JP2008533877A - 受信機dcオフセット訂正 - Google Patents
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Abstract
【選択図】 図4
Description
本特許出願は、本明細書の譲受人に譲渡され、参照により本明細書に明示的に組み込まれている、2005年3月11日に出願した仮出願第60/660,968号に対する優先権を主張するものである。
図4は、DCオフセット訂正システムを有する例示の受信機の高レベルの概略ブロック図である。本発明は、DCオフセット訂正ループを有する受信機についての設計である。DCオフセットは、通信受信機における一般的な障害であり、この障害は、受信された信号に加えられるゆっくり変化するバイアスとしての役割を果たす。DCオフセットは、無線周波数(RF)フロントエンドミキサステージ(front−end mixer stage)を起源とする静的コンポーネントと動的コンポーネントの両方から構成されることもある。ZIF受信機上のDCオフセットの影響は、さらに顕著なことさえもある。受信機に対するDCバイアスの悪影響は、2重である。すなわち、DCオフセットは、ADCの飽和を回避するためにADCに対する入力信号の許容される動的範囲を低減させてしまう。さらに、通信信号レベルがDCオフセットに比べて弱い場合には、AGCは、利得ステップの決定を行うときに、信号レベルの代わりに場合によってはDCバイアスに追随してしまう可能性がある。多数の従来の送信機は、DCにおいては有用なデータを送信しない。したがって、受信機の抑制は、データのフローに影響を及ぼさない。
Gループ=DAC_利得(mv/LSB)×ミキサ利得(mV/mV)×
(シグマ−デルタ+ディジタルフィルタ利得)(LSB/mV)×2Accシフト×2−M×2(DACビット幅−Accビット幅)
によって与えられる。
粗ループは、ミキサを含んでおり、それ故に状態にまたがったミキサ利得変化によって影響を受けることに注意すべきである。それに応じて、シフトパラメータMは、ミキサ利得状態にまたがって調整されるべきであり、その結果、全体ループ利得は、望ましい値の近くに維持される。したがって、キャリブレーションならびにトラッキング中に、Mについての2つの異なる値が、ミキサ利得状態に基づいて使用される。
受信機は、静的DCオフセットを除去するためにキャリブレーションされ、この静的DCオフセットは、ミキサ利得状態の関数である。キャリブレーションは、受信機が、電源投入やCDMAとOFDMとの間のスイッチングなど、異なる演算モードに入るたびに行われる。キャリブレーションは、ミキサ利得状態ごとに実行され、それにかかる時間は、利得状態ごとのOFDMシンボルの一部分よりも短い。
内側ループアップデート
初期キャリブレーションが完了した後に、LNAは、オンに戻され、受信機は、着信信号の処理を開始し、内側ループは、サンプルごとにアップデートされる。内側ループの設計における1つの考慮すべき事項は、ω3dBをもたらすことである。DCについてのいずれの側のサブキャリアも、データサブキャリアである。システム性能を無効にするDCの影響を最小にするために、ω3dBは、第1のサブキャリアの周波数よりも小さい必要がある。これは、フィルタ減衰が第1のOFDMサブキャリアにおいて重要でないことを保証する。この条件を満たすために、ω3dBは、第1のサブキャリアの周波数の2分の1に設定される。さらに、ループが、サンプルごとにアップデートされる場合には、
図9は、外側ループトラッキングアップデート中における内側ループアキュムレータ値に対する訂正を示す概略ブロック図である。粗DC訂正に対応するバンクB中のレジスタは、バンクA中の累積された誤りに基づいて定期的にアップデートされる。典型的なアップデートレートは、ウェイクアップ(wakeup)ごとに1回である。バンクB中におけるすべてのレジスタは、あらゆるウェイクアップごとにアップデートされる。バンクA中におけるレジスタは、外側ループのあらゆるアップデートにおいてスケールダウンされる。内側ループアキュムレータが、アップデートごとにスケールダウンされない場合には、未使用の利得状態に対応する内側ループアキュムレータ値は、あらゆる粗ループアップデートにおいて変更されないままである。したがって、未使用の利得状態に対応する外側アキュムレータは、結局のところ飽和することになる。それ故に、トラッキング中の外側ループアップデートは、以降の演算を必要とする。すなわち、
