所有數(shù)字發(fā)射噪音校正的制作方法
【專利摘要】在發(fā)射器-接收器的接收器接收的信號(hào)中的非線性發(fā)送信號(hào)失真的所有數(shù)字模型可用于估計(jì)失真。估計(jì)失真然后可以從接收信號(hào)取消,以改善所接收信號(hào)的信號(hào)質(zhì)量。數(shù)字非線性模型可以是估計(jì)電路的一部分,所述估計(jì)電路通過(guò)向在發(fā)射器-接收器發(fā)送的信號(hào)的數(shù)字版本施加公式或變換而估計(jì)非線性失真項(xiàng)?;祛l器可被用于偏移所發(fā)射非線性項(xiàng)遠(yuǎn)離發(fā)射頻率,偏移的估計(jì)的非線性項(xiàng)的頻率,使得該非線性項(xiàng)以后可以從在接收器接收的接收頻率的輸入信號(hào)減去。提供電路和方法。
【專利說(shuō)明】所有數(shù)字發(fā)射噪音校正
【背景技術(shù)】
[0001] 全雙工射頻(RF)發(fā)射器-接收器和收發(fā)器已能夠同時(shí)發(fā)射和接收RF信號(hào)。通常 情況下,發(fā)射頻段和接收頻段已互相偏離,以在接收器最小化與傳出發(fā)射信號(hào)的干擾。即使 發(fā)射頻段不同于接收頻帶,所發(fā)送信號(hào)的分量還是可能泄漏到接收器的接收信號(hào),從而造 成干擾。這種干擾降低了接收器的靈敏度,以至于接收器具有接收微弱信號(hào)的降低能力。
[0002] 泄漏到接收信號(hào)的分量可以由發(fā)射器-接收器電路的非線性特性引起。例如,當(dāng) 發(fā)射器放大器被設(shè)計(jì)成線性放大傳出的信號(hào),在實(shí)踐中生產(chǎn)和其他限制將導(dǎo)致輸出信號(hào)的 不同分量的非線性放大。此非線性放大扭曲在接收器接收到的輸入信號(hào)。在其他實(shí)例中, 發(fā)射器-接收器電路的其它非線性特性(諸如,信號(hào)采樣過(guò)程中的非線性近似誤差)也扭曲 所接收的信號(hào)。
[0003] 用于最小化接收器處的失真的現(xiàn)有解決方案已集中于通過(guò)包括其他過(guò)濾器以去 除非線性項(xiàng)并改進(jìn)過(guò)濾適應(yīng)性和收斂速度而提高這些電路的線性度,并減少非線性失真 源。這些改進(jìn)和附加的過(guò)濾器導(dǎo)致具有消耗更多功率的其他組件的更大,更昂貴的電路。更 大、更昂貴并且功率消耗的電路不適合設(shè)計(jì)為消耗更少功率的更小尺寸的便攜式設(shè)備,諸 如,智能電話、平板電腦和其他移動(dòng)RF設(shè)備。
[0004] 這些現(xiàn)有解決方案在包括多個(gè)發(fā)射器和一個(gè)或多個(gè)接收器的系統(tǒng)中也是不適合 的。在具有多個(gè)發(fā)射器的系統(tǒng)中,在每個(gè)接收器的信號(hào)可以通過(guò)來(lái)自不止一個(gè)發(fā)射器的傳 出信號(hào)失真。用于最小化多個(gè)發(fā)射器系統(tǒng)中失真的現(xiàn)有電路對(duì)于這些較小、便攜式的電池 供電設(shè)備是過(guò)大的、昂貴的、并且功率消耗的。
[0005] 最后,在這些較小的,便攜式設(shè)備中的發(fā)射器和接收器可以僅使用指定信號(hào)頻帶 中可用信道的子集。在實(shí)例中,其中這些設(shè)備僅使用可用信道的子集,不需要從輸入的接收 頻道去除信號(hào)頻帶的未使用通道中的任何失真。現(xiàn)有的解決方案集中在從整個(gè)信號(hào)頻帶中 除去失真,包括未使用的通道。因此,解決方案需要額外的處理時(shí)間和功率,以去除未使用 通道中的失真,即使沒(méi)有必要這么做。
[0006] 需要一種較小的低功率發(fā)射器噪聲校正電路,能夠在所接收信號(hào)中成本有效地減 少發(fā)射信號(hào)失真。還需要一種便攜式設(shè)備的較小低功率發(fā)射噪聲修正電路,該電路能只從 活動(dòng)通道和/或從多個(gè)發(fā)射器去除失真。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0007] 圖1示出在本發(fā)明實(shí)施例中的第一示例性電路。
