CN113676433B - 发送iq失配校准的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种预补偿发送器同相(I)和正交(Q)失配(IQMM)的方法，所述方法可以包括：将信号发送通过发送路径的上变频器以提供上变频信号；确定所述上变频信号；基于所确定的上变频信号来确定所述发送路径的一个或多个IQMM参数；以及基于所述发送路径的所述一个或多个IQMM参数来确定所述发送路径的一个或多个预补偿参数。在一些实施例中，可以确定通过接收反馈路径的所述上变频信号。在一些实施例中，可以通过包络检测器来确定所述上变频信号。

Description

发送IQ失配校准的方法和装置
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年5月15日提交的标题为“Transmitter Frequency-DependentIn-Phase and Quadrature Mismatch Calibration”的第63/025,980号美国临时专利申请的优先权和权益，该申请以引用方式并入本文中。
技术领域
本公开总体上涉及正交发送器，并且更具体地，涉及发送IQ失配校准。
背景技术
正交发送器可以包括同相(I)路径和正交(Q)路径。I路径与Q路径之间的失衡可能会降低发送器的性能，所述失衡可以被称为IQ失配(IQMM)。
本背景技术部分中公开的以上信息仅用于增强对本发明背景技术的理解，因此，其可能含有不构成现有技术的信息。
发明内容
一种预补偿发送器同相(I)和正交(Q)失配(IQMM)的方法，所述方法可以包括：通过发送路径的上变频器发送信号以提供上变频信号；确定通过接收反馈路径的下变频器的上变频信号；基于所确定的上变频信号来确定所述发送路径的一个或多个IQMM参数；以及基于所述发送路径的一个或多个IQMM参数来确定所述发送路径的一个或多个预补偿参数。确定所述发送路径的一个或多个IQMM参数可以包括求解方程式***，所述方程式中的第一方程式可以包括上变频信号的第一分量以及至少部分地表示所述发送路径的预期频率响应的第一参数，并且所述方程式中的第二方程式可以包括所述上变频信号的第二分量以及至少部分地表示由于发送IQMM而引起的所述发送路径的频率响应的第二参数。所述方程式中的第一方程式可以还包括第三参数，所述第三参数至少部分地表示所述发送路径的增益和延迟。所述方法可以还包括：通过将第一本地振荡器用于所述发送路径并且将第二本地振荡器用于所述接收路径来确定所述接收反馈路径的IQMM；并且基于所确定的上变频信号来确定所述发送路径的一个或多个IQMM参数可以包括处理所述上变频信号以补偿所述接收路径中的IQMM。用于所述发送路径的本地振荡器可能会相对于用于所述接收反馈路径的本地振荡器发生频移。所述信号可以包括处于第一频率下的第一信号，所述上变频信号可以包括第一上变频信号，并且所述方法可以还包括：将处于第二频率下的第二信号发送通过所述发送路径的所述上变频器以提供第二上变频信号，确定通过所述接收反馈路径的下变频器的第二上变频信号，以及基于所确定的第二上变频信号确定所述发送路径的一个或多个IQMM参数。
一种预补偿发送器同相(I)和正交(Q)失配(IQMM)的方法，所述方法可以包括：将信号发送通过发送路径的上变频器以提供上变频信号，确定通过包络检波器的上变频信号，基于所确定的上变频信号来确定所述发送路径的一个或多个IQMM参数，以及基于所述发送路径的一个或多个IQMM参数来确定所述发送路径的一个或多个预补偿参数。确定发送路径的一个或多个IQMM参数可以包括：将第一预补偿参数应用于所述发送路径；基于所述第一预补偿参数来确定由发送IQMM通过所述包络检波器而引起的所述上变频信号的分量的第一功率；将第二预补偿参数应用于所述发送路径；以及基于所述第二预补偿参数来确定由发送IQMM通过包络检波器引起的上变频信号的分量的第二功率。确定所述发送路径的一个或多个IQMM参数可以还包括基于所述第一功率和所述第二功率中的较低者来选择所述第一预补偿参数或所述第二预补偿参数中的一者。所述方法可以还包括：将一个或多个额外预补偿参数应用于所述发送路径；以及基于所述一个或多个额外预补偿参数来确定由发送IQMM通过所述包络检波器而引起的所述上变频信号的一个或多个分量的一个或多个额外功率；并且确定所述发送路径的一个或多个IQMM参数可以包括基于所述第一功率、所述第二功率或者一个或多个额外功率中的较低者来选择所述第一预补偿参数、所述第二预补偿参数或者一个或多个额外预补偿参数中的一者。所述信号可以包括处于第一频率下的第一信号，所述上变频信号可以包括第一上变频信号，并且所述方法可以还包括：将处于第二频率下的第二信号发送通过所述发送路径的所述上变频器以提供第二上变频信号，确定通过所述包络检波器的第二上变频信号，以及基于所述确定的第二上变频信号来确定所述发送路径的一个或多个IQMM参数。所述方法可以还包括针对第一信号和第二信号中的每一个将第一预补偿参数和第二预补偿参数应用于所述发送路径，并且所述第一上变频信号和第二上变频信号可以分别基于所述第一预补偿参数和第二预补偿参数确定。确定所述发送路径的一个或多个IQMM参数可以包括基于所确定的第一上变频信号和第二上变频信号来求解所述方程式***。所述方程式***中的第一方程式可以包括至少部分第一预补偿参数和第二预补偿参数的函数。所述第二频率在基带处可以是所述第一频率的负数。所述方法可以还包括：针对所述第一预补偿参数和第二预补偿参数中的每一个扫描所述第一频率和第二频率；基于扫描所述第一频率和第二频率确定额外的第一上变频信号和第二上变频信号；以及基于所确定的额外上变频信号，确定所述发送路径在频率上的一个或多个IQMM参数。所述信号可以包括第一双音信号，所述上变频信号可以包括第一上变频双音信号，并且所述方法可以还包括将第二双音信号发送通过所述发送路径的所述上变频器以提供第二上变频双音信号，确定通过所述包络检波器的第二上变频双音信号，以及基于所确定的第二上变频双音信号确定所述发送路径的一个或多个IQMM参数。确定所述发送路径的一个或多个IQMM参数可以包括基于所确定的第一上变频双音信号和第二上变频双音信号来求解方程式***，并且所述方程式中的至少一个可以包括所述第一双音信号的第一频率的第一参数以及所述第一双音信号的第二频率的第二参数。所述方法可以还包括：扫描所述双音信号中的至少一个的第一频率和第二频率；基于扫描所述第一频率和第二频率，确定额外的第一上变频双音信号和第二上变频双音信号；以及基于所确定的额外上变频双音调信号来确定所述发送路径的一个或多个IQMM参数。
