein, aber auch andere Signaltypen können zum Kompensieren des DC-Offsets benutzt werden.
In Schritt 220 kann die Stärke eines Indikatorsignals, das kennzeichnend für den DC-Offset ist, gegenüber dem DC-Korrektursignal bestimmt werden. Die Bestimmung der Indikatorsignalstärke kann ein Messen der Amplitude des Indikatorsignals einschließen. Die Amplitude kann sowohl positive als auch negative Werte haben. Weiterhin kann die Bestimmung ein Quadrieren der gemessenen Amplitude des Indikatorsignals und/oder ein Berechnen des Absolutwertes davon umfassen. Wenn mehr als ein Indikatorsignal benutzt wird, kann die Amplitude jedes der Indikatorsignale gemessen werden, die gemessenen Amplituden können quadriert und/oder addiert werden.
In Schritt 230 wird identifiziert, ob die Signalstärke, die in Schritt 220 bestimmt wurde, ein lokales Minimum umfasst. Entsprechend der vorliegenden Ausgestaltung wird das Vorhandensein eines lokalen Minimums identifiziert, indem die bestimmten Stärken des Indikatorsignals verglichen werden und ermittelt wird, ob es eine bestimmte Stärke gibt, die kleiner ist als sowohl ihre links und rechts benachbarte Stärke. Die links (rechts) benachbarte Stärke kann definiert sein als die Stärke des Indikatorsignals, die für den nächstniedrigeren (nächsthöheren) Wert des DC-Korrektursignals bestimmt wurde. In der vorliegenden Ausgestaltung wird das Indikatorsignal so gewählt, dass das lokale Minimum der bestimmten Stärken einem Wert des DC-Korrektursignals entspricht, bei dem der DC-Offset minimiert wird. Dieser Wert wird im Folgenden als der Optimalwert des DC-Korrektursignals bezeichnet werden.
In einer weiteren Ausgestaltung umfasst der Identifikationsschritt 230 für jede der bestimmten Stärken, die eine links benachbarte Stärke und eine rechts benachbarte Stärke hat, eine Berechnung einer ersten Differenz zwischen der bestimmten Stärke und ihrer links benachbarten Stärke und einer zweiten Differenz zwischen der rechts benachbarten Stärke und der bestimmten Stärke. Anschließend kann bestimmt werden, ob die bestimmten Stärken des Indikatorsignals ein lokales Minimum umfassen, für das die erste Differenz und die zweite Differenz unterschiedliche Vorzeichen haben.
In einer weiteren Ausgestaltung kann Schritt 230 der Identifikation, ob die bestimmten Stärken ein lokales Minimum umfassen, ein Interpolieren zwischen den bestimmten Stärken umfassen, um eine glatte Stärkefunktion zu erzeugen. Zum Beispiel können polynomiale Splinefunktionen benutzt werden, um die glatte Stärkefunktion zu erhalten. Die erste Ableitung der glatten Stärkefunktion kann berechnet werden und es kann bestimmt werden, ob die erste Ableitung eine Nullstelle umfasst. Die bestimmte Stärke oder interpolierte Stärke, die der Nullstelle der ersten Ableitung entspricht, kann als das lokale Minimum identifiziert werden.
In Schritt 240 kann abgefragt werden, ob das lokale Minimum, das einem minimierten DC-Offset entspricht, in Schritt 230 identifiziert worden ist. Wenn dies nicht der Fall ist, kann der Wert des DC-Korrektursignals in Schritt 250 variiert werden.
Entsprechend der vorliegenden Ausgestaltung wird der Wert des DC-Korrektursignals auf einen Startwert gesetzt, wenn Schritt 210 der Anwendung des DC-Korrektursignals auf den Eingabesignalpfad durchgeführt wird. Jedes Mal wenn Schritt 250 ausgeführt wird, kann der Wert des DC-Korrektursignals um einen bestimmten Schrittwert erhöht oder erniedrigt werden, bis ein Zielwert erreicht wird. Wenn für die Werte des DC-Korrektursignals zwischen dem Startwert und dem Zielwert kein lokales Minimum identifiziert worden ist, können die Schritte 220 bis 250 für andere Startwerte, Zielwerte und/oder Schrittwerte wiederholt werden.
In einer weiteren Ausgestaltung umfasst Schritt 250 der Variation des Wertes des DC-Korrektursignals ein kontinuierliches Erhöhen oder Erniedrigen des Wertes des DC-Korrektursignals, und Schritt 220 der Bestimmung der Stärke des Indikatorsignals wird kontinuierlich durchgeführt, während der Wert des DC-Korrektursignals variiert wird. In dieser Ausgestaltung resultiert Schritt 220 in einer kontinuierlichen Funktion der Stärke des Indikatorsignals gegen den Wert des DC-Korrektursignals. Entsprechend kann Schritt 230 eine Berechnung der ersten Ableitung der Stärkefunktion, eine Bestimmung, ob die erste Ableitung eine Nullstelle enthält, und eine Identifikation der bestimmten Stärke, die der Nullstelle der ersten Ableitung entspricht, als das lokale Minimum umfassen.
