传送器/接收器的信号路径之间不匹配的校正方法与装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明所揭露的实施例相关于通讯系统的校正方法以及相关电路，尤指一种应用 于传送器/接收器的同相（I)信号路径与正交（Q)信号路径不匹配的校正方法以及相关装 置。
【背景技术】
[0002] -般来说，越复杂的调变技术通常可以内含越多的讯息数据，S卩，可藉由 复杂的调变处理来提高传输速率，如64正交振幅调变（64-QuadratureAmplitude Modulation, 64-QAM)，甚至是256-QAM。因此，对于高阶正交振幅调变的需求越来越普及。若 期望高阶正交振幅调变能够有良好的传收效果，必须要相对应地提高通讯系统的误差向量 振幅值（ErrorVectorMagnitude,EVM)，而影响误差向量振幅值的最重要因素之一是同相 与正交之间不平衡（In-phaseQuadrature-phaseimbalance,IQimbalance)的程度。造成 I、Q两路不平衡的主要原因乃是射频（RadioFrequency,RF)电路在I、Q两路的不匹配，即 使是些微的偏差也会对整体通讯系统造成影响，形成不完全的正交调变/解调变程序，进 而导致接收端误码率（BitErrorRate,BER)的上升。所述偏差又可分为振幅（amplitude) 偏差与相位（phase)偏差，一旦这些偏差存在，频谱上便会产生对称频率的镜像干扰。请参 考图1，图1为一接收端所接收到的一接收信号以及所述接收信号所产生的一镜像信号的 示意图。所述接收信号的振幅与所述镜像信号的振幅之间的差值一般被称为镜像排斥比 (ImageRejectionRatio,IRR)，举例来说，当I、Q两路严重不平衡时，IRR就小，反之则大。
[0003] 为了改善此偏差所造成的影响，实际电路上往往会在正式收发信号之前，先进行 校正（calibration)的动作，称为IQ校正。而造成电路中的同相路径以及正交路径彼此不 匹配的主要来源有二，其一系本地振荡器（localoscillator,L0)产生载波并将载波各自 推送到同相路径与正交路径上的混频器（mixer)时，很难呈现完美的90度相位差，或是被 推送到同相路径以及正交路径各自的混频器的两个载波的振幅大小不一致，也就是上述的 相位偏差以及振幅偏差。其二系由于在电路制程中难免会有不完美的状况发生，因此会使 得同相路径与正交路径上的两组组件彼此不完全匹配，例如同相路径与正交路径上的低通 滤波器（low-passfilter,LPF)、模拟数字转换器（analog-to-digitalconverter,ADC)、 数字模拟转换器（digital-to-analogconverter,DAC)或是增益放大器（gainamplifier) 等组件不匹配，因而会造成通过同相路径与正交路径的信号产生差异，当信号通过彼此不 互相匹配的同相路径以及正交路径时，便往往会产生镜像干扰信号（如图1所示），造成信 号质量的降低。
[0004]习知技术一般系使用搜寻法来慢慢逼近最佳的补偿值以校正镜像干扰信号，然 而，在现今无线通信的应用中，对于连接速度的要求越来越高。举例来说，使用者在使用蓝 牙耳机时若是有来电，需要立即与智能型手机联机以接听电话，连接速度越快越能带来良 好的使用者经验。因此，在通讯系统中，如何快速且精确地执行IQ校正，已成为此领域中一 个相当重要的议题。
[0005] 另外，当本地振荡器与传送端的混频器以及低噪声放大器之间的隔离度不完美， 便有可能会产生本地振荡信号渗漏（leakage)的情况，使传送信号受到干扰。一般习知的 方法都是透过分析I、Q两路信号经过自混频后所产生的实数信号中由原始信号与本地振 荡信号渗漏所混成之成分，并据以调整补偿值一直到有一个最佳的结果。然而，此方法同样 具有速度慢的缺点，因此，在通讯系统中，如何快速且精确地补偿本地振荡信号渗漏已成为 此领域中一个相当重要的议题。
【发明内容】
[0006] 根据本发明的实施例，揭露一种应用于一传送器/接收器的一同相（I)信号路径 与一正交（Q)信号路径不匹配的校正方法以及相关电路，以解决上述问题。
[0007] 依据本发明一第一实施例，揭露一种用于校正一接收器的一第一信号路径与一第 二信号路径之间的不匹配的方法，其中所述第一信号路径与所述第二信号路径之一系为 一同相（In-phase)信号路径，所述第一信号路径与所述第二信号路径之另一系为一正交 (Quadrature)信号路径，所述校正方法包含有：利用所述接收器接收一测试信号，并分别 经过所述第一信号路径与所述第二信号路径，以产生一第一信号路径接收信号以及一第二 信号路径接收信号，其中所述测试信号具有一特定频率；分别针对所述第一信号路径接收 信号以及所述第二信号路径接收信号来进行频谱分析，并产生一第一频谱分析结果以及一 第二频谱分析结果；以及依据所述第一频谱分析结果以及所述第二频谱分析结果来计算至 少一校正系数，以校正所述接收器之所述第一信号路径以及所述第二信号路径之间的不匹 配，其中所述测试信号并未经过所述至少一校正系数来产生所述第一信号路径接收信号以 及所述第二信号路径接收信号。
