[发明专利]使用音调校准中的多项式模型进行正交误差校正

说明书

优先权资料

本申请主张2013年3月15日提交的临时专利申请序列号No.61/798,197的优先权，所述临时专利申请以引用的方式全部并入本文。

技术领域

本公开一般涉及同相和正交（I/Q）接收器信号处理，且更具体涉及一种用于在I/Q接收器中校准增益和相位不平衡的装置、方法和系统。

背景技术

正交调制是用于传输通信信号的技术。在正交调制中，发射器同时在同相（I）通道和正交相（Q）通道上传输数据。I通道和Q通道中每一个承载单独的数据流并在载波频率上相对于彼此相移90度。在I/Q接收器中，I和Q通道信号在载波频率上接收、下转换和解调以从单独的I通道和Q通道恢复数据。

I/Q接收器包括用于I通道和Q通道中每一个的单独的模拟处理路径。I和Q通道路径中的每一个包括处理接收的模拟信号并将其转换为数字形式的处理组件，诸如例如，混频器、模拟到数字转换器（ADC）、放大器和滤波器。这些单独的组件下转换并处理每个路径的通道信号数据。在I/Q接收器中使用单独的I和Q模拟处理路径产生所谓的I/Q不平衡，I/Q不平衡是I和Q通道信号之间的相位和幅值不匹配。I/Q接收器中I/Q不平衡的主要来源是I和Q通道处理路径中每一个中单独的组件之间的不匹配。

有两种类型的I/Q不平衡：频率无关的不匹配和频率相关的不匹配。频率无关不匹配是每个I/Q模拟路径的混频器中本地振荡器（LO）所产生的相位不匹配。这些不匹配在频谱上是类似的，且可进一步被成功地估计以进行误差校正。频率相关不匹配是I和Q通道模拟路径中每一个中的基带组件所产生的相位和幅值不匹配。频率相关不匹配使不匹配估计技术复杂化，因为不匹配在频谱上不统一。

已开发了估计I/Q接收器的模拟路径的不匹配参数的技术。这些技术包括实时估计，其中在接收器的实时使用期间，接收器估计不匹配参数并补偿不匹配。所述技术也包括离线估计，其中当执行不匹配的估计且校正参数被输入接收器时，接收器不在使用中。离线估计方法可使用音调注入技术来在I通道和Q通道的输入端把测试音调注入接收器，从而使用音调校准的方法来校准通道之间的不匹配。在低噪声环境中且进一步当测试音调信号的抖动小于一定水平时，所述技术已被证明是最有效的。在高噪声水平环境中或当测试音调信号抖动上升超过某一水平时，这些已知技术的有效性降低。因此，用于估计I/Q通道不匹配的、在嘈杂的环境中和/或在测试音调信号的高抖动水平的情况下具有改善效果的方法将提供优势。

发明内容

本公开提供一种用于在I/Q接收器中校准I/Q不平衡的装置、方法和系统。在根据本公开的实施方案中，多项式模型被应用于音调校准的结果以生成用于校准I/Q接收器的不匹配参数。一个示范性实施方案提供一种使用音调校准中的多项式模型来在I/Q接收器中进行正交误差校正的系统、装置和方法。在一个示范性实施方案中，提供用于校准I/Q接收器的方法，且所述方法包括：接收指示I/Q接收器的I通道和Q通道之间的不匹配的第一不匹配参数；和使用多项式模型来从第一不匹配参数估计第二不匹配参数。

起初，音调校准用于生成I/Q接收器的I通道和Q通道的总不匹配估计。音调校准的结果然后可用实施方案的多项式校准方法来处理，以生成频率相关和频率无关的不匹配参数估计。多项式校准方法生成的频率相关和频率无关的不匹配参数的估计值然后可用以处理正交误差校正（QEC）单元中的信号以补偿不匹配。本公开的一个实施方案通过使用多项式方法导致提供改善和更精确的校准过程的增益和相位不匹配的值。因为比起已知技术显著减小了用于多项式校准估计的未知参数，所以所述方法显示了强噪声鲁棒性。

根据本公开的另一实施方案，多项式模型被应用于音调校准的结果以生成用于校准I/Q接收器的不匹配参数。起初，音调校准用于估计I/Q接收器的I通道和Q通道之间的总增益和总相位不匹配。音调校准的结果然后用多项式校准方法来处理，以生成频率相关的增益和相位不匹配和频率无关的相位不匹配估计。多项式校准方法生成的不匹配参数的估计值然后可用以处理正交误差校正（QEC）单元中的信号以补偿不匹配。