Sobald Schritt 240 ergibt, dass die bestimmten Signalstärken ein lokales Minimum umfassen, kann der Optimalwert des DC-Korrektursignals in Schritt 260 als der Wert des DC-Korrektursignals, der dem lokalen Minimum der Stärke des Indikatorsignals entspricht, identifiziert werden. Schließlich kann in Schritt 270 der Wert des DC-Korrektursignals auf den Optimalwert gesetzt werden.
Es wird angemerkt, dass die Abfolge von Schritten, die in 2 gezeigt ist, nur für Zwecke der Darstellung gewählt worden ist und nicht als die Erfindung beschränkend zu verstehen ist. Zum Beispiel können die Schritte 250 und 220 abwechselnd durchgeführt werden, bis der Zielwert des DC-Korrektursignals erreicht wird, und danach kann Schritt 230 der Identifikation, ob die bestimmten Signalstärken ein lokales Minimum umfassen, durchgeführt werden.
In der vorliegenden Ausgestaltung erreicht die bestimmte Stärke des Indikatorsignal ein lokales Extremum, insbesondere ein lokales Minimum nur dann, wenn der DC-Offset minimiert wird. In anderen Ausgestaltungen kann die bestimmte Stärke des Indikatorsignals ein lokales Maximum haben, wenn das DC-Korrektursignal minimiert wird, oder kann eine Vielzahl lokaler Extrema enthalten. Unter solchen Umständen kann Schritt 230 ein Verifizieren, ob weitere Kriterien erfüllt sind, umfassen, um zu identifizieren, ob die bestimmte Stärke ein lokales Extremum umfasst, das einem minimierten DC-Offset entspricht. Wenn z. B. eine kontinuierliche Stärkefunktion benutzt wird, kann eine zweite Ableitung der Stärkefunktion berechnet werden und es kann bestimmt werden, ob die zweite Ableitung, die der Nullstelle der ersten Ableitung entspricht, positiv oder negativ ist, um zu bestimmen, ob das lokale Extremum, das durch die Nullstelle der ersten Ableitung identifiziert wird, ein lokales Minimum bzw. ein lokales Maximum ist.
Nun übergehend zu 3 ist ein Flussdiagramm gezeigt, das einen komplexen DC-Offsetannullierungsprozess darstellt. Die komplexe DC-Offsetannullierung kann in Systemen verwendet werden, in denen DC-Offsets zu minimieren sind, die einer Vielzahl von Signalen auferlegt sind. Die komplexe DC-Offsetannullierung kann sogar benutzt werden, um DC-Offsets zu minimieren, die sich auf kreuzgekoppelten Signalen befinden.
In Schritt 310 kann die DC-Offsetannullierung, die oben mit Bezug auf 2 beschrieben wurde, auf ein erstes Signal angewandt werden, das unter einem ersten DC-Offset leidet. In der abgebildeten Ausgestaltung wird die DC-Offsetannullierung auf ein I-Signal angewandt in einem System, in dem komplexe I- und Q-Signale benutzt werden. Sobald der Optimalwert des ersten DC-Korrektursignals, das auf das I-Signal angewandt wird, in Schritt 260 identifiziert worden ist, wird in Schritt 270 der Wert des ersten DC-Korrektursignals auf diesen Optimalwert gesetzt und wird bei diesem Wert gehalten, während Schritt 320 durchgeführt wird. In Schritt 320 wird die DC-Offsetannullierung entsprechend dem in 2 dargestellten Prozess von Neuem durchgeführt, um einen Optimalwert eines zweiten DC-Korrektursignals, das auf das Q-Signal angewandt wird, zu identifizieren und den Wert des zweiten DC-Korrektursignals auf diesen Optimalwert zu setzen.
Entsprechend der vorliegenden Ausgestaltung ist es nicht notwendig, die verbleibenden Signale, die DC-Offsets tragen, auszuschalten, während der DC-Offset auf einem Signal minimiert wird, selbst wenn die jeweiligen Signale kreuzgekoppelt sind. Insbesondere kann es unnötig sein, das Q-Signal (I-Signal) auszuschalten, während Schritt 310 (320) der Durchführung der DC-Offsetannullierung auf dem I-Signal (Q-Signal) ausgeführt wird.
Es wird angemerkt, dass die Schritte 310 und 320 auch in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt werden können. Die Abfolge der Schritte 310 und 320 kann um entsprechende weitere Schritte der Durchführung der DC-Offsetannullierung ergänzt werden, wenn DC-Offsets auf mehr als zwei Signalen minimiert werden sollen. Dasselbe oder unterschiedliche Indikatorsignale können zur Minimierung von DC-Offsets auf einer Vielzahl von Signalen benutzt werden.
