JP2009540672A - 高速同相直交不平衡校正 - Google Patents

高速同相直交不平衡校正 Download PDF

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Abstract

本発明の一実施形態は、通信システムにおいて受信機および送信機を校正する技法を含む。N個のディジタル化サンプルI(n)およびQ(n)が記憶される。N個のディジタル化サンプルは、受信機からのダウンコンバート信号の同相および直交(I−Q)成分をそれぞれ表す。I−Q成分は、I−Q不平衡を有する直交復調器または直交変調器から生成される。閉形式解を使用して、I−Q不平衡を補償するために、位相および利得調整定数が、N個のディジタル化サンプルから計算される。本発明の別の実施形態は、校正された基準受信機を使用することなく、通信システムにおいてトランシーバを校正する技法を含む。第1の周波数にある第1の試験信号が、I−Q不平衡を有する直交変調器を有する送信機に注入される。直交変調器は、搬送周波数を有する。送信機は、送信機信号を生成する。第1の試験信号と第1の周波数の2倍の第2の周波数にある第2の試験信号とを有する合成信号を生成するために、送信機信号が検出される。合成信号はディジタル化される。閉形式解を使用して、I−Q不平衡を補正するために、ディジタル化合成信号からI−Q直流(DC)オフセット補正と、位相補正と、利得補正とが計算される。

Description

関連出願
本出願は、2006年6月6日に出願された「Fast In−phase and Quadrature imbalance calibration」と題する仮出願第60/811,579号の利益を主張する。
本発明の実施形態は、通信の分野に関し、より詳細には、同相直交不平衡校正(in-phase and quadrature imbalance calibration)に関する。
ダイレクトコンバージョン構成を利用する無線周波(RF)受信機または送信機は、同相および直交(I−Q)アナログ信号を生成する。これらの信号は通常、復調器性能または変調器性能を制限するひずみを有する。直交誤差と呼ばれるこれらのひずみは、I−Q信号成分間の利得不平衡および位相不平衡によって引き起こされる。I−Q信号における不平衡は、イメージ周波数および直流(DC)オフセットを誘導することがあり、それらは、復調器プロセスまたは変調器プロセスの妨げとなる。I−Q不平衡を補正するには、通信サブシステムを校正することが必要である。既存の校正方法は一般に、反復手法を利用する。これらの技法は、反復掃引において反復的に、位相誤差を補正し、次に利得誤差を補正する。
既存の校正技法は、多くの不都合を有する。第1に、反復手法は、複数の処理パスを必要とし、長い処理時間をもたらす。この長い処理時間は、通信受信機または送信機をサービス停止にさせることがある。電話通信またはリアルタイムビデオなど、一定のビットレートを必要とする通信サービスの場合、サービス停止による中断は、望ましくない性能の原因となることがある。第2に、技法の反復的性質は、正確ではなく、貧弱な結果しか達成せず、悪化した性能をもたらす。
本発明の一実施形態は、通信システムにおいて受信機および送信機を校正する技法を含む。N個のディジタル化サンプルI(n)およびQ(n)が記憶される。N個のディジタル化サンプルは、受信機からのダウンコンバート信号の同相および直交(I−Q)成分をそれぞれ表す。I−Q成分は、I−Q不平衡を有する直交変調器または直交復調器から生成される。閉形式解(closed form solution)を使用して、I−Q不平衡を補償するために、位相および利得調整定数がN個のディジタル化サンプルから計算される。
本発明の別の実施形態は、校正された基準受信機を使用することなく、通信システムにおいてトランシーバを校正する技法を含む。第1の周波数にある第1の試験信号が、I−Q不平衡を有する直交変調器を有する送信機に注入される。直交変調器は、搬送周波数を有する。送信機は、送信機信号を生成する。第1の試験信号と第1の周波数の2倍の第2の周波数にある第2の試験信号とを有する合成信号を生成するために、送信機信号が検出される。合成信号はディジタル化される。閉形式解を使用して、I−Q不平衡を補正するために、I−Q直流(DC)オフセット補正、位相補正、および利得補正が、ディジタル化合成信号から計算される。
以下の説明では、多くの具体的な詳細が説明される。しかし、本発明の実施形態がこれらの具体的な詳細を備えずに実施され得ることは理解されよう。他の場合には、よく知られた回路、構造、および技法は、本説明の理解を不明瞭にしないために示されていない。
本発明の一実施形態は、流れ図、フロー図、構造図、またはブロック図として通常は描かれるプロセスとして説明されることができる。流れ図は、動作を順次プロセスとして説明することができるが、動作の多くは、並列または同時に実行されることができる。加えて、動作の順序は、並び替えられてよい。プロセスは、その動作が完了したときに終了する。プロセスは、方法、プログラム、手順、製造または製作方法などに対応することができる。
本発明の実施形態は、直交復調器または変調器回路におけるI−Q不平衡を補償するために、通信システムにおいて受信機または送信機を校正する技法を含む。高速校正を提供するため、校正は、閉形式解を使用してディジタル領域で実行される。閉形式解は、調整定数または不平衡補正を計算するための公式または式の適用を含む。校正後、I−Q不平衡を補償するために、調整定数または不平衡補正が、補償器回路において適用されることができる。補償はディジタル領域で実行される。
一実施形態では、本発明の技法は、受信機を校正するために使用される。入力信号が、RF受信機の入力に注入される。信号は、直交復調器回路の混合プロセスを通過し、ベースバンド信号にダウンコンバートされる。ベースバンド信号は、その後、ディジタルサンプルに変換される。ディジタル化サンプルは、処理ユニットによって処理されるために、メモリに記憶される。処理ユニットは、閉形式解を使用して記憶ディジタル化サンプルから調整定数を計算する。調整定数の計算は、したがって、1つの単一パスで行われ、公式を使用した定数の直接計算を含む。したがって、校正は、高速で、効率的で、正確である。
同じ手順が、送信機を校正するために使用されることができる。この方式は、信号用の受信機経路を提供するために、校正された基準受信機が必要とされる。基準試験信号が、補償される必要があるI−Q不平衡を有する送信機直交変調器を通過される。生成された送信信号は、校正された基準受信機にループバックされる。校正された基準受信機はひずみを導入しないので、受信信号中のひずみは送信機直交変調器によって引き起こされる。受信機校正用の位相および利得調整定数を計算するのにも同じ手順が使用される。
調整定数が計算された後、それらは、直交復調器または直交変調器におけるI−Q不平衡を補償するために、受信機または送信機に適用される。受信機の場合、これらの定数は、RF直交復調器によるダウンコンバージョンの後にI−Q信号に対して適用される。送信機の場合、I−Q不平衡を事前補償するために、これらの定数は、RF直交変調器によるアップコンバージョンの前にI−Q信号に対して適用される。どちらの場合も、補償はディジタル領域において実行される。
代替方法は、校正された基準受信機を使用することなく送信機を校正する。この技法はRFトランシーバ回路に組み込まれた送信機電力検出器を利用する。第1の試験信号が生成され、送信機内の直交変調器を通過する。送信機信号は検出器を通過する。検出器は自乗器とローパスフィルタとを含む。ローパスフィルタは直交変調器の搬送周波数を除去する。検出器は第1の信号と第1の周波数の2倍の第2の周波数にある第2の信号とを有する合成信号を生成する。合成信号はその後、アナログ−ディジタル変換器によってディジタル化される。合成信号のディジタル化サンプルは記憶される。処理ユニットは、閉形式解を使用して、I−Q DCオフセット補正、位相補正、および利得補正をディジタル化合成信号から計算する。直交変調器回路の前の事前補償回路において、I−Q DCオフセット補正、位相補正、および利得補正が、I−Q不平衡を事前補償するために使用される。補正の計算はしたがって、1つの単一パスで行われ、公式を使用した補正の直接計算を含む。したがって、校正は高速で、効率的で、正確である。
本発明の実施形態は、以下の説明と、本発明の実施形態を説明するために使用される添付の図面とを参照することによって、最も良く理解され得る。
