專(zhuān)利名稱(chēng)：通過(guò)收發(fā)信機(jī)中反饋進(jìn)行的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)增益校準(zhǔn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于增益校準(zhǔn)以及特別用于在諸如HiperLAN收發(fā)信機(jī)的收發(fā)信單元中進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，人們持續(xù)增長(zhǎng)地關(guān)注于使用無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(Wireless LocalNetworks，WLAN)在不同的通信和計(jì)算設(shè)備之間進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信。一種該WLAN技術(shù)是高性能無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)類(lèi)型2(High Performance RadioLocal Area Network Type 2，HiperLAN2)，其已由歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(European Telecommunications Standards Institute，ETSI)進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化。HiperLAN2能夠在短程以非常高的數(shù)據(jù)率(高達(dá)54Mbps)進(jìn)行通信。HiperLAN2在5GHz的頻率范圍中運(yùn)行，使用正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplex，OFDM)傳輸技術(shù)，并且對(duì)于不同的連接支持不同的服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service，QoS)。因此HiperLAN2可以支持不同的服務(wù)，包括不同的數(shù)據(jù)服務(wù)、語(yǔ)音或者視頻服務(wù)。
在HiperLAN2中，移動(dòng)終端與接入點(diǎn)進(jìn)行通信，該接入點(diǎn)典型地連接到固定的網(wǎng)絡(luò)和/或其他的接入點(diǎn)。在ETSI技術(shù)規(guī)范(ETSITechnical Specification)TS 101 475中說(shuō)明了關(guān)于HiperLAN2物理層的規(guī)范，其說(shuō)明了，必須執(zhí)行精確的接收功率測(cè)量和精確的傳輸功率控制。具體地，HiperLAN2說(shuō)明了，移動(dòng)終端必須控制傳輸功率，使得在接入點(diǎn)處以規(guī)定的電平接收傳輸?shù)男盘?hào)，而不依賴(lài)于接入點(diǎn)和移動(dòng)終端之間的距離。為了實(shí)現(xiàn)這一目的，接入點(diǎn)廣播關(guān)于其使用的傳輸功率電平的信息，以及關(guān)于其期望的規(guī)定接收電平的信息。假設(shè)從接入點(diǎn)到移動(dòng)終端(下行鏈路)的路徑損耗近似等于從移動(dòng)終端到接入點(diǎn)的路徑損耗(上行鏈路)，由移動(dòng)終端使用該信息計(jì)算傳輸功率。因此，移動(dòng)終端的傳輸功率可以確定為PTransmit，MT＝PReceive，AP+PTransmit，AP-PReceive，MT其中PTransmit，MT是所需的移動(dòng)終端的傳輸功率，用以在接入點(diǎn)處滿(mǎn)足規(guī)定接收電平，PReceive，AP是接入點(diǎn)處的接收電平，PTransmit，AP是接入點(diǎn)的傳輸功率電平，PReceive，MT是從接入點(diǎn)到移動(dòng)終端的傳輸在移動(dòng)終端處的接收電平，并且所有的值以dBm為單位進(jìn)行測(cè)量。因此，為了滿(mǎn)足所述規(guī)范，移動(dòng)終端必須能夠準(zhǔn)確地測(cè)量PReceive，MT并控制PTransmit，MT。
使用通常的半導(dǎo)體技術(shù)不能夠制造使傳輸功率電平具有足夠精度的收發(fā)信機(jī)。具體地，對(duì)于HiperLAN，RF輸入信號(hào)的范圍是-85dBm～-20dBm。這樣，需要相當(dāng)大的增益和增益變化通過(guò)接收機(jī)鏈。該電路必須以±5dB(在該范圍的端點(diǎn)為±8dB)的精度按照1dB的步長(zhǎng)測(cè)量接收功率，其在沒(méi)有校準(zhǔn)的情況下是非常難于實(shí)現(xiàn)的。同樣地，對(duì)于較低的HiperLAN的頻帶，發(fā)射機(jī)需要覆蓋-15～+23dBm的功率范圍，而對(duì)于較高的HiperLAN的頻率，其需要覆蓋-15～+30dBm的功率范圍，其功率步長(zhǎng)為3dB且精度范圍為±4dB(高功率的接入點(diǎn))～±10dB(低功率的移動(dòng)終端)。而且，由于相對(duì)于平均值高的峰值，OFDM需要在寬的動(dòng)態(tài)范圍上的高的線(xiàn)性并且滿(mǎn)足關(guān)于發(fā)射機(jī)的要求，特別地，通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)不能容易地實(shí)現(xiàn)功率放大器。
因此，需要接收機(jī)和發(fā)射機(jī)在寬的動(dòng)態(tài)范圍中的高的準(zhǔn)確性，為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，有必要校準(zhǔn)接收機(jī)和發(fā)射機(jī)。通常在制造電子設(shè)備時(shí)執(zhí)行校準(zhǔn)。然而，這具有許多缺陷，包括●其沒(méi)有考慮在制造后發(fā)生的變化。由于元件的漂移、老化以及溫度變化，這些變化可能是非常顯著的。
●人工校準(zhǔn)可能是非常耗時(shí)的，并且因此需要昂貴的特殊的測(cè)試步驟和測(cè)量電路。
●通過(guò)將校準(zhǔn)值存儲(chǔ)在非易失存儲(chǔ)器中或者通過(guò)設(shè)置可調(diào)節(jié)的元件(諸如變阻器和電位器)，必須在整個(gè)產(chǎn)品壽命中維持該校準(zhǔn)，由此需要額外的元件。
在US 6 272 322中描述了一個(gè)校準(zhǔn)系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，接收機(jī)對(duì)執(zhí)行環(huán)回測(cè)試，用以確定關(guān)于每個(gè)收發(fā)信機(jī)的傳輸增益和接收增益之間的關(guān)系。通過(guò)在相反的方向發(fā)送信號(hào)對(duì)，計(jì)算第一收發(fā)信機(jī)和第二收發(fā)信機(jī)之間的路徑損耗，用以確定一個(gè)接收機(jī)的傳輸增益和第二接收機(jī)的接收增益之間的關(guān)系。由該關(guān)系計(jì)算獨(dú)立的傳輸增益和接收增益。所描述的系統(tǒng)是相對(duì)復(fù)雜的，并且專(zhuān)門(mén)需要兩個(gè)可操作用于互相通信的收發(fā)信機(jī)。因此，改進(jìn)的校準(zhǔn)系統(tǒng)將是有利的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明意圖提供用于校準(zhǔn)收發(fā)信機(jī)的系統(tǒng)，其減輕了一種或者多種上文提及的現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。因此，提供了對(duì)收發(fā)信機(jī)進(jìn)行增益校準(zhǔn)的方法，該收發(fā)信機(jī)具有發(fā)射單元和接收單元并且包括從發(fā)射單元到接收單元的反饋耦合，該反饋耦合包括測(cè)量點(diǎn)；該方法包括步驟響應(yīng)信號(hào)電平測(cè)量單元通過(guò)信號(hào)電平檢測(cè)器連接至測(cè)量點(diǎn)時(shí)測(cè)得的信號(hào)電平檢測(cè)器的測(cè)量結(jié)果，通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)射單元的特性，設(shè)置測(cè)量點(diǎn)處的反饋信號(hào)的參考信號(hào)電平；當(dāng)通過(guò)接收單元連接至測(cè)量單元時(shí)由測(cè)量單元測(cè)量與參考信號(hào)電平相關(guān)的測(cè)量參考值；按照增益步長(zhǎng)改變收發(fā)信機(jī)的收發(fā)信單元的增益參數(shù)；以及，當(dāng)通過(guò)接收單元連接至測(cè)量單元時(shí)由測(cè)量單元測(cè)量反饋信號(hào)的反饋信號(hào)電平的至少一個(gè)測(cè)量結(jié)果；響應(yīng)關(guān)于測(cè)量參考值的至少一個(gè)測(cè)量結(jié)果，確定增益步長(zhǎng)對(duì)反饋信號(hào)電平的相對(duì)作用(effect)；以及，響應(yīng)增益步長(zhǎng)對(duì)反饋信號(hào)的相對(duì)作用，校準(zhǔn)增益步長(zhǎng)。
由此，本發(fā)明提供了用于進(jìn)行準(zhǔn)確校準(zhǔn)的系統(tǒng)，該校準(zhǔn)基于產(chǎn)生于增益步長(zhǎng)對(duì)反饋信號(hào)的相對(duì)作用。這樣，發(fā)射機(jī)、接收機(jī)和測(cè)量電路的絕對(duì)特性不會(huì)影響校準(zhǔn)的準(zhǔn)確性。而且，使用專(zhuān)用電路設(shè)置參考信號(hào)，由此可以獲得參考電平的高的準(zhǔn)確性。而且，本發(fā)明有利地適合于自動(dòng)校準(zhǔn)，并且由此可以有規(guī)律地執(zhí)行收發(fā)信機(jī)的準(zhǔn)確校準(zhǔn)而不需要人工干預(yù)。所以，該校準(zhǔn)不是耗時(shí)的，并且不受制程限制。因此，收發(fā)信機(jī)可以在其壽命中進(jìn)行有規(guī)律地校準(zhǔn)，由此確保了最優(yōu)化的性能和對(duì)漂移、老化等的不敏感。而且，僅在規(guī)定的參考信號(hào)電平處使用通過(guò)信號(hào)電平檢測(cè)器的測(cè)量路徑，甚至對(duì)于簡(jiǎn)易的和低成本的測(cè)量路徑實(shí)現(xiàn)方案，也得到了高的準(zhǔn)確性。由此本發(fā)明提供了使用很少的和廉價(jià)的測(cè)量元件進(jìn)行的準(zhǔn)確的校準(zhǔn)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特征，相對(duì)作用被確定為關(guān)于測(cè)量參考值的至少一個(gè)測(cè)量結(jié)果的相對(duì)變化，并且該相對(duì)作用優(yōu)選地被確定為至少一個(gè)測(cè)量結(jié)果和測(cè)量參考值之間的差。這提供了用于確定相對(duì)作用的簡(jiǎn)單的系統(tǒng)。該系統(tǒng)有利地適合于自動(dòng)校準(zhǔn)，并且優(yōu)選地用于收發(fā)信機(jī)的接收單元的校準(zhǔn)。由于測(cè)量誤差主要產(chǎn)生于信號(hào)電平測(cè)量單元的測(cè)量誤差，因此其進(jìn)一步地提供了非常準(zhǔn)確的校準(zhǔn)，其中可以使該測(cè)量誤差非常低——特別是在數(shù)字域中實(shí)現(xiàn)時(shí)。