In 4 sind Komponenten eines Niedrig-IF-WLAN-Sendeempfängers entsprechend einer Ausgestaltung gezeigt. Der Niedrig-IF-WLAN-Sendeempfänger kann zur Minimierung oder sogar vollständigen Annullierung von DC-Offsets, die sich auf dem kombinierten I-Signal und/oder dem kombinierten Q-Signal befinden, und die durch die aktiven komplexen Filter 420, 430 verursacht sein können, basierend auf dem komplexen DC-Offsetannullierungsprozess, der in 3 dargestellt ist, gestaltet sein. Die Komponenten 410 bis 460 können den Komponenten 110 bis 160, die oben mit Bezug auf 1 beschrieben wurden, entsprechen. DC-Korrekturcontroller 490, 495 können zum Anwenden von DC-Korrektursignalen auf den Q-Pfad 440 bzw. den I-Pfad 410 in Schritt 210, zum Variieren des Wertes jedes der DC-Korrektursignale in Schritt 250 und zum Setzen des Wertes jedes der DC-Korrektursignale auf einen Optimalwert in Schritt 270 benutzt werden. In anderen Ausgestaltungen kann wenigstens eines der DC-Korrektursignale an einem beliebigen anderen Punkt zwischen dem I-Pfad 410 (oder dem Q-Pfad 440) und dem komplexen Mischer 460 angewandt werden.
Ein Schalter zwischen den DC-Korrekturcontrollern 490, 495 und dem Lokalen-Minimum-Identifikator 480 kann benutzt werden, um entweder den DC-Korrekturcontroller 490, der auf dem Q-Pfad 440 arbeitet, oder den DC-Korrekturcontroller 495, der auf dem I-Pfad 410 arbeitet, mit dem Lokalen-Minimum-Identifikator 480 zu verbinden und dadurch zu erlauben, die DC-Offsetannullierung auf einem der Signale abzuschließen, bevor die DC-Offsetannullierung auf dem anderen Signal entsprechend 3 begonnen wird. Der Schalter kann z. B. durch den Lokalen-Minimum-Identifikator 480 oder durch eine separate Schaltersteuerungseinheit gesteuert werden.
In der abgebildeten Ausgestaltung wird das Übertragungssignal als das Indikatorsignal benutzt. Die Stärke des Identifikatorsignals kann durch einen Signalstärkeanalysator 470 bestimmt werden. Insbesondere kann der Signalstärkeanalysator die Stärke des LO-Durchsatzes, d. h. die Stärke einer Komponente des Übertragungssignals bei der LO-Frequenz bestimmen. Zu diesem Zweck kann der Signalstärkeanalysator 470 ein Mittel zum Messen der Amplitude des LO-Durchsatzes umfassen. Weiterhin kann der Signalstärkeanalysator 470 Mittel zum Quadrieren und/oder Berechnen des Absolutwertes der gemessenen Amplitude umfassen.
Die bestimmte Stärke des Indikatorsignals kann einem Lokalen-Minimum-Identifikator 480 bereitgestellt werden. Der Lokale-Minimum-Identifikator 480 kann zum Assoziieren jeder der bestimmten Stärken mit dem entsprechenden Wert des DC-Korrektursignals, das auf den I-Pfad 410 oder den Q-Pfad 440 angewandt wird, gestaltet sein, um die Stärken des Indikatorsignals gegenüber den Werten des DC-Korrektursignals entsprechend Schritt 220 zu bestimmen. Zu diesem Zweck kann der Lokale-Minimum-Identifikator 480 nicht nur die bestimmten Stärken von dem Signalstärkenanalysator 470 empfangen, sondern auch den entsprechenden Wert des DC-Korrektursignals von den DC-Korrekturcontrollern 490, 495. Alternativ kann der Lokale-Minimum-Identifikator 480 Steuerungssignale an die DC-Korrekturcontroller 490, 495 senden, um die DC-Korrekturcontroller 490, 495 dazu zu veranlassen, DC-Korrektursignale anzuwenden, die durch den Lokalen-Minimum-Identifikator 480 vorbestimmte Werte haben. Der Unterschritt des Assoziierens der bestimmten Stärken mit den Werten des DC-Korrektursignals kann alternativ durch den Signalstärkeanalysator 470 oder eine separate Assoziationseinheit durchgeführt werden. Andere Verfahren zum Assoziieren der bestimmten Stärken mit den entsprechenden Werten des DC-Korrektursignals können angewandt werden.
Der Lokale-Minimum-Identifikator 480 kann weiterhin verwendet werden, um in Schritt 230 zu identifizieren, ob die bestimmten Stärken des Identifikatorsignals ein lokales Minimum umfassen. Dazu kann der Lokale-Minimum-Identifikator 480 Mittel zum Vergleichen der bestimmten Stärken, Mittel zum Berechnen von Differenzen zwischen benachbarten bestimmten Stärken, Mittel zum Interpolieren zwischen den bestimmten Stärken des Identifikatorsignals und/oder Mittel zum Berechnen von Ableitungen einer Identifkatorsignalstärkefunktion umfassen. Wenn er in Schritt 240 herausgefunden hat, dass die bestimmten Stärken ein lokales Minimum umfassen, kann der Lokale-Minimum-Identifikator 480 in Schritt 260 einen Optimalwert des DC-Korrektursignals identifizieren, der dem lokalen Minimum der bestimmten Stärken entspricht. Daraufhin kann der Lokale-Minimum-Identifikator 480 den Optimalwert an den DC-Korrekturcontroller 490 oder den DC-Korrekturcontroller 495 kommunizieren, so dass der jeweilige DC-Korrekturcontroller den Wert des DC-Korrektursignals auf den Optimalwert entsprechend Schritt 270 setzen kann.