本発明の一実施形態による、受信機サブシステムを示すブロック図。 本発明の一実施形態による、受信機サブシステム用の補償器を示すブロック図。 本発明の一実施形態による、校正された基準受信機を使用する校正用の送信機サブシステムを示すブロック図。 本発明の一実施形態による、送信機サブシステム用の補償器を示すブロック図。 本発明の一実施形態による、校正された基準受信機を使用することのない校正用の送信機サブシステムを示すブロック図。 本発明の一実施形態による、事前補償回路を示すブロック図。 本発明の一実施形態による、誤差回路を示すブロック図。 本発明の一実施形態による、校正を実行するプロセスを示す流れ図。 本発明の一実施形態による、位相および利得調整定数を計算するプロセスを示す流れ図。 本発明の一実施形態による、I−Q平均電力およびI−Q相関を計算するプロセスを示す流れ図。 本発明の一実施形態による、利得差分および位相差分を推定するプロセスを示す流れ図。 本発明の一実施形態による、調整定数の行列Aを計算するプロセスを示す流れ図。 本発明の一実施形態による、校正された基準受信機を使用することなく送信機を校正するプロセスを示す流れ図。 本発明の一実施形態による、送信機信号を検出するプロセスを示す流れ図。 本発明の一実施形態による、I−Q DCオフセット補正と、位相補正と、利得補正とを計算するプロセスを示す流れ図。 本発明の一実施形態による、処理ユニットを示すブロック図。
発明の詳細な説明
図1Aは本発明の一実施形態による受信機サブシステム100を示すブロック図である。受信機サブシステム100は、バンドパスフィルタ(BPF)110と、低雑音増幅器(LNA)115と、直交復調器回路120と、I−Qアナログ−ディジタル変換器150、155と、I−Q不平衡補償器160と、ディジタル復調器170と、メモリ180と、処理ユニット190とを含む。受信機サブシステム100は、上記の構成要素より多いまたは少ない構成要素を含んでもよい。
入力信号がRFアンテナから受け取られる。BPF110は対象の周波数帯域から望ましくない周波数を除去する。LNA115は、フィルタリングされた信号を適切な利得で増幅する。
直交復調器120は、受け取った信号をベースバンド信号にダウンコンバートする。直交復調器120は、局部発振器125と、スプリッタ127と、2つの混合器130、135と、2つのバッファ140、145とを含む。局部発振器125は搬送周波数を有する搬送波波形を生成する。スプリッタ127は搬送波波形を90°だけ位相偏移させられた2つの波形に分割する。混合器130、135は、受け取った信号に位相偏移信号を混合すなわち乗算して、同相(I)チャネルと直交(Q)チャネルの2つのチャネルを提供する。2つのバッファ140、145は、直交復調信号の結果のI−Q成分をバッファリングする。直交復調器120は、信号ひずみの原因となるI−Q不平衡を有することがある。
I−Q ADC150、155は、直交復調器120からのI−Q成分それぞれをディジタルデータに変換する。I−Q補償器160は、直交変調器120におけるI−Q不平衡を補償して、補正I−Q成分を提供する。I−Q補償器160は、補償を実行するために、処理ユニット190によって計算された調整定数を使用する。校正中、I−Q補償器160はディジタル化I−Q成分を変更せずに通過させる校正モードにある。校正後、I−Q補償器160は、補償機能を実行するために、調整定数をロードされ、活性化(activate)される。ディジタル復調器170は、受信機機能に従って、補正I−Q成分にディジタル復調を適用する。
メモリ180は、処理用のN個のディジタル化I−Qサンプルを記憶する。メモリは、ディジタル化I−Qサンプルをリアルタイム速度で記憶できる任意の記憶デバイス(例えば、高速スタティックランダムアクセスメモリ)でよい。メモリのサイズは、記憶されるディジタル化サンプルの所望数に従って選択される。
処理ユニット190は、I−Q不平衡を補償するための調整定数を計算するプログラムまたは命令を実行するプログラム可能プロセッサを含む。処理ユニット190は調整定数をI−Q補償器160に提供する。
図1Bは、本発明の一実施形態による、図1Aの受信機サブシステム用の補償器160を示すブロック図である。補償器160は調整定数a11、a12、a21、a22 10、15、20、25と、2つの加算器162、163と、4つの乗算器164、165、166、167とを含む。
調整定数a11、a12、a21、a22 10、15、20、25は、校正手順中に処理ユニット190によって閉形式解を用いて計算される、I−Q不平衡を補償するための利得および位相調整定数または補正である。調整定数は、レジスタ、バッファメモリ、またはハードワイヤードデータを含む他の任意の記憶エレメントなど、記憶エレメント内に記憶されることができる。調整定数は、図8Cに示されるプロセス730で説明される、処理ユニット190によって計算される行列Aの成分である。
加算器162は、第1の積Pを第2の積Pに加算して、受信機サブシステム100の通信経路におけるI成分を生成する。上で説明されたように、通信経路は、受け取った信号の周波数を変換する直交復調器を有する。直交復調器は、利得調整定数および位相調整定数a11、a12、a21、a22によって補償または補正され得るI−Q不平衡またはひずみを有する。加算器163は、第3の積Pを第4の積Pに加算して、通信経路におけるQ成分を生成する。
乗算器164、166は、通信経路における入力のI’成分およびQ’成分を調整定数a11 10およびa12 15でそれぞれ乗算して、第1の積Pおよび第2の積Pをそれぞれ生成し、それらを加算器162に渡す。乗算器165、167は、通信経路における入力のQ’成分およびI’成分を調整定数a22 20およびa21 25でそれぞれ乗算して、第3の積Pおよび第4の積Pをそれぞれ生成する。
図2Aは、本発明の一実施形態による、校正された基準受信機を使用する校正用の送信機サブシステム200を示すブロック図である。送信機サブシステム200は、ディジタル変調器210と、I−Q補償器220と、I−Qディジタル−アナログ変換器(DAC)230、235と、I−Qローパスフィルタ(LPF)240、245と、直交変調器250と、電力増幅器(PA)285と、校正された基準受信機290と、メモリ292と、処理ユニット295とを含む。送信機サブシステム200は、上記の構成要素より多いまたは少ない構成要素を含んでもよい。校正中、校正された基準受信機290、メモリ292、および処理ユニット295は、I−Q補償器220で使用される調整定数を計算するために使用される。調整定数が計算された後、処理ユニット295は、これらの定数を補償器220にロードする。校正された基準受信機290、メモリ292、および処理ユニット295は、その後、除去されてもよい。
ディジタル変調器210は、送信機機能に従って、ディジタル変調を実行する。これは、誤り符号化など、様々な符号化機能を含むことができる。I−Q補償器220は、調整定数または不平衡補正を適用して、直交変調器250におけるI−Q不平衡またはひずみを事前補償する。I−Q DAC230、235は、I−Qディジタルデータをアナログベースバンド信号に変換する。LPF240、245は、望ましくない周波数を除去するために、I−Qチャネルそれぞれの上でアナログベースバンド信号をローパスフィルタリングする。
直交変調器250は、ベースバンド信号を所望の周波数にアップコンバートする。直交変調器250は、局部発振器255と、スプリッタ260と、2つの混合器270、275と、結合器280とを含む。局部発振器255は搬送周波数を有する搬送波波形を生成する。スプリッタ260は搬送波波形を90°だけ位相偏移させられた2つの波形に分割する。混合器270、275は、ベースバンド信号に位相偏移信号を混合すなわち乗算して、送信されるRF信号のI−Q成分を提供する。直交変調器250は信号ひずみの原因となるI−Q不平衡を有することがある。結合器280は、RF信号のI−Q成分を結合すなわち加算して、合成RF出力信号にする。
PA285は、RFアンテナへの伝送用に合成RF信号を増幅する。校正された基準受信機290は、その直交復調器におけるI−Q不平衡を補償するために構成されている受信機サブシステムである。校正された基準受信機は、受信機サブシステム100と同様である。メモリ292および処理ユニット295は、図1Aに示されたメモリ180および処理ユニット190とそれぞれ同様である。メモリ292は、受け取った信号のディジタル化サンプルを記憶する。処理ユニット295は、I−Q補償器220で使用される調整定数を計算する。
図2Bは、本発明の一実施形態による、送信機サブシステム用の補償器220を示すブロック図である。補償器220は、調整定数a11、a12、a21、a22 10、15、20、25と、2つの加算器222、223と、4つの乗算器224、225、226、227とを含む。
