具有增强dc补偿的接收器的制造方法

具有增强dc补偿的接收器的制造方法
【专利摘要】本公开涉及采用DC补偿系统的多个实例的接收器系统以在接收器路径中减少DC偏移。接收器具有被配置为接收RF输入信号并且根据多个接收器状态对RF输入信号操作的接收器前端以生成具有基于多个接收器状态的DC偏移的基带信号。DC偏移补偿电路实现DC偏移补偿部件的多个实例，所述DC偏移补偿部件分别生成对应于接收器状态的估算的DC偏移。控制器控制接收器前端的接收器状态并且操作DC偏移消除电路以选择性地将多个DC补偿部件中的一个应用到基于接收器状态的对应的基带信号。
【专利说明】具有增强DC补偿的接收器
【技术领域】
[0001]本发明涉及具有增强DC补偿的接收器。
【背景技术】
[0002]现今无线通信装置被广泛地用在许多产品中，诸如手机，电视，航空电子设备，医学成像设备等。许多无线通信装置利用直接转换接收器(即，零差接收器)来以电磁辐射的形式无线地发送数据。
[0003]图1示出典型的直接转换接收器(DCR) 100。DCR 100包括被配置为从天线端口(未示出)接收RF输入信号Skf的接收器前端(FE) 102。接收器前端102包括由本地振荡器(LO)信号Sm驱动的混合器/解调器104以将从RF信号Skf接收到的信号解调到具有同相
(I)和正交相位(Q)分量的基带信号SIQ。接收器前端102进一步包括被配置为放大基带信号Siq的一个或多个放大器106，108。接收器前端102的输出被提供到将基带信号Siq从模拟信号转换到数字信号的模拟到数字转换器110，提供所述数字信号到被配置为从信号恢复数据的信号处理器112。
【专利附图】

【附图说明】
[0004]图1示出典型的直接转换接收器。
[0005]图2示出公开的具有DC偏移补偿部件的多个实例的接收器系统的框图，所述DC偏移补偿部件被配置为在接收到的RF输入信号中减少DC偏移。
[0006]图3A-3B示出公开的具有低通滤波器的接收器系统的更详细的示例，所述低通滤波器被配置为DC补偿部件的多个实例提供，所述DC补偿部件被配置为在接收到的RF输入信号中减少DC偏移。
[0007]图4A-4B示出图示出用于具有多个陷波滤波器实例的接收器系统的DC设置暂态(transient)的图形。
[0008]图5示出公开的具有前馈拓扑和数字DC偏移取消的接收器系统的框图。
[0009]图6示出公开的具有反馈拓扑和数字DC偏移取消的接收器系统的框图。
[0010]图7示出公开的具有反馈拓扑和模拟DC偏移取消的接收器系统的框图。
[0011]图8示出公开的具有多个DC偏移取消硬件部件的接收器系统的框图。
[0012]图9A示出公开的具有混合前馈/反馈拓扑的接收器系统的框图。
[0013]图9B示出显示图9A的接收器系统的操作的时序图。
[0014]图10是示例性方法的流程图以有效地减轻在多个不同接收器状态中操作的接收器系统内的DC偏移。
【具体实施方式】
[0015]现在参照图来描述要求保护的主题，其中相同的附图标记从头到尾被用来指代相同的元件。在下面的描述中，为了解释的目的，提出许多具体的细节以便提供对要求保护的主题的透彻理解。然而可以显然的是，可以在没有这些具体细节的情况下实施要求保护的主题。
[0016]直接转换接收器遭受许多问题，包括在IQ信号中的DC偏移。如在图1中所示，在从接收器前端(FE) 102输出的基带信号Siq中的有效DC偏移是几种贡献DC1, DC2,和DC3的线性结合。例如，在混合器/解调器104的输出处的不需要的DC偏移DC1可以由振荡器(LO)信号Sw到天线输入中的泄漏，由非对称LO信号，并且由混合器/解调器104引起。此夕卜，每个放大器106，108可以将DC偏移DC2, DC3引入到IQ信号Siq中。
[0017]通常，DCR 100包括生成DC偏移补偿信号Sotp的DC陷波滤波器114 (即，AC耦合或者高通滤波器)，该DC偏移补偿信号Sotp被反馈到在求和节点116处的接收器路径以去除DC偏移。然而，当DCR 100的操作参数变化时，对DC偏移的贡献(例如，DC1, DC2, DC3)可以变化。例如，在放大器106和108的增益中的变化可以导致阶梯形状的DC偏移。此外，DC偏移可以取决于接收到的信号频率，LO信号Suj频率(例如，因为串扰衰减是频率选择性的)和其它可变操作参数。
[0018]在DC偏移中的这种变化使得难以为DC陷波滤波器114准确地设置截止频率。例如，如果截止频率被选择为具有太高的值，DC暂态快速稳定，但是有益信号的变形是大的，因为从有益信号的频谱中去除宽带。可替代地，如果截止频率被选择具有太低的值，存在有益信号的小的变形，因为从有益信号的频谱中去除小的频带，但是DC暂态缓慢稳定导致降级的输出信号。
[0019]因此，本公开涉及采用多个DC偏移补偿部件的实例的接收器以在接收器路径中减少DC偏移。接收器包括被配置为以多个接收器状态操作的接收器前端。接收器被配置为接收RF输入信号并且对接收到的具有有效(active)接收器状态的RF输入信号操作以生成具有DC偏移的基带信号，所述DC偏移是基于有效接收器状态。DC偏移补偿电路被包含在反馈或者前馈回路内并且被配置为实现多个DC偏移补偿部件的实例，所述DC偏移补偿部件分别生成对应于接收器状态的估算的DC偏移。具有存储器的控制器被配置为控制接收器前端的接收器状态并且操作DC偏移补偿电路以选择性地将多个DC补偿部件中的一个应用到基于接收器状态的基带信号。