一种***可以包括：IQ发送路径，所述IQ发送路径包括上变频器；包络检波器，所述包络检波器被布置成提供来自所述IQ发送路径的上变频信号的包络；信号发生器，所述信号发生器被布置成向所述IQ发送路径施加导频信号；以及信号监测器，所述信号监测器被布置成基于所述导频信号来捕获所述上变频信号的所述包络，以及处理器，所述处理器被配置成：基于所捕获的所述上变频信号的包络，估计所述IQ发送路径的一个或多个IQ失配(IQMM)参数，以及根据所估计的IQMM参数来估计所述IQ发送路径的一个或多个补偿系数。所述信号监测器可以被布置成捕获通过IQ接收器的支路的所述上变频信号的所述包络。
一种***可以包括：IQ发送路径，所述IQ发送路径包括上变频器；IQ接收路径，所述IQ接收路径包括下变频器；反馈连接，所述反馈连接被布置成将上变频信号从所述IQ发送路径耦合到所述IQ接收路径；信号发生器，所述信号发生器被布置成将导频信号施加到所述IQ发送路径；信号监测器，所述信号监测器被布置成基于所述导频信号通过所述IQ接收路径捕获所述上变频信号，以及处理器，所述处理器被配置成：基于所捕获的上变频信号来估计所述IQ发送路径的一个或多个IQ失配(IQMM)参数，并且基于所估计的IQMM参数来估计所述IQ发送路径的一个或多个补偿系数。
附图说明
附图不一定按比例绘制，并且出于整个说明性目的，所有附图中相似结构或功能的元件通常用相似的附图标记表示。附图仅旨在便于描述本文所公开的各实施例。附图没有描述本文所公开的教示的每个方面，并且不限制权利要求书的范围。附图与说明书一起示出本公开的示例性实施例，并且与说明书一起用于说明本公开的原理。
图1示出根据本公开的可以用于实施任何TX IQMM估计和/或补偿技术的IQ发送器的示例性实施例。
图2示出根据本公开的可以估计其系数的复值预补偿器(CVC)结构的示例性实施例。
图3示出根据本公开的可以用于使用RX反馈路径来实施TX FD-IQMM校准的***的实施例。
图4示出根据本公开的可以用于使用RX反馈路径来实施TX FD-IQMM校准的***的示例性实施例。
图5示出根据本公开的与一些方程式相对应的发送和捕获(监测到)的信号的频谱图的示例性实施例。
图6示出根据本公开的可以用于使用包络检波器来实施TX FD-IQMM校准的***的实施例。
图7示出根据本公开的可以用于使用包络检波器来实施TX FD-IQMM校准的***的示例性实施例。
图8示出根据本发明的利用使用包络检波器进行TX IQMM校准的方法的第一实施例的发送和捕获(监测到)的信号的一些频谱图。
图9示出根据本公开的利用使用包络检波器进行TX IQMM校准的方法的第三实施例的发送和捕获(监测到)的信号的一些频谱图。
图10示出根据本公开的用于使用RX反馈路径进行TX IQMM校准的方法的实施例。
图11示出根据本公开的用于使用包络检波器进行TX IQMM校准的第一方法的实施例。
图12示出根据本公开的用于使用包络检波器进行TX IQMM校准的第二方法的实施例。
图13示出根据本公开的用于使用包络检波器进行TX IQMM校准的第三方法的实施例。
图14示出根据本公开的用于对收发器IQMM进行预补偿的方法的实施例。
图15示出了根据本公开的对发送器IQMM进行预补偿的方法的另一实施例。
具体实施方式
概述
本公开包括涉及对正交上变频发送器中的同相(I)和正交(Q)失配(IQMM)进行预补偿的许多发明原理。可以在基带处将导频信号施加到发送(TX)路径，并且可以使用各种公开的技术和算法来捕获和处理IQMM受损的上变频信号以估计TX IQMM，其中可以包括与频率无关的IQMM(FI-IQMM)和取决于频率的IQMM(FD-IQMM)。然后可以使用所估计的IQMM来确定TX路径中的预补偿器的系数。
在一些实施例中，可以通过具有正交下变频器的接收(RX)反馈路径来捕获IQMM受损的上变频信号。可以在不同频率下施加单音导频信号，并且可以在方程式***中使用所捕获的下变频信号的主分量和镜像分量来估计TX路径的IQMM参数。可以通过各种公开的技术来减少或消除RX IQMM在RX反馈路径中的影响，例如，通过对TX和RX路径使用单独的本地振荡器和/或使用TX和RX路径的本地振荡器之间的频移。
在一些实施例中，可以通过包络检波器捕获IQMM受损的上变频信号，并使用各种公开的技术对其进行处理。在使用包络检测器的第一种方法中，可以在改变一个或多个预补偿参数的同时施加单音导频信号。如果TX路径中存在IQMM，则在基带上施加的单音导频信号可能会在包络检波器的输出端产生信号，所述信号的分量是导频信号频率的两倍。因此，第一种方法可以在施加第一单音导频信号的同时扫描一个或多个预补偿参数，并且选择所述参数中的一个或多个以两倍于导频信号的频率从包络检波器提供最低输出功率。可以通过在其他频率下重复此过程以为每个频率选择一个或多个参数来执行搜索。然后，所选择的参数可以用于估计TX路径的IQMM参数。
在使用包络检波器的第二种方法中，可以通过使用两组不同预补偿器设置在基带处分别发送单音导频信号的负频率和正频率来直接估计给定频率的一个或多个TX IQMM参数。可以将包络检波器输出端处两倍于给定频率的分量组合成一组方程式，并且求解给定频率下取决于频率的增益和相失配。可以重复此过程以确定在其他频率下的取决于频率的增益和相失配，然后可以将其用于估计TX路径的IQMM参数。
在使用包络检波器的第三种方法中，双音导频信号的负频率和正频率的各种组合可以分别在基带处施加到TX路径。包络检波器在各种频率下的输出可以使用一组方程式进行组合和求解，以直接获得TX IQMM参数的估计值。
