JP2003333117A - Coherent adaptive calibration system and method - Google Patents
Coherent adaptive calibration system and methodInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、無線通信に関す
る。さらに詳しくいえば、本発明は、受信機装置の適応
校正(adaptive calibration)に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to wireless communication. More particularly, the present invention relates to adaptive calibration of receiver equipment.
【0002】[0002]
【関連技術】デジタル通信システムの出現と普及によっ
て、低コスト、高性能な無線受信機に対する需要が加速
的に増大し続けている。それらの需要は、無線リンク搬
送周波数からベースバンド周波数への単一のコンバージ
ョン(変換)を実現するダイレクトコンバージョン(直
接変換)受信機アーキテクチャの開発に対する強い興味
をひき起こしてきた。ダイレクトコンバージョン受信機
を採用したことによる複雑さの減少によって、コストの
低減と性能の向上のための大きな可能性が確保される。2. Related Art With the advent and spread of digital communication systems, the demand for low-cost, high-performance wireless receivers continues to increase at an accelerated rate. Those demands have generated a strong interest in the development of direct conversion receiver architectures that achieve a single conversion from the radio link carrier frequency to the baseband frequency. The reduced complexity of adopting a direct conversion receiver ensures great potential for reduced cost and improved performance.
【0003】最近のデジタル通信装置の多くは、無線信
号が相対的な位相のずれ90度で情報を運ぶ同相(I)
成分と直交(Q)成分とを含んでいる直交変調のやり方
を使用している。典型的には、同相成分と直交成分は、
ダイレクトコンバージョン受信機内の2つの異なる信号
経路を用いて受信される。2つの経路の間の利得または
位相におけるいかなる相違も信号中の情報を劣化させ
る。さらに、受信機により発生するどのようなDC(直
流)オフセットまたは低周波ノイズ電圧も信号中の情報
を劣化させる。In many modern digital communication devices, radio signals carry in-phase (I) information, which carries information with a relative phase shift of 90 degrees.
A quadrature modulation scheme is used that includes a component and a quadrature (Q) component. Typically, the in-phase and quadrature components are
It is received using two different signal paths within the direct conversion receiver. Any difference in gain or phase between the two paths degrades the information in the signal. In addition, any DC offset or low frequency noise voltage generated by the receiver will degrade the information in the signal.
【0004】この劣化を低減するために、ダイレクトコ
ンバージョン受信機は、しばしば、適応校正機構を採用
している。例えば、コヒーレントでない適応校正機構を
含む先行技術の装置が提案されている。しかし、そのよ
うなコヒーレントでない適応校正機構は、高い雑音指数
を示し、したがって、受信機の不完全さを正確には校正
しない。To reduce this degradation, direct conversion receivers often employ adaptive calibration mechanisms. For example, prior art devices have been proposed that include an adaptive calibration mechanism that is not coherent. However, such non-coherent adaptive calibration schemes exhibit a high noise figure and therefore do not accurately calibrate receiver imperfections.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】したがって、この技術
分野には、正確で、低雑音の校正を行う適応校正装置を
開発する必要がある。Therefore, there is a need in the art for the development of an adaptive calibration system that provides accurate, low noise calibration.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】例えば無線周波数信号を
受信するために使用されるダイレクトコンバージョン受
信機などの受信機内の誤差を調整するために、コヒーレ
ント適応校正受信機および方法が使用される。第1のチ
ャネル信号サンプルの系列は、第1のチャネルオフセッ
ト修正パラメータが加えられて第1のチャネルサンプル
の修正された系列を生成される。第2のチャネル信号サ
ンプルの系列は、第2のチャネルオフセット修正パラメ
ータが加えられ、その後で利得不平衡修正パラメータが
乗じられ、第1のチャネルサンプルの修正された系列と
位相誤差修正パラメータとの積が加え合わされて、第2
のチャネルサンプルの修正された組が生成される。修正
されるとき、第1のチャネルと第2のチャネルは相互に
直交している。SUMMARY OF THE INVENTION Coherent adaptive calibration receivers and methods are used to adjust for errors in receivers, such as direct conversion receivers used to receive radio frequency signals. The sequence of first channel signal samples is added with a first channel offset modification parameter to produce a modified sequence of first channel samples. The sequence of second channel signal samples is added with a second channel offset correction parameter followed by multiplication with a gain imbalance correction parameter, the product of the corrected sequence of first channel samples and the phase error correction parameter. Is added, the second
A modified set of channel samples of is generated. When modified, the first channel and the second channel are orthogonal to each other.
【0007】第1のチャネルサンプルの修正された系列
は、第1の正弦波形が乗じられて第1の積が決定され
る。第2のチャネルサンプルの修正された系列は、第2
の正弦波形が乗じられて第2の積が決定される。第2の
正弦波形は、第1の正弦波形とは位相が90度異なって
いる。The modified sequence of first channel samples is multiplied by a first sinusoidal waveform to determine a first product. The modified sequence of second channel samples is the second
Is multiplied by the sinusoidal waveform of to determine the second product. The second sine waveform is 90 degrees out of phase with the first sine waveform.
【0008】第1の積がフィルタリング(濾波)されて
第1のチャネル利得不平衡量が決定される。第2の積が
フィルタリングされて第2のチャネル利得不平衡量が決
定される。利得不平衡修正パラメータの次の値は、第1
および第2のチャネル利得不平衡量に基づいて決定され
る。一つの実施態様では、乗算とフィルタリングはデジ
タル的に実行される。The first product is filtered to determine a first channel gain imbalance amount. The second product is filtered to determine a second channel gain imbalance amount. The next value of the gain imbalance correction parameter is the first
And a second channel gain imbalance amount. In one embodiment, multiplication and filtering are performed digitally.
【0009】あるいは、またはさらに、第2のチャネル
サンプルの修正された系列は、第1の正弦波形を乗じら
れて第3の積が決定される。第3の積がフィルタリング
されて位相誤差量が決定される。位相修正パラメータの
次の値は、第1の利得不平衡量と位相誤差量とに基づい
て決定される。Alternatively, or in addition, the modified sequence of second channel samples is multiplied by a first sinusoidal waveform to determine a third product. The third product is filtered to determine the amount of phase error. The next value of the phase correction parameter is determined based on the first gain imbalance amount and the phase error amount.
【0010】一つの実施態様では、本発明は受信機で具
体化される。受信機は、第1のチャネル信号サンプルの
系列に第1のチャネルオフセット修正パラメータを加え
て第1のチャネルサンプルの修正された系列を生成する
ように構成されている第1の加算器を有する。受信機
は、第1のチャネルサンプルの修正された系列と位相誤
差修正パラメータとを乗ずるように構成されている第1
の乗算器も有する。第2の加算器が、第2のチャネル信
号サンプルの系列に第2のチャネルオフセット修正パラ
メータを加えるように、構成されている。第2の乗算器
が、第2の加算器の出力に利得不平衡修正値を乗ずるよ
うに構成されている。第3の加算器が、第1の乗算器の
出力と第2の乗算器の出力とを加え合わせて第2のチャ
ネルサンプルの修正された組を生成するように構成され
ている。ここで、第2のチャネルは第1のチャネルに直
交している。第3の乗算器が、第1のチャネルサンプル
の修正された系列に第1のデジタル化された正弦波形を
乗ずるように、構成されている。第4の乗算器が、第2
のチャネルサンプルの修正された系列に、第1のデジタ
ル化された正弦波形と位相が90度異なる第2のデジタ
ル化された正弦波形を乗ずるように、構成されている。
第1のデジタルフィルタが、第3の乗算器の出力をフィ
ルタリングして第1のチャネル利得不平衡量を決定する
ように構成されている。第2のデジタルフィルタが、第
4の乗算器の出力をフィルタリングして第2のチャネル
利得不平衡量を決定するように構成されている。計算器
が、第1および第2のチャネル利得不平衡量に基づいて
利得不平衡修正パラメータを決定するように構成されて
いる。In one embodiment, the invention is embodied in a receiver. The receiver has a first adder configured to add a first channel offset correction parameter to the series of first channel signal samples to produce a modified series of first channel samples. The receiver is configured to multiply the modified sequence of first channel samples by a phase error correction parameter.
Also has a multiplier of. A second adder is configured to add a second channel offset correction parameter to the series of second channel signal samples. The second multiplier is configured to multiply the output of the second adder by the gain imbalance correction value. A third adder is configured to add the output of the first multiplier and the output of the second multiplier to produce a modified set of second channel samples. Here, the second channel is orthogonal to the first channel. A third multiplier is configured to multiply the modified sequence of first channel samples by the first digitized sine waveform. The fourth multiplier is the second
Is adapted to be multiplied by a second digitized sine waveform that is 90 degrees out of phase with the first digitized sine waveform.
The first digital filter is configured to filter the output of the third multiplier to determine the first channel gain imbalance amount. A second digital filter is configured to filter the output of the fourth multiplier to determine the second channel gain imbalance amount. A calculator is configured to determine a gain imbalance correction parameter based on the first and second channel gain imbalance amounts.
【0011】別の実施態様では、本発明は、第1のチャ
ネル信号サンプルの系列に第1のチャネルオフセット修
正パラメータを加えて第1のチャネルサンプルの修正さ
れた系列を生成するように構成されている第1の加算器
を有する受信機によって、具体化される。第1の乗算器
が、第1のチャネルサンプルの修正された系列と位相誤
差修正パラメータとを乗ずるように構成されている。第
2の加算器が、第2のチャネル信号サンプルの系列に第
2のチャネルオフセット修正パラメータを加えるように
構成されている。第2の乗算器が、第2の加算器の出力
に利得不平衡修正値を乗ずるように構成されている。第
3の加算器が、第1の乗算器の出力と第2の乗算器の出
力とを加え合わせて第2のチャネルサンプルの修正され
た組を生成するように、構成されている。ここで、第2
のチャネルは第1のチャネルに直交している。第3の乗
算器が、第1のチャネルサンプルの修正された系列に第
1のデジタル化された正弦波形を乗ずるように構成され
ている。第4の乗算器が、第2のチャネルサンプルの修
正された系列に第1の正弦波形を乗じて第3の積を決定
するように構成されている。第1のデジタルフィルタ
が、第3の乗算器の出力をフィルタリングして第1のチ
ャネル利得不平衡量を決定するように構成されている。
第2のデジタルフィルタが、第4の乗算器の出力をフィ
ルタリングして位相誤差量を決定するように構成されて
いる。計算器が、第1の利得不平衡量と位相誤差量とに
基づいて位相修正パラメータの次の値を決定するように
構成されている。In another embodiment, the invention is configured to add a first channel offset correction parameter to the sequence of first channel signal samples to produce a modified sequence of first channel samples. Embodied by a receiver having a first adder present. A first multiplier is configured to multiply the modified sequence of first channel samples by the phase error correction parameter. The second adder is configured to add a second channel offset correction parameter to the series of second channel signal samples. The second multiplier is configured to multiply the output of the second adder by the gain imbalance correction value. A third adder is configured to add the output of the first multiplier and the output of the second multiplier to produce a modified set of second channel samples. Where the second
Channels are orthogonal to the first channel. A third multiplier is configured to multiply the modified sequence of first channel samples by the first digitized sine waveform. A fourth multiplier is configured to multiply the modified sequence of second channel samples by the first sinusoidal waveform to determine a third product. The first digital filter is configured to filter the output of the third multiplier to determine the first channel gain imbalance amount.
The second digital filter is configured to filter the output of the fourth multiplier to determine the amount of phase error. A calculator is configured to determine a next value of the phase modification parameter based on the first amount of gain imbalance and the amount of phase error.