Nun Bezug nehmend auf 5 sind Komponenten eines Niedrig-IF-WLAN-Sendeempfängers entsprechend einer weiteren Ausgestaltung gezeigt. Der Niedrig-IF-WLAN-Sendeempfänger kann dazu angepasst sein, den komplexen DC-Offsetannullierungsprozess, der in 3 gezeigt ist, durchzuführen, um DC-Offsets, die dem kombinierten I-Signal und/oder dem kombinierten Q-Signal auferlegt sind, zu minimieren oder vollständig zu annullieren. Die Komponenten 510 bis 560 können den Komponenten 110 bis 160, die mit Bezug auf 1 beschrieben worden sind, entsprechen. Die Komponenten 580 bis 595 des Niedrig-IF-WLAN-Sendeempfängers können den Komponenten 480 bis 495, die mit Bezug auf 4 diskutiert worden sind, entsprechen.
Die Bestimmung der Starke des Indikatorsignals in Schritt 220 kann basierend auf dem kombinierten I-Signal und dem kombinierten Q-Signal durchgeführt werden. Der Signalstärkeanalysator 570 kann Mittel zum Messen der Amplituden des kombinierten I-Signals und des kombinierten Q-Signals umfassen. Weiterhin kann der Signalstärkeanalysator 570 Mittel zum Quadrieren der gemessenen Amplituden, zum Addieren der quadrierten gemessenen Amplituden und zum Benutzen des Ergebnisses der Addition als das Indikatorsignal umfassen. Weiterhin kann der Signalstärkeanalysator 570 und/oder der Lokale-Minimum-Identifikator 580 zum Assoziieren der Stärken des Indikatorsignals, die somit bestimmt wurden, mit den entsprechenden Werten des DC-Korrektursignals entsprechend dem Verfahren, das oben mit Bezug auf 4 beschrieben worden ist, gestaltet sein.
In weiteren Ausgestaltungen können WLAN-Kommunikationsgeräte oder integrierte Schaltkreischips bereitgestellt werden, die zum Durchführen der oben beschriebenen Verfahren und Abläufe gestaltet sind.
In 6 ist das Verhalten des Indikatorsignals gegenüber dem Wert des DC-Korrektursignals entsprechend einer Ausgestaltung, z. B. in dem Niedrig-IF-WLAN-Sendeempfänger, der mit Bezug auf 4 beschrieben worden ist, gezeigt. In dieser Ausgestaltung wird der LO-Durchsatz als das Identifikatorsignal benutzt. Die Stärkefunktion 610 kann das Verhaften der bestimmten Stärke des Identifkatorsignals darstellen, wenn der Wert eines ersten DC-Korrektursignals, z. B. des DC-Korrektursignals, das auf den I-Pfad 410 angewandt wird, variiert wird. Das erste lokale Minimum 620 kann erreicht werden, wenn der DC-Offset auf einem ersten Signal, z. B. dem kombinierten I-Signal, minimiert wird. Der Wert 630 des DC-Korrektursignals der dem ersten lokalen Minimum 620 entspricht, kann als der Optimalwert für das erste DC-Korrektursignal gewählt werden.
Sobald ein erstes lokales Minimum 620 für den ersten Pfad, z. B. den I-Pfad, gefunden worden ist, kann der Ablauf für den zweiten Pfad, z. B. den Q-Pfad, begonnen werden. Der Wert des ersten DC-Korrektursignals kann auf dem Optimalwert 630 gehalten werden und die Stärke des Indikatorsignals kann die Kurve 640 durchlaufen, während der Wert des zweiten DC-Korrektursignals, z. B. des DC-Korrektursignals, das auf den Q-Pfad 440 angewandt wird, variiert werden kann. Wenn der DC-Offset, der sich auf einem zweiten Signal, z. B. dem kombinierten Q-Signal, befindet, minimiert wird, kann die Stärke des Indikatorsignals das zweite lokale Minimum 650 erreichen. Der Optimalwert des zweiten DC-Korrektursignals kann dem Wert 660, bei dem das zweite lokale Minimum 650 erreicht wird, entsprechen. Somit wird sowohl der DC-Offset auf dem ersten als auch dem zweiten Signal minimiert, wenn die Werte des ersten und zweiten DC-Korrektursignals auf die Optimalwerte 630, 660 gesetzt werden.
Wie aus der obigen Beschreibung von Ausgestaltungen ersichtlich, werden Verfahren und entsprechende Geräte zur Durchführung einer DC-Offsetannullierung bereitgestellt. In einem Niedrig-IF-WLAN-Sendeempfänger können I-/Q-Signale aus einem analytischen Signal erzeugt werden, um Bildunterdrückung durchzuführen. Aktive Komplexe kreuzgekoppelte Filter 120, 130, 420, 430, 520, 530 können benutzt werden, um diese komplexen Signale zu erzeugen. Aktive Bauteile können unter einem DC-Offset leiden, der LO-Durchsatz in einem Sender verursachen kann. Das Verfahren entsprechend der vorgestellten Ausgestaltungen kann diesen DC-Offset für eine komplexe kreuzgekoppelte Struktur reduzieren.
Die vorgestellte DC-Offsetannullierung kann in Kombination mit dem Am1780 WLAN-Sendeempfänger von AMD angewandt werden.
