FI107100B - I/Q-modulaattorin vaihe- ja amplitudiepäbalanssin korjaus - Google Patents

I/Q-modulaattorin vaihe- ja amplitudiepäbalanssin korjaus Download PDF

Info

Publication number
FI107100B
FI107100B FI990678A FI990678A FI107100B FI 107100 B FI107100 B FI 107100B FI 990678 A FI990678 A FI 990678A FI 990678 A FI990678 A FI 990678A FI 107100 B FI107100 B FI 107100B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
phase
modulator
amplitude
signal
signals
Prior art date
Application number
FI990678A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI990678A0 (fi
FI990678A (fi
Inventor
Mika Raettoe
Original Assignee
Nokia Networks Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nokia Networks Oy filed Critical Nokia Networks Oy
Priority to FI990678A priority Critical patent/FI107100B/fi
Publication of FI990678A0 publication Critical patent/FI990678A0/fi
Priority to EP00914214A priority patent/EP1166518A1/en
Priority to AU35618/00A priority patent/AU3561800A/en
Priority to PCT/FI2000/000246 priority patent/WO2000059174A1/en
Publication of FI990678A publication Critical patent/FI990678A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI107100B publication Critical patent/FI107100B/fi
Priority to US09/962,220 priority patent/US6798844B2/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/18—Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
    • H04L27/20—Modulator circuits; Transmitter circuits
    • H04L27/2032—Modulator circuits; Transmitter circuits for discrete phase modulation, e.g. in which the phase of the carrier is modulated in a nominally instantaneous manner
    • H04L27/2053—Modulator circuits; Transmitter circuits for discrete phase modulation, e.g. in which the phase of the carrier is modulated in a nominally instantaneous manner using more than one carrier, e.g. carriers with different phases
    • H04L27/206—Modulator circuits; Transmitter circuits for discrete phase modulation, e.g. in which the phase of the carrier is modulated in a nominally instantaneous manner using more than one carrier, e.g. carriers with different phases using a pair of orthogonal carriers, e.g. quadrature carriers
    • H04L27/2067—Modulator circuits; Transmitter circuits for discrete phase modulation, e.g. in which the phase of the carrier is modulated in a nominally instantaneous manner using more than one carrier, e.g. carriers with different phases using a pair of orthogonal carriers, e.g. quadrature carriers with more than two phase states
    • H04L27/2071—Modulator circuits; Transmitter circuits for discrete phase modulation, e.g. in which the phase of the carrier is modulated in a nominally instantaneous manner using more than one carrier, e.g. carriers with different phases using a pair of orthogonal carriers, e.g. quadrature carriers with more than two phase states in which the data are represented by the carrier phase, e.g. systems with differential coding
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/18—Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
    • H04L27/20—Modulator circuits; Transmitter circuits
    • H04L27/2032—Modulator circuits; Transmitter circuits for discrete phase modulation, e.g. in which the phase of the carrier is modulated in a nominally instantaneous manner
    • H04L27/2053—Modulator circuits; Transmitter circuits for discrete phase modulation, e.g. in which the phase of the carrier is modulated in a nominally instantaneous manner using more than one carrier, e.g. carriers with different phases
    • H04L27/206—Modulator circuits; Transmitter circuits for discrete phase modulation, e.g. in which the phase of the carrier is modulated in a nominally instantaneous manner using more than one carrier, e.g. carriers with different phases using a pair of orthogonal carriers, e.g. quadrature carriers
    • H04L27/2067—Modulator circuits; Transmitter circuits for discrete phase modulation, e.g. in which the phase of the carrier is modulated in a nominally instantaneous manner using more than one carrier, e.g. carriers with different phases using a pair of orthogonal carriers, e.g. quadrature carriers with more than two phase states
    • H04L27/2089—Modulator circuits; Transmitter circuits for discrete phase modulation, e.g. in which the phase of the carrier is modulated in a nominally instantaneous manner using more than one carrier, e.g. carriers with different phases using a pair of orthogonal carriers, e.g. quadrature carriers with more than two phase states with unbalanced quadrature channels
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/32—Carrier systems characterised by combinations of two or more of the types covered by groups H04L27/02, H04L27/10, H04L27/18 or H04L27/26
    • H04L27/34—Amplitude- and phase-modulated carrier systems, e.g. quadrature-amplitude modulated carrier systems
    • H04L27/36—Modulator circuits; Transmitter circuits
    • H04L27/366—Arrangements for compensating undesirable properties of the transmission path between the modulator and the demodulator
    • H04L27/367—Arrangements for compensating undesirable properties of the transmission path between the modulator and the demodulator using predistortion
    • H04L27/368—Arrangements for compensating undesirable properties of the transmission path between the modulator and the demodulator using predistortion adaptive predistortion