[0020]图2示出公开的具有多个DC偏移补偿部件208a_208n的实例的接收器系统200的框图，所述DC偏移补偿部件被配置为减少在接收到的RF输入信号Skf中的DC偏移。
[0021]接收器系统200包括被配置为从天线端口(未示出)接收RF输入信号Skf的接收器前端202。接收器前端202包括被配置为基于本地振荡器(LO)信号Sw来解调RF输入信号Skf的解调器202b以生成具有同相(I)和正交相位(Q)分量的基带信号SIQ。接收器前端202进一步包括被配置为根据增益设置来放大接收到的RF输入信号的一个或多个放大器元件202a，202c，和/或202d。一个或多个放大器元件202a，202c，和/或202d可以包括例如低噪声放大器和/或可变增益放大器。
[0022]接收器前端202被配置为以分别具有特定增益设置的多个接收器状态来操作。接收器状态的增益设置可以取决于DCR 200的一个或者多个特性，诸如:接收到的RF输入信号Skf的频率，LO信号Sm的频率，温度，输入信号功率等。每个接收器状态在基带信号Siq中生成相关联的DC偏移。在一些情况下,相应的接收器状态可以对应于RF输入信号Skf的时间段(例如，在第一时间段接收器前端202以第一接收器状态操作，在第二时间段接收器前端202以第二接收器状态操作等)。
[0023]基带信号Siq被提供到包括多个DC偏移补偿部件208a_208n的实例的DC偏移补偿电路204。DC偏移补偿部件208a，208b，或208η的相应的实例被配置为减少与接收器状态相关联的DC偏移。在一些情况下，每个接收器状态可以被分配DC偏移补偿部件的单个实例，所述DC偏移补偿部件被配置为减少与接收器状态相关联的DC偏移。例如，DC偏移补偿部件208a的第一实例被配置为减少与第一接收器状态相关联的DC偏移，DC偏移补偿部件208b的第二实例被配置为减少与第二接收器状态相关联的DC偏移等。
[0024]在一些示例中，DC偏移补偿部件208a_208n的实例可以包括多个硬件(即物理)部件例如DC陷波滤波器，例如其分别生成与接收器状态相关联的DC偏移。在其它示例中，DC偏移补偿部件208a-208n可以包括为DC偏移补偿部件的多个虚拟实例提供以各种方式(例如，根据各种状态参数)操作的单一硬件部件(例如，低通滤波器)。在一些情况下，DC偏移补偿部件的实例的数目可以等于接收器状态的数目。可替代地，DC补偿部件的实例的数目可以小于接收器状态的数目，因为在接收器状态之间的DC偏移互相关联。
[0025]控制器214与接收器前端202和DC偏移补偿电路204通信。控制器214被配置为生成控制接收器前端202的接收器状态(例如，其设置接收器前端的放大器增益)的一个或多个控制信号。一个或多个控制信号也控制DC偏移补偿电路204的操作以选择性地启动DC偏移补偿部件208，所述DC偏移补偿部件基于接收器前端202的接收器状态被应用到基带信号SIQ。因此，当在接收器前端202中启动新的接收器状态时，控制器214启动DC偏移补偿部件208a，208b，…，或208η的相关联实例。通过基于接收器状态选择性地将DC偏移补偿部件208的实例应用到基带信号SIQ，DC偏移补偿电路204能够使用DC偏移补偿部件208，所述DC偏移补偿部件被具体地选择为准确地减少DC偏移而不管变化的接收器状态。
[0026]在一些情况下，DC偏移补偿电路204可以包括第一路由元件206和第二路由元件210。第一路由元件206被配置为基于接收器前端202的接收器状态选择性地将DC偏移补偿部件208应用到基带信号SIQ。第二路由元件210被配置为将具有减轻DC偏移的信号提供到信号处理器212。
[0027]将领会到公开的接收器系统(例如接收器系统200，300等)不被限制到任何类型的无线电接入技术，反而可以在任何无线电接入技术中被使用。例如，公开的接收器系统可以被配置为根据UMTS (通用移动通信系统)，LTE (长期演进)，CDMA (码分多址)，TDSCCDMA(时分同步码分多址)等来操作。
[0028]图3A-3B示出公开的接收器系统的更详细的示例，所述接收器系统具有为DC偏移补偿部件的多个实例提供的滤波元件，所述DC偏移补偿部件被配置为在接收到的RF输入信号中减少DC偏移。
[0029]图3A示出公开的接收器系统300的框图。接收器系统300包括被配置为接收RF输入信号Skf并且以多个接收器状态操作的接收器前端302以生成基带信号Siq，所述基带信号包含同相分量I (t)和正交相位分量Q(t)。 [0030]在一些情况下，接收器前端302包括被配置为从天线端口(未示出)接收RF输入信号Skf的第一放大器兀件304(例如,低噪声放大器)。第一放大器兀件304被配置为按第一增益放大RF输入信号并且将被放大的RF输入信号Skf提供到包括第一混合器307a和第二混合器307b的解调器306。第一混合器307a被配置为混合RF输入信号Skf和由本地振荡器309生成的本地振荡器信号以生成基带信号Siq的同相分量I (t)。第二混合器307b被配置为混合RF输入信号Skf和由本地振荡器309和相移元件308生成的具有90°相移的本地振荡器信号以生成基带信号Siq的正交相位分量Q(t)。同相分量I (t)和正交相位分量Q(t)被随后提供到一个或多个放大器元件310和312，所述放大器元件被配置为放大同相和正交相位分量。被放大的同相和正交相位分量可被提供到被配置为将模拟信号转换成数字信号的模数转换器(ADC) 314，所述数字信号被提供到DC偏移补偿电路316。