根據(jù)本發(fā)明的第二特征，相對(duì)作用被確定為所需用于實(shí)現(xiàn)至少一個(gè)測(cè)量結(jié)果和測(cè)量參考值之間的預(yù)定關(guān)系的反饋信號(hào)電平中的相對(duì)變化。優(yōu)選地，該預(yù)定關(guān)系是，該至少一個(gè)測(cè)量結(jié)果基本上等于測(cè)量參考值，并且更具體地，校準(zhǔn)增益步長(zhǎng)的步驟優(yōu)選地包括將增益步長(zhǎng)確定為基本上與相對(duì)作用相同的值。
這為收發(fā)信機(jī)的校準(zhǔn)提供了非常簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，其有利地適合于自動(dòng)校準(zhǔn)。而且，由于可以高度準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)反饋信號(hào)的信號(hào)電平控制——特別是在使用數(shù)字生成的校準(zhǔn)信號(hào)時(shí)，因此其允許非常準(zhǔn)確的校準(zhǔn)。其進(jìn)一步提供了這樣的優(yōu)點(diǎn)，即信號(hào)電平測(cè)量單元的測(cè)量結(jié)果需要具有高準(zhǔn)確性的低的動(dòng)態(tài)范圍。而且，其確保了與信號(hào)電平測(cè)量單元相關(guān)的信號(hào)電平是相對(duì)恒定的，并且特別地，可以?xún)?yōu)化數(shù)模轉(zhuǎn)換器(Digitalto Analog Converters，ADC)的負(fù)載。
根據(jù)本發(fā)明的第三特征，發(fā)射機(jī)包括信號(hào)發(fā)生器，其通過(guò)具有傳輸路徑增益的傳輸路徑連接至反饋耦合，并且進(jìn)一步包括步驟在信號(hào)發(fā)生器處設(shè)置已知電平；當(dāng)測(cè)量單元通過(guò)信號(hào)電平檢測(cè)器連接到測(cè)量點(diǎn)時(shí)，調(diào)節(jié)傳輸路徑增益直至測(cè)量單元測(cè)量到等于測(cè)量參考值的電平；以及，校準(zhǔn)傳輸路徑增益的絕對(duì)值，該絕對(duì)值是已知信號(hào)電平和參考信號(hào)電平與測(cè)量單元的測(cè)量值之間的預(yù)定關(guān)系的函數(shù)，其中該測(cè)量值是測(cè)量單元通過(guò)信號(hào)電平檢測(cè)器連接到測(cè)量點(diǎn)時(shí)測(cè)量到的。
這提供了非常準(zhǔn)確的傳輸增益的絕對(duì)增益校準(zhǔn)，其可以用作將相對(duì)增益校準(zhǔn)轉(zhuǎn)換為絕對(duì)增益校準(zhǔn)的基礎(chǔ)。
根據(jù)本發(fā)明的第四特征，接收機(jī)包括接收路徑，其具有接收路徑增益，并且進(jìn)一步包括步驟響應(yīng)測(cè)量參考值和參考信號(hào)電平，校準(zhǔn)接收路徑增益的絕對(duì)值。
這提供了非常準(zhǔn)確的接收增益的絕對(duì)增益校準(zhǔn)，其可以用作將相對(duì)增益校準(zhǔn)轉(zhuǎn)換為絕對(duì)增益校準(zhǔn)的基礎(chǔ)。
根據(jù)本發(fā)明的第五特征，收發(fā)信單元是具有傳輸路徑的發(fā)射單元，該傳輸路徑具有傳輸路徑增益，并且增益步長(zhǎng)是傳輸路徑增益的增益步長(zhǎng)。這提供了發(fā)射單元的準(zhǔn)確校準(zhǔn)。
根據(jù)本發(fā)明的第六特征，發(fā)射單元包括數(shù)字信號(hào)發(fā)生器，用于產(chǎn)生通過(guò)傳輸路徑連接到測(cè)量點(diǎn)的校準(zhǔn)信號(hào)，該傳輸路徑是模擬傳輸路徑。這提供了校準(zhǔn)的方法，其中由于僅基于數(shù)字調(diào)節(jié)來(lái)確定相對(duì)值，因此非常準(zhǔn)確地校準(zhǔn)了相對(duì)增益步長(zhǎng)。
根據(jù)本發(fā)明的第七特征，增益步長(zhǎng)與校準(zhǔn)信號(hào)的信號(hào)電平的變化相關(guān)，并且增益步長(zhǎng)的校準(zhǔn)進(jìn)一步地響應(yīng)校準(zhǔn)信號(hào)的信號(hào)電平中的變化，由此使反饋信號(hào)維持在規(guī)定的動(dòng)態(tài)范圍中。因此，可以使反饋信號(hào)維持在接收單元的動(dòng)態(tài)范圍中。
根據(jù)本發(fā)明的第八特征，收發(fā)信單元是具有接收路徑增益的接收單元，并且增益步長(zhǎng)是接收路徑增益的增益步長(zhǎng)。這提供了接收單元的準(zhǔn)確校準(zhǔn)。
根據(jù)本發(fā)明的第九特征，發(fā)射單元包括數(shù)字信號(hào)發(fā)生器，用于產(chǎn)生通過(guò)傳輸路徑連接到測(cè)量點(diǎn)的校準(zhǔn)信號(hào)，并且通過(guò)調(diào)節(jié)數(shù)字信號(hào)發(fā)生器的輸出電平確定所需用于實(shí)現(xiàn)至少一個(gè)測(cè)量結(jié)果和測(cè)量參考值之間的預(yù)定關(guān)系的反饋信號(hào)電平中的相對(duì)變化。由于數(shù)字信號(hào)發(fā)生器可以高度精確地和準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)，因此這提供了準(zhǔn)確的校準(zhǔn)。
根據(jù)本發(fā)明的第十特征，改變傳輸路徑增益和調(diào)節(jié)數(shù)字信號(hào)發(fā)生器的輸出電平的步驟，使得由測(cè)量單元測(cè)量到測(cè)量參考值。由此，通過(guò)具有較低動(dòng)態(tài)范圍的信號(hào)發(fā)生器獲得了大的增益范圍的準(zhǔn)確校準(zhǔn)，同時(shí)維持了信號(hào)發(fā)生器的準(zhǔn)確性。
根據(jù)本發(fā)明的第十一特征，反饋信號(hào)是具有恒定幅度的校準(zhǔn)信號(hào)。這提供了這樣的優(yōu)點(diǎn)，即校準(zhǔn)信號(hào)不依賴(lài)于校準(zhǔn)信號(hào)的時(shí)間變化或者隨機(jī)變化，并且允許使用簡(jiǎn)單的信號(hào)電平檢測(cè)器的構(gòu)造——諸如簡(jiǎn)單的峰值檢測(cè)器。
根據(jù)本發(fā)明的第十二特征，測(cè)量單元是數(shù)字的，并且從測(cè)量點(diǎn)通過(guò)信號(hào)電平檢測(cè)器到測(cè)量單元的耦合不包括任何接收單元的模擬信號(hào)路徑。這提供了校準(zhǔn)的方法，其中由于僅基于數(shù)字測(cè)量來(lái)確定相對(duì)值，因此非常準(zhǔn)確地校準(zhǔn)了相對(duì)增益步長(zhǎng)。
根據(jù)本發(fā)明的第十三特征，重復(fù)改變?cè)鲆鎱?shù)、測(cè)量至少一個(gè)測(cè)量結(jié)果、確定相對(duì)作用和校準(zhǔn)增益步長(zhǎng)的步驟，由此實(shí)現(xiàn)了跨越動(dòng)態(tài)增益范圍的校準(zhǔn)。這樣，可以在參考信號(hào)電平處執(zhí)行準(zhǔn)確的絕對(duì)增益校準(zhǔn)，并且使用準(zhǔn)確的相對(duì)增益測(cè)量結(jié)果可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)增益范圍的準(zhǔn)確的增益校準(zhǔn)。優(yōu)選地，確定相對(duì)作用的步驟進(jìn)一步響應(yīng)前面重復(fù)過(guò)程中確定的相對(duì)作用。
根據(jù)本發(fā)明的第十四特征，信號(hào)電平檢測(cè)器具有低失真的有限的動(dòng)態(tài)輸入范圍，并且參考信號(hào)電平被設(shè)置在該動(dòng)態(tài)范圍中。由于僅有小范圍的值需要準(zhǔn)確性，因此這允許使用簡(jiǎn)單的和廉價(jià)的信號(hào)電平檢測(cè)器的構(gòu)造。
根據(jù)本發(fā)明的第二特征，提供了用于對(duì)收發(fā)信機(jī)進(jìn)行增益校準(zhǔn)的設(shè)備，該收發(fā)信機(jī)具有發(fā)射單元和接收單元，并且包括從發(fā)射單元到接收單元的反饋耦合，該反饋耦合包括測(cè)量點(diǎn)；該設(shè)備包括信號(hào)電平測(cè)量單元，用于測(cè)量與測(cè)量點(diǎn)處反饋信號(hào)相關(guān)的信號(hào)電平；該信號(hào)電平測(cè)量單元可操作用以通過(guò)接收單元和/或通過(guò)信號(hào)電平檢測(cè)器耦合到測(cè)量點(diǎn)；一種這樣的裝置，用于響應(yīng)信號(hào)電平測(cè)量單元通過(guò)信號(hào)電平檢測(cè)器耦合至測(cè)量點(diǎn)時(shí)測(cè)得的信號(hào)電平檢測(cè)器的測(cè)量結(jié)果，通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)射單元的特性，設(shè)置測(cè)量點(diǎn)處的反饋信號(hào)的參考信號(hào)電平；一種這樣的裝置，用于在通過(guò)接收單元耦合至測(cè)量單元時(shí)由測(cè)量單元測(cè)量與參考信號(hào)電平相關(guān)的測(cè)量參考值；一種這樣的裝置，用于按照增益步長(zhǎng)改變收發(fā)信機(jī)的收發(fā)信單元的增益參數(shù)；和一種這樣的裝置，用于在通過(guò)接收單元連接至測(cè)量單元時(shí)由測(cè)量單元測(cè)量反饋信號(hào)的反饋信號(hào)電平的至少一個(gè)測(cè)量結(jié)果；一種這樣的裝置，用于響應(yīng)關(guān)于測(cè)量參考值的至少一個(gè)測(cè)量結(jié)果，確定增益步長(zhǎng)對(duì)反饋信號(hào)電平的相對(duì)作用；和一種這樣的裝置，用于響應(yīng)增益步長(zhǎng)對(duì)反饋信號(hào)的相對(duì)作用，校準(zhǔn)增益步長(zhǎng)。
這樣，所描述的方法的顯著的優(yōu)點(diǎn)在于，測(cè)量路徑，并且由此信號(hào)電平檢測(cè)器，僅用于參考信號(hào)電平處的反饋信號(hào)。因此，可以使用簡(jiǎn)單的低成本的信號(hào)電平檢測(cè)器，同時(shí)仍然實(shí)現(xiàn)了跨越大的增益范圍的校準(zhǔn)的高度準(zhǔn)確性。增益范圍可以比信號(hào)發(fā)生器的動(dòng)態(tài)范圍大很多，然而仍保留了信號(hào)發(fā)生器的準(zhǔn)確性。


通過(guò)參考附圖，僅用于示例，將描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的蜂窩通信系統(tǒng)的示圖；和圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的校準(zhǔn)方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
為了清楚起見(jiàn)，下面的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的描述集中于HiperLAN2收發(fā)信機(jī)的應(yīng)用，但是應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明不限于該應(yīng)用，并且可用于多種需要校準(zhǔn)或者得益于校準(zhǔn)的收發(fā)信機(jī)。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的HiperLAN2收發(fā)信機(jī)的示圖。