一旦通过这些公开的技术中的任何一种确定TX IQMM参数，就可以将其用于确定TX路径中的预补偿器的系数。
本文公开的原理可以具有独立的效用并且可以被单独地实施，并且不是每个实施例都可以利用每个原理。此外，这些原理也可以以各种组合来体现，其中一些可以以协同的方式放大各个原理的益处。
TX预补偿
在正交上变频发送器中，I支路和Q支路之间的IQMM可能会在上变频后到射频(RF)或中频(IF)处的镜像频率之间产生干扰。因此，IQMM可能会通过降低有效信号与干扰加噪声比(SINR)来降低***性能。与频率无关的IQMM(FI-IQMM)可能源自混频器的失衡，而取决于频率的IQMM(FD-IQMM)可能是由I路径和Q路径上的整体频率响应之间的失配引起的。在一些实施例中，仅与频率无关的IQMM(FI-IQMM)可以被补偿。然而，在诸如宽带***(例如，毫米波***)的某些应用中，仅FI-IQMM补偿可能无法提供足够的性能。因此，本申请的一些发明原理涉及用于为正交上变频器发送器提供FD-IQMM补偿的技术。此外，TX IQMM可能与RX IQMM不同。因此，在一些实施例中，根据本公开的TX路径的校准方法可以不同于RX路径的校准方法。
图1示出根据本公开的可以用于实施任何TX IQMM估计和/或补偿技术的IQ发送器的示例性实施例。图1所示的发送器100可以包括I信号路径，所述I信号路径包括数模转换器(DAC)104、具有脉冲响应hITX(t)的低通滤波器108以及混频器112。发送器100，也可以称为TX路径，也可以包括Q信号路径，其中包括DAC 106、具有脉冲响应hQTX(t)的低通滤波器110和混频器114。混频器112、114和滤波器108、110以及加法电路116可以共同形成上变频器。发送器100可以还包括IQMM预补偿器118。
在发送器中，gTX≠1和φTX≠0可以分别表示可以在发送器处产生与频率无关的IQ失配(FI-IQMM)的TX增益和相失配。TX路径的I路径和Q路径中的总体频率响应响应hITX(t)与hQTX(t)之间的失配可能会在TX路径中产生FD-IQMM，即hITX(t)≠hQTX(t)。频域中的Tx路径100中(混频器的输出处)上变频信号的基带等效值可表示为：
ZTX(f)＝G1TX(f)U(f)+G2TX(f)U*(-f), 1)其中U(f)可以是TX路径中模拟基带(ABB)滤波器108和110的输入端处的预期基带(BB)信号的频率响应，并且G1TX(f)和G2TX(f)可以定义为
在方程式(2)中，HITX(f)和HQTX(f)可以分别表示滤波器108(hITX(t))和滤波器110(hQTX(t))的频率响应。在方程式(1)中，G1TX(f)U(f)可以表示预期TX信号，并且G2TX(f)U*(-f)可以表示TX图像信号。如果没有任何IQMM，(gTX＝1、φTX＝0和hITX(t)＝hQTX(t))，G2TX(f)，则方程式(1)中的第二项可能变为零。因此，在一些实施例中，G1TX(f)可以表示发送路径的预期频率响应，并且G2TX(f)可以表示由于IQMM引起的发送路径的频率响应。
在根据本公开的一些实施例中，可以估计发送器中的一个或多个IQMM参数，然后使用所估计的IQMM参数来确定预补偿参数，从而补偿发送器100中的IQMM的效应。
一个或多个IQMM参数可以包括受TX路径中的IQMM影响的任何参数，诸如增益失配gTX、相失配φTX、滤波器hITX(t)和hQTX(t)(和/或其频率响应HITX(f)和HQTX(f))、G1TX(f)、G2TX(f)、VTX(f)(如下所述)和/或类似参数。在下文所述的一些示例性实施例中，参数φTX和VTX(f)可以用作IQMM参数，因为例如，它们可以减少数学推导所涉及的复杂性和/或工作量。但是，根据本公开可以使用其他IQMM参数。例如，在一些示例实施例中，G1TX(f)和G2TX(f)可以用作IQMM参数，其可以被估计然后用于确定预补偿参数。
预补偿参数可以是可以确定IQMM预补偿器118如何影响TX路径100中的IQMM的任何参数。预补偿参数的示例可以是IQMM预补偿器118的系数(IQMC系数)，所述系数可以对BB信号s[n]＝sj[n]+jsQ[n]进行整形以减少或消除上变频信号zTX(t)中的图像分量。下文将描述可以基于所估计的IQMM参数获得的IQMC系数的示例。
在一些实施例中，上述IQMM参数VTX(f)可以取决于TX增益和滤波器失配，其可以定义如下
可以使用本文所描述的各种校准算法估计连续时间频率f＝±f1,...,±fK在预期频带中的相失配φTX和VTX(f)。然后，可以使用φTX和VTX(f)的估计值来获得预补偿器118的IQ失配补偿器(IQMC)系数，以减少TX FD-IQMM。
图2示出根据本公开的可以估计其系数的复值预补偿器(CVC)结构的示例性实施例。图2所示的实施例可以包括具有延迟TD的整数延迟元件200、复共轭块202、具有脉冲响应wTX[n]的复值滤波器204以及加法电路206。
然后，图2所示的预补偿器的系数值可以表示为下式，其中所述系数值可以完全或部分地去除图1所示的发送器100的TX FD-IQMM：
其中表示滤波器wTX[n]的频率响应。从方程式(4)中可以显而易见地看出，IQMC系数的最佳响应可以涉及φTX和/或VTX(f)的知识，例如可以使用本文中所公开的任何技术来估计。
在一些实施例中，并且取决于实施方案详情，本文公开的方法、表达等可以提供最佳值，并且因此可以使用指示符“opt”。然而，本发明原理不限于可以获得最佳值的实施例，并且“最佳”或“最优”的使用不限于可以提供最佳值的方法、表达等。
图2所示的CVC结构的一些示例性实施例可以包括以下实施方案详情中的任何一个。具有脉冲响应wTX[n]的复值滤波器204可以被实施成例如有限脉冲响应(FIR)滤波器。复共轭块202可以被配置成输出信号s[n]的复共轭，例如，s[n]*＝sI[n]-jsQ[n]。具有延迟TD的整数延迟元件200可以被配置成在输入信号中产生延迟，例如，s[n-TD]。
图2所示的CVC结构出于说明本公开的发明原理而提供以作为示例，但是可以使用其他IQMM预补偿结构和/或其组合。例如，在一些实施例中，可以使用实值补偿器(RVC)体系结构。
