提供快速二阶输入拦截点校准的装置和方法与流程

对相关申请的交叉引用本申请要求2016年3月18日向美国专利商标局提交的被分配序列号62/310,187的美国临时专利申请、以及2016年5月17日向美国专利商标局提交的被分配序列号15/156,972的美国专利申请的优先权，其内容通过引用全文合并于此。本公开一般涉及用于提供二阶拦截点(secondorderinterceptpoint，iip2)校准的装置和方法，并且更具体涉及用于基于双音测试(twotonetesting)提供快速iip2校准的装置和方法。
背景技术：
：iip2校准是由于发送器和接收器之间的有限隔离而导致的对蜂窝频分双工(fdd)系统的迫切的需求。由于在iip2校准期间同相路径(i路径)和正交相路径(q路径)之间的强依赖性，频繁执行找到同时最小化i路径和q路径二阶互调(im2)音幅的最佳数模转换器(dac)码的穷尽搜索。穷尽搜索可能是耗时的。替代地，可以执行迭代搜索。然而，由于iq路径依赖性，迭代搜索方法在一些迭代内遭受收敛问题。对于具有多个频带和信道的装置，诸如长期演进(lte)fdd系统，用于确定最小化im2音幅的最佳dac码的搜索速度可能更慢。用于确定最小化im2音幅的最佳dac码的二分搜索方法需要至少2n次搜索以确定最佳dac码，其中n是一个校准码中的比特的数目。二阶非线性的效果生成由泄露的发送信号导致的带内干扰项，这劣化了接收器灵敏度。技术实现要素：根据一个实施例，一种装置，包括：第一低通滤波器(lpf)，包括被配置为接收二阶互调(im2)音调的实数部分的输入、以及输出；第二lpf，包括被配置为接收im2音调的虚数部分的输入、以及输出；第一模数转换器(adc)，包括连接至第一lpf的输出的第一输入、以及输出；第二adc，包括连接至第二lpf的输出的第一输入、以及输出；第一离散傅里叶变换(dft)单元，包括连接至第一adc的输出的输入、以及输出；第二dft单元，包括连接至第二adc的输出的输入、以及输出；im2音幅测量单元，包括连接至第一dft的输出的第一输入、连接至第二dft的输出的第二输入、以及输出；以及校准逻辑单元，包括连接至im2音幅测量单元的输出的输入、第一输出、以及第二输出，被配置为同时确定同相混频器(i混频器)数模转换器(dac)码和正交相混频器(q混频器)dac码。根据一个实施例，一种方法，包括：由第一低通滤波器(lpf)接收二阶互调(im2)音调的实数部分；由第二lpf接收im2音调的虚数部分；由第一模数转换器(adc)转换第一lpf的输出；由第二adc转换第二lpf的输出；由第一离散傅里叶变换(dft)单元变换第一adc的输出；由第二dft单元变换第二adc的输出；由im2音幅测量单元测量第二dft的输出；以及由校准逻辑单元从im2音幅测量单元的输出同时确定同相混频器(i混频器)数模转换器(dac)码和正交相混频器(q混频器)dac码。附图说明从下面结合附图进行的详细描述，本公开的某些实施例的上面和其他方面、特征和优点将更加明显，附图中：图1是根据本公开实施例的、基于捕获数据的离散傅里叶变换(dft)的实数部分的幅度的im2音幅、i混频器dac码和q混频器dac码的三维(3d)曲线图；图2是根据本公开实施例的、基于捕获数据的dft的虚数部分的幅度的im2音幅、i混频器dac码和q混频器dac码的3d曲线图；图3是根据本公开实施例的、用于同时确定最佳i混频器dac码和最佳q混频器dac码的曲线图；图4是根据本公开实施例的、四个捕获数据点的对可用于确定图3中的点p1-p4的图示；图5是根据本公开实施例的、用于确定图3中的点p1的x坐标的曲线图；图6是根据本公开实施例的、用于确定图3中的点p2的x坐标的曲线图；图7是根据本公开实施例的、用于确定图3中的点p3的y坐标的曲线图；图8是根据本公开实施例的、用于确定图3中的点p4的y坐标的曲线图；图9是根据本公开实施例的、用于使用对于图3中的点p1-p4确定的坐标同时确定最佳i混频器dac码和最佳q混频器dac码的曲线图；图10是根据本公开实施例的、用于同时确定最佳i混频器dac码和最佳q混频器dac码的方法的流程图；图11是根据本公开实施例的、用于基于双音测试提供快速iip2校准的装置的框图；图12是根据本公开实施例的用于生成双音的装置的框图；图13是根据本公开实施例的、用于生成双音的装置的框图；图14是根据本公开实施例的、i混频器dac码和失真im2音幅的曲线图；以及图15是根据本公开实施例的、i混频器dac码和理想v形im2音幅的曲线图。