【0012】本発明の諸特徴、諸目的および諸利点は、
全体を通じて同じ参照符号が対応するようにされている
図面を参照して、以下に述べられている詳細な説明から
一層明らかになるであろう。The features, objects and advantages of the present invention are as follows:
It will become more apparent from the detailed description given below with reference to the drawings, wherein like reference numerals are used throughout.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】適応校正は、受信機によりもたら
される劣化(corruption)を補償するために用いられる。
適応校正は、現在の劣化の測定と、更新された修正パラ
メータの計算と、更新された修正パラメータの受信され
た信号への適用とを含む。この過程は反復的で、校正パ
ラメータは現在の動作条件に適応する。例えば、受信機
により導入される劣化は、通常は、動作周波数と動作温
度との関数である。したがって、受信機により導入され
る劣化は、時間の関数として変化する。適応校正の反復
性によって、そのような時間的に変化する動作を補償で
きる。受信機により導入される劣化は、受信機により出
力される結果としてのデジタルビットに誤りを発生され
ることがあり、したがって、システム全体の性能を低下
させる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Adaptive calibration is used to compensate for the corruption introduced by the receiver.
Adaptive calibration involves measuring the current degradation, calculating updated correction parameters, and applying the updated correction parameters to the received signal. This process is iterative and the calibration parameters adapt to the current operating conditions. For example, the degradation introduced by the receiver is usually a function of operating frequency and operating temperature. Therefore, the degradation introduced by the receiver changes as a function of time. The repeatability of adaptive calibration can compensate for such time-varying behavior. The degradation introduced by the receiver can cause errors in the resulting digital bits output by the receiver, thus reducing overall system performance.
【0014】図1は通信装置100のブロック図であ
る。この通信装置は、ダイレクトコンバージョンデジタ
ル受信機の実現において起きる利得不平衡、直交誤差、
直流(DC)および低周波オフセット誤差を補償する、
本発明の適応校正装置および方法を備えている。アンテ
ナおよび送受切替器(デュプレクサ)102が、通信装
置100を無線リンクに結合したり、無線リンクから切
離したりする。一実施形態では、アンテナおよび送受切
替器102は、受信周波数の範囲の外側の妨害信号のレ
ベルを下げて、信号帯域への帯域外電力からのエイリア
シング(aliasing)を阻止するように機能するバンドバス
フィルタを有する。アンテナおよび送受切替器102
は、無線リンクからの受信信号を単極双投スイッチ10
6に結合する。あるいは、以下により詳しく説明するよ
うに、スイッチ106は、結合器(カプラ)として具体
化できる。いずれの場合にも、スイッチ106は、アン
テナおよび送受切替器102からの受信信号をダイレク
トコンバージョン受信機110(以下により詳しく説明
する)に結合する。ダイレクトコンバージョン受信機1
10は、無線搬送波周波数(fc)の変調された信号を
受信し、同相(I)および直交(Q)のフィルタリング
された信号サンプル成分を生成する。アンテナおよび送
受切替器102は、送信機104からの送信信号を無線
リンクに結合する。FIG. 1 is a block diagram of the communication device 100. This communication device has gain imbalance, quadrature error, which occur in the realization of a direct conversion digital receiver.
Compensate for direct current (DC) and low frequency offset errors,
The adaptive calibration apparatus and method of the present invention are provided. An antenna and a duplexer 102 couple the communication device 100 to a wireless link or disconnect it from the wireless link. In one embodiment, the antenna and duplexer 102 is a band bus that functions to reduce the level of interfering signals outside the range of received frequencies to prevent aliasing from out-of-band power into the signal band. Has a filter. Antenna and duplex switch 102
Is a single-pole double-throw switch 10 for receiving a signal received from the wireless link.
Connect to 6. Alternatively, switch 106 can be embodied as a coupler, as described in more detail below. In either case, the switch 106 couples the received signals from the antenna and duplexer 102 to the direct conversion receiver 110 (described in more detail below). Direct conversion receiver 1
10 receives the modulated signal at the radio carrier frequency (f c ) and produces in-phase (I) and quadrature (Q) filtered signal sample components. The antenna and duplexer 102 couples the transmitted signal from the transmitter 104 into a wireless link.
【0015】IおよびQのフィルタリングされた信号サ
ンプルは、ダイレクトコンバージョン受信機110によ
ってデジタルプロセッサ112に出力される。デジタル
プロセッサ112は信号サンプルをデジタル的に復調す
る。他の多くの機能に加え、デジタルプロセッサ112
は、周波数制御と信号波形クロックと送信データも出力
する。一実施形態では、デジタルプロセッサ112は、
ソフトウエアコードを実行する汎用マイクロプロセッサ
である。あるいは、デジタルプロセッサ112の機能
は、特定用途集積回路(ASIC)に個別(ディスクリ
ート)ハードウェア部品またはソフトウエアを組み合わ
せて、またはASICとそれらとの組合わせで実現でき
る。The I and Q filtered signal samples are output by the direct conversion receiver 110 to a digital processor 112. Digital processor 112 digitally demodulates the signal samples. Digital processor 112, in addition to many other features
Also outputs frequency control, signal waveform clock and transmission data. In one embodiment, the digital processor 112 is
A general purpose microprocessor that executes software code. Alternatively, the functionality of digital processor 112 may be implemented in an application specific integrated circuit (ASIC) with a combination of discrete (discrete) hardware components or software, or with an ASIC in combination with them.
【0016】上記のように、通信装置100は適応校正
装置を組み込んでいる。この適応校正装置は、ダイレク
トコンバージョン受信機110によりもたらされた劣化
を補償するために用いられる。適応校正装置は、測定、
計算および修正の3つの機能で構成されている。それら
の機能を実現するために、校正信号が生成されてダイレ
クトコンバージョン受信機110を通じて送られ、結果
がダイレクトコンバージョン受信機110およびデジタ
ルプロセッサ112内の適応測定および校正アルゴリズ
ムによって解析される。例えば、一実施形態では、標準
モード動作中に、送信周波数シンセサイザ114がRF
(radio frequency)校正周波数(f0)のRF校正信号を
発生する。デジタルプロセッサ112の制御の下にある
単極双投スイッチ108が送信周波数シンセサイザ11
4の出力をスイッチ106または送信機104に結合す
る。(一実施形態では、スイッチ108と106は、ス
イッチングの技術分野において周知の技術を用いて単一
の集積された部品で具体化される。)校正モード中は、
スイッチ108は、スイッチ106を介してダイレクト
コンバージョン受信機110にRF校正信号を結合す
る。ダイレクトコンバージョン受信機110は、無線リ
ンクRF搬送波信号と同様にして校正信号をダウンコン
バージョンし、測定のためのIおよびQのフィルタリン
グされた校正サンプルを生成する。ダイレクトコンバー
ジョン受信機110は、信号経路によってもたらされた
誤差を測定する。測定を基にして、デジタルプロセッサ
112は校正パラメータの系列を計算し、校正パラメー
タをダイレクトコンバージョン受信機110へ送る。ダ
イレクトコンバージョン受信機100は、測定された誤
差を修正するために校正パラメータを使用する。As mentioned above, the communication device 100 incorporates an adaptive calibration device. This adaptive calibrator is used to compensate for the degradation introduced by the direct conversion receiver 110. The adaptive calibrator measures,
It consists of three functions: calculation and correction. To implement those functions, a calibration signal is generated and sent through the direct conversion receiver 110, and the results are analyzed by adaptive measurement and calibration algorithms within the direct conversion receiver 110 and digital processor 112. For example, in one embodiment, during normal mode operation, the transmit frequency synthesizer 114 may have an RF
(radio frequency) An RF calibration signal having a calibration frequency (f 0 ) is generated. The single-pole double-throw switch 108 under the control of the digital processor 112 causes the transmission frequency synthesizer 11 to
4 outputs to switch 106 or transmitter 104. (In one embodiment, switches 108 and 106 are embodied in a single integrated component using techniques well known in the switching arts.) During calibration mode:
Switch 108 couples the RF calibration signal to direct conversion receiver 110 via switch 106. The direct conversion receiver 110 downconverts the calibration signal in the same manner as the wireless link RF carrier signal to produce I and Q filtered calibration samples for the measurement. The direct conversion receiver 110 measures the error introduced by the signal path. Based on the measurements, the digital processor 112 calculates a series of calibration parameters and sends the calibration parameters to the direct conversion receiver 110. The direct conversion receiver 100 uses the calibration parameters to correct the measured error.
【0017】通信装置100は、標準動作モードと校正
動作モードとの2つの動作モードのうちの1つで動作す
る。標準動作モードでは、ダイレクトコンバージョン受
信機110は、劣化を補償するために現在の修正パラメ
ータを使用する。標準動作モードでは、通信装置100
は、測定機能と計算機能を実行しない。Communication device 100 operates in one of two operating modes, a standard operating mode and a calibration operating mode. In standard operating mode, the direct conversion receiver 110 uses the current correction parameters to compensate for the degradation. In the standard operating mode, the communication device 100
Does not perform measurement or calculation functions.
【0018】校正モードでは、ダイレクトコンバージョ
ン受信機110は現在の動作条件を測定する。3つの異
なる校正モードが可能である。どの1つの実装でも、1
つ、2つまたは3つ全部の校正モードを含ることができ
る。3つの校正モードとは、(1)コンカレント(同
時)外部校正モード、(2)コンカレント内部校正モー
ド、および(3)排他的内部校正モード、である。In the calibration mode, the direct conversion receiver 110 measures current operating conditions. Three different calibration modes are possible. 1 for any one implementation
One, two or all three calibration modes can be included. The three calibration modes are (1) concurrent (simultaneous) external calibration mode, (2) concurrent internal calibration mode, and (3) exclusive internal calibration mode.
【0019】両方の内部校正モードでは、通信装置10
0は、ダイレクトコンバージョン受信機110に結合さ
れる校正信号を発生する。コンカレント内部校正モード
では、スイッチ106はカプラとして機能し、校正信号
はアンテナおよび送受切替器102から受信した無線リ
ンク信号に加えて、ダイレクトコンバージョン受信機1
10に結合される。排他的内部校正モードでは、スイッ
チ106は、ダイレクトコンバージョン受信機110の
入力を校正信号に結合し、ダイレクトコンバージョン受
信機110をアンテナおよび送受切替器102からの無
線リンク信号入力から切離す単極双投スイッチとして作
動する。In both internal calibration modes, the communication device 10
0 produces a calibration signal that is coupled to the direct conversion receiver 110. In the concurrent internal calibration mode, the switch 106 functions as a coupler, and the calibration signal is added to the wireless link signal received from the antenna and the duplexer 102, as well as the direct conversion receiver 1.
Combined with 10. In the exclusive internal calibration mode, the switch 106 couples the input of the direct conversion receiver 110 to the calibration signal and disconnects the direct conversion receiver 110 from the antenna and the radio link signal input from the duplexer 102, a single pole double throw. Acts as a switch.
【0020】外部校正モードでは、入力通信信号の1つ
が校正信号として使用される。例えば、無線リンクは校
正信号を一定波形(CW)または狭帯域データ信号の形
で運ぶ。そのような場合には、スイッチ106は、単に
直接、アンテナ送受切替器102の出力をダイレクトコ
ンバージョン受信機110に結合する。校正のために通
信信号を使用することは、別々の校正信号を発生するこ
とに伴うコストを削減する。そのような動作の不利な点
は、装置全体としての容量および性能の低下と、校正プ
ロセスに関連する雑音レベルが上昇する可能性があるこ
とである。In the external calibration mode, one of the input communication signals is used as the calibration signal. For example, wireless links carry calibration signals in the form of constant waveform (CW) or narrowband data signals. In such a case, switch 106 simply directly couples the output of antenna duplexer 102 to direct conversion receiver 110. Using communication signals for calibration reduces the costs associated with generating separate calibration signals. The disadvantage of such operation is that it may reduce the overall capacity and performance of the device and may increase the noise level associated with the calibration process.