Wie oben diskutiert, kann ein DC-Offset auf entweder dem kombinierten I-Signal oder dem kombinierten Q-Signal, die in 4 und 5 dargestellt sind, oder sowohl auf dem kombinierten DC-Signal als auch auf dem kombinierten Q-Signal einen LO-Durchsatz auf dem Übertragungssignal erzeugen. In einer Ausgestaltung kann die Amplitude des LO gemessen werden und dem Lokalen-Minimum-Identifikator 480 zugeführt werden. Als ein erster Schritt zur Reduktion des DC-Offsets, der den LO-Durchsatz verursacht, kann eine DC-Spannung mit dem DC-Korrekturcontroller 495 eingespeist werden, um den gesamten LO-Durchsatz zu reduzieren. Dies kann erreicht werden, indem ein Strom eingespeist wird, der auf einem bestimmten Level startet und um einen bestimmten Schritt erhöht wird. Der Lokale-Minimum-Identifikator 480 kann benutzt werden, um ein erstes Minimum 620 zu finden.
Wenn das Minimum 620 für den I-Pfad 410 gefunden worden ist, kann derselbe Ablauf für den Q-Pfad 440 begonnen werden, wobei der Lokale-Minimum-Identifikator 480 und der DC-Korrekturcontroller 490 benutzt werden. Ein zweites lokales Minimum 650 kann dann gefunden werden. Sowohl I- als auch Q-Korrekturwerte können nun gewählt werden, da ein lokales Minimum 620, 650 oder entsprechend die maximale LO-Unterdrückung erreicht worden ist. Es kann unnötig sein, entweder den Q- oder den I-Pfad während der Kalibrierung des anderen Pfades auszuschalten.
Zusätzlich wurde ein weiterer Implementationstyp vorgestellt. Anstelle das Übertragungssignal zu benutzen, um den LO-Durchsatz zu ermitteln, können das kombinierte I-Signal und das kombinierte Q-Signal benutzt werden, um den DC-Offset zu bestimmen. Der Korrekturmechanismus kann derselbe sein, wie in der Ausgestaltung, in der das Übertragungssignal als das Indikatorsignal benutzt wird. Ein Vorteil dieses Verfahrens kann die Einfachheit sein. Es kann unnötig sein, Pfade auszuschalten. Lokale Minima 620, 650 können benutzt werden, um den Maximalwert zur Bildunterdrückung zu finden. Somit kann ein schneller Algorithmus zum Finden des totalen Minimums möglich sein.
Während die Erfindung unter Bezugnahme auf die physikalischen Ausgestaltungen, die in Übereinstimmung damit konstruiert worden sind, beschrieben worden ist, wird Fachleuten ersichtlich sein, dass zahlreiche Modifikationen, Variationen und Verbesserungen der vorliegenden Erfindung im Lichte der obigen Lehren und innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche gemacht werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Zusätzlich sind solche Bereiche, in denen davon ausgegangen wird, dass sich Fachleute auskennen, hier nicht beschrieben worden, um die hier beschriebene Erfindung nicht unnötig zu verschleiern. Es ist demgemäß zu verstehen, dass die Erfindung nicht durch die spezifisch verdeutlichenden Ausgestaltungen, sondern nur durch den Umfang der beigefügten Ansprüche beschränkt wird.

Claims

Informationsübertragungsverfahren in einem WLAN(Wireless Local Area Network, drahtloses lokales Netz)-Netzwerk, in dem ein Datensignal, das wenigstens einen Teil der zu übertragenden Information enthält, mit einem Lokaloszillatorsignal gemischt wird, um ein Übertragungssignal zu erzeugen, das über ein drahtloses Kommunikationsmedium des WLAN-Netzwerks zu übertragen ist und eine erste Komponente bei einer gewünschten Übertragungsfrequenz und eine zweite Komponente bei der Frequenz des Lokaloszillatorsignals hat, wobei das Verfahren umfasst: Anwenden (210) eines Korrektursignals auf das Datensignal zur Kompensation eines dc-Offsets in dem Datensignal; wiederholtes Ausführen der folgenden Schrittabfolge: a) Erhöhen bzw. Vermindern (250) des weiterhin auf das Datensignal angewandten Korrektursignals um einen bestimmten Schrittwert; b) Bestimmen (220) einer Stärke der zweiten Übertragungssignalkomponente als Indikatorsignal, das für den dc-Offset kennzeichnend ist, für den erhöhten bzw. verminderten Wert des Korrektursignals; und c) Identifizieren (230, 240), ob die bisher bestimmten Starken des Indikatorsignals ein lokales Minimum umfassen; wobei die Schrittabfolge solange wiederholt wird, bis die Identifikation in Schritt c) ergibt, dass die bisher bestimmten Starken des Indikatorsignals ein lokales Minimum umfassen; Identifizieren (260) eines Optimalwertes (630, 660) des Korrektursignals, bei dem der dc-Offset minimiert wird, als derjenige Wert des Korrektursignals, bei dem die Starke des Indikatorsignals das lokale Minimum erreicht hat; und Setzen (270) des Wertes des weiterhin auf das Datensignal angewandten Korrektursignals auf den Optimalwert.