發(fā)射單元包括數(shù)字部分和模擬部分。數(shù)字部分包括快速傅立葉逆變換(Inverse Fast Fourier Transform，iFFT)101，用于調(diào)制待通信到多個(gè)子信道的數(shù)據(jù)流，如所公知的OFDM發(fā)射機(jī)。IFFT101是復(fù)數(shù)的，并且產(chǎn)生同相(I)信號(hào)和正交(Q)信號(hào)。I和Q信號(hào)的每一個(gè)在兩個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)103、105中的每一個(gè)中轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。轉(zhuǎn)換的I和Q信號(hào)在低通濾波器(Low Pass Filters，LPF)107、109中進(jìn)行低通濾波，用以去除由DAC103、105引入的低頻分量。低通濾波的信號(hào)在混頻器111、113中由具有I和Q信道之間的90度相移的本地振蕩器進(jìn)行正交調(diào)制。I和Q信號(hào)在求和器115中求和，并且結(jié)果信號(hào)在帶通濾波器117(BPF)中進(jìn)行濾波，在放大器117中進(jìn)行放大，并且通過(guò)第二混頻器121上變頻至傳輸頻率。上變頻的信號(hào)由具有可變?cè)鲆娴牡诙糯笃?23進(jìn)行放大，并且在經(jīng)過(guò)第二帶通放大器125之后由傳輸功率放大器127進(jìn)行放大。
收發(fā)信機(jī)的接收單元包括輸入帶通濾波器133(BPF)，用于去除所需頻帶之外的信號(hào)分量，特別是與隨后的下變頻相關(guān)的鏡頻。帶通濾波器133通過(guò)接收開(kāi)關(guān)135連接到天線(xiàn)129。典型地，接收單元和發(fā)射單元通過(guò)雙工器(未示出)連接至相同的天線(xiàn)129。經(jīng)濾波的天線(xiàn)信號(hào)從帶通濾波器133饋送至低噪聲放大器135(LNA)，其對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行放大。該低噪聲放大器135被設(shè)計(jì)為具有非常低的噪聲系數(shù)，并且將信號(hào)放大至這樣的電平，相比于信號(hào)電平，在該電平處，在接收過(guò)程的后繼階段中引入的噪聲是低的。因此，后繼階段的噪聲不會(huì)顯著地影響接收機(jī)的性能。來(lái)自低噪聲放大器的信號(hào)在混頻器139中下變頻至中頻(IF)，并且下變頻的信號(hào)在第二帶通濾波器141中進(jìn)行濾波，該第二帶通濾波器141典型地具有比輸入帶通濾波器133更陡峭的頻率響應(yīng)。典型地，第二帶通濾波器141確定所需頻帶中及其周?chē)慕邮章窂降念l率響應(yīng)。具體地，第二帶通濾波器的帶寬可以等于通信信道帶寬，而不是整個(gè)頻帶的帶寬。通過(guò)控制下變頻的頻率來(lái)選擇適當(dāng)?shù)男诺馈?br> 帶通濾波的信號(hào)在具有可變?cè)鲆娴腎F放大器143中進(jìn)行放大，隨后使用具有90度相移的本地振蕩器信號(hào)在混頻器145、147中對(duì)信號(hào)進(jìn)行倍增，用以使該信號(hào)下變頻至同相(I)信道和正交(Q)信道。I和Q基帶信號(hào)的每一個(gè)通過(guò)ADC開(kāi)關(guān)153、155饋送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器(Analog to Digital Converter，ADC)157，159。數(shù)字化的復(fù)數(shù)基帶信號(hào)饋送到快速傅立葉變換和OFDM解調(diào)器161，其解調(diào)信號(hào)以恢復(fù)數(shù)據(jù)，如本領(lǐng)域所公知的。此外，ADC157、159連接到數(shù)字信號(hào)電平測(cè)量單元，其產(chǎn)生關(guān)于所接收信號(hào)的信號(hào)電平的測(cè)量值。在一個(gè)實(shí)施例中，信號(hào)電平測(cè)量單元是簡(jiǎn)單的功率電平測(cè)量單元，其執(zhí)行操作P=α·ΣNin2+qn2]]>其中α是比例常數(shù)，in是I信道中的第n個(gè)樣本，qn是Q信道中的第n個(gè)樣本，而N是用于測(cè)量的平均窗口的長(zhǎng)度。
可替換地，信號(hào)電平測(cè)量單元163可以包括任何提供關(guān)于所接收信號(hào)的信號(hào)電平測(cè)量值的功能，包括幅度電平測(cè)量結(jié)果。優(yōu)選地，由信號(hào)電平測(cè)量單元163產(chǎn)生的測(cè)量值隨信號(hào)電平的增加而單調(diào)增加。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，收發(fā)信機(jī)包括發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的反饋耦合。在圖1中，當(dāng)發(fā)射開(kāi)關(guān)131和接收開(kāi)關(guān)135處于下面的開(kāi)關(guān)位置時(shí)，由該發(fā)射開(kāi)關(guān)131和接收開(kāi)關(guān)135以及衰減器163形成該功能。在圖1中示出的衰減器簡(jiǎn)單地包括處于已知分壓配置的兩個(gè)電阻器R2和R3?？商鎿Q地，反饋耦合可以包括任何適當(dāng)?shù)乃p器，可以不包括衰減器和/或可以包括任何其他的允許從發(fā)射單元到接收單元的反饋耦合存在的電路。該反饋耦合進(jìn)一步包括測(cè)量點(diǎn)165，其在圖1中的具體實(shí)施例中是發(fā)射開(kāi)關(guān)131和衰減器163之間的點(diǎn)。
發(fā)射開(kāi)關(guān)131可操作用于在上面的位置(其中發(fā)射單元連接到天線(xiàn)129)和下面的位置(其中發(fā)射機(jī)連接至反饋耦合和測(cè)量點(diǎn)165)之間切換。相似地，接收開(kāi)關(guān)135可操作用于在上面的位置(其中接收單元連接到天線(xiàn)129)和下面的位置(其中接收單元連接至反饋耦合，并且由此通過(guò)衰減器163連接至測(cè)量點(diǎn)165)之間切換。
在某些實(shí)施例中，反饋耦合是永久激活的，并且收發(fā)信機(jī)不包括天線(xiàn)和反饋耦合之間的用于連接收發(fā)信單元的開(kāi)關(guān)。在這些實(shí)施例中，可以包括額外的電路用于組合反饋信號(hào)和接收信號(hào)。在一個(gè)具體的實(shí)施例中，由具有規(guī)定頻率的完整的正弦波執(zhí)行校準(zhǔn)，并且在接收機(jī)中通過(guò)濾波分離出校準(zhǔn)信號(hào)。在本發(fā)明的考慮范圍內(nèi)的是，可以使用任何適當(dāng)?shù)挠糜谛纬煞答侎詈系姆椒ê碗娐罚约叭魏芜m當(dāng)?shù)挠糜趯⒃摲答侎詈线B接到接收單元和發(fā)射單元的方法和電路。
而且，信號(hào)電平檢測(cè)器167連接到測(cè)量點(diǎn)165。在所描述的實(shí)施例中，信號(hào)檢測(cè)器的輸出端連接到電平適配器169，該電平適配器169的輸出端通過(guò)ADC開(kāi)關(guān)153、155連接到ADC157、159。這兩個(gè)ADC開(kāi)關(guān)均可操作用于在上面的位置(其中I和Q ADC157、159連接到接收路徑的低通濾波器149、151)和下面的位置(其中每個(gè)開(kāi)關(guān)的ADC157、159連接到電平適配器169的輸出端)之間進(jìn)行切換。因此，在該位置，ADC157、159饋送來(lái)自信號(hào)電平檢測(cè)器167的輸出端的由電平適配器190修改的信號(hào)。電平適配器是可選的，并且簡(jiǎn)單地提供了將信號(hào)電平檢測(cè)器167的輸出端的信號(hào)電平調(diào)節(jié)到適合于ADC157、159的電平的功能。在優(yōu)選實(shí)施例中，電平適配器169包括標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)算放大器，其被連接用以提供適當(dāng)?shù)撵o態(tài)增益(典型地小于1)。在其他的實(shí)施例中，電平適配器可以使信號(hào)電平衰減，和/或可以響應(yīng)信號(hào)電平檢測(cè)器167的輸出端的信號(hào)電平來(lái)調(diào)節(jié)電平適配器。在優(yōu)選實(shí)施例中，電平適配器169的輸出端連接至ADC開(kāi)關(guān)153、155并由此連接至ADC161、163。在其他的實(shí)施例中，電平適配器169的輸出端僅連接到一個(gè)開(kāi)關(guān)。在某些實(shí)施例中，不使用開(kāi)關(guān)，并且來(lái)自電平適配器的信號(hào)通過(guò)其他的適當(dāng)?shù)难b置連接至信號(hào)電平測(cè)量單元163，諸如，通過(guò)額外的專(zhuān)用的ADC。
信號(hào)電平檢測(cè)器167優(yōu)選地是功率檢測(cè)器。在優(yōu)選實(shí)施例中，信號(hào)電平檢測(cè)器167是簡(jiǎn)單的幅度峰值檢測(cè)器，其包括電阻器R1、二極管C和電容器C，如本領(lǐng)域所公知的。設(shè)置電容器C的值，使得其連同電平適配器的169的輸入阻抗一同提供峰值檢測(cè)器的動(dòng)態(tài)性能。該動(dòng)態(tài)性能優(yōu)選地是這樣的，即對(duì)信號(hào)電平變化進(jìn)行濾波，同時(shí)足夠快地對(duì)測(cè)量點(diǎn)167的信號(hào)電平中的變化進(jìn)行測(cè)量?？商鎿Q地，功率檢測(cè)器可以包括與電容器并聯(lián)的第二電阻器。如果該第二電阻器明顯地小于電平適配器的輸入阻抗，則峰值檢測(cè)器的時(shí)間常數(shù)，以及動(dòng)態(tài)范圍，可以由電容器的值和第二電阻器的電阻確定。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的校準(zhǔn)方法的流程圖200。將通過(guò)參考圖1的收發(fā)信機(jī)描述該方法。
在步驟201中，響應(yīng)信號(hào)電平測(cè)量單元163通過(guò)信號(hào)電平檢測(cè)器167連接至測(cè)量點(diǎn)165時(shí)測(cè)得的信號(hào)電平檢測(cè)器的測(cè)量結(jié)果，通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)射單元的特性，設(shè)置測(cè)量點(diǎn)165處的反饋信號(hào)的參考信號(hào)電平。
開(kāi)始，發(fā)射開(kāi)關(guān)131和ADC開(kāi)關(guān)157、159切換到下面的開(kāi)關(guān)位置，由此形成了從發(fā)射機(jī)的輸出端通過(guò)發(fā)射開(kāi)關(guān)131、測(cè)量點(diǎn)165、信號(hào)電平檢測(cè)器167、電平適配器169、ADC開(kāi)關(guān)153、155和ADC157、159到達(dá)信號(hào)電平測(cè)量單元163的路徑。由此連接信號(hào)電平測(cè)量單元163，使得其可以測(cè)量信號(hào)電平，并且在優(yōu)選實(shí)施例中，可以對(duì)測(cè)量點(diǎn)165的反饋信號(hào)的功率電平進(jìn)行測(cè)量。反饋信號(hào)是在發(fā)射機(jī)中產(chǎn)生的，并且在優(yōu)選實(shí)施例中，具有傳輸頻帶中的某一頻率的恒定幅度的正弦波用作專(zhuān)用的校準(zhǔn)信號(hào)。該校準(zhǔn)信號(hào)由數(shù)字OFDM調(diào)制器101產(chǎn)生?？梢酝ㄟ^(guò)不同的方法調(diào)節(jié)反饋信號(hào)的信號(hào)電平，包括調(diào)節(jié)產(chǎn)生的數(shù)字校準(zhǔn)信號(hào)的幅度和調(diào)節(jié)發(fā)射機(jī)中具有可變?cè)鲆鍳的第一放大器123的增益。在優(yōu)選實(shí)施例中，調(diào)節(jié)發(fā)射機(jī)特性，使得信號(hào)電平測(cè)量單元163測(cè)量到規(guī)定的參考信號(hào)電平。具體地，將數(shù)字校準(zhǔn)信號(hào)的信號(hào)電平設(shè)置為適合于DAC103、105的動(dòng)態(tài)范圍的電平，并且調(diào)節(jié)第一放大器119的增益，使得測(cè)量到參考信號(hào)電平。在其他的實(shí)施例中，可以設(shè)置其他的參數(shù)，諸如，數(shù)字校準(zhǔn)信號(hào)的信號(hào)電平或者DAC的參考電壓。
