专利名称：一种直接变频发射机中载波泄漏消除的方法
技术领域：
本发明属于集成电路设计技术领域，具体涉及直接变频发射机中载波泄漏的消除方法。
背景技术：
在无线通信发射机中，直接变频发射机因其简单、性能高且成本低等因素成为设计的主流技术，但是这种架构存在的直流失调问题是其最大的缺陷之一。举例来说，在图 1所示的直接变频发射机中，包含两个数模转换器110与120，两个低通滤波器130和140， 两个上变频混频器150和160，一个本振发生器170，一个射频可变增益放大器180与天线 190。当同相和正交两路信号通过发射机的调制器变换到射频部分进行发射，因为工艺失配等因素的存在使得数模转换器1和2。低通滤波器3和4以及混频器5和6的差分信号之间存在着微小的直流失配八^和AVq，该失配经由调制器变换后变换到发射机载波频率使得在没有任何输入信号下发射机的输出频谱出现载波分量，该分量直接影响了发射机的最重要参数之一的误差向量幅度(Error Vector Magnitude，EVM)，同时也会影响到发射机的增益控制，载波泄漏将影响到发射机在较低输出功率下的功率控制，因此在发射机中必须对载波泄漏进行消除。现有技术中已有对此进行了补偿消除的方法，即通过施加反相的微小量将直流失调补偿回来以消除载波泄漏。其算法可以是遍历法，按照遍历法对同相和正交两路进行校准的方法，需要经过2的(N+1)次方才能完成一次校准；基于二分法(Binary karch)的算法效率更高，但是该方法校准时间随着补偿的所需的精度增加而增加，而且该方法需要对同相和正交两路分别施加，比如校准方法是N位的，则需要2N次校准才能完成一次校准， 这也需要消耗较多的时间；还有基于四次计算方法得到的一种补偿机制，通过四次测量值然后计算出最佳的补偿值即可满足系统要求，因此该算法不随校准精度要求而延长校准时间。
发明内容
本发明的目的在于提供一种算法效率高、校准时间少的直接变频发射机中载波泄漏的消除方法。本发明提供的直接变频发射机中载波泄漏的消除方法，是一种估算最优补偿值的方法。该方法只需采用两次计算并和检测相结合，即可判定最优补偿向量值。本方法的优点是第一，校准的次数不受校准精度的影响，即校准精度不会影响校准的时间；第二，只需要两次主要的计算量，因此既减少了运算次数，也进一步节约了运算的时间。本发明提供一种结合计算与检测的快速估计载波泄漏消除的最佳补偿直流向量的方法，以图2为示意图说明本发明方法的实施过程。首先数据处理模块240初步设定一个同相/正交的直流补偿向量值，校准数据产生模块210将该向量值转换成为与实际电路对应的直流偏移向量值，该值可以是电压值，也可以是电流值。校准数据产生模块210通过施加该电压(或者电流值)给待测模块220，待测模块220在该直流偏移向量下会产生相应的一个载波泄漏功率值，该泄漏的载波功率经过数据采集模块230检测，该模块将功率值转换成为一个电压值，并将该电压值转换为数字信号反馈给数据处理模块M0，数据处理模块MO由此得到了在特定同相/正交直流补偿向量下的载波泄漏信息。接着数据处理模块 240设定另一组同相/正交的补偿直流向量值，经过如前所述的一个反馈过程后得到了本次向量补偿值下的载波泄漏信息。由此得到了两种不同输入补偿直流向量下的输出载波泄漏情况，数据处理模块可以通过一个方程组计算出实际校准过程中所需要的最佳直流补偿向量值。另外，由于在解方程组过程中会产生多个向量解的情况，此时需要设定一个满足校准需求的检测阈值，将这些符合方程组的向量解由校准数据生成模块210生成相应的实际电压或者电流值送入到到待测模块220中，检测模块230同时检测这些向量解对应的载波泄漏功率并转换成实际的电压，数据处理模块240判断该电压是否达到校准要求设定的检测阈值，如果满足则将当前的向量解设定为最优补偿直流偏移向量，其它向量解舍弃，到此校准过程完毕。本发明中，如图1所示，补偿的位置不局限于发射机中的数模转换器110和120，也可以是调制器150和160或者基带滤波器130和140 ；可以是其中的一种，也可以是其中几种的组合。本发明中，实际关键补偿计算的过程为两次，但不包括由其它因判断、验证等需要所产生的计算次数。本发明中，可以应用于GSM、GPRS、EDGE，也可以应用于第三代移动通信的 TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000以及LTE、WiMax等基于直接变频架构的发射机系统。本发明中，实际计算各补偿向量对应的载波泄漏信息时，并不限于本发明中所提到的两个特定向量值，同时不限于实际过程中对关键计算式所需要进行的近似逼近等处理方法以及实施过程中的时序处理方法。