【0021】上記のように、校正モード中は、測定機能
と計算機能が実行される。正確な測定と正確な計算をコ
ンカレント内部校正モードで動作中に達成できるものと
すると、それは好適な校正モードである。しかしなが
ら、無線リンク信号の現在の動作レベルなどの主だった
条件がコンカレント内部校正モードでの正確な測定を妨
げるものとすると、他の校正モードの1つを使用でき
る。As described above, the measurement function and the calculation function are executed during the calibration mode. Given that accurate measurements and accurate calculations can be achieved while operating in concurrent internal calibration mode, it is the preferred calibration mode. However, one of the other calibration modes can be used, provided that the predominant conditions, such as the current operating level of the radio link signal, prevent accurate measurements in the concurrent internal calibration mode.
【0022】図1に示されている実施形態では、校正信
号は送信周波数シンセサイザ114により発生される。
送信周波数シンセサイザ114による校正信号の発生に
よって、特に全二重動作が求められない装置において、
効率的なアーキテクチャが得られる。例えばGSM(Glo
bal System for Mobile Communications)システムで
は、およびIS(Interim Standard)−54にしたがって
動作する合衆国時分割多重化アクセス(TDMA)シス
テムでは、送信機能と受信機能は時分割多重されて、受
信期間中は送信周波数シンセサイザ114をアイドル状
態のままにする。また、そのようなTDMAシステムで
は、受信信号が通信装置100へ送られていない期間中
での排他的内部校正モードの使用によって、システムの
十分な性能を犠牲にすることなく、正確な測定を行うこ
とができる。他の実施形態では、校正信号は、例えば専
用の校正信号シンセサイザなどの他の周波数シンセサイ
ザによって発生される。専用シンセサイザは、CDMA
などの全二重システムで使用でき、また、送信機のデュ
ーティサイクルが許すものよりも頻繁に再校正が求めら
れる場合にも使用できる。In the embodiment shown in FIG. 1, the calibration signal is generated by the transmit frequency synthesizer 114.
Due to the generation of the calibration signal by the transmission frequency synthesizer 114, especially in a device that does not require full-duplex operation,
An efficient architecture is obtained. For example GSM (Glo
In the bal System for Mobile Communications) system, and in the United States Time Division Multiple Access (TDMA) system operating according to IS (Interim Standard) -54, the transmit and receive functions are time division multiplexed and transmit during the receive period. The frequency synthesizer 114 remains idle. Also, in such TDMA systems, the use of an exclusive internal calibration mode during periods when the received signal is not being sent to the communication device 100 provides accurate measurements without sacrificing sufficient system performance. be able to. In other embodiments, the calibration signal is generated by another frequency synthesizer, such as a dedicated calibration signal synthesizer. The dedicated synthesizer is CDMA
It can also be used in full-duplex systems such as and where recalibration is required more frequently than the transmitter duty cycle allows.
【0023】図2は、ダイレクトコンバージョン受信機
110を非常に詳しく示すブロック図である。ダイレク
トコンバージョン受信機110は、無線リンク信号と校
正信号の実際のダウンコンバージョンを行うダイレクト
コンバーター120を含んでいる。例えば、一実施形態
では、コンバージョン(変換)は、デルタ‐シグマ変調
器の変換(translating)とデシメーション(間引き)フ
ィルタリングを用いて成し遂げられる。他の実施形態で
は、ダイレクトコンバーター120は、標準のバランス
ドミキサ(平衡混合器)またはその他の連続時間素子を
用いて実現され、その結果のアナログ信号はアナログ−
デジタル変換器でデジタル化される。いずれの場合に
も、ダイレクトコンバーター120は、I経路とQ経路
の両方を有し、同相経路デジタルサンプルYI[m]と直
交経路デジタルサンプルYQ[m]を出力する。FIG. 2 is a block diagram showing the direct conversion receiver 110 in greater detail. The direct conversion receiver 110 includes a direct converter 120 that performs the actual down conversion of the radio link signal and the calibration signal. For example, in one embodiment, conversion is accomplished using delta-sigma modulator translating and decimation filtering. In other embodiments, the direct converter 120 is implemented using a standard balanced mixer or other continuous time element, and the resulting analog signal is an analog-to-analog signal.
Digitized by digital converter. In either case, the direct converter 120 has both an I path and a Q path and outputs an in-phase path digital sample Y I [m] and a quadrature path digital sample Y Q [m].
【0024】ダイレクトコンバーター120の出力端子
は、修正および測定回路122に結合されている。修正
および測定回路122は、現在の修正パラメータをデジ
タルサンプルに適用する。修正および測定回路122
は、同相経路のための修正されたデジタルサンプルU
I[k]と直交経路のための修正されたデジタルサンプル
UQ[k]とをデジタルプロセッサ112に出力する。The output terminal of the direct converter 120 is coupled to the correction and measurement circuit 122. The correction and measurement circuit 122 applies the current correction parameters to the digital samples. Correction and measurement circuit 122
Is the modified digital sample U for the in-phase path.
Output I [k] and the modified digital samples U Q [k] for the orthogonal path to digital processor 112.
【0025】校正モードでは、修正および測定回路12
2は、校正パラメータを校正信号に適用する。その後
で、修正および測定回路122は、結果として得られた
信号を測定し、測定されたパラメータCI(j,fRX),C
Q(j,fRX),Cβ-I(j,fRX,fλ),Cβ-Q(j,fRX,
fλ)およびCΦ(j,fRX,fλ)(これらのそれぞれに
ついては下でより詳しく説明する)を生成し、それらを
デジタルプロセッサ112に供給する。In calibration mode, the correction and measurement circuit 12
2 applies the calibration parameters to the calibration signal. The correction and measurement circuit 122 then measures the resulting signal and measures the measured parameters C I (j, f RX ), C.
Q (j, f RX ), C β-I (j, f RX , f λ ), C β-Q (j, f RX ,)
f λ ) and C Φ (j, f RX , f λ ) (each of which are described in more detail below) and feed them to digital processor 112.
【0026】受信周波数シンセサイザおよびクロック発
生器126は、周波数制御情報をデジタルプロセッサ1
12から受け取り、クロック波形をデジタルプロセッサ
112から受け取る。シンセサイザ126は、現在受信
されている無線リンク信号のRF搬送波周波数またはそ
のRF搬送波周波数の倍数にほぼ等しい、周波数fRXを
有する変換(コンバージョン)基準信号を生ずる。さら
に、シンセサイザ126は、ダイレクトコンバージョン
受信機内でのアナログ−デジタル変換プロセスで使用さ
れ、修正および測定回路122により使用されてそれの
入力とそれの出力との間の同期を維持するクロックを生
成する。The receive frequency synthesizer and clock generator 126 provides frequency control information to the digital processor 1.
12 and the clock waveform from the digital processor 112. The synthesizer 126 produces a conversion reference signal having a frequency f RX that is approximately equal to the RF carrier frequency of the currently received radio link signal or a multiple of that RF carrier frequency. In addition, synthesizer 126 is used in the analog-to-digital conversion process within the direct conversion receiver and is used by correction and measurement circuit 122 to generate a clock that maintains synchronization between its input and its output.
【0027】好適な実施形態では、校正モードのいずれ
のものの間、周波数f0を有する校正信号がダイレクト
コンバーター120に入力される。ダイレクトコンバー
ター120は、校正信号をベースバンド周波数fOBB=
fRX−f0に変換する。コンカレントモード校正中は、
ダウンコンバージョンされた校正信号fOBB(fOBBは0
より高い)は、対象とする信号を妨害しないように、対
象とする信号の帯域幅の外側であるように選択される。In the preferred embodiment, a calibration signal having a frequency f 0 is input to the direct converter 120 during any of the calibration modes. The direct converter 120 converts the calibration signal into the baseband frequency f OBB =
Convert to f RX −f 0 . During concurrent mode calibration,
Down-converted calibration signal f OBB (f OBB is 0
Higher) is chosen to be outside the bandwidth of the signal of interest so as not to interfere with the signal of interest.
【0028】図3は、修正および測定回路122を非常
に詳しく示すブロック図である。修正および測定回路1
22内では、マルチプレクサおよびクロック分配器13
0が、校正パラメータを適応校正アルゴリズムから受け
取って、それらを回路122内で分配する。反復指示変
数jにより示されているように適応校正の反復性のため
に、校正パラメータの値は、変換(コンバージョン)周
波数fRXと時間とに依存する。加算器132が、I経路
デジタルサンプルYI[m]に対し、マルチプレクサおよ
びクロック分配器130の出力に基づいてIオフセット
修正ブロック134によって決定されたオフセット修正
パラメータRI-Offset(j,fRX)を加え合わせる。Iオ
フセット修正ブロック134は、I経路内のDCオフセ
ットと低周波誤差を補償する。FIG. 3 is a block diagram showing the correction and measurement circuit 122 in greater detail. Correction and measurement circuit 1
In 22, multiplexer and clock distributor 13
0 receives the calibration parameters from the adaptive calibration algorithm and distributes them in circuit 122. Due to the repeatability of the adaptive calibration as indicated by the iteration indicator variable j, the value of the calibration parameter depends on the conversion frequency f RX and time. An adder 132 provides an offset correction parameter R I-Offset (j, f RX ) for the I path digital sample Y I [m] determined by the I offset correction block 134 based on the output of the multiplexer and clock distributor 130. Add together. The I offset correction block 134 compensates for DC offsets and low frequency errors in the I path.
【0029】加算器132の出力は、遅延器(ディレイ
ユニット)136に結合されている。遅延器136は、
I経路に対して遅延を加え、I経路とQ経路が同じ全体
としての遅延を示すように、Q経路に関連する追加の計
算遅延を補償する。加算器132の出力は、下で一層詳
しく説明するように、位相誤差修正を行うために使用さ
れる乗算器138にも結合されている。The output of the adder 132 is coupled to the delay device (delay unit) 136. The delay device 136 is
A delay is added to the I path to compensate for the additional computational delay associated with the Q path so that the I and Q paths exhibit the same overall delay. The output of summer 132 is also coupled to a multiplier 138 used to provide phase error correction, as described in more detail below.
【0030】遅延器136の出力は、標準モードと内部
コンカレント校正モードと外部コンカレント校正モード
での修正された信号サンプルを有する。さらに、校正モ
ードのいずれにおいても、修正された信号サンプルU
I[k]は、修正された校正信号を含む。例えば、下の式
1はデジタルサンプルYI[m]と修正されたサンプルUI
[k]の間の関係を示す。The output of delay 136 has the modified signal samples in standard mode, internal concurrent calibration mode, and external concurrent calibration mode. Furthermore, in any of the calibration modes, the modified signal sample U
I [k] contains the modified calibration signal. For example, Equation 1 below is digital sample Y I [m] and modified sample U I
The relationship between [k] is shown.
【0031】[0031]
【数1】
UI(k)=YI(m)+RI-Offset(j,fRX) …式1
ここに、RI-Offset(j,fRX)は、変換周波数fRXにお
けるI経路に対するj番目のオフセット修正パラメータ
の値である。## EQU00001 ## U I (k) = Y I (m) + R I-Offset (j, f RX ) Equation 1 Here, R I-Offset (j, f RX ) is the I path at the conversion frequency f RX . Is the value of the j-th offset correction parameter for.
【0032】Q経路デジタルサンプルYQ[m]は、加算
器140に入力される。加算器140は、Q経路サンプ
ルに対し、マルチプレクサおよびクロック分配器130
の出力に基づいてQオフセット修正ブロック142によ
り決定されたオフセット修正パラメータRQ-Offset(j,
fRX)を加え合わせる。Qオフセット修正ブロック14
2は、Q経路内におけるDCオフセットと低周波誤差を
補償する。The Q path digital sample Y Q [m] is input to the adder 140. Adder 140 provides multiplexer and clock distributor 130 for the Q path samples.
Offset correction parameter R Q-Offset (j,
f RX ). Q offset correction block 14
2 compensates for DC offsets and low frequency errors in the Q path.
【0033】加算器140の出力は、乗算器144内に
おいて、マルチプレクサおよびクロック発生器130の
出力に基づいて利得不平衡修正器145の出力により決
定されたQ経路利得修正パラメータRQ-Q(j,fRX)が乗
ぜられる。乗算器144は、I経路とQ経路の間の利得
不平衡を補償する。The output of adder 140 is the Q path gain correction parameter R QQ (j, f) determined in multiplier 144 by the output of gain imbalance modifier 145 based on the outputs of multiplexer and clock generator 130. RX ) is loaded. The multiplier 144 compensates for the gain imbalance between the I and Q paths.