可以使用任何適當(dāng)?shù)膮⒖茧娖?，但是?yōu)選地將參考電平設(shè)置得盡可能大，以便于將噪聲和失真的影響減到最小，同時(shí)仍然確保傳輸路徑、接收路徑、測(cè)量路徑，數(shù)模轉(zhuǎn)換和模數(shù)轉(zhuǎn)換處于電路的動(dòng)態(tài)范圍之內(nèi)。在優(yōu)選實(shí)施例中，參考信號(hào)電平被設(shè)置為18dBm。
而且，通過(guò)信號(hào)電平檢測(cè)器167的信號(hào)路徑優(yōu)選地是預(yù)先校準(zhǔn)的，使得該路徑中使用的所有元件的具體特性均得到補(bǔ)償。具體地，在收發(fā)信機(jī)的制造過(guò)程中，準(zhǔn)確的信號(hào)電平計(jì)連接到測(cè)量點(diǎn)165，并且調(diào)節(jié)發(fā)射機(jī)，用以提供在準(zhǔn)確的信號(hào)電平計(jì)上測(cè)得的所需的信號(hào)電平。然后，得到了由信號(hào)測(cè)量單元163測(cè)得的值并將其存儲(chǔ)起來(lái)。在校準(zhǔn)過(guò)程中，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)射機(jī)直至信號(hào)電平測(cè)量單元163測(cè)量到對(duì)應(yīng)于所存儲(chǔ)的參考值的值，設(shè)置參考電平。可替換地，可以調(diào)節(jié)測(cè)量路徑中的增益，使得在準(zhǔn)確的信號(hào)電平計(jì)測(cè)量到所需的參考電平時(shí)，信號(hào)電平測(cè)量單元163測(cè)量到預(yù)定的值。例如，通過(guò)人工調(diào)節(jié)電平適配器的增益，例如，通過(guò)調(diào)節(jié)變阻器，可以實(shí)現(xiàn)該調(diào)節(jié)。通過(guò)預(yù)先校準(zhǔn)測(cè)量路徑，可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量點(diǎn)165處的反饋信號(hào)的參考信號(hào)電平的非常精確的初始設(shè)置。由于這形成了隨后校準(zhǔn)的基礎(chǔ)，因此可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)校準(zhǔn)的高的準(zhǔn)確性。
在步驟203中，當(dāng)通過(guò)接收單元連接到測(cè)量單元時(shí)，由測(cè)量單元測(cè)量與參考信號(hào)電平相關(guān)的測(cè)量參考值。
在該步驟中，ADC開(kāi)關(guān)153、155從下面的位置切換到上面的位置，并且接收開(kāi)關(guān)設(shè)置在下面的位置。因此，信號(hào)電平測(cè)量單元163通過(guò)衰減器163、接收路徑、ADC開(kāi)關(guān)153、155和ADC157、159連接到測(cè)量點(diǎn)165。不改變發(fā)射機(jī)的特性，并且由此信號(hào)電平測(cè)量單元163現(xiàn)正對(duì)測(cè)量參考值進(jìn)行測(cè)量，對(duì)應(yīng)于測(cè)量通過(guò)接收單元的參考信號(hào)電平。
在步驟205中，按照增益步長(zhǎng)改變收發(fā)信機(jī)的收發(fā)信單元的增益參數(shù)。在優(yōu)選實(shí)施例中，改變與發(fā)射單元相關(guān)的增益，諸如第一放大器123的增益，或者改變與接收單元相關(guān)的增益，諸如IF放大器143的增益。增益步長(zhǎng)可以具有任何適當(dāng)?shù)某叽?，并且在一個(gè)實(shí)施例中，該增益步長(zhǎng)是無(wú)窮小的，使得按照附加的增益步長(zhǎng)進(jìn)行重復(fù)校準(zhǔn)對(duì)應(yīng)于在增益范圍上與收發(fā)信單元相關(guān)的增益的連續(xù)變化。
步驟207包括，當(dāng)通過(guò)接收單元連接到測(cè)量單元時(shí)，由測(cè)量單元測(cè)量反饋信號(hào)的反饋信號(hào)電平的至少一個(gè)測(cè)量結(jié)果。
由于增益步長(zhǎng)的原因，由信號(hào)電平測(cè)量單元163測(cè)量的信號(hào)電平將發(fā)生變化。如果增益步長(zhǎng)是發(fā)射機(jī)的增益步長(zhǎng)，則反饋信號(hào)的信號(hào)電平發(fā)生變化，并且由于接收路徑和信號(hào)電平測(cè)量單元163未變化，所以測(cè)量結(jié)果將發(fā)生變化。如果增益步長(zhǎng)是接收機(jī)的增益步長(zhǎng)，則ADC處的信號(hào)電平將發(fā)生變化，并且由信號(hào)電平測(cè)量單元163測(cè)得的測(cè)量結(jié)果將發(fā)生變化。
在步驟209中，響應(yīng)關(guān)于測(cè)量參考值的至少一個(gè)測(cè)量結(jié)果，確定增益步長(zhǎng)對(duì)反饋信號(hào)電平的相對(duì)作用。在增益步長(zhǎng)是發(fā)射單元的增益步長(zhǎng)的情況中，反饋信號(hào)電平發(fā)生變化，并且在優(yōu)選實(shí)施例中，相對(duì)作用被確定為反饋信號(hào)的信號(hào)電平中的差。該差被確定為信號(hào)電平測(cè)量單元163的測(cè)量結(jié)果和測(cè)量參考值之間的差。這樣，如果測(cè)量結(jié)果和測(cè)量參考值之間的差是，假如2dB，則相對(duì)作用被確定為2dB的信號(hào)電平變化。
在增益步長(zhǎng)是接收單元的增益步長(zhǎng)的情況中，信號(hào)電平測(cè)量單元163的測(cè)量結(jié)果的變化與反饋信號(hào)的信號(hào)電平變化相同。在該情況中，在優(yōu)選實(shí)施例中，相對(duì)作用被確定為反饋信號(hào)的信號(hào)電平中所需要的變化，以便于使信號(hào)電平測(cè)量單元163測(cè)得基本上等于測(cè)量參考值的值。這樣，在優(yōu)選實(shí)施例中，通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)射機(jī)直至信號(hào)電平測(cè)量單元163再次測(cè)得與測(cè)量參考值相似的值，調(diào)節(jié)反饋信號(hào)的信號(hào)電平。優(yōu)選地，通過(guò)改變數(shù)字校準(zhǔn)信號(hào)的幅度來(lái)完成該調(diào)節(jié)。由于該調(diào)節(jié)是在數(shù)字域中實(shí)現(xiàn)的，所以其可以高度準(zhǔn)確地執(zhí)行。在優(yōu)選實(shí)施例中，相對(duì)作用被確定為數(shù)字信號(hào)發(fā)生器的信號(hào)電平中的變化，以便于測(cè)量基本上與參考值相同的值。這樣，如果數(shù)字校準(zhǔn)信號(hào)的信號(hào)電平中的變化是，假如2dB，則相對(duì)作用被確定為2dB的信號(hào)電平變化。
可替換地或者另外地，例如，通過(guò)準(zhǔn)確測(cè)量，改變傳輸路徑中的任何適當(dāng)?shù)脑脑鲆妫梢詫?shí)現(xiàn)發(fā)射機(jī)特性的調(diào)節(jié)。具體地，該元件可以是模擬元件，諸如優(yōu)選地是第一放大器。實(shí)際上，通過(guò)在接收路徑的校準(zhǔn)之前對(duì)傳輸路徑進(jìn)行校準(zhǔn)，明顯地有助于獲得該增益步長(zhǎng)的所需的準(zhǔn)確性。
步驟211包括，響應(yīng)增益步長(zhǎng)對(duì)反饋信號(hào)的相對(duì)作用，校準(zhǔn)增益步長(zhǎng)。在優(yōu)選實(shí)施例中，將增益步長(zhǎng)簡(jiǎn)單地校準(zhǔn)為前文所述的相對(duì)作用，即，對(duì)于發(fā)射機(jī)校準(zhǔn)，其為信號(hào)電平測(cè)量單元的測(cè)量結(jié)果的差，而對(duì)于接收機(jī)校準(zhǔn)，其為信號(hào)電平中的差。然而，在其他實(shí)施例中，可以使用任何適當(dāng)?shù)挠糜谑乖鲆娌介L(zhǎng)對(duì)反饋信號(hào)的相對(duì)作用同增益步長(zhǎng)的校準(zhǔn)值相關(guān)聯(lián)的功能。例如，可以使用轉(zhuǎn)換功能，例如，其考慮接收路徑增益或者信號(hào)電平測(cè)量單元163對(duì)絕對(duì)輸入信號(hào)電平的已知的依賴(lài)關(guān)系。在其他的實(shí)施例中，可以使用進(jìn)一步包括其他的參數(shù)或者測(cè)量結(jié)果的轉(zhuǎn)換功能。
在下文中，更加詳細(xì)地描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。首先將描述收發(fā)信單元的發(fā)射單元的校準(zhǔn)，隨后將描述接收單元校準(zhǔn)的實(shí)施例。在優(yōu)選實(shí)施例中，發(fā)射單元和接收單元都根據(jù)所描述的實(shí)施例進(jìn)行校準(zhǔn)。
在優(yōu)選實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)包括通過(guò)傳輸路徑連接至反饋耦合的信號(hào)發(fā)生器。在圖1中，該信號(hào)發(fā)生器由OFDM調(diào)制器101形成，其可操作用于產(chǎn)生如前文所述的數(shù)字校準(zhǔn)信號(hào)。在優(yōu)選實(shí)施例中，通過(guò)在信號(hào)發(fā)生器處設(shè)置已知的電平，確定傳輸路徑增益GT，Ref的絕對(duì)值；當(dāng)測(cè)量單元通過(guò)功率檢測(cè)器連接到測(cè)量點(diǎn)時(shí)，調(diào)節(jié)傳輸路徑增益直至測(cè)量單元測(cè)量到等于測(cè)量參考值的電平；并且，校準(zhǔn)傳輸路徑增益GT，Ref的絕對(duì)值，其是已知信號(hào)電平和測(cè)量單元在通過(guò)功率檢測(cè)器連接到測(cè)量點(diǎn)時(shí)測(cè)得的測(cè)量值之間的預(yù)定關(guān)系的函數(shù)。
具體地，發(fā)射開(kāi)關(guān)131和ADC開(kāi)關(guān)153、155開(kāi)始被設(shè)置在下面的位置，由此建立了如前文所述的信號(hào)電平測(cè)量單元163通過(guò)信號(hào)電平檢測(cè)器167的測(cè)量路徑。
將傳輸路徑的增益設(shè)置為最小值，并且具體地，將第一放大器123的增益設(shè)置為最小值。然后通過(guò)將來(lái)自O(shè)FDM調(diào)制器101的校準(zhǔn)信號(hào)設(shè)置在最大的可能幅度，同時(shí)維持針對(duì)DAC飽和的合理的余量，設(shè)置信號(hào)發(fā)生器的已知值。在優(yōu)選實(shí)施例中，通過(guò)將恒定的幅度施加到一個(gè)子信道，同時(shí)將零信號(hào)施加到所有其他的子信道，由OFDM調(diào)制器101的iFFT產(chǎn)生5MHz的正弦信號(hào)?？商鎿Q地，可以使用專(zhuān)用的信號(hào)發(fā)生器。由信號(hào)電平測(cè)量單元163執(zhí)行測(cè)量，同時(shí)逐漸增加第一放大器123的增益直至測(cè)量結(jié)果等于這樣的值，即其對(duì)應(yīng)于測(cè)量點(diǎn)165處的反饋信號(hào)的規(guī)定的參考信號(hào)電平。優(yōu)選地，在如前文所述的制造過(guò)程中，通過(guò)預(yù)先校準(zhǔn)來(lái)預(yù)先確定測(cè)量值。
