具有全频带采样的解调器中的失衡校正的制作方法
【专利摘要】一种用于解调包括多个信道的有用频带中的相位正交调制信号的方法，该方法包括以下步骤：在零附近转置有用频带；选择所转置的频带中的信道；从所选择的信道提取形成第一复信号的第一对相位正交信号；从所选择的信道的对称信道提取形成第二复信号的第二对相位正交信号；确立基于第一和第二复信号的相关乘积；并且校正两个复信号以使相关乘积趋于零。
【专利说明】具有全频带采样的解调器中的失衡校正
【技术领域】
[0001]本发明涉及解调在有用频带的若干信道之中可选择的信道中传输的数据。
【背景技术】
[0002]图1示出在当前卫星传输标准的背景中的具有若干待解调的信道的有用频带的例子。居中于Fb = 1650MHz的有用带宽被包括在950与2150MHz之间并且包括使用QPSK调制(“正交相移键控”)的具有最大数据速率40Mbps的若干相邻信道。
[0003]图2示意地示出用于从图1的频带中的所选择的信道提取数据的常规直接转换解调器。所选择的信道(图1)居中于频率Fe。向一对混频器10供应接收的RF信号，该对混频器将信号乘以频率为Fe和相位偏移为90°的两个正弦曲线以便提取两个相位正交信号I和Q。从这一结构可见，如图1中的虚线所示，在零频率周围转置信道。在12中对每个正交信号进行滤波以仅保持代表选择的信道的信号、然后在14中转换成数字信号。
[0004]在用于混频器10的频率近似时产生具有频率误差的信号I和Q。可见由信号I和Q的采样形成的矢量在误差频率Fe处旋转。提供反向旋转电路16用于在频率Fe处以反方向旋转矢量。频率Fe基于电路16的输出值由调节回路(未示出)确定。
[0005]此外，图2中的解调器的模拟部件引入各种误差。具体而言，混频器10在I和Q信道中引入相位和幅度失衡。美国专利7，109，787公开一种校正这一失衡的解决方案。
[0006]接收器如今应当能够例如向多个TV同时播送多个信道的内容。出于这一目的，常规地在单个接收器中提供图2类型的若干解调链，每个解调链在不同信道上独立可调。然而，解调系统尤其由于它的模拟部件而为接收器中相对昂贵的元件。
【发明内容】
[0007]因此需要一种可以低成本倍增的用于同时接收若干信道的解调器结构。
[0008]这一需要由一种用于解调包括多个信道的有用频带中的相位正交调制信号的方法解决，该方法包括以下步骤:在零附近转置有用频带；选择转置的频带中的信道；从选择的信道提取形成第一复信号的第一对相位正交信号；从选择的信道的对称信道提取形成第二复信号的第二对相位正交信号；确立基于第一和第二复信号的相关乘积；并且校正两个复信号以使相关乘积趋于零。
[0009]根据实施例，相关乘积在第一复信号相对于它的估计值的误差与第二复信号之间执行。
[0010]根据实施例，校正用矩阵执行，矩阵的系数根据通过将相关乘积除以与第二复信号对应的接收信号的功率而获得的复数值来确定。
[0011]根据实施例，相关乘积和校正在接收包括已知符号的报头(header)期间执行，其中所述估计值取符号的已知值。
[0012]一种解调器，被设计用于从与包括多个信道的有用频带有关的信道提取数据，并且包括:解调器级，被配置用于在所述有用频带的中心频率处提取第一对相位正交信号；主要路径，被配置用于在有用信道中的选择的信道的频率处从第一对信号提取第二对相位正交信号；辅助路径，被配置用于在与选择的信道的频率相反的频率处从第一对信号提取第三对相位正交信号；矩阵，被配置用于操作由第一对信号的分量形成的矢量的幅度和角度校正；以及电路，被配置用于从基于由第二和第三对信号形成的复数值的相关乘积确立矩阵的系数。
[0013]根据一个实施例，该解调器包括:多个主要路径，被配置用于在有用频带中选择的相应信道的频率处从第一对信号提取多对相位正交信号；校正矩阵，分别放置于每个主要路径中；以及控制电路，被配置用于在选择的信道的相反频率处相继操作辅助路径并且确立相应矩阵的系数。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]其它优点和特征将从以下对本发明的具体实施例的描述中变得更加显而易见，这些实施例仅出于示例目的而提供并且其在附图中得以呈现，在附图中:
[0015]图1 (如上所述)示出具有待解调的若干信道的示例性有用频带。
[0016]图2 (如前所述)示意地示出用于相位正交调制信号的常规直接转换接收器。
