用于频率相关IQ不平衡补偿的方法和设备技术

提供用于频率相关IQ不平衡补偿的方法和设备。提供方法和设备，其中，收发器的处理器选择复基带信号的实部和复基带信号的虚部中的一个。复基带信号具有IQ不平衡。收发器的自适应滤波器使用自适应滤波器系数以及复基带信号的实部和虚部中的一个来执行实数乘法运算，以生成复补偿信号。收发器的加法器对复基带信号和复补偿信号进行求和，以生成IQ不平衡被校正的补偿的信号。补偿的信号被输出用于数字处理。

【技术实现步骤摘要】
用于频率相关IQ不平衡补偿的方法和设备本申请要求于2015年11月3日提交到美国专利商标局的第62/250,266号美国临时专利申请和2016年1月4日提交到美国专利商标局的第14/987,022号美国专利申请的优先权，所述美国临时专利申请的全部公开通过引用包含于此。
本公开总体上涉及射频(RF)收发器，更具体地讲，涉及用于补偿射频收发器中的频率同相(I)正交(Q)不平衡的方法和设备。
技术介绍
使用RF信号操作的电子系统可包括处理无线信号或有线信号(例如，RF信号)的RF收发器。RF收发器可包括用于对RF信号进行放大和/或滤波以恢复由RF信号搭载的原始数据的各种组件。因为直接转换RF收发器通过去除中频(IF)模拟分量来简化下转换，所以针对无线通信设计的低成本和低功率的结构的增长需求已经将集中于直接转换RF收发器。然而，直接转换RF收发器遭受由不完整模拟前端(FE)组件引起的模拟I支路与模拟Q支路之间的不平衡。不完整IQ下转换可在I组件与Q组件之间产生增益和相位不平衡。增益失配可由于混频器的不等增益、将本机振荡器(LO)时钟提供给I支路和Q支路的LO驱动器的不等增益、I支路和Q支路的可变增益放大器(VGA)组件中的不等增益和/或I支路和Q支路中的模数转换器(ADC)的不等最低有效位(LSB)水平而引起。相位不平衡主要由于难以在I时钟与Q时钟之间获得精确的90度相位而引起。由于这些类型的不平衡不依赖信号频率，因此它们被称为频率无关(frequency-independent)(FI)不平衡。模拟I路径与模拟Q路径之间的模拟基带(ABB)滤波器极点位置失配可导致频率相关(frequency-dependent)(FD)IQ失配。FIIQ不平衡和FDIQ不平衡导致信号带宽中的镜像信号(mirrorimagesignal)。在接收端的典型的镜像抑制比(IRR)的范围为20dB至40dB，该范围不足以准确地接收需要高信噪比(SNR)的高阶调制载波。用于估计和补偿IQ失配的主要方法是频域方法和时域方法。当与时域方法相比时，由于卷积运算变换为频域中的乘法运算，使得频域方法显著地降低IQ补偿的复杂度。然而，频域方法针对IQ不平衡估计需要特殊的导频模式，这由于导频插入的开销而降低了频谱效率和可用的吞吐量。因此，在无线接入网络(WAN)标准(诸如，长期演进(LTE)和宽带码分多址(WCDMA))中不支持频域方法。时域方法通过利用接收到的信号的正交特性使用盲估计来补偿FI失配和FD失配。时域方法不需要特殊的导频模式来估计IQ失配，这保证无线信道的有效利用。
技术实现思路
根据本公开的方面，提供一种方法，其中，收发器的处理器选择复基带信号的实部和复基带信号的虚部中的一个。收发器的自适应滤波器使用自适应滤波器系数以及复基带信号的实部和虚部中的一个来执行实数乘法运算，以生成复补偿信号。基于由收发器的加法器对复基带信号和复补偿信号进行求和，来生成补偿的信号。自适应滤波器系数以及所述实部和所述虚部中的选择的一个为实数乘数。复基带信号是具有通过由两个下变换器对射频信号执行针对正交接收的90度相位偏移的下变换并且分别对下变换的信号进行低通滤波获得的分量的信号。所述方法还包括：基于在迭代中，使用补偿的信号调节自适应滤波器系数，来确定自适应滤波器系数。所述实部是复基带信号的同相(I)分量，所述虚部是复基带信号的正交(Q)分量。自适应滤波器是有限脉冲响应(FIR)滤波器。复基带信号具有同相正交不平衡，复补偿信号校正复基带信号的同相正交不平衡。将复信号和复补偿信号进行求和的步骤使用复补偿信号中的比例项来消去复基带信号中的虚数项。补偿的信号用于发送或接收同相正交不平衡补偿。复补偿信号被表示为：其中，z(t)是复基带信号，z*(t)是z(t)的共轭，s(t)是实带通信号，s*(t)是s(t)的共轭，g(t)是增益，g*(t)是g(t)的共轭，w2(t)是权重系数。根据本公开的另一方面，提供一种设备，包括：处理器，被配置为选择复基带信号的实部和复基带信号的虚部中的一个。所述设备还包括：自适应滤波器，被配置为使用自适应滤波器系数以及复基带信号的实部和虚部中的一个来执行实数乘法运算，以生成复补偿信号。所述设备还包括：加法器，被配置为对复基带信号和复补偿信号进行求和，以生成补偿的信号。自适应滤波器系数以及所述实部和所述虚部中的选择的一个为实数乘数。复基带信号是具有通过由两个下变换器对射频信号执行针对正交接收的90度相位偏移的下变换并且分别对下变换的信号进行低通滤波获得的分量的信号。所述设备还包括滤波器自适应模块，被配置为基于在迭代中使用补偿的信号调节自适应滤波器系数，来确定自适应滤波器系数。所述实部是复基带信号的同相分量，所述虚部是复基带信号的正交分量。自适应滤波器是有限脉冲响应滤波器。复基带信号具有同相正交不平衡，复补偿信号校正复基带信号的同相正交不平衡。将复基带信号和复补偿信号进行求和的步骤使用复补偿信号中的比例项来消去复基带信号中的虚数项。在发送或接收IQ不平衡补偿中使用补偿的信号。复补偿信号被表示为：其中，z(t)是复基带信号，z*(t)是z(t)的共轭，s(t)是实带通信号，s*(t)是s(t)的共轭，g(t)是增益，g*(t)是g(t)的共轭，w2(t)是权重系数。附图说明通过下面结合附图进行的描述，本公开的上述和其他方面、特征和优点将会更加清楚，其中：图1是示出基于IQ下变转换的接收器结构的示图；图2是示出滤波器补偿模型的示图；图3是示出具有滤波器自适应的滤波器补偿模型的示图；图4是示出根据本公开的实施例的使用复基带信号的实部的滤波器补偿模型的示图；图5是示出根据本公开的实施例的使用复基带信号的实部的具有滤波器自适应的滤波器补偿模型的示图；图6是示出根据本公开的实施例的使用复基带信号的虚部的具有滤波器自适应的滤波器补偿模型的示图；图7是示出根据本公开的实施例的具有滤波器自适应的滤波器补偿的方法的流程图；图8是示出根据本公开的实施例的计算系统的示意性硬件实施方式的框图；图9是示出根据本公开的实施例的在给定的频带上的镜像抑制比(IRR)的比较的图表；图10是示出根据本公开的实施例的在给定的迭代次数下的IRR的比较的图表。具体实施方式参照附图对本公开的实施例进行详细地描述。虽然在不同的示图中示出相同或相似的组件，但是他们可由相同或相似的参考标号表示。可省略对本领域公知的结构或处理的详细描述以避免模糊本公开的主题。在下面的描述和权利要求中使用的术语和词语不限于他们的字典含义，而仅被用于保证清楚和一致的理解本专利技术。因此，本领域技术人员应清楚，提供本公开的实施例的以下描述仅为了示意性的目的，而不是为了限制由权利要求和他们的等同物所定义的本专利技术。虽然包括普通的数字(诸如，第一和第二)的术语可被用于描述各种元件，但是结构元件不被这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件与另一元件区分。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，第一结构元件可被称为第二结构元件。类似地，第二结构元件也可被称为第一结构元件。如在这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关项的任意和所有组合。应理解，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式包括复数指示物。因此，例如，提及“标识符”包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于频率相关同相正交不平衡补偿的方法，包括：选择复基带信号的实部和复基带信号的虚部中的一个；使用自适应滤波器系数以及复基带信号的实部和虚部中的选择的一个来执行实数乘法运算，以生成复补偿信号；通过对复基带信号和复补偿信号进行求和，来生成补偿的信号。