RX反馈路径
图3示出根据本公开的可以用于使用RX反馈路径来实施TX FD-IQMM校准的***的实施例。图3所示的实施例可以包括TX路径300、RX路径302、反馈连接304和信号处理单元306。TX路径300可以包括预补偿器308、数模转换器(DAC)310、上变频器314和射频(RF)发送块316。RX路径302可以包括RF接收块318、下变频器320和模数转换器(ADC)324。在一些实施例中，RX路径302可以还包括补偿器(未示出)。信号处理单元306可以包括信号发生器328、信号捕获单元330和信号处理器332。
反馈连接304可以用任何适当装置来实施，诸如开关、耦合器、导体、传输线、滤波器等。反馈连接304可以在上变频器314之后的任何位置处耦合到TX路径300。反馈连接304可以在下变频器320之前的任何位置处耦合到RX路径302。在一些实施例中，反馈连接304的一部分或全部可以与TX路径300和/或RX路径302集成为一体。
TX路径300和RX路径302可以各自包括I信号路径或支路以及Q信号路径或支路。RF发送块316可以包括用于发送RF信号的各种组件，诸如功率放大器、带通滤波器、天线等。RF接收块318可以包括用于接收RF信号的各种组件，诸如天线、带通滤波器、低噪声放大器(LNA)等。根据***是处于操作模式还是校准模式，TX路径300中的IQMM可以通过IQMM预补偿器308进行校正。
在一些实施例中，处理器332可以管理和/或控制图3所示的***的整体操作。这可以包括控制将一个或多个导频信号施加到TX路径300、捕获通过RX路径302对上变频导频信号的监测值、执行对其他资源的计算和/或卸载计算、向TX预补偿器308提供所估计的系数、在导频信号的发送和/或发送期间控制TX预补偿器308，例如，通过禁用预补偿器308、将其置于透明或直通状态，等等。
尽管图3所示的各种组件可以被示为单独的组件，但是在一些实施例中，多个组件和/或它们的功能可以被组合成更少数量的组件。同样，单个组件和/或其功能可以分布在其他组件中和/或与其他组件集成为一体。例如，信号发生器328和/或信号捕获单元330可以与可以耦合到图3所示的收发器的调制解调器中的一个或多个类似组件集成为一体，和/或其功能可以被所述一个或多个类似组件。
信号处理单元306的组件可以用硬件、软件和/或其任何组合来实施。例如，全部或部分硬件实施方案可以包括组合逻辑、顺序逻辑、计时器、计数器、寄存器、门阵列、放大器、合成器、多路复用器、调制器、解调器、滤波器、矢量处理器、复杂可编程逻辑设备(CPLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、状态机、数据转换器(诸如ADC和DAC)、和/或类似设备。全部或部分软件实施方案可以包括一个或多个处理器核、存储器、程序和/或数据存储器和/或类似设备，其可以位于本地和/或远程，并且可以经编程以执行指令，从而执行信号处理单元306的组件的一个或多个功能。
图4示出根据本公开的可以用于使用RX反馈路径来实施TX FD-IQMM校准的***的示例性实施例。图4所示的实施例可以包括TX路径400、RX路径402和RX反馈连接403。类似于图1所示的发送器100的TX路径400可以包括I信号路径，所述I信号路径包括DAC 404、具有脉冲响应hITX(t)的低通滤波器408以及混频器412。TX路径400还可以包括Q信号路径，所述Q信号路径包括DAC 406、具有脉冲响应hQTX(t)的低通滤波器410以及混频器414。混频器412和414、滤波器408和410以及加法电路416可以共同形成上变频器。TX路径400可以还包括IQMM预补偿器418。
RX路径402可以包括I信号路径，所述I信号路径包括混频器426、具有脉冲响应hIRX(t)的低通滤波器430以及ADC 434。RX路径402还可以包括Q信号路径，所述Q信号路径包括混频器428、具有脉冲响应hQRX(t)的低通滤波器432以及ADC 436。混频器426和428以及滤波器430和432可以共同形成下变频器。在一些实施例中，RX路径402可以还包括IQMM补偿器(未示出)，所述IQMM补偿器可以在校准操作期间被禁用或被置于直通状态。
在一些实施例中，在校准操作期间，IQMM预补偿器418可以被禁用或被置于直通模式，使得IQMC可以是单一的，因此U(f)＝S(f)。
为估计IQMM参数φTX和VTX(f)，可以将单音信号在频率fk下施加在TX路径400的基带，也就是说，U(f)＝ATXδ(f-fk)，其中ATX可以是未知的比例因数，其可以解释TX基带信号发生与ABB滤波器408和410的输入之间的增益和/或延迟。IQMM受损的上变频信号可以通过捕获通过RX反馈路径的下变频信号在主频率和镜像频率(fkand-fk)下的频率响应来被监测到，其可以表示为和/>接下来，可以通过TX路径400在频率-fk下发送单音信号，即/>并且频率-fk和fk下的下变频信号可以分别表示为R3,k＝R′(-fk)和R4,k＝R′(fk)。收集所有检测值可以提供以下方程式组
其中ARX可以表示从RX ABB滤波器430和432到RX BB的增益和/或延迟。在一些实施例中，可以对四个方程式(5)进行时间对准以用于正确估计IQMM参数。
图5示出与方程式(5)相对应的发送和捕获(观测)到的信号的频谱图的示例性实施例。
可以在整个信道频段上针对所有选定频率对单音信号(例如fk)进行扫频，以使用方程式(5)获得φTX和VTX(f)的估计值如下
其中
在上述校准算法的一些实施方案中，可以假定RX反馈路径处的IQMM为零。在一些其他实施方案中，RX反馈路径也可以将RX IQMM引入观测值中，进而可以降低TX IQMM参数的估计精度。
在一些实施例中，根据本公开，下文所描述的两种技术中的一种或两种可以减少或消除RX反馈路径中的IQMM对上变频导频信号的观测值的影响。