Description

, 107100 l/Q-modulaattorin vaihe-ja amplitudiepäbalanssin korjaus
Keksinnön tausta
Keksintö liittyy lähettimen l/Q-modulaattorin aiheuttaman vaihe- ja amplitudiepäbalanssin korjaukseen.
5 Radiotaajuuksien niukkuus pakottaa käyttämään spektritehokkaita modulointimenetelmiä uusissa radiojäijestelmissä. Euroopassa PMR-käyttäjilie (Professional Mobile Radio) kehitetty uusi radiojärjestelmän standardi on TETRA (Terrestrial Trunked Radio). Järjestelmän modulointimenetelmäksi on valittu π/4-DQPSK (π/4-shifted Differential Quadrature Phase Shift Keying). Lähettimen 10 kannalta modulointimenetelmän huono ominaisuus on radiotaajuisen signaalin verhokäyrän amplitudin vaihtelu, joka epälineaarisessa vahvistimessa aiheuttaa keskinäismodulaatiota (IM = InterModulation). IM-tulokset levittävät lähetetyn signaalin spektriä ja pyrkivät näin pienentämään lineaarisen modulointi-menetelmän käytöstä saatavaa hyötyä. IM-tuloksia ei yleensä voi suodattaa, 15 koska ne syntyvät hyvin lähelle haluttua signaalia. Vakioamplitudisilla modulointimenetelmillä spektrin leviämistä ei synny, jolloin signaali voidaan vahvistaa epälineaarisella vahvistimella.
Jaetussa (Trunked) PMR-jäijestelmässä, jossa eri käyttäjäryhmät jakavat samoja radiokanavia, on tiukat vaatimukset lähettimen viereisille kanaville 20 aiheuttamista häiriöistä. Nämä vaatimukset edellyttävät käytettävän radiojärjestelmän lähettimeltä hyvää lineaarisuutta.
Tehovahvistimessa hyvään lineaarisuuteen päästään vain huonolla hyötysuhteella. Kannettavien laitteiden hyötysuhteen tulee kuitenkin olla mah-·* dollisimman suuri, jotta toiminta-aika olisi riittävä, eikä akkujen tehoa hukattaisi 25 turhaan. Myös tukiasemien tehovahvistimilta vaaditaan ainakin kohtuullista hyötysuhdetta, jotta jäähdytys ei muodostuisi ongelmaksi. Riittävän hyötysuhteen ja lineaarisuuden saavuttaminen edellyttää lähettimen linearisointia.
Mikäli vahvistimen epälineaarisuudet tiedettäisiin etukäteen, voitaisiin muodostaa epälineaarisuuksien käänteisfunktiot ja muuntaa tulosignaali näiden 30 avulla, jolloin epälineaarisuudet kumoutuisivat. Vahvistimen ominaisuudet eivät kuitenkaan säily samoina, vaan ne muuttuvat esimerkiksi ikääntymisen, lämpenemisen, käytetyn radiokanavan ja tehotason mukaan. Lisäksi vahvistimilla on yksilöeroja. Tarvitaan linearisointimenetelmiä, joiden tulee pystyä adaptiivisesti mukautumaan muuttuviin olosuhteisiin. Monia erilaisia linearisointimenetelmiä 35 on tutkittu, mutta kolmella näistä on havaittu olevan käytännön radiojärjestelmiin sopivia ominaisuuksia. Nämä menetelmät ovat feedforward, karteesinen takai- 2 107100 sinkytkentä ja esivääristysmenetelmä. Linearisointimenetelmä voi olla myös adaptiivinen.
Siis mikäli vahvistimen epälineaarinen siirtofunktio on tiedossa, ja mikäli se ei vaihtele ajan funktiona, voidaan lähetettävä signaali linearisoida so-5 veltamalla signaaliin sopivaa esivääristyksen aiheuttavaa siirtofunktiota. Tällöin vahvistimesta ulostuleva signaali saadaan lineaariseksi. Tätä menetelmää kutsutaan esivääristykseksi (pre-distortion). Esivääristys voidaan suorittaa esimerkiksi kantataajuudella siten, että käytetään muistitaulukkoa (lookup table, LUT), johon on tallennettu esivääristymän aikaansaavat muunnosparametrit eli esivää-10 ristysparametrit, jolloin kulloinkin käytettävät muunnosparametrit valitaan esivää-ristettävän signaalin amplitudin perusteella.
Amplitudiin perustuvassa esivääristysjärjestelmässä signaalin amplitudin vääristymän oletetaan olevan signaalin vaiheesta riippumaton. Lähettimen l/Q-modulaattori aiheuttaa kuitenkin signaalin vaiheesta riippuvia vääristymiä, 15 jotka pilaavat esivääristysjärjestelmän suorituskyvyn. l/Q-modulaattori toimii quadratuurimodulaatioperiaatteella. Se mahdollistaa kahden itsenäisen signaalin yhdistämisen lähettimessä ja lähettämisen samalla lähetyskaistalla ja signaalien erottamisen jälleen toisistaan vastaanottimessa. Quadratuurimo-dulaation periaate on se, että kaksi erillistä signaalia, I ja Q (Inphase ja Quad-20 rature phase), moduloidaan käyttäen samaa kantoaaltotaajuutta, mutta kantoaaltojen vaiheet eroavat toisistaan siten, että signaalin Q kantoaalto on 90° jäljessä signaalin I kantoaaltoa. Moduloinnin jälkeen signaalit summataan. Vaihe-eron ansiosta voidaan signaalit I ja Q erottaa toisistaan demoduloitaessa summasignaali. Vääristymät aiheuttavat I- ja Q-signaalien keskinäiseen vai-25 he- ja amplitudibalanssiin virheitä. l/Q-modulaattorin aiheuttama amplitudiepä-balanssi on tyypillisesti joitakin prosentteja (2-5%) ja kulmavirhe 2-3 astetta. Esivääristysjärjestelmien yhteydessä on käytetty l/Q-modulaattorin aiheuttamien vääristymien korjaamiseen korjauspiirejä, joihin