[发明专利]I/Q不平衡校准装置、方法及使用其装置的发射机系统

说明书

本发明提供一种I/Q不平衡校准方法，包括顺序地将第一同相及正交校准信号输入到发射机系统的前端电路，以顺序地获取和采用差值估计第一及第二校准信号强度；根据估计的第一及第二校准信号强度计算I/Q增益不平衡值；顺序地输入第二同相校准信号、及第二同相校准信号和第二正交校准信号的两者到发射机系统的前端电路，以顺序地获取和估计第三和第四校准信号强度，其中根据I/Q增益不平衡校准第一同相和正交校准信号，产生第二同相和正交校准信号；以及，根据估计的第三和第四校准信号强度计算I/Q相位不平衡值。

技术领域

本发明关于信号处理领域，特别是关于一种同相/正交(in-phase/quadrature，I/Q)不平衡校准装置、方法及使用其装置的发送器系统。

背景技术

在发送器系统中，基带信号通过数字模拟转换(digital-analog conversion)、低通滤波、本地振荡(local oscillating，LO)信号混合、同相和正交信号整合、带通滤波及中频(IF)信号进行混频处理，因此产生射频(RF)信号。所述处理可通过多个电路实施，并且由于半导体工艺变化，同相通道(I通道，in-phase channel)及正交通道(Q通道，quadraturechannel)的电路处理的同相及正交基带信号可能而具有偏移。所述偏移又称为I/Q不平衡，并且必须以校准或校准处理I/Q不平衡(包括I/Q增益及相位不平衡)。

模拟数字转换器(analog-digital converter，ADC)可用于对处理后的射频信号进行采样以校准I/Q不平衡，并且模拟数字转换器的采样率应大于射频信号的信号带宽。然而，对于采用毫米波通信频带的发射机系统，信号带宽超大，例如几千兆赫兹(GHz)，因此模拟数字转换器应具有每秒几千兆比特(Gb/s)的采样率。由于超高采样率造成的巨大功耗会影响发射机系统的散热，设计超高采样率的模拟数字转换器是一项挑战，即使是在超高采样率的模拟数字转换器设计地很好的情况。

发明内容

有鉴于此，本发明的一个目的是提出一种I/Q不平衡校准装置和方法，能估计和校准I通道及Q通道的增益不平衡及相位不平衡(即I/Q增益不平衡及I/Q相位不平衡)，而无需使用超高采样率的模拟数字转换器，因此得以降低成本和功耗。

本发明的另一个目的是提出一种发射机系统，其使用I/Q不平衡校准装置或方法，并且采用毫米波通信频带，例如第五代移动通信系统。

为了至少实现上述目的，本发明提出一种I/Q不平衡校准装置，适于操作在I/Q不平衡校准模式的发射机系统中，包括：校准信号产生器、I/Q不平衡校准器、信号强度获取电路、I/Q不平衡估计器。其中校准信号产生器，用于选择性地产生第一同相校准信号、第一正交校准信号、以及所述第一同相校准信号和所述第一正交校准信号的两者。I/Q不平衡校准器，电连接所述校准信号产生器，用于在接收到I/Q增益不平衡值之后，对所述第一同相校准信号及所述第一正交校准信号进行I/Q增益不平衡校准，以产生第二同相校准信号和第二正交校准信号，并且选择性地将所述第一同相校准信号、所述第一正交校准信号、所述第一同相校准信号、以及所述第二同相校准信号和所述第二正交校准信号的两者输出至所述发射机系统的前端电路。信号强度获取电路，电连接所述发射机系统的所述前端电路，用于选择性地获取并输出第一至第四校准信号强度中的其中一者，其中所述第一至第四校准信号强度对应于第一至第四校准信号，所述前端电路分别处理所述第一同相校准信号、所述第一正交校准信号、所述第二同相校准信号、以及所述第二同相校准信号和所述第二正交校准信号的两者以相对应地产生所述第一至第四校准信号的其中一者。I/Q不平衡估计器，电连接所述信号强度获取电路，通过差值估计选择性地估计所述第一至第四校准信号强度中的其中一者，根据第一校准信号估计强度和第二校准信号估计强度计算所述I/Q增益不平衡值，以及根据第三校准信号估计强度和第四校准信号估计强度计算I/Q相位不平衡值。

为了至少实现上述目的，本发明提出一种发射机系统，包括前端电路和I/Q不平衡校准装置。