[0031]DC偏移补偿电路316包括与同相和正交相位路径并联连接的滤波元件318a，318b。滤波元件318a，318b被配置为将估算的DC偏移DCest提供到求和元件320a和320b，其从基带信号Siq中减去估算的DC偏移DCest。
[0032]因为单一接收器状态(例如，接收器前端302的增益设置的选择)在给定的时间是有效的，使用单一滤波元件318连同定义对应于每个接收器状态的滤波器状态的接收器状态变量足以为在同相和正交相位分量的信号路径中的DC偏移部件的多个虚拟实例作准备。例如，将不同滤波器状态的接收器状态变量应用到滤波元件318调整滤波元件318以为DC偏移补偿部件的多个虚拟实例作准备，所述DC偏移补偿部件减少了与不同接收器状态相关联的DC偏移。
[0033]直接转换接收器300可以进一步包括存储器322。在各种情况下，存储器322可以被配置为存储与滤波系数相关的数据(例如，其控制滤波元件318的带宽)，DC补偿相关的状态变量，和/或滤波器状态。在一些情况下，接收控制器324被配置为控制接收器前端302的接收器状态并且将接收器状态提供到存储器元件322。在接收到接收器状态时，存储器元件322被配置为将与有效的接收器状态相关联的滤波器状态的被存储的接收器状态变量应用到滤波元件318a和318b。被应用的滤波器状态的接收器状态变量以有效地减少在基带信号Siq中DC偏移的方式改变了滤波元件318a和318b的滤波响应。
[0034]在一些情况下，在存储器322中存储的数据可以被更新以使得能够学会改善在基带信号Siq中DC偏移的减少。例如，在一些情况下，存储器322可以以连续操作模式操作，其中可以为RF输入信号的每个IQ样本更新数据(例如，与滤波器系数相关，DC补偿相关的状态变量，和/或滤波器状态)。在其它实施例中，存储器322可以以采样和保持操作模式来被操作，其中数据可以被不时地更新(例如，在接收器状态变化的时候)。
[0035]图3B示出显示接收器系统操作的图形326，所述接收器系统被配置为以采样和保持操作模式来更新滤波器状态。在操作期间，在接收控制器324计划启动新的接收器状态的任何时候，操作滤波元件318以将当前的滤波器状态(例如，测量DC偏移)采样为一个或多个接收器状态变量，同时其它滤波器状态的接收器状态变量保持不变。在对应于当前接收器状态的地址处，一个或多个接收器状态变量被存储在存储器元件322中。接下来，从存储器元件322检索到对应于新的接收器状态的滤波器状态的一个或多个接收器状态变量并且将具有检索到的滤波器状态(即，一个或多个接收器状态变量)的滤波元件318初始化。通过更新滤波器状态，存储器元件322能够学会为每个单个的接收器状态改善在基带信号Siq中的估算的DC偏移值。
[0036]图4A-4B分别示出图示出根据公开的具有变化接收器状态的接收器系统的RF输入信号的DC设置暂态的图形400和414。[0037]图形400示出被提供到DC偏移补偿电路(例如，DC偏移补偿电路316)的基带信号的DC偏移。对与三个时间段402，404，和406相关联的信号示出DC偏移信号，所述时间段在时间框架408，410，或412中周期地循环通过。每个时间段与具有不同DC偏移值的不同接收器状态(例如，具有不同增益设置)相关联。例如，第一时间段402与具有第一 DC偏移的第一接收器状态相关联，第二时间段404与具有第二 DC偏移的第二接收器状态相关联，并且第三时间段406与具有第三DC偏移的第三接收器状态相关联。
[0038]在第一时间框架408中，在从O延伸到667 μ s的第一时间段402中，基带信号具有0.25V的恒定DC偏移。在第一时间框架408中，在从667延伸到1334 μ s的第二时间段404中，基带信号具有-0.5V的恒定DC偏移。在第一时间框架408中，在从1334延伸到2001 μ s的第三时间段406中，基带信号具有0.75V的恒定DC偏移。在随后的时间框架410和412期间，基带信号重复第一时间框架408的DC偏移。
[0039]图形414示出基带信号的DC设置暂态。如在图形414中所示，用于特定接收器状态的DC偏移部件的实例的DC设置暂态(例如，滤波器状态)被设置在保持上，同时另一接收器状态是有效的(即，在DC偏移部件的实例是无效的时候，与DC偏移部件的无效实例相关联的接收器状态变量被冻结)。如果接收器状态被再次启动，DC设置暂态继续，产生用于每个接收器状态的准确的DC偏移取消。
