专利名称：I－q正交调制发射机及其i－q路间相位偏置的监测装置和方法
技术领域：
本发明涉及I-Q正交调制发射机及其I-Q路间相位偏置的监测装置和方法，本方法适合所有由同相路和正交路构成的通信系统，如QPSK(四相相移键控)、DQPSK(差分四相相移键控)、M-PSK(多进制相移键控)、DM-PSK(差分多进制相移键控)、QAM(正交调制)等光通信系统以及其他通信系统。
背景技术：
光通信系统的容量在过去的几年中有了很快的增长，但实用化的调制技术依然是传统的非归零(NRZ)或归零(RZ)的二进制幅移键控(又叫“开-关”键控，on-off key，OOK)。最近，在光通信中应用了许多新的调制解调技术，如双二进制(duobinary)调制解调技术、载波抑制的归零码(CSRZ)调制解调技术、差分相移键控(DPSK)调制解调技术等。在DPSK调制中，信息由相邻两个码元的相位变化表示。在二进制DPSK中，相位变化是0或π。如果相位变化是0、π/2、π、3π/2，就叫做差分四相相移键控(DQPSK)。和传统的OOK相比，相移键控有如下优点3dB的光信噪比(OSNR)增益，抗非线性能力强。光DQPSK由于传输四进制码元，其频谱利用率翻番。同时，这又减轻了对电子器件的速度、色散管理和偏振模色散的要求。总之，光DQPSK可望在下一代光通信系统中占据重要地位。
根据文献“Optical Differential Quadrature Phase-Shift Key(oDQPSK)for High Capacity Optical Transmission”R.A.Griffin等，OFC 2002，典型的光DQPSK发射机包括分路器，将输入的光信号分成I和Q两路；I路调制器(1或-1)和Q路调制器(1或-1)，Q路上具有相位偏置器；合路器，将调制后的I路和Q路合成一路信号输出。为了保证I路和Q路的正交，上述相位偏置器的值必须是π/2，否则会产生额外的光信噪比(OSNR)代价。通常采用反馈控制来实现这一点，监测器监测相位偏置器的相位误差，并产生相位调节信号来调节相位，使相位锁定在π/2。目前常用的反馈控制技术是“抖动-测峰”技术。图1给出了该方案的典型设置。相位偏置器108的相位以一个固定的频率f作轻微的扰动，这称之为抖动。某种监测装置002输出相位误差监测信号。当相位在目标值π/2时，如005所示，误差信号达到最值(最大或最小)。控制逻辑004根据误差监测信号是否达到峰值来调节直流偏置003，从而调节相位偏置，使相位偏置器108在最佳点。这种方案有其固有的缺点1、相位的扰动必然导致额外的光信噪比代价。
2、测峰技术只能判定当前相位是否在目标值上，不能判断当前相位是大于还是小于目标值。
3、通常测峰得到的信号与相位误差成平方关系。这样在零误差点附近，测峰信号对真正的相位误差就很不敏感。这导致相位控制的精度比较低。
4、相位控制的速度受限于抖动的频率。
综上所述，目前迫切需要一种新的相位控制技术来克服上述缺点。
发明内容
鉴于现有技术的上述缺点，本发明提供了一种无抖动相位监测装置和方法，不仅提供相位误差的幅度，而且提供相位误差的符号。
根据本发明的一个方面，提供了一种I-Q正交调制发射机用I-Q路间相位监测装置，所述I-Q正交调制发射机包括I路、具有相位偏置器的Q路、以及取样器，所述装置安装在所述取样器和所述相位偏置器之间，用于监测所述相位偏置器的相位偏差，其特征在于，包括模平方器件，用于接收来自所述取样器的信号，并输出所述信号的模的平方；乘法器，用于对所述I路的数据、所述Q路的数据以及所述模平方器件的输出进行相乘；平均器，用于对所述乘法器的输出取平均。