【0034】乗算器138は、修正されたI経路サンプ
ルに対し、マルチプレクサおよびクロック分配器130
の出力に基づいて位相修正ブロック139の出力により
決定された位相誤差修正パラメータRI-Q(j,fRX)を乗
ずる。乗算器138の出力は、加算器146において、
乗算器144の出力に加え合わされる。位相修正ブロッ
ク139と乗算器138と加算器146とは、I経路と
Q経路との間の理想的には90度の位相のずれの誤差を
補償する。デジタルサンプルYQ[m]と修正されたサン
プルUQ[k]との間のその結果としての関係が、以下に
式2によって与えられている。Multiplier 138 provides multiplexer and clock distributor 130 for the modified I-path samples.
Multiply the phase error correction parameter R IQ (j, f RX ) determined by the output of the phase correction block 139 based on the output of The output of the multiplier 138 is, in the adder 146,
It is added to the output of the multiplier 144. Phase correction block 139, multiplier 138, and adder 146 compensate for an ideal 90 degree phase shift error between the I and Q paths. The resulting relationship between the digital sample Y Q [m] and the modified sample U Q [k] is given below by Equation 2.
【0035】[0035]
【数2】
UQ(k)=RQ-Q(j,fRX){YQ(m)+RQ-Offset(j,fRX)}+RI-Q(j,fRX){
YI(m)+RI-Offset(j,fRX)} …式2
ここに、RQ-Offset(j,fRX)は、変換周波数fRXにお
ける直交経路に対するj番目のオフセット修正パラメー
タの値であり、RQ-Q(j,fRX)は、変換周波数fRXにお
けるj番目の直交経路利得不平衡修正パラメータの値で
あり、RI-Q(j,fRX)は、変換周波数fRXにおけるj番
目の位相修正パラメータの値である。## EQU00002 ## U Q (k) = R QQ (j, f RX ) {Y Q (m) + R Q-Offset (j, f RX )} + R IQ (j, f RX ) {Y I (m) + R I-Offset (j, f RX )} Equation 2 Here, R Q-Offset (j, f RX ) is the value of the j-th offset correction parameter for the orthogonal path at the conversion frequency f RX , and R QQ ( j, f RX ) is the value of the j-th orthogonal path gain imbalance correction parameter at the conversion frequency f RX , and R IQ (j, f RX ) is the value of the j-th phase correction parameter at the conversion frequency f RX . Is.
【0036】上記のように、修正パラメータは変換周波
数の関数であって、適応的であり、したがって時間的に
変化する。周波数と時間に対するこの依存性は、式1と
式2に示されているように。修正パラメータに続く括弧
により示されている。As mentioned above, the modification parameter is a function of the transform frequency and is adaptive and thus time varying. This dependence on frequency and time is as shown in Equations 1 and 2. It is indicated by parentheses following the correction parameter.
【0037】加算器146の出力は、標準モードと、コ
ンカレント内部および外部校正モードとにおける信号サ
ンプルを含んでいる。さらに、いずれの校正モード中に
おいても、加算器146の出力は、ダウンコンバージョ
ンされたベースバンド周波数fOBBの校正信号を含んで
いる。The output of adder 146 contains the signal samples in standard mode and concurrent internal and external calibration modes. Further, during either calibration mode, the output of adder 146 contains the down-converted calibration signal at baseband frequency f OBB .
【0038】式3と式4は、修正および測定回路122
の同相経路および直交経路に入力されるサンプルの数学
的表現を与えている。Equations 3 and 4 are modified and measured circuits 122
It gives a mathematical representation of the samples input to the in-phase and quadrature paths of.
【0039】[0039]
【数3】
YI[m]=cos[2πfOBBTsm]+NI(m)+ηI(m) …式3
YQ[m]=Asin[2πfOBBTsm+Δ]+NQ(m)+ηQ(m) …式
4
ここに、Aは、fRXにおける校正信号に対するIチャネ
ル利得に関して正規化されたQチャネルの利得であり、
Δは、周波数fRXにおけるIチャネルに関する直交経路
の位相誤差であり、NI(m)は、量子化されフィルタリ
ングされた信号、妨害、量子化雑音、高周波変調生成成
分、および量子化された熱雑音を含むIチャネル妨害成
分であり、NQ(m)は、量子化されフィルタリングされ
た信号、妨害、量子化雑音、高周波変調生成成分、およ
び量子化された熱雑音を含むQチャネル妨害成分であ
り、ηI(m)は、IチャネルDCおよび低周波雑音であ
り、ηQ(m)は、QチャネルDCおよび低周波雑音であ
り、Tsは、YI[m]およびYI[m]のサンプルレート
(標本化速度)であり、fOBBは、コンバージョンされ
た校正周波数、すなわち[fOBB=fTX−fRX]である。Equation 3 Y I [m] = cos [2πf OBB T s m] + N I (m) + η I (m) Equation 3 Y Q [m] = Asin [2πf OBB T s m + Δ] + N Q (m) + Η Q (m) (4) where A is the Q channel gain normalized with respect to the I channel gain for the calibration signal at f RX ,
Δ is the phase error of the quadrature path for the I channel at frequency f RX and N I (m) is the quantized and filtered signal, the interference, the quantization noise, the high frequency modulation product, and the quantized heat. Is a noisy I-channel disturbing component, N Q (m) is the Q- channel disturbing component including the quantized and filtered signal, the disturbing, the quantizing noise, the high frequency modulation producing component, and the quantized thermal noise. , Η I (m) is the I channel DC and low frequency noise, η Q (m) is the Q channel DC and low frequency noise, and T s is Y I [m] and Y I [m ] Is the sample rate (sampling rate) and f OBB is the converted calibration frequency, ie [f OBB = f TX −f RX ].
【0040】式3と式4においては、簡単にするため
に、修正および測定回路122への入力における校正信
号の初期位相が0であると仮定している。式3と式4を
式1と式2にそれぞれ代入すると、式3Aと式4Aがそ
れぞれ得られる。Equations 3 and 4 assume for simplicity that the initial phase of the calibration signal at the input to the correction and measurement circuit 122 is zero. By substituting Equation 3 and Equation 4 into Equation 1 and Equation 2, respectively, Equation 3A and Equation 4A are obtained.
【0041】[0041]
【数4】 [Equation 4]
【0042】式3Aおよび式4Aから、I経路とQ経路
は、RQ-Q(j,fRX)AcosΔ=1およびRI-Q(j,f
RX)=−RQ-Q(j,fRX)AsinΔであるようにR
Q-Q(j,fR X)とRI-Q(j,fRX)が調整されると、fRXに
おける直交誤差なしに平衡したものとなる。この調整は
本発明の適応アルゴリズムを用いて行われる。From Equations 3A and 4A, the I and Q paths are R QQ (j, f RX ) A cos Δ = 1 and R IQ (j, f)
RX ) = − R QQ (j, f RX ) As R
When QQ (j, f R X) and R IQ (j, f RX) is adjusted, and equilibrated with no quadrature error in f RX. This adjustment is done using the adaptive algorithm of the present invention.
【0043】Iオフセット測定器148が、修正された
サンプルUI[k]と、測定の持続時間を決定するマルチ
プレクサおよびクロック分配器130からスタート指令
とストップ指令とを受ける。Iオフセット測定器148
は、修正されたサンプルをこの分野で周知の技術を用い
てフィルタリングして、信号中で見られるDCまたは低
周波オフセットのいずれかあるいは両方を反映する対応
する測定パラメータC I(j,fRX)を生成する。Iオフセ
ット測定器148は図4により詳しく示されており、以
下で一層詳しく説明する。The I offset measurer 148 has been modified
Sample UI[k] and a multi that determines the duration of the measurement
Start command from the Plexer and clock distributor 130
And receive a stop command. I offset measuring instrument 148
Uses modified samples using techniques well known in the art.
Filtered to reduce the DC or low
Responses that reflect either or both frequency offsets
Measurement parameter C I(j, fRX) Is generated. I office
The measuring instrument 148 is shown in more detail in FIG.
More on this below.
【0044】同様に、信号中に見出されるDCまたは低
周波オフセットあるいは両方を反映する対応する測定パ
ラメータCI-Q(j,fRX)を決定するために、Qオフセッ
ト測定器156が、修正されたQ経路サンプルUQ[k]
と、マルチプレクサおよびクロック分配器130からの
スタート指令およびストップ指令とを受ける。Qオフセ
ット測定器156は図4により詳しく示されており、以
下で一層詳しく説明する。Similarly, to determine the corresponding measurement parameter C IQ (j, f RX ) that reflects the DC and / or low frequency offset found in the signal, the Q offset measurer 156 modifies the modified Q. Path sample U Q [k]
And a start command and a stop command from the multiplexer and clock distributor 130. The Q offset measurer 156 is shown in more detail in FIG. 4 and will be described in more detail below.
【0045】以下で一層詳しく説明する利得不平衡およ
び位相修正校正とは対照的に、DCおよび低周波修正
は、校正モード中および標準動作中の両方で行うことが
できる。したがって一実施形態では、Iオフセット測定
器148とQオフセット測定器156により実行される
DC校正機能は、動作モードとは独立に、適応を継続で
きる。In contrast to gain imbalance and phase correction calibrations, which are described in more detail below, DC and low frequency corrections can be made both during calibration mode and during normal operation. Thus, in one embodiment, the DC calibration function performed by the I offset measurer 148 and the Q offset measurer 156 can continue to adapt, independent of the mode of operation.
【0046】「System for Correcting Quadrature Gai
n and Phase Error in a Direct Conversion Single Si
deband Receiver Independent of the Character of th
e Modulated Signal(ダイレクトコンバージョン単側波
帯受信機において直交利得および位相誤差を変調された
信号の性質とは独立に修正する装置)」という名称の米
国特許第5,604,929号明細書に開示されている
技術などの公知の技術にしたがうと、修正されたサンプ
ルの校正信号成分の振幅を決定する1つのやり方は、修
正されたサンプルを二乗することである。例えば、同相
経路に対する修正されたデジタルサンプルUI[k]を二
乗すると、周知の数学原理にしたがって、同相経路校正
信号の振幅に比例する信号を有するDC成分が生ずる。
しかしながら、そのようなコヒーレントでない検出によ
って、信号中に存在する雑音と妨害のために、DC成分
の系列が生ずる結果ともなる。DC成分は、校正プロセ
ス中に行われる測定を損なう。雑音成分のために、その
ようなコヒーレントでない測定は、校正信号の振幅の不
正確な測定値を発生する。[System for Correcting Quadrature Gai
n and Phase Error in a Direct Conversion Single Si
deband Receiver Independent of the Character of th
disclosed in U.S. Pat. No. 5,604,929 entitled "e Modulated Signal" (a device for correcting quadrature gain and phase error in a direct conversion single sideband receiver independent of the nature of the modulated signal) ". According to known techniques, such as the technique described above, one way to determine the amplitude of the calibration signal component of the modified sample is to square the modified sample. For example, squaring the modified digital sample U I [k] for the common-mode path yields a DC component having a signal proportional to the amplitude of the common-mode calibration signal, according to well-known mathematical principles.
However, such non-coherent detection also results in a sequence of DC components due to noise and interference present in the signal. The DC component impairs the measurements made during the calibration process. Due to the noise component, such incoherent measurements produce inaccurate measurements of the amplitude of the calibration signal.