[0040]例如，在第一时间框架408期间，在第一时间段416，第二时间段418，和第三时间段420中的DC偏移部件从其初始值(分别地，0.25V，-0.5V，和0.75V)被减少到较小的第二值(分别地，约0.07V，-0.15V，和0.25V)。因为与接收器状态相关联的滤波元件被采样并且状态变量被存储在存储器中，DC偏移学识使对于时间段416，418，和420的DC偏移值的减少能够在第二时间框架410中从第二值继续到较小的第三值(分别地，约0.04V，-0.05V，和
01.0V)。相似地，与接收器状态相关联的滤波元件被采样并且状态变量被存储在存储器中，DC偏移学识使对于时间段416，418，和420的DC偏移值的进一步减少能够在第三时间框架412中从第三值继续到较小的第四值。
[0041]图5示出公开的包括前馈拓扑的接收器系统500的框图，所述前馈拓扑具有包括DC偏移补偿部件的多个实例的前馈路径/回路，所述DC偏移补偿部件被配置为实现数字DC偏移取消。将领会到尽管图5将基带信号Siq示作单一信号路径，基带信号Siq可以包括分别传递基带信号Siq的同相和正交相位分量的分开的信号路径。而且，分开的信号路径可以包括分开的ADC 504和低通滤波器508，其被配置为如下面描述的在分开的信号路径中操作。
[0042]接收器系统500包括具有一个或多个放大器元件和解调器的接收器前端502。具有同相和正交相位分量的基带信号Siq是接收器前端502的输出。基带信号Siq被提供到模数转换器504，所述模数转换器被配置为将基带信号Siq从模拟信号转换到数字信号，所述数字信号被提供到DC偏移补偿电路506。
[0043]DC偏移补偿电路506包括低通滤波器508和求和元件510。低通滤波器508被配置成为基带信号Siq的同相和正交相位分量生成包括DC偏移估算的估算的DC偏移DCest。在一些情况下，低通滤波器508可以包括具有滤波响应的数字滤波器，所述滤波响应具有由一个或多个接收器状态变量定义的滤波器状态。估算的DC偏移DCest被提供到位于低通滤波器508下游的求和元件510。求和元件510被配置为从基带信号Siq中减去估算的DC偏移DCest。通过利用求和元件510来生成从基带信号Siq中减去的估算的DC偏移DCest,低通滤波器508充当在接收器路径中去除DC偏移的DC陷波滤波器。此外，因为求和元件510在ADC 504的下游，所以估算的DC偏移DCest包括数字信号。
[0044]接收控制器516被配置为控制接收器前端502的接收器状态并且操作DC偏移补偿电路506来选择DC补偿部件的实例以应用到基带信号SIQ。在一些情况下，接收控制器516包括被配置为接收一个或多个参数的输入节点IN1，可以依据该参数选择接收器状态。例如，接收控制器516可以被配置为接收一个或多个参数，诸如由接收器系统500使用的RAT (无线电接入技术)，RSSI (接收信号强度指示器)，频率，温度等。基于一个或多个接收到的参数，接收控制器516被配置为将接收器状态(例如，包括放大器增益)提供到接收器前端 502。
[0045]在一些情况下，接收控制器516包括存储器514，其被配置为存储对应于在接收控制器516的输入节点IN1处接收到的一个或多个参数的DC偏移补偿相关的状态变量。DC偏移补偿相关的状态变量包括接收器前端502的增益设置并且可以选择被表征为包括一个或多个参数。当一个或多个参数变化时，存储的DC偏移补偿相关的状态变量可被用来改善接收器系统500的性能。例如，接收控制器516可以改变接收器状态以找到与一个或多个参数的组相关联的最小DC偏移。一旦接收器状态被确定，其可以被保存在存储器514中。当接收控制器516接收到该一个或多个参数的组时，其可以访问在存储器514中存储的数据并且检索为在基带信号中的相对低的DC偏移提供的DC偏移补偿相关的状态变量(例如，具有增益设置)。
[0046]在一些情况下，接收控制器516也可以控制低通滤波器508的带宽。在各种示例中，调整低通滤波器508的带宽可以通过在硬件和/或软件中改变滤波器系数来执行。例如，接收控制器516可以减少低通滤波器508的带宽以便减少信号变形。在一些情况下，接收控制器516被配置为在开始带宽和结束带宽之间扫描低通滤波器508的带宽以改善接收器500的性能。例如，对于每个接收器状态变化，接收控制器516可以起初增加低通滤波器508的带宽以使得在降低带宽之前能够快速稳定/响应，以便低通滤波器508去除包括DC偏移分量的有用信号的小的带宽(并且不是在Siq信号中的信息)。
[0047]在其它情况下，存储器514可以进一步被配置成为不同接收器状态存储与带宽相关的一个或多个滤波器系数。在这种情况下，接收控制器516可以改变低通滤波器508的带宽以找到与接收器状态相关联的最佳带宽。一旦带宽被确定，其可以被保存在存储器514中。当接收控制器516利用接收器状态操作时，其可以访问存储器514以调整对被存储值的带宽。