根据本发明的又一方面，提供了一种I-Q正交调制发射机用I-Q路间相位偏置监测方法，所述I-Q正交调制发射机包括I路、具有相位偏置器的Q路、以及取样器，所述方法用于监测所述相位偏置器的相位偏差，其特征在于，所述方法包括模平方计算步骤，用于接收来自取样器的信号，并计算所接收的信号的模的平方；相乘步骤，用于对所述I路的数据、所述Q路的数据以及所述模平方计算步骤的输出进行相乘；平均步骤，用于对所述相乘步骤的输出取平均。
根据本发明的再一方面，提供了一种I-Q正交调制发射机，所述I-Q正交调制发射机包括I路、具有相位偏置器的Q路、取样器、以及安装在所述取样器和所述相位偏置器之间、用于监测所述相位偏置器的相位偏差的I-Q路间相位偏置监测装置，其特征在于，所述I-Q路间相位偏置监测装置包括模平方器件，用于接收来自所述取样器的信号，并输出所述信号的模的平方；乘法器，用于对所述I路的数据、所述Q路的数据以及所述模平方器件的输出进行相乘；平均器，用于对所述乘法器的输出取平均。
进一步，还包括根据所述监测的结果对所述相位偏置器进行控制的装置和步骤。
本发明有如下显著优点1)避免了相位抖动的使用，不再引入额外的光信噪比代价；2)不仅提供了相位误差的大小，而且提供相位误差的符号；3)相位误差控制精度有显著提高。相位监测器输出的相位误差信号与真实的相位误差成正比(即相位误差信号对相位误差的导数恒定)，这个特性保证了相位误差信号的灵敏度在相位误差趋于0时依然保持恒定；以及4)相位控制的速度不再受限于抖动速度，从而可以实现快速相位锁定。
应该注意，虽然上面介绍了本发明的数种优点和益处，但应当理解，并不要求具体的实现方式同时具有上述的所有优点，甚至可能某些具体实施方式
没有提供上文所介绍的任何一种优点，但却提供上面没有介绍的其它优点或益处。
结合附图，从下文的对优选实施方式的说明中，可以显而易见地看到本发明的以上和其他特征和优点。在附图中图1示出了DQPSK发射机的结构和传统的“抖动-测峰”方案；图2示出了本发明I-Q路间相位监测装置的详细结构和相应的DQPSK发射机结构；图3～图16示出了14种不同的乘法器结构，该乘法器是本发明I-Q路间相位监测装置的一部分；图17～19给出了本发明的相位控制方法；以及图20示出了本发明的I-Q路间相位监测方法的流程。
具体实施例方式
以下参照附图对本发明的具体实施方式
进行详细说明。
图2示出了含本发明的I-Q路间相位监测装置的DQPSK发射机结构。如图2所示，输入的未调制光信号101被分为I路102和Q路103。每路都有一个调制器106/107。调制器根据I/Q路的数据104/105对输入的信号进行0或π的相位调制。在Q路上还有一个相位偏置器108，其相位必须是π/2，否则就会引入额外的光信噪比(OSNR)代价。调制后的I/Q路信号合并后成为DQPSK信号109。某些发射机还加入脉冲成型器111来调整脉冲形状。为了保证相位偏置器始终在π/2处，本发明提供了相位监控装置113，它由相位监测器(由模平方器件114、乘法器116、平均器118组成，也称I-Q路间相位偏置监测器)和相位调整器120组成。取样器110从主信号中取出一部分信号送到相位监控装置113。取样器110可以由公开发售的产品(如JDS Uniphase公司的光1∶10耦合器)来实现。本发明的关键在于相位监控装置113，其余各部分都是公知的。
根据DQPSK的调制理论，调制后的信号109为DI+DQexp(jθ)
其中，DI和DQ是I和Q路的数据104和105，其值分别为1与-1(分别表示逻辑“1”和逻辑“0”)或-1与1。θ是相位偏置器108的相位，其理想值是π/2。假设相位偏置器108具有相位误差δ，即θ＝π/2+δ，则信号109是DI+jDQexp(jδ)模平方器件114用于接收来自取样器的信号，得到并输出其模的平方，即瞬时功率值。该模平方器件114比如由光通信系统中的光电检测器、光电二极管，电通信系统中的包络检波器，模拟电路中用分路器和乘法器实现的平方器、DSP的取模再平方的运算等实现。例如，可以由公开发售的光电检测器实现，如由Discovery Semiconductor公司的光电检测器实现。