[0008] 圖2示出在本發(fā)明實(shí)施例中的第二示范性電路。
[0009] 圖3示出在本發(fā)明實(shí)施例中的第三示例性電路。
[0010] 圖4示出在本發(fā)明實(shí)施例中的第四示例性電路。
[0011] 圖5示出在本發(fā)明實(shí)施例的示例性方法。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 在發(fā)射器-接收器(包括但不限于雙工射頻發(fā)射器-接收器)的接收器接收到的信 號(hào)中的非線性發(fā)送信號(hào)失真的所有數(shù)字模型可用于估計(jì)失真。估計(jì)失真然后可以從接收信 號(hào)取消,以改善所接收信號(hào)的信號(hào)質(zhì)量。數(shù)字非線性模型可以是估計(jì)電路的一部分,所述估 計(jì)電路通過(guò)向在發(fā)射器-接收器發(fā)送的信號(hào)的數(shù)字版本施加公式或變換而估計(jì)非線性失 真項(xiàng)。使用本文所述的所有數(shù)字電路來(lái)估計(jì)和消除非線性失真使得開(kāi)發(fā)和制造消耗更少功 率的更小、更具成本效益的噪聲校正電路。
[0013] 在發(fā)射器和接收器在不同頻率運(yùn)行的情況下,混頻器可用來(lái)移動(dòng)發(fā)射信號(hào)的所估 計(jì)非線性項(xiàng)的頻率遠(yuǎn)離發(fā)射頻率,使得該非線性項(xiàng)以后可以從在接收器頻率的輸入信號(hào)減 去。在某些情況下,混頻器可基于發(fā)送器和接收器頻率之間的偏移而將所估計(jì)非線性項(xiàng)移 動(dòng)到中間頻率。
[0014] 在某些情況下,頻率偏移的所估計(jì)非線性項(xiàng)可以在延遲單元被延遲,直到非線性 項(xiàng)與在接收器處接收的輸入信號(hào)的相應(yīng)部分對(duì)準(zhǔn)。這可以確保:非線性項(xiàng)從所接收信號(hào)的 對(duì)應(yīng)部分減去,所述所接收信號(hào)包含相應(yīng)的發(fā)射器干擾項(xiàng)。在某些情況下,抽選器可向下采 樣所估計(jì)的非線性項(xiàng)到匹配所接收的傳入信號(hào)的頻率。
[0015] 一旦所估計(jì)的非線性項(xiàng)具有所接收輸入信號(hào)的頻率,并與包含對(duì)應(yīng)非線性干擾項(xiàng) 的所接收輸入信號(hào)的相應(yīng)部分同步時(shí),所估計(jì)的非線性項(xiàng)可以從所接收的輸入信號(hào)中減 去,以從傳入接收信號(hào)去除噪聲項(xiàng)。
[0016] 在某些情況下,也可以提供一種自適應(yīng)引擎,該引擎比較該數(shù)字化的發(fā)送和接收 信號(hào)與已由減法器去除噪聲項(xiàng)之后的接收信號(hào)進(jìn)行比較。然后自適應(yīng)引擎可基于所述比較 估計(jì)非線性模型的誤差,然后生成用于非線性模型的更新系數(shù),以進(jìn)一步減小誤差。自適應(yīng) 引擎可繼續(xù)以迭代估計(jì)錯(cuò)誤,直到錯(cuò)誤被淘汰或最小化。
[0017] 內(nèi)插器可用于向較高頻率內(nèi)插所發(fā)送的模擬RF信號(hào)的數(shù)字化版本,以避免由于 欠采樣的混疊。內(nèi)插器不需要用于傳輸信號(hào)的欠采樣沒(méi)有可能性的那些情況。
[0018] 如前所述,估計(jì)電路可以根據(jù)非線性模型通過(guò)向所發(fā)送的模擬RF信號(hào)的數(shù)字化 版本施加公式或變換而估計(jì)非線性干擾項(xiàng)。不同類型的非線性模型可以在不同的實(shí)施例中 使用。在一些情況下,非線性模型可以被配置以建模所發(fā)射信號(hào)中的非線性項(xiàng),所發(fā)射信號(hào) 可與在接收器處接收到的信號(hào)相互干擾。非線性項(xiàng)可以基于功率放大器引起的預(yù)期非線性 建模,所述功率放大器用于在由發(fā)送器發(fā)送之前放大所發(fā)送的信號(hào)。