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Identifizieren, ob die bisher bestimmten Stärken des Indikatorsignals ein lokales Minimum umfassen, umfasst: Vergleichen der bisher bestimmten Stärken des Identifikatorsignals miteinander; Bestimmen, ob die bisher bestimmten Stärken eine Minimalstärke umfassen, die niedriger als sowohl die für den nächstniedrigeren Wert des Korrektursignals bestimmte Stärke des Indikatorsignals als auch die für den nächsthöheren Wert des Korrektursignals bestimmte Stärke des Indikatorsignals ist; und Identifizieren der Minimalstärke als das lokale Minimum.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Identifizieren, ob die bisher bestimmten Stärken des Indikatorsignals ein lokales Minimum umfassen, umfasst: Berechnen einer ersten Differenz zwischen einer der bisher bestimmten Stärken des Indikatorsignals und derjenigen Stärke des Indikatorsignals, die für den nächstniedrigeren Wert des Korrektursignals bestimmt wurde, und Berechnen einer zweiten Differenz zwischen derjenigen Stärke des Indikatorsignals, die für den nächsthöheren Wert des Korrektursignals bestimmt wurde, und der einen der bisher bestimmten Stärken des Indikatorsignals für alle bisher bestimmten Stärken, für die beide Differenzen berechnet werden können; Bestimmen, ob die bisher bestimmten Stärken eine Minimalstärke umfassen, für die die erste Differenz und die zweite Differenz unterschiedliche Vorzeichen haben; und Identifizieren der Minimalstärke als das lokale Minimum.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Identifizieren, ob die bisher bestimmten Stärken des Indikatorsignals ein lokales Minimum umfassen, umfasst: Interpolieren zwischen der bestimmten Starke und ihrer benachbarten Starke für jede der bestimmten Stärken, um eine glatte Stärkefunktion (610, 640) zu erzeugen; Berechnen einer ersten Ableitung der glatten Stärkefunktion; Bestimmen, ob die erste Ableitung der glatten Stärkefunktion eine Nullstelle umfasst; und Identifizieren der bestimmten Starke oder der interpolierten Stärke, die der Nullstelle der ersten Ableitung entspricht, als das lokale Minimum; wobei die benachbarte Stärke jeder der bestimmten Stärken der Stärke entspricht, die für den Wert des Korrektursignals bestimmt wurde, der nächstniedriger oder nächsthöher als der Wert des Korrektursignals ist, für den die bestimmte Stärke bestimmt worden ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Bestimmen der Stärke des Indikatorsignals ein Messen einer Amplitude des Indikatorsignals umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Bestimmen der Stärke des Indikatorsignals weiterhin ein Berechnen des Absolutwertes der gemessenen Amplitude umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Berechnen des Absolutwertes der gemessenen Amplitude ein Quadrieren der gemessenen Amplitude und ein Ziehen der Quadratwurzel der quadrierten gemessenen Amplitude umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Datensignal ein IF(Intermediate Frequency, Zwischenfrequenz)-Signal in einem Niedrig-IF-Sender oder einem Niedrig-IF-Sendeempfänger ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Korrektursignal ein dc-Signal ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Datensignal mit dem Lokaloszillatorsignal und ferner ein zweites Datensignal, das wenigstens einen zweiten Teil der zu übertragenden Information enthält, mit einem zweiten Lokaloszillatorsignal komplex gemischt werden, um das Übertragungssignal zu erzeugen, das ferner eine dritte Komponente bei der Frequenz des zweiten Lokaloszillatorsignals hat, und wobei das Verfahren weiterhin ein Durchführen der folgenden Schritte umfasst, sobald der Wert des Korrektursignals auf den Optimalwert gesetzt worden ist: Anwenden eines zweiten Korrektursignals auf das zweite Datensignal zur Kompensation eines zweiten dc-Offsets in dem zweiten Datensignal; Wiederholtes Ausführen der folgenden Schrittabfolge: d) Erhöhen bzw. Vermindern (250) des weiterhin auf das zweite Datensignal angewandten zweiten Korrektursignals um einen bestimmten Schrittwert; e) Bestimmen (220) einer Starke der dritten Übertragungssignalkomponente als zweites Indikatorsignal, das für den zweiten dc-Offset kennzeichnend ist, für den erhöhten bzw. verminderten Wert des zweiten Korrektursignals; und f) Identifizieren (230, 240), ob die bisher bestimmten Starken des zweiten Indikatorsignals ein lokales Minimum umfassen; wobei die Schrittabfolge d) bis f) so lange wiederholt wird, bis die Identifikation in Schritt f) ergibt, dass die bisher bestimmten Starken des zweiten Indikatorsignals ein lokales Minimum umfassen; Identifizieren (260) eines Optimalwertes (630, 660) des zweiten Korrektursignals, bei dem der zweite dc-Offset minimiert wird, als derjenige Wert des zweiten Korrektursignals, bei dem die Stärke des zweiten Indikatorsignals das lokale Minimum erreicht hat; und Setzen (270) des Wertes des weiterhin auf das zweite Datensignal angewandten Korrektursignals auf den Optimalwert.
