TW201444323A - 通訊系統校正方法以及通訊系統校正裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種通訊系統的校正方法以校正通訊系統的傳送端，其包含有：於一傳送端產生一測試訊號；於該傳送端設定至少一校正係數；從該傳送端經過該至少一校正係數來傳送該測試訊號至一接收端；對該接收端所接收之該測試訊號進行一頻譜分析，來得到一頻譜分析結果；以及依據該頻譜分析結果來調整該傳送端之該至少一校正係數，以校正該傳送端。另一方面，本發明亦提供一種通訊系統的校正方法以校正通訊系統的接收端。除此之外，本發明另提供上述兩種通訊系統校正方法的相關通訊系統校正裝置。

Description

通訊系統校正方法以及通訊系統校正裝置
本發明所揭露之實施例係相關於通訊系統的校正方法以及相關電路，尤指一種使用於正交振幅調變的無線傳輸系統的校正方法以及相關電路。
隨著通訊系統的快速發展，對於傳輸速度的要求也越來越高，一般來說，越複雜的調變技術通常可以內含越多的訊息資料；換句話說，可藉由複雜的調變處理來提高傳輸速率，如64正交振幅調變(64-Quadrature Amplitude Modulation,64-QAM)，甚至是256-QAM。因此，對於高階正交振幅調變的需求越來越普及。若期望高階正交振幅調變能夠有良好的傳收效果，必須要相對應地提高通訊系統的誤差向量振幅值(Error Vector Magnitude,EVM)，而影響誤差向量振幅值的最重要因素之一是同相位與正交相位之間不平衡(In-phase Quadrature-phase imbalance,IQ imbalance)的程度。造成IQ不平衡的主要原因乃是射頻(Radio Frequency,RF)電路在IQ兩路的不匹配，即使是些微的偏差也會對整體通訊系統造成影響，形成不完全的正交調變/解調變程序，進而導致接收端誤碼率(Bit Error Rate,BER)的上升。該偏差又可分為振幅(amplitude)偏差與相位(phase)偏差，一旦這些偏差存在，頻譜上便會產生對稱頻率的鏡像干擾。請參考第1圖，第1圖為一接收端所接收到的一接收訊號以及該接收訊號所產生的一鏡像干擾訊號的示意圖。其中該接收訊號的振幅與該鏡像干擾訊號的振幅之間的差值一般被稱為影像比(IMage Ratio,IMR)，舉例來說，當IQ嚴重不平衡時，IMR就小，反之則大。
因此，為了改善此偏差所造成的影響，實際電路上往往會在正式 收發訊號之前，先進行校正(calibration)的動作，稱為IQ校正。然而，通訊系統在不同環境下，各方面的特性都會有所不同。舉例來說，射頻電路在不同溫度、不同通道、不同低雜訊放大器(Low-Noise Amplifier,LNA)與不同功率放大器(Power Amplifier,PA)的情況下，會有不同的特徵表現。因此，在通訊系統中，如何以及何時執行IQ校正，儼然已成為此領域中一個相當重要的議題。
本發明之目的之一在於提供一種通訊系統的校正方法以及相關電路，尤指一種使用於正交調變的無線傳輸系統的校正方法以及相關電路來滿足上述議題。
依據本發明之一第一實施例，其係提供了一種通訊系統的校正方法。該校正方法包含有：於一傳送端產生一測試訊號；於該傳送端設定至少一校正係數；從該傳送端經過該至少一校正係數來傳送該測試訊號至一接收端；對該接收端所接收之該測試訊號進行一頻譜分析，來得到一頻譜分析結果；以及依據該頻譜分析結果來調整該傳送端之該至少一校正係數，以校正該傳送端。
依據本發明之一第二實施例，其係提供了一種通訊系統的校正方法。該校正方法包含有：於一傳送端產生一測試訊號；於該接收端設定至少一校正係數；從該傳送端傳送該測試訊號至一接收端，並經過該至少一校正係數；對該接收端所接收之該測試訊號進行一頻譜分析，來得到一頻譜分析結果；以及依據該頻譜分析結果來調整該接收端之該至少一校正係數，以校正該接收端。
依據本發明之一第三實施例，其係提供了一種通訊系統的校正裝 置。該校正裝置包含有一傳送端、一測試訊號產生單元、一校正係數單元、一接收端以及一頻譜分析單元。其中該測試訊號產生單元係用來於該傳送端產生一測試訊號。該校正係數單元係用來於該傳送端設定至少一校正係數，並且依據一頻譜分析結果來調整該傳送端之該至少一校正係數。該接收端係耦接至該傳送端。該頻譜分析單元係用來對該接收端所接收之該測試訊號進行一頻譜分析，來得到該頻譜分析結果。
依據本發明之一第四實施例，其係提供了一種通訊系統的校正裝置。該校正裝置包含有一傳送端、一測試訊號產生單元、一接收端、一校正係數單元以及一頻譜分析單元。其中該測試訊號產生單元係用來於該傳送端產生一測試訊號。該接收端係耦接至該接收端。該校正係數單元係用來於該接收端設定至少一校正係數，並且依據一頻譜分析結果來調整該接收端之該至少一校正係數。該頻譜分析單元係用來對該接收端所接收之該測試訊號進行一頻譜分析，來得到該頻譜分析結果。
本發明所提出的校正方法以及相關校正電路能夠對通訊系統中的傳送端與接收端分別進行校正，以降低電路不匹配所造成的影響。此外，本發明所提出的校正方法以及相關校正裝置能夠主動在溫度以及通道有變化的情況下，對通訊系統中的傳送端與接收端分別重新進行校正，進而降低接收端的誤碼率以提高有效傳輸速率。
200、700‧‧‧通訊系統