[0019] 其他非線性項(xiàng)也可以被建模,諸如預(yù)失真電路、放大器和/或其它源引起的發(fā)射 基帶信號(hào)中的非線性。雖然應(yīng)用的任何預(yù)失真應(yīng)最好不留殘余失真,但在實(shí)踐中,這通常不 會(huì)發(fā)生。殘留失真可泄漏到接收器處接收的信號(hào),可下降接收器的靈敏度。估計(jì)電路可以 模擬這種殘余失真,以便它可以從所接收信號(hào)去除。在某些情況下,基帶非線性不必進(jìn)行建 模。例如,如果發(fā)送的基帶信號(hào)沒(méi)有或極少預(yù)失真,則基帶的非線性建模不需要發(fā)生。
[0020] 其他類型的非線性互調(diào)失真和干擾也可被建模。這些其他類型的非線性項(xiàng)可以包 括任何類型的非線性干擾項(xiàng),包括(但不限于):從外部阻斷器或使用發(fā)射器調(diào)制的其它設(shè) 備的交叉調(diào)制項(xiàng),當(dāng)從發(fā)射混頻器通過(guò)接收器前端處的第二、第三或一般任何順序失真泄 露到所接收基帶信號(hào)時(shí)的非線性和非線性干擾項(xiàng)。
[0021] 在某些情況下,除了非線性項(xiàng),非線性信號(hào)失真模型還可以包括線性項(xiàng)。線性項(xiàng)可 用于模擬某些線性函數(shù),諸如在頻分雙工模式中的頻率變化的影響。發(fā)射器引起的任何其 他類型的信號(hào)失真(包括但不限于定時(shí)骨刺或采樣圖像)也可以建模以估計(jì)失真對(duì)所接收 信號(hào)的影響。建模的結(jié)果可用來(lái)從接收的信號(hào)取消并去除失真。
[0022] 在估計(jì)電路建模非線性發(fā)射基帶信號(hào)的失真的情況下,該非線性可至少部分根據(jù) 如下公式進(jìn)行估計(jì):
【權(quán)利要求】
1. 一種電路,包括: 估計(jì)電路,根據(jù)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)并在發(fā)射器發(fā)送的傳出數(shù)字信號(hào)的分析,建模在接收 器的來(lái)自發(fā)射器的非線性信號(hào)失真; 混頻器,混合估計(jì)電路的輸出和頻率偏移信號(hào),并將估計(jì)電路輸出轉(zhuǎn)移到中間頻率偏 移,所述中間頻率偏移表示發(fā)射器和接收器的頻率之間的差異;和 減法器,耦合到所述混頻器,并從在接收器接收的數(shù)字傳入信號(hào)減去頻率偏移估計(jì)電 路輸出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,進(jìn)一步包括: 內(nèi)插器,耦合到所述估算器并內(nèi)插落于傳入信號(hào)頻帶的傳出數(shù)字信號(hào)的一部分; 延遲電路,耦合到所述混頻器并延遲所述估計(jì)電路輸出,直到所述估計(jì)電路輸出同步 于減法器的傳入信號(hào)的對(duì)應(yīng)部分,以及 抽取器,耦合在混頻器和減法器之間,并在所述減法器從傳入信號(hào)減去下采樣估計(jì)輸 出之前下采樣混合估計(jì)電路輸出到輸入信號(hào)的頻率。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路,其中,在建模權(quán)雙工無(wú)線電設(shè)備的發(fā)射器和接收器之 間的非線性之前,所述估計(jì)電路建模發(fā)射的基帶非線性,發(fā)射基帶非線性模型的輸出用作 發(fā)射器和接收器之間的非線性建模的輸入。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電路,其中所述估計(jì)電路: (i) 建模發(fā)射器基帶非線性,至少部分為:
其中I是輸出數(shù)字信號(hào)的 同相分量,Q是輸出數(shù)字信號(hào)的相外分量,j是虛數(shù)單元,α和β是建模基帶發(fā)射器非線性 的模型系數(shù),m表示相關(guān)變量的值的索引,k表示非線性的順序,η表示時(shí)間索引,以及X是 模擬基帶發(fā)射非線性的輸出;和 (ii) 建模發(fā)射器和接收器之間的非線性,至少部分為:
其中α指發(fā)射器和接收器之間建模非線 性1的2模型系數(shù),mi和m2指變量m的不同索引,以及y是發(fā)射器和接收器之間建模非線 性的輸出。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路,進(jìn)一步包括耦合到所述估計(jì)電路和所述減法器的自適 應(yīng)引擎,所述自適應(yīng)引擎經(jīng)配置以: 在從數(shù)字化輸入信號(hào)減去混合估計(jì)電路輸出之后,比較所述減法器的輸出和數(shù)字化輸 入信號(hào)和傳出數(shù)字信號(hào); 根據(jù)所述比較識(shí)別在所述估計(jì)電路的建模非線性的誤差;和 修改所述估計(jì)電路中的至少一個(gè)非線性模型系數(shù),以降低識(shí)別誤差。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電路,其中所述自適應(yīng)引擎進(jìn)一步被配置為迭代地比較所述 減法器的輸出與數(shù)字化輸入信號(hào)和傳出數(shù)字信號(hào),并修改所述估計(jì)電路中的至少一個(gè)非線 性模型系數(shù),直到所識(shí)別誤差被最小化。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電路,進(jìn)一步包括耦合到所述估計(jì)電路和所述減法器的自適 應(yīng)引擎,所述自適應(yīng)引擎經(jīng)配置以: 在從數(shù)字化輸入信號(hào)減去混合估計(jì)電路輸出之后,比較所述減法器的輸出和數(shù)字化輸 入信號(hào)和傳出數(shù)字信號(hào); 根據(jù)所述比較識(shí)別在所述估計(jì)電路的建模非線性的誤差;和 修改所述估計(jì)電路中每個(gè)模型的至少一個(gè)非線性模型系數(shù),以降低識(shí)別誤差。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路,進(jìn)一步包括: 發(fā)射器; 接收器; 耦合到所述發(fā)射器的功率放大器; 第一模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC),耦接至所述功率放大器并將傳出數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬 信號(hào); 耦合在所述接收器和所述減法器之間的第二ADC,所述第二ADC數(shù)字化在接收器處接 收的的輸入信號(hào); 耦合在所述接收器和所述第二ADC之間的混頻器,所述混頻器混合輸入信號(hào)與振蕩信 號(hào); 射頻放大器,連接在所述接收器和所述混頻器之間;和 耦合在所述混頻器和所述第二ADC之間的低通濾波器。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路,進(jìn)一步包括: 信道化電路,根據(jù)信道基礎(chǔ)在信道上分割傳出數(shù)字信號(hào)和數(shù)字化輸入信號(hào),并分別輸 出每個(gè)信道,以及 多個(gè)估計(jì)電路、混頻器和減法器,對(duì)于每個(gè)信道具有估計(jì)電路、混頻器和減法器,其 中: 每個(gè)估計(jì)電路對(duì)每個(gè)各個(gè)信道建模發(fā)射器和接收器之間的非線性信號(hào)失真, 每個(gè)混頻器混合對(duì)于各個(gè)信道的所述估計(jì)電路的輸出和對(duì)于各個(gè)信道的頻率偏移信 號(hào),和 每個(gè)減法器耦合到各個(gè)信道的混頻器,并對(duì)于從信道化電路輸出的各個(gè)信道,從信道 化數(shù)字輸入信號(hào)減去各個(gè)信道的混合估計(jì)電路輸出。