模平方器件114计算光信号109的模的平方，其输出115为|DI+jDQexp(jδ)|2＝|DI|2+|DQ|2+2DIDQcos(π/2+δ)＝2-2DIDQsin(δ)乘法器116用于获得模平方器件114的输出115、I路数据104、Q路数据105的积，其具体实现方案后文叙述。乘法器输出117为-2DIDQsin(δ)DIDQ+2DIDQ＝-2sin(δ)+2DIDQ平均器118得到输入信号的平均值，由于DI和DQ在+1、-1间均匀分布，且DI、DQ相互独立，因而其输出(相位监测信号)119是-2sin(δ)。
平均器118例如可以采用低通滤波器，该低通滤波器滤除输入信号的高频成分，保留含有平均值信息的低频成分，从而实现平均器的功能。另选地，平均器118也可直接用数字信号处理器DSP进行平均值计算来实现。
由于当δ＜＜1时-sin(δ)≈-δ，所以当相位误差比较小的时候，平均器118的输出119可以近似为-2δ。
至此，相位监测装置的输出119正比于相位误差-2δ。它不仅给出了相位误差的大小，而且给出了相位误差的符号。由此，本发明的相位监控装置不需要相位抖动，自然也避免了相位抖动方案的种种缺点。此外，相位误差信号对相位误差的导数是常数，即便相位误差本身接近0，也是如此。这意味这相位监测的灵敏度不会随相位误差的减小而减小。
上文的讨论局限于光DQPSK发射机，事实上，本发明适用于任何的I-Q正交调制发射机。根据《现代通信原理》(曹志刚、钱亚生著，清华大学出版社1992年8月第一版)，一般的I-Q正交调制发射机的框图与图1类似，其中I和Q路的数据DI和DQ不再局限于1和-1，而是任意值，并且DI和DQ独立，0均值。本文所称一般的I-Q正交调制系统是指包括以下特征的系统未调制信号被分为I和Q两路；每路分别调制DI和DQ；Q路相位偏置π/2；对调制后的数据进行合并；并且DI和DQ独立，0均值。本发明使用于这种一般的I-Q正交调制系统。在这种一般的I-Q正交调制系统的条件下，信号115为|DI+jDQexp(jδ)|2＝|DI|2+|DQ|2+2DIDQcos(π/2+δ)信号117为|DI+jDQexp(jδ)|2DIDQ＝|DI|2DIDQ+|DQ|2DIDQ-2|DIDQ|2sin(δ)平均器118的输出119为E{|DI|2DIDQ+|DQ|2DIDQ-2|DIDQ|2sin(δ)}＝E{|DI|2DIDQ}+E{|DQ|2DIDQ}-2sin(δ)E{|DIDQ|2}由于DI和DQ独立，所以＝E{|DI|2DI}E{DQ}+E{|DQ|2DQ}E{DI}-2sin(δ)E{|DIDQ|2}由于DI和DQ为0均值，所以，可得E{|DI|2DI}E{DQ}+E{|DQ|2DQ}E{DI}-2sin(δ)E{|DIDQ|2}＝0+0-2sin(δ)E{|DIDQ|2}＝-2ksin(δ)其中k是一个大于零的比例常数，为信号DIDQ的平均功率。
至此，结果与光DQPSK的一致。所以，本发明可以用于一般的I、Q正交调制系统。
另外，尽管图中未示出，但本领域技术人员应该意识到，在取样器110与模平方器件114之间、模平方器件114与乘法器116之间、乘法器116与平均器118之间、平均器118与相位调节器120之间，甚至乘法器的另外两个输入路径上，都可设置适当的放大器/滤波器，放大器/滤波器的设置对本领域人员来说是显而易见的，因而本文不予赘述。