Verfahren nach Anspruch 10, weiterhin umfassend ein entsprechendes Anwenden jedes der Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 2 bis 9 auf den zweiten dc-Offset, das zweite Datensignal, das zweite Korrektursignal, das zweite Indikatorsignal und/oder den zweiten Optimalwert.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei die Lokaloszillatorfrequenz gleich der zweiten Lokaloszillatorfrequenz ist; wobei die zweite Übertragungssignalkomponente gleich der dritten Übertragungssignalkomponente ist; und wobei das Indikatorsignal gleich dem zweiten Indikatorsignal ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei das zweite Datensignal ein zweites IF-Datensignal in einem Niedrig-IF-Sender oder einem Niedrig-IF-Sendeempfänger ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei das Datensignal ein I-(Inphasen)-Datensignal und das zweite Datensignal ein Q-(Quadraturphasen)-Datensignal ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei das Datensignal und das zweite Datensignal kreuzgekoppelte Signale sind.
Verfahren nach Anspruch 15, weiterhin umfassend ein Erzeugen des Datensignals unter Benutzung eines Eingabesignals und des Ergebnisses eines komplexen Filters eines zweiten Eingabesignals; und Erzeugen des zweiten Datensignals unter Benutzung des zweiten Eingabesignals und des Ergebnisses eines komplexen Filters des Eingabesignals.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Eingabesignal ein IF-Eingabesignal und das zweite Eingabesignal ein zweites IF-Eingabesignal in einem Niedrig-IF-Sender oder einem Niedrig-IF-Sendeempfänger ist.
Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, wobei das Eingabesignal ein I-(Inphasen)-Eingabesignal und das zweite Eingabesignal ein Q-(Quadraturphasen)-Eingabesignal ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 18, wobei das Datensignal angeschaltet gelassen wird, während die Schritte des Anwendens des zweiten Korrektursignals, des Erhöhens bzw. Verminderns des zweiten Korrektursignals, der Bestimmung der Starke des zweiten Indikatorsignals, des Identifizierens, ob die bisher bestimmten Stärken des zweiten Indikatorsignals ein lokales Minimum umfassen, des Identifizierens des zweiten Optimalwertes und des Setzens des Wertes des zweiten Korrektursignals durchgeführt werden; und/oder wobei das zweite Datensignal angeschaltet gelassen wird, während die Schritte des Anwendens des Korrektursignals, des Erhöhens bzw. Verminderns des Korrektursignals, der Bestimmung der Stärke des Indikatorsignals, des Identifizierens, ob die bisher bestimmten Stärken des zweiten Indikatorsignals ein lokales Minimum umfassen, des Identifizierens des zweiten Optimalwertes und des Setzens des Wertes des Korrektursignals durchgeführt werden.
WLAN(Wireless Local Area Network, drahtloses lokales Netz)-Kommunikationsgerät zur Informationsübertragung in einem WLAN-Netzwerk, in dem ein Datensignal, das wenigstens einen Teil der zu übertragenden Information enthält, mit einem Lokaloszillatorsignal gemischt wird, um ein Übertragungssignal zu erzeugen, das über ein drahtloses Kommunikationsmedium des WLAN-Netzwerks zu übertragen ist und eine erste Komponente bei einer gewünschten Übertragungsfrequenz und eine zweite Komponente bei der Frequenz des Lokaloszillatorsignals hat, wobei das Gerät umfasst: eine Kompensatoreinheit, gestaltet zum Anwenden (210) eines Korrektursignals auf das Datensignal zur Kompensation eines dc-Offsets in dem Datensignal; eine Steuerungseinheit (490, 495), gestaltet zum Erhöhen bzw. Vermindern (260) des weiterhin auf das Datensignal angewandten Korrektursignals um einen bestimmten Schrittwert; eine Analysatoreinheit (470), gestaltet zum Bestimmen (220) einer Stärke der zweiten Übertragungssignalkomponente als Indikatorsignal, das kennzeichnend für den dc-Offset ist, für den erhöhten bzw. verminderten Wert des Korrektursignals; und eine Identifkatoreinheit (480), gestaltet zum Identifizieren (230, 240), ob die bisher bestimmten Stärken des Indikatorsignals ein lokales Minimum umfassen; wobei die Steuerungseinheit, Analysatoreinheit und Identifikatoreinheit dazu eingerichtet sind, die Schrittabfolge des Erhöhens bzw. Verminderns (250), Bestimmens (220) und Identifizierens (230, 240) solange zu wiederholen, bis die Identifikation (230, 240) ergibt, dass die bisher bestimmten Stärken des Indikatorsignals ein lokales Minimum umfassen; wobei die Identifikatoreinheit ferner dazu eingerichtet ist, einen Optimalwert (630, 660) des Korrektursignals als denjenigen Wert des Korrektursignals zu identifizieren (260), bei dem die Stärke des Indikatorsignals das lokale Minimum erreicht hat; und wobei die Steuereinheit ferner dazu eingerichtet ist, den Wert des weiterhin auf das Datensignal angewandten Korrektursignals auf den Optimalwert, bei dem der dc-Offset minimiert wird, zu setzen (270).
WLAN-Kommunikationsgerät nach Anspruch 20, weiterhin umfassend eine Mischereinheit (160, 460), gestaltet zum Mischen des Datensignals mit dem Lokaloszillatorsignal, und eine Lokaloszillatoreinheit (150, 450) zum Erzeugen des Lokaloszillatorsignals.