具体实施方式以下，参照附图详细描述本公开实施例。应注意，相同元件将由相同附图标记指代，虽然它们在不同图中示出。在下面的描述中，诸如详细配置和组件的特定细节仅被提供用于帮助对本公开实施例的整体理解。因此，本领域技术人员很显然的是，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改，而不背离本公开的范围和精神。此外，为了清楚和简要，省略公知功能和构造的描述。下面描述的术语是考虑本公开中的功能而定义的术语，并且可以根据用户、用户的意图或习惯而不同。因此，贯穿说明书应基于内容来确定术语的定义。本公开可以具有各种修改和各种实施例，其中在下文参照附图详细描述其实施例。然而，应理解，本公开不限于实施例，而包括在本公开的精神和范围内的所有修改、等同和替代。尽管可以使用包括诸如第一、第二等的序号的术语用于描述各种元件，但是结构元件不受术语限制。术语仅用于将一个元件与另一元件区分。例如，在不背离本公开的范围的情况下，可以将第一结构元件称为第二结构元件。类似地，也可以将第二结构元件称为第一结构元件。如这里使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关联的项目的任何和全部组合。这里使用的术语仅用于描述本公开的各种实施例，但是不意图限制本公开。单数形式意图包括复数形式，除非上下文清晰地另有所指。在本公开中，应理解，术语“包括”或“具有”指示特征、数目、步骤、操作、结构元件、部件或其组合的存在，并且不排除一个或多个其他特征、数目、步骤、操作、结构元件、部件或其组合的存在或添加的可能性。除非另有不同定义，否则这里使用的所有术语具有与本公开所属的领域的技术人员所理解的相同的含义。如在通用词典中定义的那些术语要被解释为具有与相关
技术领域：
中的上下文含义相同的含义，并且不被解释为具有理想化或过度正式的含义，除非在本公开中清晰地定义。iip2校准可需要联合优化，因为在iip2校准中在i路径和q路径之间存在强依赖性。典型地，穷尽搜索或迭代搜索用于确定最佳i路径dac码(或i混频器dac码)和最佳q路径dac码(或q混频器dac码)。然而，穷尽搜索方法或迭代搜索方法需要许多计算，这是耗时的。图1是根据本公开实施例的、基于捕获数据的dft的实数部分的幅度的im2音幅、i混频器dac码和q混频器dac码的3d绘图，其中z轴表示im2音幅，x轴表示i混频器dac码，并且y轴表示q混频器dac码。图2是根据本公开实施例的、基于用于生成图1的捕获数据的dft的虚数部分的幅度的im2音幅、i混频器dac码和q混频器dac码的3d绘图。根据图1和图2，在im2音幅和i、qdac码空间之间存在线性关系。本公开使用该线性关系来提供用于对于iip2校准同时优化联合iqdac码的快速搜索方法和装置，其需要少至四次的捕获数据(或数据捕获)迭代。基于一个或更多平面拟合技术，图1和图2所示的翼形表面接近3d平面。因此，在两个平面(或翼)的交叉点处的点(或波谷点)的集合对应于图1和图2中的翼的最小im2音幅，其中图1和图2中的每一个中的波谷点形成直线。通过确定由波谷点形成的两个线段的交叉点，可以同时确定最佳i混频器dac码和最佳q混频器dac码。图3是根据本公开实施例的、用于同时确定最佳i混频器dac码和最佳q混频器dac码的曲线图。参照图3，从点p1至点p2的线图示图1中的波谷点的集合，而从点p3至点p4的线图示图2中的波谷点的集合。交叉点p的x和y坐标分别提供最佳i混频器dac码和最佳q混频器dac码。在交叉点p，同时最小化i混频器和q混频器im2幅度。因此，最佳校准dac码是两个线段之间的交叉点p。在现有技术中，频繁使用的方法是基于对ip2(i2+q2)的二分搜索。本公开分别使用ip2(|i|),ip2(|q|)和iqdac码空间的线性性质。生成基于捕获数据的dft的实数部分的幅度的、表示im2音幅、i混频器dac码和q混频器dac码的3d绘图的波谷点的第一线。生成基于用于生成第一线的捕获数据的dft的虚数部分的幅度的、表示im2音幅、i混频器dac码和q混频器dac码的3d绘图的波谷点的第二线。因为仅需要两个点来生成线，所以需要少至四次数据捕获来确定第一线和第二线。第一线和第二线的交叉点的x和y坐标分别被确定为最佳i混频器dac码和最佳q混频器dac码。