用于使反饋信號(hào)的信號(hào)電平等于參考信號(hào)的設(shè)置用作關(guān)于第一放大器123的參考增益設(shè)置。測(cè)量點(diǎn)處的反饋信號(hào)對(duì)應(yīng)于傳輸信號(hào)的輸出信號(hào)，并且，由于現(xiàn)在已知該信號(hào)的信號(hào)電平等于信號(hào)參考電平，而且已知校準(zhǔn)信號(hào)的信號(hào)電平具有高的準(zhǔn)確性，因此，針對(duì)該參考增益設(shè)置，傳輸路徑增益GT，Ref的絕對(duì)值可以準(zhǔn)確地確定為GT，Ref＝PRef-PCal其中GT，Ref以dB為單位進(jìn)行測(cè)量，PRef是以dBm為單位進(jìn)行測(cè)量的反饋信號(hào)的參考信號(hào)電平，而PCal是以dBm為單位進(jìn)行測(cè)量的校準(zhǔn)信號(hào)的信號(hào)電平。
這樣，獲得了傳輸路徑的參考增益的絕對(duì)值的準(zhǔn)確校準(zhǔn)。在第一放大器123的增益步長(zhǎng)相當(dāng)高的系統(tǒng)中，通過(guò)設(shè)置第一放大器123的增益使得信號(hào)電平測(cè)量單元163的測(cè)量結(jié)果接近于所需的值，隨后通過(guò)調(diào)節(jié)校準(zhǔn)信號(hào)的信號(hào)電平對(duì)電平進(jìn)行細(xì)微調(diào)節(jié)，可以獲得參考信號(hào)電平的準(zhǔn)確設(shè)置。因此，具體地，可以增加第一放大器的增益直至信號(hào)電平高于參考信號(hào)電平，在該點(diǎn)使增益減小一個(gè)步長(zhǎng)，并且逐漸增加校準(zhǔn)信號(hào)電平直至達(dá)到正確的電平。
在對(duì)傳輸路徑增益GT，Ref的絕對(duì)值進(jìn)行準(zhǔn)確地校準(zhǔn)之后，ADC開(kāi)關(guān)157、159改變到上面的位置，由此使信號(hào)電平測(cè)量單元163通過(guò)接收路徑連接到測(cè)量點(diǎn)165。反饋信號(hào)的信號(hào)電平仍然處于參考信號(hào)電平，并且對(duì)應(yīng)于該電平的信號(hào)電平測(cè)量單元163的測(cè)量結(jié)果作為測(cè)量參考電平而被存儲(chǔ)。
然后，通過(guò)按照某一步長(zhǎng)調(diào)節(jié)第一功率放大器的增益，執(zhí)行傳輸路徑的增益步進(jìn)。在優(yōu)選實(shí)施例中，第一放大器123的增益由數(shù)字控制信號(hào)進(jìn)行控制，并且步長(zhǎng)尺寸等于可能的最低步長(zhǎng)，即等于針對(duì)第一放大器123進(jìn)行量化的步長(zhǎng)。在增益步進(jìn)之后，并且在允許系統(tǒng)穩(wěn)定的足夠的時(shí)間之后，由信號(hào)電平測(cè)量單元163執(zhí)行測(cè)量。在優(yōu)選實(shí)施例中，第一放大器123的增益初始減小一個(gè)步長(zhǎng)，并且因此由信號(hào)電平測(cè)量單元163測(cè)得的信號(hào)電平測(cè)量結(jié)果將小于參考測(cè)量值。
反饋信號(hào)對(duì)信號(hào)電平的相對(duì)作用被確定為信號(hào)電平測(cè)量單元163的測(cè)量結(jié)果中的變化，并且具體地，被確定為新的測(cè)量值和測(cè)量參考值之間的差。增益步長(zhǎng)隨后被校準(zhǔn)為測(cè)量值之間的差。由此增益步長(zhǎng)的經(jīng)校準(zhǔn)的增益被確定為ΔG(-1)＝P(-1)-PMeas，Ref其中ΔG(-1)是以dB為單位的相對(duì)值(并且對(duì)于增益的減小是負(fù)的)，PMeas，Ref是以dBm為單位的測(cè)量參考值，而P(-1)是增益步進(jìn)后的信號(hào)電平測(cè)量單元的測(cè)量值。
這樣，由信號(hào)電平測(cè)量單元163的準(zhǔn)確性和接收路徑的線(xiàn)性和噪聲提供了校準(zhǔn)步長(zhǎng)的準(zhǔn)確性。然而，由于信號(hào)電平測(cè)量單元163是在數(shù)字域中實(shí)現(xiàn)的，所以可以獲得高的準(zhǔn)確性，而且其對(duì)溫度變化、漂移、老化等是不敏感的。而且，為了接收通信信號(hào)，接收路徑已被設(shè)計(jì)為具有非常低的噪聲和非常高的線(xiàn)性。特別地，對(duì)于OFDM接收機(jī)，線(xiàn)性要求是非常嚴(yán)格的，這是因?yàn)椋瑢?duì)于(相比于平均比)具有非常高的幅度峰值的信號(hào)，其必須提供適當(dāng)?shù)男阅?。因此，?shí)現(xiàn)了增益步長(zhǎng)的非常準(zhǔn)確的校準(zhǔn)。
新的增益設(shè)置G(-1)的絕對(duì)值可以簡(jiǎn)單地確定為G(-1)＝GT，Ref+ΔG(-1)一旦對(duì)第一增益步長(zhǎng)進(jìn)行了校準(zhǔn)，則針對(duì)下一個(gè)增益步長(zhǎng)重復(fù)校準(zhǔn)。這樣，第一放大器123的增益改變?yōu)榫o接前一增益設(shè)置下面的設(shè)置，并且確定由信號(hào)電平測(cè)量單元163測(cè)得的新的測(cè)量結(jié)果P(-2)。通過(guò)下式確定關(guān)于該步長(zhǎng)的相對(duì)增益校準(zhǔn)ΔG(-2)＝P(-2)-P(-1)然后，通過(guò)下式對(duì)該增益設(shè)置的絕對(duì)值進(jìn)行校準(zhǔn)G(-2)＝G(-1)+ΔG(-2)＝GT，Ref+ΔG(-1)+ΔG(-2)＝GT，Ref-PMeas，Ref+P(-2)對(duì)于另外的增益步長(zhǎng)，重復(fù)校準(zhǔn)直至覆蓋參考信號(hào)電平下面的所需動(dòng)態(tài)范圍。在優(yōu)選實(shí)施例中，針對(duì)發(fā)射機(jī)的輸出端處的信號(hào)電平的動(dòng)態(tài)范圍，即18dBm～-15dBm的參考信號(hào)電平，重復(fù)該過(guò)程，由此覆蓋了33dB的動(dòng)態(tài)范圍。
在優(yōu)選實(shí)施例中，發(fā)射單元包括具有OFDM調(diào)制器形式的數(shù)字信號(hào)發(fā)生器，用于產(chǎn)生校準(zhǔn)信號(hào)。該數(shù)字信號(hào)發(fā)生器通過(guò)模擬傳輸路徑連接到測(cè)量點(diǎn)。這提供了對(duì)校準(zhǔn)信號(hào)的信號(hào)電平的非常準(zhǔn)確的控制，并且特別地，其允許獲得非常準(zhǔn)確的相對(duì)信號(hào)電平變化。
在某些實(shí)施例中，并且特別是在與優(yōu)選實(shí)施例相似的實(shí)施例中，增益步長(zhǎng)與校準(zhǔn)信號(hào)的信號(hào)電平的變化相關(guān)，并且增益步長(zhǎng)的校準(zhǔn)進(jìn)一步響應(yīng)校準(zhǔn)信號(hào)的信號(hào)電平中的變化。因此，在某些實(shí)施例中，某些增益步進(jìn)或者全部的增益步進(jìn)之后跟隨有校準(zhǔn)信號(hào)的信號(hào)電平調(diào)節(jié)。例如，如果第一放大器123的增益減少了一個(gè)增益步長(zhǎng)，則校準(zhǔn)信號(hào)的信號(hào)電平增加適當(dāng)?shù)闹?。由于校?zhǔn)信號(hào)的信號(hào)發(fā)生器是數(shù)字的，因此已知該值具有高的精確性。因此，第一增益步長(zhǎng)的校準(zhǔn)得自ΔG(-1)＝P(-1)-PMeas，Ref+PΔCal其中PΔCal是對(duì)應(yīng)于增益步長(zhǎng)的校準(zhǔn)信號(hào)的信號(hào)電平中的變化。可以以相似的方式執(zhí)行另外的增益步長(zhǎng)的校準(zhǔn)。優(yōu)選地，校準(zhǔn)信號(hào)僅針對(duì)一個(gè)增益步長(zhǎng)或者某些增益步長(zhǎng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，而對(duì)剩余的增益步長(zhǎng)不進(jìn)行調(diào)節(jié)。
通過(guò)調(diào)節(jié)校準(zhǔn)信號(hào)的信號(hào)電平，反饋信號(hào)可以維持在規(guī)定的動(dòng)態(tài)范圍中，其明顯地小于待校準(zhǔn)的增益的動(dòng)態(tài)范圍。因此，噪聲和非線(xiàn)性的影響可以減到最小，導(dǎo)致更加準(zhǔn)確的校準(zhǔn)過(guò)程。因此，與一個(gè)或者多個(gè)增益步長(zhǎng)相關(guān)的校準(zhǔn)信號(hào)的信號(hào)電平中的變化優(yōu)選地是這樣的，即，使反饋信號(hào)維持在規(guī)定的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)。
在優(yōu)選實(shí)施例中，調(diào)節(jié)校準(zhǔn)信號(hào)的信號(hào)電平的方法用于校準(zhǔn)參考增益GT，Ref之上的增益范圍。優(yōu)選地針對(duì)接收路徑和測(cè)量路徑的動(dòng)態(tài)范圍的上閾值設(shè)置參考信號(hào)電平，以便于將噪聲和非線(xiàn)性的影響減到最小。然而，增加發(fā)射機(jī)的增益將導(dǎo)致反饋信號(hào)的信號(hào)電平增加到參考信號(hào)電平之上，并且由此使接收機(jī)和/或測(cè)量電路過(guò)載。因此，在優(yōu)選實(shí)施例中，將傳輸路徑的增益增加到參考增益之上的至少一個(gè)增益步長(zhǎng)與校準(zhǔn)電平的信號(hào)電平的下降相關(guān)，由此使參考信號(hào)維持在規(guī)定的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)。
具體地，將第一放大器123的增益設(shè)置為或者重置為參考增益，并且將校準(zhǔn)信號(hào)的信號(hào)電平設(shè)置為默認(rèn)的值。由于前面的校準(zhǔn)，現(xiàn)在反饋信號(hào)處于參考信號(hào)電平，并且信號(hào)電平測(cè)量單元163正在測(cè)量等于測(cè)量參考值的值。信號(hào)發(fā)生器的信號(hào)電平，即OFDM調(diào)制器101的校準(zhǔn)信號(hào)現(xiàn)在減少了已知的值，在該實(shí)施例中，該值等于多個(gè)增益步長(zhǎng)。作為具體的示例，校準(zhǔn)信號(hào)電平減少了18dB，以便于校準(zhǔn)4個(gè)約為3dB的增益步長(zhǎng)。這將在最高的增益設(shè)置處提供某些余量。信號(hào)電平測(cè)量單元163現(xiàn)在測(cè)得了值，除去測(cè)量誤差，該值等于測(cè)量參考值減去增益變化，即18dB。該電平用作新的測(cè)量參考值。然后第一放大器123的增益增加一個(gè)增益步長(zhǎng)，由信號(hào)電平測(cè)量單元163執(zhí)行新的測(cè)量，并且由下式校準(zhǔn)增益步長(zhǎng)ΔG(+1)＝P(+1)-PMeas，Ref，CalComp其中P(+1)是以dB為單位的信號(hào)電平測(cè)量單元的測(cè)量結(jié)果，PMeas，Ref，CalComp是以dB為單位的校準(zhǔn)補(bǔ)償?shù)臏y(cè)量參考值。在理想情況中，PMeas，Ref，CalComp等于PMeas，Ref+ΔPCal。因此，該增加的增益設(shè)置的絕對(duì)增益是G(1)＝GT，Ref+ΔG(1)然后以相同的方式繼續(xù)校準(zhǔn)直至所需動(dòng)態(tài)范圍的所有增益設(shè)置均被覆蓋。
