TW202127846A - 極性系統和延遲校正方法 - Google Patents

Abstract

本申請揭露一種極性系統和延遲校正方法，該極性系統包括：校正信號產生單元、座標旋轉數位計算器、延遲產生單元、傳送單元、接收單元、傅利葉轉換器以及校正單元，該接收單元用來接收該傳送單元產生的發射信號，該傅利葉轉換器用以計算接收信號在特定頻率的功率，該校正單元用以控制該延遲產生單元，並在校正模式下依據該特定頻率的功率決定延遲校正值。

Description

極性系統和延遲校正方法

本申請內容係關於極性系統（Polar system），尤指一種能夠自我校正的極性系統和相關延遲校正方法。

對現代無線通訊系統來說，極性發射器架構相當具有競爭力，因為與傳統的類比架構相比，極性發射器架構的面積和功耗更小。含有極性發射器架構的極性系統的缺陷是，振幅調變信號和相位調變信號所經過的路徑不相同，因此可能因為製程、電壓和溫度等的改變而導致兩路徑的延遲不匹配，導致信號品質下降，因此需要一種補償方式來解決上述問題。

本申請提供一種極性系統，包括：校正信號產生單元，在校正模式下，產生測試信號至座標旋轉數位計算器；該座標旋轉數位計算器，依據該測試信號進行座標旋轉數位計算，以產生振幅調變信號和相位調變信號；延遲產生單元，用以調整該振幅調變信號和該相位調變信號之間的延遲，並輸出調整後振幅調變信號和調整後相位調變信號；傳送單元，用以依據該調整後振幅調變信號和該調整後相位調變信號產生發射信號；接收單元，用以接收該發射信號並產生接收信號；傅利葉轉換器，用以計算該接收信號在特定頻率的功率；以及校正單元，用以控制該延遲產生單元，並在該校正模式下依據該特定頻率的功率來決定延遲校正值。 本申請提供一種延遲校正方法，包括：在校正模式下產生測試信號；依據該測試信號進行座標旋轉數位計算，以產生振幅調變信號和相位調變信號；調整該振幅調變信號和該相位調變信號之間的延遲，以產生調整後振幅調變信號和調整後相位調變信號；依據該調整後振幅調變信號和該調整後相位調變信號產生發射信號；接收該發射信號並產生接收信號；計算該接收信號在特定頻率的功率；以及在該校正模式下依據該特定頻率的功率來決定延遲校正值。 本申請的極性系統和相關延遲校正方法能夠解決振幅調變信號和相位調變信號之間的延遲不匹配問題。