202、702‧‧‧測試訊號產生單元
204、704‧‧‧校正係數單元
206‧‧‧傳送端
208‧‧‧自混頻單元
210、71‧‧‧接收端
212、712‧‧‧頻譜分析單元
214、714‧‧‧控制單元
220、222‧‧‧數位-類比轉換器
244、246、744、746‧‧‧類比-數位轉換器
224、226‧‧‧基頻傳送電路
228、230、748、750‧‧‧混頻器
232、752‧‧‧振盪器
236‧‧‧功率放大器
740、742‧‧‧基頻接收電路
756‧‧‧低雜訊放大器
300~310、400~412、500~518、800~810、900~908、1000~1006‧‧‧步驟
第1圖為一接收端所接收到的一接收訊號以及該接收訊號所產生的一鏡像干擾訊號的示意圖。
第2圖為本發明之內含校正裝置的一通訊系統的一第一實施例的示意圖。
第3圖為本發明通訊系統的校正方法的一實施例的流程圖。
第4圖為本發明的測試訊號功率調整方法的一實施例的流程圖。
第5圖為本發明的校正係數調整方法的一實施例的流程圖。
第6圖為本發明之內含校正裝置的一通訊系統的一第二實施例的示意圖。
第7圖為本發明之內含校正裝置的一通訊系統的一第三實施例的示意圖。
第8圖為本發明通訊系統的校正方法的另一實施例的流程圖。
第9圖為本發明重新校正判斷方法的一實施例的流程圖。
第10圖為本發明重新校正判斷方法的另一實施例的流程圖。
在說明書及後續的申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。所屬領域中具有通常知識者應可理解，製造商可能會用不同的名詞來稱呼同樣的元件。本說明書及後續的申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區分的準則。在通篇說明書及後續的請求項當中所提及的「包含有」係為一開放式的用語，故應解釋成「包含有但不限定於」。另外，「耦接」一詞在此係包含有任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接於一第二裝置，則代表該第一裝置可直接電氣連接於該第二裝置，或透過其他裝置或連接手段間接地電氣連接至該第二裝置。
請參考第2圖，第2圖為本發明之內含校正裝置的一通訊系統的第一實施例的示意圖。通訊系統200包含有一電子裝置之至少一部分(例如一部分或全部)，而該電子裝置包含至少一傳送電路與至少一接收電路，且該電子裝置的例子可包含(但不限於)：多功能行動電話、智慧型行動電話、個人數位助理(Personal Digital Assistant)、個人電腦(Personal Computer)諸如膝上型(Laptop)電腦與桌上型(Desktop)電腦。例如：通訊系統200可代表該電子裝置中之處理模組，諸如一處理器。又例如：通訊系統200可代表該電子裝置之整體。然而，此僅係為了說明的用途，並非對本發明之限制， 實際上，任何能夠達到同樣或類似功能的設計，且符合本發明之發明精神的其他變化，都屬於本發明的範疇。依據本實施例之一變化例，通訊系統200可代表包含該電子裝置之一系統，而該電子裝置係為這個系統的子系統。尤其是，該電子裝置可為包含正交振幅調變電路(Quadrature Amplitude Modulation,QAM)之電子裝置，其中通訊系統200可針對上述之正交振幅調變電路進行校正；但本發明並不以此為限。
如第2圖所示，通訊系統200包含有：一測試訊號產生單元202、一校正係數單元204、一傳送端206、一自混頻單元(self-mixer)208、一接收端210、一頻譜分析單元212以及一控制單元214。依據本實施例，通訊系統200每次在重新啟動後(例如上電後或是系統重置後)，並且在一般的資料傳收模式正式開始之前，為了要改善傳送端206的一傳送端同相位路徑(即經過傳送端206中的一數位-類比轉換器220、一基頻傳送電路224以及一混頻器228的路徑)與一傳送端正交相位路徑(即經過傳送端206中的一數位-類比轉換器222、一基頻傳送電路226以及一混頻器228 & 230的路徑)之間電路特性的不匹配，控制單元214會先控制通訊系統200進入一校正模式；換句話說，該校正模式會針對傳送端206之該傳送端同相位路徑與該傳送端正交相位路徑之間的差異進行最佳化的校正，接下來再對接收端210進行類似的校正，之後才會讓傳送端206與接收端210進入一般的資料傳收模式來開始進行正式的資料傳收。然而，此僅係為了說明的用途，並非對本發明之限制，實際上，任何能夠達到同樣或類似功能的設計，且符合本發明之發明精神的其他變化，都屬於本發明的範疇。
