[发明专利]利用校准信号补偿I/Q失衡的正交接收机及其方法

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及通过利用校准信号补偿正交解调器(quadrature demodulator)中的同相和正交信道之间的I/Q失衡的信号处理方法。其它实施例涉及利用基于校准信号的I/Q失衡补偿方法的正交接收机单元。

背景技术

正交调制系统将第一源信号调制到载波信号的同相分量(I)上，将第二源信号调制到载波信号的正交分量(Q)上，其中，正交分量与同相分量相差90度的相位。两个分量被叠加并通过真实通道发送。在接收机中进行反向过程。所接收的信号受到降频转换(混合)，以恢复第一和第二源信号。作为示例，第一和第二源信号可以是独立的信号，也可以得自单个信号，该单个信号在发射侧已经被分成第一和第二源信号并可以在接收机侧通过合并所接收的第一和第二源信号而被恢复。

利用I/Q信号处理的接收机架构易于受到I和Q路径(信道)之间的失配(失衡)的影响。例如，配置来在I和Q路径之间平分输入的接收信号的分配器单元可能引入相位和增益差异。两个路径中的不同信号延迟可能导致额外的相失衡。由本地振荡器输出生成正交相信号的移相器可能提供不精确地等于90度的差分相位。I和Q信道混合器可能具有不同的转换模式，这些转换模式可能是频率依赖性的。此外，I和Q路径中的滤波器和放大器通常不是完美匹配的。这些I/Q失配对于接收机性能具有不利影响。一些方案使用参考信号来确定I/Q失衡。

发明内容

本发明提供了改进的基于校准信号的补偿技术。

附图说明

根据下面对于实施例的描述，结合附图，本发明的细节将变得更加清楚，其中，不同实施例的特征可以组合，除非它们彼此排斥。

图1是根据本发明的实施例的包含正交解调器和校正单元的接收机单元的示意性框图。

图2是根据本发明的另一实施例的图1的正交解调器和补偿单元的模型的示意性框图。

图3A是示出了当具有相对于本地振荡器频率f_LO偏移频率偏差fk的频率的校准信号被输入到正交解调器时，图1的正交解调器的所输出的中间信号的波谱的视图。

图3B是示出了图2的补偿单元的细节的示意性框图。

图3C是根据实施例的图1的接收机单元的校正单元的示意性框图，该实施例提供的补偿单元可以被切换为对于校正信号是透明的。

图3D是根据实施例的图1的接收机单元的校正单元的示意性框图，该实施例的补偿单元设有校准信号旁通(bypass)。

图4A是在不用补偿的情况下通过合并被取样的同相和正交相位信号所得到的中间信号的波谱，用于示明本发明的实施例的效果。

图4B是通过使用根据本发明的实施例的补偿方法，通过补偿具有图4A的波谱的中间信号所得到的经补偿信号的波谱。

图5是示明了根据本发明的另一实施例补偿正交解调器中的I/Q信道之间的失衡的方法的简化流程图。

具体实施方式

图1示出了正交解调器接收机单元100，其包含接收机级110、混合器级120、模拟处理级130和校正单元140。接收机级110、混合器级120、模拟处理级130和校正单元140中的每一者可被实现为分立器件的组件、包含分立器件和集成电路两者的组件、或单个集成电路。例如，校正单元140可以被集成在数字信号处理器(DSP)中，该数字信号处理器(DSP)包含或不包含模拟/数字转换器(ADC)和/或其他的数字处理单元150。根据另一实施例，模拟处理级130、校正单元140和数字处理单元150中的至少几个部分被集成在同一混合信号处理器中。

接收机单元100可被安装在移动电子设备或固定电子设备中，例如消费电子设备诸如定位系统、蜂窝电话、无线电调谐器、视频调谐器，或例如根据IEEE 802.11a、IEEE 802.11g或任何其他WLAN(无线局域网)标准工作的无线近场通信用设备。

天线元件102可以接收射频(RF)信号，并且可以将其转变为传导约束(conduction-bound)接收机信号。天线元件102可以与接收机级110的RF输入112连接。根据其他实施例，分配器元件可以与RF输入112连接，所述分配器元件监视发射线路上的通信并且分出选定的接收信号。在接收机级110的接收信号路径中，接收滤波器114可以缩窄接收信号带宽，并且/或者接收机放大器116可以调节输入的接收信号，以获得经调节的接收机信号r(t)。