[发明专利]同相和正交路径失衡补偿

说明书

发明领域

本发明涉及同相(I)和正交(Q)路径失衡补偿。具体地，但不排它地，本发明涉及一种包括I/Q路径失衡补偿的接收机，例如直接下变频无线接收机。

背景技术

许多接收机使用正交调制，这需要在同相(I)路径和正交(Q)路径上处理接收到的信号。例如，参考图1，根据现有技术的直接下变频接收机1具有用来接收信号的天线2。该天线2连接用于将接收到的信号输出到射频(RF)滤波器3上，射频滤波器3是对接收到的信号进行滤波的带通滤波器。RF滤波器3连接用于将滤波后的信号输出到低噪声放大器(LNA)4，LNA4用来放大滤波后的信号。该放大器有助于减少接收到的信号的后续处理中的噪声。该LNA4连接用于将放大后的信号输出到接收机1的同相(I)路径5和正交(Q)路径6。I路径5包括按照以下顺序串联的I混频器7、模拟低通滤波器8和自动增益控制器(AGC)9、模数转换器(ADC)10和数字低通滤波器11。除了由Q混频器112代替I混频器7之外，Q路径6与I路径相同。所以Q路径6包括Q混频器12、模拟低通滤波器13、AGC14、ADC15和数字低通滤波器16。I和Q路径5、6输出的信号传递到解调和解码级17，对该信号进行解调和解码，以产生数字输出18。

I混频器7和Q混频器12每一个均将LNA4输出的放大后的信号与本地振荡器信号混频。由于该接收器1是直接下变频接收机，本地振荡器应该具有与在天线2接收到的调制信号中的有用信号的载波频率基本相同的频率。这允许混频器7、12将有用信号向下转换到基带。理想地，I和Q混频器使用的本地振荡器信号相位彼此偏移90°，以便可从I路径5和Q路径6上的信号中正确地解调出有用信号。然而，实际难以实现，并且在I和Q混频器7、12所使用的本地振动器信号之间通常存在相位变化。该变化被称为相位失衡。同样的，在I路径5和Q路径6上的增益也许会不相同。因此I和Q路径5、6输出的信号在振幅上会有非预期的差异。这被称为振幅失衡。相位和振幅的失衡会引起解调误差。也会引起图像混叠干扰进入有用信号的频带。

为了校正相位和振幅的失衡，提出了很多方法，多数方法涉及使用校准信号来对接收机进行校准。典型地，该校准信号具有已知的频率、相位和振幅。当其通过接收机的时候，可以分析I和Q路径输出的信号来确定它们之间的相位和振幅的失衡。这种方法存在许多问题。例如，校验信号通常由要进行校准的接收机在本地产生，所以需要小心地控制其频率、相位和振幅。然而，这通常需要提供专门的电路来产生校准信号，而这不利地会比较昂贵且复杂。一些方法通过经接收机通常用来接收信号的天线接收外部校准信号来避免该问题。尽管这可以避免在接收机本地产生校准信号的额外成本和复杂性，但是由于其占用用于通信等的频谱内的空间，所以这是不切实际的。所有这些方法还阻止接收机在校准期间接收其他信号。所以，在校准期间，经接收机的通信或在接收机处接收广播信号会被中断。这很明显是不期望的。在信号接收过程中，即使是工作在有时可能会适应信号接收中的短暂中断的时分多址(TDMA)模式、时分双工(TDD)模式等模式下的接收机也会受到该问题的影响，因为难以预测何时可能接收到信号，因而难以分配适当的时间以用于校准。所以，传统的校正相位和振幅失衡的方法是远不理想的。

发明内容

本发明寻求克服上述问题。

根据本发明的第一方面，提出一种接收机，用来接收包括训练序列和有效载荷的信号，该接收机包括

同相路径和正交路径，用于将接收的信号转换成同相和正交信号以输出给解调器；

处理装置，用于根据代表训练序列的同相和正交信号来确定失衡补偿数；以及

失衡补偿电路，用于使用所确定的失衡补偿参数，来补偿代表有效载荷的同相和正交信号之间的相位和振幅的失衡。

根据本发明的第二个方面，提出一种接收包括训练序列和有效载荷的信号的方法，该方法包括：

将接收的信号转换成同相和正交信号以输出给解调器；

根据代表训练序列的同相和正交信号来确定失衡补偿参数；

使用所确定的失衡补偿参数来补偿代表有效载荷的同相和正交信号之间的振幅和相位的失衡。

换言之，在接收信号的有效载荷期间，相位和振幅的失衡补偿可以基于信号的训练序列。训练序列是众多当前通信系统的信号的固有(inherent)部分。所以，本发明有以下明显优势，即允许不使用专门的校准信号来补偿相位和振幅的失衡。不需要在接收机处本地产生校准信号。类似地，不需要为接收专门的校准信号而设置通信容量。