理想狀態下的混頻器228係將基頻傳送電路224所傳送過來的訊號和振盪器232的一特定頻率進行cos(ωct)的運算，而在加上實際電路中的誤差之後，我們可以把該同相位路徑中所有的誤差融合為一共同振幅誤差以 及一共同相位誤差，並且加上一共同振幅誤差係數α i 以及以一共同相位誤差係數△ i 之後，上述方程式可以被改寫為α i sin(ωct+△ i )，其中該共同振幅誤差係數α i 以及該共同相位誤差係數△ i 之中的下標i所代表的即為該同相位路徑。相似地，理想狀態下的混頻器230係將基頻傳送電路226所傳送過來的訊號和振盪器232的一特定頻率進行sin(ωct)的運算，而在加上實際電路中的誤差之後，我們可以把該正交相位路徑中所有的誤差融合為一共同振幅誤差以及一共同相位誤差，並且加上一共同振幅誤差係數α q 以及以一共同相位誤差係數△ q 之後，上述方程式可以被改寫為α q sin(ωct+△ q )，其中該共同振幅誤差係數α q 以及該共同相位誤差係數△ q 之中的下標q所代表的即為該正交相位路徑。接下來，為了簡化校正的複雜度與運算時間，我們可以進一步地將該同相位路徑以及該正交相位路徑各自的誤差係數化簡，換句話說，由於本實施例中的校正程序原本就是針對該同相位路徑以及該正交相位路徑的偏差進行改善，因此我們將混頻器228以及混頻器230的表示式分別簡化改寫為α cos(ω ct+△)與sin(ω ct)，如此一來，便只需要針對此兩個係數進行最佳化的調整。然而，此僅係為了說明的用途，並非對本發明之限制，實際上，任何能夠達到同樣或類似功能的設計，且符合本發明之發明精神的其他變化，都屬於本發明的範疇。接下來，關於該校正模式的詳細操作將說明如下。
第3圖為本發明通訊系統的校正方法300的一實施例的流程圖。倘若大體上可達到相同的結果，並不一定需要按照第3圖所示之流程中的步驟順序來進行，且第3圖所示之步驟不一定要連續進行，亦即其他步驟亦可***其中。此外，第3圖中的某些步驟可根據不同實施例或設計需求省略之。校正方法300可應用於第2圖所示之通訊系統200，其中測試訊號產生單元202、校正係數單元204、頻譜分析單元212以及控制單元214可藉由利用校正方法300來對傳送端206進行校正。校正方法300的說明如下：
於步驟302中，通訊系統200中的控制單元214會控制測試訊號產生單元202來產生一測試訊號至校正係數單元204，舉例來說，該測試訊號可以是一個連續且固定的特定值，或者是將該連續且固定的特定值經過特定編碼所產生的編碼訊號，然而，此僅係為了說明的用途，並非對本發明之限制。此外，測試訊號產生單元202可以使用純硬體電路來實現，亦或由處理器執行程式碼來實現，實際上，任何能夠達到同樣或類似功能的設計，且符合本發明之發明精神的其他變化，都屬於本發明的範疇。
於步驟304中，通訊系統200中會有另一內建的校正係數單元204，校正係數單元204中會設定至少一校正係數，舉例來說，本實施例中，校正係數單元204內含有兩個校正係數，分別是一第一係數X以及一第二係數Y，如第2圖所示，第一係數X係用來校正該同相位訊號路徑，而第二係數Y係用來校正該正交相位訊號路徑，然而，此僅係為了說明的用途，並非對本發明之限制，實際上亦可使用超過兩個以上的校正係數，然其相對應的複雜度以及精準度亦有可能會受到影響。應注意的是，第一係數X的初始值可以被設定為1，Y第二係數的初始值可以被設定為0，換句話說，在理想的狀態下，第一係數X的值應為1，而第二係數Y的值應為0。相關的最佳值決定方式以及細節將於後續的段落中說明。
於步驟306中，步驟302中之測試訊號會由測試訊號產生單元202發送出來，並且經過校正係數單元204中之該至少一校正係數，再傳送到通訊系統200中的傳送端206並且回授回到通訊系統200本身的接收端210，進而得到一所接收到的測試訊號，並且依據該所接收測試訊號來決定如何校正通訊系統200。相關的回授方式以及細節將於後續的段落中說明。
於步驟308中，利用頻譜分析單元212來對接收端210所輸出之 該所接收測試訊號進行一頻譜分析，並且得到一頻譜分析結果，在此實施例中，該頻譜分析結果係一功率頻譜密度(Power Spectrum Density,PSD)，然而，此僅係為了說明的用途，並非對本發明之限制，實際上，任何能夠達到同樣或類似功能的設計，且符合本發明之發明精神的其他變化，都屬於本發明的範疇。
於步驟310中，藉由頻譜分析單元212所產生之該頻譜分析結果來調整傳送端206之該至少一校正係數，以校正傳送端206。舉例來說，在此實施例中，藉由頻譜分析單元212所產生之該功率頻譜密度來計算如第1圖中的影像比(IMage Ratio,IMR)，並據此讓調整校正係數單元204中之第一係數X以及第二係數Y作出相對應的調整，並同時觀察所得到的影像比來決定接下來的調整，由於形成一遞迴的調整迴圈，因此會不斷調整第一係數X及/或第二係數Y，直到控制單元214判斷校正已經完成，才會停止該校正模式並且讓通訊系統200進入正常的資料傳收模式。
依據本實施例，測試訊號產生單元202所產生之該測試訊號會分別進入該同相位路徑以及該正交相位路徑，且分別經由數位-類比轉換器220以及數位-類比轉換器222之後，再分別經過基頻電路224以及基頻電路226的處理，接著經由混頻器228以及混頻器230來進行升頻而將其載在一高頻載波之上，最後再將兩路徑的訊號合併起來送出傳送端206。由於本實施例係針對傳送端206進行校正，因此為了使校正的流程更加單純，在將該測試訊號迴授至頻譜分析單元212的時候，會刻意地跳過接收端210中的調變電路(未顯示於第2圖中)，最主要的原因是接收端210中的調變電路係為最主要的誤差來源之一；本發明為了避免將傳送端206與接收端210的校正彼此混淆，會藉由跳過接收端210中的調變電路來專心地校正傳送端206，然而，此僅係為了說明的用途，並非對本發明之限制，實際上，任何能夠達到同樣 或類似功能的設計，且符合本發明之發明精神的其他變化，都屬於本發明的範疇。如此一來，為了能夠將傳送端206所產生的射頻訊號送入接收端210的基頻電路240以及基頻電路242中，需要透過自混頻單元208來將射頻訊號轉換成基頻訊號，並旁通(bypass)接收端210中的調變電路。