图3～图16给出了14种乘法器116的实现方案。如图3，4，5所示，本发明的三输入乘法器116可以包括两个串联的两输入乘法器201、202，两输入乘法器可以由公开发售的器件(如Spectrum Microwave公司的mixer、或DSP)实现。在图3中，I路数据104和Q路数据105输入第一两输入乘法器201，模平方器件114的输出115输入第二两输入乘法器202，该乘法器116的输出117为第二乘法器202的输出。图4中的乘法器与图3所示的乘法器的不同之处在于，Q路数据105和模平方器件114的输出115输入第一两输入乘法器201，而I路数据104输入第二两输入乘法器202。图5中的乘法器与图3所示的乘法器的不同之处在于，I路数据104和模平方器件114的输出115输入第一两输入乘法器201，而Q路数据105输入第二两输入乘法器202。
在I路数据和Q路分别为-1和+1，或分别为+1和-1时，可以使用图6所示的另一方案的乘法器116。如图6所示，该乘法器116由异或非门203和两输入乘法器204构成。异或非门203的输入为I路数据104和Q路数据105，乘法器204的输入为异或非门203的输出205和模平方器件114的输出115。异或非门的逻辑表为 按DI，DQ的表示方式，逻辑0对应数据-1，逻辑1对应数据1。根据上表，异或非门的输出205是DIDQ。乘法器的输出117为-2DIDQsin(δ)DIDQ+2DIDQ＝-2sin(δ)+2DIDQ这与针对图2所叙述的一致。
图7所示的方案与图3类似，但串接了电容210。电容210去除输入信号115中的直流分量，其输出211是-2DIDQsin(δ)乘法器116的输出117是-2DIDQsin(δ)×DIDQ＝-2sin(δ)平均器的输出119为-2sin(δ)图8所示方案与图6类似，但如图所示串接了电容210。电容210的作用与上文所述类似。
图9与图3类似，但电路中串接了的滤波器206、207、208和209。各信号104、105和115在输入所述各两输入乘法器前，先经过滤波器，同时在所述的两个两输入乘法器之间也设置了滤波器207。
图10与图3类似，但电路中串接了滤波器207和208。信号115在输入所述第二两输入乘法器前，先经过滤波器208，同时在所述的两个两输入乘法器之间也设置了滤波器207。
图11与图9类似，但在所述的两个两输入乘法器之间未设置滤波器207。
图12～图14与图9～图11类似，但分别串接了电容210。电容210的作用与上文所述类似。
图15与图6类似，但串接了滤波器207，208。
图16与图1 5类似，但串接了电容210。
很显然，本领域技术人员可以根据本发明的原理构造其他的可在本发明中应用的三输入乘法器116。例如，可以在图4和图5的基础上增加电容和/或滤波器来构建所述乘法器116。也就是说，无意将本发明限制在所公开的精确形式中。
另外，在图2中，取样器110也可在脉冲成型器111之后。
另外，在乘法器116之前，电路的任何地方都可加入串接电容和/或放大器等。
在相位监测器后，相位监测信号119被送入相位调节器120。当相位调节器120的输入信号大于0时，相位增加；小于0时，相位减少；等于0时，相位不变。这可以通过改变相位偏置器108的直流偏置来实现，如Sumitomo Osaka Cement公司的LiNbO3的DQPSK调制器所示。
图17～19给出了本发明的相位控制方法。
如图17所示，当相位偏置有一个负的相位误差时，即相位偏置是π/2+δ，且δ＜0时，相位监测信号119是-2δ＞0(步骤S1701，是)，相位调节器增加相位偏置(步骤S1703)，相位向目标值π/2移动。另一方面，当相位监测信号119不大于0时(步骤S1701，否)，则判断其是否小于0(步骤S1702)。当相位偏置有一个正的相位误差，即相位偏置是π/2+δ，且δ＞0时，相位监测器的输出119是-2δ＜0(步骤S1702，是)，相位调节器120减少相位偏置器108的相位(步骤S1704)，这样相位向目标值π/2移动。当相位误差为0时(步骤S1702，否)，相位监测信号为0，相位调节器不动作(S1705)，相位依然保持在目标值。