在根据本公开的第一技术中，可以在回送模式下使用TX和RX路径的单独本地振荡器(LO)来校准RX FD-IQMC(例如，对TX LO扫频并在TX路径的BB处使用DC音调，同时保持RXLO不变)。接下来，可以在整个频率对BB TX音调进行扫频，以将TX LO和RX LO都固定在相同的频率上。然后可以确定TX FD-IQMC系数。在一些实施例中，可以添加其他步骤以对接收到的信号R(f)进行后处理，以在估计φTX和VTX(f)之前去除RX-IQMM的影响。
在根据本公开的第二技术中，可以在TX路径和RX路径的LO之间创建频移，使得RX-IQMM可以不干扰TX路径的主信号和镜像信号。在一些实施例中，LO之间的频移可以保持相对较小，例如，以保持TX主信号和图像信号可以监测到的ABB滤波器响应是大体上对称的。
包络检波器
图6示出根据本公开的可以用于使用包络检波器来实施TX FD-IQMM校准的***的实施例。图6所示的***可以包括可以以类似于图3所示的方式构造和/或操作的TX路径600和信号处理单元606。具体来说，TX路径600可以包括预补偿器608、数模转换器(DAC)610、上变频器614和射频(RF)发送块616。信号处理单元606可以包括信号发生器628、信号捕获单元630和信号处理器632。
图6所示的***可以还包括包络检波器640和信号返回路径642。可以使用包括二极管、滤波器等在内的任何适当装置来实施的包络检波器640可以在上变频器614之后的任何位置处耦合到TX路径600。所述返回信号路径642可以包括任何适当装置，诸如开关、耦合器、导体、传输线、滤波器、数据转换器等。
在一些实施例中，所述包络检波器640可以提供具有例如y(t)＝|z(t)|2的形式的输出。在一些实施例中，所述包络检波器640中的一部分或全部可以与或TX路径600集成为一体。
在一些实施例中，包络检测器640可以输出IQMM受损的上变频信号的包络，并且将其反馈回信号处理单元606，而无需通过混频器。因此，所捕获的信号可以仅含有TX IQMM，而没有任何RX损伤。尽管返回信号路径642不限于任何特定的实施方案详情，但是在一些实施例中，正交接收器中乘法器下游的I信号路径或Q信号路径中的任一者可以用作返回信号路径。例如，在其中已经存在RX路径的收发器***中，这可能是便利的。
图7示出根据本公开的可以用于使用包络检波器来实施TX FD-IQMM校准的***的示例性实施例。图7所示的***可以包括TX路径700、RX路径702和包络检波器740。
可以类似于图4所示的TX路径400的TX路径700可以包括I信号路径，所述I信号路径包括DAC 704、具有脉冲响应hITX(t)的低通滤波器708以及混频器712。TX路径700还可以包括Q信号路径，所述Q信号路径包括DAC 706、具有脉冲响应hQTX(t)的低通滤波器710以及混频器714。混频器712和714、滤波器708和710以及加法电路716可以共同形成上变频器。TX路径700可以还包括IQMM预补偿器718。
可以类似于图4所示的RX路径402的RX路径702可以包括I信号路径，所述I信号路径包括混频器726、具有脉冲响应hIRX(t)的低通滤波器730以及ADC 734。RX路径702还可以包括Q信号路径，所述Q信号路径包括混频器728、具有脉冲响应hQRX(t)的低通滤波器732以及ADC 736。混频器726和728以及滤波器730和732可以共同形成下变频器。在一些实施例中，RX路径702可以还包括IQMM补偿器，所述IQMM补偿器可以在校准操作期间被禁用或被置于直通状态。
所述包络检测器740可以在上变频单元之后的任何位置处连接到TX路径700。它也可以在混频器726和728之后的任何位置连接到RX路径702。在图7所示的实施例中，包络检波器740连接到RX路径的I路径，但是也可以连接到Q侧。
下文在图7所示的示例性实施例的上下文中描述使用包络检波器来估计TX IQMM的三种不同方法的实施例。但是，这些方法不限于这些或任何其他***实施方案详情。
方法1
在一些实施例中，所述方法可以寻求获得可以在频率±f1,...,±fK下抵消IQMM的单抽头(single-tap)预补偿器滤波器系数。然后可以使用这些系数来估计IQMM参数φTX和VTX(f)。
参照图8，在一些实施例中，如果TX链路中存在任何IQMM，则在基带处发送的频率-fk的单音信号可以在包络检波器处产生具有频率2fk的分量的输出。因此，可以在频率-fk下从TX的基带发送单音信号、对预补偿器系数进行扫频(在某些实施方案中一此抽头即可)，并且选择可以在包络检波器的输出端以两倍于BB信号的频率提供最低功率的系数，即2fk，从而找到频率fk的单抽头预补偿器系数(在某些实施方案中，最佳或最优系数)。对于在频率-fk下发送的单音信号，包络检波器路径的输出可以表示为r(t)，并且其响应(忽略高频分量)可以表示为：
包络检波器输出在频率2fk下的频率响应可以表示为下式
在没有IQMM的情况下，G2TX(fk)可能为零，因此方程式(9)中的R(2fk)可能为零。通过执行预补偿器系数的搜索，可以获得单抽头预补偿器设置，即wTX[n]＝wTX,0×δ[n]，使得R(2fk)可以变为零并抵消频率fk下的IQMM。对fk扫描并且获得针对TD＝0由表示的所有频率音调上的IQMC系数(例如最佳系数)后，φTX和VTX(f)可以针对CVC结构估计如下
在一些实施例中，预补偿器系数的搜索可以被实施成广泛的或穷举的搜索。例如，可以以固定间隔在宽范围的预补偿器设置和/或频率音调上进行搜索。在一些实施例中，可以分阶段执行搜索。例如，可以在较宽间隔内，在较宽范围内以较粗的预补偿器设置和/或频率音调网格进行初始搜索。然后，可以基于粗略搜索的结果，在一个或更多个较小范围内，以更小间隔在更精细的网格上执行一个或更多个附加搜索。
方法2
在一些实施例中，所述方法可以直接估计给定频率fk下的IQMM参数，例如，通过使用两个不同的预补偿器系数和/或设置在fk和-fk下单独发送单音信号。然后可以使用例如闭合形式的二次方程针对这些测量值在频率2fk下的包络检波器输出进行组合和求解，以获得fk下的取决于频率的增益和相失配。然后，可以发现IQMM参数φTX和VTX(f)，例如，作为每个频率fk的取决于频率的增益和相失配的简单函数。
