专利名称：补偿调制器的不平衡的方法和装置的制作方法
背景技术：
调制器可以用在发射机中，以通过射频(RF)信号调制可能包括数据和语音的输入信号。调制后的信号可以在空中传输。例如，调制器的类型可以包括正交调制器。正交调制器可以接收同相信号(I)和正交信号(Q)并通过RF信号调制I信号和Q信号。然而，与调制器的物理结构有关的各种因素，诸如例如本机振荡器的泄漏、I和Q信号的振幅和/或相位不平衡等等，可能会导致调制器产生失真的调制信号。因此，所传送的信号也可能是失真的。
因此，需要更好的方法来提供不失真的调制信号。
在说明书的结束部分特别指出和清楚地要求涉及本发明的主题。然而，当与附图一起阅读时，通过参考下述详细描述，可以更好地理解本发明，包括构造和操作方法，及其目的、特征和优点，其中图1是根据本发明的实施例的发射机的框图；图2是有助于理解本发明的一些实施例的校准网络的示意图；图3是根据本发明的实施例的方法的流程图；图4是根据本发明的实施例，生成一些校准参数的方法的流程图。
应该意识到为简化和清楚示例说明起见，图中所示的元件不一定按比例绘制。例如，为清楚起见，一些元件的尺寸可能相对于其他元件被放大。另外，在认为适合的情况下，在一些图中可以重复参考标记以表示相同或类似的元件。
具体实施例方式
在下述详细描述中，阐述了多个特定的细节以便提供本发明的全面理解。然而，本领域的普通技术人员将理解到没有这些特定的细节，也可以实施本发明。在其他实例中，不详细地描述公知的方法、过程、元件和电路以避免使本发明模糊。
下述详细描述中的一些部分，根据在计算机存储器内的对数据位或二进制数字信号的操作的算法和符号表示而给出。这些算法描述和表示可以是，由数据处理领域中的技术人员所使用的向该领域的技术人员传达他们工作的本质的技术。
除特别说明外，从下述论述可以看出，应意识到在整个说明书论述中，所使用的术语，诸如“处理”、“计算”、“算”、“确定”等等，是指计算机或者计算系统，或者类似的电子计算设备的动作和/或处理，其中计算机或者计算系统或者类似的设备将表示为计算系统的寄存器和/或存储器内的物理的——例如电子的——量的数据，操作和/或变换成类似地表示为计算系统的存储器、寄存器或其他这些信息存储、传送或显示设备内的物理量的其他数据。此外，术语“包络信号”可以表示I和Q信号的平方和以及I和Q信号的电功率之和。
应理解到本发明可以用在各种应用中。尽管本发明在这一方面没有限制，但在此公开的电路和技术可以用在许多装置中，诸如无线电系统的发射机。意图包括在本发明的范围内的发射机以只是举例的方式来说，包括无线局域网(LAN)发射机、双向无线电发射机、数字系统发射机、模拟系统发射机、蜂窝无线电话发射机等等。
意图包括在本发明的范围内的无线局域网(LAN)发射机的类型包括但不限于，用于发射扩频信号诸如，例如跳频扩频(FHSS)、直接序列扩频(DSSS)等等的发射机。
转到图1，图中示出了根据本发明的实施例的发射机100。发射机100可以包括同相/正交(IQ)发生器110、校准网络120、调制器130、检测器140、测量模块150、处理器160、存储器170、功率放大器180和天线190。尽管应理解到本发明的范围和应用绝不限于这些例子，但可以与本发明的实施例一起使用的调制器的类型可以包括正交调制器、直接转换调制器、频率转换调制器等等。
在本发明的实施例中，发射机100可以在例如无线LAN上传送信号。尽管本发明的范围不限于这一方面，但发射机100可以具有两种操作模式。在第一操作模式中，IQ发生器110可以基于输入信号101，生成I和Q信号。校准网络120可以修改I和Q信号以便产生补偿后的I′和Q′信号。校准网络120可以补偿调制器130的不平衡。尽管本发明的范围不限于这一方面，但调制器130的不平衡可以是由于本机振荡器(LO)的泄漏、I和Q信号的振幅和/或相位的不平衡等等引起的。调制器130可以随后利用I′和Q′信号调制RF信号。调制器130的输出，补偿后的调制信号，可以通过功率放大器180放大，然后如果需要的话，通过天线190传送。尽管本发明的范围不限于这一方面，但天线190可以是偶极天线、发射天线(shotantenna)、印刷天线等等。
尽管本发明的范围不限于这一方面，但在可以描述为发射机100的校准模式的发射机100的第二操作模式中，处理器160可以向IQ发生器110提供输入。如果需要的话，IQ发生器110可以根据这些输入，生成I和Q信号。在这一操作模式中，可以将I和Q信号用作校准信号。尽管本发明的范围不限于这一方面，但校准信号可以是包括当由调制器调制时，可以在调制信号中生成某些频谱参数的预定特性的信号。此外，如果需要的话，可以使用频谱参数来生成校准参数。校准参数可以补偿调制器130的不平衡。
尽管本发明的范围不限于这一方面，但可以将校准信号I和Q输入到校准网络120。校准网络120可以利用校准参数操作校准信号I和Q，以及可以输出补偿后的信号I′和Q′。可以将补偿信号I′和Q′输入到调制器130。下面将参考图2，给出校准网络120的例子的详细描述。
尽管本发明的范围不限于这一方面，但调制器130可以接收一对校准信号I′和Q′以及提供失真的调制信号s(t)。
尽管本发明的范围不限于这一方面，但通过方程式1可以提供失真调制信号s(t)的例子。
s(t)＝I(t)·cos(ω0t)-Q(t)·Asin(ω0t+φ)+Jcos(ω0t+φ1)方程1其中，在这一特定例子中I(t)是失真调制信号的同相分量；ω0是RF信号的频率；Q(t)是失真调制信号的正交分量；A是振幅失配；φ，φ1是相位误差；以及J是LO泄漏的振幅。
尽管本发明的范围不限于这一方面，但检测器140可以检测失真调制信号s(t)的包络以及如果需要的话，可以提供包络信号k(t)。检测器140可以是例如包络检测器诸如二极管、晶体管等等。另外，测量模块150可以接受失真的调制信号S(t)和包络信号k(t)。测量模块150可以测量包络信号k(t)的第一谐波处的频谱参数。尽管本发明的范围不限于这一方面，但该频谱参数可以是傅里叶序列的振幅值，如本领域的技术人员所公知的。此外，如果需要的话，测量模块150可以测量包络信号k(t)的第二谐波处的频谱参数。另外，k(t)的第二谐波处的频谱参数可以等效于信号s(t)的电功率。尽管本发明的范围不限于这一实例，但测量模块150可以是模数转换器、数字处理器、模拟计算机等等。
尽管本发明的范围不限于这一方面，但处理器160可以从测量模块150接收测量结果以及可以由此生成校准参数。尽管本发明的范围不限于这一方面，但处理器160可以是数字信号处理器(DSP)、精简指令系统计算机(RISC)处理器、微处理器、微控制器、定制的集成电路以便执行预定算法和/或方法等等。此外，处理器160可以使用方法和/或算法来生成校准参数。在下文中将参考图3和4提供这些算法的详细例子。另外，处理器610可以使用存储器170来接收和存储可以用在计算等等中的校准参数、系数。
尽管本发明的范围不限于这一方面，但可以与本发明一起使用的存储器，诸如例如存储器170可以是寄存器、触发器、闪速存储器、随机存取存储器(RAM)、动态RAM(DRAM)、静态RAM(SRAM)等等。此外，可以使用存储器170来向校准网络120提供校准参数。
转到图2，图中示出了校准网络120的示例性实施例。尽管本发明的范围不限于这一方面，但校准网络120可以包括同相(I)模块210和正交模块250。更具体地说，I模块210可以包括加法器215和校准参数DCI和ac。Q模块250可以包括加法器265和校准参数DCQ和as。例如，在本发明的一个实施例中，校准参数DCI和DCQ可以补偿由于调制器130的本机振荡器的泄漏所产生的和/或由DC偏移所产生的不平衡，校准参数as可以补偿调制器130处I信号和Q信号的振幅的不平衡，以及如果需要的话，校准参数ac可以补偿调制器130处I信号和Q信号的相位的不平衡。
在操作中，I模块210可以提供包括校准参数DCI和ac的信号122。加法器215可以将校准参数DCI和ac增加到I信号102和输出信号122上。信号122可以补偿调制器130处I分支(未示出)的不平衡。另外，Q模块250可以提供包括校准参数DCQ和as的信号124。加法器265可以将校准参数DCQ和as增加到Q信号104和输出信号124上。信号124可以补偿调制器130处Q分支(未示出)的不平衡。然而，在本发明的替换实施例中，如果需要的话，可以使用其他校准网络。例如，可以通过I模块执行as校准，以及可以通过Q模块执行ac校准。
转到图3，图中示出了用于补偿调制器130的不平衡的方法的流程图。尽管本发明的范围不限于这一方面，但该方法可以从初始化校准参数开始，例如ac＝0，as＝1，DCI＝0以及DCQ＝0(块300)。该方法可以随后向调制器130分别提供一对校准信号，例如I和Q信号102和104(块310)。例如，调制器130可以通过校准网络120接收下述三对信号，其中δ是直流(DC)常数。第一对可以是I＝δ+cos(ω1t)，Q＝δ+sin(ω1t)；第二对可以是I＝-δ+cos(ω1t)，Q＝δ+sin(ω1t)；以及第三对可以是I＝-δ+cos(ω1t)，Q＝-δ+sin(ω1t)。测量模块150可以将包络信号k(t)与cos(ω1t)关联以便获得系数y1、y2、y3，以及与sin(ω1t)关联以获得系数y4、y5、y6。尽管本发明的范围不限于这一方面，但y1、y2、y3、y4、y5、y6可以是例如上述参考图1所述的频谱参数。处理器可以在存储器170中存储系数y1至y6，以及可以使用系数y1至y6来产生第一组校准参数(块320)。尽管本发明的范围不限于这一方面，但第一组参数可以是DCI和DCQ，以及第二组校准参数可以是as和ac。处理器160可以使用下述方程式来产生DCI和DCQ。
DCI=DCIold+(y2-y3)(y4+y6)-(y5-y6)(y1+y3)(y5-y6)(y1-y2)-(y2-y3)(y4+y5)δ]]>DCQ=DCQold+(y1-y2)(y4+y6)-(y4-y5)(y1+y3)-(y5-y6)(y1-y2)+(y2-y3)(y4+y5)δ]]>
其中DCIold以及DCQold可以是先前计算或设定的值。测量模块150可以测量包络信号k(t)的第一谐波处的频谱参数(SP)的值(块330)。如果SP的值高于零，处理器160可以生成DCI和DCQ(块350)。在本发明的替换实施例中，当SP高于零时，也可以再生成DCI和DCQ。
尽管本发明的范围不限于这一方面，但该方法可以随后在包络信号k(t)的第二谐波处测量SP的值(块360)以及生成第二组校准参数，例如ac和as(块380)。本领域的技术人员应意识到在第二谐波处的SP的值可以与s(t)的电功率成比例。下面将参考图4，描述生成as和ac的方法的详细例子。
转到图4，该方法可以从为as和ac设置初始平均值，例如ac‾=0]]>和as‾=0]]>开始(块400)。用于DCI和DCQ的初始值可以由处理器160提供。该方法可以随后更新 更新 的算法可以从将失真值δ加到 上，发送具有基本上相同的信号(sinω1t)的I和Q信号以及测量s(t)的电功率、即P1开始(块410)。尽管本发明的范围不限于这一方面，但可以通过处理包络信号k(t)以及根据下述方程式p＝∫k(t)来计算P1，来测量电功率。例如可以通过处理器160或测量模块150，完成处理包络k(t)和计算P1值。然而，在本发明的替换实施例中，如果需要的话，可以通过不同处理器或通过不同硬件或软件模块，完成上述处理和计算。另外，在本发明的一些实施例中，可以根据方程式P1=(∫k(t)cos(2ω1t))2+(∫k(t)sin(2ω1t))2]]>来执行P1的计算。此外，这两个方程式中的积分均可以在ω1周期的常数倍上取。该方法可以随后分别发送相反的I和Q信号，例如sinω1t、-sinω1t、测量s(t)的电功率P2以及计算dP1＝P1-P2开始(块420)。如块430和440所示，块410和420的操作可以通过负失真值δ重复。另外，可以通过dP2＝P1-P2可以提供dP2。更新 的算法可以通过使用下述方程式a‾c=a‾cold-dP1+dP2dP1-dP2δ,]]>计算 来结束，其中 可以是先前计算的 的值。
尽管本发明的范围不限于这一方面，但在块460、470、480、490和500中示出了用于更新 的算法。用于更新 的算法可以从将失真值δ增加到 上，发送具有不同振幅的I和Q信号，例如sinω1t、0.125cosω1t，测量s(t)的电功率，即P1开始(块460)。该方法可以随后分别发送具有不同振幅的I和Q信号，例如0.125sinω1t、cosω1t，测量s(t)的电功率P2，以及计算dP1＝P1-P2(块470)。如块480和490所示，块460和470的操作可以通过负失真值δ来重复。另外，用于dP2的值可以通过dP2＝P1-P2来计算。更新 的算法可以通过使用下述方程式a‾s=a‾sold-dP3+dP4dP3-dP4δ+δ22]]>计算 来结束，其中 可以是在 的先前的值。尽管本发明的范围不限于这一方面，但如果需要的话，可以重复地更新 和 的值直到dP1和dP2基本上等于零为止。
尽管本发明的范围不限于这一方面，但可以在完成如上所述的校准处理后，向发射机100设置校准参数DCI、DCQ、ac和as。因此，发射机100可以传送未失真的调制信号。
尽管在此示例说明和描述了本发明的一些特征，但本领域的技术人员将想到许多改进、取代、改变和等效。因此，应理解到附加权利要求书意图覆盖落在本发明的真实精神中的所有这些改进和改变。
权利要求