【0047】対照的に、本発明は、ダウンコンバージョ
ンされた校正信号の振幅のコヒーレントな測定を使用す
る。Q経路の修正されたサンプルをI経路の修正された
サンプルから直接差し引くことができるならば理想的で
ある。しかし、校正信号のI経路成分はQ経路成分とは
位相が約90度異なる。例えば、I経路成分が余弦(コ
サイン)項を含んでいるならば、Q経路成分は正弦(サ
イン)項を含んでいる。かくして、I経路成分の振幅と
Q経路成分の振幅は相互に直接差し引くことができな
い。In contrast, the present invention uses a coherent measurement of the amplitude of the downconverted calibration signal. It would be ideal if the Q path modified samples could be subtracted directly from the I path modified samples. However, the I path component of the calibration signal is approximately 90 degrees out of phase with the Q path component. For example, if the I path component contains a cosine term, the Q path component contains a sine term. Thus, the amplitudes of the I and Q path components cannot be directly subtracted from each other.
【0048】コヒーレントな適応校正を行うために、I
経路チャネルサンプルUI(k)に、ダウンコンバージョ
ンされた校正信号のベースバンド周波数fOBBにほぼ
(ただし、正確に、ではない)等しい周波数fλを持つ
余弦波(または等価な位相関係を有する矩形波)が乗ぜ
られる。さらに、Q経路の修正されたサンプルUQ(k)
に、周波数fλの正弦波(または等価な位相関係を有す
る矩形波)が乗ぜられる。校正基準発生器152が、マ
ルチプレクサおよびクロック分配器130から受けたパ
ラメータにより決定された周波数fλの測定基準波形を
発生する。In order to perform coherent adaptive calibration, I
The path channel sample U I (k) has a cosine wave (or rectangle with an equivalent phase relationship) with a frequency f λ approximately (but not exactly) the baseband frequency f OBB of the down-converted calibration signal. Wave). Furthermore, a modified sample of the Q path U Q (k)
Is multiplied by a sine wave having a frequency f λ (or a rectangular wave having an equivalent phase relationship). Calibration reference generator 152 generates a measurement reference waveform at frequency f λ determined by the parameters received from multiplexer and clock distributor 130.
【0049】I経路の修正されたサンプルUI[k]とQ
経路の修正されたサンプルUQ[k]の両方が、I/Q利
得不平衡測定器150に結合される。I/Q利得不平衡
測定器150は、校正基準発生器152により発生され
た正弦信号とマルチプレクサおよびクロック分配器13
0からのスタート指令およびストップ指令とを用いたI
経路校正信号振幅とQ経路校正信号振幅の検査による、
I経路およびQ経路の相対振幅の決定を支援する。I/
Q利得不平衡測定器150は、図4にさらに詳細に示さ
れており、以下でより詳しく説明する。Modified samples U I [k] and Q of the I path
Both of the path modified samples U Q [k] are coupled to the I / Q gain imbalance measurer 150. The I / Q gain imbalance measuring device 150 includes a sine signal generated by the calibration reference generator 152, a multiplexer and a clock distributor 13.
I using start command and stop command from 0
By checking the path calibration signal amplitude and the Q path calibration signal amplitude,
Helps determine the relative amplitudes of the I and Q paths. I /
The Q gain imbalance measurer 150 is shown in more detail in FIG. 4 and will be described in more detail below.
【0050】同様に、位相誤差測定器154が、校正基
準発生器152により発生された正弦信号を用いて、Q
経路の修正されたサンプルUQ(k)とマルチプレクサお
よびクロック分配器130からのスタート指令およびス
トップ指令とを受ける。直交誤差測定器154は、図4
にさらに詳細に示されており、以下でより詳しく説明す
る。Similarly, the phase error measurer 154 uses the sine signal generated by the calibration reference generator 152 to generate a Q
It receives the modified sample U Q (k) of the path and the start and stop commands from the multiplexer and clock distributor 130. The quadrature error measuring device 154 is shown in FIG.
In more detail and will be described in more detail below.
【0051】図4に示されているように、Iオフセット
測定器148は、デジタルフィルタ170とサンプルレ
ート圧縮器172とを備えているのが示されている。式
5は、Iオフセット測定器148に入力されるI経路チ
ャネルサンプルUI[k]と、Iオフセット測定器148
により出力される測定パラメータCI[j,fRX]との間の
関係を数学的に表している。As shown in FIG. 4, the I offset measurer 148 is shown to include a digital filter 170 and a sample rate compressor 172. Equation 5 is the I path channel sample U I [k] input to the I offset measuring instrument 148 and the I offset measuring instrument 148.
Mathematically represents the relationship between the measured parameter C I [j, f RX ] output by
【0052】[0052]
【数5】 [Equation 5]
【0053】ここに、hI(k)は、デジタル低域通過フ
ィルタ170の単位サンプル応答であり、Kは、サンプ
ルレート圧縮器172による測定で使用されるサンプル
の数である。Where h I (k) is the unit sample response of the digital low pass filter 170 and K is the number of samples used in the measurement by the sample rate compressor 172.
【0054】Iオフセット測定器148の出力はIオフ
セット適応修正アルゴリズム200に入力される。一実
施形態では、Iオフセット適応修正アルゴリズム200
は、遅延定数と修正利得定数が受信機の雑音指数に合わ
せて定められる確率的(stochastic)勾配アルゴリズムを
実現する。また、利得定数は、時間または測定された誤
差の大きさの関数とすることができる。確率的勾配アル
ゴリズムに関するさらなる情報は、J. G. Proakis他著
「Advanced Digital Signal Processing(アドバンスト
デジタル信号処理)」341〜350ページ、Macmillan
Publishing Co.,New York(1992)に記載されている。以
下の式6は、オフセット修正パラメータRI-Offset[j,
fRX]の次の値を決定するためにIオフセット適応修正
アルゴリズム200により実行される動作を数学的に表
現したものである。The output of the I offset measuring device 148 is input to the I offset adaptive correction algorithm 200. In one embodiment, the I offset adaptive correction algorithm 200
Implements a stochastic gradient algorithm in which the delay constant and the modified gain constant are set to the noise figure of the receiver. Also, the gain constant can be a function of time or the magnitude of the measured error. For more information on stochastic gradient algorithms, see JG Proakis et al., "Advanced Digital Signal Processing," pages 341-350, Macmillan.
Publishing Co., New York (1992). The following Equation 6 is an offset correction parameter R I-Offset [j,
A mathematical representation of the operations performed by the I-offset adaptive correction algorithm 200 to determine the next value of f RX ].
【0055】[0055]
【数6】
RI-Offset[j,fRX]=ρdcRI-Offset[(j−1),fRX]+αdcCI[j,fRX]
…式6
ここに、ρdcは遅延定数であり、αdcは修正利得項であ
る。R I-Offset [j, f RX ] = ρ dc R I-Offset [(j−1), f RX ] + α dc C I [j, f RX ] ... Equation 6 Here, ρ dc is Is the delay constant and α dc is the modified gain term.
【0056】I/Q利得不平衡測定器150は、乗算器
174と、デジタルフィルタ176と、サンプルレート
圧縮器178とを備えている。I/Q利得不平衡測定器
150内において、式7は、I/Q利得不平衡測定器1
50に入力されるI経路チャネルサンプルUI[k]と、
I/Q利得不平衡測定器150により出力される測定パ
ラメータCβ-I[j,fRX,fλ]との間の関係を数学的に
表している。The I / Q gain imbalance measuring device 150 includes a multiplier 174, a digital filter 176, and a sample rate compressor 178. In the I / Q gain imbalance measuring device 150, the equation 7 is expressed as I / Q gain imbalance measuring device 1
I path channel samples U I [k] input to 50,
The relationship between the measured parameter C β-I [j, f RX , f λ ] output by the I / Q gain imbalance measuring device 150 is mathematically represented.
【0057】[0057]
【数7】 [Equation 7]
【0058】ここに、hβ(k)はデジタルフィルタ17
6の単位サンプル応答であり、Kは測定で使用されるサ
ンプルの数であり、VI(k)は余弦波測定基準信号であ
る。Here, h β (k) is the digital filter 17
Is the unit sample response of 6, K is the number of samples used in the measurement, and V I (k) is the cosine wave measurement reference signal.
【0059】I/Q利得不平衡測定器150は、乗算器
180と、デジタルフィルタ182と、サンプルレート
圧縮器184とを備えていることも示されている。式8
が、I/Q利得不平衡測定器150に入力されるQ経路
チャネルサンプルUQ[k]と、I/Q利得不平衡測定器
150により出力される測定パラメータCβ-Q[j,
f RX,fλ]との間の関係を数学的に表している。The I / Q gain imbalance measuring device 150 is a multiplier.
180, digital filter 182, sample rate
It is also shown to include a compressor 184. Equation 8
Is the Q path input to the I / Q gain imbalance measuring device 150
Channel sample UQ[k] and I / Q gain imbalance measuring instrument
Measurement parameter C output by 150β-Q[j,
f RX, fλ] Is a mathematical expression of the relationship between.
【0060】[0060]
【数8】 [Equation 8]
【0061】ここに、hβ(k)はデジタルフィルタ18
2の単位サンプル応答であり、Kは測定で使用されるサ
ンプルの数であり、VQ(k)は正弦波測定基準信号であ
る。Here, h β (k) is the digital filter 18
Is the unit sample response of 2, K is the number of samples used in the measurement, and V Q (k) is the sinusoidal measurement reference signal.
【0062】UI[k]について上で展開した式を適用し
て、式9が乗算器174により実行される動作を数学的
に示す。乗算器174は、式3Aにより定められている
ように、UI[k]の値に校正基準発生器152により出
力されたfλの余弦波を乗ずる。同様に、UQ[k]につ
いて上で展開した式を適用して、式10が乗算器180
により実行される動作を数学的に示す。乗算器180
は、式4Aにより定められているように、UQ[k]の値
に校正基準発生器152により出力されたfλの正弦波
を乗ずる。Applying the above expanded equation for U I [k], Equation 9 mathematically illustrates the operation performed by multiplier 174. Multiplier 174 multiplies the value of U I [k] by the cosine wave of f λ output by calibration reference generator 152, as defined by equation 3A. Similarly, applying the equation expanded above for U Q [k], Equation 10
Mathematically show the actions performed by. Multiplier 180
Multiplies the value of U Q [k] by the sine wave of f λ output by the calibration reference generator 152, as defined by equation 4A.
【0063】[0063]
【数9】 [Equation 9]
【0064】以下に式9Aにより数学的に示されている
ように、フィルタ176は、乗算器174により出力さ
れるfλ−fOBBより高い周波数を有する項をフィルタ
リングする。式10Aにより数学的に示されているよう
に、フィルタ182は、乗算器180により出力される
fλ−fOBBより高い周波数を有する項をフィルタリン
グする。Filter 176 filters terms having frequencies higher than f λ -f OBB output by multiplier 174, as mathematically shown below by Equation 9A. Filter 182 filters terms having frequencies higher than f λ −f OBB output by multiplier 180, as mathematically illustrated by Equation 10A.
【0065】[0065]
【数10】 [Equation 10]
【0066】ここに、ξI(k)はフィルタ176による
フィルタリング後の残留雑音であり、ξQ(k)はフィル
タ182によるフィルタリング後の残留雑音である。Here, ξ I (k) is the residual noise after filtering by the filter 176, and ξ Q (k) is the residual noise after filtering by the filter 182.
【0067】残留雑音成分は|fλ−fOBB|に中心を
置く付加的な帯域通過フィルタリングによってさらに減
少できる。なお、DCおよび低周波の寄与分は、周波数
fλまで高周波側にシフトされているので、周知の技術
にしたがってフィルタリングすることにより、効率的に
除去される。したがって、この方法によって、IとQの
不平衡修正パラメータをDCおよび低周波オフセット修
正の効果とは独立に、決定できる。The residual noise component can be further reduced by additional bandpass filtering centered on | f λ -f OBB |. Since the DC and low frequency contributions are shifted to the high frequency side up to the frequency f λ, they can be efficiently removed by filtering according to a known technique. Thus, this method allows the I and Q imbalance correction parameters to be determined independently of the effects of DC and low frequency offset correction.