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電路,進(jìn)一步包括: 數(shù)字下變頻器,耦合到所述第二ADC,并下變頻和信道化數(shù)字化輸入信號(hào)在單獨(dú)輸出; 和 多個(gè)混頻器和減法器,對(duì)于每個(gè)信道具有混頻器和減法器,其中: 所述估計(jì)電路對(duì)每個(gè)各個(gè)信道建模發(fā)射器和接收器之間的非線性信號(hào)失真,并輸出建 模非線性到各個(gè)信道的各個(gè)混頻器, 每個(gè)混頻器混合對(duì)于各個(gè)信道的所述估計(jì)電路的輸出和對(duì)于各個(gè)信道的頻率偏移信 號(hào),和 每個(gè)減法器耦合到各個(gè)信道的混頻器,并對(duì)于各個(gè)信道,從由所述數(shù)字下變頻器輸出 的各個(gè)信道的信道化數(shù)字輸入信號(hào)減去各個(gè)信道的混合估計(jì)電路輸出。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的電路,進(jìn)一步包括對(duì)于每個(gè)信道耦合到所述估計(jì)電路和所 述減法器的自適應(yīng)引擎,所述自適應(yīng)引擎經(jīng)配置以 : 在減去至少一個(gè)信道的混合估計(jì)電路輸出之后,比較對(duì)于至少一個(gè)信道的所述減法器 的輸出和對(duì)于所述至少一個(gè)信道的數(shù)字化輸入信號(hào)和傳出數(shù)字信號(hào); 根據(jù)所述比較,對(duì)于所述至少一個(gè)信道識(shí)別在所述估計(jì)電路的建模非線性的誤差;和 修改所述估計(jì)電路中對(duì)于所述至少一個(gè)信道的至少一個(gè)非線性模型系數(shù),以降低識(shí)別 誤差。
12. -種多發(fā)射器-接收器的噪聲消除電路,其包括數(shù)目η > 2的權(quán)利要求10的電路, 其中,η個(gè)權(quán)利要求10的電路的每個(gè)包括: 對(duì)于每個(gè)活動(dòng)信道的η個(gè)估計(jì)電路、混頻器和減法器; 對(duì)于每個(gè)活動(dòng)信道的η個(gè)估計(jì)電路的每個(gè)耦合到各個(gè)電路的信號(hào)分割器的各個(gè)信道 輸出;和 每個(gè)活動(dòng)信道的減法器耦合到各個(gè)電路的數(shù)字下變頻器的各個(gè)信道輸出。
13. -種噪聲消除電路,包括: 多個(gè)接收器,每個(gè)耦合到相應(yīng)的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC); 多個(gè)發(fā)射器,每個(gè)耦合到相應(yīng)的ADC ;和 多個(gè)數(shù)字噪聲校正電路,每個(gè)噪聲校正電路包括耦合到混頻器的估計(jì)電路,所述混頻 器耦合到減法器,至少一個(gè)噪聲校正電路耦合在每個(gè)發(fā)送器和接收器ADC之間,其中 根據(jù)在各個(gè)發(fā)送器發(fā)送的輸出信號(hào)的數(shù)字版本,每個(gè)估計(jì)電路建模相應(yīng)發(fā)射器和相應(yīng) 接收器之間非線性信號(hào)失真, 每個(gè)混頻器混合各個(gè)估計(jì)電路的輸出與相應(yīng)的頻率偏移信號(hào),并 每個(gè)減法器從在各個(gè)接收器ADC數(shù)字化的輸入信號(hào)減去各個(gè)估計(jì)電路的混合估計(jì)電 路輸出。