圖1為本申請的極性系統的實施例的示意圖。極性系統100能夠在校正模式下，估計出振幅處理單元106和相位處理單元108在當時環境下的延遲差異，即延遲校正值sc，並在一般模式下據以補償該延遲差異。 校正信號產生單元101用來在該校正模式下，產生測試信號s1、s2至座標旋轉數位計算器（CORDIC）102，而在該一般模式下，則會利用其他的信號產生單元（未繪示於圖中）來產生同相信號和正交信號至CORDIC 102，其中該同相信號和該正交信號具有相同的頻率且彼此之間的相位差為90度。CORDIC 102依據測試信號s1、s2進行座標旋轉數位計算，以產生振幅調變信號sa和相位調變信號sp。在振幅調變信號sa（以下簡稱信號sa）和相位調變信號sp（以下簡稱信號sp）進入傳送單元105之前，利用延遲產生單元104來調整信號sa和信號sp之間的延遲，並輸出調整後振幅調變信號sad（以下簡稱信號sad）和調整後相位調變信號spd（以下簡稱信號spd），舉例來說，延遲產生單元104可使用延遲單元來延遲信號sa及/或信號sp來產生信號sad和信號spd。 傳送單元105用以依據信號sad和信號spd產生發射信號srf，在該校正模式下，測試信號s1、s2使發射信號srf具有雙調（two-tone）主信號S，如圖2所示，載波角頻率ωc的兩旁為雙調主信號S，其角頻率分別為ωc+ωbb和ωc-ωbb。若信號sad的延遲和信號spd的延遲不匹配，則會在頻譜上產生互調變失真（IMD）信號，IMD信號中功率最大的為雙調三階IMD（IMD3）信號，其角頻率分別為ωc+3ωbb和ωc-3ωbb；IMD信號中功率次大的為雙調五階IMD（IMD5）信號，其角頻率分別為ωc+5ωbb和ωc-5ωbb，依此類推。圖2中雖以角頻率為單位，但亦可和頻率互為轉換。 由於IMD信號出現是信號sad的延遲和信號spd的延遲不匹配所造成，因此本申請利用IMD信號來當作校正上述延遲不匹配的指標，例如使用IMD信號中最強的IMD3信號來作為判斷依據，即找出能使IMD3信號最小的延遲校正值sc。又，本申請對於測試信號s1、s2的內容亦不多做限制，只要能產生雙調主信號S即可，例如可以將測試信號s1、s2其中一個設為同相信號cos(ωbb･t)或正交信號sin(ωbb･t)，以即將測試信號s1、s2其中另一個設為0。 傳送單元105中，振幅處理單元106用來對信號sad進行處理，例如對信號sad進行數位類比轉換。相位處理單元108用來對信號sap進行處理，例如依據載波角頻率ωc對信號sap進行相位調變。經過振幅處理單元106和相位處理單元108處理過的兩路信號經組合器110合併後，通過放大器112放大並由天線114轉為發射信號srf，例如無線射頻信號。 接收單元115和傳送單元105都位在極性系統100中，在該一般模式下，接收單元115通常用來接收對端系統所發送的信號，但在該校正模式下，則借用接收單元115來和傳送單元105共同構成外部迴路返回。具體來說，在該一般模式下，會將天線116收到的信號分為兩路並進入同相信號路徑和正交信號路徑，但為簡潔起見，極性系統100中僅繪示了在該校正模式需使用到的部分，即該同相信號路徑和該正交信號路徑的其中之一，該同相信號路徑和該正交信號路徑都包括混頻器118、類比數位轉換器120和傅利葉轉換器122，在該校正模式下，可擇一路徑利用。 天線116接收發射信號srf後，利用混頻器118和類比數位轉換器120產生接收信號sr，傅利葉轉換器122用以計算接收信號sr在IMD信號的頻率的功率，例如欲使用IMD3信號的頻率來作為判斷依據，則傅利葉轉換器122可計算角頻率ωc+3ωbb的功率。