Bi(n)=Bi(n−1)+kc・Ai(n)
Ai(n+1)=(1−kc)・Ai(n)
等価的に、
Bi(n)=Bi(n−1)+Ai(n)>>M2
Ai(n+1)=Ai(n)−Ai(n)>>M2
となり、式中でM2は、外側DCループのループ利得に基づいて選択される。
Claims (27)
- 無線通信受信機中において、直流電流オフセットを訂正するための方法であって、
通信状態において、ミキサ信号入力において通信信号を受け入れること、
アナログディジタル変換された通信信号から微訂正値を差し引くこと、および
初期微訂正された直流電流 オフセットを有する前記ディジタル通信信号を供給すること、を含む方法。 - 前記通信状態に先立って起こる初期化状態において、前記受信された通信信号からミキサ信号入力を切り離すこと、
ミキサ出力からアナログ信号を受け入れること、
前記アナログ信号をディジタル信号に変換すること、
前記初期微訂正値を生成すること、
前記ディジタル信号から前記初期微訂正値を差し引くこと、および
前記初期微訂正値に応じてディジタル信号振幅を最小にすること
をさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 前記初期化状態において、粗訂正値を生成すること、
ミキサへの電流入力を調整するために前記粗訂正値を使用すること、
ここにおいて、ディジタル信号振幅を最小にすることは、前記粗訂正値に応じてディジタル信号振幅を最小にすることを含む、を備える請求項2に記載の方法であって、
前記通信状態において、前記粗値訂正を用いてミキサを動作させること
ここにおいて、前記ディジタル通信信号を供給することは、粗と初期微訂正された直流電流オフセットとを有する前記ディジタル通信信号を供給することを含む方法。 - 前記粗訂正値を生成することは、前記初期微訂正値のスケーリングされたバージョンを前記初期粗値として使用することを含む、請求項3に記載の方法。
- 前記初期化状態において、前記粗値訂正を用いてミキサを動作させながら、最終微訂正値を生成すること、
ここにおいて、前記ディジタル通信信号から前記微訂正値を差し引くことは、前記ディジタル通信信号から前記最終微訂正値を差し引くことを含み、
ここにおいて、前記ディジタル通信信号を供給することは、粗及び最終微訂正された直流電流 オフセットを有する前記ディジタル通信信号を供給することを含む、請求項3に記載の方法。 - 前記ミキサ出力から前記アナログ信号を受け入れることは、複数の利得を有するミキサからアナログ信号を受け入れることを含み、
ここにおいて、前記初期微訂正値を生成することは、ミキサ利得ごとに初期微訂正値を生成することを含み、
ここにおいて、前記粗訂正値を生成することは、ミキサ利得ごとに粗訂正値を生成することを含み、
ここにおいて、前記最終微訂正値を生成することは、ミキサ利得ごとに最終微訂正値を生成することを含み、
ここにおいて、前記ディジタル通信信号を供給することは、前記ミキサ利得に対応する訂正された直流電流 オフセットを有する前記ディジタル通信信号を供給することを含む、請求項5に記載の方法。 - ミキサ信号入力において前記通信信号を受け入れることは、複数の利得を有する低雑音増幅器(LNA)から前記通信信号を受け入れることを含み、
ここにおいて、前記初期微訂正値を生成することは、LNA利得ごとに初期微訂正値を生成することを含み、
ここにおいて、前記粗訂正値を生成することは、LNA利得ごとに粗訂正値を生成することを含み、
ここにおいて、前記最終微訂正値を生成することは、LNA利得ごとに最終微訂正値を生成することを含み、
ここにおいて、前記ディジタル通信信号を供給することは、前記LNA利得に対応する訂正された直流電流 オフセットを有する前記ディジタル通信信号を供給することを含む、請求項5に記載の方法。 - 前記通信状態において、トラッキング訂正値を生成すること、
前記ディジタル通信信号から前記トラッキング訂正値を差し引くこと、
ここにおいて、前記ディジタル通信信号を供給することは、粗及びトラッキング訂正された直流電流オフセットとを有する前記ディジタル通信信号を供給することを含む、請求項7に記載の方法。 - 前記粗訂正値をアップデートするために、前記トラッキング訂正値のスケーリングされたバージョンを使用すること
をさらに含む、請求項8に記載の方法。 - ミキサ信号入力において前記通信信号を受け入れることは、キャリアからオフセットされた第1の周波数(f1)における第1のサブキャリアを有する直交周波数分割多重化(OFDM)信号を受け入れることを含み、
ここにおいて、トラッキング訂正値を生成することは、f1より狭いトラッキング帯域幅を使用して訂正値をトラッキングすることを含む、請求項8に記載の方法。 - 前記通信信号を受け入れることは、定期的なパイロット信号を有するOFDM信号を受け入れることを含み、
ここにおいて、前記ディジタル通信信号を供給することは、訂正された直流電流 オフセットを有するディジタル通信信号を供給することに応じてパイロット信号を獲得する確率を増大させることを含む、請求項8に記載の方法。 - 前記粗訂正値を生成することは、
累積された粗訂正ディジタル値によって表される誤りを生成すること、
前記粗訂正ディジタル値をアナログ訂正値に変換すること、および
前記アナログ訂正値をミキサへの電流入力と加算すること
を含む、請求項5に記載の方法。 - ポータブル無線通信受信機において、直流電流オフセットを訂正するための演算を実行するためにディジタル処理装置によって実行可能な機械読取り可能命令のプログラムを有形に収録された信号保持媒体であって、前記演算は、
初期化状態において、微訂正値を生成すること、
通信状態において、ミキサ信号入力において通信信号を受け入れること、
変換されたディジタル通信信号から前記微訂正値を差し引くこと、および
微訂正された直流電流 オフセットを有する前記ディジタル通信信号を供給すること
を含む、信号保持媒体。 - 無線通信受信機において、受信された通信信号中における直流電流オフセットを訂正するためのシステムであって、
通信状態において通信信号を受信する信号入力とアナログ出力とを有するミキサと、
前記ミキサ出力に接続された入力とディジタル信号を供給する出力とを有するアナログディジタル変換器(ADC)と、
前記ADC出力に接続された第1の入力、第2の入力、および加算されたディジタル信号を供給する出力を有し、前記第2の入力が前記第1の入力から差し引かれる加算回路と、
前記加算されたディジタル信号を受け取る入力と前記加算回路の第2の入力に初期微訂正値を供給する出力とを有する直流電流 オフセット訂正モジュールと、
ここにおいて、前記加算回路は、前記通信状態において、初期微訂正された直流電流 オフセットを有するディジタル通信信号を供給するために、前記ADC出力から前記初期微訂正値を差し引く、システム。 - 前記ミキサ信号入力が、前記通信状態に先立って起こる初期化状態において前記受信された通信信号から選択的に切り離され、
前記直流電流 オフセット訂正モジュールは、前記初期化状態において加算されたディジタル信号振幅を最小にするために、前記加算回路の第2の入力に対して前記初期微訂正値を供給する、請求項14に記載のシステム。 - 前記ミキサは、電流供給入力を有し、
前記直流電流 オフセット訂正モジュールは、前記初期化状態において、加算されたディジタル信号振幅を最小にするために、粗訂正値を供給するための前記ミキサ電流供給入力に接続された出力を有し、
前記加算回路は、前記通信状態において粗及び初期微訂正された直流電流 オフセットとを有するディジタル通信信号を供給する、請求項15に記載のシステム。 - 前記直流電流 オフセットモジュールは、前記初期微訂正値をスケーリングし、前記スケーリングされた初期微訂正値を初期粗訂正値として供給する、請求項16に記載のシステム。
- 前記直流電流 オフセット訂正モジュールは、前記粗値訂正を前記ミキサに供給しながら、最終微訂正値を前記初期化状態において前記加算回路に対して供給し、
前記加算回路は、前記通信状態において粗及び最終微訂正された直流電流 オフセットとを有するディジタル通信信号を供給する、請求項15に記載のシステム。 - 前記ミキサは、複数の利得状態を有し、
ここにおいて、前記直流電流オフセット訂正モジュールは、前記初期化状態において、ミキサ利得状態ごとに初期微訂正値、粗訂正値、および最終微訂正値を生成し、