[0048]DC补偿状态表(DCST)512被配置成为多个接收器状态存储对应于低通滤波器508的滤波器状态的接收器状态变量。DCST 512被配置为从接收控制器516接收接收器状态并且基于接收器状态调整低通滤波器508的滤波器状态。在一些情况下，对应与接收器状态的滤波器状态的状态变量可以随着时间变化。例如，DCST 512可以起初被填入对应于估算DC偏移的估算的状态变量。估算的DC偏移可以由计算，仿真，原型校准测量，工厂校准测量，自校准测量，或者一些其它方法来确定。在一些情况下，由于在不同接收器状态之间的相互关联，对应于接收器状态的估算的状态变量可以基于从另一滤波器状态采样的DC偏移来确定。[0049]在操作开始之后，接收控制器516被配置为操作低通滤波器508以对低通滤波器508的滤波器状态采样(例如，测量DC偏移)，并且基于被采样的滤波器状态用由被采样的滤波器状态确定的状态变量来替代在DCST 512中的估算的状态变量。接收器系统500可以通过对低通滤波器508的状态采样，响应于被采样的滤波器状态改变状态变量，和将新的状态变量应用到低通滤波器的迭代过程来改善DC偏移取消。随着时间的过去，由被采样的滤波器状态来确定状态变量可以改善DC偏移的估算值，以便被估算的DC偏移DCest充分地说明了在基带信号Siq中的DC偏移。
[0050]在一些实施例中，不同的学习方法(例如，改变带宽，DC偏移补偿状态变量，滤波器状态)可以被结合以改善DC偏移减少。例如，在一些实施例中，对于还未具有被存储的DC偏移补偿状态变量的接收器状态，接收控制器516可以调整低通滤波器508的带宽，而对于具有被存储的DC偏移补偿状态变量的接收器状态，带宽可被保持为低的。
[0051]图6示出公开的包括反馈拓扑的接收器系统600的框图，所述反馈拓扑具有包括DC偏移补偿部件的多个实例的反馈路径/回路，所述DC偏移补偿部件被配置为实现数字DC偏移取消。
[0052]除了接收器系统600包括反馈拓扑以外，接收器系统600与接收器系统500相似，其中低通滤波器604被配置为在位于低通滤波器604上游并且ADC 504下游的求和元件606处插入估算的DC偏移DCest。具体地，ADC 504被配置为将数字基带信号提供到DC偏移补偿电路602。低通滤波器604在DC偏移补偿电路602内对数字信号滤波以生成估算的DC偏移DCest,其在求和元件606处被插入到数字基带信号Siq中。
[0053]通过在位于低通滤波器604上游的求和元件606处插入估算的DC偏移DCest,低通滤波器604操作以根据具有DC偏移减小的信号来估算DC偏移。因此，低通滤波器604可以包括被配置为基于在前面迭代的估算的DC偏移DCest和实际DC偏移之间的差值来递增地增加接收器状态的估算的DC偏移DCest的积分部件。
[0054]图7示出公开的包括反馈拓扑的接收器系统700的框图，所述反馈拓扑具有包括DC偏移补偿部件的多个实例的反馈路径/回路，所述DC偏移补偿部件被配置为实现模拟DC偏移取消。
[0055]除了低通滤波器706被配置为在位于低通滤波器706上游并且ADC 704上游的求和元件708处插入估算的DC偏移DCest以外，接收器系统700与接收器系统600相似。具体地，接收器前端502将模拟基带信号Siq提供到DC偏移补偿电路702。然后将模拟基带信号Siq进一步提供到输出数字信号的ADC 704。低通滤波器706在DC偏移补偿电路702内将数字信号滤波以生成估算的DC偏移DCest,其在求和元件708处被插入到模拟基带信号中。通过在位于ADC 704上游的求和元件708处插入估算的DC偏移DCest,估算的DC偏移DCest包括模拟信号。
[0056]图8示出公开的具有多个DC偏移取消硬件部件的接收器系统800的框图。
[0057]接收器系统800包括具有一个或多个放大器元件和解调器的接收器前端802。接收器前端802被配置为接收RF输入信号Skf并且从那里生成具有一个或多个DC偏移的基带信号SIQ。基带信号Siq被提供到模数转换器804，并且随后被提供到DC偏移补偿电路806。
[0058]DC偏移补偿电路806包括第一多路复用器808，其被配置为接收基带信号Siq并且基于从接收控制器814接收的控制信号选择性地将基带信号Siq提供到多个DC陷波滤波器810a-810n中的一个。第一多路复用器808根据接收器前端802的接收器状态选择性地将基带信号Siq提供到DC陷波滤波器810。陷波滤波器810被配置为从基带信号Siq去除DC偏移。然后将基带信号Siq提供到被配置为将基带信号Siq提供到输出节点的第二多路复用器 812。
[0059]图9A-9B示出公开的具有混合前馈和反馈拓扑的接收器系统。
[0060]图9A示出公开的具有混合前馈/反馈拓扑的接收器系统900的框图。混合拓扑具有测量节点930，在该节点处测量在基带信号中的DC偏移。然后DC偏移被提供到DC偏移取消系统，所述DC偏移取消系统提供具有模拟反馈路径和数字前馈路径的双点DC偏移取消。模拟反馈路径被配置为通过数模转换器(DAC)902将DC偏移的粗略模拟取消提供到位于测量节点930上游的第一求和节点932。数字前馈路径被配置为通过样本保持和AC耦合(SHAC)单元906将在数字域中DC偏移被补偿之后保留的DC偏移的精确数字取消提供到位于测量节点930下游的第二求和节点934。
[0061]根据硬件域920和固件域922操作的DC偏移取消系统。硬件域920和固件域922通过多个缓冲寄存器924，buf0-buf5互相分离。缓冲寄存器buf0-buf2和buf5包括阴影缓冲，分别具有一系列缓冲器，其中输入缓冲器被配置为从固件域接收数据并且输出缓冲器被配置为从输入缓冲器提供数据到硬件域。
[0062]硬件域包括SHAC单元906，其包括在基带信号中测量DC偏移的第一阶IR低通滤波器908。测量的DC偏移通过缓冲器buf5被提供到固件域922。模拟反馈路径和数字前馈路径被提供由在固件域922中的第一和第二控制回路确定的DC偏移值，其从buf5接收测量的DC偏移。
[0063]测量的DC偏移被提供到盲区和磁滞元件(hysteresis element)912。盲区和磁滞元件912将估算的DC偏移分离到两部分中，第一部分通过低通滤波器908执行数字取消并且第二部分通过DAC 902执行模拟取消。由盲区函数管理分离，其中超过预定盲区阈值的估算的DC偏移部件表示暂定的DAC共享。因为超过盲区阈值的估算的DC偏移分量代表暂定的DAC共享，如果在模拟补偿之后测量的DC偏移超过盲区阈值，启动模拟反馈补偿。这样，ADC 904上游的大的DC偏移被取消，以便DC偏移不会减少ADC 904的动态范围。
[0064]通过DAC 902取消DC偏移共享由在元件914处应用量化和前瞻饱和度产生。前瞻饱和度表意为实际的DAC共享是饱和的以便当向目前的DAC值积聚实际的DAC共享时将避免DAC的溢出。由低通滤波器取消的DC偏移共享变成DC测量的一部分，所述DC测量未被由DAC 902取消的DC偏移共享覆盖。在低通滤波器908和DAC 902之间的信号的交换是通过被配置为实现转换因子的放大器918来完成。
[0065]由低通滤波器908和DAC 902取消的DC偏移共享被分别提供到存储器表(例如，RAM表)，910和916，其被配置为依靠根据由SHAC单元906测量的DC偏移所确定的共享的DC偏移来存储滤波器状态。在一些实施例中，滤波器状态彼此相等。在其它实施例中，滤波器状态可能彼此不同。例如，在一些情况下，存储器表916存储对应于模拟信号的粗略滤波器状态，所述模拟信号被配置成提供在第一求和节点932处的DC偏移的粗略校正，同时存储器表910存储对应于数字信号的精确滤波器状态，所述数字信号被配置成提供在第二求和节点934处的DC偏移的精确校正。通过增益索引完成存储器表910和916的寻址。因此，一旦确定用于下一时隙的新的增益索引，从在对应于新的增益索引的存储器表910和916中的地址中检索取消值。
[0066]在一些情况下，硬件域920可以以连续操作模式操作，而固件922可以以采样和保持操作模式操作。在连续操作模式中，对于每个IQ样本，低通滤波器908被操作为测量DC偏移并且提供测量的DC偏移到在MUX2的输出处的求和节点。在采样和保持操作模式中，在每个接收器状态变化处更新在910和916中存储的变量。然而，在特定时间处将DC偏移提供到在MUX2的输出处的求和节点(例如，周期地，在每个子帧的开始或结束处，每第η个样本，其中η取决于移动标准和采样率等)。
[0067]在操作期间，SHAC单元906迭代地操作以通过应用在时隙中估算的数字DC偏移来减少DC偏移。在第一时隙期间，基带信号在未补偿的情况下通过SHAC单元906，因为还没有可用的预测估算。一旦DC偏移估算变得可用，误差信号稳定到相对恒定值(例如，因为DC偏移估算落入到“盲区”中)。
[0068]图9Β示出显示接收器系统900的操作的示例性计时图936，所述接收器系统被配置为实现两点DC偏移取消(DC0C)。具体地，计时图显示在时隙，时隙η内的寄存器访问计时和固件活动。
[0069]在时隙η内的第一时间A处，更新在输出缓冲器bufO和buf2中存储的增益状态η值。增益状态η值被应用到LNA 926和放大器928以定义具有与此相关联的DC偏移(例如，FE DC和ADC DC)的接收器状态。
[0070]在时隙η内的第二时间t2处，更新在输出缓冲器buf I中存储的模拟偏移值。因此，DAC 902的模拟输出此时被更新。
[0071]在时隙η内的第三时间&处，数字偏移值从RAM表910中被读出并且被写入到buf3。低通滤波器(预测器)908以连续操作模式开始操作，其中初始值由buf3提供。
[0072]在时隙η内的第四时间t4处，由低通滤波器(预测器)908生成的估算的DC偏移被读出到buf5并且停止低通滤波器(预测器)908的连续操作。连同第一 DC偏移补偿计算周期(DC0C (I))，与增益状态η相关联的DC偏移在RAM表910和916中被更新。
[0073]在时隙η内的第五时间t5处，为新的接收器状态计算增益状态n+1值。在计算周期的结尾，新的增益状态n+1被锁存到bufO和buf2的输入缓冲器中。
[0074]在时隙η内的第六时间、处，开始第二 DCOC计算周期(DCOC(II))。在DCOC(II)的结尾，Ppral和PdacRAM为新的增益状态n+1寻址并且因此提供用于buf I和buf3的输入值。值被锁存到输入缓冲器buf I和buf3中。
[0075]图10是示例性方法1000的流程图以有效地减轻在接收器系统内以多个不同的接收器状态操作的DC偏移。