依據以上關於本實施例的敘述，通訊系統200在每次重新啟動後(例如上電後或是系統重置後)，並且在一般的資料傳收模式正式開始之前，為了要改善傳送端206之該同相位路徑以及該正交相位路徑，控制單元214會先控制通訊系統200進入該校正模式。實際上，該校正模式又可進一步分為兩個階段，在第一階段中，控制單元214會控制測試訊號產生單元202產生該測試訊號，並且依據頻譜分析單元212所接收到的訊號功率大小，來決定是否要加強或是減弱該測試訊號，其目的係為了將該測試訊號的大小調整至一適當範圍，以方便後續的第二階段的校正操作。請參考第4圖，第4圖為本發明測試訊號功率調整方法400的一實施例的流程圖，倘若大體上可達到相同的結果，並不一定需要按照第4圖所示之流程中的步驟順序來進行，且第4圖所示之步驟不一定要連續進行，亦即其他步驟亦可***其中。此外，第4圖中的某些步驟可根據不同實施例或設計需求省略之。測試訊號功率調整方法400可應用於第2圖所示之通訊系統200，尤其是第2圖所示之控制單元214。測試訊號功率調整方法400的說明如下。
於步驟402中，在通訊系統200剛剛開始進入該校正模式時，也就是在依據該頻譜分析結果來調整傳送端206之該至少一校正係數(例如第一係數X以及第二係數Y)之前，控制單元214會先會將校正係數單元204之第一係數X以及第二係數Y重置至預設初始設定之下，也就是將第一係數X以及第二係數Y分別設定為1以及0，並且通知傳送端206的測試訊號產生單元202來發送該測試訊號。接下來，步驟404會參考該頻譜分析結果，若該 頻譜分析結果顯示該測試訊號小於一預定功率，則通知傳送端206的測試訊號產生單元202以一特定步幅(step)為單位來增加該測試訊號的功率；反之，則依據該頻譜分析結果，若該頻譜分析結果顯示該測試訊號不小於一預定功率，則表示該測試訊號的大小基本上已達到一定的程度。接下來在步驟408中，會另外依據該頻譜分析結果來判斷該測試訊號是否同時造成了過大的諧波，若是該測試訊號有任何的諧波功率大於或是等於背景雜訊，則控制單元214會通知傳送端206的測試訊號產生單元202以一特定步幅為單位來減少該測試訊號功率，以達到抑制諧波的目的，以免影響後續的校正準確度；反之，若是該測試訊號沒有任何的諧波功率大於或是等於背景雜訊，則會進入步驟412，控制單元214會通知傳送端206的測試訊號產生單元202來固定在此刻之該測試訊號之功率大小。
由於該校正模式分為兩個階段，在第一階段結束之後，便會進入第二階段。在第二階段中，控制單元214會依據第一階段所決定的測試訊號功率大小來控制測試訊號產生單元202產生該測試訊號，並且依據頻譜分析單元212所接收到的訊號功率大小來決定是否要調整校正係數單元204中之第一係數X以及第二係數Y，在本實施例中，係將第一係數X以及第二係數Y分開調整，也就是在第二階段中，會先調整第一係數X並保持第二係數Y不變，而在第一係數X確定之後，於第一係數X不變之下，再對第二係數Y進行調整，然而，此僅係為了說明的用途，並非對本發明之限制，此外，舉凡任何能夠達到同樣或類似功能的設計，且符合本發明之發明精神的其他變化，都屬於本發明的權利範圍。請參考第5圖，第5圖為本發明校正係數調整方法500的一實施例的流程圖，倘若大體上可達到相同的結果，並不一定需要按照第5圖所示之流程中的步驟順序來進行，且第5圖所示之步驟不一定要連續進行，亦即其他步驟亦可***其中。此外，第5圖中的某些步驟可根據不同實施例或設計需求省略之。校正係數調整方法500可應用於第2圖 所示之通訊系統200，尤其是第2圖所示之控制單元214。校正係數調整方法500的說明如下。
於步驟502中，在通訊系統200剛剛進入該校正模式的第二階段時，控制單元214會先會將校正係數單元204之第一係數X以及第二係數Y重置至預設初始設定之下，也就是將第一係數X以及第二係數Y分別設定為1以及0，並且通知傳送端206的測試訊號產生單元202來依據第一階段所決定的測試訊號功率大小來產生該測試訊號。接下來，於步驟504中，依據該頻譜分析結果，取得一初始鏡像訊號功率並記錄下來，並且設定一迴圈數目N=1以及一調整方向DN=1。於步驟506中，以一特定步幅為單位來增加該第一係數，應注意的是，在步驟502以及步驟504中，由於處於一初始狀態，因此先任意選擇一個方向來調整第一係數X，然而，此僅係為了說明的用途，並非對本發明之限制，此外，舉凡任何能夠達到同樣或類似功能的設計，且符合本發明之發明精神的其他變化，都屬於本發明的範疇。舉例來說，亦可以在步驟502中設定調整方向DN=0，並且在步驟504中以該特定步幅為單位來減少第一係數X。
