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校正通信電路中同相/正交信號間的不匹配的方法與裝置.pdf

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校正 通信 電路 正交 信號 匹配 方法 裝置
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摘要
申請專利號:

CN201110041045.X

申請日:

2011.02.18

公開號:

CN102647373B

公開日:

2015.01.28

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):H04L 25/03申請日:20110218|||公開
IPC分類號: H04L25/03; H04L25/02 主分類號: H04L25/03
申請人: 瑞昱半導體股份有限公司
發明人: 蘇慬; 徐宏達
地址: 中國臺灣新竹
優先權:
專利代理機構: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240 代理人: 余剛;吳孟秋
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201110041045.X

授權公告號:

102647373B||||||

法律狀態公告日:

2015.01.28|||2012.10.10|||2012.08.22

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明提供了一種校正通信電路中同相/正交信號間的不匹配的方法與裝置。一種用于一通信電路中來校正該通信電路間的同相/正交信號間的不匹配的方法與相關裝置。本發明利用具有多個不同頻率成分的同相測試信號與正交測試信號,以對該通信電路中頻率相關的信號不匹配進行校正。

權利要求書

1.一種校正一通信電路中的同相信號與正交信號不匹配(In-
phase/Quadrature?phase?mismatch,I/Q?mismatch)的方法,包含:
提供包含有對應于一第一頻率成分的一第一測試信號以及一
第二測試信號,其中所述第一測試信號、第二測試信號中之一為一
同相信號,以及另一為一正交信號;
根據一目前第一校正參數來校正所述第一測試信號,以產生一
第一調整后測試信號,其中所述目前第一校正參數對應于延遲時間;
以及
進行一第一校正參數調整操作:
提供一第一加和信號,所述第一加和信號通過分別將根據
所述第一調整后測試信號所產生的一第一同相模擬信號以及
根據所述第二測試信號所產生的一第一正交相模擬信號,與一
同相位本地振蕩信號以及一正交相位本地振蕩信號進行一混
頻操作,并且相加所述混頻操作的結果所產生;以及
對所述第一加和信號進行一自混頻(self-mixing)操作以
產生一第一待測信號;以及根據所述第一待測信號在一第一特
定頻率所對應的一第一功率值來更新所述目前第一校正參數;
當一第一特定條件達到時,結束所述第一校正參數調整操作;
否則,重復進行所述第一校正參數調整操作,直到所述第一特定條
件被滿足為止。
2.根據權利要求1所述的方法,其中更新所述目前第一校正參數的步
驟包含:
自一第一調整方式與一第二調整方式中選擇一個來調整所述
目前第一校正參數。
3.根據權利要求2所述的方法,其中所述第一調整方式包含有將所述
目前第一校正參數加上一第一調整參數,以及所述第二調整方式包
含有將所述目前第一校正參數減去一第二調整參數。
4.根據權利要求3所述的方法,其中所述第一調整參數在不同的第一
校正參數調整操作中具有不同的大小,以及所述第二調整參數在不
同的第一校正參數調整操作中具有不同的大小。
5.根據權利要求2所述的方法,其中自所述第一調整方式與所述第二
調整方式中選擇一個來調整所述目前第一校正參數的步驟包含有:
當一目前第一校正參數調整操作進行時的所述第一功率值不
大于一先前第一校正參數調整操作進行的所述第一功率值時,以相
同于所述先前第一校正參數調整操作中的調整方式來更新所述目前
第一功率值;以及
當所述目前第一校正參數調整操作進行時的所述第一功率值
大于一先前第一校正參數調整操作進行時的所述第一功率值時,以
不同于所述先前第一校正參數調整操作中的調整方式來更新所述目
前第一功率值。
6.根據權利要求1所述的方法,其中當所述第一校正參數調整操作已
重復進行一預定次數后,則判斷所述第一特定條件達到。
7.根據權利要求1所述的方法,其中當一目前第一校正參數調整操作
所對應的所述第一功率值小于一預定值時,則判斷所述第一特定條
件達到。
8.根據權利要求1所述的方法,其中所述第一特定頻率為所述第一頻
率的兩倍。
9.根據權利要求1所述的方法,其中所述第一測試信號、第二測試信
號又分別包含有對應于一第二頻率的成分,且所述第二頻率不同于
所述第一頻率。
10.根據權利要求9所述的方法,還包含有:
根據一目前第二校正參數與一目前第三校正參數來校正所述
第一測試信號,以產生所述第一調整后測試信號以及一第二調整后
測試信號,其中所述目前第二校正參數與所述目前第三校正參數分
別對應于振幅與相位;以及
進行一第二與第三校正參數調整操作:
提供一第二加和信號,所述第二加和信號通過將根據所
述第一調整后測試信號、第二調整后測試信號所產生的一第二
同相模擬信號、一第二正交相模擬信號,分別與所述同相位本
