用于处理i/q下变频信号及双通道ti-adc的通道失配的方法和设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本文的实施例涉及方法、设备以及设备的使用。特别地，本文的实施例涉及用于处 理I/Q下变频信号的同相和正交（I/Q)通道失配的方法和设备，并且涉及用于处理双通道 时间交织模数转换器（TI-ADC)的频率依赖失配的方法和设备。
【背景技术】
[0002] 在通信接收器的语境下，用于所涌现的低成本和灵活的无线电体系架构的潜在有 吸引力的解决方案利用通过复杂的同相和正交（I/Q)下变频混合器执行到基带的直接转 换的零-IF接收器。但是，这种混合器的问题是，由于模拟失配误差，它们在I和Q通道之 间呈现出造成大的镜频干扰的不平衡，该大的镜频干扰对应于所期望信号的复数共轭的不 想要的贡献。干扰可以例如比所期望的信号强50-100dB，而混合器单独只能提供例如大约 30-40dB的衰减，在此类情况下，这显然不够。因此，需要添加附加的数字电路，以便补偿1/ Q通道失配（不平衡）。在窄带应用中，把干扰建模为不依赖于频率的就足够了，并且失配 和补偿则可以经由两个乘法器系数来进行。但是，对于增加的带宽，有必要代替地使用用于 I/Q通道失配建模与补偿（包括失配的估计）的依赖频率的量。这种用于补偿I/Q通道失 配并且直接或间接包括I/Q通道失配的估计的解决方案在例如以下文献中公开：
[0003] LYu和W.Snelgrove，"Anoveladaptivemismatchcancellationsystemfor quadratureIFradioreceivers，"IEEETrans.CircuitsSyst.II:AnalogandDigital SignalProcessing，vol. 46,no. 6,pp. 789 - 801，1999 年 6 月，
[0004] K.Pun，J.Franca，C.Azeredo-Leme，C.Chan和C.Choy，"Correctionof frequency-dependentI/Qmismatchesinquadraturereceivers，''ElectronicsLett. ，vol. 37,no. 23,pp. 1415 - 1417, 2001 年 11 月，
[0005] G.Xing，M.Shen和H.Liu，"FrequencyoffsetandI/Qimbalance compensationfordirect-conversionreceivers，"IEEETrans.Wireless Comm.，vol. 4,no. 2,pp. 673 - 680, 2005 年 3 月，
[0006] B.Kirei，M.Neag和M.Topa，"Blindfrequency-selectiveI/Qmismatch compensationusingsubbandprocessing，"IEEETrans.CircuitsSyst.II:ExpressBr iefs，vol. 59,no. 5,pp. 302 - 306, 2012 年 5 月，及
[0007] Anttila，M.Valkama和M.Renfors，"Circularity-basedI/Qimbalance compensationinwidebanddirect-conversionreceivers，"IEEETrans.VehicularTe chnology，vol. 57,no. 4,pp. 2099 - 2113, 2008 年 7 月 〇
【发明内容】
[0008] 本文实施例的目标是启用估计和/或补偿I/Q下变频信号的同相和正交（I/Q)通 道失配的另选途径。
[0009] 根据本文实施例的第一方面，该目标是通过用于处理I/Q下变频信号的同相和正 交"I/Q"通道失配的方法实现的。获得基于I/Q下变频信号的模数转换的离散时间复数值 信号r(n)。所获得的离散时间复数值信号r(n)以2或更大的因子被过采样。从离散时间 复数值信号r(n)形成中间信号v(n)。中间信号v(n)对应于所获得的离散时间复数值信 号r(n)的/2频移版本的实部。对所形成的中间信号v(n)应用用于获得双通道时间交 织模数转换器"TI-ADC"的频率依赖失配的估计的过程，由此获得TI-ADC失配估计。接着， 基于所获得的TI-ADC失配估计来估计和/或补偿I/Q通道失配。
[0010] 根据本文实施例的第二方面，该目标是通过用于处理I/Q下变频信号的同相和正 交"I/Q"通道失配的设备实现的。该设备包括被配置为基于I/Q下变频信号的模数转换来 获得离散时间复数值信号r(n)的获得电路。所获得的离散时间复数值信号r(n)以2或 更大的因子被过采样。该设备还包括被配置为从离散时间复数值信号r(n)形成中间信号 V(H)的形成电路。中间信号v(n)对应于所获得的离散时间复数值信号r(n)的/2频移 版本的实部，其中Re指实部并且j是虚部单位。此外，该设备还包括被配置为对所形成的 中间信号v(n)应用用于获得双通道时间交织模数转换器"TI-ADC"的频率依赖失配的估计 的过程以由此获得TI-ADC失配估计的应用电路。而且，该设备包括被配置为基于所获得的 TI-ADC失配估计来分别估计和/或补偿I/Q通道失配的估计电路和/或补偿电路。
[0011] 根据本文实施例的第三方面，该目标是通过根据第二方面的用于估计和/或补偿 I/Q下变频信号的I/Q通道失配的设备的使用来实现的。
