專利名稱：Ip2校準方法和技術的制作方法
技術領域：
本公開涉及無線通信收發(fā)機，并且特別地涉及用于在存在強干擾信號的情況下接收高質量信號的線性度改善技術。
背景技術：
在各種線性度要求之間，預期接收機將擁有高二階互調截止點(intercept point，IP2)，其表征負責二階互調失真(IMD2)的生成的二階非線性度?？梢允褂醚a償或校準技術來改善接收機的IP2特性。雖然校準技術擁有優(yōu)于補償技術某些優(yōu)點，但直到現(xiàn)在， 已經(jīng)難以以成本有效且功率高效的方式提供最佳控制信號(例如調諧代碼)。這在很大程度上是因為先前的實施方式已要求單獨的專用電路以便生成在校準期間使用的基準信號。因此，本公開提供了 IP2校準技術，其與常規(guī)技術相比限制電路的數(shù)量，從而趨向于降低制造成本和功率要求。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種校準電路，包括i數(shù)據(jù)路徑；q數(shù)據(jù)路徑；相關元件，其使來自i數(shù)據(jù)路徑的i數(shù)據(jù)與來自q數(shù)據(jù)路徑的q數(shù)據(jù)相關以獲得相關結果；以及第一 ip2調諧電路，其被耦合在所述相關元件與所述i數(shù)據(jù)路徑之間，其中，所述第一 ip2 調諧電路提供i數(shù)據(jù)調諧信號，其基于相關結果且?guī)椭a償i數(shù)據(jù)路徑上的失真。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種接收機，包括射頻(RF)天線，其通過頻率通道接收RF信號；被耦合到RF天線的i數(shù)據(jù)路徑和q數(shù)據(jù)路徑，其中，i數(shù)據(jù)路徑通過將RF 信號與LO信號混合來提供i數(shù)據(jù)信號，并且其中，q數(shù)據(jù)路徑通過將RF信號與相移的LO信號混合來提供q數(shù)據(jù)信號，所述相移的LO信號相對于LO信號被相移90° ；第一 ip2調諧電路，其在i數(shù)據(jù)路徑上選擇性地引入失真，其中，所述失真在第一時間段期間使i數(shù)據(jù)信號失真，并從而提供第一基準信號；相關元件，其在第一時間段期間使第一基準信號與q數(shù)據(jù)信號相關以生成第一相關結果；以及第二 ip2調諧電路，其根據(jù)q數(shù)據(jù)校準值在第一時間段期間在q數(shù)據(jù)路徑上選擇性地引入失真，其中，所述q數(shù)據(jù)校準值基于第一相關結果。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種校準方法，包括通過頻率通道接收RF信號； 將RF信號與LO信號混合以提供i數(shù)據(jù)信號；將RF信號與相移的LO信號混合以提供q數(shù)據(jù)信號；在第一時間間隔期間使用第一調幅干擾信號來使i數(shù)據(jù)信號失真，從而提供第一基準信號，并使q數(shù)據(jù)信號失真，從而提供第一誤差信號；使第一基準信號與第一誤差信號相關以生成第一相關結果；以及根據(jù)第一校準調諧值在第一時間段期間改變q數(shù)據(jù)信號， 其中，所述第一校準調諧值基于第一相關結果。


圖1是舉例說明依照某些實施例的接收機的框圖。圖2舉例說明依照另一實施例的包括接收機的通信系統(tǒng)。
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圖3是依照某些實施例的用于執(zhí)行NLMS算法的相關塊。圖4示出在其期間確定校準值的一對模擬學習曲線。圖5是依照某些實施例的流程圖。
具體實施例方式現(xiàn)在參考附圖來描述要求保護的主題，其中，相同的附圖標記自始至終用來指代相同的元件。在以下描述中，出于解釋的目的，闡述了許多特定細節(jié)以便提供要求保護的主題的透徹理解。然而，可以顯而易見的是可以在沒有這些特定細節(jié)的情況下實施要求保護的主題。本公開的某些實施例涉及用于在具有兩個互補數(shù)據(jù)路徑(例如，i數(shù)據(jù)路徑和q數(shù)據(jù)路徑)的接收機中執(zhí)行IP2校準的改進技術。在這些技術中，兩個數(shù)據(jù)路徑中的一個(例如，i數(shù)據(jù)路徑)用來生成用于另一數(shù)據(jù)路徑(例如，q數(shù)據(jù)路徑)的基準信號。然后，該另一數(shù)據(jù)路徑使用基準信號來執(zhí)行校準。與先前的技術(其要求用于生成基準信號的單獨、專用電路)相比，本發(fā)明的技術減少了電路的數(shù)量且相應地降低了制造成本和功率消耗。這是因為本發(fā)明的技術在校準期間以互補的方式使用現(xiàn)有電路(例如，在校準期間，i數(shù)據(jù)路徑生成用于q數(shù)據(jù)路徑的基準信號，并且反之亦然)。圖1示出依照某些實施例的接收機100。接收機100包括射頻(RF)天線102以接收RF信號104。i數(shù)據(jù)路徑106和q數(shù)據(jù)路徑108被耦合到RF天線102，其常常經(jīng)由開關元件110 (例如，諸如波段選擇開關元件(通常與前置濾波器合并)或雙工器)和低噪聲放大器(LNA) 109被選擇性地耦合到RF天線102。在正常數(shù)據(jù)接收期間，本地振蕩器(LO)塊 112提供LO信號114，并且相移元件116使LO信號的相位移位以提供相移的LO信號118， 其相對于LO信號114被相移90°。在i數(shù)據(jù)路徑106上，第一混合器120通過將RF信號 104與LO信號114混合來提供i數(shù)據(jù)信號122。在q數(shù)據(jù)路徑108上，第二混合器IM通過將RF信號104與經(jīng)過相移的LO信號118混合來提供q數(shù)據(jù)信號126。i數(shù)據(jù)和q數(shù)據(jù)信號122、1沈被濾波(分別由濾波器128、130)并被數(shù)字化(分別由模擬到數(shù)字轉換器132、 134)，因此其能夠被數(shù)字級142適當?shù)靥幚?。?shù)字級142可以包括基帶處理器和/或其它邏輯以根據(jù)一個或多個函數(shù)(例如，去交織、解擾和/或解碼)來處理數(shù)字化數(shù)據(jù)，因此，能夠經(jīng)由用戶接口(未示出)向用戶呈現(xiàn)在接收的RF信號104中編碼的數(shù)據(jù)。為了限制噪聲效應并增加接收機100的有效IP2，接收機100能夠通過使用兩個 IP2調諧電路136、138來執(zhí)行校準。在校準期間，IP2調諧電路中的一個(例如，第一 IP2調諧電路136)選擇性地使其數(shù)據(jù)路徑(例如，i數(shù)據(jù)路徑106)上的數(shù)據(jù)失真，而另一 IP2調諧電路(例如，第二 IP2調諧電路138)確定其數(shù)據(jù)路徑(例如，q數(shù)據(jù)路徑108)上的相應校準值。針對許多期望頻率中的每一個獲得用于i數(shù)據(jù)和q數(shù)據(jù)路徑的校準值，在所述期望頻率上，接收機在正常操作期間接收數(shù)據(jù)。在完成校準之后，隨后能夠使用校準值來使i數(shù)據(jù)和q數(shù)據(jù)路徑106、108上的數(shù)據(jù)預失真以補償正常數(shù)據(jù)接收期間頻率通道上的預期失真。 根據(jù)實施方式，可以在對客戶的分配之前在制造/組裝設施處執(zhí)行校準和/或可以在客戶已使用接收機之后周期性地執(zhí)行該校準。在某些實施方式中，可以在客戶實際上接收數(shù)據(jù)的同時執(zhí)行校準，使得接收性能在某個短時間間隔內(nèi)被故意地劣化，以便遍及客戶操作的其余部分用更好的性能的優(yōu)點來更新校準代碼。
例如，在其中第二 IP2調諧器138幾乎不向q數(shù)據(jù)路徑108上插入失真的第一時間段期間，第一 ip2調諧電路136能夠顯著地使i數(shù)據(jù)信號122失真，例如通過將某些附加電流或電壓插入到i數(shù)據(jù)信號122上，從而在第一時間段期間在路徑122上提供第一基準信號。由低通濾波器(LPF) 128對第一基準信號122進行濾波，在此之后，ADC 132將已濾波信號轉換成數(shù)字化基準信號140。在第一時間段期間，相關元件142使數(shù)字化第一基準信號 140與數(shù)字化q數(shù)據(jù)信號144相關以生成第一相關結果。第一相關結果經(jīng)由路徑146被提供給第二 ip2調諧電路138，促使第二 ip2調諧電路138根據(jù)第一 q數(shù)據(jù)校準值在第一時間段期間在q數(shù)據(jù)路徑108上引入失真。在某個時間，第一相關結果146穩(wěn)定下來(settle) (或者經(jīng)歷預定時間)，在此之后，存儲第一 q數(shù)據(jù)校準值以供稍后使用。在某些實施例中， 第一相關結果146是N位調諧代碼，其中，N可以大于或等于1。在相同的方面，在其中在i數(shù)據(jù)路徑106上幾乎不插入失真的第二、不同時間段期間，第二 ip2調諧電路138選擇性地在q數(shù)據(jù)路徑108上引入失真，從而在136上提供第二基準信號。由低通濾波器(LPF) 130對第二基準信號136進行濾波，在此之后，ADC 134將已濾波信號轉換成第二基準信號144。在第二時間段期間，相關元件142使數(shù)字化第二基準信號144與140上的數(shù)字化i數(shù)據(jù)信號相關以生成第二相關結果148。第一 ip2調諧電路 138根據(jù)第一 i數(shù)據(jù)校準值(其基于第二相關結果148)在第二時間段期間選擇性地在i數(shù)據(jù)路徑106上引入失真。在某個時間，第二相關結果148穩(wěn)定下來(或者經(jīng)歷預定時間)，在此之后，存儲第二 q數(shù)據(jù)校準值以供稍后使用。在某些實施例中，第二相關結果148是N位調諧代碼，其中，N可以大于或等于1。圖2示出另一實施例，其中，用相同的附圖標記表示相同的元件。除了圖1中描述的元件之外，圖2示出數(shù)字級200的另一實施例。在i數(shù)據(jù)路徑104上，數(shù)字級包括ADC 202、濾波器204、DC偏移補償塊206、通道濾波器塊208以及IQ不平衡補償塊210。在q數(shù)據(jù)路徑106上，數(shù)字級包括ADC 212、濾波器214、DC偏移補償塊216、通道濾波器塊218以及 IQ不平衡補償塊220。由歸一化最小均方(NLMS)算法來實現(xiàn)本實施例中的相關元件222， 雖然還可以使用其它算法。圖3示出能夠實現(xiàn)NLMS算法的一種方式。應認識到通常能夠純粹在專用硬件中、純粹在軟件中或使用硬件和軟件的組合來實現(xiàn)NLMS算法。本質上，NLMS 算法將從i數(shù)據(jù)路徑接收到的信號與從q數(shù)據(jù)路徑接收到的信號相比較，并輸出與期望信號和路徑上的實際信號之間的差相對應的相關值。因此，對于給定頻率和模式而言，對于在校準期間采取的給定路徑的校準值指示該通道上的預期失真。圖4舉例說明模擬學習曲線以在第一時間段期間獲得用于數(shù)據(jù)路徑的校準值?；旌掀骶哂?50daii的初始IP2。在模擬開始時，誤差信號包含互調乘積加噪聲。在校準的會聚之后，只有噪聲仍留在誤差信號中。誤差信號對應于IP2調諧代碼曲線。在約3500個樣本之后，IP2調諧代碼會聚至限制失真的最優(yōu)值(例如，會聚至最小值)。所使用的采樣率是 6.5 MHz，因此，校準花費約45(^s。下面相對于圖5舉例說明并描述方法500。雖然下面作為一系列動作或事件來舉例說明并描述方法500，但將認識到不應以限制性的意義解釋此類動作或事件的所舉例說明的排序。