校正單元124則依據IMD信號的頻率的功率來決定延遲校正值sc並控制延遲產生單元104。以下將針對校正單元124控制延遲產生單元104的方式進行詳細的說明。 圖3為本申請的延遲校正方法的實施例的流程圖。首先，步驟202中，設定取樣點d(0)、d(1)、d(2)，設定i=0、d(0)=第一預設延遲、d(1)=第二預設延遲、d(2)=第三預設延遲，舉例來說，該第一預設延遲=0，該第二預設延遲和該第三預設延遲具有相同的絕對值但正負號相反。 在步驟204中，校正信號產生單元101產生測試信號s1、s2，CORDIC 102進行座標旋轉數位計算，以產生信號sa和信號sp，校正單元124依據d(i)來控制延遲產生單元104調整信號sa和信號sp之間的延遲，例如i=0時，使信號sa和信號sp之間的延遲增加d(0)，以產生信號sad和信號spd。接著，傳送單元105依據信號sad和信號spd產生發射信號srf，接收單元115接收發射信號srf產生接收信號sr。 在步驟206中，傅利葉轉換器122計算接收信號sr在IMD信號的頻率的功率p(i)。若i＜2，則在步驟208中設定i=i+1，並重複步驟204～206，直到得到對應取樣點d(0)、d(1)、d(2)的功率p(0)、p(1)、p(2)。 接著，在步驟210中，校正單元124依據d(0)、d(1)、d(2)、p(0)、p(1)、p(2)來估計出暫訂延遲校正值dtemp，舉例來說，可以基於二次函數做為模型來估計暫訂延遲校正值dtemp，如圖4所示，假設控制延遲產生單元104調整信號sa和信號sp之間的延遲d和對應產生的IMD信號的頻率的功率p的關係為二次函數p=ad² +bd+c，則可利用d(0)、d(1)、d(2)、p(0)、p(1)、p(2)求出該二次函數的頂點對應的延遲作為暫訂延遲校正值dtemp。應注意的是，本申請並不限定基於二次函數來估計暫訂延遲校正值dtemp，亦可增加更多的取樣點，例如增加d(3)=第四預設延遲，來提高暫訂延遲校正值dtemp的準確度。 步驟212和步驟204的步驟差別只在於步驟212中，校正單元124依據暫訂延遲校正值dtemp來控制延遲產生單元104調整信號sa和信號sp之間的延遲，使步驟214中，傅利葉轉換器122得以相對應地計算接收信號sr在IMD信號的頻率的功率ptemp。 和理想狀況不同，實際上得到的暫訂延遲校正值dtemp可能並非最佳，例如可能因為該第一預設延遲、該第二預設延遲和該第三預設延遲距離該二次函數的頂點太遠。若功率ptemp不小於預設臨界值，則設定i=0、d(0)=dtemp+該第一預設延遲、d(1)=dtemp+該第二預設延遲、d(2)=dtemp+該第三預設延遲，並重複步驟204～214來更新功率ptemp，直到功率ptemp小於該預設臨界值，便可如步驟218，將對應小於該預設臨界值的功率ptemp的暫訂延遲校正值dtemp定為延遲校正值sc。 在該一般模式下，校正單元124會持續地依據延遲校正值sc來控制延遲產生單元104，直到下次重新進入該校正模式。 上文的敘述簡要地提出了本申請某些實施例之特徵，而使得本申請所屬技術領域具有通常知識者能夠更全面地理解本申請內容的多種態樣。本申請所屬技術領域具有通常知識者當可明瞭，其可輕易地利用本申請內容作為基礎，來設計或更動其他製程與結構，以實現與此處該之實施方式相同的目的和/或達到相同的優點。本申請所屬技術領域具有通常知識者應當明白，這些均等的實施方式仍屬於本申請內容之精神與範圍，且其可進行各種變更、替代與更動，而不會悖離本申請內容之精神與範圍。