14. 一種方法,包括: 數(shù)字化在接收器接收的輸入射頻(RF)信號(hào)和在RF發(fā)射器用于發(fā)射的輸出信號(hào); 信道化所述數(shù)字化輸入和輸出信號(hào); 根據(jù)至少一個(gè)信號(hào)化輸出信號(hào)的分析,建模至少一個(gè)信道上發(fā)射器和接收器之間的非 線性信號(hào)失真; 混合至少一個(gè)信道的建模失真和偏移信號(hào),所述偏移信號(hào)根據(jù)發(fā)射器和接收器的至少 一個(gè)信道角頻率的差異而抵消建模失真;和 從信道化輸入RF信號(hào)的至少一個(gè)信道減去所偏移的建模失真。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法,進(jìn)一步包括: 在建模非線性失真之前,內(nèi)插數(shù)字化傳出信號(hào); 在減去之前,抽取所偏移的建模非線性失真。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法,進(jìn)一步包括延遲抵消建模非線性失真,直到偏移建 模非線性失真時(shí)間上對(duì)齊在抽取偏移建模非線性失真之前的信道化傳入RF信號(hào)的對(duì)應(yīng)部 分。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法,進(jìn)一步包括: 在建模發(fā)射器和接收器之間的非線形失真之前,根據(jù)至少一個(gè)信道化輸出信號(hào),建模 非線性發(fā)射基帶信號(hào)失真; 使用所述建模非線性發(fā)射基帶信號(hào)失真的結(jié)果,建模發(fā)射器和接收器之間的非線性失 真。
18. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法,進(jìn)一步包括: 在建模非線性失真之前,內(nèi)插數(shù)字化輸出信號(hào); 在建模發(fā)射器和接收器之間的非線性失真之前,根據(jù)至少一個(gè)信道化輸出信號(hào)的分 析,建模非線性發(fā)射基帶信號(hào)失真; 使用所述建模非線性發(fā)射基帶信號(hào)失真的結(jié)果,建模發(fā)射器和接收器之間的非線性失 真; 延遲發(fā)射器和接收器之間的建模非線性失真,直到發(fā)射器和接收器之間的建模非線性 失真時(shí)間上對(duì)齊信道化輸入RF信號(hào)的對(duì)應(yīng)部分;以及 在延遲結(jié)束時(shí),抽取發(fā)射器和接收器之間的延遲模型非線性失真
19. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法,進(jìn)一步包括: 數(shù)字化在多個(gè)接收器接收的多個(gè)輸入射頻(RF)信號(hào)和在多個(gè)RF發(fā)射器用于發(fā)射的多 個(gè)傳出信號(hào); 信道化每個(gè)數(shù)字化接收和發(fā)送信號(hào); 根據(jù)在每個(gè)發(fā)射器的至少一個(gè)信道化傳出信道的分析,建模每個(gè)發(fā)射器和至少一個(gè)信 道上的至少一個(gè)接收器之間的非線性失真; 混合至少一個(gè)信道上的每個(gè)發(fā)射器和至少一個(gè)接收器之間的建模非線性失真和偏移 信號(hào),該偏移信號(hào)根據(jù)每個(gè)各個(gè)發(fā)射器和至少一個(gè)接收器的至少一個(gè)信道角頻率的差異而 抵消建模非線性失真;和 從在至少一個(gè)接收器接收的各個(gè)信道化輸入RF信號(hào)減去每個(gè)發(fā)射器和至少一個(gè)接收 器之間的偏移建模非線性失真。
20. 如權(quán)利要求14所述的方法,進(jìn)一步包括: 比較減去輸出與至少一個(gè)信道的信道化輸入信號(hào)與信道化輸出信號(hào); 根據(jù)所述比較,識(shí)別至少一個(gè)信道的建模誤差;和 修改建模中至少一個(gè)信道的至少一個(gè)非線性模型系數(shù),以減少所識(shí)別誤差。
【文檔編號(hào)】H04B1/52GK104052521SQ201410088658
【公開(kāi)日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年3月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月12日
【發(fā)明者】P·普拉蒂, P·A·福貝茨 申請(qǐng)人:亞德諾半導(dǎo)體技術(shù)公司