ここにおいて、前記加算回路は、前記ミキサ利得に対応する訂正された直流電流 オフセットを有するディジタル通信信号を供給する、請求項18に記載のシステム。 - 無線エアインターフェースに接続された入力と前記ミキサ信号入力に接続された出力とを有する、複数の利得状態を有する低雑音増幅器(LNA)、
ここにおいて、前記直流電流 オフセット訂正モジュールは、前記初期化状態においてLNA利得状態ごとに初期微訂正値、粗訂正値、および最終微訂正値を生成し、
ここにおいて、前記加算回路は、前記LNA利得に対応する訂正された直流電流 オフセットを有するディジタル通信信号を供給する、請求項18に記載のシステム。 - 前記直流電流 オフセット訂正モジュールは、前記通信状態においてトラッキング訂正値を前記加算回路に対して供給し、
ここにおいて、前記加算回路は、前記通信状態において粗及びトラッキング訂正された直流電流 オフセットとを有するディジタル通信信号を供給する、請求項18に記載のシステム。 - 前記ミキサ信号入力は、キャリアからオフセットされた第1の周波数(f1)における第1のサブキャリアを有する直交周波数分割多重化(OFDM)信号を受信し、
ここにおいて、前記直流電流 オフセット訂正モジュールは、f1よりも狭いトラッキング帯域幅を使用してトラッキング訂正値を生成する、請求項21に記載のシステム。 - 前記ミキサ信号入力は、定期的なパイロット信号を有するOFDM信号を受信し、
ここにおいて、前記加算回路は、前記訂正された直流電流 オフセットに応じて低減させられた確率のパイロット信号フォールスアラームを有するディジタル通信信号を供給する、請求項21に記載のシステム。 - 前記直流電流オフセット訂正モジュールは、前記粗訂正値を累積された粗訂正ディジタル値として生成し、
前記システムは、
粗訂正ディジタル値を受け取るための入力と前記ミキサ電流供給入力に接続された出力とを有するディジタルアナログ変換器(DAC)を
さらに備える、請求項18に記載のシステム。 - 前記直流電流 オフセット訂正モジュールは、スケーリングされたトラッキング訂正値を生成し、前記スケーリングされたトラッキング訂正値をアップデートされた粗訂正値として供給する、請求項21に記載のシステム。
- 無線通信受信機中において、受信された通信信号中における直流電流オフセットを訂正するためのシステムであって、
通信状態において通信信号を受信する信号入力とアナログ出力とを有し、入力信号を局部発振器(LO)信号と混合するための手段と、
前記混合手段出力に接続された入力とディジタル信号を供給する出力とを有し、アナログ信号をディジタル信号へと変換するための手段と、
前記アナログディジタル変換器(ADC)手段出力の前記出力に接続された第1の入力、第2の入力、および加算されたディジタル信号を供給する出力を有し、前記第2の入力が前記第1の入力から差し引かれる、加算するための手段と、
前記加算手段からの前記信号を受け取る入力と前記加算手段の前記第2の入力に微訂正値を供給する出力とを有する、直流電流オフセットを訂正するための手段と、
ここにおいて、前記加算手段は、前記通信状態において、微訂正された直流電流オフセットを有するディジタル通信信号を供給するために、ADC手段の前記出力から前記微訂正値を差し引く、を備えたシステム。 - 無線通信受信機中において、受信された通信信号中における直流電流オフセットを訂正するためのプロセッサデバイスであって、
通信状態において通信信号を受信する信号入力とアナログ出力とを有するミキサモジュールと、
前記ミキサモジュール出力に接続された入力とディジタル信号を供給する出力とを有するアナログディジタル変換器(ADC)モジュールと、
前記ADCモジュール出力に接続された第1の入力、第2の入力、および加算されたディジタル信号を供給する出力を有し、前記第2の入力が前記第1の入力から差し引かれる加算モジュールと、
前記加算されたディジタル信号を受け取る入力と前記加算モジュールの第2の入力に微訂正値を供給する出力とを有するDCオフセット訂正モジュールと
を備え、前記加算モジュールは、前記通信状態において、微訂正されたDCオフセットを有するディジタル通信信号を供給するために、前記ADCモジュール出力から前記微訂正値を差し引く、プロセッサデバイス。
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