地振蕩信號以及所述正交相位本地振蕩信號進行一混頻操作,
并相加所述混頻操作的結果所產生;
對所述第二加和信號進行一自混頻操作以產生一第二待
測信號;以及
根據所述第二待測信號在一第二特定頻率所對應的一第
二功率值來更新所述目前第二校正參數與所述目前第三校正
參數,其中每一第二與第三校正參數調整操作更新所述目前第
二校正參數與所述目前第三校正參數中的一個;
當一第二特定條件達到時,結束所述第二與第三參數調整操
作;否則,重復所述第二與第三參數調整操作。
11.根據權利要求10所述的方法,其中所述第二特定頻率為所述第一頻
率與所述第二頻率之和。
12.一種校正一通信電路中的同相信號與正交信號不匹配(In-
phase/Quadrature?phase?mismatch,I/Q?mismatch)的裝置,提供包含
有對應于一第一頻率的成分的一第一測試信號以及一第二測試信號
至所述通信電路,其中所述第一、第二測試信號中之一為一同相信
號,以及另一為一正交信號,所述裝置包含;
一校正單元,分別接收所述第一測試信號與所述第二測試信
號,用以根據一目前第一校正參數來校正所述第一測試信號,以產
生一第一調整后測試信號,其中所述目前第一校正參數對應于延遲
時間;
一檢測單元,用以對一第一加和信號進行一自混頻操作以產生
一第一待測信號,并且計算所述第一待測信號在一第一特定頻率所
對應的一第一功率值,其中所述第一加和信號由所述通信電路分別
將根據所述第一調整后測試信號所產生的一第一同相模擬信號,以
及根據所述第二測試信號所產生的一第一正交相模擬信號,通過混
頻器與一同相位本地振蕩信號以及一正交相位本地振蕩信號進行混
頻,并且通過一加法器相加所述混頻的結果所產生;以及
一校正參數調整單元,耦接于所述校正單元與所述檢測單元,
用以根據所述第一功率值來進行一第一校正參數調整操作以更新所
述目前第一校正參數,其中當一第一特定條件達到時,所述校正參
數調整單元結束進行所述第一校正參數調整操作;否則,所述校正
參數調整單元重復進行所述第一校正參數調整操作。
13.根據權利要求12所述的裝置,其中所述校正參數調整單元自一第一
調整方式與一第二調整方式中選擇一者來調整所述目前第一校正參
數。
14.根據權利要求13所述的裝置,其中當所述校正參數調整單元選擇所
述第一調整方式時,所述校正參數調整單元將所述目前第一校正參
數加上一第一調整參數,以及當所述校正參數調整單元選擇所述第
二調整方式時,所述校正參數調整單元將所述目前第一校正參數減
去一第二調整參數。
15.根據權利要求14所述的裝置,其中所述第一調整參數在不同的第一
校正參數調整操作中具有不同的大小,以及所述第二調整參數在不
同的第一校正參數調整操作中具有不同的大小。
16.根據權利要求13所述的裝置,其中:
當所述校正參數調整單元進行一目前第一校正參數調整操作
時的所述第一功率值不大于所述校正參數調整單元進行一先前第一
校正參數調整操作時的所述第一功率值時,所述校正參數調整單元
以相同于所述先前第一校正參數調整操作進行時的調整方式來更新
所述目前第一功率值;以及
當所述校正參數調整單元進行所述目前第一校正參數調整操
作時的所述第一功率值大于所述校正參數調整單元進行所述先前第
一校正參數調整操作時的所述第一功率值時,所述校正參數調整單
元以不同于所述先前第一校正參數調整操作進行時的調整方式來更
新所述目前第一功率值。
17.根據權利要求12所述的裝置,其中若所述校正參數調整單元已重復
進行所述第一校正參數調整操作達一預定次數后,則所述校正參數
調整單元判斷所述第一特定條件達到。
18.根據權利要求12所述的裝置,其中若所述校正參數調整單元進行一
目前第一校正參數調整操作時的所述第一功率值小于一預定值,則
所述校正參數調整單元判斷所述第一特定條件達到。
19.根據權利要求12所述的裝置,其中所述第一特定頻率為所述第一頻
率的兩倍。
20.根據權利要求12所述的裝置,其中所述裝置所提供的所述第一、第
二測試信號還分別包含有對應于一第二頻率的成分,且所述第二頻
率不同于所述第一頻率。
21.根據權利要求20所述的裝置,其中所述校正單元還根據一目前第二
校正參數與一目前第三校正參數來校正所述第一測試信號,以產生
所述第一調整后測試信號,以及產生一第二調整后測試信號,其中
所述目前第二校正參數與所述目前第三校正參數分別對應于振幅與
相位,以及所述通信電路通過分別根據所述第一調整后測試信號、
第二調整后測試信號來產生一第二同相模擬信號與一第二正交相模
擬信號,并將所述第二同相模擬信號與所述第二正交相模擬信號分
別通過混頻器來與一同相位本地振蕩信號、一正交相位本地振蕩信
號進行一混頻操作,并相加所述混頻操作的結果產生一第二加和信
號;所述檢測單元用以對所述第二加和信號進行一自混頻操作以產
生一第二待測信號,并且計算所述第二待測信號于一第二特定頻率
所對應的一第二功率值;所述校正參數調整單元用以進行一第二與
第三校正參數調整操作,其根據所述第二功率值來更新所述目前第
二校正參數與所述目前第三校正參數,其中在每一第二與第三校正
參數調整操作中,所述校正參數調整單元更新所述目前第二校正參
數與所述目前第三校正參數中的一個,以及當一第二特定條件達到
時,所述校正參數調整單元不再進行所述第二與第三參數調整操作;
否則,所述校正參數調整單元重復進行所述第二與第三參數調整操
作。
22.根據權利要求21所述的裝置,其中所述第二特定頻率為所述第一頻
率與所述第二頻率之和。