例如，除本文所舉例說明和/或描述的那些之外，某些動作可以按照不同的順序發(fā)生和/或與其它動作或事件同時地發(fā)生。另外，并不要求所有的所舉例說明的動作來實現(xiàn)本文中的公開的一個或多個方面或實施例。并且，可以在一個或多個單獨動作和/或階段中執(zhí)行本文描繪的動作中的一個或多個。此外，可以將要求保護的主題實現(xiàn)為方法、設備或制品，其使用標準編程和/或工程技術來產(chǎn)生軟件、固件、硬件或其任何組合以控制計算機實現(xiàn)所公開的主題(例如，圖 1 一 3所示的電路是可以用來實現(xiàn)方法500的電路的非限制性示例)。本文所使用的術語 “制品”意圖涵蓋可從任何計算機可讀設備、載體或介質訪問的計算機程序。當然，本領域的技術人員將認識到在不脫離要求保護的主題的范圍或精神的情況下可以對此配置進行許多修改。當選擇了接收頻帶和操作模式時，方法500在502處開始。在許多實施例中，從能夠被接收機使用的許多頻帶中的一個中選擇接收頻帶。在504處，將i數(shù)據(jù)路徑設置為要校準的路徑，并且在506中，將q數(shù)據(jù)路徑設置為基準路徑。將路徑設置為基準路徑常常意味著將用于該路徑的調諧代碼值設置為比用于校準路徑的調諧代碼更大的某個預定的固定值。在508中，該方法補償i數(shù)據(jù)路徑和q數(shù)據(jù)路徑上的靜態(tài)DC偏移。在510中，該方法向基準路徑(例如，q數(shù)據(jù)路徑)和要校準的路徑(例如，i數(shù)據(jù)路徑)二者施加干擾。在圖5的示例中，所施加的干擾是調幅(AM) RF干擾源(interferer)， 雖然還可以施加其它類型的干擾源。向兩個路徑施加干擾以查看生成多少固有失真。在某些實施例中，AM干擾源可以是包括在由接收機的天線接收到的RF信號中的不期望頻率分量(并且其隨后被濾波器(例如圖1的接收機中的LPF 128、130)濾出)。在其它實施例中， 可以在接收機中的某個其它點處(諸如在開關元件(例如，圖1中的開關元件110)的第三端口上)或在接收機中的某個其它點處將AM干擾源注入到i數(shù)據(jù)和q數(shù)據(jù)路徑中。無論什么情況，AM干擾源在i數(shù)據(jù)和q數(shù)據(jù)路徑中的混合器中施加非線性度，使得IP2調諧器能夠存儲校準值以補償這些非線性度。在512中，該方法通過使基準路徑與校準路徑相關來穿過IP2校準有限狀態(tài)機 (FSM)0在514中，針對接收頻帶存儲用于已校準路徑的IP2調諧器設置，并且然后在516 中關閉AM調制的RF干擾源。在518處，該方法確定兩個接收路徑是否針對所選接收頻率和操作模式被校準。 如果不是(在518處‘否’)，則該方法在520中將q數(shù)據(jù)路徑設置為校準路徑并在522中將 i數(shù)據(jù)路徑設置為基準路徑。該方法然后再次執(zhí)行框508 - 516，但是以q數(shù)據(jù)路徑作為校準路徑且i數(shù)據(jù)路徑作為基準路徑。在這一點上，針對所選接收波段和所選操作模式對i數(shù)據(jù)路徑和q數(shù)據(jù)路徑二者進行校準，因此，方法前進至524。如果將表征附加頻帶和/或操作模式(在5M處‘否’)， 則方法500通過502 - 522返回，直至針對所有波段和模式確定校準值為止。雖然已相對于一個或多個實施方式示出并描述了本公開，但本領域的其它技術人員基于本說明書和附圖的閱讀和理解將想到等價的變更和修改。本公開包括所有此類修改和變更且僅僅由以下權利要求的范圍來限制。特別是關于由上述組件(例如，元件和/或資源)執(zhí)行的各種功能，用來描述此類組件的術語意圖對應于(除非另外指明)執(zhí)行所述組件的指定功能的任何組件(例如，在功能上等效)，即使在結構上不等效于執(zhí)行在本公開的本文所舉例說明的示例性實施方式中的功能的公開結構。另外，雖然僅相對于若干個實施方式之一公開了本公開的特定特征，但可以將此類特征與其它實施方式的一個或多個其它特征組合，如對于任何給定或特定應用而言期望和有利的那樣。另外，應將如在本申請和所附權利要求中使用的冠詞“一”和“一個”解釋為意指“一個或多個”。