一些示例性实施方案详情可以如下。例如，对于图2中所示的CVC体系结构，频率fk和-fk的单音信号可以在BB处单独施加到TX路径，而无需任何IQMC，例如wTX[n]＝0,，并且包络检波器输出在频率2fk下的频率响应可以分别表示为Y1,k和Y2,k。可以选择和应用另一组具备TD＝0的延迟元件的预补偿参数w[n]，并且可以发送频率fk的单音信号。所述包络检波器输出在频率2fk下的频率响应可以表示为Y3,k。这样可得出以下方程式
其中J1和J2可以是已知值，可以定义如下
J1＝1,
可以使用关系和方程式(2)和方程式(3)将方程式(11)重新公式化为
其中
方程式(13)可以提供具有五个实数未知量的六个实数方程式，即Re{γ},Im{γ},Re{VTX(fk)},Im{VTX(fk)},φTX，其中可以求解这些等式以获得VTX(fk)和φTX的估计值。可以将IQMM参数VTX(-fk)估计为此参数可以跟随hITX(t)并且hQTX(t)是实值滤波器，该实值滤波器在频域中可以是共轭对称的，即/>和
方法3
在一些实施例中，所述方法可以涉及分别以频率和/>发送双音导频信号。然后可以例如使用两个二次方程式以闭合形式在频率下将所述包络检波器输出对这些测量值进行组合和求解，以直接获得φTX和VTX(f)在/>下的估计值。
参照图9，在此方法的一些实施例中，可以在TX基带生成并发送频率的双音信号，即/>并且可以在包络检波器的输出处捕获时域信号。所述时域信号的频率响应可以表示为接下来，可以在频率/>和/>下发送多音信号，即/> 并且包络检波器输出在频率/>下的频率响应可以表示为/>和然后，多音调信号可以在频率/>和/>下发送，即并且所捕获的包络信号在频率/>下的频率响应可以表示为/>和/>可以定义以下参数:
结合所有观测值，可以提供以下非线性方程式：
例如，可以使用以下步骤来求解方程式(15)中这组具有8个未知量的8个方程式：
1.
a.可以针对l＝1,2和i＝1,2计算以下参数
b.和/>可以计算为
其中ik＝argmaxi(|β2,i|)并且
C.和/>可以计算为
D.和/>可以计算为/>
2.在获得所有和/>之后，其中/>
a.φTX可以估计为
b.VTX(f)的估计值可按以下方式获得
对于r＝1,2,
在一些实施例中，fk1>0和可以被选择为使得频率/> 可以是不同的。
两音导频信号(及其正负频率)的选择以及出于分析目的而选择的所得包络检波器输出信号仅用于说明目的，可以使用导频信号和/或输出信号的其他组合。例如，在图9中的第二组信号中，可以使用和/>来代替/>和/>图9中用虚线示出一些未使用的信号，但是在其他实施例中，可以使用这些信号，而其他信号则可以不使用。尽管一些实施例可以在双音导频信号的上下文中描述，但是可以使用具有任意数量的音调的导频信号，例如三音、四音等。
如上所述，在一些实施例中，可以使用方法3获得的一个或多个方程式可以包括双音信号的两个频率的一个或多个IQMM参数。相反，在使用方法2的一些实施例中，每个方程式可以仅包括单频的IQMM。因此，在一些实施例中，并且取决于实施方案详情，可以使用不同的方法获得不同的方程组。
获得IQMC系数
在一些实施例中，在针对f＝±f1,...,±fK获得φTX和VTX(f)的估计值之后，这些估计值可以用于补偿TX路径中的FD-IQMM。在一些示例性实施例中，可以如下所述实施最小二乘方(LS)法：对于给定的延迟元件TD，可以在频率f＝±f1，...,±fK下估计方程式(4)中给定的参数例如，在具有长度L的有限脉冲响应(FIR)滤波器的实施例中，所述方法可以获得最优l抽头滤波器该滤波器可以最小化WTX(f)与/>之间在频率f＝±f1,...,±fK下的最小二乘方(LS)误差，如下
其中和F＝[F0,...,FL-1]是大小为2K×L的离散傅里叶变换(DFT)矩阵。在一些实施例中，TD可以取{0,...,L-1}中的值。对于固定TD，wTX可以被发现为/>具有/>的最小平方误差。然后，最优TD和滤波器系数/>可以表示为下式：
尽管一些技术已经预补偿器结构例如图2所示的预补偿器结构的上下文中描述，但是本发明原理不限于这些示例，并且根据本公开的校准算法也可以应用于其他IQMC结构。此外，可以使用LS以外的技术基于所估计的IQMM参数获得IQMC结构的滤波器系数，并且本文所描述的方法仅为用于说明发明原理的示例。
在本文所公开的任何实施例中，可以捕获基带时域信号并且例如使用快速傅里叶变换(FFT)将其转换为频域信号，从而获得频域信号(例如，图10中的信号R1,k,…,R4,k)。
图10示出根据本公开的用于使用RX反馈路径进行TX IQMM校准的方法的实施例。图10中所示的方法例如可以与图4中所示的***一起使用。图10所示的方法可以以操作1000开始。在操作1002中，计数器k可以被初始化为1。在操作1004中，所述方法可以检查计数器k的值。如果k小于或等于最大值K，则此方法可以进行到操作1006，在此操作中，可以在频率fk下生成单音导频信号，并在基带处将其施加到TX路径400。在操作1008中，所接收到的导频信号可以在RX路径402的基带处在频率fk和-fk下被捕获，并且分别表示为R1,k和R2,k。在操作1010中，可以在频率-fk下生成单音导频信号，并将其在基带处施加到TX路径400。在操作1012中，所接收到的导频信号可以在RX路径402的基带处在频率-fk和fk下被捕获，并且分别表示为R3,k和R4,k。
在操作1014中，此方法可以增加计数器k的值并返回到操作1004，在此操作中，此方法可以检查计数器k的值。如果k大于最大值K，则此方法可以进行到操作1016，在此操作中，使用对R1,k,…,R4,k的观测值所述方法可以估计IQMM参数φTX和VTX(f),f＝±f1,...,±fK。在操作1018中，此方法可以使用φTX和VTX(f),f＝±f1,...,±fK来估计TXIQMM预补偿器418的系数。此方法然后可以止于操作1020。