調整定数a11、a12、a21、a22 10、15、20、25は、校正手順中に処理ユニット295によって閉形式解を用いて計算される、I−Q不平衡を補償するための利得および位相調整定数または補正である。これらは、図1Bに示された定数と同様である。調整定数は、レジスタ、バッファメモリ、またはハードワイヤードデータを含む他の任意の記憶エレメントなど、記憶エレメント内に記憶されることができる。調整定数は、図8Cに示されるプロセス730で説明される、処理ユニット295によって計算される行列Aの成分である。
加算器222は、第1の積Pを第2の積Pに加算して、送信機サブシステム200の通信経路におけるI’成分を生成する。上で説明されたように、通信経路はベースバンド信号の周波数を変換する直交変調器を有する。直交復調器は、利得調整定数および位相調整定数a11、a12、a21、a22によって事前補償または補正され得るI−Q不平衡またはひずみを有する。加算器223は、第3の積Pを第4の積Pに加算して、通信経路におけるQ’成分を生成する。
乗算器224、226は、通信経路における入力のI成分およびQ成分を調整定数a11 10およびa12 15でそれぞれ乗算して、第1の積Pおよび第2の積Pをそれぞれ生成し、それらを加算器222に渡す。乗算器225、227は、通信経路における入力のQ成分およびI成分を調整定数a22 20およびa21 25でそれぞれ乗算して、第3の積Pおよび第4の積Pをそれぞれ生成する。
送信機サブシステム200の校正は、校正された基準受信機290を使用して実行される。そのような受信機が利用可能でない場合、代替校正技法が利用されることができる。この技法が図3において説明される。
図3は、本発明の一実施形態による、校正された基準受信機を使用することのない校正用の送信機サブシステム300を示すブロック図である。送信機サブシステム300は、信号発生器310と、移相器315と、事前補償回路320と、2つのI−Q DAC330、335と、誤差回路350と、直交変調器355と、検出器380と、アナログ−ディジタル変換器390と、メモリ392と、処理ユニット395とを含む。送信機サブシステム300は、上記の構成要素より多いまたは少ない構成要素を含んでもよい。
信号発生器310は、所定の周波数にある試験信号を生成する。試験信号は、通信経路におけるI成分、すなわちIとなる。移相器315は、試験信号を90°位相偏移させて、Q成分、例えばQを提供する。信号発生器310および移相器315は、通常は送信機で使用されるディジタル変調器をエミュレートするために使用される。信号発生器310は、したがって、ディジタルデータを生成するディジタル信号発生器として実施される。試験信号は、単一の周波数を有するシングルトーン信号とすることができる。言い換えると、試験信号は、所定の周波数にある正弦波形として生成される。
事前補償回路320は、信号発生器310および移相器315によってエミュレートされた変調器のI−Q成分IおよびQを受け取って、事前補償I−Q成分IおよびQを生成し、それらをI−Q DAC330、335にそれぞれ渡す。事前補償回路320は、直交変調器355におけるI−Q不平衡を補正するために、補償定数を使用する。補償定数は、校正手順において閉形式解を使用して計算される。
I−Q DAC2 330、335は、事前補償回路320からのI−QディジタルデータIおよびQそれぞれを、I−Qベースバンド信号IおよびQにそれぞれ変換する。誤差回路350は、DCオフセット誤差、利得誤差、および位相誤差に関するI−Q不平衡をモデル化する。
直交変調器355は、ベースバンド信号を所望の周波数にアップコンバートする。直交変調器355は、局部発振器340と、移相器345と、2つの混合器360、365と、結合器370とを含む。局部発振器340は、搬送周波数を有する搬送波波形を生成する。元の搬送波波形は、I成分に一致する。移相器345は、Q成分に一致するように搬送波波形を90°だけ位相偏移させる。混合器360、365は、誤差回路350によって渡されたベースバンド信号に、元の信号と位相偏移信号とを混合すなわち乗算して、送信されるRF信号のI−Q成分を提供する。直交変調器355は、信号ひずみの原因となるI−Q不平衡を有することがある。結合器370は、RF信号のI−Q成分を結合すなわち加算して、送信機信号にする。
校正中、直交変調器355からの送信機信号は、検出器380に供給される。検出器380は、試験信号として第1の信号を有する、第1および第2の周波数を有する合成信号を送信機信号から生成し、第2の周波数は第1の周波数の2倍である。検出器380は、アナログ乗算器382と、ローパスフィルタ(LPF)384とを含む。アナログ乗算器382は、送信機信号をそれ自体に乗算し、すなわち送信機を自乗する。送信機信号がシングルトーン正弦信号である試験信号を含む場合、自乗は、試験信号の2倍の周波数である第2の周波数を有する追加の第2の試験信号を導入する。LPF384は、第2の周波数の上側近くにコーナ周波数を有する。第1の周波数は搬送周波数よりはるかに低いので、第2の周波数も搬送周波数よりはるかに低い。LPF384は、したがって、第1および第2の信号を通過させるときに搬送周波数を除去する。第1および第2の信号の振幅および位相は、I−Q不平衡に起因するDCオフセット誤差、位相誤差、および利得誤差との関係を提供する。ADC390は、検出器からのアナログ信号をディジタルデータに変換して、合成信号のディジタル化サンプルを提供する。ディジタル化サンプルは、補償定数を計算するために使用される。
メモリ392および処理ユニット395は、図2Aに示されたメモリ292および処理ユニット295とそれぞれ同様である。メモリ392は、合成信号のディジタル化サンプルを記憶する。処理ユニット395は、事前補償器320で使用される補償定数を計算する。
図4は、本発明の一実施形態による、図3に示された事前補償回路320を示すブロック図である。それはI−Q利得不平衡回路410と、I−Q位相不平衡回路440と、DCオフセット回路470とを含む。
I−Q利得不平衡回路410は、I−Q利得事前補償成分を生成する。I−Q利得不平衡回路は、変調器I−Q成分IおよびQをI−Q利得補償定数430、435で乗算してI−Q利得事前補償成分を生成するI−Q利得乗算器420、425を含む。利得補償定数430、435は、それぞれGAIN/2および−GAIN/2である。GAINの値は図10Bに示されるΔGであり、関連説明で説明されるように計算される。
I−Q位相不平衡回路440はI−Q利得事前補償成分からI−Q利得および位相事前補償成分を生成する。I−Q位相不平衡回路は乗算器442、446、452、456と、2つの加算器460、465とを含む。
乗算器442、456は、I−Q利得事前補償成分をI−Q位相補償定数444、464でそれぞれ乗算して、第1の積および第2の積をそれぞれ生成する。I−Q位相補償定数444、464はそれぞれcosθおよびsinθである。位相θの値は図10Bに示されるΔφであり、関連説明で説明されるように計算される。
乗算器452、446は、Q−I成分をQ−I位相補償定数454、462でそれぞれ乗算して第3の積および第4の積をそれぞれ生成する。Q−I位相補償定数454、462はそれぞれcosθおよびsinθである。位相θの値は図10Bに示されるΔφであり、関連説明で説明されるように計算される。
加算器460は、第1の積を第2の積に加算して、I利得および位相事前補償成分を生成する。加算器465は、第3の積を第4の積に加算して、Q利得および位相事前補償成分を生成する。
DCオフセット回路470は、不平衡事前補償I−Q成分を生成する。DCオフセット回路は、I−Q利得および位相事前補償成分をI−Q DCオフセット補償定数485、495にそれぞれ加算して、事前補償I−Q成分を生成する、I−Q DCオフセット加算器480、490を含む。I−Q DCオフセット補償定数485、495は、それぞれVIおよびVQである。VIおよびVQは、それぞれ図10Bに示されるVIおよびVQであり、関連説明で説明されるように計算される。
図5は、本発明の一実施形態による、図3に示された誤差回路350を示すブロック図である。誤差回路340は、2つの加算器510、520と、2つの乗算器530、540と、2つのI−Q遅延エレメント550、560とを含む。
加算器は、I−Q DCオフセット補償定数515、525をI−Q DAC330、335の対応する出力から減算して、第1の差分および第2の差分をそれぞれ生成する。I−Q DCオフセット補償定数515、525は、それぞれVIおよびVQである。
乗算器530、540は、第1および第2の差分をI−Q利得補償定数535、545の負値でそれぞれ乗算して、直交変調器355の混合器回路へのI−Q入力IおよびQを生成する。I−Q利得補償定数535、545は、それぞれGAIN/2および−GAIN/2である。I−Q遅延エレメント550、560は、I−Q位相誤差を発振器340からのI−Q搬送波波形成分に提供する。