由本公开确定的最佳i混频器dac码和q混频器dac码提供可与穷尽搜索方法相当的精度，而搜索时间与穷尽搜索方法相比大大减小。下表1描述了如何确定用于确定第一线和第二线的四个点p1、p2、p3和p4(例如，来自图3)的示例，其中第一线和第二线的交叉提供了i混频器dac码和q混频器dac码的最佳位置。虽然下面的表1使用固定坐标0和63，但是本公开不限于此，并且可以使用其他固定坐标而不背离本公开的范围。表1p1的x坐标当q混频器dac固定在63时的i-dac码的最佳位置p2的x坐标当q混频器dac固定在0时的i-dac码的最佳位置p3的y坐标当i混频器dac固定在0时的q-dac码的最佳位置p4的y坐标当i混频器dac固定在63时的q-dac码的最佳位置基于线性关系，可以使用仅仅两次数据捕获确定任何坐标pi,1≤i≤4，其中一次数据捕获可以与多于一次的其他数据捕获配对以确定多于一个坐标。图4是根据本公开实施例的、四个捕获数据点的对可用于确定图3中的点p1-p4的图示。参照图4，基于四次数据捕获确定四个坐标(例如，p1的x坐标、p2的x坐标、p3的y坐标以及p4的y坐标)。本iip2校准装置和方法在四个[i,q]dac码设置下执行四次数据捕获，例如，在401的数据捕获1[i_dac＝0,q_dac＝0]，在403的数据捕获2[i_dac＝0,q_dac＝63]，在405的数据捕获3[i_dac＝63,q_dac＝0]和在407的数据捕获4[i_dac＝63,q_dac＝63]。本装置和方法还分别对数据捕获的实数部分和虚数部分在im2音调位置执行dft计算。本装置和方法还如下确定四个坐标。在409，本装置基于数据捕获2的实数部分和数据捕获4的实数部分的dft的幅度，确定p1的x坐标。在411，本装置基于数据捕获1的实数部分和数据捕获3的实数部分的dft的幅度，确定p2的x坐标。在413，本装置基于数据捕获1的虚数部分和数据捕获2的虚数部分的dft的幅度，确定p3的y坐标。在415，本装置基于数据捕获3的虚数部分和数据捕获4的虚数部分的dft的幅度，确定p4的y坐标。在确定p1、p2、p3和p4之后，本装置和方法还可以确定由p1、p2、p3和p4形成的两条线(例如从p1至p2形成的第一线和从p3至p4形成的第二线)的交叉点p的坐标。图5是根据本公开实施例的用于确定图3中的点p1的x坐标的曲线图。参照图5，本装置和方法确定线ab和线de的长度。然后，本装置和方法基于两个三角形(δs)(即δabc～δdec)之间的相似性确定点c的位置，其中等式(1)可用于确定从点b至点c的线的长度，如下：因此，对于a＝3.224x107,b＝0,d＝16.77x107,以及e＝63,因为b为0，所以该结果表示c的x坐标。确定线ab的长度需要基于dac_i＝0和dac_q＝63的数据捕获。确定线de的长度需要基于dac_i＝63和dac_q＝63的数据捕获。以类似方式，可以确定分别在图6至图8中示出为波谷点的p2的x坐标、p3的y坐标和p4的y坐标。图6是根据本公开实施例的用于确定图3中的点p2的x坐标的曲线图。对于a＝15.51x107,b＝0,d＝3.491x107,以及e＝63,因为b为0，所以该结果表示c的x坐标。图7是根据本公开实施例的用于确定图3中的点p3的y坐标的曲线图。对于a＝5.143x107,b＝0,d＝14.71x107,以及e＝63,因为b为0，所以该结果表示c的x坐标。图8是根据本公开实施例的用于确定图3中的点p4的y坐标的曲线图。对于a＝17.78x107,b＝0,d＝2.156x107,以及e＝63,因为b为0，所以该结果表示c的x坐标。图9是根据本公开实施例的、用于使用图3中对点p1-p4确定的坐标同时确定最佳i混频器dac码和最佳q混频器dac码的曲线图。参照图9，本装置和方法使用p1(例如，10.69,63)、p2(例如51.42,0),p3(例如0,16.32)以及p4(例如(63,56.18)来确定从p1至p2的第一线和从p3至p4的第二线。第一线与第二线的交叉点(即，点p)的坐标分别是最佳i混频器dac码和最佳q混频器dac码。对于图9中的值，p的坐标可以被四舍五入为(29，35)。图10是根据本公开实施例的、同时确定最佳i混频器dac码和最佳q混频器dac码的方法的流程图。参照图10，在1001，本公开的装置和方法在四个[i,q]dac码设置下捕获四个数据点(捕获数据1、捕获数据2、捕获数据3和捕获数据4)。