於步驟508中，頻譜分析單元212會得到該鏡像訊號功率(其對應於前一步驟對第一係數X所做出的調整)，若該鏡像訊號功率大於步驟504之該初始鏡像訊號功率，則表示一開始所任意選擇的方向DN是錯誤的方向，若是繼續往這個方向做調整，將會使得該初始鏡像訊號功率越來越大，故此時會進入步驟510，如此一來，控制單元214得以將下次的校正係數調整方向反向，即DN+1=~DN，以獲得正確的校正係數。另一方面，若該鏡像訊號功率不大於步驟504之該初始鏡像訊號功率，則表示一開始所任意選擇的方向DN是正確的方向，後續便繼續往這個方向做調整，將會使得該初始鏡像訊號功率越來越小，故此時會進入步驟512而繼續以同樣的方向來調整第一係數X， 即DN+1=DN，以獲得正確的校正係數。此外，還需要將初始鏡像訊號功率更新為目前所估測到之該鏡像訊號功率，以便下個迴圈繼續進行比較。
無論是步驟510或步驟512，接著都會進入步驟514。於步驟514中，會檢查前一步驟所決定的下一調整方向DN+1與本次調整方向DN是否相同，若是相同，則會進入步驟516來設定迴圈數目N=N+1，並且再回到步驟508進行下一迴圈的調整；反之，若是下一調整方向DN+1與本次調整方向DN不相同，則表示兩種可能，其一係代表初始的任意調整方向選擇錯誤，此時控制單元214依然會進入步驟516設定迴圈數目N=N+1，並且再回到步驟508進行下一迴圈的調整；而其二係代表第二階段對於該第一係數的調整已完成，也就是最小化之該鏡像訊號功率值落於本次與上次的迴圈之間，換句話說，最佳化之第一係數X的數值落於本次與上次迴圈所設定的兩個值之間。此時便可進入步驟518來結束第二階段的校正。在第二階段中調整完第一係數X之後，便可固定第一係數X，再以類似的方法調整第二係數Y(亦即將第5圖中步驟506、512所處理的第一係數改換為第二係數，經由上述的同樣程序，便可得到最佳化之第二係數Y)，相仿之處便不再重複贅述。
由於積體電路內部的電路特性或不同等級的功率放大器的設計方法有所不同，因此亦會影響該同相位路徑與該正交相位路徑之間電路特性的不匹配，特別是在許多通訊系統中的傳送端都會配置複數個不同的功率放大器以供切換或是任意組合。因此，本發明另提出一實施例，該實施例可讓多個功率放大器一起校正以得到更完整的傳送端校正係數。請參考第6圖，第6圖為本發明之內含校正裝置的一通訊系統的一第二實施例的示意圖。通訊系統600大致上和第2圖的通訊系統200相同，而主要的差異在於功率放大器236。在校正模式下，通訊系統600中的測試訊號產生單元202所產生的一測試訊號會分別進入一同相位路徑以及一正交相位路徑，且分別經由數位-類比轉換器220以及數位-類比轉換器222之後，再分別經過基頻電路224以 及基頻電路226的處理，接著經由混頻器228以及混頻器230來進行升頻以將其載在一高頻載波之上，最後再將兩路徑的訊號合併起來，和上述實施例不同的是，在送出傳送端206之前，還會經過功率放大器236。後續的訊號處理則和上述實施例相同，即經過自混頻單元208、接收端210，最後進入頻譜分析單元212以及控制單元214中。本實施例得以使得通訊系統600在該校正模式下，分別在使用不同的功率放大器的情況之下來進行校正，以得到相對應的多組校正係數，待通訊系統600進入正常的資料傳收模式時，便可根據欲傳送的能量大小所開啟的功率放大器來選擇相對應的校正係數，無論是單獨的某一個特定的功率放大器或是一個以上的功率放大器的組合，都可以利用於該校正模式下所得到的校正係數來直接得到或係組合出所對應的最佳校正係數。除此之外，本實施例與前述實施例/變化例相仿之處便不再重複贅述。
請參考第7圖，第7圖為本發明之內含校正裝置的一通訊系統的一第三實施例的示意圖。如第7圖所示，通訊系統700包含有一測試訊號產生單元702、和前述實施例相同的校正係數單元204以及傳送端206、一接收端710、一頻譜分析單元712以及一控制單元714。依據本實施例，通訊系統700每次在重新啟動後(例如上電後或是系統重置後)，並且在一般的資料傳收模式正式開始之前，會先跳過/旁通接收端710中的低雜訊放大器756、混頻器748以及混頻器750，來對傳送端206進行上述的傳送端校正程序，而在傳送端206的校正係數(例如第一係數X與第二係數Y)確定之後，還需要進一步改善接收端706的一接收端同相位路徑(即經過接收端710中的一低雜訊放大器756、一混頻器748、一基頻接收電路740以及一類比數位轉換器744的路徑)與一接收端正交相位路徑(即經過接收端706中的一低雜訊放大器756、一混頻器750、一基頻接收電路742以及一類比數位轉換器746的路徑)之間電路特性的不匹配，因此控制單元714會先控制通訊系統700繼續停留 在該校正模式；換句話說，該校正模式在完成了傳送端206的校正之後，會接著針對接收端706之該接收端同相位路徑與該接收端正交相位路徑之間的差異繼續進行最佳化的校正，之後才會讓傳送端206與接收端710開始進行正式的資料傳收。然而，此僅係為了說明的用途，並非對本發明之限制，實際上，亦可於校正模式中僅進行傳送端與接收端其中之一的校正，此外，任何能夠達到同樣或類似功能的設計，且符合本發明之發明精神的其他變化，都屬於本發明的範疇。
在此實施例中，和前述實施例相同，我們將該接收端同相位路徑與該接收端正交相位路徑之間的不匹配分別集中在混頻器748以及混頻器750，而在加上實際電路中的誤差之後，我們可以把該同相位路徑中所有的誤差融合為一共同振幅誤差以及一共同相位誤差，並且進一步地將該同相位路徑以及該正交相位路徑各自的誤差係數化簡改寫為α cos(ω ct+△)與sin(ω ct)，如此一來，便只需要針對此兩個係數(亦即第一係數X’與第二係數Y’)進行最佳化的調整。然而，此僅係為了說明的用途，並非對本發明之限制，實際上，任何能夠達到同樣或類似功能的設計，且符合本發明之發明精神的其他變化，都屬於本發明的範疇。接下來，關於該校正模式的詳細操作將說明如下。
第8圖為本發明通訊系統的校正方法800的一實施例的流程圖。倘若大體上可達到相同的結果，並不一定需要按照第8圖所示之流程中的步驟順序來進行，且第8圖所示之步驟不一定要連續進行，亦即其他步驟亦可***其中。此外，第8圖中的某些步驟可根據不同實施例或設計需求省略之。校正方法800可應用於第7圖所示之通訊系統700，其中測試訊號產生單元702、校正係數單元704、頻譜分析單元712以及控制單元714可藉由利用校正方法800來對接收端710來進行校正。校正方法800的說明如下。
於步驟802中，通訊系統700中的控制單元714會控制測試訊號產生單元702來產生一測試訊號至校正係數單元704，舉例來說，該測試訊號可以是一個連續且固定的特定值，或是將該連續且固定的特定值經過特定編碼所產生的編碼訊號，然而，此僅係為了說明的用途，並非對本發明之限制。此外，測試訊號產生單元702可以使用純硬體電路來實現，亦或是由處理器執行程式碼來實現，實際上，任何能夠達到同樣或類似功能的設計，且符合本發明之發明精神的其他變化，都屬於本發明的範疇。
於步驟804中，通訊系統700中會有另一內建的校正係數單元712，校正係數單元704係專門用來校正接收端710，校正係數單元704中會設定至少一校正係數，舉例來說，本實施例中，校正係數單元704內含有兩個校正係數，分別是一第一係數X’以及一第二係數Y’，如第7圖所示，第一係數X’係用來校正該同相位訊號路徑，而第二係數Y’係用來校正該正交相位訊號路徑，然而，此僅係為了說明的用途，並非對本發明之限制，實際上亦可使用超過兩個以上的校正係數，然其相對應的複雜度以及精準度亦有可能會受到影響。應注意的是，第一係數X’的初始值可以被設定為1，第二係數Y’的初始值可以被設定為0，換句話說，在理想的狀態下，第一係數X’的值應為1，而第二係數Y’的值應為0。相關的最佳值決定方式以及細節將於後續的段落中說明。
於步驟806中，步驟802中之該測試訊號會由測試訊號產生單元702發送出來，並且經過通訊系統700中的傳送端206並且回授回到通訊系統700本身的接收端710，再經由校正係數單元704中之該至少一校正係數而得到一所接收到的測試訊號，並且依據該所接收測試訊號來決定如何校正通訊系統700。相關的回授方式以及細節將於後續的段落中說明。
於步驟808中，利用頻譜分析單元712來對接收端710所輸出之該所接收測試訊號進行一頻譜分析，並且得到一頻譜分析結果，在此實施例中，該頻譜分析結果係一功率頻譜密度(Power Spectrum Density,PSD)，然而，此僅係為了說明的用途，並非對本發明之限制，實際上，任何能夠達到同樣或類似功能的設計，且符合本發明之發明精神的其他變化，都屬於本發明的範疇。
於步驟810中，藉由頻譜分析單元712所產生之該頻譜分析結果來調整接收端710之該至少一校正係數，以校正接收端710。舉例來說，在此實施例中，藉由頻譜分析單元712所產生之該功率頻譜密度，來計算第1圖中的影像比(IMage Ratio,IMR)，並據此讓調整校正係數單元704中之第一係數X’以及第二係數Y’作出相對應的調整，並同時觀察所得到的影像比來決定接下來的調整，由於形成一遞迴的調整迴圈，因此第一係數X’以及第二係數Y’會不斷地進行調整，直到控制單元714判斷校正已經完成，才會停止該校正模式並且讓通訊系統700進入正常的資料傳收模式。
依據本實施例，測試訊號產生單元702所產生之該測試訊號會經過校正係數單元204以及傳送端206，並且以耦合的方式進入接收端710，然而，此僅係為了說明的用途，並非對本發明之限制，實際上亦可直接將功率放大器236的輸入端耦接至低雜訊放大器756的輸出端，或是將功率放大器236的輸出端耦接至低雜訊放大器756的輸入端，舉凡任何能夠達到同樣或類似功能的設計，且符合本發明之發明精神的其他變化，都屬於本發明的範疇。由於功率放大器236的輸出功率大於傳送端206中其他所有的訊號，因此在接收端710所看到的耦合訊號絕大部分係來自功率放大器236所輸出之該測試訊號，該所輸出之測試訊號再經由接收端710之混頻器748以及混頻 器750來進行降頻，以從高頻載波之上取出，且分別經過基頻電路740以及基頻電路742的處理之後，再分別經過類比-數位轉換器744以及類比-數位轉換器746，最後再進入校正係數單元704以及頻譜分析單元712。除此之外，本實施例對於第一係數X’以及第二係數Y’的分別調整方法，或是對於低雜訊放大器756中多組低雜訊放大單元的個別校正方式均與前述實施例/變化例相仿，在此便不再重複贅述。