說明書

校正通信電路中同相/正交信號間的不匹配的方法與裝置

技術領域

本發明涉及無線通信,尤指用于一直接升頻轉換發射器(direct?
up-conversion?transmitter)中來校正其中的同相信號與正交信號間的不匹
配的方法與相關裝置。

背景技術

在無線通信技術中,通信電路(如:發射器或接收器)是用來將欲傳
輸的信息與載波調制,并利用天線加以傳輸,或將自天線所接收而來的信
號進行解調,以讀取其中的信息。傳統的發射器包含有許多種不同的架構,
而其中一種常見的架構乃為直接升頻轉換發射器(direct?up-conversion?
transmitter)。關于這種發射器的簡單功能方塊示意圖請參考圖1。如圖所
示,直接升頻轉換發射器100具有一同相路徑110(In-phase?channel)以
及一正交相路徑120(Quadrature?channel),其中又分別包含數字至模擬轉
換器111與121、低通濾波器112與122、混頻器113與123、一加法器
130、一功率放大器140以及一天線150。在同相路徑110中,一數字基頻
同相信號BBIt會被輸入至數字至模擬轉換器111進行轉換處理后,再被
輸入至低通濾波器112進行濾波處理。最后,通過混頻器113與一同相位
本地振蕩信號LOIt進行混頻,以產生一模擬高頻同相信號AnIt。同樣地,
在正交相路徑120中,一數字基頻正交信號BBQt也會通過類似的處理,
并通過混頻器123與一正交相位本地振蕩信號LOQt進行混頻,進而產生
一模擬高頻正交信號AnQt。接著,通過加法器130,功率放大器140與天
線150,將模擬高頻同相信號AnIt與高頻正交信號AnQt進行相加,信號
放大,與傳送。

這種直接升頻轉換的架構由于擁有成本低廉、功率消耗較少以及電路
面積較小等諸多優點,因此廣泛地被使用在各種無線通信裝置中。然而,
其缺點在于不理想的高頻特性,原因可能為同相/正交路徑在模擬端的不匹
配,而這種不匹配又包含;同相信號與正交信號之間的增益不匹配、相位
不匹配或是路徑(延遲時間)不匹配。而在單一載波調制系統中,同相信
號與正交信號間的增益不匹配將會導致星座圖中有明顯可見的失真(如原
為正方形的64-QAM的星座圖,將因不匹配而導致傳輸失真,最后星座圖
可能會變成矩形)。再者,同相信號與正交信號間的不匹配更會造成非預
期性的鏡頻干擾(image?interference),因而嚴重影響系統可達的信噪比
(SNR),進一步導致信息的流失以及誤差向量幅度(error?vector?
magnitude,EVM)與誤碼率(bit?error?rate,BER)的提升。