[0076]虽然公开的方法1000在下面被示出和描述为一系列动作或事件，将领会到这样的动作或事件的示出顺序不以限制性意义被解释。例如，除了本文示出和/或描述的顺序，一些动作可以以不同的顺序发生和/或与其它动作或事件同时发生。此外，可以不需要所有示出的动作来实现本文描述的一个或多个方面。此外，本文描述的一个或多个动作可以在一个或多个单独的动作和/或阶段中被实施。
[0077]在1002处，提供具有接收器前端的接收器系统，所述接收器前端被连接到具有多个DC偏移补偿部件的DC偏移补偿装置。DC偏移补偿部件被配置成为接收器前端的不同接收器状态减轻DC偏移。[0078]在1004处，接收RF输入信号。RF输入信号被配置为根据多个接收器状态中的一个或多个来操作。在一些示例中，RF输入信号可以包括多个时间段，其中一个或多个时间段可以对应于不同的接收器状态。
[0079]在1006处，接收器前端被操作为根据接收器状态生成基带信号。在一些示例中，接收器前端被操作为根据RF输入信号的时间段的接收器状态来解调和放大RF输入信号。
[0080]在1008处，基带信号被提供到对应于接收器状态的DC偏移补偿部件。DC偏移补偿部件可以包括被配置为估算对应于接收器状态的DC偏移的滤波元件和被配置为从基带信号中减去估算的DC偏移的求和元件。
[0081]在一些示例中，将RF输入信号提供到DC偏移补偿信号可以根据行为1010-1016来实现。在1010处，将滤波元件的滤波器状态针对当前的接收器状态进行采样。在1012处，滤波器状态被存储在存储器元件中与当前接收器状态相关联的地址处。在1014处，在与新的接收器状态相关联的地址处从存储器元件中检索滤波器状态。在1016处，新的接收器状态被启动。
[0082]将领会到动作1006和1008可以被迭代地执行。当被迭代地执行时，可以调整滤波元件的带宽，接收器状态的增益设置，和/或滤波器状态以改善该方法的性能。
[0083]尽管本公开已经关于一个或多个实施方式被不出和描述,但本领域技术人员基于对本说明书和附图的阅读和理解将想到等同的改变和修改。此外，将领会到标识符诸如“第一”和“第二”不暗示相对于其它元件的任何类型的顺序或者放置；而“第一”和“第二”和其它相似标识符仅是通用标识符。此外，将领会到术语“耦合”包括直接和间接耦合。本公开包括所有这样的修改和改变并且仅被下面的权利要求的范围限制。具体地关于由上面描述的部件(例如，元件和/或资源)执行的各种功能，除非以其他方式指明，用来描述这种部件的术语旨在对应于执行被描述部件(例如，其是功能上等同的)的指定功能的任何部件，即使不在结构上等同于在本公开的此处示出的示例性实施方式中执行功能的公开的结构。此外，虽然本公开的具体特征可能已经关于几个实施方式中的仅一个被公开，当对于任何给定的或者特定应用可能需要和有利时，这种特征可以与其它实施方式的一个或多个其它特征相结合。此外，如在本申请和附加的权利要求中使用的冠词“一”和“一个”将被解释为表不“一个或多个”的意思。
[0084]此外，就在详细的描述或者权利要求中使用的术语“包括”，“有”，“带有”，“具有”或者其变型来说，这种术语以与术语“包括”类似的方式旨在是开放性的。
【权利要求】
1.一种接收器，包括: 接收器前端，其被配置为接收输入信号并且对具有多个接收器状态的输入信号操作以生成具有对应于多个接收器状态的一个或多个DC偏移的基带信号； DC偏移补偿电路，其被包含在反馈路径或者前馈路径内并且被配置为实现DC偏移补偿部件的多个实例，所述DC偏移补偿部件分别生成对应于所述多个接收器状态中的一个的估算DC偏移；和 控制器，其被配置为控制所述接收器前端的当前的接收器状态并且操作所述DC偏移补偿电路以选择性地将所述多个DC偏移补偿部件的实例中的一个应用到基于所述当前接收器状态的基带信号。
2.权利要求1的接收器， 其中所述多个DC偏移补偿部件的实例包括具有单一硬件部件的虚拟DC补偿部件，所述单一硬件部件被配置为根据一个或多个接收器状态变量生成多个估算的DC偏移；并且 其中相应的被估算的DC偏移对应于所述多个接收器状态中的一个。
3.权利要求1的接收器，其中所述DC偏移补偿电路包括: 滤波元件，其被配置成根据一个或多个接收器状态变量为所述多个DC偏移补偿部件的实例生成多个估算的DC偏移；和 求和元件，其被配置成从所述基带信号减去所述被估算的DC偏移。
4.权利要求3的接收器，进一步包括: 存储器元件，其被配置为存储`滤波器状态和与所述多个接收器状态相关联的DC补偿相关的状态变量。
5.权利要求4的接收器，其中所述滤波元件被进一步配置成为当前的接收器状态测量DC偏移并且用新的滤波器状态和由所测量的DC偏移确定的DC补偿相关的状态变量来替换目前的滤波器状态和DC补偿相关的状态变量。
6.权利要求5的接收器， 其中所述输入信号包括对应于不同接收器状态的多个时间段，并且 其中当接收器状态是有效的时候，滤波器状态和接收器状态的DC补偿相关的状态变量被更新并且当接收器状态是无效的时候，滤波器状态和接收器状态的DC补偿相关的状态变量保持不变。
7.权利要求3的接收器，进一步包括: 存储器元件，其被配置为存储与一个或多个参数相关联的接收器状态，所述一个或多个参数影响用于所述多个接收器状态的基带信号的一个或多个DC偏移， 其中所述控制器被配置为访问所述存储器元件并且基于所述一个或多个参数改变有效接收器状态的增益设置。