[0017]图3示意地示出共享相同模拟部件的、用于同时解调多个信道的全频带解调器的实施例。
[0018]图4图示图3中所示类型的解调器转置的有用频带。
[0019]图5示意地示出图3的类型的解调器，该解调器具有失衡校正电路的实施例。【具体实施方式】
[0020]图3示意地示出用于使用混频器10’、滤波器12和模数转换器14’的单个集合(也就是解调系统中最昂贵的部件)来同时解调多个信道的解调器的一个实施例。这些模拟部件被设计用于在被转置到频率零附近`的全可用频带上进行操作。因此，混频器10’在频带的中心频率Fb (例如1650MHz)处操作而不是在所选择的信道的频率处操作；滤波器12’被设计用于在所转置的频带的边界(例如在±600MHz)处截止而不是在信道的边界处截止；并且转换器14’在至少两倍的转置频带的截止频率(例如1.6GHz)处操作以对有用频带中的所有信号进行采样。当前技术允许设计在数个GHz处操作的模数转换器。
[0021]为了在有用频带中解调每个信道，在转换器14’之后提供反向旋转电路16’，该反向旋转电路在信道的转置频率处操作:F’。= Fe-Fb,而不是在误差频率^处操作。由伺服控制校正项以常规方式调整应用于电路16’的这一参考频率以反映设置的频率与实际转置信道频率之差。每个旋转电路16’跟随有在选择的信道的边界处截止并且输出所需的一对基带信号Z ’的滤波器18。
[0022]图4示出由图3的解调器在零附近转置的图1的有用频带。选择的信道具有转置频率F’。，并且它的对称信道具有转置频率-F’。。由于解调器被设计用于用正交信号或者复信号操作，所以给定的信道及其对称信道可以被独立对待、因此用于传送相异信息。
[0023]在图2和3的解调器中，混频器之间的失配在I和Q信道中引起幅度和相位失衡。如下文所示，这一失衡在图2和3的解调器中具有不同的破坏效果。
[0024]假设Cob = 2 π Fb为有用频带的中心角频率并且ω = 2 π (Fc-Fb) = 2 π F’。为转置的频带中的选择的信道的角频率(图4)。
[0025]在载波频率为F。的信道中传输第一对正交调制信号X和I。这一对信号由复数Z=χ+jy表示。射频调制的信号由下式表达:
【权利要求】
1.一种用于解调具有多个信道的频带中的相位正交调制信号的方法，所述方法包括: 在零附近转置所述频带； 选择所转置的频带中的信道； 从所选择的信道提取形成第一复信号的第一对相位正交信号； 从所选择的信道的对称信道提取形成第二复信号的第二对相位正交信号；以及 确立所述第一复信号相对于其估计值的误差和所述第二复信号之间的相关乘积；以及 校正所述第一复信号和第二复信号以使所述相关乘积趋于零。
2.根据权利要求1所述的方法，其中使用具有系数的矩阵执行所述校正，所述系数根据将所述相关乘积除以与所述第二复信号对应的接收信号的功率而获得的复数值来确定。
3.根据权利要求2所述的方法，其中从除法产生的所述复数值由下式近似表达:
BS = a -j Θ , 并且所述矩阵由下式表达: 1-α O θ \ + α 其中Bs是信道中的失衡因子，α是幅度误差失衡以及Θ是相位误差失衡。
4.根据权利要求1所述的方法，其中在接收包括已知符号的报头期间执行所述相关乘积和所述校正，所述估计值取所述符号的已知值。
5.一种用于解调信号的方法，包括: 在所选择的频率附近转置频带，所述频带具有多个信道在其中； 选择在所转置的频带中的信道； 从所选择的信道提取形成第一复信号的第一对相位正交信号； 从所选择的信道的对称信道提取形成第二复信号的第二对相位正交信号；以及 确立所述第一复信号相对于其估计值的误差和所述第二复信号之间的相关乘积；以及 校正所述第一复信号和第二复信号以使所述相关乘积趋于校正值。
6.根据权利要求5所述的方法，其中被解调的所述信号包括相位正交调制信号。
7.根据权利要求5所述的方法，其中所选择的频率为零，并且其中所述校正值为零。
8.根据权利要求5所述的方法，其中使用具有系数的矩阵执行所述校正，所述系数根据将所述相关乘积除以与所述第二复信号对应的接收信号的功率而获得的复数值来确定。
9.根据权利要求8所述的方法，其中从除法产生的所述复数值由下式近似表达:
Bs = a -j Θ , 并且所述矩阵由下式表达: 1-α Θ O \ + a 其中Bs是信道中的失衡因子，α是幅度误差失衡以及Θ是相位误差失衡。
10.根据权利要求5所述的方法，其中在接收包括已知符号的报头期间执行所述相关乘积和所述校正，所述估计值取所述符号的已知值。
