一種校準(zhǔn)射頻收發(fā)機(jī)的系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及射頻校準(zhǔn)領(lǐng)域，尤其涉及一種校準(zhǔn)射頻收發(fā)機(jī)的系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，被廣泛應(yīng)用于無線通信系統(tǒng)的射頻收發(fā)機(jī)通常在發(fā)射通道以及接收通道都 分別具有兩條信號(hào)路徑：同向（I，In-phase)路徑和正交（Q，Quadrature)路徑。而由于制 造成本、工藝及功耗等原因，射頻收發(fā)機(jī)中的本地振蕩器（L0，LocalOscillator)無法做到 理想的實(shí)現(xiàn)幅度與兩條路徑的信號(hào)幅度相等、以及相位與正交路徑的信號(hào)完全正交，因此， 在發(fā)射通道以及接收通道會(huì)發(fā)生IQ失配現(xiàn)象；另外，由于發(fā)射通道的直流失調(diào)及集成電路 的耦合效應(yīng)等原因，在本地振蕩器的本振頻率上，射頻收發(fā)機(jī)會(huì)在發(fā)射通道發(fā)生載波泄漏 現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例期望提供一種校準(zhǔn)射頻收發(fā)機(jī)的系統(tǒng)及方法，能夠同時(shí) 校正發(fā)射通道的載波泄漏現(xiàn)象、以及發(fā)射和接收通道的IQ失配現(xiàn)象。
[0004] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0005] 本發(fā)明提供的一種校準(zhǔn)射頻收發(fā)機(jī)的系統(tǒng)，應(yīng)用于射頻收發(fā)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括： 發(fā)射通道補(bǔ)償器，接收通道補(bǔ)償器，估計(jì)器、存儲(chǔ)器和平移混頻器，其中，
[0006] 所述存儲(chǔ)器，用于保存補(bǔ)償參數(shù)；
[0007] 所述發(fā)射通道補(bǔ)償器，用于將接收到的同相基帶發(fā)射信號(hào)I_tx和正交基帶發(fā)射 信號(hào)Q_tx進(jìn)行放大疊加，得到補(bǔ)償后的同相基帶發(fā)射信號(hào)I_atx和正交基帶發(fā)射信號(hào)Q_ atx;并將補(bǔ)償后的同相基帶發(fā)射信號(hào)I_atx和正交基帶發(fā)射信號(hào)Q_atx經(jīng)所述射頻收發(fā)系 統(tǒng)的數(shù)模轉(zhuǎn)換器和發(fā)射通道處理后，形成發(fā)射射頻信號(hào)Tx_〇ut輸出；
[0008] 所述平移混頻器，用于對(duì)接收到的發(fā)射射頻信號(hào)Tx_out補(bǔ)償發(fā)射本振頻率與接 收本振頻率之間的差值，再將補(bǔ)償后的Tx_out作為接收射頻信號(hào)Rx_in傳輸至所述射頻收 發(fā)系統(tǒng)的接收通道，分別形成接收I支路的同相基帶接收信號(hào)I_rx和接收Q支路的正交基 帶接收信號(hào)Q_rx;
[0009] 所述接收通道補(bǔ)償器，用于對(duì)接收到的同相基帶接收信號(hào)I_rx和正交基帶接收 信號(hào)Q_rx進(jìn)行放大疊加，得到補(bǔ)償后的同相基帶接收信號(hào)I_arx和正交基帶接收信號(hào)Q_ arx;并將補(bǔ)償后的同相基帶接收信號(hào)I_arx和正交基帶接收信號(hào)Q_arx傳輸至估計(jì)器；
[0010] 所述估計(jì)器，用于對(duì)補(bǔ)償后的同相基帶接收信號(hào)I_arX和正交基帶接收信號(hào)Q_ arx的補(bǔ)償參數(shù)進(jìn)行估計(jì)，并用估計(jì)得到的補(bǔ)償參數(shù)更新存儲(chǔ)器的補(bǔ)償參數(shù)。
[0011] 上述方案中，所述發(fā)射通道補(bǔ)償器，具體用于將同相基帶發(fā)射信號(hào)I_tx通過第一 放大器得到第一信號(hào)，將正交基帶發(fā)射信號(hào)Q_tx通過第二放大器得到第二信號(hào)，再將所述 第一信號(hào)和第二信號(hào)利用第一加法器進(jìn)行疊加，得到第三信號(hào)；之后利用第二加法器將所 述第三信號(hào)與第一直流補(bǔ)償參數(shù)DCi進(jìn)行疊加，得到所述補(bǔ)償后的同相基帶發(fā)射信號(hào)1_ atx ；