[0008] 依据本发明一第二实施例，揭露一种用于校正一传送器的方法，其中所述传送器 具有一第一信号路径以及一第二信号路径，所述第一信号路径与所述第二信号路径之一系 为一同相（In-phase)信号路径，所述第一信号路径与所述第二信号路径之另一系为一正 交（Quadrature)信号路径，所述校正方法包含有：于所述传送器额外设定至少一校正系 数；设定所述至少一校正系数为至少一第一消除值，并且利用所述传送器经过所述至少一 校正系数以及经过所述第一信号路径与所述第二信号路径来传送一第一测试信号，以产生 一第一传送信号，其中所述第一测试信号具有一特定频率；回送（loopback)所述第一传 送信号，并且针对所述第一传送信号进行频谱分析来得到一第一频谱分析结果；设定所述 至少一校正系数为至少一第二消除值，并且利用所述传送器经过所述至少一校正系数以及 经过所述第一信号路径与所述第二信号路径来传送一第二测试信号，以产生一第二传送信 号，其中所述第二测试信号具有所述特定频率；回送所述第二传送信号，并且针对所述第二 传送信号进行频谱分析来得到一第二频谱分析结果；以及依据所述第一消除值、所述第二 消除值、所述第一频谱分析结果以及所述第二频谱分析结果来计算至少一目标消除值，并 将所述至少一校正系数设定为所述至少一目标消除值。
[0009] 依据本发明一第三实施例，揭露一种用于校正一接收器的一第一信号路径与一第 二信号路径之间的不匹配的校正装置，其中所述第一信号路径与所述第二信号路径之一系 为一同相（In-phase)信号路径，所述第一信号路径与所述第二信号路径之另一系为一正 交（Quadrature)信号路径，所述校正装置包含有一频谱分析单元以及一校正系数计算单 元。其中所述频谱分析单元系用来针对分别经过所述第一信号路径与所述第二信号路径 所产生的一第一信号路径接收信号以及一第二信号路径接收信号进行频谱分析，并产生一 第一频谱分析结果以及一第二频谱分析结果，其中所述测试信号具有一特定频率。所述校 正系数计算单元系用来依据所述第一频谱分析结果以及所述第二频谱分析结果来计算至 少一校正系数，以校正所述接收器之所述第一信号路径以及所述第二信号路径之间的不匹 配，其中所述测试信号并未经过所述至少一校正系数来产生所述第一信号路径接收信号以 及所述第二信号路径接收信号。
[0010] 依据本发明一第四实施例，揭露一种用于校正一传送器的校正装置，其中所述传 送器具有一第一信号路径以及一第二信号路径，所述第一信号路径与所述第二信号路径之 一系为一同相（In-phase)信号路径，所述第一信号路径与所述第二信号路径之另一系为 一正交（Quadrature)信号路径，所述校正装置包含有一校正单元、一控制单元、一频谱分 析单元以及一校正系数计算单元。其中所述校正单元包含有至少一校正系数。所述控制单 元系用来设定所述至少一校正系数为至少一第一消除值，并且利用所述传送器经过所述至 少一校正系数以及经过所述第一信号路径与所述第二信号路径来传送一第一测试信号，以 产生一第一传送信号，其中所述第一测试信号具有一特定频率，以及设定所述至少一校正 系数为至少一第二消除值，并且利用所述传送器经过所述至少一校正系数以及经过所述第 一信号路径与所述第二信号路径来传送一第二测试信号，以产生一第二传送信号，其中所 述第二测试信号具有所述特定频率。所述频谱分析单元系用来针对回送（loopback)回来 之所述第一传送信号进行频谱分析来得到一第一频谱分析结果，以及针对回送回来之所述 第二传送信号进行频谱分析来得到一第二频谱分析结果。所述校正系数计算单元系用来依 据所述第一消除值、所述第二消除值、所述第一频谱分析结果以及所述第二频谱分析结果 来计算至少一目标消除值，并将所述至少一校正系数设定为所述至少一目标消除值。
[0011] 本发明的其中一个优点系可以藉由上述方法以及装置来补偿一传送器/接收器 的一同相（I)信号路径与一正交（Q)信号路径之间的不匹配，尤其是可以补偿所述传送器 /接收器之所述同相信号路径与所述正交信号路径各自的混频器之间的不匹配；以及补偿 所述传送器/接收器之所述同相信号路径与所述正交信号路径各自的低通滤波器之间的 不匹配。在同相信号路径与正交信号路径之间的不匹配被适当补偿/校正之后，电子装置 便可得到较佳的通讯效能。
【附图说明】
[0012] 图1为一接收端所接收到的接收信号以及所述接收信号所产生的镜像信号的示 意图。
[0013] 图2为直接升降频收发机的传送器的示意图。
[0014] 图3为直接升降频收发机的接收器的示意图。
[0015]图4为直接升降频收发机的接收器的等效基频模型的示意图。
[0016] 图5为依据本发明用于校正接收器的第一信号路径与第二信号路径之间的不匹 配的一种校正装置的示范性实施例的示意图。
[0017] 图6为图5的校正装置的另一设定的示意图。
[0018] 图7为本发明校正系数计算单元的示范性实施例的示意图。
[0019] 图8为依据本发明用于校正接收器的第一信号路径与第二信号路径之间的不匹 配的一种校正方法的示范性实施例的流程图。
[0020] 图9为依据本发明用于校正传送器的第一信号路径与第二信号路径之间的不匹 配的一种校正装置的第一示范性实施例的示意图。
[0021] 图10为直接升降频收发机的传送器的等效基频模型的示意图。
[0022] 图11为利用第一消除值以及第二消除值来找出最佳镜像信号补偿值的示意图。
[0023] 图12为本发明校正系数计算单元的另一示范性实施例的电路图。
[0024] 图13为依据本发明用于校正传