on aseteltu kiinteät korja-usparametrit. Ongelmana on tällöin valmistettavuus: jokainen l/Q-modulaattori 30 vaatii omat parametrinsa, jotka on aseteltava jo tuotantovaiheessa. Lisäksi l/Q-modulaattorin aiheuttaman vaihe- ja amplitudiepäbalanssin suuruus riippuu taajuudesta, jolloin taajuutta muutettaessa kiinteästi aseteltu korjaus ei enää välttämättä toimi. Toinen tunnettu ratkaisu on esitelty julkaisussa "New Methods for Adaptation of Quadrature Modulators and Demodulators in Ampli-35 fier Linearization Circuits”; Cavers, J. K.; IEEE Transactions on Vehicular Technology, Vol. 46, NO. 3, August 1997, s. 707-716. Siinä on esitetty järjes- 3 107100 tely, jossa koijausparametrit määritetään vertaamalla l/Q-modulaattorin ulostuloa sen sisäänmenoon. Ratkaisu vaatii kuitenkin esivääristimen takaisinkyt-kentähaarasta erillisen ylimääräisen takaisinkytkentähaaran, jolloin järjestelystä muodostuu monimutkainen.
5 Keksinnön lyhyt selostus
Keksinnön tavoitteena on siten kehittää menetelmä ja menetelmän toteuttava järjestely siten, että yllä mainitut ongelmat saadaan ratkaistua. Keksinnön tavoitteet saavutetaan menetelmällä lähettimen l/Q-modulaattorin vaihe- ja amplitudiepäbalanssin korjaamiseen käytettävien koijausparametrien 10 määrittämiseksi, joka lähetin käsittää l/Q-modulaattorin lähetettävän signaalin l/Q-moduloimiseksi ja korjaimen l/Q-modulaattorin aiheuttaman vaihe- ja amplitudiepäbalanssin korjaamiseksi korjausparametrien mukaisesti, joka menetelmä käsittää vaiheet, joissa syötetään lähettimeen I- ja Q-testisignaalia ja otetaan näytteitä lähetettävästä l/Q-moduloidusta testisignaalista jolloin me-15 netelmälle on tunnusomaista se, että menetelmä käsittää lisäksi vaiheet, joissa A/D-muunnetaan lähetettävästä testisignaalista otetut signaalinäytteet, l/Q-demoduloidaan signaalinäytteet digitaalisesti I- ja Q-takaisinkytkentäsignaaleiksi, määritetään l/Q-modulaattorin aiheuttama vaihe-ja amplitudiepäbalanssi I- ja Q-takaisinkytkentäsignaalien perusteella ja mää-20 ritetään vaiheen ja amplitudin korjausparametrit määritetyn vaihe- ja amplitudiepäbalanssin perusteella.
Keksintö perustuu siihen, että suoritetaan takaisinkytkentäsignaalin l/Q-demodulointi digitaalisesti, jolloin l/Q-demodulointi ei aiheuta signaaliin v vaihe- tai amplitudiepäbalanssia. l/Q-modulaattorin aiheuttaman vaihe- ja 25 amplitudiepäbalanssin ja siten korjauskytkennän korjausparametrien määritys voidaan tällöin tehdä takaisinkytkentäsignaalien avulla, koska takaisinkytken-täsignaaleissa on ainoastaan l/Q-modulaattorista johtuvat vaihe- ja amplitudi-virheet. Keksinnön mukaisen menetelmän etuna on se, että takaisinkytkentä-järjestelystä muodostuu yksinkertainen. Lisäksi esivääristimen ja l/Q-30 modulaattorin korjaimen parametrien määrittämiseen voidaan käyttää samaa takaisinkytkentähaaraa. Tämä yksinkertaistaa lähettimen esivääristinjärjestel-v män rakennetta huomattavasti ja tuo kustannussäästöä vähentyneen kompo- nenttitarpeen muodossa.
Keksinnön kohteena on lisäksi järjestely lähettimen l/Q-35 modulaattorin vaihe- ja amplitudiepäbalanssin korjaamiseen käytettävien kor-,* jausparametrien määrittämiseksi, joka lähetin käsittää l/Q-modulaattorin lähe- 4 107100 tettävän signaalin l/Q-moduloimiseksi ja korjaimen l/Q-modulaattorin aiheuttaman vaihe- ja amplitudiepäbalanssin korjaamiseksi korjausparametrien mukaisesti, joka järjestely käsittää välineet näytteiden ottamiseksi lähetettävästä l/Q-moduloidusta testisignaalista, joka on muodostettu lähettimeen syötetyistä 5 I- ja Q-testisignaaleista, jolloin järjestelylle on tunnusomaista se, että järjestely käsittää lisäksi välineet lähetettävästä testisignaalista otettujen signaalinäyttei-den A/D-muuntamiseksi, välineet signaalinäytteiden l/Q-demoduloimiseksi digitaalisesti I- ja Q-takaisinkytkentäsignaaleiksi, välineet l/Q-modulaattorin aiheuttaman vaihe- ja amplitudiepäbalanssin määrittämiseksi I- ja Οι o takaisinkytkentäsignaalien perusteella sekä välineet vaiheen ja amplitudin korjausparametrien määrittämiseksi määritetyn vaihe- ja amplitudiepäbalanssin perusteella. Tällaisen järjestelyn avulla voidaan keksinnön mukaisen menetelmän edut saavuttaa yksinkertaisella rakenteella.
Keksinnön edulliset suoritusmuodot ovat epäitsenäisten patentti-15 vaatimusten kohteena.
Kuvioiden lyhyt selostus
Keksintöä selostetaan nyt lähemmin edullisten suoritusmuotojen yhteydessä, viitaten oheisiin piirroksiin, joista:
Kuvio 1 esittää lohkokaavion keksinnön mukaisesta lähettimestä 20 sen erään suoritusmuodon mukaisesti ja
Kuvio 2 esittää l/Q-tasossa l/Q-modulaattorin signaaliin aiheuttamia vääristymiä.
. : Keksinnön yksityiskohtainen selostus