WLAN-Kommunikationsgerät nach Anspruch 20 oder 21, in dem das Datensignal mit dem Lokaloszillatorsignal und ein zweites Datensignal, das wenigstens einen zweiten Teil der übertragenen Information enthält, mit einem zweiten Lokaloszillatorsignal komplex gemischt wird, um das Übertragungssignal zu erzeugen, wobei das Übertragungssignal eine dritte Komponente bei der Frequenz des zweiten Lokaloszillatorsignals hat und wobei das Gerät weiterhin umfasst: eine zweite Kompensatoreinheit, gestaltet zum Anwenden (210) eines zweiten Korrektursignals auf das zweite Datensignal zur Kompensation eines zweiten dc-Offset in dem zweiten Datensignal; und eine zweite Steuerungseinheit (490, 495), gestaltet zum Erhöhen bzw. Vermindern (250) des weiterhin auf das zweite Datensignal angewandten zweiten Korrektursignals um einen bestimmten Schrittwert; wobei die Analysatoreinheit ferner gestaltet ist zum Bestimmen (220) einer Stärke der dritten Übertragungssignalkomponente als zweites Indikatorsignal, das kennzeichnend für den zweiten dc-Offset ist, für den erhöhten bzw. verminderten Wert des zweiten Korrektursignals; wobei die Identifikatoreinheit ferner gestaltet ist zum Identifizieren (230, 240), ob die bisher bestimmten Stärken des zweiten Indikatorsignals ein lokales Minimum umfassen; wobei die zweite Steuerungseinheit die Analysatoreinheit und die Identifikatoreinheit ferner dazu eingerichtet sind, die Schrittabfolge des Erhöhens bzw. Verminderns (250) des zweiten Korrektursignals, des Bestimmens (220) der Stärke des zweiten Indikatorsignals und des Identifizierens (230, 240), ob die bisher bestimmten Stärken des zweiten Indikatorsignals ein lokales Minimum umfassen, so lange zu wiederholen, bis die Identifikation (230, 240) ergibt, dass die bisher bestimmten Stärken des zweiten Indikatorsignals ein lokales Minimum umfassen; wobei die Identifikatoreinheit ferner dazu eingerichtet ist, einen Optimalwert (630, 660) des zweiten Korrektursignals als denjenigen Wert des zweiten Korrektursignals zu identifizieren (250), bei dem die Stärke des zweiten Indikatorsignals das lokale Minimum erreicht hat; und wobei die zweite Steuereinheit ferner dazu eingerichtet ist, den Wert des weiterhin auf das zweite Datensignal angewandten Korrektursignals auf den Optimalwert, bei dem der dc-Offset minimiert wird, zu setzen (270).
WLAN-Kommunikationsgerät nach einem der Ansprüche 20 bis 22, gestaltet zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 19.
Integrierter Schaltkreischip zur Informationsübertragung in einem WLAN(Wireless Local Area, drahtloses lokales Netz)-Netzwerk, in dem ein Datensignal, das wenigstens einen Teil der zu übertragenden Information enthält, mit einem Lokaloszillatorsignal gemischt wird, um ein Übertragungssignal zu erzeugen, das über ein drahtloses Kommunikationsmedium des WLAN-Netzwerks zu übertragen ist und eine erste Komponente bei einer gewünschten Übertragungsfrequenz und eine zweite Komponente bei der Frequenz des Lokaloszillatorsignals hat, umfassend: einen Kompensatorschaltkreis zum Anwenden (210) eines Korrektursignals auf das Datensignal zur Kompensation eines dc-Offsets in dem Datensignal; einen Steuerungsschaltkreis (490, 495) zum Erhöhen bzw. Vermindern (250) des weiterhin auf das Datensignal angewandten Korrektursignals um einen bestimmten Schrittwert; einen Analysatorschaltkreis (470) zum Bestimmen (220) einer Stärke der zweiten Übertragungssignalkomponente als Indikatorsignal, das kennzeichnend für den dc-Offset ist, für den erhöhten bzw. verminderten Wert des Korrektursignals; und einen Identifikatorschaltkreis (480) zum Identifizieren (230, 240), ob die bisher bestimmten Stärken des Indikatorsignals ein lokales Minimum umfassen; wobei der Steuerungsschaltkreis, Analysatorschaltkreis und Identifikatorschaltkreis dazu eingerichtet sind, die Schrittabfolge des Erhöhens bzw. Verminderns (250), Bestimmens (220) und Identifizierens (230, 240) solange zu wiederholen, bis die Identifikation (230, 240) ergibt, dass die bisher bestimmten Stärken des Indikatorsignals ein lokales Minimum umfassen; wobei der Identifikatorschaltkreis ferner dazu eingerichtet ist, einen Optimalwert (630, 660) des Korrektursignals als denjenigen Wert des Korrektursignals zu identifizieren (260), bei dem die Starke des Identifikatorsignals das lokale Minimum erreicht hat; und wobei der Steuerschaltkreis ferner dazu eingerichtet ist, den Wert des weiterhin auf das Datensignal angewandten Korrektursignals auf den Optimalwert, bei dem der dc-Offset minimiert wird, zu setzen (270).
Integrierter Schaltkreischip nach Anspruch 24, gestaltet zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 19.