图1是直接变频发射机示意图。图2是载波泄漏校准实施的示意图。图3是基于本发明方法的一种具体算法示意图。图中标号110、120数模转换器，130、140低通滤波器，150、160上变频混频器， 170本振信号发生器，180射频可变增益放大器，190天线，210校准数据产生模块，
220待测模块，230数据采集模块，240数据计算模块。
具体实施例方式下面通过图2所示，以一个具体实例进一步详细描述本发明。假设直接变频发射中同相/正交支路的最佳补偿直流向量是(X0，Y0)，对于任意的同相/正交支路直流向量(X，Y)，输出载波泄漏的功率值Pleak可以表示为
方程式(1)这里考虑了在负载阻抗为50欧姆下的情况，功率值单位是cffim。整个校准算法的过程就是通过检测和计算的方法找到某个向量(X，Y)，使该向量在某个校准目标水平下非常接近最优直流补偿向量值(XO，YO )。在图2中数据采集模块230是包括了一个将功率值转换为电压的电路和模数转换器，电压经过模数转换之后成为数字信号并送给数据计算模块对0。数据采集模块230的转换特性满足关系式
权利要求
1.一种直接变频发射机中载波泄漏消除方法，其特征在于具体步骤为首先数据处理模块(240)初步设定一个同相/正交的直流补偿向量值，校准数据产生模块(210)将该向量值转换成为与实际电路对应的直流偏移向量值，该值是电压值或者是电流值；校准数据产生模块(210)通过施加该电压或者电流值给待测模块(220)，待测模块 (220)在该直流偏移向量下产生相应的一个载波泄漏功率值，该泄漏的载波功率经过数据采集模块(230)检测，将功率值转换成为一个电压值，并将该电压值转换为数字信号反馈给数据处理模块(240 ；数据处理模块(240)由此得到在特定同相/正交直流补偿向量下的载波泄漏信息；接着数据处理模块(240)设定另一组同相/正交的补偿直流向量值，经过如前所述的一个反馈过程后得到了本次向量补偿值下的载波泄漏信息；由此得到两种不同输入补偿直流向量下的输出载波泄漏情况，数据处理模块(240)通过一个方程组计算出实际校准过程中所需要的最佳直流补偿向量值；将这些符合方程组的向量解由校准数据生成模块(210)生成相应的实际电压或者电流值送入到到待测模块(220)中，检测模块(230)同时检测这些向量解对应的载波泄漏功率并转换成实际的电压，数据处理模块(240)判断该电压是否达到校准要求设定的检测阈值， 如果满足则将当前的向量解设定为最优补偿直流偏移向量，其它向量解舍弃，到此校准过程完毕。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于补偿的位置为直接变频发射机中的数模转换器、调制器、基带滤波器中的一种，或者是其中几种的组合。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于假设直接变频发射中同相/正交支路的最佳补偿直流向量是(xo，Y0)，对于任意的同相/正交支路直流向量(X，Y)，输出载波泄漏的功率值Pleak表示为
全文摘要
本发明属于集成电路设计技术领域，具体涉及直接变频发射机中载波泄漏的消除方法。该方法是一种估算最优补偿值的方法，包括一个数据收集分析反馈系统，该系统由数据采集模块、校准数据产生模块、待测模块以及数据计算模块等部分组成。在补偿过程中，本发明采用两点估算、联合检测的方法，能同时补偿同相和正交两路差分信号之间的直流偏移，使整个载波泄漏校准的周期相较于传统的遍历法大为缩小。该方法不仅可以大大缩短整个系统校准的时间，降低系统的复杂度，还可以有效的降低系统功耗，提高系统在校准模式下运行的效率。
文档编号H04L25/02GK102255837SQ20101060680
公开日2011年11月23日 申请日期2010年12月27日 优先权日2010年12月27日
发明者王丽芳, 谈熙, 闫娜, 闵昊, 韩科锋 申请人:复旦大学