而本發明所屬的技術領域中,亦存在多種用以解決上述問題的相關技
術。例如,美國專利申請案(申請號20020015450)便提出一種用來決定
修正發射器中的同相/正交調制器的相位不匹配與振幅不匹配的相關校正
參數的方法與裝置。此案的發射器中包含有一同相/正交調制器與一校正
器,該校正器用來校正因同相/正交調制器所導致的相位不匹配與振幅不匹
配。再者,此案對所欲傳輸的同相/正交測試信號采樣,然后再對信號采樣
進行模擬/數字轉換,并對信號采樣行以解調來產生同相與正交反饋信號,
以及基于所決定的振幅與相位不匹配來產生振幅與相位校正參數。另一種
技術則利用一包絡檢測器(envelope?detector)來檢測傳送器的輸出以及利
用電路來放大所檢測到的包絡。而對于同相與正交信號來說,高頻的包絡
檢測器能以頻率FBB處的頻譜成份(基于載波所導致)以及頻率2xFBB處
的頻譜成份(基于同相/正交不匹配所導致)來產生濾波后與放大后的基頻
漣波。而振幅與相位的校正信息會被用于預先破壞調制后信號。

然而,這些相關技術的最大問題在于其僅針對振幅與相位不匹配進行
校正,這些由混頻器(113與123)與本地振蕩信號(LOIt與LOQt)所
導致的不匹配與基頻信號的頻率無關。但事實上,即便振幅與相位不匹配
的校正完成后,通信電路100往往仍存在高頻不理想性,這是因為相關技
術中的校正方式忽略了與頻率相關的不匹配。因此,當輸入的基頻信號改
變頻率或是應用于較寬頻帶的通信系統,通信電路100中的同相與正交路
徑不匹配問題又將會再次浮現。這種與頻率相關的不匹配,可能為不同路
徑中的模擬轉換器111與121以及低通濾波器112與122之間的電路特性
差異,所導致的延遲時間不匹配。但,本發明所屬領域中仍未有相關技術
來解決此一問題。

發明內容

本發明的目的在于解決同相/正交相路徑之間的頻率相關不匹配問
題。此外,在本發明的不同實施例中,將利用包含有一種以上的頻率成分
的測試信號來對不匹配進行校正。

本發明之一實施例提供一種校正一通信電路中的同相信號與正交信
號不匹配(I/Q?mismatch)的方法。該方法包含:提供包含有對應于一第
一頻率的成分的一第一測試信號以及一第二測試信號,其中該第一、第二
測試信號中之一為一同相信號,以及另一為一正交信號;根據一目前第一
校正參數來校正該第一測試信號,以產生一第一調整后測試信號,其中該
目前第一校正參數對應于延遲時間;以及進行一第一校正參數調整操作,
其中該第一校正參數調整操作又包含:提供一第一加和信號,該第一加和
信號通過分別將根據該第一調整后測試信號所產生的一第一同相模擬信
號以及根據該第二測試信號所產生的一第一正交相模擬信號,分別與一同
相位本地振蕩信號以及一正交相位本地振蕩信號進行一混頻操作,并且相
加該混頻操作的結果所產生;對該第一加和信號進行一自混頻
(self-mixing)操作以產生一第一待測信號;以及根據該第一待測信號于
一第一特定頻率所對應的一第一功率值來更新該目前第一校正參數。其
中,當一第一特定條件達到時,結束該第一校正參數調整操作;否則,重
復進行該第一校正參數調整操作