100:極性系統 101:校正信號產生單元 102:座標旋轉數位計算器 104:延遲產生單元 105:傳送單元 106:振幅處理單元 108:相位處理單元 110:組合器 112:放大器 114、116:天線 115:接收單元 118:混頻器 120:類比數位轉換器 122:傅利葉轉換器 124:校正單元 s1、s2:測試信號 sa:振幅調變信號 sp:相位調變信號 sad:調整後振幅調變信號 spd:調整後相位調變信號 srf:發射信號 sr:接收信號 sc:延遲校正值 202～218:步驟 d:延遲 p:功率

在閱讀了下文實施方式以及附隨圖式時，能夠最佳地理解本揭露的多種態樣。應注意到，根據本領域的標準作業習慣，圖中的各種特徵並未依比例繪製。事實上，為了能夠清楚地進行描述，可能會刻意地放大或縮小某些特徵的尺寸。 圖1為本申請的極性系統的實施例的示意圖。 圖2為校正模式下發射信號的頻譜分析圖。 圖3為本申請的延遲校正方法的實施例的流程圖。 圖4為本申請基於二次函數做為模型來估計暫訂延遲校正值的示意圖。

100:極性系統

101:校正信號產生單元

102:座標旋轉數位計算器

104:延遲產生單元

105:傳送單元

106:振幅處理單元

108:相位處理單元

110:組合器

112:放大器

114、116:天線

115:接收單元

118:混頻器

120:類比數位轉換器

122:傅利葉轉換器

124:校正單元

s1、s2:測試信號

sa:振幅調變信號

sp:相位調變信號

sad:調整後振幅調變信號

spd:調整後相位調變信號

srf:發射信號

sr:接收信號

sc:延遲校正值

Claims (10)

1. 一種極性系統，包括： 校正信號產生單元，在校正模式下，產生測試信號至座標旋轉數位計算器； 該座標旋轉數位計算器，依據該測試信號進行座標旋轉數位計算，以產生振幅調變信號和相位調變信號； 延遲產生單元，用以調整該振幅調變信號和該相位調變信號之間的延遲，並輸出調整後振幅調變信號和調整後相位調變信號； 傳送單元，用以依據該調整後振幅調變信號和該調整後相位調變信號產生發射信號； 接收單元，用以接收該發射信號並產生接收信號； 傅利葉轉換器，用以計算該接收信號在特定頻率的功率；以及 校正單元，用以控制該延遲產生單元，並在該校正模式下依據該特定頻率的功率來決定延遲校正值。
2. 如請求項1的極性系統，其中在該校正模式下，該測試信號使該發射信號具有雙調主信號。
3. 如請求項2的極性系統，其中在該校正模式下，該特定頻率為三階互調變失真頻率。
4. 如請求項2的極性系統，其中在該校正模式下，該校正單元控制該延遲產生單元依據第一預設延遲、第二預設延遲和第三預設延遲來輸出該調整後振幅調變信號和該調整後相位調變信號，使該傅利葉轉換器對應地產生第一功率、第二功率和第三功率。
5. 如請求項4的極性系統，其中該校正單元依據該第一預設延遲、該第二預設延遲和該第三預設延遲和該第一功率、該第二功率和該第三功率來估計出暫訂延遲校正值。
6. 如請求項5的極性系統，其中該校正單元基於二次函數來依據該第一預設延遲、該第二預設延遲和該第三預設延遲和該第一功率、該第二功率和該第三功率來估計出該暫訂延遲校正值。
7. 如請求項6的極性系統，其中在該校正模式下，該校正單元控制該延遲產生單元依據該暫訂延遲校正值來輸出該調整後振幅調變信號和該調整後相位調變信號，使該傅利葉轉換器對應地產生第四功率，若該第四功率小於預設臨界值，則該校正單元決定該暫訂延遲校正值為該延遲校正值。
8. 如請求項7的極性系統，其中若該第四功率不小於該預設臨界值，則該校正單元依據該暫訂延遲校正值來更新該第一預設延遲、該第二預設延遲和該第三預設延遲，且在一般模式下，該校正單元依據該延遲校正值來控制該延遲產生單元。
9. 如請求項1的極性系統，其中該傳送單元包括： 振幅處理單元； 相位處理單元； 組合器，其中該調整後振幅調變信號和該調整後相位調變信號分別經過該振幅處理單元和該相位處理單元後，通過該組合器產生組合信號；以及 放大器，用以調整該組合信號的功率以產生放大後組合信號； 天線，用以依據該放大後組合信號產生該發射信號。
10. 一種延遲校正方法，包括： 在校正模式下產生測試信號； 依據該測試信號進行座標旋轉數位計算，以產生振幅調變信號和相位調變信號； 調整該振幅調變信號和該相位調變信號之間的延遲，以產生調整後振幅調變信號和調整後相位調變信號； 依據該調整後振幅調變信號和該調整後相位調變信號產生發射信號； 接收該發射信號並產生接收信號； 計算該接收信號在特定頻率的功率；以及 在該校正模式下依據該特定頻率的功率來決定延遲校正值。

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