图18与图17类似，但0相位误差的条件被合并到负相位误差的条件，形成非正相位误差条件。图19与图17类似，但在图19中，0相位误差的条件被合并到正相位误差的条件，形成非负相位误差条件。如果监测信号为0时，相位调节的幅度是0，上述合并不影响相位控制。如果相位调节有一个固定的步长，则相位偏置会在最佳值附近振荡，但其幅度等于相位调节的步长。如果步长足够小，这种振荡是可以接受的。
很显然，当在平均器118和相位调节器120之间设置有反相器时，相位调节器120的调节方向与平均器118的输出的相位方向相反。因而，在本文中，适当方向指当平均器118的输出的相位为正(根据上下文，有时包括相位为0的情况)时，相位调节器120的适当调节方向，而将平均器118的输出的相位为负(根据上下文，有时包括相位为0的情况)时，相位调节器120的适当调节方向称为另一适当方向。
另外，本发明提供了一种I-Q路间相位偏置监测方法，可用于(但不限于)诸如差分四相相移键控系统、四相相移键控系统、多进制相移键控系统、差分多进制相移键控系统以及正交调制系统之类的I-Q正交调制发射机中，图20示出了这种方法的流程。
如图20所示，本发明的I-Q路间相位偏置监测方法包括接收采样的信号，进行模平方计算的步骤，在该步骤中，利用图2所示的模平方器件114对采样器所采样的信号进行模平方计算；相乘的步骤，对所述I-Q正交调制发射机的I路数据和Q路数据以及所述模平方计算步骤的输出进行相乘，这可以由图3-图16所示的各种乘法器执行，也就是说，该步骤可以分解为第一相乘步骤和第二相乘步骤(如图3-5、图7以及图9-图14所示)，或在I路数据和Q路数据分别为+1/-1和-1/+1时，该步骤还可以分解为异或非步骤以及异或非相乘步骤(如图6、图8以及图15-16所示)，进一步如这些图所示，该步骤还可以包括滤波的步骤、消除直流的步骤、以及放大的步骤等；平均的步骤，对所述相乘步骤的结果进行平均。
进一步所述方法还包括相位调节的步骤，根据图17-19以及上文所述的方法进行相位偏置器的相位调节。
根据本发明的实施例，本发明提供了一种I-Q正交调制发射机，所述I-Q正交调制发射机包括I路、具有相位偏置器的Q路、取样器、以及安装在所述取样器和所述相位偏置器之间、用于监测所述相位偏置器的相位偏差的I-Q路间相位偏置监测装置，其特征在于，所述I-Q路间相位偏置监测装置包括模平方器件，用于接收来自所述取样器的信号，并输出所述信号的模的平方；乘法器，用于对所述I路的数据、所述Q路的数据以及所述模平方器件的输出进行相乘；平均器，用于对所述乘法器的输出取平均。
所述乘法器例如可以由图3-图16中所示的乘法器实现。
其中所述I-Q正交调制发射机是差分四相相移键控系统发射机、四相相移键控系统发射机、多进制相移键控系统发射机、差分多进制相移键控系统发射机以及正交调制系统发射机中的一种。
进一步，根据本发明的实施例，本发明的目的还可以由可以使计算机或单片机等执行上述操作的计算机程序实现。例如，对于包括I路、具有相位偏置器的Q路、以及取样器的所述I-Q正交调制发射机，所述计算机程序可以使该发射机的计算机(CPU)或单片机执行以下操作模平方计算操作，用于接收来自取样器的信号，并计算所接收的信号的模的平方；相乘操作，用于对所述I路的数据、所述Q路的数据以及所述模平方计算操作的输出进行相乘；平均操作，用于对所述相乘操作的输出取平均。
