[发明专利]快速同相和正交失衡校准

说明书

相关申请 

本申请要求2006年6月6日提交的题为“Fast In-phase and Quadrature imbalance calibration(快速同相和正交失衡校准)”的临时申请S/N.60/811,579的权益。 

背景 

发明领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及同相和正交失衡校准。 

相关技术描述 

采用直接转换架构的射频(RF)接收机或发射机生成同相和正交(I-Q)模拟信号。这些信号通常具有畸变，后者限制了解调器或调制器的性能。这些畸变——称为正交误差——是由I-Q信号分量之间的增益和相位失衡导致的。I-Q信号中的失衡会引入对解调或调制过程造成干扰的图像频率和直流(DC)偏移量。为了校正I-Q失衡，需要校准通信子系统。现有校准方法通常利用迭代办法。这些技术在迭代扫掠中重复地校正相位误差、然后校正增益误差。 

现有校准技术具有许多缺陷。首先，迭代办法要求多遍处理，从而导致长处理时间。此长处理时间会导致通信接收机或发射机停工。对于诸如电话或实时视频等要求恒定比特率的通信服务，停工中断会导致不合意的性能。第二，该技术的迭代特征是不准确的，且得到较差的结果，从而导致降级的性能。 

附图简述 

通过参考以下描述以及用于例示本发明的实施例的附图，可最好地理解本发明的实施例。在附图中： 

图1A是示出了根据本发明的一个实施例的接收机子系统的示图。 

图1B是示出了根据本发明的一个实施例的接收机子系统的补偿器的示图。 

图2A是示出了根据本发明的一个实施例的使用经校准的基准接收机进行校准的发射机子系统的示图。 

图2B是示出了根据本发明的一个实施例的发射机子系统的补偿器的示图。 

图3是示出了根据本发明的一个实施例的无需使用经校准的基准接收机就可进行校准的发射机子系统的示图。 

图4是示出了根据本发明的一个实施例的预补偿电路的示图。 

图5是示出了根据本发明的一个实施例的误差电路的示图。 

图6是示出了根据本发明的一个实施例的用于执行校准的过程的流程图。 

图7是示出了根据本发明的一个实施例的用于计算相位和增益调节常数的过程的流程图。 

图8A是示出了根据本发明的一个实施例的用于计算I-Q平均功率和I-Q相关性的过程的流程图。 

图8B是示出了根据本发明的一个实施例的用于估计增益和相位差的过程的流程图。 

图8C是示出了根据本发明的一个实施例的用于计算调节常数矩阵A的过程的流程图。 

图9是示出了根据本发明的一个实施例的在不使用经校准的基准接收机的情况下校准发射机子系统的过程的流程图。 

图10A是示出了根据本发明的一个实施例的用于检测发射机信号的过程的流程图。 

图10B是示出了根据本发明的一个实施例的用于计算I-Q DC偏移量、相位和增益校正的过程的流程图。 

图11是示出了根据本发明的一个实施例的处理单元的示图。 

描述 

本发明的实施例包括用于校准通信系统中的接收机和发射机的技术。存储 N个数字化样本I(n)和Q(n)。N个数字化样本分别表示来自接收机的下变频信号的同相和正交(I-Q)分量。从具有I-Q失衡的正交调制器和解调器生成I-Q分量。使用闭合形式解从N个数字化样本计算出相位和增益调节常数以便来补偿I-Q失衡。 

本发明的另一实施例包括用于在不使用经校准的基准接收机的情况下校准通信系统中的收发机的技术。第一频率下的第一测试信号被注入具有I-Q失衡的正交调制器的发射机。正交调制器具有载波频率。发射机生成发射机信号。检测发射机信号以生成具有第一测试信号以及两倍于第一频率的第二频率下的第二测试信号的复合信号。将复合信号数字化。使用闭合形式解从数字化复合信号生成I-Q直流(DC)偏移量、相位和增益校正以校正I-Q失衡。 

在以下描述中，阐述众多特定细节。然而，应当理解，本发明的实施例可在没有这些特定细节的情况下实践。在其他实例中，公知的电路、结构、和技术可能不被具体示出以免模糊对本描述的理解。