[0012] 將正交基帶發(fā)射信號(hào)Q_tx通過第三放大器得到第四信號(hào)，將同相基帶發(fā)射信號(hào) I_tx通過第四放大器得到第五信號(hào)，再將所述第四信號(hào)和第五信號(hào)利用第三加法器進(jìn)行疊 加，得到第六信號(hào)；之后利用第四加法器將所述第六信號(hào)與第二直流補(bǔ)償參數(shù)DCq進(jìn)行疊 加，得到所述補(bǔ)償后的正交基帶發(fā)射信號(hào)Q_atx。
[0013] 上述方案中，所述平移混頻器，具體用于通過平移混頻本地振蕩器產(chǎn)生補(bǔ)償信號(hào) Stm ;再通過混頻器將所述補(bǔ)償信號(hào)Stm與所述發(fā)射射頻信號(hào)Tx_out進(jìn)行混頻后得到的信 號(hào)，作為所述接收射頻信號(hào)Rx_in傳輸至所述射頻收發(fā)系統(tǒng)的接收通道。
[0014] 上述方案中，所述接收通道補(bǔ)償器，具體用于將同相基帶接收信號(hào)I_rx通過第五 放大器得到第七信號(hào)，將正交基帶接收信號(hào)Q_rx通過第六放大器得到第八信號(hào)，再將所述 第七信號(hào)和第八信號(hào)利用第五加法器進(jìn)行疊加，得到所述補(bǔ)償后的同相基帶接收信號(hào)1_ arx ；
[0015] 將正交基帶接收信號(hào)Q_rx通過第七放大器得到第九信號(hào)，將同相基帶接收信號(hào) I_rx通過第八放大器得到第十信號(hào)，再將所述第九信號(hào)和第十信號(hào)利用第六加法器進(jìn)行疊 加，得到所述補(bǔ)償后的正交基帶接收信號(hào)Q_arx。
[0016] 上述方案中，所述估計(jì)器包括：單點(diǎn)離散傅里葉變換DFT計(jì)算模塊和補(bǔ)償參數(shù)計(jì) 算模塊；其中，
[0017] 所述單點(diǎn)DFT計(jì)算模塊，用于接收由所述接收通道補(bǔ)償器傳輸?shù)乃鲅a(bǔ)償后的同 相基帶接收信號(hào)I_arx和所述補(bǔ)償后的正交基帶接收信號(hào)Q_arx ;
[0018] 根據(jù)補(bǔ)償后的同相基帶接收信號(hào)I_arx和補(bǔ)償后的正交基帶接收信號(hào)〇_&〃得到 所述射頻收發(fā)系統(tǒng)的發(fā)射通道IQ失配產(chǎn)生的鏡像信號(hào)、所述射頻收發(fā)系統(tǒng)載波泄漏產(chǎn)生 的鏡像信號(hào)及所述射頻收發(fā)系統(tǒng)的接收通道IQ失配所產(chǎn)生的鏡像信號(hào)的功率，并將所述 三個(gè)鏡像信號(hào)的功率傳輸至所述補(bǔ)償參數(shù)計(jì)算模塊；
[0019] 所述補(bǔ)償參數(shù)計(jì)算模塊，用于通過二進(jìn)制搜索法對(duì)所述三個(gè)鏡像信號(hào)的功率進(jìn)行 搜索，估計(jì)使所述三個(gè)鏡像信號(hào)功率最小的補(bǔ)償參數(shù)；并將所述估計(jì)后得到的補(bǔ)償參數(shù)傳 輸至所述存儲(chǔ)器，使所述存儲(chǔ)器將所述已有的補(bǔ)償參數(shù)更新為所述補(bǔ)償參數(shù)計(jì)算模塊估計(jì) 后得到的補(bǔ)償參數(shù)。
[0020] 上述方案中，所述補(bǔ)償參數(shù)計(jì)算模塊，還用于在通過二進(jìn)制搜索法估計(jì)所述三個(gè) 鏡像信號(hào)的功率之前，確定所述三個(gè)鏡像信號(hào)功率對(duì)應(yīng)的初始搜索區(qū)間。
[0021] 本發(fā)明提供的一種校準(zhǔn)射頻收發(fā)機(jī)的方法，應(yīng)用于校準(zhǔn)射頻收發(fā)機(jī)的系統(tǒng)中，所 述校準(zhǔn)射頻收發(fā)機(jī)的系統(tǒng)應(yīng)用于射頻收發(fā)機(jī)；所述校準(zhǔn)射頻收發(fā)機(jī)的系統(tǒng)包括：發(fā)射通道 補(bǔ)償器，接收通道補(bǔ)償器，估計(jì)器、存儲(chǔ)器和平移混頻器；