也就是说，可以认识到，在各个实施例中，可以通过专门的电路或线路(例如，互连以执行专门功能的离散逻辑门)、通过由一个或更多个处理器执行的程序指令，或者通过两者的组合来执行该各个动作。因此，可以通过多种不同的形式来实施该各个方面，并且所有这些形式都被认为处于所描述内容的范围内。对于该各个方面中的每一个，任何这种形式的实施例在此都可以指“被构造用来执行所述动作的逻辑”，或者另选地，是指“执行或者能够执行所述动作的逻辑”。
同样，可以进一步使所述计算机和单片机实现滤波操作、消除直流操作、以及放大操作等。
进一步，根据本发明的实施例，本发明的目的还可以由计算机可读介质实现，所述介质存储上述的程序。计算机可读介质可以是能够包含、存储、传达、传播、或传送程序，以由指令执行系统、设备或装置使用的或与指令执行系统、设备或装置相结合的任何装置。该计算机可读介质例如可以是但不限于电子、磁、光、电磁、红外或半导体系统、设备、装置或者传播介质。该计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽列举)可以包括具有一根或更多根导线的电连接、便携式计算机磁盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。
本发明实施例的以上说明只用于例示和说明的目的。前述说明并不旨在将本发明穷尽在或限制在所公开的精确形式。很明显，对于本领域的技术人员来说，许多修改和变型是显而易见的。所选择并描述的实施例是为了最好地解释本发明的原理及其实际应用，从而使本领域其他技术人员理解本发明的各种实施例及其各种变型例，以适合于特定的预期使用。应该理解，本发明的范围由权利要求和它们的等同物限定。
权利要求
1.一种I-Q正交调制发射机用I-Q路间相位偏置监测装置，所述I-Q正交调制发射机包括I路、具有相位偏置器的Q路、以及取样器，所述装置安装在所述取样器和所述相位偏置器之间，用于监测所述相位偏置器的相位偏差，其特征在于，包括模平方器件，用于接收来自所述取样器的信号，并输出所述信号的模的平方；乘法器，用于对所述I路的数据、所述Q路的数据以及所述模平方器件的输出进行相乘；平均器，用于对所述乘法器的输出取平均。
2.根据权利要求1所述的I-Q路间相位偏置监测装置，还包括串联在所述乘法器和平均器之间、所述乘法器和所述模平方器件之间、所述平均器之后或所述模平方器件之前的一个或多个放大器和/或滤波器。
3.根据权利要求1所述的I-Q路间相位偏置监测装置，所述I-Q正交调制发射机还包括在所述取样器之前或之后的脉冲成型器。
4.根据权利要求1所述的I-Q路间相位偏置监测装置，其中所述I-Q正交调制发射机还包括相位调节器(120)，用于根据所述相位偏置监测装置的输出对所述相位偏置器的相位进行调节。
5.根据权利要求2所述的I-Q路间相位偏置监测装置，其中所述I-Q正交调制发射机还包括相位调节器(120)，用于根据所述相位监测装置的输出对所述相位偏置器的相位进行调节。
6.根据权利要求1所述的I-Q路间相位偏置监测装置，其中所述I-Q正交调制发射机是差分四相相移键控系统发射机、四相相移键控系统发射机、多进制相移键控系统发射机、差分多进制相移键控系统发射机以及正交调制系统发射机中的一种。
7.根据权利要求1至6任一项所述的I-Q路间相位偏置监测装置，其中所述乘法器为三输入乘法器，包括串联的两个两输入乘法器。
8.根据权利要求1至6任一项所述的I-Q路间相位偏置监测装置，其中所述I路数据和Q路数据分别为+1和-1或-1和+1，所述乘法器为三输入乘法器，包括串联的异或非门与两输入乘法器，所述I路数据和Q路数据输入到所述异或非门，所述异或非门的输出与所述模平方器件的输出输入到所述两输入乘法器。
9.根据权利要求7所述的I-Q路间相位偏置监测装置，其中所述两个两输入乘法器之间和/或各两输入乘法器之前串联有一个或多个滤波器。
10.根据权利要求8所述的I-Q路间相位偏置监测装置，其中所述两输入乘法器之前和/或之后串联有滤波器。