在優(yōu)選實(shí)施例中，發(fā)射單元和接收單元都進(jìn)行校準(zhǔn)。當(dāng)校準(zhǔn)接收單元時(shí)，如針對(duì)發(fā)射機(jī)校準(zhǔn)所描述的，首先設(shè)置參考信號(hào)電平。然后ADC開(kāi)關(guān)切換到上面的位置，由此使信號(hào)電平測(cè)量單元163通過(guò)接收路徑連接到測(cè)量點(diǎn)。反饋信號(hào)的信號(hào)電平處于參考信號(hào)電平，并且信號(hào)電平測(cè)量單元正在測(cè)量對(duì)應(yīng)于測(cè)量參考值的值。在優(yōu)選實(shí)施例中，執(zhí)行接收路徑的絕對(duì)增益的校準(zhǔn)。優(yōu)選地，緊隨發(fā)射機(jī)的絕對(duì)增益校準(zhǔn)之后，并且在發(fā)射單元的整個(gè)動(dòng)態(tài)增益范圍的校準(zhǔn)之前，執(zhí)行接收機(jī)的絕對(duì)增益校準(zhǔn)。
接收機(jī)的絕對(duì)增益校準(zhǔn)優(yōu)選地響應(yīng)測(cè)量參考值和參考信號(hào)電平。衰減器163的衰減是已知的，并且因此接收機(jī)的輸入電平的信號(hào)電平是已知的。測(cè)量參考值是ADC處的信號(hào)電平的測(cè)量值，并且因此接收路徑的增益可計(jì)算為輸入信號(hào)電平和ADC處的信號(hào)電平之間的比。
具體地，通過(guò)首先將接收路徑的增益設(shè)置為最小值，執(zhí)行接收機(jī)的絕對(duì)增益值的校準(zhǔn)。針對(duì)反饋信號(hào)設(shè)置參考信號(hào)電平，并且信號(hào)電平測(cè)量單元通過(guò)接收路徑連接到測(cè)量點(diǎn)。優(yōu)選地，這樣設(shè)置參考信號(hào)電平和衰減器的比，使得接收機(jī)輸入信號(hào)電平對(duì)應(yīng)于接收機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍的上閾值。接收機(jī)的增益向上步進(jìn)直至ADC過(guò)載。接收路徑的增益減小一個(gè)步長(zhǎng)，由此ADC輸入端的信號(hào)返回到范圍內(nèi)。關(guān)于接收機(jī)的輸入信號(hào)電平現(xiàn)處于最大電平，并且信號(hào)電平測(cè)量單元指出接近滿(mǎn)標(biāo)功率。信號(hào)電平測(cè)量單元163執(zhí)行信號(hào)電平的測(cè)量，并且測(cè)量值用作測(cè)量參考值PMeas，Ref。接收路徑的當(dāng)前增益設(shè)置是被確定為接收機(jī)輸入信號(hào)和測(cè)量參考值之間的差的參考增益設(shè)置GR，Ref，即GR,Ref=PMeas,RefPRef-GAtt]]>
其中Pref是參考信號(hào)電平，而GAtt是由衰減器進(jìn)行的衰減，并且所有的值以dB為單位進(jìn)行測(cè)量。
因此，由參考信號(hào)電平，如前文所述，其被設(shè)置為具有高的準(zhǔn)確性——特別是在執(zhí)行信號(hào)電平檢測(cè)器的預(yù)先校準(zhǔn)時(shí)；衰減器的衰減，其可被設(shè)計(jì)為具有高的準(zhǔn)確性；和信號(hào)電平測(cè)量單元的準(zhǔn)確性，其是數(shù)字的并且由此可被設(shè)計(jì)為具有高的準(zhǔn)確性，確定參考增益設(shè)置處的接收路徑的絕對(duì)增益。因此，隨之而來(lái)的是，實(shí)現(xiàn)了參考增益設(shè)置處的絕對(duì)增益的非常準(zhǔn)確的測(cè)量。
在優(yōu)選實(shí)施例中，衰減器被設(shè)計(jì)為提供28dB的衰減，使得對(duì)于優(yōu)選的18dB的參考信號(hào)電平，反饋回接收機(jī)的信號(hào)電平為-20dBm。該電平是在HiperLAN標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的最高的接收信號(hào)電平。如果，例如，測(cè)量參考值測(cè)得為10dBm，則參考增益設(shè)置處的增益被確定為30dB。
當(dāng)開(kāi)始接收單元的動(dòng)態(tài)范圍的校準(zhǔn)時(shí)，將反饋信號(hào)設(shè)置在參考信號(hào)電平。在優(yōu)選實(shí)施例中，對(duì)于接近最大值的校準(zhǔn)信號(hào)電平和參考設(shè)置處的傳輸增益設(shè)置，執(zhí)行該操作。
然后，通過(guò)使接收單元的增益參數(shù)改變一個(gè)增益步長(zhǎng)，執(zhí)行接收增益的校準(zhǔn)。在圖1的實(shí)施例中，為了簡(jiǎn)潔和清楚起見(jiàn)，示出了，僅在IF放大器143處調(diào)節(jié)接收路徑的增益。優(yōu)選地，該IF放大器具有數(shù)控增益，并且接收機(jī)的增益步長(zhǎng)對(duì)應(yīng)于將IF放大器143的增益改變到最近的設(shè)置。
通過(guò)信號(hào)電平測(cè)量單元163執(zhí)行反饋信號(hào)的測(cè)量，并且增益步長(zhǎng)對(duì)反饋信號(hào)的相對(duì)作用被確定為所需用于實(shí)現(xiàn)至少一個(gè)測(cè)量結(jié)果和測(cè)量參考值之間的預(yù)定關(guān)系的反饋信號(hào)電平中的相對(duì)變化。在優(yōu)選實(shí)施例中，預(yù)定的關(guān)系是，信號(hào)電平測(cè)量單元的測(cè)量結(jié)果基本上等于測(cè)量參考值。具體地，通過(guò)改變發(fā)射單元的特性直至信號(hào)電平測(cè)量單元測(cè)得了等于測(cè)量參考值的值，確定相對(duì)作用。然后，響應(yīng)該相對(duì)作用，確定增益步長(zhǎng)的校準(zhǔn)，并且在優(yōu)選實(shí)施例中，其被確定為與相對(duì)作用基本相同的值。
在該實(shí)施例中，根據(jù)反饋信號(hào)電平中的變化設(shè)置增益步長(zhǎng)的校準(zhǔn)，其導(dǎo)致了信號(hào)電平測(cè)量單元的測(cè)量結(jié)果等于測(cè)量參考值。反饋信號(hào)的信號(hào)電平中的變化通過(guò)發(fā)射機(jī)中為實(shí)現(xiàn)該目的而發(fā)生的變化來(lái)確定。在優(yōu)選實(shí)施例中，改變發(fā)射機(jī)的增益和/或校準(zhǔn)信號(hào)的信號(hào)電平，并且，由于在該實(shí)施例中發(fā)射機(jī)的校準(zhǔn)先于接收機(jī)的校準(zhǔn)，因此這些值已知具有高的準(zhǔn)確性，由此導(dǎo)致了接收單元的增益步長(zhǎng)的準(zhǔn)確校準(zhǔn)。
更具體地，在優(yōu)選實(shí)施例中，由于參考增益設(shè)置被確定用于最高的所規(guī)定的接收機(jī)輸入電平，因此接收機(jī)增益步長(zhǎng)的校準(zhǔn)主要具有高于參考增益設(shè)置的增益。因此增益步長(zhǎng)達(dá)到接收單元的較高增益，并且由于參考增益設(shè)置被設(shè)置為使得ADC信號(hào)電平剛好低于飽和，因此ADC將飽和或者過(guò)載。因此，通過(guò)減少OFDM調(diào)制器101包括的數(shù)字信號(hào)發(fā)射器產(chǎn)生的校準(zhǔn)信號(hào)的幅度，減少了校準(zhǔn)信號(hào)的信號(hào)電平。減少校準(zhǔn)信號(hào)電平直至信號(hào)電平測(cè)量單元163測(cè)得了等于測(cè)量參考值的值。因此，增益步長(zhǎng)被校準(zhǔn)為等于校準(zhǔn)信號(hào)的幅度中的減少量。由于在數(shù)字域中執(zhí)行該減少，因此其可被確定為具有高的準(zhǔn)確性，并且由此高度準(zhǔn)確地校準(zhǔn)了增益步長(zhǎng)。
在優(yōu)選實(shí)施例中，重復(fù)所描述的步驟(與發(fā)射機(jī)的校準(zhǔn)相似)，由此高度準(zhǔn)確地校準(zhǔn)了接收單元的增益范圍。數(shù)字信號(hào)發(fā)生器(OFDM調(diào)制器)的動(dòng)態(tài)范圍和/或DAC典型地受到限制，并且因此，優(yōu)選實(shí)施例包括，改變傳輸路徑的增益和調(diào)節(jié)數(shù)字信號(hào)發(fā)生器的輸出電平直至由測(cè)量單元測(cè)得測(cè)量參考值。優(yōu)選地，在改變接收單元的增益之前執(zhí)行該步驟。這樣，通過(guò)改變傳輸路徑的增益，諸如第一放大器的增益，反饋信號(hào)電平的動(dòng)態(tài)范圍可以擴(kuò)展超出數(shù)字信號(hào)發(fā)生器的動(dòng)態(tài)范圍。由于傳輸路徑的增益變化與校準(zhǔn)信號(hào)電平的再調(diào)節(jié)相關(guān)，使得信號(hào)電平測(cè)量單元163再一次測(cè)得測(cè)量參考值，因此維持了校準(zhǔn)的高的準(zhǔn)確性——即使是在沒(méi)有校準(zhǔn)傳輸路徑的增益步長(zhǎng)的情況下。
因此，在優(yōu)選實(shí)施例中，具體地，通過(guò)在規(guī)定的適當(dāng)?shù)姆秶姓{(diào)節(jié)校準(zhǔn)信號(hào)，校準(zhǔn)了多個(gè)增益步長(zhǎng)。然而，當(dāng)校準(zhǔn)信號(hào)電平即將超出該動(dòng)態(tài)范圍時(shí)，傳輸路徑的增益的增加領(lǐng)先于接收路徑的增益步長(zhǎng)一個(gè)或者幾個(gè)增益步長(zhǎng)。然后，調(diào)節(jié)校準(zhǔn)信號(hào)電平直至信號(hào)電平測(cè)量單元的測(cè)量結(jié)果與測(cè)量參考電平相同。當(dāng)其發(fā)生時(shí)，反饋信號(hào)的信號(hào)電平等于調(diào)節(jié)傳輸路徑的增益設(shè)置之前的電平，但是信號(hào)發(fā)生器以及校準(zhǔn)信號(hào)電平返回信號(hào)發(fā)生器的動(dòng)態(tài)范圍的上閾值。接收機(jī)增益隨即增加一個(gè)增益步長(zhǎng)，并且調(diào)節(jié)校準(zhǔn)電平的信號(hào)電平直至信號(hào)電平測(cè)量單元再一次測(cè)得對(duì)應(yīng)于測(cè)量參考值的值。然后，再次將增益步長(zhǎng)校準(zhǔn)為等于由數(shù)字信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的校準(zhǔn)信號(hào)的信號(hào)電平中的變化。
這樣，可被校準(zhǔn)的接收機(jī)增益的動(dòng)態(tài)范圍極大地?cái)U(kuò)展，超出了數(shù)字信號(hào)發(fā)生器的動(dòng)態(tài)范圍，同時(shí)保留了數(shù)字信號(hào)發(fā)生器的校準(zhǔn)的準(zhǔn)確性。
在優(yōu)選實(shí)施例中，校準(zhǔn)信號(hào)是具有恒定幅度的正弦信號(hào)。這提供了這樣的優(yōu)點(diǎn)，即測(cè)量過(guò)程不會(huì)受到校準(zhǔn)信號(hào)的信號(hào)電平中的變化的影響，并且對(duì)于優(yōu)選實(shí)施例中用作信號(hào)電平檢測(cè)器的簡(jiǎn)單的峰值檢測(cè)器，可以容易地確定輸出電平和輸入端的信號(hào)電平之間的關(guān)系。然而，在其他的實(shí)施例中，可以使用其他適當(dāng)?shù)男盘?hào)。特別地，如果使用比較復(fù)雜的信號(hào)檢測(cè)器，諸如均方根(rms)信號(hào)電平檢測(cè)器，則可以使用比較復(fù)雜的校準(zhǔn)信號(hào)。這樣，可以使用任何具有時(shí)間變化的信號(hào)，其中應(yīng)限制時(shí)間變化使之明顯小于測(cè)量過(guò)程的平均間隔，并且特別地，可以反饋當(dāng)前的經(jīng)調(diào)制的通信信號(hào)并使之用于校準(zhǔn)。對(duì)于具有相對(duì)恒定的幅度的調(diào)制格式，這在收發(fā)信機(jī)中是特別有吸引力的，諸如高斯最小頻移鍵控(Gaussian Minimum Shift Keying，GMSK)，而且在某些實(shí)施例中不僅使用正交調(diào)幅(Quadrature AmplitudeModulation，QAM)信號(hào)，甚至使用OFDM信號(hào)。