此外，在已在詳細的說明書和/或權利要求中使用術語“包括”、“包含”、“具有”、 “帶有”或其變體的程度上，此類術語意圖以與術語“包括”類似的方式是包括性的。
權利要求
1.一種校準電路，包括i數(shù)據(jù)路徑；q數(shù)據(jù)路徑；相關元件，其使來自i數(shù)據(jù)路徑的i數(shù)據(jù)與來自q數(shù)據(jù)路徑的q數(shù)據(jù)相關以獲得相關結果；以及第一 ip2調諧電路，其被耦合在所述相關元件與所述i數(shù)據(jù)路徑之間，其中，所述第一 ip2調諧電路提供i數(shù)據(jù)調諧信號，所述i數(shù)據(jù)調諧信號基于相關結果且?guī)椭a償i數(shù)據(jù)路徑上的失真。
2.權利要求1的校準電路，其中，所述i數(shù)據(jù)調諧信號是N位數(shù)字控制字，其中，N是大于或等于1的整數(shù)。
3.權利要求1的校準電路，還包括第二 ip2調諧電路，其被耦合在所述相關元件與所述q數(shù)據(jù)路徑之間，其中，所述第二 ip2調諧電路提供q數(shù)據(jù)調諧信號，所述q數(shù)據(jù)調諧信號基于相關結果且?guī)椭a償q數(shù)據(jù)路徑上的失真。
4.權利要求3的校準電路，其中，所述第一ip2調諧電路被配置為在i數(shù)據(jù)路徑上引入連續(xù)失真，而所述第二 ip2調諧電路調整q數(shù)據(jù)調諧信號以找到已校準q值。
5.權利要求4的校準電路，其中，所述第二ip2調諧電路被配置為在q數(shù)據(jù)路徑上引入連續(xù)失真，而所述第一 ip2調諧電路調整i數(shù)據(jù)調諧信號以找到已校準i值。
6.權利要求5的校準電路，還包括存儲器，其存儲已校準q值和已校準i值。
7.權利要求5的校準電路，其中，在將校準電路提供給用戶之前的校準期間，所述第一 ip2調諧電路和所述第二 ip2調諧電路分別找到已校準q值和已校準i值。
8.權利要求5的校準電路，其中，在已將校準電路提供給用戶之后間斷地，所述第一 ip2調諧電路和所述第二 ip2調諧電路分別找到已校準q值和已校準i值。
9.一種接收機，包括射頻(RF)天線，其通過頻率通道接收RF信號；被耦合到RF天線的i數(shù)據(jù)路徑和q數(shù)據(jù)路徑，其中，i數(shù)據(jù)路徑通過將RF信號與LO信號混合來提供i數(shù)據(jù)信號，并且其中，q數(shù)據(jù)路徑通過將RF信號與相移的LO信號混合來提供q數(shù)據(jù)信號，所述相移的LO信號相對于LO信號被相移90° ；第一 ip2調諧電路，其在i數(shù)據(jù)路徑上選擇性地引入失真，其中，所述失真在第一時間段期間使i數(shù)據(jù)信號失真，并從而提供第一基準信號；相關元件，其在第一時間段期間使第一基準信號與q數(shù)據(jù)信號相關以生成第一相關結果；以及第二 ip2調諧電路，其根據(jù)q數(shù)據(jù)校準值在第一時間段期間在q數(shù)據(jù)路徑上選擇性地引入失真，其中，所述q數(shù)據(jù)校準值基于第一相關結果。
10.權利要求9的接收機其中，所述第二 ip2調諧電路在第二時間段期間在q數(shù)據(jù)路徑上選擇性地引入失真，并從而提供第二基準信號；其中，所述相關元件在第二時間段期間使第二基準信號與i數(shù)據(jù)信號相關以生成第二相關結果；以及其中，所述第一 ip2調諧電路根據(jù)i數(shù)據(jù)校準值在第二時間段期間在i數(shù)據(jù)路徑上選擇性地引入失真，其中，所述i數(shù)據(jù)校準值基于第二相關結果。