[0012] 根据本文实施例的第四方面，该目标是通过用于处理双通道时间交织模数转换器 "TI-ADC"的频率依赖失配的方法实现的。获得基于由双通道TI-ADC对连续时间信号执行 的模数转换的离散时间信号v(n)。该离散时间信号v(n)带宽局限到带通区域。形成对应 于（_j)n乘以所获得离散时间信号v(n)的解析表示的中间信号r(n)，其中j是虚部单位。 对所形成的中间信号r(n)应用用于获得I/Q下变频信号的同相和正交"I/Q"通道失配的 估计的过程。由此，获得I/Q通道失配估计。双通道TI-ADC的频率依赖失配是基于所获得 的I/Q通道失配估计来估计和/或补偿的。
[0013] 根据本文实施例的第五方面，该目标是通过用于处理双通道时间交织模数转换器 "TI-ADC"的频率依赖失配的设备实现的。该设备包括被配置为基于由双通道TI-ADC对连 续时间信号执行的模数转换的离散时间信号v(n)的获得电路。该离散时间信号v(n)带宽 局限到带通区域。该设备还包括被配置为形成对应于H)n乘以所获得离散时间信号v(n) 的解析表示的中间信号r(n)的形成电路，其中j是虚部单位。此外，该设备包括被配置为 对所形成的中间信号r(n)应用用于获得I/Q下变频信号的同相和正交"I/Q"通道失配的 估计的过程以由此获得I/Q通道失配估计的应用电路。而且，该设备包括被配置为基于所 获得的I/Q通道失配估计来分别估计和/或补偿双通道TI-ADC的频率依赖失配的估计电 路和/或补偿电路。
[0014] 根据本文实施例的第六方面，该目标是通过根据第五方面的用于估计和/或补偿 双通道TI-ADC的频率依赖失配的设备的使用来实现的。
[0015] 以上各方面的基础是本发明人已经能够示出I/Q下变频信号（即，例如在低 IF(包括零IF)接收器中存在的复数值信号）的I/Q通道失配问题与在双通道TI-ADC中 存在的实数信号通道失配问题相关。由此，通过以上提到的各个中间信号的形成，I/Q通道 失配可以通过利用可用于TI-ADC中的失配估计和/或补偿的任何过程被估计和/或补偿 (这常常被称为平衡），反之亦然。由于这些领域是彼此独立地发展的，因此一个主要的优 点就是本文所描述的实施例将关于估计和/或补偿失配的过程在它们之前未被用于的领 域中使用，由此启用另选的并且在许多情况下是改进的估计和/或补偿。改进是例如在需 要执行I/Q和TI-ADC通道失配校正这两者的情况下启用的，因为可以使用相同的补偿和估 计原理用于两个应用，这例如可以节省硬件资源。而且，TI-ADC失配估计和/或补偿过程 的使用对例如零-IF接收器中的I/Q下变频信号的复数信号失配估计和补偿问题提供实数 信号处理解决方案。
【附图说明】
[0016] 参考附图更详细地描述本文实施例的例子，其中：
[0017] 图1是根据本文实施例示出用于处理I/Q下变频信号的同相和正交"I/Q"通道失 配的方法的流程图。
[0018] 图2是根据本文实施例示出用于处理I/Q下变频信号的同相和正交（I/Q)通道失 配的设备的示例性框图。
[0019] 图3(a)_(c)是示出本文实施例被用来补偿是I/Q下变频信号的通道失配的情形 的示意性框图。
[0020] 图4(a)_(b)是示出因子为2的多相插值的例子、基于换向器（commutator)的原 理和实现的示意性框图。
[0021] 图5(a)-(b)是示出从r(n)到v(n)的转换的例子、基于换向器的原理和实现的示 意性框图。
[0022] 图6是示出同时进行按二的插值和从rw(m)到v(n)的转换的例子的示意性框图。
[0023] 图7(a)_(b)是示出从v>)到r>)的转换的相应例子、以及同时进行的按二抽 取和从Vc;(m)到rwc;(n)的转换的示意性框图。
[0024] 图8是根据本文实施例示出用于处理双通道时间交织模数转换器（TI-ADC)的频 率依赖失配的方法的流程图。
[0025] 图9是根据本文实施例示出用于处理双通道TI-ADC的频率依赖失配的设备的示 意性框图。
[0026] 图10是示出其中本文实施例被用来补偿双通道TI-ADC的频率依赖失配的情形的 示意性框图。
【具体实施方式】
[0027] 作为朝本文实施例的发展的一部分，发明人已经能够示出对于I/Q下变频信号 (即，例如在低IF(包括零IF)接收器中存在的复数值信号）的同相和正交（I/Q)通道失 配问题与在可被称为TI-ADC的双通道时间交织（TI)模数转换器（ADC)中存在的实数信号 通道失配问题相关。在给定一个问题时该问题可以经由相对简单的信号处理操作转换成另 一问题的意义上，这些问题可以被看作是相关的。这意味着I/Q失配可以通过利用可用于 TI-ADC中的失配估计和/或补偿的任何过程被补偿（这常常被称为平衡），并且反之亦然。 由此，它基本上变成信号的适当转换的问题，例如"I/Q下变频信号"到对应"TI-ADC信号" 的转换，以能够利用可用于"TI-ADC信号"的估计和/或补偿过程。在应用这种过程之后， 估计的失配和/或补偿的信号可以转换回对应的估计的"I/Q信号"失配和/或补偿的"1/ Q信号"。
[0028] 在文献中，已经彼此独立地开发出用于这两个不同"问题域"的补偿方案以及一般 而言关于这些"问题域"的解决方案。换句话说，"I/Q问题域"中用于I/Q下变频信号的补 偿过程已经在不考虑来自"TI-ADC问题域"中用于TI-ADC的补偿过程的知识的情况下被开 发出来，并且反之亦然。
[0029] 以上可以看作作为本文实施例基