Kuvio 1 esittää lohkokaavion keksinnön mukaisesta lähettimestä 25 erään suoritusmuodon mukaisesti. On huomattava, että kuviossa on esitetty vain keksinnön ymmärtämisen kannalta olennaisia elementtejä. Kuviossa lähettimeen tulevat lähetettävät I- ja Q-signaalit IJN ja Q_IN. Vahvistimen 8 epälineaarisuuden kumoamiseksi tapahtuva esivääristys samoin kuin l/Q-' modulaattorin 7 aiheuttaman vaihe- ja amplitudiepäbalanssin korjauskin on to- 30 teutettu digitaalisen signaaliprosessorin (DSP) 1 avulla. Esivääristys ja korjaus voitaisiin toteuttaa myös esimerkiksi ASIC-piirin (application-specific integrated circuit) avulla ilman, että tällä on merkitystä keksinnön perusajatuksen kannalta. Esivääristys tapahtuu esivääristimessä 3 muistitaulukosta 19 saatavien korjaus-parametrien mukaisesti. Esivääristetyt signaalit korjataan l/Q-modulaattorin kor-35 jauselimessä 4 l/Q-modulaattorin 7 aiheuttaman vaihe- ja amplitudiepäbalanssin 5 107100 kompensoimiseksi. Korjauselimeltä 4 saatavat signaalit D/A-muunnetaan D/A-muuntimilla 5A ja 5B analogisiksi signaaleiksi, jotka vielä edullisesti suodatetaan alipäästöisillä rekonstruointisuodattimilla 6A ja 6B. Nämä signaalit johdetaan edelleen l/Q-modulaattoriin 7. l/Q-modulaattori 7 ja l/Q-demodulaattori 15 toi-5 mivat quadratuurimodulaatioperiaatteella. Se mahdollistaa kahden itsenäisen signaalin yhdistämisen lähettimessä ja lähettämisen samalla lähetyskaistalla ja signaalien erottamisen jälleen toisistaan vastaanottimessa. Quadratuurimo-dulaation periaate on se, että kaksi erillistä signaalia, I ja Q (Inphase ja Quadrature phase), moduloidaan käyttäen samaa kantoaaltotaajuutta, mutta kanto-10 aaltojen vaiheet eroavat toisistaan siten, että signaalin Q kantoaalto on 90° jäljessä signaalin I kantoaaltoa. Moduloinnin jälkeen signaalit summataan. Vaihe-eron ansiosta voidaan signaalit I ja Q erottaa toisistaan demoduloitaessa summasignaali. l/Q-modulaattorissa 7 signaalit moduloidaan ja yhdistetään. l/Q-modulaattori toimii paikallisoskillaattorin 10 tahdistamana. l/Q-moduloitu sig-15 naali johdetaan tehovahvistimeen PA 8, sekä siitä edelleen antenniin 2 lähetettäväksi. Samalla muodostetaan näytteenottojärjestelyn, esimerkiksi suuntakyt-kimen, 9 avulla takaisinkytkentä. Radiotaajuinen (esimerkiksi 400 MHz) takaisin-kytkentäsignaali sekoitetaan edullisesti alassekoittimella 12 alas esim. 450 kHz:n välitaajuudelle. Alassekoitus tapahtuu paikallisoskillaattorin 11 tahdis-20 tamana. Välitaajuista signaalia voidaan tarvittaessa suodattaa leveäkaistai-sella suodattimena 13 ja lisäksi vaimentaa. Välitaajuussignaali näytteistetään A/D-muuntimella 14 kantataajuista (tai välitaajuista) prosessointia varten. Tämä tapahtuu edullisesti alinäytteistystä (näytteenottotaajuus esim. 162 kHz) käyttäen, joskaan tällä ei ole merkitystä keksinnön perusajatuksen kannalta. 25 Alinäytteistyksellä tarkoitetaan sitä, että näytteistettävästä signaalista otetaan näytteitä alle Nyquist-taajuuden. Alinäytteistystä voidaan tunnetusti käyttää, jos näytteistettävä signaali on riittävästi kaistarajoitettu. Alinäytteistyksen käytön etuna A/D-muunnoksessa 14 on esimerkiksi muunnoksessa tarvittavan muistin väheneminen normaaliin näytteistykseen (tai ylinäytteistykseen) ver-30 rattuna. Lisäksi alinäytteistyksen käyttö ei tavallisesti vaadi ylimääräisiä toimenpiteitä, koska A/D-muuntimelle 14 tuleva signaali on tyypillisesti jo valmiiksi kaistarajoitettua. Mahdollisella kaistanpäästösuodatuksella 13 voidaan tar-' vittaessa kaistarajoittaa signaalia.
l/Q-demodulaattori 15 on toteutettu digitaalisen signaaliprosessorin 35 (tai esimerkiksi ASIC-piirin) 1 avulla. A/D-muunnettu välitaajuinen takaisinkyt-kentäsignaali l/Q-demoduloidaan l/Q-demodulaattorilla 15 digitaalisesti kerto- « 6 107100 maila kantataajuisiksi I- ja Q-takaisinkytkentäsignaaleiksi. l/Q-demodulaattori on siis toteutettu ohjelmallisesti digitaalisessa signaaliprosessorissa 1. Digitaalisesti toteutettu l/Q-demodulaattori 15 ei aiheuta signaaliin vääristymiä, kuten analoginen l/Q-demodulaattori aiheuttaisi. Kantataajuiset I- ja Q-5 takaisinkytkentäsignaalit johdetaan laskentayksikköön 17, jossa tapahtuu esi-vääristystaulukon 19 generointi. Se miten esivääristystaulukko 19 luodaan, ei ole olennaista keksinnön kannalta. Laskentayksikköön 17 tulevat lisäksi lähettimeen tulevat lähetettävät signaalit l_IN ja Q_IN. Varsinainen esivääristys tapahtuu esivääristystaulukon 19 avulla. Signaaleista IJN ja QJN muodostuvasta 10 kompleksisesta signaalista määritetään itseisarvo eli signaalin amplitudi elimessä 18. Tämä amplituditieto syötetään amplitudin esivääristystaulukkoon 19, joka antaa amplituditiedon perusteella vastaavat korjausparametrit esivääristimelle 3. Käytetty esivääristysmenetelmä voi poiketa edellä esitetystä ilman, että sillä on merkitystä keksinnön perusajatuksen kannalta.