【0068】フィルタ176の出力は、サンプルレート
圧縮器178において間引かれ、適応I‐Q不平衡修正
アルゴリズム202に結合される。同様に、フィルタ1
82の出力は、サンプルレート圧縮器178において間
引かれ、適応I‐Q不平衡修正アルゴリズム202に結
合される。適応I‐Q不平衡修正アルゴリズム202
は、一実施形態では、上記の確率的勾配アルゴリズムを
実現する。以下の式11は、修正パラメータRQ-Q(j,
fRX)の次の値を決定するために適応I‐Q不平衡修正
アルゴリズム202により実行される動作を数学的に表
している。The output of filter 176 is decimated in sample rate compressor 178 and coupled to adaptive IQ imbalance correction algorithm 202. Similarly, filter 1
The output of 82 is decimated in the sample rate compressor 178 and coupled to the adaptive IQ imbalance correction algorithm 202. Adaptive IQ imbalance correction algorithm 202
Implements the above stochastic gradient algorithm in one embodiment. Equation 11 below is a modified parameter R QQ (j,
Mathematically represents the operations performed by the adaptive IQ imbalance correction algorithm 202 to determine the next value of f RX ).
【0069】[0069]
【数11】 [Equation 11]
【0070】ここに、Cβ-I(j,fRX,fλ)はサンプル
レート圧縮器178の出力であり、Cβ-Q(j,fRX,f
λ)はサンプルレート圧縮器184の出力であり、ρβ
は遅延定数であって|ρβ|<1であり、αβ修正利得
項である。Here, C β-I (j, f RX , f λ ) is the output of the sample rate compressor 178, and C β-Q (j, f RX , f)
λ ) is the output of the sample rate compressor 184 and is ρ β
Is a delay constant, | ρ β | <1, which is an α β modified gain term.
【0071】式11において、修正信号は、差すなわち
項[Cβ-I(j,fRX,fλ)−Cβ-Q(j,fRX,fλ)]と項
Cβ-I(j,fRX,fλ)との積である。両方とも周波数
[fOBB−fλ]における校正信号による成分を含んでい
る。[fOBB−fλ]が0に近くなるようにfOBBとfλを
選択することにより、低域通過フィルタ178,182
は、周波数[fOBB−fλ]の校正信号成分と狭帯域の熱
雑音を通すのみである。その結果としての積は、残留狭
帯域の熱雑音に起因するDC項のいくらかの劣化を不平
衡誤差に加えたものに比例する、DCおよび2[fOBB−
fλ]の成分を含んでいる。この修正信号は、周波数2
[fOBB−fλ]における成分を除去するように反復率と
遅延定数が選択されているのならば、式11にしたがう
適応I‐Q不平衡修正アルゴリズム202によって、さ
らにフィルタリングされる。この適応I‐Q平衡修正手
法は、ゼロ周波数の周囲の範囲からのずれを表す[fOBB
−f λ]を中心とする狭帯域通過フィルタを効率的に実
現し、それによりDCオフセットと入力信号UI[k]と
UQ[k]の低周波劣化との影響を改善する。例えば、以
下の式12は、適応I‐Q不平衡修正アルゴリズム20
2により実行される動作の帯域通過特性を示すために、
項{[Cβ-I(j,fRX,fλ)−Cβ-Q(j,fRX,f λ)]C
β-I(j,fRX,fλ)}を拡張する。In equation 11, the modified signal is the difference or
Term [Cβ-I(j, fRX, fλ) -Cβ-Q(j, fRX, fλ)] And terms
Cβ-I(j, fRX, fλ) And the product. Both frequencies
[fOBB-Fλ] Contains the component due to the calibration signal
It [fOBB-FλF should be close to 0OBBAnd fλTo
By selecting, the low-pass filters 178, 182
Is the frequency [fOBB-Fλ] Calibration signal component and narrow band heat
It only passes noise. The resulting product is
Complains some degradation of the DC term due to thermal noise in the band
DC and 2 [fOBB−
fλ] Ingredients are included. This correction signal has frequency 2
[fOBB-Fλ] And the repetition rate to remove the components in
If the delay constant is selected, follow equation 11
The adaptive IQ imbalance correction algorithm 202
To be filtered. This adaptive IQ balance corrector
The method expresses the deviation of the zero frequency from the surrounding range [fOBB
-F λ] To effectively implement a narrow bandpass filter
The DC offset and the input signal UI[k] and
UQImprove the effect of [k] on low frequency degradation. For example,
Equation 12 below is an adaptive IQ imbalance correction algorithm 20
In order to show the bandpass characteristic of the operation performed by
Term {[Cβ-I(j, fRX, fλ) -Cβ-Q(j, fRX, f λ)] C
β-I(j, fRX, fλ)} Is expanded.
【0072】[0072]
【数12】 [Equation 12]
【0073】フィルタ176によるフィルタリング後の
残留雑音ξI(k)がフィルタ182によるフィルタリン
グ後の残留雑音ξQ(k)と相関していないことを観察す
ると、低域通過フィルタリングは、以下の式12Aで反
映されているように、DC項と[ξI(k)]2の低周波部分
以外の全てを除去することができる。Observing that the residual noise ξ I (k) after filtering by the filter 176 is not correlated with the residual noise ξ Q (k) after filtering by the filter 182, the low pass filtering is It is possible to remove all but the DC term and the low-frequency part of [ξ I (k)] 2 , as reflected in.
【0074】[0074]
【数13】 [Equation 13]
【0075】そうすると、RQ-Q(j,fRX)AcosΔ=
1が、フィルタリングされた[ξI(k)]2により制限され
た時に、平衡が得られる。Then, R QQ (j, f RX ) Acos Δ =
Equilibrium is obtained when 1 is limited by the filtered [ξ I (k)] 2 .
【0076】直交誤差測定器154は、乗算器186
と、デジタルフィルタ188と、サンプルレート圧縮器
190とを備えているのが示されている。式13は、直
交誤差測定器154に入力されるQ経路チャネルサンプ
ルUQ[k]と、直交誤差測定器154により出力される
測定パラメータCφ[j,fRX,fλ]との間の関係を数学
的に表す。The quadrature error measuring unit 154 has a multiplier 186.
And a digital filter 188 and a sample rate compressor 190 are shown. Equation 13 is between the Q path channel sample U Q [k] input to the quadrature error measuring unit 154 and the measurement parameter C φ [j, f RX , f λ ] output by the quadrature error measuring unit 154. Express the relationship mathematically.
【0077】[0077]
【数14】 [Equation 14]
【0078】ここに、hφ(k)はデジタルフィルタ18
8の単位サンプル応答であり、Kは測定に使用されるサ
ンプルの数である。Here, h φ (k) is the digital filter 18
8 is a unit sample response, K is the number of samples used for the measurement.
【0079】UQ[k]について上に展開されている式を
適用すると、式14は、乗算器186により実行される
動作を数学的に示す。乗算器186は、式4Aにより定
められたUQ[k]の値に、校正基準発生器152により
出力されたfλの余弦波を乗ずる。Applying the equation expanded above for U Q [k], Equation 14 mathematically illustrates the operation performed by multiplier 186. The multiplier 186 multiplies the value of U Q [k] determined by Expression 4A by the cosine wave of f λ output by the calibration reference generator 152.
【0080】[0080]
【数15】 [Equation 15]
【0081】フィルタ188は、以下の式14Aにより
数学的に示されているように、乗算器186により出力
されるfλ−fOBBより高い周波数を有する項をフィル
タリングする。Filter 188 filters terms having frequencies higher than f λ -f OBB output by multiplier 186, as mathematically shown by Equation 14A below.
【0082】[0082]
【数16】 [Equation 16]
【0083】ここに、ξφ(k)は、フィルタ188によ
るフィルタリング後の残留雑音である。Here, ξ φ (k) is the residual noise after filtering by the filter 188.
【0084】残留雑音成分は、|fλ−fOBB|を中心
とする追加の帯域通過フィルタリングによってさらに減
少できる。なお、DCおよび低周波寄与分は、周波数f
λまで高周波側にシフトされているので、周知の技術に
したがってフィルタリングすることにより、効率的に除
去される。したがってこの方法によって、位相誤差修正
パラメータをDCおよび低周波オフセット修正の効果と
は独立に、決定できる。The residual noise component can be further reduced by additional bandpass filtering centered on | f λ -f OBB |. The DC and low frequency contributions are
Since it is shifted to the high frequency side up to λ, it is efficiently removed by filtering according to a known technique. Thus, this method allows the phase error correction parameter to be determined independently of the effects of DC and low frequency offset correction.
【0085】サンプルレート圧縮器178の出力は適応
位相誤差修正アルゴリズム204に入力される。一実施
形態では、適応位相誤差修正アルゴリズム204は、上
記のように、確率的勾配アルゴリズムを実現する。以下
の式15は、修正パラメータRI-Q(j,fRX)の次の値を
決定するために適応位相誤差修正アルゴリズム204に
より実行される動作を数学的に表す。The output of the sample rate compressor 178 is input to the adaptive phase error correction algorithm 204. In one embodiment, the adaptive phase error correction algorithm 204 implements a stochastic gradient algorithm, as described above. Equation 15 below mathematically represents the operation performed by the adaptive phase error correction algorithm 204 to determine the next value of the correction parameter R IQ (j, f RX ).
【0086】[0086]
【数17】
RI-Q[j,fRX,fλ]=ρφRI-Q[(j−1),fRX,fλ]+αφCβ-1(j,fRX
,fλ)Cφ(j,fRX,fλ) …式15
ここに、ρφは遅延定数であって|ρφ|<1であり、
αφは修正利得項である。R IQ [j, f RX , f λ ] = ρ φ R IQ [(j-1), f RX , f λ ] + α φ C β-1 (j, f RX , f λ ) C φ (j, f RX , f λ ) (15) where ρ φ is a delay constant and | ρ φ | <1,
α φ is a modified gain term.
【0087】式15において、修正信号は項[C
β-Q(j,fRX,fλ)]と項Cβ-I(j,fRX,fλ)の積で
あって、両方の項は、周波数[fOBB−fλ]における校
正信号に起因する成分を含んでいる。この結果としての
積は、残留狭帯域熱雑音に起因するDC項のいくらかの
劣化を直交誤差に加えたものに比例する、DCおよび2
[fOBB−fλ]の成分を含む。この修正信号は、周波数
2[fOBB−fλ]の成分を除去するように反復率と崩壊
定数が選択されているならば、式15によってさらにフ
ィルタリングされる。この手法は、ゼロ周波数の周囲の
範囲からのずれを表す[fO BB−fλ]を中心とする狭帯
域通過フィルタを実効的に実現し、それによりDCオフ
セットと、入力信号UI[k]とUQ[k]の低周波劣化との
影響を改善する。例えば、以下の式16は、適応位相誤
差修正アルゴリズム204により実行される動作の帯域
通過の性質を示すために、項{Cφ(j,fRX,fλ)C
β-Q(j,fRX,fλ)}を拡張する。In equation 15, the correction signal is the term [C
β-Q (j, f RX , f λ )] and the term C β-I (j, f RX , f λ ), both terms being the calibration signal at the frequency [f OBB −f λ ]. Contains the components due to. The resulting product is proportional to the quadrature error plus some degradation of the DC term due to residual narrowband thermal noise, DC and 2
The component of [f OBB −f λ ] is included. This modified signal is further filtered by Eq. 15 if the repetition rate and decay constant are chosen to remove the components of frequency 2 [f OBB −f λ ]. This technique effectively implements a narrow bandpass filter centered on [f O BB −f λ ] which represents the deviation of the zero frequency from the surrounding range, thereby providing a DC offset and an input signal U I [k ] And U Q [k] with low frequency degradation. For example, Equation 16 below illustrates the term {C φ (j, f RX , f λ ) C to show the bandpass nature of the operation performed by the adaptive phase error correction algorithm 204.
Extend β-Q (j, f RX , f λ )}.