図6は、本発明の一実施形態による、校正を実行するプロセス600を示す流れ図である。
開始すると、プロセス600は、校正が受信機用であるか、それとも送信機用であるかを判定する。校正が受信機用である場合、プロセス600は、単一の非変調信号を受信機に注入する(ブロック610)。受信機は、信号をベースバンド信号にダウンコンバートする直交復調器を有する。直交復調器は、補償または調整される必要があり得るI−Q不平衡を有する。次に、プロセス600は、受信機からのダウンコンバート信号のI−Q成分をそれぞれ表す、N個のディジタル化サンプルI(n)およびQ(n)を記憶し(ブロック620)、ここで、nはサンプルインデックスである。I−Q成分は、直交復調器から生成される。
その後、プロセス600は、閉形式解を使用して、I−Q不平衡を補償するために、位相および利得調整定数をN個のディジタル化サンプルから計算する(ブロック630)。プロセス630は、図7で説明される。プロセス600は、その後、終了させられる。
校正が送信機用である場合、プロセス600は、送信機の変調器から信号を生成する(ブロック640)。送信機は、I−Q不平衡を有する直交変調器を送信機経路上に有する。次に、プロセス600は、信号を校正された基準受信機を有する受信機経路にループバックさせる(ブロック650)。校正された基準受信機は、信号をベースバンド信号にダウンコンバートする受信機混合器を有する。受信機混合器は、I−Q不平衡を有さないように校正されている。信号内に埋め込まれたI−Q不平衡は、したがって、校正される送信機からのものである。プロセス600は、その後、受信機校正用の解法と同じ方式で、閉形式解を使用して、送信機用の調整定数を計算するためにブロック620に進むが、調整定数が今回は送信機用に使用される点だけが異なる。
図7は、本発明の一実施形態による、位相および利得調整定数を計算する、図6に示されたプロセス630を示す流れ図である。
開始すると、プロセス630は、N個のディジタル化サンプルI(n)およびQ(n)から、同相平均電力PI,avgと、直交平均電力PQ,avgと、I−Q相関RIQとを計算する(ブロック710)。次に、プロセス630は、同相平均電力PI,avg、直交平均電力PQ,avg、およびI−Q相関RIQを使用して、利得差分Δgおよび位相差分Δφを推定する(ブロック720)。その後、プロセス630は、利得差分Δgおよび位相差分Δφを使用して、行列
Figure 2009540672
を計算する(ブロック730)。行列Aは、位相および利得調整定数である成分a11、a12、a21、a22を有する。プロセス630は、その後、終了される。
図8Aは、本発明の一実施形態による、I−Q平均電力およびI−Q相関を計算する、図7に示されたプロセス710を示す流れ図である。
開始すると、プロセス710は、以下の式に従って、同相平均電力PI,avg(ブロック810)と、直交平均電力PQ,avg(ブロック820)と、I−Q相関RIQ(ブロック830)とを計算する。
Figure 2009540672
Figure 2009540672
Figure 2009540672
プロセス710は、その後、終了される。
図8Bは、本発明の一実施形態による、利得差分および位相差分を推定するプロセス720を示す流れ図である。
開始すると、プロセス720は、以下のように、利得差分Δgを推定する。
Figure 2009540672
式(4)の導出は、以下で後ほど与えられる。次に、プロセス720は、以下のように、位相差分Δφを推定する。
Figure 2009540672
式(5)の導出は、以下で後ほど与えられる。プロセス720は、その後、終了される。
図8Cは、本発明の一実施形態による、調整定数の行列Aを計算する、図7に示されたプロセス730を示す流れ図である。
開始すると、プロセス730は、式(4)で計算された利得差分Δgを使用して、以下のように、利得行列Gを計算する。
Figure 2009540672
次に、プロセス730は、式(5)で計算された位相差分Δφを使用して、以下のように、位相行列Pを計算する。
Figure 2009540672
その後、プロセス730は、以下のように、行列GとPを乗算することによって、積行列Mを計算する。
Figure 2009540672
次に、プロセス730は、以下のように、式(8)で計算された積行列Mの逆行列として行列Aを計算する。
Figure 2009540672
行列Aは、したがって、受信機補償器160(図1A)または送信機補償器220(図2A)で使用される位相および利得調整定数または不平衡補正である、成分a11、a12、a21、a22を含む。
プロセス730はまた、上記の計算を繰り返し、以下のように行列Aを更新することによって、任意選択的に行列Aを更新する。
Figure 2009540672
ここで、B(0)=Iであり、Iは単位行列である。
プロセス730は、その後、終了される。
式(4)および式(5)は、位相および利得調整定数の計算用の式を提供する。これらの式は、下記のようにして導出される。
I−Q不平衡は、以下の式を使用してモデル化される。
Figure 2009540672
式(4)に示された利得調整定数Δgの導出
Δφ=0と仮定すると、IQ不平衡は、以下のようになる。
Figure 2009540672
Figure 2009540672
これらの式を用いると、導出は以下のようになる。
Figure 2009540672
Figure 2009540672
Figure 2009540672
式(16)から、Δgが取得できる。
Figure 2009540672
式(5)に示された位相調整定数Δφの導出
Δg=0およびΔφ<<1と仮定すると、IQ不平衡は、以下のようになる。
Figure 2009540672
これが、
Figure 2009540672
を与える。
IQは、
Figure 2009540672
のように表されることができ、これが、
Figure 2009540672
を与える。
図9は、本発明の一実施形態による、校正された基準受信機を使用することなく送信機を校正するプロセス900を示す流れ図である。
開始すると、プロセス900は、第1の周波数にある第1の試験信号を、I−Q不平衡を有する直交変調器を有する送信機に注入する(ブロック910)。直交変調器は搬送周波数を有する。送信機は送信機信号を生成する。次に、プロセス900は、第1の試験信号と第1の周波数の2倍の第2の周波数にある第2の試験信号とを有する合成信号を生成するために、送信機信号を検出する(ブロック920)。
その後、プロセス900は合成信号をディジタル化する(ブロック930)。これは、適切なサンプリング周波数fを有する適切なADCによって実行される。次に、プロセス900は、閉形式解を使用して、I−Q不平衡を補正するために、ディジタル化合成信号から、I−Q DCオフセット補正VI、VQと、位相補正Δφと、利得補正ΔGとを計算する(ブロック940)。プロセス900は、その後、終了される。
図10Aは、本発明の一実施形態による、送信機信号を検出する、図9に示されたプロセス920を示す流れ図である。
開始すると、プロセス920は、アナログ乗算器を使用して、送信機信号を自乗する(ブロック1010)。自乗は、第1の試験信号内の第1のトーンの周波数の2倍のところに現れる第2の信号またはトーンを効果的に導入する。次に、プロセス920は、第2の周波数の近くにコーナ周波数を有するローパスフィルタを用いて、自乗信号をフィルタリングする(ブロック1015)。ローパスフィルタは、搬送周波数を除去し、第1および第2の試験信号を通過させる。プロセス920は、その後、終了される。
図10Bは、本発明の一実施形態による、I−Q DCオフセット補正と、位相補正と、利得補正とを計算するプロセス940を示す流れ図である。
開始すると、プロセス940は、検出およびディジタル化からの、すなわち、検出器380からADC390までの経路遅延Dを計算する(ブロック1020)。経路遅延Dは、度を単位として測定される。これは、Qチャネル入力をゼロに設定することによって、すなわち、図3の移相器315の後の入力Qをゼロに設定し、校正を行うことによって実行される。第2の試験信号の位相の出力、すなわち、第2のトーンが、経路遅延Dに等しい。
次に、プロセス940は、第1および第2の試験信号の第1および第2の振幅M、Mをそれぞれ計算する(ブロック1025)。その後、プロセス940は、第1および第2の試験信号の第1および第2の位相Φ、Φをそれぞれ計算する(ブロック1030)。次に、プロセス940は、I DCオフセット補正VI=Mcos((Φ−D/2)π/180)を計算する(ブロック1035)。その後、プロセス940は、Q DCオフセット補正VQ=−Msin((Φ−D/2)π/180)を計算する(ブロック1040)。次に、プロセス940は、位相補正Δφ=−Mcos((Φ−D/2)π/180)を計算する(ブロック1045)。その後、プロセス940は、利得補正ΔG=−2Msin((Φ−D/2)π/180)(180/π)を計算する(ブロック1050)。プロセス940は、その後、終了される。
I−Q DCオフセット補正VI、VQ、位相補正Δφ、および利得補正ΔGの計算は、図4に示された送信機および誤差回路モデルに基づいている。I−Q DCオフセット補正VI、VQ、位相補正Δφ、および利得補正ΔGについての式を提供するため、図4に示された回路モデルからI−Q成分の式が取得される。
iは、ボルトを単位とするIチャネル、
qは、ボルトを単位とするQチャネル、
Iは、ボルトを単位とする混合器の後のIチャネル、
Qは、ボルトを単位とする混合器の後のQチャネル、
Vは、ボルトを単位とする送信機の出力、
は、変調周波数、
は、搬送周波数、
は、100psを単位とするサンプリング周波数、
Δtは、100psを単位とする時間、
ΔSは、Δtを単位とする経路遅延、
VIは、ボルトを単位とするDCオフセットI補正、
VQは、ボルトを単位とするDCオフセットQ補正、
ΔGは、ボルトを単位とする利得不平衡補正、
Δφは、度を単位とする位相不平衡補正、
VIは、ボルトを単位とする物理的DCオフセットI、
VQは、ボルトを単位とする物理的DCオフセットQ、
ΔGは、ボルトを単位とする物理的利得不平衡、
Δφは、度を単位とする物理的位相不平衡
とする。
図3に示された送信機における様々な量についての式。
Figure 2009540672
Figure 2009540672
Figure 2009540672
Figure 2009540672
Figure 2009540672
補正用の式は、
Figure 2009540672
Figure 2009540672
Figure 2009540672
Figure 2009540672
であり、ここで、
は、ボルトを単位とする第1の試験信号またはトーンの振幅、
Φは、度を単位とする第1の試験信号またはトーンの位相、
は、ボルトを単位とする第2の試験信号またはトーンの振幅、
Φは、度を単位とする第2の試験信号またはトーンの位相、
Dは、度を単位とする経路遅延
である。
図11は、本発明の一実施形態による、図1A、図2A、および図3にそれぞれ示された処理ユニット190、295、または395を示すブロック図である。処理ユニット190/295/395は、プロセッサユニット1110と、メモリコントローラ(MC)1120と、メインメモリ1130と、グラフィックスプロセッサ1140と、入出力コントローラ(IOC)1150と、相互接続1155と、大容量記憶インターフェース1170と、入出力(I/O)デバイス1180から1180とを含む。処理ユニット190/295/395は、上記の構成要素より多いまたは少ない構成要素を含んでもよい。
プロセッサユニット1110は、ハイパースレッディング(hyper threading)技術、セキュリティ技術、ネットワーク技術、ディジタルメディア技術を使用するプロセッサ、シングルコアプロセッサ、マルチコアプロセッサ、埋め込みプロセッサ、モバイルプロセッサ、マイクロコントローラ、ディジタル信号プロセッサ、スーパースカラコンピュータ、ベクトルプロセッサ、単一命令複数データ(SIMD)コンピュータ、複合命令セットコンピュータ(CISC)、縮小命令セットコンピュータ(RISC)、超長命令語(VLIW)、またはハイブリッドアーキテクチャなど、任意のタイプのアーキテクチャの中央処理装置を表す。
MC1120は、メインメモリ1130およびIOC1140など、メモリおよび入出力デバイスの制御および構成を提供する。MC1120は、グラフィックス、メディア、独立実行モード、ホスト−周辺装置バスインターフェース、メモリ制御、電力管理などの複数の機能を統合するチップセットに統合されてよい。MC1120またはMC1120中のメモリコントローラ機能は、プロセッサユニット1110に統合されてよい。いくつかの実施形態では、プロセッサユニット1110の内部または外部にあるメモリコントローラは、プロセッサユニット1110内のすべてのコアまたはプロセッサのために働くことができる。他の実施形態では、メモリコントローラは、プロセッサユニット1110内の異なるコアまたはプロセッサのために別々に働くことができる異なる部分を含んでもよい。
メインメモリ1130は、システムコードおよびデータを記憶する。メインメモリ1130は、ダイナミックランダムアクセスメモリ(DRAM)、スタティックランダムアクセスメモリ(SRAM)、またはリフレッシュする必要がないメモリを含む他の任意のタイプのメモリを用いて一般に実施される。メインメモリ1130は、複数のチャネルのDRAMなどのメモリデバイスを含むことができる。メインメモリ1130は、校正モジュール1135を含むことができる。校正モジュール1135は、上で説明された校正機能を実行するためのプログラム命令およびデータを含む。校正モジュール1135は、調整定数もしくは補正の計算を実行する適切な数学的または信号処理ソフトウェアパッケージ(例えば、MathLab)を含むこと、またはそのようなソフトウェアパッケージとインターフェースをとることができる。
グラフィックスプロセッサ1140は、グラフィックス機能を提供する任意のプロセッサである。グラフィックスプロセッサ1140は、グラフィックス/メモリコントローラ(GMC)を形成するために、MC1120に統合されてもよい。グラフィックスプロセッサ1140は、アクセラレーテッドグラフィックスポート(AGP)または周辺コンポーネント相互接続(PCI)エクスプレス相互接続などのグラフィックスポートを介してMC1120とインターフェースをとる、グラフィックスパフォーマンスアクセラレータ(GPA)カードなどのグラフィックスカードとすることができる。グラフィックスプロセッサ1140は、標準的なプログレッシブスキャンモニタ、テレビ(TV)出力デバイス、および遷移最小差分信号(TMDS:Transition Minimized Differential Signaling controller)コントローラなど、外部表示デバイスにインターフェースを提供する。
IOC1150は、I/O機能をサポートするために設計された多くの機能を有する。IOC1150も、I/O機能を実行するために、MC1120と一緒にまたはMC1120とは別にチップセットに統合されてよい。IOC1150は、周辺コンポーネント相互接続(PCI)バスインターフェース、プロセッサインターフェース、割込みコントローラ、ダイレクトメモリアクセス(DMA)コントローラ、電力管理ロジック、タイマ、システム管理バス(SMBus)、ユニバーサルシリアルバス(USB)インターフェース、大容量記憶インターフェース、少ピン数(LPC:low pin count)インターフェース、無線相互接続、ダイレクトメディアインターフェース(DMI)など、多くのインターフェースおよびI/O機能を含むことができる。
相互接続またはバス1155は、周辺デバイスへのインターフェースを提供する。相互接続1155は、ポイントツーポイントでもよく、または複数デバイスに接続されてもよい。明瞭にするため、相互接続のすべてが示されているわけではない。相互接続1155は、周辺コンポーネント相互接続(PCI)、PCIエクスプレス、ユニバーサルシリアルバス(USB)、小型コンピュータシステムインターフェース(SCSI)、シリアルSCSI、およびダイレクトメディアインターフェース(DMI)など、任意の相互接続またはバスを含み得ることが企図されている。
大容量記憶インターフェース1170は、コード、プログラム、ファイル、データ、アプリケーションなどのアーカイブ情報を記憶する大容量記憶デバイスとインターフェースをとる。大容量記憶インターフェースは、SCSI、シリアルSCSI、アドバンストテクノロジアタッチメント(ATA)(パラレルおよび/またはシリアル)、統合ドライブエレクトロニクス(IDE)、拡張IDE、ATAパケットインターフェース(ATAPI)などを含むことができる。大容量記憶装置は、コンパクトディスク(CD)リードオンリメモリ(ROM)1172、ディジタル多用途ディスク(DVD)1173、フロッピドライブ1174、ハードドライブ1175、テープドライブ1176、および他の任意の磁気的または光学的記憶デバイスを含むことができる。大容量記憶装置は、機械アクセス可能媒体を読むための機構を提供する。
I/Oデバイス1180から1180は、I/O機能を実行する任意のI/Oデバイスを含むことができる。I/Oデバイス1180から1180の例は、入力デバイス(例えば、キーボード、マウス、トラックボール、ポインティングデバイス、およびリモートコントロールユニット)用のコントローラ、メディアカード(例えば、オーディオ、ビデオ、およびグラフィックス)、ネットワークカード、ならびに他の任意の周辺コントローラを含む。
本発明の一実施形態のエレメントは、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、またはそれらの任意の組み合わせによって実装されることができる。ハードウェアという用語は、電子的、電磁気的、光学的、電気光学的、機械的、電気機械的部品など、物理構造を有するエレメントのことを一般に指す。ソフトウェアという用語は、論理構造、メソッド、プロシージャ、プログラム、ルーチン、プロセス、アルゴリズム、公式、関数、式などのことを一般に指す。ファームウェアという用語は、ハードウェア構造(例えば、フラッシュメモリ、ROM、EPROM)内に実装または埋め込まれた、論理構造、メソッド、プロシージャ、プログラム、ルーチン、プロセス、アルゴリズム、公式、関数、式などのことを一般に指す。ファームウェアの例は、マイクロコード、書き込み可能制御記憶、マイクロプログラム化構造を含むことができる。ソフトウェアまたはファームウェアで実装される場合、本発明の一実施形態のエレメントは、基本的に、必要なタスクを実行するコードセグメントである。ソフトウェア/ファームウェアは、本発明の一実施形態で説明された動作を実施する実コード、または動作をエミュレートもしくはシミュレートするコードを含むことができる。プログラムまたはコードセグメントは、プロセッサアクセス可能媒体もしくは機械アクセス可能媒体に記憶されることができ、または搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号もしくは搬送波によって変調された信号によって伝送媒体を介して伝送されることができる。「プロセッサ可読もしくはアクセス可能媒体」または「機械可読もしくはアクセス可能媒体」は、情報を記憶、伝送、または転送することができる任意の媒体を含むことができる。プロセッサ可読または機械アクセス可能媒体の例は、電子回路、半導体メモリデバイス、リードオンリメモリ(ROM)、フラッシュメモリ、消去可能プログラマブルROM(EPROM)、フロッピディスケット、コンパクトディスク(CD)ROM、光ディスク、ハードディスク、光ファイバ媒体、無線周波(RF)リンクなどを含む。コンピュータデータ信号は、電子ネットワークチャネル、光ファイバ、エアリンク、電磁気リンク、RFリンクなどの伝送媒体上を伝播できる任意の信号を含むことができる。コードセグメントは、インターネット、イントラネットなどのコンピュータネットワークを介してダウンロードされることができる。機械アクセス可能媒体は、製造物品内に埋め込まれることができる。機械アクセス可能媒体は、機械によってアクセスされたときに上で説明された動作またはアクションを機械に実行させる、情報またはデータを含むことができる。機械アクセス可能媒体は、そこに埋め込まれたプログラムコードを含むこともできる。プログラムコードは、上で説明された動作を実行する機械可読コードを含むことができる。本明細書における「情報」または「データ」という用語は、機械が読めるように符号化された任意のタイプの情報を指す。したがって、「情報」または「データ」は、プログラム、コード、データ、ファイルなどを含むことができる。
本発明の一実施形態の全部または一部は、ハードウェア、ソフトウェア、もしくはファームウェア、またはそれらの任意の組み合わせによって実装されることができる。ハードウェア、ソフトウェア、またはファームウェアエレメントは、互いに結合された複数のモジュールを有することができる。ハードウェアモジュールは、機械的、電気的、光学的、電磁気的、または任意の物理的接続によって別のモジュールに結合されることができる。ソフトウェアモジュールは、関数呼出し、プロシージャ呼出し、メソッド呼出し、サブプログラム呼出し、またはサブルーチン呼出し、ジャンプ、リンク、パラメータ受渡し、変数受渡し、および引数受渡し、関数復帰などによって別のモジュールに結合される。ソフトウェアモジュールは、変数、パラメータ、引数、ポインタなどを受け取るため、および/または結果、更新された変数、ポインタなどを生成する、もしくは渡すために、別のモジュールに結合される。ファームウェアモジュールは、上記のハードウェアおよびソフトウェア結合方法の任意の組み合わせによって、別のモジュールに結合される。ハードウェア、ソフトウェア、またはファームウェアモジュールは、別のハードウェア、ソフトウェア、またはファームウェアモジュールのいずれか1つに結合されることができる。モジュールは、プラットフォーム上で動作するオペレーティングシステムと対話するためのソフトウェアドライバまたはインターフェースとすることもできる。モジュールは、構成、設定、初期化を行うため、ハードウェアデバイスにデータを送るため、およびハードウェアデバイスからデータを受け取るためのハードウェアドライバとすることもできる。装置は、ハードウェア、ソフトウェア、およびファームウェアモジュールの任意の組み合わせを含むことができる。
本発明がいくつかの実施形態に関して説明されたが、本発明が説明された実施形態に限定されず、添付の特許請求の範囲の主旨および範囲内で修正および変更を施して実施され得ることは当業者であれば理解されよう。本説明は、したがって、限定的なものではなく例示的なものと見なされるべきである。

Claims (36)

  1. 受信機からのダウンコンバート信号の同相および直交(I−Q)成分をそれぞれ表すN個のディジタル化サンプルI(n)およびQ(n)を記憶することと、なお、前記I−Q成分はI−Q不平衡を有する直交復調器または直交変調器から生成される;
    閉形式解を使用して、前記I−Q不平衡を補償するために、前記N個のディジタル化サンプルから位相および利得調整定数を計算することと;
    を備える方法。
  2. 前記位相および利得調整定数を計算することは、
    前記N個のディジタル化サンプルI(n)およびQ(n)から、同相平均電力PI,avgと、直交平均電力PQ,avgと、I−Q相関RIQとを計算することと;
    前記同相平均電力PI,avg、前記直交平均電力PQ,avg、および前記I−Q相関RIQを使用して、利得差分Δgおよび位相差分Δφを推定することと;
    前記利得差分Δgおよび前記位相差分Δφを使用して、行列
    Figure 2009540672
    を計算することと、なお、前記行列Aは前記位相および利得調整定数である成分a11、a12、a21、a22を有する;
    を備える、請求項1に記載の方法。
  3. 前記同相平均電力PI,avgと、前記直交平均電力PQ,avgと、前記I−Q相関RIQとを計算することは、
    前記同相平均電力
    Figure 2009540672
    を計算することと;
    前記直交平均電力
    Figure 2009540672
    を計算することと;
    前記I−Q相関
    Figure 2009540672
    を計算することと;
    を備える、請求項2に記載の方法。
  4. 前記利得差分Δgおよび前記位相差分Δφを推定することは、
    前記利得差分
    Figure 2009540672
    を推定することと、なお、
    Figure 2009540672
    である;
    前記位相差分
    Figure 2009540672
    を推定することと;
    を備える、請求項2に記載の方法。
  5. 前記行列
    Figure 2009540672
    を計算することは、
    利得行列
    Figure 2009540672
    を計算することと;
    位相行列
    Figure 2009540672
    を計算することと;
    積行列M=GPを計算することと;
    前記積行列Mの逆行列として前記行列Aを計算すること、すなわち、A=M−1を計算することと;
    を備える、請求項2に記載の方法。
  6. 前記積行列の前記逆行列として前記行列Aを計算することは、
    B(0)=Iとし、B(n)=A・B(n−1)を使用して、行列Aを更新することを備える、請求項5に記載の方法。
  7. 前記信号をベースバンド信号にダウンコンバートするために、単一の非変調信号を前記直交復調器を有する前記受信機に注入すること、なお、前記直交復調器は前記I−Q不平衡を有する、をさらに備える、請求項1に記載の方法。
  8. 前記I−Q不平衡を有する直交変調器を送信機経路上に有する送信機で信号を生成することと;
    前記信号を校正された基準受信機の受信機経路にループバックさせることと、なお、前記校正された基準受信機は、前記信号をベースバンド信号にダウンコンバートする受信機混合器を有し、前記受信機混合器は校正されている;
    をさらに備える、請求項1に記載の方法。
  9. 第1の周波数にある第1の信号を、同相および直交(I−Q)不平衡を有する直交変調器を有する送信機に注入することと、なお、前記直交変調器は搬送周波数を有し、前記送信機は送信機信号を生成する;
    前記第1の信号と前記第1の周波数の2倍の第2の周波数にある第2の信号とを有する合成信号を生成するために、前記送信機信号を検出することと;
    前記合成信号をディジタル化することと;
    閉形式解を使用して、前記I−Q不平衡を補正するために、前記ディジタル化合成信号から、I−Q直流(DC)オフセット補正VI、VQと、位相補正Δφと、利得補正ΔGとを計算することと;
    を備える方法。
  10. 前記送信機信号を検出することは、
    アナログ乗算器を使用して、前記送信機信号を自乗することと;
    前記第2の周波数の近くにコーナ周波数を有するローパスフィルタを用いて、前記自乗信号をフィルタリングすることと、なお、前記ローパスフィルタは前記搬送周波数を除去し、前記第1および第2の信号を通過させる;
    を備える、請求項9に記載の方法。
  11. 前記I−Q DCオフセット補正と、前記位相補正と、前記利得補正とを計算することは、
    検出およびディジタル化からの経路遅延Dを計算することと;
    前記第1および第2の信号の第1および第2の振幅M、Mをそれぞれ計算することと;
    前記第1および第2の信号の第1および第2の位相Φ、Φをそれぞれ計算することと;
    前記経路遅延D、前記第1および第2の振幅M、M、ならびに前記第1および第2の位相Φ、Φを使用して、前記I−Q DCオフセット補正VI、VQと、前記位相補正Δφと、前記利得補正ΔGとを計算することと;
    を備える、請求項9に記載の方法。
  12. 前記I−Q DCオフセット補正VI、VQと、前記位相補正Δφと、前記利得補正ΔGとを計算することは、
    前記I DCオフセット補正VI=Mcos((Φ−D/2)π/180)を計算することと;
    前記Q DCオフセット補正VQ=−Msin((Φ−D/2)π/180)を計算することと;
    前記位相補正Δφ=−Mcos((Φ−D/2)π/180)を計算することと;
    前記利得補正ΔG=−2Msin((Φ−D/2)π/180)(180/π)を計算することと;
    を備える、請求項11に記載の方法。
  13. 第1の積を第2の積に加算して、通信デバイスの通信経路における第1の同相(I)成分を生成する第1の加算器と、なお、前記通信経路は信号の周波数を変換する直交復調器または直交変調器を有し、前記直交復調器または前記直交変調器はIおよび直交(Q)不平衡を有する;
    第3の積を第4の積に加算して、前記通信経路における第1の直交(Q)成分を生成する第2の加算器と;
    前記通信経路における第2のIおよびQ成分を第1および第2の調整定数でそれぞれ乗算して、前記第1および第2の積をそれぞれ生成する、前記第1の加算器に結合された第1および第2の乗算器と;
    前記通信経路における第2のIおよびQ成分を第3および第4の調整定数でそれぞれ乗算して、前記第3および第4の積をそれぞれ生成する、前記第2の加算器に結合された第3および第4の乗算器と;
    を備え、
    前記第1、第2、第3、および第4の調整定数が、前記I−Q不平衡を補正するために、閉形式解を使用して計算される、
    装置。
  14. 前記通信経路は受信機経路であり、前記第1のIおよびQ成分は前記I−Q不平衡について補正されており、前記第2のIおよびQ成分は前記I−Q不平衡によってゆがめられている、請求項13に記載の装置。
  15. 前記通信経路は送信機経路であり、前記第1のIおよびQ成分は前記I−Q不平衡について事前にゆがめられており、前記第2のIおよびQ成分は正しい、請求項13に記載の装置。
  16. 送信機信号を生成するための送信機内の直交変調器回路と、なお、前記直交変調器回路は同相および直交(I−Q)不平衡を有する;
    前記直交変調器回路およびI−Qディジタル−アナログ変換器(DAC)に結合され、前記I−Q不平衡をモデル化する誤差回路と;
    前記送信機の変調器の変調器同相および直交(I−Q)成分に結合され、前記I−Q不平衡を補償するために、補償定数を使用して、前記I−Q DACへの事前補償I−Q成分をそれぞれ生成する事前補償回路と、なお、前記補償定数は校正手順において閉形式解を使用して計算される;
    を備える装置。
  17. 前記直交変調器回路に結合され、第1および第2の周波数を有する合成信号を前記送信機信号から生成する検出器と、なお、前記第2の周波数は前記第1の周波数の2倍である;
    前記検出器に結合され、前記合成信号のディジタル化サンプルを提供するアナログ−ディジタル変換器(ADC)と、なお、前記ディジタル化サンプルは補償定数を計算するために使用される;
    をさらに備える、請求項16に記載の装置。
  18. 前記直交変調器回路は、
    I−Q補償成分を生成するために搬送波信号のI−Q搬送波成分を用いてI−Q成分を混合するI−Q混合器と;
    前記I−Q混合器に結合され、前記I−Q補償成分を前記送信機信号に結合する結合器と;
    を備える、請求項16に記載の装置。
  19. 前記誤差回路は、
    第1および第2の差分をそれぞれ生成するために、I−Q DCオフセット補償定数を前記DACの対応する出力から減算する第1および第2の加算器と;
    前記第1および第2の加算器に結合され、前記第1および第2の差分をI−Q利得補償定数の負値で乗算して前記直交変調器へのI−Q入力を生成する、第1および第2の乗算器と;
    I−Q位相誤差を前記I−Q搬送波波形成分に提供するI−Q遅延エレメントと;
    を備える、請求項18に記載の装置。
  20. 前記事前補償回路は、
    I−Q利得事前補償成分を生成するI−Q利得不平衡回路と、なお、前記I−Q利得不平衡回路は前記変調器I−Q成分をI−Q利得補償定数で乗算して前記I−Q利得事前補償成分を生成するI−Q利得乗算器を含む;
    前記I−Q利得不平衡回路に結合され、I−Q利得および位相事前補償成分を生成するI−Q位相不平衡回路と;
    前記I−Q位相不平衡回路に結合され、不平衡事前補償I−Q成分を生成する直流(DC)オフセット回路と、なお、前記DCオフセット回路は、前記I−Q利得および位相事前補償成分をI−Q DCオフセット補償定数に加算して前記不平衡事前補償I−Q成分を生成するI−Q DCオフセット加算器を含む;
    を備える、請求項16に記載の装置。
  21. 前記I−Q位相不平衡回路は、
    第1の積を第2の積に加算して前記I利得および位相事前補償成分を生成する第1の加算器と;
    第3の積を第4の積に加算して前記Q利得および位相事前補償成分を生成する第2の加算器と;
    前記第1の加算器に結合され、前記I−Q利得事前補償成分をI−Q位相補償定数でそれぞれ乗算して前記第1および第2の積をそれぞれ生成する第1および第2の乗算器と;
    前記第2の加算器に結合され、I−Q成分をI−Q位相補償定数でそれぞれ乗算して前記第3の積および第4の積をそれぞれ生成する第3および第4の乗算器と;
    を備える、請求項18に記載の装置。
  22. 機械によってアクセスされたとき、
    受信機からのダウンコンバート信号の同相および直交(I−Q)成分をそれぞれ表すN個のディジタル化サンプルI(n)およびQ(n)を記憶することと、なお、前記I−Q成分はI−Q不平衡を有する直交復調器または直交変調器から生成される;
    閉形式解を使用して、前記I−Q不平衡を補償するために、前記N個のディジタル化サンプルから位相および利得調整定数を計算することと;
    を備える動作を前記機械に実行させる情報を含む、機械アクセス可能記憶媒体
    を備える製造物。
  23. 前記位相および利得調整定数の計算を前記機械に実行させる前記情報は、前記機械によってアクセスされたとき、
    前記N個のディジタル化サンプルI(n)およびQ(n)から、同相平均電力PI,avgと、直交平均電力PQ,avgと、I−Q相関RIQとを計算することと;
    前記同相平均電力PI,avg、前記直交平均電力PQ,avg、および前記I−Q相関RIQを使用して、利得差分Δgおよび位相差分Δφを推定することと;
    前記利得差分Δgおよび前記位相差分Δφを使用して、行列
    Figure 2009540672