[0022] 所述方法包括：
[0023] 所述發(fā)射通道補(bǔ)償器接收所述射頻收發(fā)機(jī)的單頻信號(hào)發(fā)生器所產(chǎn)生的同相基帶 發(fā)射信號(hào)I_tx和正交基帶發(fā)射信號(hào)Q_tx ;
[0024] 所述發(fā)射通道補(bǔ)償器將所述同相基帶發(fā)射信號(hào)I_tx和所述正交基帶發(fā)射信號(hào)Q_ tx通過放大疊加進(jìn)行補(bǔ)償，得到補(bǔ)償后的同相基帶發(fā)射信號(hào)I_atx和補(bǔ)償后的正交基帶發(fā) 射信號(hào)Q_atx ;并將補(bǔ)償后的同相基帶發(fā)射信號(hào)I_atx和正交基帶發(fā)射信號(hào)Q_atx經(jīng)所述 射頻收發(fā)機(jī)的數(shù)模轉(zhuǎn)換器和發(fā)射通道處理后，形成發(fā)射射頻信號(hào)Tx_〇ut輸出；
[0025] 所述平移混頻器對(duì)接收到的發(fā)射射頻信號(hào)Tx_out補(bǔ)償發(fā)射本振頻率與接收本振 頻率之間的差值；再將所述補(bǔ)償后的Tx_out作為接收射頻信號(hào)Rx_in傳輸至所述射頻收發(fā) 系統(tǒng)的接收通道，分別形成接收I支路的同相基帶接收信號(hào)I_rx和接收Q支路的正交基帶 接收信號(hào)Q_rx;
[0026] 所述接收通道補(bǔ)償器對(duì)接收到的所述同相基帶接收信號(hào)I_rx和所述正交基帶接 收信號(hào)Q_rx進(jìn)行放大疊加，得到補(bǔ)償后的同相基帶接收信號(hào)I_arx和補(bǔ)償后的正交基帶接 收信號(hào)Q_arx ;并將所述補(bǔ)償后的同相基帶接收信號(hào)I_arx和所述補(bǔ)償后的正交基帶接收 信號(hào)Q_arx傳輸至估計(jì)器；
[0027] 所述估計(jì)器對(duì)補(bǔ)償后的同相基帶接收信號(hào)I_arx和正交基帶接收信號(hào)Q_arx的 補(bǔ)償參數(shù)進(jìn)行估計(jì)，并用估計(jì)得到的補(bǔ)償參數(shù)更新存儲(chǔ)器的補(bǔ)償參數(shù)；所述補(bǔ)償參數(shù)包括： 發(fā)送相關(guān)的補(bǔ)償參數(shù)和接收相關(guān)的補(bǔ)償參數(shù)。
[0028] 上述方案中，所述發(fā)射通道補(bǔ)償器將所述同相基帶發(fā)射信號(hào)I_tx和所述正交基 帶發(fā)射信號(hào)Q_tx通過放大疊加進(jìn)行補(bǔ)償，得到補(bǔ)償后的同相基帶發(fā)射信號(hào)I_atx和補(bǔ)償后 的正交基帶發(fā)射信號(hào)Q_atx，具體包括：
[0029] 所述發(fā)射通道補(bǔ)償器將所述同相基帶發(fā)射信號(hào)I_tx放大第一預(yù)設(shè)倍數(shù)之后與放 大了第二預(yù)設(shè)倍數(shù)的正交基帶發(fā)射信號(hào)Q_tx進(jìn)行疊加，并將疊加后的信號(hào)與第一直流補(bǔ) 償參數(shù)DCi進(jìn)行疊加，從而得到補(bǔ)償后的同相基帶發(fā)射信號(hào)；
[0030] 所述發(fā)射通道補(bǔ)償器將所述正交基帶發(fā)射信號(hào)Q_tx放大第三預(yù)設(shè)倍數(shù)之后與放 大了第二預(yù)設(shè)倍數(shù)的同相基帶發(fā)射信號(hào)I_tx進(jìn)行疊加，并將疊加后的信號(hào)與第二直流補(bǔ) 償參數(shù)DCq進(jìn)行疊加，從而得到補(bǔ)償后的正交基帶發(fā)射信號(hào)；
[0031] 上述方案中，所述平移混頻器對(duì)接收到的發(fā)射射頻信號(hào)Tx_〇ut補(bǔ)償發(fā)射本振頻 率與接收本振頻率之間的差值，具體包括；
[0032] 所述平移混頻器生成頻率為ftm的補(bǔ)償信號(hào)Stm，其中，ftm為發(fā)射本振頻率與接收 本振頻率之間的差值；
[0033] 所述平移混頻器將所述補(bǔ)償信號(hào)Stm與所述發(fā)射射頻信號(hào)Tx_out進(jìn)行混頻。
[0034] 上述方案中，所述接收通道補(bǔ)償器對(duì)接收到的所述同相基帶接收信號(hào)I_rx和所 述正交基帶接收信號(hào)Q_rx進(jìn)行放大疊加，得到補(bǔ)償后的同相基帶接收信號(hào)和補(bǔ)償后的正 交基帶接收信號(hào)，具體包括：