如上所述，在一些实施例中，可以例如捕获在RX路径402的BB处的时域信号并且通过使用例如FFT将其转换为频域信号，从而获得R1,k,...,R4,k。
图11示出根据本公开的用于使用包络检波器进行TX IQMM校准的第一方法的实施例。图11中所示的方法例如可以与图7中所示的***一起使用。图11所示的方法可以以操作1100开始。在操作1102中，计数器k可以被初始化为1。在操作1104中，所述方法可以检查计数器k的值。如果k小于或等于最大值K，则所述方法可以进行到操作1106，在此操作中，可以从可能的预补偿器值中选择新的预补偿器设置。在操作1108中，可以在频率-fk下生成单音导频信号，并将其在基带处施加到TX路径700。在操作1110中，可以捕获在包络检波器路径中的ABB滤波器的输出处在频率2fk下的信号。在操作1112中，所述方法可以检查所捕获的信号的功率。如果所述功率是不可忽略的值，则所述方法可以返回到操作1106。如果功率为零或可忽略的值，则所述方法可以进行到操作1114，在此操作中，可以将频率fk的预补偿器设置的最优值设置为当前设置。在操作1116中，可以针对在fk下生成的单音信号重复此过程。
在操作1118中，此方法可以增加计数器k的值并返回到操作1104，在此操作中，此方法可以检查计数器k的值。如果k大于最大值K，则此方法可以进行到操作1120，在此操作中，使用针对±f1,…,±fk的预补偿设置，所述方法可以估计IQMM参数φTX和VTX(f),f＝±f1,...,±fK。在操作1122中，此方法可以使用φTX和VTX(f),f＝±f1,...,±fK来估计TXIQMM预补偿器718的系数。此方法然后可以止于操作1124。
图12示出根据本公开的用于使用包络检波器进行TX IQMM校准的第二方法的实施例。图12中所示的方法例如可以与图7中所示的***一起使用。图12所示的方法可以以操作1200开始。在操作1202中，计数器k可以被初始化为1。在操作1204中，所述方法可以检查计数器k的值。如果k小于或等于最大值K，则此方法可以进行到操作1206，在此操作中，可以选择例如不具有IQMC的第一预补偿器设置。在操作1208中，所述方法可以在发送路径700的BB处以频率fk生成并发送单音信号。所述包络检波器路径中的ABB滤波器730和732的输出处的信号可以在频率2fk下被捕获并且表示为Y1,k。在一些实施例中，可以在ADC 734和736之后捕获信号。在操作1210中，所述方法可以在发送路径700的BB处以频率-fk生成并发送单音信号。所述包络检波器路径中的ABB滤波器730和732的输出处的信号可以在频率2fk下被捕获并且表示为Y2,k。在操作1212，所述方法可以选择第二预补偿器设置以应用于TX路径700。在操作1214中，所述方法可以在发送路径700的BB处以频率fk生成并发送单音信号。所述包络检波器路径中的ABB滤波器730和732的输出处的信号可以在频率2fk下被捕获并且表示为Y3,k。
在操作1216中，此方法可以增加计数器k的值并返回到操作1204，在此操作中，此方法可以检查计数器k的值。如果k大于最大值K，则此方法可以进行到操作1218，在此操作中，使用Y1,k、Y2,k以及Y3,k，对于每个k，此方法可以估计IQMM参数φTX和VTX(f),f＝±f1,...,±fK。在操作1220中，此方法可以使用φTX和VTX(f),f＝±f1,...,±fK来估计TX IQMM预补偿器718的系数。此方法然后可以止于操作1222。
图13示出根据本公开的用于使用包络检波器进行TX IQMM校准的第三方法的实施例。图13中所示的方法例如可以与图7中所示的***一起使用。图13所示的方法可以以操作1300开始。在操作1302中，计数器k可以被初始化为1。在操作1304中，所述方法可以检查计数器k的值。如果k小于或等于最大值K，则此方法可以进行到操作1306，在此操作中，可以在TX路径700的基带处在频率下生成并发送双音信号。在操作1308中，包络检波器路径中的ABB滤波器730和732的输出处的信号可以在频率/>下被捕获，并且分别将其表示为Y1,k、Y2,k、Y3,k、Y4,k。在操作1310中，可以在TX路径700的基带处在频率/>下生成并且发送双音信号。在操作1312中，包络检波器路径中的ABB滤波器730和732的输出处的信号可以在频率/>下捕获，并分别表示为Y5,k、Y6,k。在操作1314中，可以在TX路径700的基带处在频率/>下生成并且发送双音信号。在操作1316中，包络检波器路径中的ABB滤波器730和732的输出处的信号可以在频率下捕获，并分别表示为Y7,k、Y8,k。
在操作1318中，此方法可以增加计数器k的值并返回到操作1304，在此操作中，此方法可以检查计数器k的值。如果k大于最大值K，则此方法可以进行到操作1320，在此操作中，使用Y1,k,…,Y8,k，对于每个k，此方法可以估计IQMM参数φTX和VTX(f),f＝±f1,...,±fK。在操作1322中，此方法可以使用φTX和VTX(f),f＝±f1,...,±fK来估计TX IQMM预补偿器718的系数。此方法然后可以止于操作1324。
图14示出根据本公开的用于对收发器IQMM进行预补偿的方法的实施例。所述方法可以从操作1400开始。在操作1402中，此方法可以将信号发送通过发送路径的上变频器以提供上变频信号。在操作1404中，此方法可以确定通过接收反馈路径的下变频器的上变频信号。在操作1406中，此方法可以基于所确定的上变频信号来确定发送路径的一个或多个IQMM参数，并且在操作1408中，此方法可以基于发送路径的一个或多个IQMM参数来确定发送路径的一个或多个预补偿参数。所述方法可以止于操作1410。
图15示出了根据本公开的对发送器IQMM进行预补偿的方法的另一实施例。所述方法可以从操作1500开始。在操作1502中，此方法可以将信号发送通过发送路径的上变频器以提供上变频信号。在操作1504中，此方法可以确定通过包络检波器的上变频信号。在操作1506中，此方法可以基于所确定的上变频信号来确定发送路径的一个或多个IQMM参数，并且在操作1508中，此方法可以基于发送路径的一个或多个IQMM参数来确定发送路径的一个或多个预补偿参数。所述方法可以止于操作1510。