【0088】[0088]
【数18】 [Equation 18]
【0089】フィルタ188によるフィルタリング後の
残留雑音ξN(k)がフィルタ176によるフィルタリン
グ後の残留雑音ξI(k)と相関していないことを観察す
ると、式16は以下の式16Aになる。Observing that the residual noise ξ N (k) after filtering by the filter 188 is not correlated with the residual noise ξ I (k) after filtering by the filter 176, Equation 16 becomes the following Equation 16A.
【0090】[0090]
【数19】 [Formula 19]
【0091】そうすると、適応位相誤差修正アルゴリズ
ム204は、RI-Q(j,fRX)=−R Q-Q(j,fRX)Asi
nΔであるように、RI-Q(j,fRX)の次の値を調整す
る。Then, the adaptive phase error correction algorithm
Mu 204 is RIQ(j, fRX) =-R QQ(j, fRX) Asi
R as nΔIQ(j, fRX) Adjust the next value
It
【0092】Qオフセット測定器156は、デジタルフ
ィルタ192とサンプルレート圧縮器194とを備えて
いる。式17は、Qオフセット測定器156に入力され
るQ経路チャネルサンプルUQ[k]と、Qオフセット測
定器156により出力される測定パラメータCQ[j,f
RX]との間の関係を数学的に表す。The Q offset measuring device 156 includes a digital filter 192 and a sample rate compressor 194. Formula 17 is the Q path channel sample UQ [k] input to the Q offset measuring device 156 and the measurement parameter C Q [j, f] output by the Q offset measuring device 156.
Mathematically expresses the relationship with RX ].
【0093】[0093]
【数20】 [Equation 20]
【0094】ここに、hQ(k)はデジタルフィルタ19
2の単位サンプル応答であり、Kはサンプル率圧縮器1
94による測定に使用されるサンプルの数である。Where h Q (k) is the digital filter 19
2 is the unit sample response of K, where K is the sample rate compressor 1
The number of samples used for the measurement by 94.
【0095】Qオフセット測定器156の出力は、一実
施形態では、上記のように確率勾配アルゴリズムを実行
するQオフセット適応修正アルゴリズム206に入力さ
れる。以下の式18は、修正パラメータRQ-Offset(j,
fRX)の次の値を決定するためにQオフセット適応修正
アルゴリズム206により実行される動作を数学的に表
す。The output of the Q offset measurer 156, in one embodiment, is input to the Q offset adaptive correction algorithm 206, which implements the stochastic gradient algorithm as described above. Equation 18 below is a modified parameter R Q-Offset (j,
Mathematically represent the operations performed by the Q offset adaptive modification algorithm 206 to determine the next value of f RX ).
【0096】[0096]
【数21】
RQ-Offset[j,fRX]=ρdcRQ-Offset[(j−1),fRX]+αdcCQ(j,fRX)
…式18
ここに、ρdcは遅延定数であり、αdcは修正利得項であ
る。 RQ-Offset [j, f RX ] = ρ dc RQ-Offset [(j−1), f RX ] + α dc C Q (j, f RX ) ... Equation 18 Here, ρ dc is Is the delay constant and α dc is the modified gain term.
【0097】図5は本発明の一実施形態を示すフローチ
ャートである。ブロック220では、ベースバンド周波
数fOBBの校正信号のI経路デジタルサンプルYI[m]と
Q経路デジタルサンプルYQ[m]との組が発生される。
ブロック222では、Iオフセット修正パラメータがI
経路デジタルサンプルに加え合わされる。ブロック22
4では、Qオフセット修正パラメータがQ経路デジタル
サンプルに加え合わされる。この総体に、利得不平衡修
正パラメータが乗ぜられ、その結果に位相誤差修正パラ
メータが加え合わされる。ブロック226では、修正さ
れたI経路サンプルにfλの余弦波が乗ぜられ、それの
結果がフィルタリングされて、副サンプル化される。ブ
ロック228では、修正されたQ経路サンプルにfλの
正弦波が乗ぜられ、それの結果が濾波されて、副サンプ
ル化される。ブロック230では、利得不平衡パラメー
タの次の値が、以前の値とブロック226、228の結
果とに基づいて決定される。FIG. 5 is a flowchart showing an embodiment of the present invention. At block 220, a set of I-path digital samples Y I [m] and Q-path digital samples Y Q [m] of the calibration signal at baseband frequency f OBB is generated.
At block 222, the I offset modification parameter is I
The path is added to the digital sample. Block 22
At 4, the Q offset correction parameter is added to the Q path digital samples. This sum is multiplied by the gain imbalance correction parameter and the result is combined with the phase error correction parameter. At block 226, the modified I path sample is multiplied by a cosine wave of f λ , and the result is filtered and subsampled. At block 228, the modified Q path sample is multiplied by a sinusoid of f λ and the result filtered and subsampled. At block 230, the next value of the gain imbalance parameter is determined based on the previous value and the results of blocks 226,228.
【0098】図6は、図5に示されている実施形態に組
合わせたり別々に使用したりできる本発明の第2の実施
形態を示すフローチャートである。ブロック240で
は、ベースバンド周波数fOBBの校正信号のI経路デジ
タルサンプルYI[m]とQ経路デジタルサンプルYQ[m]
の組が生成される。ブロック242では、Iオフセット
修正パラメータがI経路デジタルサンプルに加え合わさ
れる。ブロック244では、Qオフセット修正パラメー
タがQ経路デジタルサンプルに加え合わされる。この総
体に、利得不平衡修正パラメータが乗ぜられ、その結果
に位相誤差修正パラメータが加え合わされる。ブロック
246では、修正されたI経路サンプルにfλの余弦波
が乗ぜられ、それの結果がフィルタリングされて、副サ
ンプル化される。ブロック248では、修正されたQ経
路サンプルにfλの余弦波が乗ぜられ、それの結果がフ
ィルタリングされて、副サンプル化される。ブロック2
50では、利得不平衡パラメータの次の値が、以前の値
とブロック226、228の結果とに基づいて決定され
る。FIG. 6 is a flow chart showing a second embodiment of the present invention which may be combined with or used separately from the embodiment shown in FIG. In block 240, I path digital samples Y I [m] and Q path digital samples Y Q [m] of the calibration signal at baseband frequency f OBB .
Are generated. At block 242, the I offset correction parameter is added to the I path digital samples. At block 244, the Q offset correction parameter is added to the Q path digital samples. This sum is multiplied by the gain imbalance correction parameter and the result is combined with the phase error correction parameter. At block 246, the modified I-path sample is multiplied by a cosine wave of f λ , and the result is filtered and subsampled. At block 248, the modified Q path sample is multiplied by a cosine wave of f λ , and the result is filtered and subsampled. Block 2
At 50, the next value of the gain imbalance parameter is determined based on the previous value and the results of blocks 226, 228.
【0099】ここで説明した機能ブロックと方法ステッ
プは、各種の媒体によって配布できる。一実施形態で
は、ソフトウエアコードを実行する汎用マイクロプロセ
ッサが諸機能の全てまたは一部を実行するために用いら
れる。あるいは、機能のいくつかまたは全てを特定用途
集積回路(ASIC)に実装することができる。Iチャ
ネルとQチャネルが相互に直交である限り、Iチャネル
機能とQチャネル機能を逆にできる。The functional blocks and method steps described herein may be distributed by a variety of media. In one embodiment, a general purpose microprocessor executing software code is used to perform all or part of the functions. Alternatively, some or all of the functionality may be implemented in an application specific integrated circuit (ASIC). As long as the I and Q channels are orthogonal to each other, the I and Q channel functions can be reversed.
【0100】本発明は、それの要旨または重要な特徴か
ら逸脱することなく他の特定の形式で具体化できる。説
明した実施形態はあらゆる面で例示的なものであって、
限定的なものではなく、したがって、発明の範囲は以上
の説明によってではなくて、添付した特許請求の範囲に
より示されるものである。特許請求の範囲と均等な意味
および範囲内に含まれる全ての変更は、この範囲内に包
摂されるものである。The present invention may be embodied in other specific forms without departing from its spirit or essential characteristics. The described embodiments are exemplary in all respects,
It is intended that the scope of the invention be defined by the appended claims rather than by the foregoing description. All changes that come within the meaning and range of equivalency of the claims are to be embraced within their scope.
【図1】本発明のダイレクトコンバージョン受信機と適
応校正装置を備えている通信装置のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of a communication device including a direct conversion receiver and an adaptive calibration device of the present invention.
【図2】本発明のダイレクトコンバージョン受信機のブ
ロック図である。FIG. 2 is a block diagram of a direct conversion receiver of the present invention.
【図3】ダイレクトコンバージョン受信機の修正および
測定回路を非常に詳細に示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing the modification and measurement circuit of a direct conversion receiver in great detail.
【図4】測定回路の一部とデジタルプロセッサにより実
行される諸機能の一部を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing part of a measurement circuit and some of the functions performed by a digital processor.
【図5】利得不平衡パラメータを決定するフローチャー
トである。FIG. 5 is a flowchart for determining a gain imbalance parameter.
【図6】位相オフセット誤差パラメータを決定するフロ
ーチャートである。FIG. 6 is a flowchart for determining a phase offset error parameter.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5K004 AA05 AA08 FD05 FH03 FH04 JD05 JH02 JH03 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F term (reference) 5K004 AA05 AA08 FD05 FH03 FH04 JD05 JH02 JH03
Claims (12)
応校正方法であって、 第1のチャネル信号サンプルの系列に第1のチャネルオ
フセット修正パラメータを加えて第1のチャネルサンプ
ルの修正された系列を生成するステップと、 第2のチャネル信号サンプルの系列に第2のチャネルオ
フセット修正パラメータを加えて利得不平衡修正パラメ
ータを乗じ、前記第1のチャネルサンプルの前記修正さ
れた系列と位相誤差修正パラメータとの積に加え合わせ
て、第2のチャネルサンプルの修正された組を生成し、
前記第2のチャネルは前記第1チャネルと直交している
ステップと、 前記第1のチャネルサンプルの修正された系列に第1の
正弦波形を乗じて第1の積を決定するステップと、 前記第2のチャネルサンプルの修正された系列に、前記
第1の正弦波形と位相が90度異なる第2の正弦波形を
乗じて第2の積を決定するステップと、 前記第1の積をフィルタリング(濾波)して第1のチャ
ネル利得不平衡量を決定するステップと、 前記第2の積をフィルタリングして第2のチャネル利得
不平衡量を決定するステップと、 前記第1および第2のチャネル利得不平衡量に基づいて
前記利得不平衡修正パラメータの次の値を決定するステ
ップと、 を有するコヒーレント適応校正方法。1. A coherent adaptive calibration method for calibrating a receiver, wherein a first channel offset correction parameter is added to a sequence of first channel signal samples to obtain a corrected sequence of first channel samples. Generating, and adding a second channel offset correction parameter to the sequence of second channel signal samples and multiplying by a gain imbalance correction parameter, the corrected sequence of the first channel samples and the phase error correction parameter. To produce a modified set of second channel samples,
Said second channel being orthogonal to said first channel; multiplying a modified sequence of said first channel samples with a first sinusoidal waveform to determine a first product; Multiplying the modified sequence of two channel samples by a second sinusoidal waveform that is 90 degrees out of phase with the first sinusoidal waveform to determine a second product; and filtering the first product. ) To determine a first channel gain imbalance amount; to filter the second product to determine a second channel gain imbalance amount; and to determine the first and second channel gain imbalance amounts. Determining a next value of the gain imbalance correction parameter based on the coherent adaptive calibration method.
第1および第2のチャネル利得不平衡量の間の差を直接
とることにより実行される請求項1に記載の方法。2. The method of claim 1, wherein the step of determining the next value is performed by directly taking the difference between the first and second channel gain imbalance amounts.
介して受信された校正信号を含んでいる請求項1に記載
の方法。3. The method of claim 1, wherein the sequence of channel samples includes a calibration signal received over the air.
介して受信されたエネルギーと内部源からの校正信号と
を含んでいる請求項1に記載の方法。4. The method of claim 1, wherein the sequence of channel samples includes energy received over the air and a calibration signal from an internal source.