8.权利要求7的接收器，其中所述控制器被配置为调整所述滤波元件的带宽。
9.权利要求1的接收器，其中所述DC偏移消除电路，包括 反馈回路，其被配置为生成模拟反馈信号，所述模拟反馈信号提供对应于所述接收器状态的DC偏移的粗略的取消；和 前馈回路，其被配置为生成数字信号，所述数字信号提供对应于所述接收器状态的DC偏移的精确的取消。
10.一种接收器，包括: 接收器，其被配置为在多个接收器状态中操作，其中在接收到RF输入信号时，接收器对具有当前接收器状态的RF输入信号操作以生成具有对应于所述当前接收器状态的DC偏移的基带信号； 存储器元件，其被配置为存储多个滤波器状态和DC补偿相关的状态变量； 滤波元件，其被配置为实现对应于有效的接收器状态的被存储的滤波器状态以生成对应于所述有效的接收器状态的被估算的DC偏移并且基于所述有效的接收器状态的滤波状态的采样来更新所述存储器元件；和 控制器，其被配置为控制所述当前接收器状态并且操作DC偏移滤波元件以选择性地将所述多个DC偏移补偿部件的实例中的一个应用到基于所述当前接收器状态的所述基带信号。
11.权利要求10的接收器，其中所述滤波元件被进一步配置成为当前的接收器状态测量DC偏移并且用新的滤波器状态和由所测量的DC偏移确定的DC补偿相关的状态变量来替换目前的滤波器状态和DC补偿相关的状态变量。
12.权利要求11的接收器，其中所述控制器被配置为调整所述滤波元件的带宽。
13.权利要求12的接收器， 其中所述滤波元件被配置为在测量节点处测量所述DC偏移并且将被测量的DC偏移提供到反馈回路和前馈回路； 其中所述反馈回路被配置为生成模拟信号，所述模拟信号在所述测量节点上游的第一求和节点处提供粗略的DC偏移取消；并且 其中所述前馈回路被配置为生成数字信号，所述数字信号在位于所述测量节点下游的第二求和节点处提供精确的DC偏移取消。
14.权利要求13的接收器， 其中所述滤波元件被配置为以连续操作模式或者以采样和保持操作模式来操作； 其中在所述连续操作模式中，所述滤波元件被配置成为在所述基带信号中的每个IQ样本生成估算的DC偏移并且连续地将所生成的估算的DC偏移应用到所述基带信号； 其中在所述采样和保持操作模式中，所述滤波元件被配置成为每个IQ样本生成估算的DC偏移并且基于预先确定的事件应用生成的估算的DC偏移。
15.权利要求14的接收器，其中所述存储器包括: 第一存储器表，其被配置为存储粗略滤波器状态，所述粗略滤波器状态被应用到位于所述反馈回路内的数模转换器，所述反馈回路被配置为将所述粗略DC偏移取消提供到所述第一求和节点；和 第二存储器表，其被配置为存储精确滤波器状态，所述精确滤波器状态被应用到位于所述前馈回路内的低通滤波器，所述前馈回路被配置为将所述精确DC偏移取消提供到所述第二求和节点。
16.—种接收器,包括: 接收器，其被配置为以多个接收器状态操作，其中在接收到RF输入信号时，接收器对具有当前接收器状态的RF输入信号操作以生成具有对应于所述当前接收器状态的DC偏移的基带信号；滤波元件，其被包含在反馈路径或者前馈路径内并且被配置为实现DC偏移补偿部件的多个实例，所述DC偏移补偿部件分别生成估算的DC偏移；和 控制器，其被配置为控制所述当前的接收器状态并且操作所述DC偏移滤波元件。
17.权利要求16的接收器， 其中所述滤波元件被配置为以连续操作模式或者以采样和保持操作模式来操作； 其中在所述连续操作模式中，所述滤波元件被配置成为在所述基带信号中的每个IQ样本生成估算的DC偏移并且连续地将所生成的估算的DC偏移应用到所述基带信号；并且 其中在所述采样和保持操作模式中，所述滤波元件被配置成为每个IQ样本生成估算的DC偏移并且基于预先确定的事件应用生成的估算的DC偏移。
18.权利要求17的接收器，其中所述控制器被配置为调整所述滤波元件的带宽。
19.权利要求18的接收器，进一步包括: 存储器元件，其被配置为存储多个滤波器状态和DC补偿相关的状态变量； 其中所述滤波元件被配置成为当前的接收器状态测量DC偏移并且用新的滤波器状态和由所测量的DC偏移确定的DC补偿相关的状态变量来替换目前的滤波器状态和在所述存储器元件中存储的DC补偿相关的状态变量。
20.权利要求19的接收器， 其中所述滤波元件被配置为在测量节点处测量DC偏移，以在存储器中存储基于测量的DC偏移的一个或多个滤波器`状态，并且将所述一个或多个存储的滤波器状态中的至少一个提供到反馈回路和前馈回路； 其中所述反馈回路被配置为基于所述一个或多个存储的滤波器状态中的至少一个来生成模拟信号，其在所述测量节点上游的第一求和节点处提供粗略的DC偏移取消；并且 其中所述前馈回路被配置为基于所述一个或多个存储的滤波器状态中的至少一个来生成数字信号，其在位于所述测量节点下游的第二求和节点处提供精确的DC偏移取消。
【文档编号】H04L25/06GK103795663SQ201310527613
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2013年10月31日 优先权日:2012年10月31日
【发明者】P.內斯特, P.博德, T.特拉赫特, C.特雷宾格 申请人:英特尔移动通信有限责任公司