相对于图14和图15中所示的实施例以及本文所描述的任何其他实施例描述的操作和/或组件是示例性的操作和/或组件。在一些实施例中，可以省略一些操作和/或组件，和/或可以包括其他操作和/或组件。此外，在一些实施例中，操作和/或组件的时间和/或空间顺序可以改变。
本公开包括涉及多接入点协调的关联和认证的许多发明原理。这些原理可以具有独立的效用并且可以被单独地实施，并且不是每个实施例都可以利用每个原理。此外，这些原理也可以以各种组合来体现，其中一些可以以协同的方式放大各个原理的益处。
以上公开的实施例已经在各种实施方案详情的上下文中描述，但是本公开的原理不限于这些或任何其他具体细节。例如，某些功能已经描述为由某些组件实施，但是在其他实施例中，该功能可以分布在位于不同位置且具有不同用户界面的不同***和组件之间。已经将某些实施例描述为具有特定过程、步骤等，但是这些术语还涵盖可以用多个过程、步骤等来实施特定过程、步骤等，或者多个过程、步骤等可以集成为单个过程、步骤等的实施例。对组件或元件的引用可以仅指代此组件或元件的一部分。
在本公开和权利要求中使用诸如“第一”和“第二”等术语仅是为了区分它们所修饰的事项，并且除非从上下文明显看出，否则其可能不指示任何空间或时间顺序。提及第一事项可能并不暗示存在第二事项。出于方便起见，可以提供诸如章节标题等各种辅助组织手段，但是根据这些辅助手段和本公开的原理布置的主题不受这些辅助组织手段的限制。
根据本专利公开的发明原理，可以将上述各种细节和实施例组合以产生另外的实施例。由于可以在不脱离本发明概念的情况下在布置和细节上修改本专利公开的发明原理，因此认为该等改变和修改落入所附权利要求的范围内。

Claims (8)

1.一种预补偿发送器同相I和正交Q失配IQMM的方法，所述方法包括：
将第一信号通过发送路径发送以提供第二信号，其中，第二信号为上变频信号；
将第二信号通过包络检测器发送；
基于所述包络检测器的输出，确定发送路径的一个或多个IQMM参数；以及
基于所述发送路径的所述一个或多个IQMM参数，确定所述发送路径的一个或多个预补偿参数；
其中，确定发送路径的一个或多个IQMM参数包括：
将第一预补偿参数应用于所述发送路径；
基于所述第一预补偿参数来确定由发送IQMM通过所述包络检测器而引起的第二信号的分量的第一功率；
将第二预补偿参数应用于所述发送路径；
基于所述第二预补偿参数来确定由发送IQMM通过所述包络检测器而引起的第二信号的分量的第二功率；以及
基于所述第一功率和所述第二功率中的较低者来选择所述第一预补偿参数或所述第二预补偿参数中的一个。
2.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述方法还包括：
将一个或多个额外预补偿参数应用于所述发送路径；以及
基于所述一个或多个额外预补偿参数来确定由发送IQMM通过所述包络检测器而引起的第二信号的一个或多个分量的一个或多个额外功率；以及
确定所述发送路径的一个或多个IQMM参数包括：基于所述第一功率、所述第二功率或者所述一个或多个额外功率中的较低者来选择所述第一预补偿参数、所述第二预补偿参数或者所述一个或多个额外预补偿参数中的一个。
3.一种预补偿发送器同相I和正交Q失配IQMM的方法，所述方法包括：
将第一信号通过发送路径发送以提供第二信号，其中，第二信号为上变频信号；
将第二信号通过包络检测器发送；
基于所述包络检测器的输出，确定发送路径的一个或多个IQMM参数；
基于所述发送路径的所述一个或多个IQMM参数，确定所述发送路径的一个或多个预补偿参数；
其中，确定发送路径的一个或多个IQMM参数包括：
将第一预补偿参数应用于所述发送路径；
基于所述第一预补偿参数来确定由发送IQMM通过所述包络检测器而引起的第二信号的分量的第一功率；
将第二预补偿参数应用于所述发送路径；以及
基于所述第二预补偿参数来确定由发送IQMM通过所述包络检测器而引起的第二信号的分量的第二功率；
所述方法还包括：
扫描通过所述发送路径发送的第一信号的频率，以提供一个或多个额外第二信号；
将一个或多个额外第二信号通过包络检测器发送，以提供包络检测器的一个或多个额外输出；以及
基于包络检测器的一个或多个额外输出，确定所述发送路径的所述一个或多个IQMM参数。
4.一种预补偿发送器同相I和正交Q失配IQMM的方法，所述方法包括：
将处于第一频率的第一输入信号通过发送路径发送以提供第一输出信号，其中，第一输出信号为上变频信号；
将处于第二频率的第二输入信号通过发送路径发送以提供第二输出信号，其中，第二输出信号为上变频信号；
将第一输出信号通过包络检测器发送以提供包络检测器的第一输出；
将第二输出信号通过包络检测器发送以提供包络检测器的第二输出；
基于包络检测器的第一输出和包络检测器的第二输出，确定发送路径的一个或多个IQMM参数；以及
基于所述发送路径的所述一个或多个IQMM参数，确定所述发送路径的一个或多个预补偿参数。
5.根据权利要求4所述的方法，还包括：
将第一预补偿参数和第二预补偿参数应用于第一输入信号和第二输入信号中的每一个的发送路径。
6.根据权利要求5所述的方法，其中：
确定所述发送路径的一个或多个IQMM参数包括：基于第一输出信号和第二输出信号求解方程式***；以及
所述方程式中的第一方程式包括至少部分所述第一预补偿参数和所述第二预补偿参数的函数。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第二频率为在基带处负值的所述第一频率。
8.根据权利要求5所述的方法，还包括：
针对所述第一预补偿参数和所述第二预补偿参数中的每一个扫描所述第一频率和所述第二频率；
基于扫描所述第一频率和所述第二频率来确定额外的第一输出信号和第二输出信号；以及
基于所确定的额外的第一输出信号和第二输出信号，确定频率上的发送路径的一个或多个IQMM参数。
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