11.根据权利要求7所述的I-Q路间相位偏置监测装置，其中在所述模平方器件的输出输入到所述两输入乘法器的路径上串联有电容。
12.根据权利要求9所述的I-Q路间相位偏置监测装置，其中在所述模平方器件的输出输入到所述两输入乘法器的路径上串联有电容。
13.根据权利要求8所述的I-Q路间相位偏置监测装置，其中在所述模平方器件的输出输入所述两输入乘法器的路径上串联有电容。
14.根据权利要求10所述的I-Q路间相位偏置监测装置，其中在所述模平方器件的输出输入所述两输入乘法器的路径上串联有电容。
15.一种I-Q正交调制发射机用I-Q路间相位偏置监测方法，所述I-Q正交调制发射机包括I路、具有相位偏置器的Q路、以及取样器，所述方法用于监测所述相位偏置器的相位偏差，其特征在于，所述方法包括模平方计算步骤，用于接收来自取样器的信号，并计算所接收的信号的模的平方；乘法步骤，用于对所述I路的数据、所述Q路的数据以及所述模平方计算步骤的输出进行相乘；平均步骤，用于对所述相乘步骤的输出取平均。
16.根据权利要求15所述的I-Q路间相位偏置监测方法，还包括在所述乘法步骤和所述平均步骤之间、所述乘法步骤和所述模平方计算步骤之间、所述平均步骤之后或所述模平方计算步骤之前的一个或多个放大步骤和/或滤波步骤。
17.根据权利要求16所述的I-Q路间相位偏置监测方法，其中所述乘法步骤包括对所述I路的数据、所述Q路的数据以及所述模平方计算步骤的输出这三个输入中的任意两个进行相乘的第一相乘步骤；以及将所述第一相乘步骤的结果与所述三个输入中剩下的输入相乘的第二相乘步骤。
18.根据权利要求15所述的I-Q路间相位偏置监测方法，其中所述I路数据和Q路数据分别为+1和-1或-1和+1，所述乘法步骤包括对所述I路数据和Q路数据输入进行异或非的异或非步骤以及将所述异或非步骤的结果与所述模平方计算步骤的输出相乘的相乘步骤。
19.根据权利要求17所述的I-Q路间相位偏置监测方法，其中所述第一相乘步骤和所述第二相乘步骤之间和/或第一相乘步骤或第二相乘步骤之前还包括一个或多个滤波的步骤。
20.根据权利要求18所述的I-Q路间相位偏置监测方法，其中在所述相乘步骤之前和/或之后还包括滤波的步骤。
21.根据权利要求15-20任一项所述的I-Q路间相位偏置监测方法，其中在对所述模平方计算步骤的输出进行相乘之前，还包括对其进行消除直流的步骤。
22.根据权利要求15至20任一项所述的I-Q路间相位偏置监测方法，其中所述I-Q正交调制发射机还包括相位调节器(120)，用于根据所述平均步骤的输出对所述相位偏置器的相位进行调节。
23.根据权利要求22所述的I-Q路间相位偏置监测方法，其中所述相位调节器在所述平均步骤的输出为正时，进行适当方向调节，在所述平均步骤的输出为负时，进行另一适当方向调节，在所述平均步骤的输出为0时，不进行调节。
24.根据权利要求22所述的I-Q路间相位偏置监测方法，其中所述相位调节器在所述平均步骤的输出为正时，进行适当方向调节，在所述平均步骤的输出不为正时，进行另一适当方向调节。
25.根据权利要求22所述的I-Q路间相位偏置监测方法，其中所述相位调节器在所述平均步骤的输出为负时，进行另一适当方向调节，在所述平均步骤的输出不为负时，进行适当方向调节。
26.根据权利要求15至20任一项所述的I-Q路间相位偏置监测方法，其中所述I-Q正交调制发射机是差分四相相移键控系统发射机、四相相移键控系统发射机、多进制相移键控系统发射机、差分多进制相移键控系统发射机以及正交调制系统发射机中的一种。
27.根据权利要求21所述的I-Q路间相位偏置监测方法，其中所述I-Q正交调制发射机是差分四相相移键控系统发射机、四相相移键控系统发射机、多进制相移键控系统发射机、差分多进制相移键控系统发射机以及正交调制系统发射机中的一种。