1.一种装置，包括调制器，用于根据一对校准信号，生成失真的调制信号；检测器，用于检测所述失真的调制信号的包络；以及处理器，用于生成能补偿所述调制器的不平衡的校准参数。
2.如权利要求1所述的装置，进一步包括校准网络，能通过操作所述校准参数，补偿调制器的不平衡。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述校准信号对包括预定频率和预定振幅的一对正弦信号。
4.如权利要求1所述的装置，进一步包括测量模块，用于测量所述包络信号的第一和第二谐波处的频谱分量。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述调制器包括正交调制器。
6.如权利要求1所述的装置，进一步包括放大器，用于放大补偿后的调制信号。
7.一种方法，包括通过调制一对预定的正弦信号以及测量调制信号的所检测的包络信号的第一和第二谐波处的频谱参数，来向校准网络提供校准参数。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，提供校准参数包括生成导致基本上为零的第一谐波的频谱参数的测量值的第一组校准参数。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，提供校准参数包括当在所述校准网络的同相分支和正交分支中的一个上发送基本相同的校准信号时，生成导致所检测的包络信号的第二谐波的频谱参数的值基本上等于所发送的信号的电功率的第二组校准参数。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，第二组参数包括当在所述校准网络的所述同相分支和所述正交分支上发送基本上相同的校准信号时，以及当在所述同相分支和所述正交分支上发送相反的校准信号时，生成导致所检测的包络信号的第二谐波的频谱参数的值基本上等于所传送的信号的电功率的第二组参数。
11.一种装置，包括调制器，用于根据一对校准信号，生成失真的调制信号；处理器，用于生成能补偿所述调制器的不平衡的校准参数；以及偶极天线，用于发射由所述校准参数补偿的调制信号。
12.如权利要求11所述的装置，进一步包括检测器，用于检测失真的调制信号的包络；
13.如权利要求11所述的装置，进一步包括校准网络，能通过操作所述校准参数，补偿调制器的不平衡。
14.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述校准信号对包括具有预定频率和预定振幅的一对正弦信号。
15.如权利要求11所述的装置，进一步包括测量模块，用于测量所述包络信号的第一和第二谐波处的频谱分量。
16.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述调制器包括正交调制器。
17.如权利要求11所述的装置，进一步包括功率放大器，用于放大补偿后的调制信号。
18.一种物品，包括存储介质，在其上存储有指令，当执行所述指令时，导致通过调制一对预定的正弦信号以及测量调制信号的所检测的包络信号的第一和第二谐波处的频谱参数，来向校准网络提供校准参数。
19.如权利要求18所述的物品，其特征在于，当执行所述提供的指令时，进一步导致生成导致基本上为零的第一谐波的频谱参数的测量值的第一组校准参数。
20.如权利要求18所述的物品，其特征在于，当执行所述提供的指令时，进一步导致当在所述校准网络的同相分支和正交分支中的一个上发送基本相同的校准信号时，生成导致所检测的包络信号的第二谐波的频谱参数的值基本上等于所发送的信号的电功率的第二组校准参数。
21.如权利要求20所述的物品，其特征在于，当执行所述提供的指令时，进一步导致当在所述校准网络的所述同相分支和所述正交分支上发送基本上相同的校准信号时，以及当在所述同相分支和所述正交分支上发送相反的校准信号时，生成导致所检测的包络信号的第二谐波的频谱参数的值基本上等于所传送的信号的电功率的第二组参数。
全文摘要
简单地说，一种通过向校准网络提供校准参数，补偿调制器的不平衡的方法和装置。调制器可以接收一对预定的正弦同相和正交信号，以及输出失真的调制信号。处理器可以处理失真调制信号的所检测的包络信号的第一和第二谐波处的频谱参数，可以生成校准参数。
文档编号H03C3/40GK1698263SQ03802195
公开日2005年11月16日 申请日期2003年7月24日 优先权日2002年8月14日
发明者纳蒂·蒂努尔 申请人:英特尔公司