15 Riippumatta siitä, miten edellä kuvattu vahvistimen 8 linearisoimi- seksi tehtävä esivääristys on toteutettu, tapahtuu keksinnön mukainen l/Q-modulaattorin 7 aiheuttaman vaihe- ja amplitudiepäbalanssin määritys ja korjaus seuraavasti: syötetään lähettimeen vakioverhokäyräistä testisignaalia, esimerkiksi sinisignaalia siten, että I-ja Q-haaran signaalit ovat keskenään 90° 20 vaihesiirrossa. Vahvistin 8 pidetään tällöin lineaarisella toiminta-alueella, jolloin se ei vääristä sen läpi kulkevaa testisignaalia. Kun lisäksi käytetään digitaalista l/Q-demodulointia 15, joka ei aiheuta vääristymiä signaaliin, kuten jo edellä todettiin, ovat laskentayksikölle 17 tulevista I- ja Q-takaisinkytkentäsignaaleista määritetyt vaihe- ja amplitudivirheet l/Q-25 modulaattorin 7 aiheuttamia vääristymiä. Kuviossa 2 on esitetty l/Q-tasossa ideaalisesta sinisignaalin jaksosta (tai useamman jakson keskiarvosta) muodostuva ympyrä 20. l/Q-tasolla tarkoitetaan I- ja Q-signaalien yhteistä esitysmuotoa, jossa I- ja Q-signaalin arvot esitetään toisiinsa nähden kohtisuorien I-ja Q-akselien avulla. l/Q-modulaattorin 7 aiheuttamia vääristymiä on havain-30 nollistettu soikiolla 21. On huomattava, että vääristymiä on kuviossa liioiteltu ymmärtämisen helpottamiseksi. I- ja Q-takaisinkytkentäsignaaleista määritetään laskentayksikössä 17 yhtä signaalijaksoa vastaava soikio 21. Soikio 21 voidaan määrittää myös useammasta signaalijaksosta esimerkiksi keskiar-voistamalla. Seuraavaksi määritetään takaisinkytkentäsignaaleja vastaavat 35 vääristyneet I- ja Q-akselit l/Q-tasossa ajastusinformaation avulla: koska takaisinkytkennän aiheuttama viive signaalille on tiedossa ja toisaalta tunnetaan lä- 107100 hettimeen syötetty testisignaali, voidaan vääristyneet I- ja Q-akselit määrittää näiden tietojen avulla I- ja Q-takaisinkytkentäsignaaleista. Tämän jälkeen mitataan soikion 21 halkaisijat vääristyneiden I- ja Q-akseleiden suunnassa. Amplitudiepäbalanssi aiheuttaa ideaalisen ympyrän 20 venymisen soikioksi 5 21, jolloin amplitudiepäbalanssi voidaan määrittää vääristyneiden I- ja Q- akseleiden suunnassa mitattujen halkaisijoiden suhteesta. Vaihe-epäbalanssi puolestaan muuttaa I- ja Q-akseleiden välistä kulmaa, jolloin vaihe-epäbalanssi voidaan määrittää vääristyneiden I- ja Q-akseleiden välisen kulman perusteella. Eli vaihe-epäbalanssin suuruus on se kulma-arvo, jonka ver-10 ran vääristyneiden I- ja Q-akseleiden välinen kulma poikkeaa I- ja Q-testisignaalien välisestä vaihesiirrosta.
Kun vaihe- ja amplitudiepäbalanssi on määritetty, määritetään näitä vastaavat korjausparametrit laskentayksikössä 17 ja syötetään ne korjauseli-melle 4. Korjausparametrien muodolla ei ole merkitystä keksinnön kannalta. 15 Samoin korjauselimen 4 tarkalla toiminnalla ei ole merkitystä keksinnön kannalta. Korjauselin 4 voi olla symmetrinen eli se korjaa sekä I- että Q-haaran vaihe- ja amplitudivirheen. Tällöin korjausparametreja on tyypillisesti neljä kappaletta: I- ja Q-haarojen vaiheen ja amplitudin korjausparametrit. Korjauselin 4 voi olla myös epäsymmetrinen, jolloin se korjaa vain joko I- tai Q-20 signaalia. Epäsymmetrisen korjauskytkennänkin 4 avulla voidaan I- ja Q-haaran epäbalanssi poistaa ja korjausparametreja tarvitaan vain kaksi kappaletta, mikä vähentää laskennan tarvetta. Haittana epäsymmetrisessä korjauksessa on se, että signaalin kokonaisamplitudi saattaa muuttua korjauksen seurauksena. Symmetristä korjauskytkentää 4 käyttämällä kokonaisamplitudi ei 25 muutu korjauksen seurauksena.
Korjausparametrien päivitys voidaan suorittaa esimerkiksi tietyin ennalta määrätyin väliajoin tai vasteellisesti jollekin parametrille tai jonkin ulkopuolisen tahon antamalle kehotukselle, kun esimerkiksi käytettävä taajuus tai vastaava tekijä muuttuu. TETRA-järjestelmässä on erityinen linearisointiaika-30 väli, joka on varattu lähettimen linearisoinnin suorittamiseen. l/Q-modulaattorin 7 korjausparametrien määritys voidaankin TETRA-järjestelmässä edullisesti suorittaa juuri linearisointiaikavälin aikana.
' Vaikka tässä on kuvattu keksinnön käyttöä lähinnä TETRA- järjestelmän yhteydessä, ei tämä mitenkään rajoita keksinnön käyttöä myös 35 muun tyyppisissä järjestelmissä. Käytettävän lähettimen rakenne saattaa poiketa esitetystä ilman, että poiketaan keksinnön perusajatuksesta. Alan ämmät- > 8 107100
Alaiselle on ilmeistä, että tekniikan kehittyessä keksinnön perusajatus voidaan toteuttaa monin eri tavoin. Keksintö ja sen suoritusmuodot eivät siten rajoitu yllä kuvattuihin esimerkkeihin vaan ne voivat vaihdella patenttivaatimusten puitteissa.
• -

Claims (10)

1. Menetelmä lähettimen l/Q-modulaattorin vaihe- ja amplitudiepä-balanssin korjaamiseen käytettävien korjausparametrien määrittämiseksi, joka lähetin käsittää l/Q-modulaattorin lähetettävän signaalin l/Q-moduloimiseksi ja 5 korjaimen l/Q-modulaattorin aiheuttaman vaihe- ja amplitudiepäbalanssin korjaamiseksi korjausparametrien mukaisesti, joka menetelmä käsittää vaiheet, joissa syötetään lähettimeen I- ja Q-testisignaalia ja otetaan näytteitä lähetettävästä l/Q-moduloidusta testisignaalista, 10 tunnettu siitä, että menetelmä käsittää lisäksi vaiheet, joissa A/D-muunnetaan lähetettävästä testisignaalista otetut signaalinäyt- teet, l/Q-demoduloidaan signaalinäytteet digitaalisesti I- ja Q-takaisinkytkentäsignaaleiksi, 15 määritetään l/Q-modulaattorin aiheuttama vaihe- ja amplitudiepä- balanssi I- ja Q-takaisinkytkentäsignaälien perusteella ja määritetään vaiheen ja amplitudin korjausparametrit määritetyn vaihe- ja amplitudiepäbalanssin perusteella.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 20 että korjausparametrit määritetään ennalta määrätyin väliajoin.
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että korjausparametrit määritetään linearisointiaikavälin aikana.
4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen menetelmä, t u n -nettu siitä, että I- ja Q-testisignaalit ovat sinisignaaleita, jotka ovat keske- 25 nään 90° vaihesiirrossa.
5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaihe, jossa määritetään l/Q-modulaattorin aiheuttama vaihe- ja amplitu-diepäbalanssi I- ja Q-takaisinkytkentäsignaalien perusteella käsittää vaiheet: määritetään l- ja Q-takaisinkytkentäsignaalien yhden jakson tai 30 useamman jakson keskiarvon l/Q-tasossa muodostama soikio, määritetään ajastusinformaation perusteella I- ja Q-takaisinkytkentäsignaaleja vastaavat vääristyneet I- ja Q-akselit l/Q-tasossa, mitataan soikion halkaisijat vääristyneiden I- ja Q-akseleiden suunnassa, 35 määritetään amplitudiepäbalanssi halkaisijoiden suhteesta ja » 10 107100 määritetään vaihe-epäbalanssi vääristyneiden I- ja Q-akseleiden välisestä kulmasta.
6. Järjestely lähettimen l/Q-modulaattorin vaihe- ja amplitudiepäba-lanssin korjaamiseen käytettävien korjausparametrien määrittämiseksi, joka 5 lähetin käsittää l/Q-modulaattorin (7) lähetettävän signaalin l/Q-moduloimiseksi ja korjaimen (4) l/Q-modulaattorin aiheuttaman vaihe- ja amp-litudiepäbalanssin korjaamiseksi korjausparametrien mukaisesti, joka järjestely käsittää välineet (9) näytteiden ottamiseksi lähetettävästä l/Q-moduloidusta 10 testisignaalista, joka on muodostettu lähettimeen syötetyistä I- ja Q-testisignaaleista, tunnettu siitä, että järjestely käsittää lisäksi välineet (14) lähetettävästä testisignaalista otettujen signaalinäyt-teiden A/D-muuntamiseksi, välineet (15) signaalinäytteiden l/Q-demoduloimiseksi digitaalisesti 15 I-ja Q-takaisinkytkentäsignaaleiksi, välineet (17) l/Q-modulaattorin aiheuttaman vaihe- ja amplitudiepä-balanssin määrittämiseksi I- ja Q-takaisinkytkentäsignaalien perusteella sekä välineet (17) vaiheen ja amplitudin korjausparametrien määrittämiseksi määritetyn vaihe- ja amplitudiepäbalanssin perusteella.
7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että järjestely on sovitettu määrittämään korjausparametrit ennalta määrätyin väliajoin.
8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että järjestely on sovitettu määrittämään korjausparametrit linearisointiaikavälin ·. 25 aikana.
9. Patenttivaatimuksen 6, 7 tai 8 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että I- ja Q-testisignaalit ovat sinisignaaleita, jotka ovat keskenään 90° vaihesiirrossa.
9 107100
10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen järjestely, tunnettu siitä, 30 että välineet l/Q-modulaattorin aiheuttaman vaihe- ja amplitudiepäbalanssin " määrittämiseksi I-ja Q-takaisinkytkentäsignaalien perusteella on sovitettu määrittämään I- ja Q-takaisinkytkentäsignaalien yhden jakson tai useamman jakson keskiarvon l/Q-tasossa muodostama soikio (21), määrittämään ajastusinformaation perusteella I- ja Q-35 takaisinkytkentäsignaaleja vastaavat vääristyneet I- ja Q-akselit l/Q-tasossa, « » · „ 107100 mittaamaan soikion (21) halkaisijat vääristyneiden I- ja Q-akseleiden suunnassa, määrittämään amplitudiepäbalanssi halkaisijoiden suhteesta ja määrittämään vaihe-epäbalanssi vääristyneiden I- ja Q-akseleiden 5 välisestä kulmasta. , i - « « ♦ 12 107100
FI990678A 1999-03-26 1999-03-26 I/Q-modulaattorin vaihe- ja amplitudiepäbalanssin korjaus FI107100B (fi)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI990678A FI107100B (fi) 1999-03-26 1999-03-26 I/Q-modulaattorin vaihe- ja amplitudiepäbalanssin korjaus
EP00914214A EP1166518A1 (en) 1999-03-26 2000-03-24 Correction of phase and amplitude imbalance of i/q modulator
AU35618/00A AU3561800A (en) 1999-03-26 2000-03-24 Correction of phase and amplitude imbalance of i/q modulator
PCT/FI2000/000246 WO2000059174A1 (en) 1999-03-26 2000-03-24 Correction of phase and amplitude imbalance of i/q modulator
US09/962,220 US6798844B2 (en) 1999-03-26 2001-09-26 Correction of phase and amplitude imbalance of I/Q modulator

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI990678A FI107100B (fi) 1999-03-26 1999-03-26 I/Q-modulaattorin vaihe- ja amplitudiepäbalanssin korjaus
FI990678 1999-03-26

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI990678A0 FI990678A0 (fi) 1999-03-26
FI990678A FI990678A (fi) 2000-09-27
FI107100B true FI107100B (fi) 2001-05-31

Family

ID=8554291

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI990678A FI107100B (fi) 1999-03-26 1999-03-26 I/Q-modulaattorin vaihe- ja amplitudiepäbalanssin korjaus

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6798844B2 (fi)
EP (1) EP1166518A1 (fi)
AU (1) AU3561800A (fi)
FI (1) FI107100B (fi)
WO (1) WO2000059174A1 (fi)

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19959403A1 (de) * 1999-12-09 2001-06-13 Rohde & Schwarz Anordnung zum Regeln der Ausgangsleistung eines HF-Senders
US6898252B1 (en) * 2000-07-21 2005-05-24 Intel Corporation IQ mismatch cancellation
JP4046489B2 (ja) * 2001-07-17 2008-02-13 富士通株式会社 送信増幅器の並列運転システム
US7058139B2 (en) 2001-11-16 2006-06-06 Koninklijke Philips Electronics N.V. Transmitter with transmitter chain phase adjustment on the basis of pre-stored phase information
US20030179830A1 (en) * 2002-03-25 2003-09-25 Eidson Donald B. Efficient, high fidelity transmission of modulation schemes through power-constrained remote relay stations by local transmit predistortion and local receiver feedback
US7010278B2 (en) * 2002-10-25 2006-03-07 Freescale Semiconductor, Inc. Sideband suppression method and apparatus for quadrature modulator using magnitude measurements
JP2004343164A (ja) * 2003-05-13 2004-12-02 Renesas Technology Corp 通信用半導体集積回路および無線通信システム
EP1630976A1 (en) * 2003-06-02 2006-03-01 Fujitsu Limited Array antenna communication device and array antenna communication device calibration method
US7460614B2 (en) * 2003-06-25 2008-12-02 Interdigital Technology Corporation Method and system for adjusting the amplitude and phase characteristics of real and imaginary signal components of complex signals processed by an analog radio transmitter
US7280612B2 (en) * 2003-07-25 2007-10-09 Zarbana Digital Fund Llc Digital branch calibrator for an RF transmitter
US7298793B2 (en) 2003-08-21 2007-11-20 Mediatek Inc. Method and apparatus for I/Q mismatch calibration of transmitter
JP4376689B2 (ja) * 2004-04-21 2009-12-02 富士通株式会社 直交変調システム
US7323922B1 (en) * 2004-07-20 2008-01-29 Analog Devices, Inc. Digitally controlled gain stage having an analogue control input
WO2006030481A1 (ja) * 2004-09-13 2006-03-23 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha 歪補償装置
JP2008526152A (ja) * 2004-12-27 2008-07-17 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 送信装置
US7760833B1 (en) * 2005-02-17 2010-07-20 Analog Devices, Inc. Quadrature demodulation with phase shift
US7653147B2 (en) * 2005-08-17 2010-01-26 Intel Corporation Transmitter control
KR100735366B1 (ko) * 2005-08-23 2007-07-04 삼성전자주식회사 무선 송수신장치에서 자가 보상장치 및 방법
US7327202B2 (en) * 2006-05-31 2008-02-05 Agilent Technologies, Inc. Optimization for an IQ modulator
TWI309940B (en) * 2006-06-05 2009-05-11 Realtek Semiconductor Corp Method and device for compensating iq imbalance
FI20075299A0 (fi) * 2007-04-30 2007-04-30 Nokia Corp A/D-muuntimen ja vastaanottimen suorituskyvyn parantaminen
TW201027953A (en) * 2009-01-09 2010-07-16 Ralink Technology Corp Method and circuit for calibrating analog circuit components
RU2535917C2 (ru) * 2009-11-09 2014-12-20 Хуавэй Текнолоджиз Ко., Лтд. Способ, устройство и система для коррекции микроволновых сигналов
US8581762B2 (en) * 2010-12-03 2013-11-12 Marvell World Trade Ltd. Continuous time sigma-delta ADC with embedded low-pass filter
US9059721B2 (en) 2011-01-12 2015-06-16 Blackberry Limited Electronic device including voltage controlled oscillator pulling compensation circuit and related methods
TWI416899B (zh) 2011-02-17 2013-11-21 Realtek Semiconductor Corp 校正通訊電路中同相／正交訊號間之不匹配的方法與裝置
US20120294343A1 (en) * 2011-05-16 2012-11-22 Phase Matrix, Inc. RF I/Q Modulator with Sampling Calibration System
US8774316B2 (en) 2011-07-13 2014-07-08 Harris Corporation Transmitter including calibration of an in-phase/quadrature (I/Q) modulator and associated methods
US8971456B2 (en) 2011-12-19 2015-03-03 Motorola Solutions, Inc. Apparatus and method for a dual watch receiver
TWI456959B (zh) * 2012-07-11 2014-10-11 Realtek Semiconductor Corp 補償無線通訊系統之訊號不平衡的方法
US8995345B2 (en) 2012-11-28 2015-03-31 Motorola Solutions, Inc. Method and apparatus for confirming delivery in a multi-channel receiving apparatus
TWI575912B (zh) * 2015-07-01 2017-03-21 晨星半導體股份有限公司 不匹配補償裝置與方法以及不匹配偵測裝置
US11228478B1 (en) * 2020-10-13 2022-01-18 Nxp B.V. Systems and methods for calibration of in-phase/quadrature (I/Q) modulators
CN113691264B (zh) * 2021-08-27 2022-11-08 中山大学 一种针对qam调制的片上集成实时校准网络