    を計算することと、なお、前記行列は前記位相および利得調整定数である成分a11、a12、a21、a22を有する;
    を備える動作を前記機械に実行させる情報を備える、請求項22に記載の製造物。
  24. 前記同相平均電力PI,avgと、前記直交平均電力PQ,avgと、前記I−Q相関RIQとの計算を前記機械に実行させる前記情報は、前記機械によってアクセスされたとき、
    前記同相平均電力
    Figure 2009540672
    を計算することと;
    前記直交平均電力
    Figure 2009540672
    を計算することと;
    前記I−Q相関
    Figure 2009540672
    を計算することと;
    を備える動作を前記機械に実行させる情報を備える、請求項23に記載の製造物。
  25. 前記利得差分Δgおよび前記位相差分Δφの推定を前記機械に実行させる前記情報は、前記機械によってアクセスされたとき、
    前記利得差分
    Figure 2009540672
    を推定することと、なお、
    Figure 2009540672
    である;
    前記位相差分
    Figure 2009540672
    を推定することと;
    を備える動作を前記機械に実行させる情報を備える、請求項23に記載の製造物。
  26. 行列
    Figure 2009540672
    の計算を前記機械に実行させる前記情報は、、前記機械によってアクセスされたとき、
    利得行列
    Figure 2009540672
    を計算することと;
    位相行列
    Figure 2009540672
    を計算することと;
    積行列M=GPを計算することと;
    前記積行列Mの逆行列として前記行列Aを計算すること、すなわち、A=M−1を計算することと;
    を備える動作を前記機械に実行させる情報を備える、請求項23に記載の製造物。
  27. 前記積行列の逆行列として前記行列Aの計算を前記機械に実行させる前記情報は、前記機械によってアクセスされたとき、
    B(0)=Iとし、B(n)=A・B(n−1)を使用して、行列Aを更新すること、
    を備える動作を前記機械に実行させる情報を備える、請求項26に記載の製造物。
  28. 前記情報は、
    単一の非変調信号を、前記信号をベースバンド信号にダウンコンバートする前記直交復調器を有する前記受信機に注入すること、なお、前記直交復調器は前記I−Q不平衡を有する;
    を備える動作を前記機械に実行させる情報をさらに備える、請求項22に記載の製造物。
  29. 前記情報は、
    前記I−Q不平衡を有する前記直交変調器を送信機経路上に有する送信機で信号を生成することと;
    前記信号を校正された基準受信機の受信機経路にループバックさせること、なお、前記校正された基準受信機は前記信号をベースバンド信号にダウンコンバートする受信機混合器を有し、前記受信機混合器は校正されている;
    を備える動作を前記機械に実行させる情報をさらに備える、請求項22に記載の製造物品。
  30. 機械によってアクセスされたとき、
    第1の周波数にある第1の信号を、同相および直交(I−Q)不平衡を有する直交変調器を有する送信機に注入することと、なお、前記直交変調器は搬送周波数を有し、前記送信機は送信機信号を生成する;
    前記第1の信号と前記第1の周波数の2倍の第2の周波数にある第2の信号とを有する合成信号を生成するために、前記送信機信号を検出することと;
    前記合成信号をディジタル化することと;
    閉形式解を使用して、前記I−Q不平衡を補正するために、前記ディジタル化合成信号から、I−Q直流(DC)オフセット補正VI、VQと、位相補正Δφと、利得補正ΔGとを計算することと;
    を備える動作を前記機械に実行させる情報を含む、機械アクセス可能記憶媒体
    を備える製造物。
  31. 前記送信機信号の検出を前記機械に実行させる前記情報は、前記機械によってアクセスされたとき、
    アナログ乗算器を使用して、前記送信機信号を自乗することと;
    前記第2の周波数の近くにコーナ周波数を有するローパスフィルタを用いて、前記自乗信号をフィルタリングすること、なお、前記ローパスフィルタは前記搬送周波数を除去し、前記第1および第2の信号を通過させる;
    を備える動作を前記機械に実行させる情報を備える、請求項30に記載の製造物。
  32. 前記I−Q DCオフセット補正と、前記位相補正と、前記利得補正との計算を前記機械に実行させる前記情報は、前記機械によってアクセスされたとき、
    検出およびディジタル化からの経路遅延Dを計算することと;
    前記第1および第2の信号の第1および第2の振幅M、Mをそれぞれ計算することと;
    前記第1および第2の信号の第1および第2の位相Φ、Φをそれぞれ計算することと;
    前記経路遅延D、前記第1および第2の振幅M、M、ならびに前記第1および第2の位相Φ、Φを使用して、前記I−Q DCオフセット補正VI、VQと、前記位相補正Δφと、前記利得補正ΔGとを計算することと;
    を備える動作を前記機械に実行させる情報を備える、請求項30に記載の製造物。
  33. 前記I−Q DCオフセット補正VI、VQと、前記位相補正Δφと、前記利得補正ΔGとの計算を前記機械に実行させる前記情報は、前記機械によってアクセスされたとき、
    前記I DCオフセット補正VI=Mcos((Φ−D/2)π/180)を計算することと;
    前記Q DCオフセット補正VQ=−Msin((Φ−D/2)π/180)を計算することと;
    前記位相補正Δφ=−Mcos((Φ−D/2)π/180)を計算することと;
    前記利得補正ΔG=−2Msin((Φ−D/2)π/180)(180/π)を計算することと;
    を備える動作を前記機械に実行させる情報を備える、請求項32に記載の製造物。
  34. 受信機サブシステムで受け取った無線周波(RF)信号をダウンコンバートする直交復調器と、なお、前記直交復調器は、同相および直交(I−Q)不平衡を有するアナログI−Q成分を提供し、かつ、混合器を有する;
    前記直交復調器に結合され、前記I−Q成分をディジタルI−Q成分に変換するアナログ−ディジタル変換器(ADC)と;
    前記ADCに結合され、前記I−Q不平衡を補償する補償器と、なお前記補償器は、
    第1の積を第2の積に加算して、出力I成分を生成する第1の加算器と、
    第3の積を第4の積に加算して、出力Q成分を生成する第2の加算器と、
    前記第1の加算器に結合され、前記ディジタルIおよびQ成分を第1および第2の調整定数でそれぞれ乗算して前記第1および第2の積をそれぞれ生成する第1および第2の乗算器と、
    前記第2の加算器に結合され、前記ディジタルIおよびQ成分を第3および第4の調整定数でそれぞれ乗算して前記第3および第4の積をそれぞれ生成する第3および第4の乗算器と、
    を備え、前記第1、第2、第3、および第4の調整定数は、前記I−Q不平衡を補正するために閉形式解を使用して計算される;
    を備えるシステム。
  35. ベースバンド信号のアナログ同相および直交(I−Q)成分を送信信号にアップコンバートする直交変調器と、なお、前記直交変調器はI−Q不平衡を生成する混合器を有する;
    前記直交変調器に結合され、事前補償I−Q成分を前記アナログI−Q成分に変換するディジタル−アナログ変換器(DAC)と;
    前記DACに結合され、変調器I−Q成分からの前記I−Q不平衡を補償する補償器と、なお、前記補償器は、
    第1の積を第2の積に加算して、前記事前補償I成分を生成する第1の加算器と、
    第3の積を第4の積に加算して、前記事前補償Q成分を生成する第2の加算器と、
    前記第1の加算器に結合され、前記変調器IおよびQ成分を第1および第2の調整定数でそれぞれ乗算して前記第1および第2の積をそれぞれ生成する第1および第2の乗算器と、
    前記第2の加算器に結合され、前記変調器IおよびQ成分を第3および第4の調整定数でそれぞれ乗算して前記第3および第4の積をそれぞれ生成する第3および第4の乗算器と、
    を備え、前記第1、第2、第3、および第4の調整定数は前記I−Q不平衡を補正するために閉形式解を使用して計算される;
    を備えるシステム。
  36. 前記直交変調器に結合され、前記I−Q不平衡の補償のためのループバック経路を提供する、校正された基準受信機をさらに備える、請求項35に記載のシステム。
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