依據前述實施例，通訊系統每次在重新啟動後(例如上電後或是系統重置後)會進行通訊系統的校正，接下來才會開始進行正式的資料傳收。然而，積體電路亦有可能隨著溫度的改變而造成電氣特性的變化，若是晶片的溫度變化差異過大，極有可能會因為電路的等效不匹配情況改變而使得誤碼率上升，因此，依據本發明另一實施例，提出一種即時重新校正的判斷機制。請參考第9圖，第9圖為本發明重新校正判斷方法900的一實施例的流程圖。倘若大體上可達到相同的結果，並不一定需要按照第9圖所示之流程中的步驟順序來進行，且第9圖所示之步驟不一定要連續進行，亦即其他步驟亦可***其中。此外，第9圖中的某些步驟可根據不同實施例或設計需求省略之。重新校正判斷方法900可應用於第2圖、第6圖或是第7圖所示之通訊系統200、600、700中。重新校正判斷方法900的說明如下：於步驟902中，通訊系統重新啟動，並且進入步驟904的校正模式中進行如同上述實施例的校正流程，同時通訊系統中的一特定單元會記錄目前的晶片溫度為一預設溫度，舉例來說，該通訊系統中的一控制單元會記錄目前的晶片溫度為該預設溫度。在通訊系統校正完成之後，接著進入步驟906，也就是通訊系統開始進行正式的資料傳收，此時通訊系統中之該控制單元會檢查目前的溫度和該預設溫度之間的差距是否大於一預定溫度差，若目前的溫度和該預設溫度之間的差距並沒有大於該預定溫度差，則進入步驟 908，經過一特定時間之後，再回到步驟906。舉例來說，該特定時間可以是5分鐘，且該預定溫度差可以是攝氏5度，換句話說，通訊系統中之該控制單元每隔5分鐘便會檢查目前的晶片溫度，若是目前的晶片溫度和之前所記錄之該預設溫度之間的差距大於攝氏5度，便進入步驟904，重新進行通訊系統的校正。然而，此僅係為了說明的用途，並非對本發明之限制，實際上任何能夠達到同樣或類似功能的設計，且符合本發明之發明精神的其他變化，都屬於本發明的範疇。
依據前述實施例，通訊系統每次在重新啟動後(例如上電後或是系統重置後)會進行通訊系統的校正，接下來才會開始進行正式的資料傳收。然而，該通訊系統亦有可能隨著環境的改變而造成通道的改變，進而造成該通訊系統中的功率放大器或是低雜訊放大器主動進行增益的切換，如此一來，便極有可能會造成電路的等效不匹配情況改變而使得誤碼率上升，因此，依據本發明另一實施例，提出另一種即時重新校正的判斷機制。請參考第10圖，第10圖為依據本發明重新校正判斷方法1000的一實施例的流程圖。倘若大體上可達到相同的結果，並不一定需要按照第10圖所示之流程中的步驟順序來進行，且第10圖所示之步驟不一定要連續進行，亦即其他步驟亦可***其中。此外，第10圖中的某些步驟可根據不同實施例或設計需求省略之。重新校正判斷方法1000可應用於第2圖、第6圖或是第7圖所示之通訊系統200、600、700中。重新校正判斷方法1000的說明如下：於步驟1002中，通訊系統重新啟動，並且進入步驟1004的校正模式中進行如同上述實施例的校正流程。在通訊系統校正完成之後，接著進入步驟1006，也就是通訊系統開始進行正式的資料傳收，此時通訊系統中之一控制單元會檢查目前否有發生通道改變的狀況，舉例來說，使用者可透過手動調整的方式來改變該通訊系統的通道，當該通訊系統中的該控制單元收 到通道發生改變的通知時，即會執行步驟1004，重新進行通訊系統的校正，否則保持在步驟1006。在另一範例中，該通訊系統會自行透過自動調整的方式來改變該通訊系統的通道，當該通訊系統中的該控制單元收到通道發生改變的通知時，即會執行步驟1004，重新進行通訊系統的校正，否則保持在步驟1006。然而，此僅係為了說明的用途，並非對本發明之限制，實際上任何能夠達到同樣或類似功能的設計，且符合本發明之發明精神的其他變化，都屬於本發明的範疇。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
300~310‧‧‧步驟

Claims (28)

  1. 一種通訊系統的校正方法，包含有：於一傳送端產生一測試訊號；於該傳送端設定至少一校正係數；從該傳送端經過該至少一校正係數來傳送該測試訊號至一接收端；對該接收端所接收之該測試訊號進行一頻譜分析，來得到一頻譜分析結果；以及依據該頻譜分析結果來調整該傳送端之該至少一校正係數，以校正該傳送端。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的校正方法，其中該傳送端以及該接收端係執行一正交振幅調變(Quadrature Amplitude Modulation,QAM)。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的校正方法，其中該至少一校正係數至少包含有一第一係數以及一第二係數，其中該第一係數係用來校正一同相位訊號路徑，而該第二係數係用來校正一正交相位訊號路徑。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的校正方法，其中從該傳送端經過該至少一校正係數來傳送該測試訊號至該接收端的步驟包含有：將該傳送端所傳送之經過該至少一校正係數且不經過功率放大器之該測試訊號進行自混頻，以產生一自混頻輸出；以及不經過該接收端之一低雜訊放大器與一降頻電路，而將該自混頻輸出饋入至該接收端。
  5. 如申請專利範圍第3項所述的校正方法，其中從該傳送端經過該至少一校正係數來傳送該測試訊號至該接收端的步驟另包含有： 將該傳送端所傳送之經過該至少一校正係數且經過至少一功率放大器之該測試訊號進行自混頻，以產生一自混頻輸出；以及不經過該接收端之一低雜訊放大器與一降頻電路，而將該自混頻輸出饋入至該接收端。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的校正方法，其中另使該傳送端之一低雜訊放大器於不同增益之間切換，以分別校正相對應路徑。