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6436153A (en) * 1987-07-31 1989-02-07 Nec Corp Quadruple phase modulator
EP0343273B1 (de) * 1988-05-27 1994-04-27 Deutsche ITT Industries GmbH Korrekturschaltung für ein digitales Quadratur-Signalpaar
FR2641923B1 (fr) * 1989-01-19 1991-03-22 Alcatel Thomson Faisceaux Procede d'asservissement des parametres d'un modulateur a 2n etats de phase et d'amplitude, et dispositif de mise en oeuvre de ce procede
DE69222452T2 (de) * 1991-03-11 1998-02-26 Nippon Telegraph & Telephone Quadraturamplitudenmodulator mit Verzerrungskompensation
GB2257860B (en) 1991-07-06 1995-09-20 Racal Communications Syst Ltd Amplification systems
EP0598585B1 (en) * 1992-11-16 1999-03-31 Linear Modulation Technology Ltd Automatic calibration of the quadrature balance within a cartesian amplifier
EP0608577A1 (en) 1993-01-28 1994-08-03 BELL TELEPHONE MANUFACTURING COMPANY Naamloze Vennootschap GMSK modulator with automatic calibration
FI94476C (fi) 1993-11-18 1995-09-11 Nokia Telecommunications Oy Menetelmä lähetinvastaanotinyksikön lähettimen vaihevirheen minimoimiseksi sekä lähetinvastaanotinyksikkö
IT1265271B1 (it) 1993-12-14 1996-10-31 Alcatel Italia Sistema di predistorsione in banda base per la linearizzazione adattativa di amplificatori di potenza
JP2967699B2 (ja) 1995-03-06 1999-10-25 日本電気株式会社 送信装置
US5732333A (en) * 1996-02-14 1998-03-24 Glenayre Electronics, Inc. Linear transmitter using predistortion
FR2746564B1 (fr) 1996-03-22 1998-06-05 Matra Communication Procede pour corriger des non-linearites d'un amplificateur, et emetteur radio mettant en oeuvre un tel procede
FR2755808B1 (fr) * 1996-11-14 1999-01-08 Alsthom Cge Alcatel Estimateur d'un defaut de fonctionnement d'un modulateur en quadrature et etage de modulation l'utilisant
US6009317A (en) * 1997-01-17 1999-12-28 Ericsson Inc. Method and apparatus for compensating for imbalances between quadrature signals
US5923712A (en) 1997-05-05 1999-07-13 Glenayre Electronics, Inc. Method and apparatus for linear transmission by direct inverse modeling
US6054896A (en) * 1998-12-17 2000-04-25 Datum Telegraphic Inc. Controller and associated methods for a linc linear power amplifier
US6054894A (en) * 1998-06-19 2000-04-25 Datum Telegraphic Inc. Digital control of a linc linear power amplifier
US5990738A (en) * 1998-06-19 1999-11-23 Datum Telegraphic Inc. Compensation system and methods for a linear power amplifier
US6330290B1 (en) * 1998-09-25 2001-12-11 Lucent Technologies, Inc. Digital I/Q imbalance compensation
US6188732B1 (en) * 1998-10-19 2001-02-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Digital feedforward amplifier for use in an RF transmitter and method of operation
WO2000039920A1 (en) * 1998-12-24 2000-07-06 Nokia Networks Oy Multi-frequency transmitter using predistortion and a method of transmitting
US6304140B1 (en) * 2000-06-12 2001-10-16 Motorola, Inc. Digital predistortion for amplifiers

Also Published As

Publication number Publication date
AU3561800A (en) 2000-10-16
EP1166518A1 (en) 2002-01-02
US20020015450A1 (en) 2002-02-07
WO2000059174A1 (en) 2000-10-05
US6798844B2 (en) 2004-09-28
FI990678A0 (fi) 1999-03-26
FI990678A (fi) 2000-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI107100B (fi) I/Q-modulaattorin vaihe- ja amplitudiepäbalanssin korjaus
FI107212B (fi) I/Q-modulaattorin tasajännitesiirtymän korjaus
US7403573B2 (en) Uncorrelated adaptive predistorter
US7062233B2 (en) Transmitter linearization
US6934341B2 (en) Method and apparatus for plurality signal generation
EP1040571B1 (en) Method and arrangement for correcting phase error in linearization loop of power amplifier
US8326239B1 (en) Power amplifier linearization using digital predistortion
US6654426B2 (en) Correction of nonlinearity of I/Q modulator
AU773197B2 (en) A method and apparatus for reducing adjacent channel power in wireless communication systems
US8831543B2 (en) Method and system for a linearized transmitter including a power amplifier
JP2003513498A (ja) 電力増幅器の適応線形化
US7242725B2 (en) Adaptive broadband post-distortion receiver for digital radio communication system
US20050156662A1 (en) Amplifier predistortion and autocalibration method and apparatus
JPH1013160A (ja) 増幅器の非線形性を補正する方法及びその方法を使用する無線送信機
US7251293B2 (en) Digital pre-distortion for the linearization of power amplifiers with asymmetrical characteristics
US20080139141A1 (en) Method and system for estimating and compensating non-linear distortion in a transmitter using data signal feedback
JPH1032435A (ja) 増幅器の非線形性を補正する方法及びその方法を使用する無線送信機
US6711217B1 (en) Apparatus and method for linearized power amplification
JP2000286915A (ja) 信号変調回路及び信号変調方法
US20210399690A1 (en) Radio frequency power amplifier adaptive digital pre-distortion
EP1538798A2 (en) Wireless commmunication unit, linearised transmitter circuit and method of linearising therein
US6940919B2 (en) Bandpass predistortion method and apparatus for radio transmission
CN114374399B (zh) 高精度iq失衡矫正系统
GB2400250A (en) A method for the improved accuracy of LO phase adjustment in the feedback circuit of a Cartesian amplifier
FI108377B (fi) Lõhettimen tehovahvistimen linearisoiminen

Legal Events

Date Code Title Description
MA Patent expired