11.權利要求10的接收機，還包括存儲器，其存儲i數(shù)據(jù)校準值和q數(shù)據(jù)校準值；以及控制器，其在第三時間段期間的數(shù)據(jù)接收期間分別向第一 ip2調諧電路和第二 ip2調諧電路提供i數(shù)據(jù)校準值和q數(shù)據(jù)校準值，以補償?shù)谌龝r間段期間的預期數(shù)據(jù)失真。
12.權利要求11的接收機，其中，所述RF天線在第四時間通過第二不同的頻率通道接收RF信號并確定用于不同頻率通道的附加校準調諧值。
13.權利要求9的接收機，其中，所述q數(shù)據(jù)調諧信號是N位數(shù)字控制字，其中，N是大于或等于1的整數(shù)。
14.權利要求10的接收機，其中，所述i數(shù)據(jù)調諧信號是N位數(shù)字控制字，其中，N是大于或等于1的整數(shù)。
15.一種校準方法，包括通過頻率通道接收RF信號；將RF信號與LO信號混合以提供i數(shù)據(jù)信號；將RF信號與相移的LO信號混合以提供q數(shù)據(jù)信號；在第一時間間隔期間使用第一調幅干擾信號來使i數(shù)據(jù)信號失真，從而提供第一基準信號，并使q數(shù)據(jù)信號失真，從而提供第一誤差信號；使第一基準信號與第一誤差信號相關以生成第一相關結果；以及根據(jù)第一校準調諧值在第一時間段期間改變q數(shù)據(jù)信號，其中，所述第一校準調諧值基于第一相關結果。
16.根據(jù)權利要求15所述的方法，還包括在第二時間間隔期間使用第二調幅干擾信號來使q數(shù)據(jù)信號失真，從而提供第二基準信號，并使i數(shù)據(jù)信號失真，從而提供第二誤差信號；在第二時間段期間使第二基準信號與第二誤差信號相關以生成第二相關結果；以及根據(jù)第二校準調諧值在第二時間段期間改變i數(shù)據(jù)路徑，其中，所述第二校準調諧值基于第二相關結果。
17.權利要求16的方法，還包括將第一和第二校準調諧值存儲在存儲器元件中；以及在第一和第二時間段之后的并且在其期間通過頻率通道來接收數(shù)據(jù)的第三時間段期間，通過根據(jù)分別對應于頻率通道的第一和第二校準調諧值使i數(shù)據(jù)和q數(shù)據(jù)信號失真來補償預期失真。
18.權利要求15的方法，其中，在接收機已被分配給客戶之后在接收機中執(zhí)行校準方法。
19.權利要求18的方法，其中，在在線模式期間執(zhí)行校準方法，在所述在線模式期間客戶在接收機上接收數(shù)據(jù)。
20.權利要求15的方法，其中，在接收機已被分配給客戶之前在制造設施中在接收機中執(zhí)行校準方法。
21.權利要求20的方法，其中，在離線模式期間執(zhí)行校準模式，在所述離線模式期間不通過天線來接收期望信號。
22.權利要求15的方法，其中，通過使用歸一化最小均方算法來執(zhí)行相關。
全文摘要
本發(fā)明涉及IP2校準方法和技術。本公開的某些實施例涉及用于在具有兩個互補數(shù)據(jù)路徑(例如，i數(shù)據(jù)路徑和q數(shù)據(jù)路徑)的接收機中執(zhí)行IP2校準的改進技術。在這些技術中，兩個數(shù)據(jù)路徑中的一個(例如，i數(shù)據(jù)路徑)用來生成用于另一數(shù)據(jù)路徑(例如，q數(shù)據(jù)路徑)的基準信號和/或反之亦然。然后，另一數(shù)據(jù)路徑使用基準信號來執(zhí)行校準。與先前的技術相比(其要求用于生成基準信號的單獨、專用電路)，本發(fā)明的技術減少了電路的數(shù)量且相應地降低了制造成本和功率消耗。這是因為本發(fā)明的技術在校準期間以互補的方式使用現(xiàn)有電路(例如，在校準期間，i數(shù)據(jù)路徑生成用于q數(shù)據(jù)路徑的基準信號，并且反之亦然)。
文檔編號H04B1/12GK102420622SQ20111029871
公開日2012年4月18日 申請日期2011年9月28日 優(yōu)先權日2010年9月28日
發(fā)明者弗勒利希 H., 杜弗雷尼 K. 申請人:英特爾移動通信技術有限公司