在某些實(shí)施例中，對(duì)于發(fā)射單元和接收單元，以時(shí)分多路復(fù)用的方式使用相同的低通濾波器。在該情況中，在增益校準(zhǔn)過(guò)程中，在接收路徑中使用簡(jiǎn)單的輔助濾波器對(duì)或者完全不使用濾波器。由于濾波器具有準(zhǔn)確的增益，因此這不會(huì)降低校準(zhǔn)的精度。
從上文的描述中，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，絕對(duì)校準(zhǔn)的準(zhǔn)確性依賴(lài)于通過(guò)信號(hào)電平檢測(cè)器的測(cè)量路徑的精度。信號(hào)檢測(cè)器典型地具有有限的高準(zhǔn)確性的動(dòng)態(tài)范圍，并且在該范圍外準(zhǔn)確性降低。因此，信號(hào)電平檢測(cè)器具有有限的低失真的動(dòng)態(tài)輸入范圍，并且將參考信號(hào)電平設(shè)置在該動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)。
因此，在優(yōu)選實(shí)施例中，具體地，使用了非常簡(jiǎn)單的信號(hào)電平檢測(cè)器。該檢測(cè)器的準(zhǔn)確性的關(guān)鍵參數(shù)是二極管的特性及其中的變化。對(duì)于典型的二極管，二極管的導(dǎo)通電壓將在最大值400mV和最小值100mV之間變化。因此，該功率電平檢測(cè)器的誤差在300mV的量級(jí)，并且因此盡可能選擇高的參考信號(hào)電平。對(duì)于優(yōu)選的-018dBm的參考信號(hào)電平，正弦信號(hào)的峰值是2.5伏特，并且檢測(cè)器可能的變化為14％或者1.16dB。然而，通過(guò)在制造過(guò)程中預(yù)先校準(zhǔn)信號(hào)電平檢測(cè)器，可以基本上減小該值。在反饋信號(hào)電平的較低的值處，誤差將明顯增加。所述校準(zhǔn)方法的顯著的優(yōu)點(diǎn)在于，測(cè)量路徑以及信號(hào)電平檢測(cè)器僅用于處于參考信號(hào)電平的反饋信號(hào)，并且因此可以使用簡(jiǎn)單的低成本的信號(hào)電平檢測(cè)器，同時(shí)仍然導(dǎo)致跨越大的增益范圍的校準(zhǔn)的高度的準(zhǔn)確性。
接收機(jī)增益的絕對(duì)值的準(zhǔn)確性進(jìn)一步依賴(lài)于衰減器的準(zhǔn)確性。對(duì)于圖1中示出的簡(jiǎn)單的阻性衰減器，隨著衰減的降低，衰減器的精度增加，并且因此理想的是，具有盡可能低的衰減。然而，低的衰減需要低的參考信號(hào)電平，并且因此同關(guān)于信號(hào)電平檢測(cè)器的要求相沖突。因此，必須確定適當(dāng)?shù)恼壑?，在?yōu)選實(shí)施例中，其是處于-18dBm的參考信號(hào)電平和38dB的衰減。
為了簡(jiǎn)潔和清楚起見(jiàn)，所述實(shí)施例僅考慮了具有可變?cè)鲆娴膫鬏斅窂胶?或接收路徑的一個(gè)元件。然而，在本發(fā)明考慮范圍內(nèi)的是，可以使用任何數(shù)目的可調(diào)節(jié)元件或者可變?cè)⑶铱梢允褂萌魏芜m當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)或者改變這些元件的方法。
本發(fā)明可以以任何適當(dāng)?shù)男问綄?shí)現(xiàn)，包括在硬件中實(shí)現(xiàn)，或者在硬件和軟件的任何適當(dāng)?shù)慕M合中實(shí)現(xiàn)。然而，優(yōu)選地，所有的數(shù)字元件在集成電路中實(shí)現(xiàn)或者在適當(dāng)?shù)臄?shù)字信號(hào)處理器中實(shí)現(xiàn)。該集成電路可以進(jìn)一步包括ADC、DAC和某些或者全部模擬元件。這樣，可以以任何適當(dāng)?shù)姆绞綄?shí)現(xiàn)所需用于校準(zhǔn)的步驟，但是優(yōu)選地，作為集成電路或者信號(hào)處理單元中的軟件或者固件實(shí)現(xiàn)。
因此，本發(fā)明意圖提供多種優(yōu)點(diǎn)，其包括下列項(xiàng)中的某些或全部●提供了用于自動(dòng)校準(zhǔn)收發(fā)信單元的簡(jiǎn)單方法。
●提供了增益校準(zhǔn)的準(zhǔn)確方法。
●僅在規(guī)定的參考信號(hào)電平處使用測(cè)量路徑，即使對(duì)于測(cè)量路徑的簡(jiǎn)單的和低成本的實(shí)現(xiàn)方案，也允許高的準(zhǔn)確性。因此本發(fā)明提供了使用很少的和廉價(jià)的測(cè)量元件的準(zhǔn)確的校準(zhǔn)。
●可以在參考信號(hào)電平處執(zhí)行準(zhǔn)確的絕對(duì)增益校準(zhǔn)，并且使用準(zhǔn)確的相對(duì)增益測(cè)量，可以獲得關(guān)于整個(gè)增益范圍的準(zhǔn)確的增益校準(zhǔn)。
●通過(guò)具有較低的動(dòng)態(tài)范圍的信號(hào)發(fā)生器實(shí)現(xiàn)了大增益范圍的準(zhǔn)確的校準(zhǔn)，同時(shí)維持了信號(hào)發(fā)生器的準(zhǔn)確性。
●提供了校準(zhǔn)的方法，其中非常準(zhǔn)確地對(duì)相對(duì)增益步長(zhǎng)進(jìn)行校準(zhǔn)，這是由于相對(duì)值是僅基于數(shù)字測(cè)量和調(diào)節(jié)確定的。
●所述校準(zhǔn)方法的顯著優(yōu)點(diǎn)在于，測(cè)量路徑以及信號(hào)電平檢測(cè)器僅用于處于參考信號(hào)電平的反饋信號(hào)，并且因此可以使用簡(jiǎn)單的低成本的信號(hào)電平檢測(cè)器，同時(shí)導(dǎo)致跨越大的增益范圍的校準(zhǔn)的高度的準(zhǔn)確性，其中該增益范圍比信號(hào)發(fā)生器的動(dòng)態(tài)范圍大很多，該信號(hào)發(fā)生器仍然維持了其校準(zhǔn)的準(zhǔn)確性。
權(quán)利要求
1.一種用于對(duì)收發(fā)信機(jī)進(jìn)行增益校準(zhǔn)的方法，該收發(fā)信機(jī)具有發(fā)射單元和接收單元并且包括從發(fā)射單元到接收單元的反饋耦合，該反饋耦合包括測(cè)量點(diǎn)；該方法包括步驟響應(yīng)信號(hào)電平測(cè)量單元通過(guò)信號(hào)電平檢測(cè)器連接至測(cè)量點(diǎn)時(shí)測(cè)得的信號(hào)電平檢測(cè)器的測(cè)量結(jié)果，通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)射單元的特性，設(shè)置測(cè)量點(diǎn)處的反饋信號(hào)的參考信號(hào)電平；當(dāng)通過(guò)接收單元連接至測(cè)量單元時(shí)由測(cè)量單元測(cè)量與參考信號(hào)電平相關(guān)的測(cè)量參考值；按照增益步長(zhǎng)改變收發(fā)信機(jī)的收發(fā)信單元的增益參數(shù)；當(dāng)通過(guò)接收單元連接至測(cè)量單元時(shí)由測(cè)量單元測(cè)量反饋信號(hào)的反饋信號(hào)電平的至少一個(gè)測(cè)量結(jié)果；響應(yīng)相對(duì)于測(cè)量參考值的至少一個(gè)測(cè)量結(jié)果，確定增益步長(zhǎng)對(duì)反饋信號(hào)電平的相對(duì)作用；和響應(yīng)增益步長(zhǎng)對(duì)反饋信號(hào)的相對(duì)作用，校準(zhǔn)增益步長(zhǎng)。
2.權(quán)利要求1的方法，其中相對(duì)作用被確定為關(guān)于測(cè)量參考值的至少一個(gè)測(cè)量結(jié)果的相對(duì)變化。
3.權(quán)利要求2的方法，其中相對(duì)作用被確定為至少一個(gè)測(cè)量結(jié)果和測(cè)量參考值之間的差。
4.權(quán)利要求1的方法，其中相對(duì)作用被確定為所需用于實(shí)現(xiàn)至少一個(gè)測(cè)量結(jié)果和測(cè)量參考值之間的預(yù)定關(guān)系的反饋信號(hào)電平中的相對(duì)變化。
5.權(quán)利要求4的方法，其中預(yù)定關(guān)系是，至少一個(gè)測(cè)量結(jié)果基本上等于測(cè)量參考值。
6.權(quán)利要求4或5的方法，其中校準(zhǔn)增益步長(zhǎng)的步驟包括將增益步長(zhǎng)確定為基本上與相對(duì)作用相同的值。
7.前面任何權(quán)利要求的方法，其中發(fā)射機(jī)包括通過(guò)具有傳輸路徑增益的傳輸路徑連接至反饋耦合的信號(hào)發(fā)生器，并且進(jìn)一步包括步驟在信號(hào)發(fā)生器處設(shè)置已知電平；當(dāng)測(cè)量單元通過(guò)信號(hào)電平檢測(cè)器連接到測(cè)量點(diǎn)時(shí)，調(diào)節(jié)傳輸路徑增益直至測(cè)量單元測(cè)量到等于測(cè)量參考值的電平；和校準(zhǔn)傳輸路徑增益的絕對(duì)值，該絕對(duì)值是已知信號(hào)電平和參考信號(hào)電平與測(cè)量單元的測(cè)量值之間的預(yù)定關(guān)系的函數(shù)，其中該測(cè)量值是測(cè)量單元通過(guò)信號(hào)電平檢測(cè)器連接到測(cè)量點(diǎn)時(shí)測(cè)量到的。
8.前面任何權(quán)利要求的方法，其中接收機(jī)包括具有接收路徑增益的接收路徑，并且進(jìn)一步包括步驟響應(yīng)測(cè)量參考值和參考信號(hào)電平，校準(zhǔn)接收路徑增益的絕對(duì)值。
9.前面任何權(quán)利要求的方法，其中收發(fā)信單元是具有傳輸路徑的發(fā)射單元，該傳輸路徑具有傳輸路徑增益，并且增益步長(zhǎng)是傳輸路徑增益的增益步長(zhǎng)。
10.權(quán)利要求9的方法，其中發(fā)射單元包括數(shù)字信號(hào)發(fā)生器，用于產(chǎn)生通過(guò)傳輸路徑連接到測(cè)量點(diǎn)的校準(zhǔn)信號(hào)，該傳輸路徑是模擬傳輸路徑。
11.權(quán)利要求10的方法，其中增益步長(zhǎng)與校準(zhǔn)信號(hào)的信號(hào)電平的變化相關(guān)，并且增益步長(zhǎng)的校準(zhǔn)進(jìn)一步地響應(yīng)校準(zhǔn)信號(hào)的信號(hào)電平中的變化，由此使反饋信號(hào)維持在規(guī)定的動(dòng)態(tài)范圍中。
12.前面任何權(quán)利要求的方法，其中收發(fā)信單元是具有接收路徑增益的接收單元，并且增益步長(zhǎng)是接收路徑增益的增益步長(zhǎng)。
13.權(quán)利要求12的方法，依賴(lài)于權(quán)利要求4～6中的任何一個(gè)，其中發(fā)射單元包括數(shù)字信號(hào)發(fā)生器，用于產(chǎn)生通過(guò)傳輸路徑連接到測(cè)量路徑的校準(zhǔn)信號(hào)，并且通過(guò)調(diào)節(jié)數(shù)字信號(hào)發(fā)生器的輸出電平確定所需用于實(shí)現(xiàn)至少一個(gè)測(cè)量結(jié)果和測(cè)量參考值之間的預(yù)定關(guān)系的反饋信號(hào)電平中的相對(duì)變化。
