[发明专利]I/Q校准技术

说明书

对相关申请的交叉引用

本申请要求标题都为“I/Q Calibration Techniques”的、提交于2007年10月1日的美国临时申请第60/976,695号和提交于2007年10月2日的美国临时申请第60/977,020号的按35USC 119(e)规定的权益，通过引用将这两个申请的全部内容合并于此。

背景技术

在具有模拟或RF复信号路径的系统比如直接转换和低IF接收器系统中，需要校准该系统的同相(I)和正交(Q)幅度和相位信号的平衡。这是重要的，因为失衡通过将复路径中的负频率折叠到期望信号上而在接收信号内生成干扰。在直接转换接收器中，该过程造成信号折叠到自身上，并且是众所周知的问题。因折叠导致的干扰被抑制的程度被称为边带抑制度(sideband rejection)。

已开发了多种技术来进行静态I/Q校准并估算相位和幅度失衡。I/Q失衡或失配在传统上被建模为在通信信道内是恒定的。这种近似在窄带系统中是可接受的，在窄带系统中，失配是由与发生在诸如本地振荡器(LO)和混合器的部件中的失配关联的RF贡献所支配的。这种基于RF的失配在此被称为静态I/Q失配或静态I/Q失衡，因为它们被处理为在信道频率内是恒定的。

然而，在宽带通信系统中，存在发生在基带电路中的失配。这种失配使得难以实现该频带内的大于45dB的边带抑制度。例如，当要求苛刻的应用比如广播模拟电视应用需要60dB或更好的边带抑制度时，基带模拟信号路径中的依赖于频率的失配可能导致边带抑制度大幅度劣化至40dB的水平。

图1示出了现有技术中已知的简化的直接转换接收器。由LO 18的相位和幅度差异以及I路径混合器22和Q路径混合器12之间的差异引入的I/Q失配通常导致静态I/Q失配。设置在I路径中的模拟滤波器24和设置在Q路径中的模拟滤波器14适于降低靠近滤波器通带边缘的信号频谱电平。这种信号常常具有相对陡的过渡带，从而导致具有高Q因子的极的存在。这些极对模拟部件失配特别敏感。所导致的在I路径和Q路径中的模拟滤波器之间的传递函数差异产生依赖于频率的失配。这种失配使边带抑制性能劣化，并且朝着滤波带边缘持续增大。

发明内容

根据本发明的一个实施例的接收器部分地包括：本地振荡器、第一和第二频率转换模块、第一、第二、第三和第四滤波器、校准块以及相关/积分块。第一频率转换模块响应于本地振荡器信号和接收信号以生成同相信号。第二频率转换模块响应于经相移的本地振荡器信号和接收信号以生成正交信号。第一滤波器响应于同相信号，第二滤波器响应于正交信号。第三滤波器响应于第一滤波器，第四滤波器响应于第二模拟滤波器。校准块响应于第三和第四滤波器的输出。相关器/积分器响应于校准块的输出并且适于生成施加于第三滤波器的第一反馈信号和施加于第四滤波器的第二反馈信号。第一和第二反馈信号用于改变第三和第四滤波器的频率特性以便补偿第一和第二滤波器中的依赖于频率的失配。在一个实施例中，第三和第四滤波器是数字滤波器。

在一个实施例中，校准块部分地包括：第一低通滤波器，响应于第三滤波器；第二低通滤波器，响应于第四滤波器；相位检测块，适于检测由第一和第二低通滤波器生成的信号的相位之间的差；第一乘法器，适于将检测到的相位差乘以第三滤波器的输出；第一信号组合器，适于从第三滤波器的输出中减去第一乘法器的输出以生成第一输出信号；幅度检测块，适于检测由第一和第二低通滤波器生成的信号的幅度之间的差；以及第二乘法器，适于将检测到的幅度差乘以第三滤波器的输出以生成第二输出信号。

在一个实施例中，相关器/积分器块还部分地包括：第一混合器，响应于第一输出信号并且响应于第一振荡信号以生成第三信号，其中第一振荡信号的振荡频率落入由第一滤波器滤出的频带内；第二混合器，响应于第一输出信号并且响应于第二振荡信号以生成第四信号，其中第二振荡信号相对于第一振荡信号有90度相移；第三混合器，响应于第二输出信号并且响应于第一振荡信号以生成第五信号；以及第四混合器，响应于第二振荡信号以生成第六信号。第三和第五信号定义关于偏移频率的第一复信号。第四和第六信号定义关于偏移频率的第二复信号。相关/积分块适于对第一和第二复信号进行积分以生成第一和第二反馈信号。