在1003，本公开的装置和方法对捕获数据的实数部分和虚数部分在im2音调位置计算dft。在1005，本公开的装置和方法基于捕获数据2和4的dft实数部分的幅度计算点p1的x坐标。在1007，本公开的装置和方法基于捕获数据1和3的dft实数部分的幅度，计算点p2的x坐标。在1009，本公开的装置和方法基于捕获数据1和2的dft虚数部分的幅度，计算点p3的x坐标。在1011，本公开的装置和方法基于捕获数据3和4的dft虚数部分的幅度，计算点p4的x坐标。在1013，本公开的装置和方法形成从p1至p2的第一线，形成从p3至p4的第二线，并且将在第一线和第二线的交叉点处的点p的x坐标确定为最佳i混频器dac码设置，并将p的y坐标确定为最佳q混频器dac码设置。图11是根据本公开实施例的、用于基于双音测试提供快速iip2校准的装置1100的框图。为了灵活性可以以软件实现使用dft的im2音幅测量，即，可以灵活选择双音间隔。参照图11，装置1100包括射频(rf)低噪声放大器(lna)1101、i混频器1103、q混频器1105、第一低通滤波器(lpf)1107、第二lpf1109、第一模数转换器(adc)1111、第二adc1113、第一dft1115、第二dft1117、im2音幅测量单元1119、以及校准逻辑单元1121。rflna1101包括：用于接收分别在频率f1和f2处的两个音调以用于iip2校准的输入，其中在外部或内部生成两个音调；以及输出。i混频器1103包括：连接至rflna1101的输出的第一输入；用于从校准逻辑单元1121接收i混频器dac码设置的第二输入；以及输出。本装置和方法可以生成具有频率(f2-f1)/2的基带音调。在i混频之后，在通带中两个音调的频率间隔变为f2-f1。无论在内部还是外部生成两个音调都不影响校准。q混频器1105包括：连接至rflna1101的输出的第一输入；用于从校准逻辑单元1121接收q混频器dac码设置的第二输入；以及输出。第一lpf1107包括：连接至i混频器1103的输出的输入；以及输出。第二lpf1109包括：连接至q混频器1105的输出的输入；以及输出。本装置和方法发送分别具有ftx+f1和ftx+f2的频率的两个音调，其中ftx是发送频带的中心频率，并且音调间隔|f2-f1|＜fc，其中fc是接收器lpf1107和1109的截止频率。i混频器1103和q混频器1105以frx工作，其中frx是接收器频带的中心频率，并且foffset＝frx-ftx是双工间隔，其通常比fc大得多。第一adc1111包括：连接至第一lpf1107的输出的输入；以及输出。第二adc1113包括：连接至第二lpf1109的输出的输入；以及输出。第一dft1115包括：连接至第一adc1111的输出的输入；以及输出。第二dft1117包括：连接至第二adc1113的输出的输入；以及输出。在i混频器1103和q混频器1105之后，im2音调落入模拟基带(abb)之内，并且被adc111和1113捕获，而两个测试音调ftx+f1和ftx+f2被abblpf1107和1109滤出。当数据捕获完成时，本装置和方法对im2音调执行dft。im2音幅测量单元1119包括：连接至第一dft1115的输出的第一输入；连接至第二dft1117的输出的第二输入；以及输出。im2音幅测量单元1119测量捕获数据的幅度。校准逻辑单元1121包括：连接至im2音幅测量单元1119的输出的输入；连接至i混频器1103的第二输入的第一输出；以及连接至q混频器1105的第二输入的第二输出。校准逻辑单元1121对于至少点p1、p2、p3和p4接收捕获数据的im2音幅测量结果，将p1的y坐标和p4的x坐标设置为第一值，将p2的y坐标和p3的x坐标设置为第二值，确定p1和p2的x坐标，确定p3和p4的y坐标，确定从p1至p2的第一线，确定从p3至p4的第二线，确定第一线和第二线的交叉点处的点p的x和y坐标，将i混频器1103的校准dac码调节至p的x坐标，将q混频器1105的校准dac码调节至p的y坐标，并且，如果需要则进行后续的数据捕获。根据本公开实施例，基于图1和图2中的im2音幅和i、qdac码空间的3d曲线图的线性，本装置和方法提供快速iip2校准，其需要少至四次数据捕获(例如，四次迭代，每个迭代一次数据捕获)来确定最佳i、qdac码。