14.權(quán)利要求13的方法，進(jìn)一步包括步驟改變傳輸路徑增益和調(diào)節(jié)數(shù)字信號(hào)發(fā)生器的輸出電平，使得由測(cè)量單元測(cè)量到測(cè)量參考值。
15.前面任何權(quán)利要求的方法，其中反饋信號(hào)是具有恒定幅度的校準(zhǔn)信號(hào)。
16.前面任何權(quán)利要求的方法，其中測(cè)量單元是數(shù)字的，并且從測(cè)量點(diǎn)通過(guò)信號(hào)電平檢測(cè)器到測(cè)量單元的耦合不包括任何接收單元的模擬信號(hào)路徑。
17.前面任何權(quán)利要求的方法，其中重復(fù)改變?cè)鲆鎱?shù)、測(cè)量至少一個(gè)測(cè)量結(jié)果、確定相對(duì)作用和校準(zhǔn)增益步長(zhǎng)的步驟，由此實(shí)現(xiàn)了跨越動(dòng)態(tài)增益范圍的校準(zhǔn)。
18.權(quán)利要求17的方法，其中確定相對(duì)作用的步驟進(jìn)一步響應(yīng)前面重復(fù)過(guò)程中確定的相對(duì)作用。
19.前面任何權(quán)利要求的方法，其中信號(hào)電平檢測(cè)器具有低失真的有限的動(dòng)態(tài)輸入范圍，并且參考信號(hào)電平被設(shè)置在該動(dòng)態(tài)范圍中。
20.前面任何權(quán)利要求的方法，進(jìn)一步包括步驟當(dāng)測(cè)量通過(guò)信號(hào)電平檢測(cè)器的參考信號(hào)電平時(shí)，預(yù)先校準(zhǔn)測(cè)量單元的測(cè)量結(jié)果。
21.一種用于對(duì)收發(fā)信機(jī)進(jìn)行增益校準(zhǔn)的設(shè)備，該收發(fā)信機(jī)具有發(fā)射單元和接收單元，并且包括從發(fā)射單元到接收單元的反饋耦合，該反饋耦合包括測(cè)量點(diǎn)；該設(shè)備包括信號(hào)電平測(cè)量單元，用于測(cè)量與測(cè)量點(diǎn)處反饋信號(hào)相關(guān)的信號(hào)電平；該信號(hào)電平測(cè)量單元可操作用以通過(guò)接收單元和/或通過(guò)信號(hào)電平檢測(cè)器連接到測(cè)量點(diǎn)；一種這樣的裝置，用于響應(yīng)信號(hào)電平測(cè)量單元通過(guò)信號(hào)電平檢測(cè)器連接至測(cè)量點(diǎn)時(shí)測(cè)得的信號(hào)電平檢測(cè)器的測(cè)量結(jié)果，通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)射單元的特性，設(shè)置測(cè)量點(diǎn)處的反饋信號(hào)的參考信號(hào)電平；一種這樣的裝置，用于在通過(guò)接收單元連接至測(cè)量單元時(shí)，控制測(cè)量單元，用以執(zhí)行與參考信號(hào)電平相關(guān)的測(cè)量參考值的測(cè)量；一種這樣的裝置，用于按照增益步長(zhǎng)改變收發(fā)信機(jī)的收發(fā)信單元的增益參數(shù)；一種這樣的裝置，用于在通過(guò)接收單元連接至測(cè)量單元時(shí)，控制測(cè)量單元，用以執(zhí)行反饋信號(hào)的反饋信號(hào)電平的至少一個(gè)測(cè)量結(jié)果的測(cè)量；一種這樣的裝置，用于響應(yīng)關(guān)于測(cè)量參考值的至少一個(gè)測(cè)量結(jié)果，確定增益步長(zhǎng)對(duì)反饋信號(hào)電平的相對(duì)作用；和一種這樣的裝置，用于響應(yīng)增益步長(zhǎng)對(duì)反饋信號(hào)的相對(duì)作用，校準(zhǔn)增益步長(zhǎng)。
22.權(quán)利要求21的設(shè)備，其中用于確定相對(duì)作用的裝置可操作用于將相對(duì)作用確定為關(guān)于測(cè)量參考值的至少一個(gè)測(cè)量結(jié)果的相對(duì)變化。
23.權(quán)利要求22的設(shè)備，其中用于確定相對(duì)作用的裝置可操作用于將相對(duì)作用確定為至少一個(gè)測(cè)量結(jié)果和測(cè)量參考值之間的差。
24.權(quán)利要求21的設(shè)備，其中用于確定相對(duì)作用的裝置可操作用于將相對(duì)作用確定為所需用于實(shí)現(xiàn)至少一個(gè)測(cè)量結(jié)果和測(cè)量參考值之間的預(yù)定關(guān)系的反饋信號(hào)電平中的相對(duì)變化。
25.權(quán)利要求24的設(shè)備，其中預(yù)定關(guān)系是，至少一個(gè)測(cè)量結(jié)果基本上等于測(cè)量參考值。
26.權(quán)利要求24或25的設(shè)備，其中用于校準(zhǔn)增益步長(zhǎng)的裝置可操作用于將增益步長(zhǎng)確定為基本上與相對(duì)作用相同的值。
27.前面的權(quán)利要求21～26的任何一個(gè)的設(shè)備，進(jìn)一步包括信號(hào)發(fā)生器，其通過(guò)具有傳輸路徑增益的傳輸路徑連接至反饋耦合；一種這樣的裝置，用于在信號(hào)發(fā)生器處設(shè)置已知電平；一種這樣的裝置，用于在通過(guò)信號(hào)電平檢測(cè)器連接到測(cè)量點(diǎn)時(shí)，調(diào)節(jié)傳輸路徑增益直至測(cè)量單元測(cè)量到等于測(cè)量參考值的電平；和一種這樣的裝置，用于校準(zhǔn)傳輸路徑增益的絕對(duì)值，該絕對(duì)值是已知信號(hào)電平和參考信號(hào)電平與測(cè)量單元的測(cè)量值之間的預(yù)定關(guān)系的函數(shù)，其中該測(cè)量值是測(cè)量單元通過(guò)信號(hào)電平檢測(cè)器連接到測(cè)量點(diǎn)時(shí)測(cè)量到的。
28.前面的權(quán)利要求21～27的任何一個(gè)的設(shè)備，其中接收機(jī)具有接收路徑，其具有接收路徑增益，并且該設(shè)備進(jìn)一步包括用于響應(yīng)測(cè)量參考值和參考信號(hào)電平，校準(zhǔn)接收路徑增益的絕對(duì)值的裝置。
29.前面的權(quán)利要求21～28的任何一個(gè)的設(shè)備，其中收發(fā)信單元是具有傳輸路徑的發(fā)射單元，該傳輸路徑具有傳輸路徑增益，并且增益步長(zhǎng)是傳輸路徑增益的增益步長(zhǎng)。
30.權(quán)利要求29的設(shè)備，其中進(jìn)一步包括數(shù)字信號(hào)發(fā)生器，用于產(chǎn)生通過(guò)傳輸路徑連接到測(cè)量點(diǎn)的校準(zhǔn)信號(hào)，該傳輸路徑是模擬傳輸路徑。
31.權(quán)利要求30的設(shè)備，其中增益步長(zhǎng)與校準(zhǔn)信號(hào)的信號(hào)電平的變化相關(guān)，并且增益步長(zhǎng)的校準(zhǔn)進(jìn)一步地響應(yīng)校準(zhǔn)信號(hào)的信號(hào)電平中的變化，由此使反饋信號(hào)維持在規(guī)定的動(dòng)態(tài)范圍中。
32.前面的權(quán)利要求21～31的任何一個(gè)的設(shè)備，其中收發(fā)信單元是具有接收路徑增益的接收單元，并且增益步長(zhǎng)是接收路徑增益的增益步長(zhǎng)。
33.權(quán)利要求32的設(shè)備，依賴(lài)于權(quán)利要求24～26的任何一個(gè)，進(jìn)一步包括數(shù)字信號(hào)發(fā)生器，用于產(chǎn)生校準(zhǔn)信號(hào)，該數(shù)字信號(hào)發(fā)生器可操作用于通過(guò)傳輸路徑連接到測(cè)量路徑，并且其中用于確定相對(duì)作用的裝置可操作用于，通過(guò)調(diào)節(jié)數(shù)字信號(hào)發(fā)生器的輸出電平，確定所需用于實(shí)現(xiàn)至少一個(gè)測(cè)量結(jié)果和測(cè)量參考值之間的預(yù)定關(guān)系的反饋信號(hào)電平中的相對(duì)變化。
34.權(quán)利要求33的設(shè)備，進(jìn)一步包括用于改變傳輸路徑增益和調(diào)節(jié)數(shù)字信號(hào)發(fā)生器的輸出電平，使得由測(cè)量單元測(cè)量到測(cè)量參考值的裝置。
35.前面的權(quán)利要求21～34的任何一個(gè)的設(shè)備，其中反饋信號(hào)是具有恒定幅度的校準(zhǔn)信號(hào)。
36.前面的權(quán)利要求21～35的任何一個(gè)的設(shè)備，其中測(cè)量單元是數(shù)字的，并且從測(cè)量點(diǎn)通過(guò)信號(hào)電平檢測(cè)器到測(cè)量單元的耦合不包括任何接收單元的模擬信號(hào)路徑。
37.前面的權(quán)利要求21～36的任何一個(gè)的設(shè)備，可操作用于重復(fù)改變?cè)鲆鎱?shù)、測(cè)量至少一個(gè)測(cè)量結(jié)果、確定相對(duì)作用和校準(zhǔn)增益步長(zhǎng)的步驟，由此實(shí)現(xiàn)了跨越動(dòng)態(tài)增益范圍的校準(zhǔn)。
38.權(quán)利要求37的方法，其中用于確定相對(duì)作用的裝置可操作用于，進(jìn)一步響應(yīng)前面重復(fù)過(guò)程中確定的相對(duì)作用，確定相對(duì)作用。
39.前面的權(quán)利要求21～38的任何一個(gè)的設(shè)備，其中信號(hào)電平檢測(cè)器具有低失真的有限的動(dòng)態(tài)輸入范圍，并且用于設(shè)置參考信號(hào)電平的裝置可操作用于將參考信號(hào)電平設(shè)置在該動(dòng)態(tài)范圍中。
40.前面的權(quán)利要求21～39的任何一個(gè)的設(shè)備，進(jìn)一步包括用于在測(cè)量單元測(cè)量通過(guò)信號(hào)電平檢測(cè)器的參考信號(hào)電平時(shí)，存儲(chǔ)關(guān)于測(cè)量單元的測(cè)量結(jié)果的預(yù)先校準(zhǔn)值的裝置。
41.一種集成電路，包括前面的權(quán)利要求21～40中任何一項(xiàng)所述的設(shè)備。
42.一種收發(fā)信機(jī)，包括前面的權(quán)利要求21～40中任何一項(xiàng)所述的設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明涉及收發(fā)信單元(100)中的增益校準(zhǔn)，該收發(fā)信單元(100)具有發(fā)射單元和接收單元以及在它們之間的反饋耦合(165)。信號(hào)電平測(cè)量單元(163)通過(guò)接收單元或者通過(guò)信號(hào)電平檢測(cè)器(167)測(cè)量反饋信號(hào)的信號(hào)電平。在通過(guò)信號(hào)電平檢測(cè)器(167)連接時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)射單元直至信號(hào)電平測(cè)量單元(163)測(cè)量到預(yù)定的值，設(shè)置反饋信號(hào)的參考信號(hào)電平。然后校準(zhǔn)發(fā)射機(jī)增益的絕對(duì)值。信號(hào)電平測(cè)量單元(163)通過(guò)接收單元連接，并且接收機(jī)增益的絕對(duì)值被校準(zhǔn)。在接收機(jī)中或在發(fā)射機(jī)中改變?cè)鲆?。測(cè)量反饋信號(hào)的相對(duì)信號(hào)電平變化，并且使用其校準(zhǔn)增益步長(zhǎng)。
文檔編號(hào)H04B17/00GK1666449SQ03815968
公開(kāi)日2005年9月7日 申請(qǐng)日期2003年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月5日
發(fā)明者安東尼·牛頓, 海因茨·萊寧 申請(qǐng)人:飛思卡爾半導(dǎo)體公司