本發明的一實施例提供一種校正一通信電路中的同相信號與正交信
號不匹配(In-phase/Quadrature?phase?mismatch,I/Q?mismatch)的裝置,
該裝置提供包含有對應于一第一頻率的成分的一第一測試信號以及一第
二測試信號至該通信電路,其中該第一、第二測試信號中之一為一同相信
號,以及另一為一正交信號。該裝置包含;一校正單元、一檢測單元以及
一校正參數調整單元。該校正單元分別接收該第一測試信號與該第二測試
信號,以及用以根據一目前第一校正參數來校正該第一測試信號,以產生
一第一調整后測試信號,其中該目前第一校正參數對應于延遲時間。該檢
測單元用以對一第一加和信號進行一自混頻操作以產生一第一待測信號,
并且用以計算該第一待測信號于一第一特定頻率所對應的一第一功率值,
其中該第一加和信號由該通信電路分別通過混頻器將根據該第一、第二調
整后測試信號所產生的一第一模擬信號(第一同相模擬信號Ana_I1)以及
一第二模擬信號(第一正交相模擬信號Ana_Q1),與一第一載波(同相位
本地振蕩信號LoIt)以及一第二載波(正交相位本地振蕩信號LoQt)進
行混頻,并且通過一加法器相加該混頻的結果所產生。該校正參數調整單
元耦接于該校正單元與該檢測單元,并且用以根據該第一功率值來進行一
第一校正參數調整操作以更新該目前第一校正參數。其中,當一第一特定
條件達到時,該校正參數調整單元結束進行該第一校正參數調整操作;否
則,該校正參數調整單元重復進行該第一校正參數調整操作。

附圖說明

圖1示出習知直接升頻轉換架構的發射器。

圖2示出本發明裝置的一實施例的功能方塊示意圖。

圖3示出本發明裝置的另一實施例的功能方塊示意圖。

圖4示出本發明方法的一實施例的流程示意圖。

圖5示出本發明方法中根據該第一功率值來調整該目前第一校正參
數的流程示意圖。

圖6示出本發明方法的另一實施例的流程示意圖。

圖7示出一特定信號的頻譜。

圖8示出另一特定信號的頻譜。

圖9A與圖9B示出鏡頻抑制比與頻率的關系圖。

主要組件符號說明

100????發射器

110、120????路徑

111、121、241、242????數字至模擬轉換器

112、122、223、243、244、????低通濾波器

113、123、221、245、246????混頻器

130、247、333????加法器

140????功率放大器

222????可變增益放大器

150????天線

20????裝置

210、310????校正單元

220????檢測單元

230????校正參數調整單元

211、311、312????校正電路

224????模擬至數字轉換器

225????快速傅立葉變換單元

240????通信電路

410~460、510~550、610~650????步驟

具體實施方式

在說明書及后續的權利要求書當中使用了某些詞匯來指稱特定的組
件。所屬領域中普通技術人員應可理解,硬件制造商可能會用不同的名詞
來稱呼同一個組件。本說明書及后續的權利要求書并不以名稱的差異來作
為區分組件的方式,而是以組件在功能上的差異來作為區分的準則。在通
篇說明書及后續的權利要求當中所提及的“包含”為一開放式的用語,故
應解釋成“包含但不限定于”。

此外,“耦接”一詞在此包含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于一第二裝置,則代表該第一裝置可直接電氣
連接于該第二裝置,或通過其它裝置或連接手段間接地電氣連接至該第二
裝置。

再者,本發明概念將于下文中搭配不同實施例與相關圖示來進行說
明。其中,在不同圖示中具有相同標號的組件或裝置代表著其有相似的操
作原理與技術功效。故,以下內文將會省略重復性的敘述。此外,文中不
同實施例中所具備的不同技術特征,并非僅能實施于該實施例中。事實上,
在本發明的合理范疇內,可通過對某個特定實施例的適當修改,以使其具
備其它實施例所特有的技術特征。

首先,以下將先介紹本發明的校正的原理。請再參考圖1,如前所述,
由于同相路徑110中的數字至模擬轉換器111與低通濾波器112以及正交
相路徑中120的數字至模擬轉換器112與低通濾波器114因電路組件的特
性差異,會導致對輸入信號產生不同的延遲。若以基頻同相信號BBIt為
cos(ωmt)以及基頻正交信號BBQt為sin(ωmt)(其中,ωm=2πfm)為例,則
這種路徑不同的延遲會造成由低通濾波器112與低通濾波器114輸出的信
號改變為cos(ωm(t+t0))以及sin(ωmt),其中t0代表兩路徑延遲時間差異,
通過與頻率ωm相乘,故同相信號BBIt=cos(ωm(t+t0))與正交信號
BBQt=sin(ωmt),兩信號之間會存在由延遲時間所導致的不匹配(相位)因
素ωm*t0,并且此一不匹配正比于基頻信號的頻率ωm。