11.一种用于从频带内的多个信道提取数据的方法，所述方法包括: 在所述频带的中心频率处提取第一对相位正交信号；操作多个主要路径以在所述频带中选择的相应信道的频率处从所述第一对信号提取多个第二对相位正交信号； 操作用于每个主要路径的辅助路径以在与所述主要路径的所选择信道的频率相反的频率处从所述第一对信号提取第三对相位正交信号； 使用针对每个主要路径的矩阵以执行由所述第一对信号的分量形成的矢量的幅度和角度校正；以及 根据基于由相应的第二对信号和所述第三对信号形成的复数值的相关乘积提供用于所述矩阵的系数。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括: 在每个所述主要路径中操作相关矩阵； 在所选择的信道的相反频率处相继地操作所述辅助路径，并且用于生成对应矩阵的所述系数。
13.根据权利要求11所述的方法，其中在相应的第二对信号形成的所述复数值相对于其估计值的误差和所述第三对信号形成所述复数值之间执行所述相关乘积。
14.一种用于从具有多个信道的频带内的信道提取数据的解调器，所述解调器包括: 解调器级，被配置用于在所述频带的中心频率处提取第一对相位正交信号； 至少一个主要路径，被配置用于在所述频带中所选择的信道的频率处从所述第一对信号提取第二对相位正交信号； 辅助路径，被配置用于在与所选择的信道的频率相反的频率处从所述第一对信号提取第三对相位正交信号； 矩阵，被配置用于执行由所述第一对信号的分量形成的矢量的幅度和角度校正；以及电路，被配置用于根据所述第二对信号形成的第一复信号相对于其估计值的误差和所述第三对信号形成的第二复信号之间的相关乘积提供所述矩阵的系数。
15.根据权利要求14所述的解调器，其中所述至少一个主要路径包括多个主要路径，所述多个主要路径被配置用于在所述频带中选择的相应信道的频率处从所述第一对信号提取多对相位正交信号； 相关矩阵，相应地放置在每个所述主要路径中；以及 控制电路，被配置成在所选择的信道的相反频率处相继地操作所述辅助路径，并且生成所述相应矩阵的所述系数。
16.根据权利要求15所述的解调器，其中所述矩阵具有系数，所述系数根据将所述相关乘积除以与所述第二复信号对应的接收信号的功率而获得的复数值来确定。
17.根据权利要求16所述的解调器，其中从除法产生的所述复数值由下式近似表达: Bs = a _j Θ， 并且所述矩阵由下式表达: 1-α θ θ \ + α 其中Bs是信道中的失衡因子，α是幅度误差失衡以及Θ是相位误差失衡。
18.根据权利要求14所述的解调器，其中在接收包括已知符号的报头期间执行所述相关乘积和所述校正，所述估计值取所述符号的已知值。
19.一种用于从频带内的多个信道提取数据的解调器，包括: 解调器级，被配置用于在所述频带的中心频率处提取第一对相位正交信号； 多个主要路径，被配置用于在所述频带中所选择的相应信道的频率处从所述第一对信号提取多个第二对相位正交信号； 辅助路径，被配置用于在可调整的频率处从所述第一对信号提取第三对相位正交信号; 放置在每个所述主要路径的相应的相关矩阵，被配置用于操作由所述第一对信号的分量形成的矢量的幅度和角度校正；以及 控制电路，被配置用于在所选择的信道的相反频率处相继地操作所述辅助路径，并且根据基于由相应的第二对信号和所述第三对信号形成的复信号的相关乘积确立每个矩阵的所述系数。
20.根据权利要求19所述的解调器，其中所述控制电路被配置用于确立相应的第二对信号形成复数值相对于其估计值的误差和所述第三对信号形成的复信号之间的相关乘积。
21.根据权利要求19所述的解调器，其中所述控制电路被配置用于根据将所述相关乘积除以与所述第三对信号对应的接收信号的功率而获得的复数值来确定所述矩阵系数。
22.根据权利要求21所述的解调器，其中从除法产生的所述复数值由下式近似表达: Bs = a _j Θ， 并且所述矩阵由下式表达:
23.根据权利要求19所述的解调器，其中所述控制电路被配置用于在接收包括已知符号的报头期间执行所述相关乘积和所述校正，所述估计值取所述符号的已知值。
【文档编号】H03D3/00GK103581102SQ201310271858
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年6月27日 优先权日:2012年8月3日
【发明者】J·迈耶 申请人:意法半导体(格勒诺布尔2)公司