の値を決定する前記ステップは確率的(stochastic)勾配
方程式を用いて実行される請求項1に記載の方法。5. The method of claim 1, wherein the step of determining the next value of the gain imbalance correction parameter is performed using a stochastic gradient equation.
記第2の積を決定するステップと、前記第1のチャネル
利得不平衡量を決定するステップと、前記第2のチャネ
ル利得不平衡量を決定するステップとは、デジタル的に
実行される請求項1に記載の方法。6. The step of determining the first product, the step of determining the second product, the step of determining the first channel gain imbalance amount, and the step of determining the second channel gain imbalance amount. The method of claim 1, wherein the determining step is performed digitally.
た系列に前記第1の正弦波形をデジタル的に乗じて第3
の積を決定するステップと、 前記第3の積をデジタル的にフィルタリングして位相誤
差量を決定するステップと、 前記第1の利得不平衡量と前記位相誤差量とに基づいて
前記位相修正パラメータの次の値を決定するステップ
と、 をさらに備えている請求項6に記載の方法。7. A modified sequence of said second channel samples is digitally multiplied by said first sinusoidal waveform to produce a third
A step of determining a phase error amount by digitally filtering the third product, and a step of determining the phase error amount based on the first gain imbalance amount and the phase error amount. The method of claim 6, further comprising: determining a next value.
1のチャネルオフセット修正パラメータを加えて第1の
チャネルサンプルの修正された系列を生成するように構
成されている第1の加算モジュールと、 第2のチャネル信号サンプルの系列に第2のチャネルオ
フセット修正パラメータを加えて利得不平衡修正パラメ
ータを乗じ、前記第1のチャネルサンプルの前記修正さ
れた系列と位相誤差修正パラメータとの積に加え合わせ
て、前記第2のチャネルサンプルの修正された組を生成
するように構成され、前記第2のチャネルは前記第1の
チャネルに直交している、第2の加算モジュールと、 前記第1のチャネルサンプルの修正された系列に第1の
正弦波形を乗じて第1の積を決定する手段と、 前記第2のチャネルサンプルの前記修正された系列に前
記第1の正弦波形を乗じて第3の積を決定する手段と、 前記第1の積をフィルタリングして第1のチャネル利得
不平衡量を決定する手段と、 前記第3の積をフィルタリングして位相誤差量を決定す
る手段と、 前記第1のチャネル利得不平衡量と前記位相誤差量とに
基づいて前記位相修正パラメータの次の値を決定する手
段と、を有する受信機。8. A first summing module configured to add a first channel offset correction parameter to the series of first channel signal samples to produce a modified series of first channel samples. A second channel offset correction parameter is added to the sequence of second channel signal samples and multiplied by a gain imbalance correction parameter and added to the product of the corrected sequence of the first channel sample and the phase error correction parameter. A second summing module configured to generate a modified set of the second channel samples, the second channel being orthogonal to the first channel; and the first channel. Means for multiplying a modified sequence of samples by a first sinusoidal waveform to determine a first product; and the modified of the second channel samples. Means for determining the third product by multiplying the sequence by the first sine waveform; means for determining the first channel gain imbalance amount by filtering the first product; and A receiver comprising: means for determining a phase error amount by filtering; and means for determining a next value of the phase correction parameter based on the first channel gain imbalance amount and the phase error amount.
1のチャネルオフセット修正パラメータを加えて第1の
チャネルサンプルの修正された系列を生成するように構
成されている第1の加算モジュールと、 第2のチャネル信号サンプルの系列に第2のチャネルオ
フセット修正パラメータを加えて利得不平衡修正パラメ
ータを乗じ、前記第1のチャネルサンプルの前記修正さ
れた系列と位相誤差修正パラメータとの積に加え合わせ
て、前記第2のチャネルサンプルの修正された組を生成
するように構成され、前記第2のチャネルは前記第1の
チャネルに直交している、第2の加算モジュールと、 前記第1のチャネルサンプルの修正された系列に第1の
正弦波形を乗じて第1の積を決定する手段と、 前記第2のチャネルサンプルの修正された系列に、前記
第1の正弦波形と位相が90度異なる第2の正弦波形を
乗じて第2の積を決定する手段と、 前記第1の積をフィルタリングして第1のチャネル利得
不平衡量を決定する手段と、 前記第2の積をフィルタリングして第2のチャネル利得
不平衡量を決定する手段と、 前記第1および第2のチャネル利得不平衡量に基づいて
前記利得不平衡修正パラメータの次の値を決定する手段
と、 を有する受信機。9. A first summing module configured to add a first channel offset correction parameter to the series of first channel signal samples to produce a modified series of first channel samples. A second channel offset correction parameter is added to the sequence of second channel signal samples and multiplied by a gain imbalance correction parameter and added to the product of the corrected sequence of the first channel sample and the phase error correction parameter. A second summing module configured to generate a modified set of the second channel samples, the second channel being orthogonal to the first channel; and the first channel. Means for multiplying a modified sequence of samples by a first sinusoidal waveform to determine a first product; and a modified system of the second channel samples. Means for determining a second product by multiplying the column by a second sine waveform whose phase is 90 degrees different from the first sine waveform; and filtering the first product to determine a first channel gain imbalance amount. Determining means for filtering the second product to determine a second amount of channel gain imbalance, and determining a second of the gain imbalance correction parameters based on the first and second channel gain imbalance amounts. A receiver having means for determining a value;
第2の積を決定する手段と、前記第1のチャネル利得不
平衡量を決定する手段と、前記第2のチャネル利得不平
衡量を決定する手段は、デジタルである請求項9に記載
の受信機。10. The means for determining the first product, the means for determining the second product, the means for determining the first channel gain imbalance amount, and the second channel gain imbalance amount. 10. The receiver according to claim 9, wherein the means for determining is digital.
第1のチャネルオフセット修正パラメータを加えて第1
のチャネルサンプルの修正された系列を生成するように
構成されている第1の加算器と、 前記第1のチャネルサンプルの前記修正された系列に位
相誤差修正パラメータを乗ずるように構成されている第
1の乗算器と、 第2のチャネル信号サンプルの系列に第2のチャネルオ
フセット修正パラメータを加えるように構成されている
第2の加算器と、 前記第2の加算器の出力に利得不平衡修正値を乗ずるよ
うに校正されている第2の乗算器と、 前記第1の乗算器の出力と前記第2の乗算器の出力を加
え合わせて第2のチャネルサンプルの修正された組を生
成するように構成されており、前記第2のチャネルは前
記第1のチャネルに直交している、第3の加算器と、 前記第1のチャネルサンプルの修正された系列に第1の
デジタル化された正弦波形を乗ずるように構成されてい
る第3の乗算器と、 前記第2のチャネルサンプルの修正された系列に、前記
第1のデジタル化された正弦波形と位相が90度異なっ
ている第2のデジタル化された正弦波形を乗ずるように
構成されている第4の乗算器と、 前記第3の乗算器の出力をフィルタリングして第1のチ
ャネル利得不平衡量を決定するように構成されている第
1のデジタルフィルタと、 前記第4の乗算器の出力をフィルタリングして第2のチ
ャネル利得不平衡量を決定するように構成されている第
2のデジタルフィルタと、 前記第1および第2のチャネル利得不平衡量に基づいて
前記利得不平衡修正パラメータの次の値を決定する計算
器と、 を備えている受信機。11. A first channel offset correction parameter is added to a sequence of first channel signal samples to obtain a first channel offset correction parameter.
A first adder configured to generate a modified sequence of the first channel samples, and a first adder configured to multiply the modified sequence of the first channel samples by a phase error correction parameter. A first adder, a second adder configured to add a second channel offset correction parameter to the sequence of second channel signal samples, and a gain imbalance correction at the output of the second adder. A second multiplier that is calibrated to multiply by a value, and the output of the first multiplier and the output of the second multiplier are added to produce a modified set of second channel samples. A second adder, the second channel being orthogonal to the first channel, and a first digitized into a modified sequence of the first channel samples. sine A third multiplier configured to multiply a shape; and a second series of modified sequences of the second channel samples that are 90 degrees out of phase with the first digitized sine waveform. A fourth multiplier configured to multiply a digitized sine waveform, and a fourth multiplier configured to filter an output of the third multiplier to determine a first channel gain imbalance amount. A first digital filter, a second digital filter configured to filter an output of the fourth multiplier to determine a second channel gain imbalance amount, the first and second channel gains A calculator that determines a next value of the gain imbalance correction parameter based on the amount of imbalance.
第1のチャネルオフセット修正パラメータを加えて第1
のチャネルサンプルの修正された系列を生成するように
構成されている第1の加算器と、 前記第1のチャネルサンプルの前記修正された列に位相
誤差修正パラメータを乗ずるように構成されている第1
の乗算器と、 第2のチャネル信号サンプルの系列に第2のチャネルオ
フセット修正パラメータを加えるように構成されている
第2の加算器と、 前記第2の加算器の出力に利得不平衡修正値を乗ずるよ
うに構成されている第2の乗算器と、 前記第1の乗算器の出力と前記第2の乗算器の出力を加
え合わせて第2のチャネルサンプルの修正された組を生
成するように構成されており、前記第2のチャネルは前
記第1のチャネルに直交している、第3の加算器と、 前記第1のチャネルサンプルの修正された系列に第1の
デジタル化された正弦波形を乗ずるように構成されてい
る第3の乗算器と、 前記第2のチャネルサンプルの修正された系列に前記第
1の正弦波形を乗じて第3の積を決定するように構成さ
れている第4の乗算器と、 前記第3の乗算器の出力をフィルタリングして第1のチ
ャネル利得不平衡量を決定するように構成されている第
1のデジタルフィルタと、 前記第4の乗算器の出力をフィルタリングして位相誤差
量を決定するように構成されている第2のデジタルフィ
ルタと、 前記第1のチャネル利得不平衡測定値と前記位相誤差量
とに基づいて前記位相修正パラメータの次の値を決定す
るように構成されている計算器と、 を備えている受信機。12. A first channel offset correction parameter is added to a sequence of first channel signal samples to obtain a first channel offset correction parameter.
A first adder configured to generate a modified sequence of the first channel samples, the first adder configured to multiply the modified sequence of the first channel samples with a phase error correction parameter. 1
And a second adder configured to add a second channel offset correction parameter to the sequence of second channel signal samples, and a gain imbalance correction value at the output of the second adder. A second multiplier configured to multiply by, and adding the output of the first multiplier and the output of the second multiplier to produce a modified set of second channel samples. A second adder, wherein the second channel is orthogonal to the first channel, a third adder, and a first digitized sine into a modified sequence of the first channel samples. A third multiplier configured to multiply a waveform, and configured to multiply the modified sequence of second channel samples by the first sinusoidal waveform to determine a third product. A fourth multiplier, and the third A first digital filter configured to filter the output of the calculator to determine a first channel gain imbalance amount, and to filter the output of the fourth multiplier to determine a phase error amount A second digital filter configured according to, and a calculator configured to determine a next value of the phase correction parameter based on the first channel gain imbalance measurement and the phase error amount. And a receiver equipped with.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002141926A JP2003333117A (en) | 2002-05-16 | 2002-05-16 | Coherent adaptive calibration system and method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002141926A JP2003333117A (en) | 2002-05-16 | 2002-05-16 | Coherent adaptive calibration system and method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003333117A true JP2003333117A (en) | 2003-11-21 |
Family
ID=29702380
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002141926A Pending JP2003333117A (en) | 2002-05-16 | 2002-05-16 | Coherent adaptive calibration system and method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003333117A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013126112A (en) * | 2011-12-14 | 2013-06-24 | Fujitsu Ltd | Demodulator and demodulation method |
-
2002
- 2002-05-16 JP JP2002141926A patent/JP2003333117A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013126112A (en) * | 2011-12-14 | 2013-06-24 | Fujitsu Ltd | Demodulator and demodulation method |
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