在i混频器dac码和q混频器dac码之间存在强依赖性，即，当最佳q混频器dac码变化时，最佳i混频器dac码变化，反之亦然。在校准码(m,n)处的im2音调的实数部分和虚数部分dft的幅度可以分别表示为aadc,i(m,n)和aadc,q(m,n)，其中m和n分别是i混频器dac码和q混频器dac码索引。本装置和方法确定最佳i混频器和q混频器校准dac码对(mopt,nopt)，使得i路径和q路径的im2音调的总能量如下等式(2)被最小化为：(mopt,nopt)＝argminm,n(|aadc,i(m,n)|2+|aadc,q(m,n)|2).(2)因此，本基于双音调的iip2校准装置和方法提供了快速和准确的搜索方法(最小四次数据捕获)。为了提高速度和精度，观察im2在iqdac码空间上的性质。为了观察im2音调水平和iq混频器dac码之间的关系，可以执行在实际平台中对于lte频带1的所有可能dac码组合的im2音调水平的全扫描。根据本公开实施例，本iip2校准装置和方法在内部或外部生成用于iip2校准的两个音调。图12是根据本公开实施例的用于生成两个音调的装置1200的框图。装置1200使用外部企业会话发起协议(sip)网关(esg)在图11的装置1100外部生成两个音调。参照图12，装置1200包括第一外部esg(esg1)1201、第二esg(esg2)1203、以及组合器1205。第一esg(esg1)1201包括输出。第二esg(esg2)1203包括输出。组合器1205包括：连接至第一esg11201的输出的第一输入；连接至第二esg21203的输出的第二输入；以及输出。组合器1205组合分别由第一esg11201和第二esg21203生成的两个音调，并将组合的音调发送至图11的rflna1101的输入。图13是根据本公开实施例的用于生成两个音调的装置1300的框图。装置1300经由辅助发送器或通过重用现有发送器，在图11的装置1100的内部生成两个音调。如果装置1300通过使用内部发送器在内部生成两个音调，则装置1300可以在将正弦信号注入至发送器dac的同时，通过关断图11的i混频器1103或q混频器1105生成两个音调。参照图13，装置1300包括dac1301、电流至电压(i2v)转换单元1303、lpf1305、以及电压至电流(v2i)转换单元1307。dac1301包括：用于接收正弦信号的输入；以及输出。i2v单元1303包括：连接至dac1301的输出的输入；以及输出。lpf1305包括：连接至i2v单元1303的输出的输入；以及输出。v2i单元1307包括：连接至lpf1305的输出的输入；以及连接至图11的rflna1101的输入的输出。图14是根据本公开实施例的i混频器dac码和失真im2音幅的曲线图。参照图14，dac码和im2音幅的失真“v”形指示：图11的rflna1101的rf增益可能设置得过高，以致图11的adc1111和1113的输入被限制或被剪裁至使im2音调失真的某个水平。根据本公开实施例，可能需要多于两次数据捕获，以确定点的坐标。如图14所示，替代如在上面的示例中在dac码0和63仅需要一次数据捕获，本装置和方法可能需要在dac码0、63、40和45的数据捕获，以确定波谷点。在此情况下，本装置和方法可以降低图11中的rflna1101的rf增益，使得由adc1111和1113接收的im2音幅不被剪裁。因此，在数据捕获之前，本装置和方法可以包括自动增益控制(agc)，使得到adc1111和1113的输入不被剪裁。图15是根据本公开实施例的i混频器dac码和理想v形im2音幅的曲线图。参照图15，如果图11中的rflna1101的rf增益被设置为使得至adc1111和1113的输入不被剪裁的值，则可以获得理想的“v”形。将图14与图15比较，两个曲线图的波谷点基本相同。然而，在图15中，本装置和方法可以使用两次数据捕获确定波谷点的位置(例如，一个用于dac码0，另一个用于dac码63)。因此，本装置和方法可以通过根据包括发送音调功率、路径损耗和adc动态范围的各种因素设置图11的rflna1101的rf增益，将数据捕获的最小数目保持在二，以用于确定一个波谷点的最佳坐标。尽管在本公开的详细描述中已经描述了本公开的某些实施例，但是可以以各种形式修改本公开，而不背离本公开的范围。因此，本公开的范围不应仅基于所述实施例而确定，而是应基于所附权利要求及其等同物而确定。当前第1页12