【技术特征摘要】
2015.11.03 US 62/250,266;2016.01.04 US 14/987,0221.一种用于频率相关同相正交不平衡补偿的方法，包括：选择复基带信号的实部和复基带信号的虚部中的一个；使用自适应滤波器系数以及复基带信号的实部和虚部中的选择的一个来执行实数乘法运算，以生成复补偿信号；通过对复基带信号和复补偿信号进行求和，来生成补偿的信号。2.如权利要求1所述的方法，其中，自适应滤波器系数以及所述实部和所述虚部中的选择的一个为实数乘数。3.如权利要求1所述的方法，其中，复基带信号是具有通过由两个下变换器对射频信号执行针对正交接收的90度相位偏移的下变换并且分别对下变换的信号进行低通滤波获得的分量的信号。4.如权利要求1所述的方法，还包括：基于在迭代中，使用补偿的信号调节自适应滤波器系数，来确定自适应滤波器系数。5.如权利要求1所述的方法，其中，所述实部是复基带信号的同相分量，所述虚部是复基带信号的正交分量。6.如权利要求5所述的方法，其中，自适应滤波器是有限脉冲响应滤波器。7.如权利要求1所述的方法，其中，复基带信号具有同相正交不平衡，复补偿信号校正复基带信号的同相正交不平衡。8.如权利要求1所述的方法，其中，将复信号和复补偿信号进行求和的步骤使用复补偿信号中的比例项来消去复基带信号中的虚数项。9.如权利要求1所述的方法，其中，补偿的信号用于发送或接收同相正交不平衡补偿。10.如权利要求1所述的方法，其中，复补偿信号被表示为：其中，z(t)是复基带信号，z*(t)是z(t)的共轭，s(t)是实带通信号，s*(t)是s(t)的共轭，g1(t)和g2(t)是增益，g1*(t)和g2*(t)分别是g1(t)和...

【专利技术属性】
技术研发人员：金宰永，根纳季·坲戈，普拉纳夫·达亚尔，李正元，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR