[发明专利]用于校准发射系统的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于校准发射系统的方法和系统，该发射系统用于将数据从介质访问控制设备经数字接口发射至物理层并且发射至天线以进入传输线，其中物理层包括基带控制器以及包含多个功能模块的数据处理流水线。 

背景技术

具有这些特征的发射系统特别用于通信装置(还称作UWB发射器，其中UWB＝超宽频带)。发射系统是收发器的一部分，比如是超宽频带收发器的一部分，收发器可以集成在掌上电脑、移动电话、数码相机等数种电子设备中。 

现代通信系统或发射系统均基于数字信号处理技术。这些通信系统能够发射和接收信号。传输线中的频谱特性是不同的。为了精确地发射和接收信号，需要减小系统干扰并提高系统发射容量，系统发射功率需要降低而接收灵敏度需要提高。 

此外，由于电子元件尤其是有源元件的特性彼此不同，它们对工作频率和环境温度的敏感度不同，并且由于以上原因导致的每个发射和接收路径或链路的特性变化是不同的，因此应当周期性地进行系统校准。 

通常，当在已知的通信系统中进行校准时，该通信系统工作在校准模式下。通过使用附加的正弦波发射器产生具有给定频率的测试信号或测试音调来进行校准。测试信号被通信系统发射和接收。测量所有发射和接收的测试信号的电平，并确定接收和发射信号的幅值的比。这是校准方法的一般方案。 

UWB通信系统的技术说明并未明确指出需要对收发器进行校准。然而公知的是，这些通信设备需要在使用前进行校准。 

已知的用于校准发射器模拟前端装置的方法是频谱特性或平直度(flatness)校准。发射器发射一组测试音调，同时在接收器电路上接收它们。根据测量得到的功率，可以推知发射器电路的线性度等信息，然后可以使用此信息通过对被校准的装置的不同频带进行不同的衰减来平衡频谱带。这种校准所使用的概念是基于每次发射一个单一连续音调。 

相反，UWB通信装置发射一组叠加的音调，这组音调以补零的间隔(zero padded gap)在时间上分开。因此，当前的UWB通信装置或者不执行频谱平直度校准或者使用直接附接至模拟前端的独立音调发生器电路来产生测试音调。本发明提出一种不需要额外成本来执行频谱平直度校准的发射器构造 

发明内容

本发明的一个目的是指出用于校准发射系统的方法和系统，其中该发射系统用于将数据从介质访问控制设备经数字接口发射至物理层并且发射至天线，通过该校准方法和系统可以周期性地校准发射系统而不需要附加的硬件组件。 

根据本发明，一种用于校准发射系统的方法，该发射系统用于将数据从介质访问控制设备经数字接口发射至物理层并且发射至天线以进入传输线，其中物理层包括基带控制器以及包含多个功能模块的数据处理流水线，所述方法包括如下步骤： 

-设置校准控制寄存器， 

-接着将发射系统设置为校准模式，其中该发射系统产生预定数量的单一测试音调并且顺次发射这些测试音调，以及 

-在发射这些测试音调之后，检测返回的测试音调，并且测量它们的电平尤其是它们的功率电平以及传输线的频谱特性。 

使用发射系统自身来产生测试音调是一种简单的产生并控制测 试音调的途径。这样可以节省附加硬件(即正弦波发生器)的内部或附加外部实现的成本。换句话说，发射系统被重用于测量传输线的频谱特性。由于发射系统仅工作在校准模式下并且不必需附加的硬件组件，所以功耗高于传统的发射系统。 

为了测量具有528MHz带宽的整个传输线的频谱特性，以相关的528MHz频带内的预定不同频率来产生单一测试音调。为了测量在1GHz以上的多个528MHz频带的整个发射信道的频谱特性，对每个频带使用一个单一测试音调。有利的是，在不同的528MHz频带中顺次发射一个单一测试音调。特别地，以例如每100ms或在预定条件下循环地测量和校准传输线或信道。 

在本发明的另一个实施例中，测量得到的返回测试音调的电平被用来校准传输线。优选地，基带控制器测量不同测试音调的电平，并且为传输线中的不同发射音调设置适当的缩放系数。 

在一个有利实施例中，将一个功能模块用作音调发生器。优选地，调节一个FFT功能模块来只选择一个音调并产生单一音调模式的输出信号。在此实施例中，在频域内从叠加音调的频谱中选择单一音调并顺次发射，例如，选择第一、第十和第二十音调并顺次发射。