28.根据权利要求22所述的I-Q路间相位偏置监测方法，其中所述I-Q正交调制发射机是差分四相相移键控系统发射机、四相相移键控系统发射机、多进制相移键控系统发射机、差分多进制相移键控系统发射机以及正交调制系统发射机中的一种。
29.一种I-Q正交调制发射机，所述I-Q正交调制发射机包括I路、具有相位偏置器的Q路、取样器、以及安装在所述取样器和所述相位偏置器之间、用于监测所述相位偏置器的相位偏差的I-Q路间相位偏置监测装置，其特征在于，所述I-Q路间相位偏置监测装置包括模平方器件，用于接收来自所述取样器的信号，并输出所述信号的模的平方；乘法器，用于对所述I路的数据、所述Q路的数据以及所述模平方器件的输出进行相乘；平均器，用于对所述乘法器的输出取平均。
30.根据权利要求29所述的I-Q正交调制发射机，还包括串联在所述乘法器和平均器之间、所述乘法器和所述模平方器件之间、所述平均器之后、所述模平方器件之前的一个或多个放大器和/或滤波器。
31.根据权利要求29所述的I-Q正交调制发射机，所述I-Q正交调制发射机还包括在所述取样器之前或之后的脉冲成型器。
32.根据权利要求29所述的I-Q正交调制发射机，其中还包括相位调节器(120)，用于根据所述I-Q路间相位偏置监测装置的输出对所述相位偏置器的相位进行调节。
33.根据权利要求29所述的I-Q正交调制发射机，其中所述I-Q正交调制发射机是差分四相相移键控系统发射机、四相相移键控系统发射机、多进制相移键控系统发射机、差分多进制相移键控系统发射机以及正交调制系统发射机中的一种。
34.根据权利要求29至33任一项所述的I-Q正交调制发射机，其中所述乘法器为三输入乘法器，包括两个串联的两输入乘法器。
35.根据权利要求29至33任一项所述的I-Q正交调制发射机，其中所述I路数据和Q路数据分别为+1和-1或-1和+1，所述乘法器为三输入乘法器，包括串联的异或非门与两输入乘法器，所述I路数据和Q路数据输入到所述异或非门，所述异或非门的输出与所述模平方器件的输出输入到所述两输入乘法器。
36.根据权利要求34所述的I-Q正交调制发射机，其中所述两个两输入乘法器之间和/或各两输入乘法器之前串联有一个或多个滤波器。
37.根据权利要求35所述的I-Q正交调制发射机，其中所述两输入乘法器之前和/或之后串联有滤波器。
38.根据权利要求34所述的I-Q正交调制发射机，其中在所述模平方器件的输出输入到所述两输入乘法器的路径上串联有电容。
39.根据权利要求35所述的I-Q正交调制发射机，其中在所述模平方器件的输出输入到所述两输入乘法器的路径上串联有电容。
40.根据权利要求37所述的I-Q正交调制发射机，其中在所述模平方器件的输出输入到所述两输入乘法器的路径上串联有电容。
41.根据权利要求36所述的I-Q正交调制发射机，其中在所述模平方器件的输出输入到所述两输入乘法器的路径上串联有电容。
全文摘要
I－Q正交调制发射机及其I－Q路间相位偏置的监测装置和方法。所述I－Q正交调制发射机包括I路、具有相位偏置器的Q路、以及取样器，所述I－Q正交调制发射机用I－Q路间相位监测装置安装在所述取样器和所述相位偏置器之间，用于监测所述相位偏置器的相位偏差，其特征在于，包括模平方器件，用于接收来自所述取样器的信号，并输出所述信号的模的平方；乘法器，用于对所述I路的数据、所述Q路的数据以及所述模平方器件的输出进行相乘；平均器，用于对所述乘法器的输出取平均。本发明还根据监测的结果对所述I－Q路间相位偏置进行控制。
文档编号H04B10/155GK101043269SQ20061006545
公开日2007年9月26日 申请日期2006年3月22日 优先权日2006年3月22日
发明者陶振宁, 延斯·C·拉斯穆森 申请人:富士通株式会社