[0035] 所述接收通道補(bǔ)償器將所述同相基帶接收信號(hào)I_rx放大第四預(yù)設(shè)倍數(shù)之后與放 大了第五預(yù)設(shè)倍數(shù)的正交基帶接收信號(hào)Q_rx進(jìn)行疊加，得到補(bǔ)償后的同相基帶接收信號(hào) I_arx；
[0036] 所述接收通道補(bǔ)償器將所述正交基帶接收信號(hào)Q_rx放大第六預(yù)設(shè)倍數(shù)之后與放 大了第五預(yù)設(shè)倍數(shù)的同相基帶接收信號(hào)I_rx進(jìn)行疊加，得到補(bǔ)償后的正交基帶接收信號(hào) Q_arx〇
[0037] 上述方案中，所述估計(jì)器對(duì)補(bǔ)償后的同相基帶接收信號(hào)I_arx和正交基帶接收信 號(hào)Q_arx的補(bǔ)償參數(shù)進(jìn)行估計(jì)，具體包括：
[0038] 所述估計(jì)器接收由所述接收通道補(bǔ)償器傳輸?shù)乃鲅a(bǔ)償后的同相基帶接收信號(hào) I_arx和所述補(bǔ)償后的正交基帶接收信號(hào)Q_arx ;
[0039] 根據(jù)所述補(bǔ)償后的同相基帶接收信號(hào)I_arx和所述補(bǔ)償后的正交基帶接收信號(hào) Q_arx得到所述射頻收發(fā)系統(tǒng)的發(fā)射通道IQ失配產(chǎn)生的鏡像信號(hào)、所述射頻收發(fā)系統(tǒng)載波 泄漏產(chǎn)生的鏡像信號(hào)及所述射頻收發(fā)系統(tǒng)的接收通道IQ失配所產(chǎn)生的鏡像信號(hào)的功率；
[0040] 所述估計(jì)器通過二進(jìn)制搜索法對(duì)所述三個(gè)鏡像信號(hào)的功率進(jìn)行搜索，估計(jì)使所述 三個(gè)鏡像信號(hào)功率最小的補(bǔ)償參數(shù)。
[0041] 上述方案中，所述估計(jì)器根據(jù)所述補(bǔ)償后的同相基帶接收信號(hào)I_arx和所述補(bǔ)償 后的正交基帶接收信號(hào)Q_arx得到所述射頻收發(fā)系統(tǒng)的發(fā)射通道IQ失配產(chǎn)生的鏡像信號(hào)、 所述射頻收發(fā)系統(tǒng)載波泄漏產(chǎn)生的鏡像信號(hào)及所述射頻收發(fā)系統(tǒng)的接收通道IQ失配所產(chǎn) 生的鏡像信號(hào)的功率，具體包括：
[0042] 所述估計(jì)器對(duì)根據(jù)所述補(bǔ)償后的同相基帶接收信號(hào)I_arx和所述補(bǔ)償后的正交 基帶接收信號(hào)Q_arx所得到基帶接收信號(hào)的復(fù)信號(hào)進(jìn)行單點(diǎn)DFT計(jì)算，分別得到由發(fā)射通 道IQ失配、載波泄漏及接收通道IQ失配所產(chǎn)生的鏡像信號(hào)所在頻率ftximag6、4和f_ag6 ;
[0043] 所述估計(jì)器將所述基帶接收信號(hào)的復(fù)信號(hào)分別乘以fK27lf~_F/fs#N)，
1 3個(gè)序列，并通過低通濾波器減少其它信號(hào)對(duì)各自功 率的影響，得到所述濾波后的信號(hào)分別為Itximage+J.Qtximage、1。1 +J.Qcl和Irximage+J.Qrximage，其中，fs為所述射頻收發(fā)系統(tǒng)的接收I支路的模數(shù)轉(zhuǎn)換器和所述射頻收發(fā)系統(tǒng)的接收Q支路的模數(shù) 轉(zhuǎn)換器采樣頻率，N為序列長度；
[0044] 通過計(jì)算|Itximage | + |Qtximage |得到所述發(fā)射通道IQ失配產(chǎn)生的鏡像信號(hào)的功率，通 過計(jì)算llJ+lQdl得到所述載波泄漏產(chǎn)生的鏡像信號(hào)的功率，通過計(jì)算|l_ag>|Q_agJ 得到所述接收通道IQ失配所產(chǎn)生的鏡像信號(hào)的功率，其中，I?I表示對(duì)?進(jìn)行取模計(jì)算。
[0045] 上述方案中，所述估計(jì)器通過二進(jìn)制搜索法對(duì)所述三個(gè)鏡像信號(hào)的功率進(jìn)行搜 索，估計(jì)使所述三個(gè)鏡像信號(hào)功率最小的補(bǔ)償參數(shù)，具