  7. 如申請專利範圍第3項所述的校正方法，另包含有：於依據該頻譜分析結果來調整該傳送端之該至少一校正係數之前，在該至少一校正係數具有一預設初始設定之下，依據該頻譜分析結果來調整該測試訊號；其中若該頻譜分析結果指出所接收到之該測試訊號的功率小於一預定功率，則通知該傳送端增加該測試訊號的功率；以及若該頻譜分析結果指出該測試訊號的複數個諧波功率大於背景雜訊，則通知該傳送端減少該測試訊號的功率。
  8. 如申請專利範圍第3項所述的校正方法，其中依據該頻譜分析結果來調整該傳送端之該至少一校正係數的步驟包含有：以一特定步幅為單位來改變該第一係數，以得到該測試訊號的一鏡像訊號的相對最小值。
  9. 如申請專利範圍第3項所述的校正方法，其中依據該頻譜分析結果來調整該傳送端之該至少一校正係數的步驟包含有：以一特定步幅為單位來改變該第二係數，以得到該測試訊號的一鏡像訊號的相對最小值。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的校正方法，其係於該傳送端啟動時執行。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的校正方法，其係於該傳送端所測得的一目前溫度與一預設溫度的差異超過一預定溫度差時執行。
  12. 如申請專利範圍第1項所述的校正方法，其係於該傳送端目前所使用的通道改變時執行。
  13. 如申請專利範圍第1項所述的校正方法，其中該頻譜分析係估測功率頻譜密度。
  14. 一種通訊系統的校正方法，包含有：於一傳送端產生一測試訊號；於該接收端設定至少一校正係數；從該傳送端傳送該測試訊號至一接收端，並經過該至少一校正係數；對該接收端所接收之該測試訊號進行一頻譜分析，來得到一頻譜分析結果；以及依據該頻譜分析結果來調整該接收端之該至少一校正係數，以校正該接收端。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的校正方法，其中該傳送端以及該接收端係執行一正交振幅調變(Quadrature Amplitude Modulation,QAM)。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的校正方法，其中該至少一校正係數至少包含有一第一係數以及一第二係數，其中該第一係數係用來校正一同相位訊號路徑，而該第二係數係用來校正一正交相位訊號路徑。
  17. 如申請專利範圍第16項所述的校正方法，其中從該傳送端傳送該測試訊號至該接收端，並經過該至少一校正係數的步驟包含有：將該傳送端所傳送之該測試訊號耦合至該接收端，並經過該至少一校正係數。
  18. 如申請專利範圍第17項所述的校正方法，其中從該傳送端之一校正係數已完成校正。
  19. 如申請專利範圍第17項所述的校正方法，其中另使該接收端之一低雜訊放大器於不同增益之間切換，以分別校正相對應路徑。
  20. 如申請專利範圍第16項所述的校正方法，另包含有：於依據該頻譜分析結果來調整該傳送端之該至少一校正係數之前，在該至少一校正係數具有一預設初始設定之下，依據該頻譜分析結果來調整該測試訊號；其中若該頻譜分析結果指出所接收到之該測試訊號的功率小於一預定功率，則通知該傳送端增加該測試訊號的功率；以及若該頻譜分析結果指出該測試訊號的複數個諧波功率大於背景雜訊，則通知該傳送端減少該測試訊號的功率。
  21. 如申請專利範圍第16項所述的校正方法，其中依據該頻譜分析結果來調整該傳送端之該至少一校正係數的步驟包含有：以一特定步幅為單位來改變該第一係數，以得到該測試訊號的一鏡像訊號的相對最小值。
  22. 如申請專利範圍第16項所述的校正方法，其中依據該頻譜分析結果來調 整該傳送端之該至少一校正係數的步驟包含有：以一特定步幅為單位來改變該第二係數，以得到該測試訊號的一鏡像訊號的相對最小值。
  23. 如申請專利範圍第14項所述的校正方法，其係於該傳送端啟動時執行。
  24. 如申請專利範圍第14項所述的校正方法，其係於該傳送端所測得的一目前溫度與一預設溫度的差異超過一預定溫度差時執行。
  25. 如申請專利範圍第14項所述的校正方法，其係於該傳送端目前所使用的通道改變時執行。
  26. 如申請專利範圍第14項所述的校正方法，其中該頻譜分析係估測功率頻譜密度。
  27. 一種通訊系統的校正裝置，包含有：一傳送端；一測試訊號產生單元，用來於該傳送端產生一測試訊號；一校正係數單元，用來於該傳送端設定至少一校正係數，並且依據一頻譜分析結果來調整該傳送端之該至少一校正係數；一接收端，耦接至該傳送端；以及一頻譜分析單元，用來對該接收端所接收之該測試訊號進行一頻譜分析，來得到該頻譜分析結果。
  28. 一種通訊系統的校正裝置，包含有：一傳送端；一測試訊號產生單元，用來於該傳送端產生一測試訊號； 一接收端，耦接至該接收端；一校正係數單元，用來於該接收端設定至少一校正係數，並且依據一頻譜分析結果來調整該接收端之該至少一校正係數；以及一頻譜分析單元，用來對該接收端所接收之該測試訊號進行一頻譜分析，來得到該頻譜分析結果。
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