此時,若一并考慮混頻器113與123之間的特性差異,而將一同相位
本地振蕩信號LoIt與一正交相位本地振蕩信號LoQt分別設定為(1+g)
與sin(ωLOt)(其中g、分別表示同相路徑110與正交相路徑
120之間振幅不匹配、相位不匹配),則通信電路100中的加法器130所輸
出的模擬射頻信號將可表示成
如此一來,可得通信電路100所產生之鏡頻抑制比(image?
rejection?ration,IMR)為:

IMR = ( 1 + g ) 2 + 1 - 2 ( 1 + g ) cos ( φ - θ m ) ( 1 + g ) 2 + 1 + 2 ( 1 + g ) cos ( φ + θ m ) , ]]>whereθm=ωm·to

鏡頻抑制比是指在頻率為fLO-fm處的鏡像信號之平均功率,比上在頻
率為fLO+fm處的主要升頻信號之平均功率。由上式可知,同相/正交路徑之
間的不匹配程度會影響通信電路100輸出端所見的鏡頻抑制比,鏡頻抑制
比越小,表示同相/正交路徑之間的匹配程度越高。因此,可根據鏡頻抑制
比作為評估信號之同相/正交路徑匹配程度的指標。而由上式可知,鏡頻信
號的功率與同相/正交兩路徑的混頻器與本地振蕩信號所造成的增益、相位
不匹配以及同相/正交兩路徑的數字至模擬轉換器與低通濾波器所造成的
延遲時間差異有關。因此,本發明的概念在于先校正與頻率相關的延遲時
間不匹配,之后再校正與頻率無關的增益、相位不匹配。其中,不匹配的
程度通過觀察與鏡頻信號相關聯的二倍基頻信號的功率大小來達到。

請參考圖2,其為本發明裝置的第一實施例的功能方塊示意圖。本發
明裝置20包含有一校正單元210,一檢測單元220以及一校正參數調整單
元230。其中,本發明裝置20用以校正一通信電路240。通信電路240包
含有分別屬于同相路徑與正交路徑的數字至模擬轉換器241與242,低通
濾波器243與244、混頻器245與246,同相本地振蕩信號LoIt與正交相
本地振蕩信號LoQt,以及一加法器247。在校正之初,校正單元210先會
接收基頻同相測試信號BBIt與基頻正交測試信號BBQt,其中同相測試信
號BBIt與正交測試信號BBQt包含有一第一頻率的成分fm,(如:
BBIt=cos(2πfmt),BBQt=sin(2πfmt)),并根據校正調整參數單元230所提供
的預設值來作為初始的一第一目前校正參數Para_1,以設定第一校正電路
211(進行延遲時間不匹配的校正),進而對同相測試信號BBIt進行預先
校正。應當注意的是,由于同相/正交路徑間的不匹配是屬相對的概念,因
此,在本發明其它實施例中,亦可利用第一校正電路211來對正交測試信
號BBQt進行校正,以消除同相/正交路徑間的不匹配。

接著,本發明裝置20會通過以下的操作來反復調整第一目前校正參
數Para_1,以得到一校正結果。所謂最佳調整效果是指通過第一校正電路
211使得鏡頻抑制比(IMR)對頻率的關系圖會由圖9B(亦即,鏡頻抑制
比正比于信號的頻率)轉變成圖9A(亦即,鏡頻抑制比與信號的頻率不
相關)。當第一校正電路211根據目前第一校正參數對同相測試信號BBIt
校正后,校正單元210會輸出調整后的同相測試信號BBIt’與未被調整的
正交測試信號BBQt至通信電路240。之后,這兩個信號會分別被輸入至
模擬轉換器241與242以及低通濾波器243與244,進而分別產生一第一
同相模擬信號Ana_I1與一第一正交相模擬信號Ana_Q1。其中,若目前第
一校正參數Para_1已達到一最佳值時,則第一同相模擬信號Ana_I1與第
一正交相模擬信號Ana_Q1之間不存在延遲時間的不匹配,鏡頻抑制比對
頻率的關系將如圖9A所示。

第一同相模擬信號Ana_I1與第一正交相模擬信號Ana_Q1分別被送
至混頻器245、246,與一同相位本地振蕩信號LoIt、一正交相位本地振蕩
信號LoQt進行混頻,并且通過加法器247,以根據混頻的結果來產生一
第一加和信號S1。檢測單元220的主要目的在于檢測通信電路240所輸
出的第一加和信號S1中鏡頻成份所對應的功率(實際觀測的標的為與鏡
頻功率大小相關聯的二倍基頻信號的功率大小)。因此,檢測單元220會
觀察通信電路240的輸出信號經過自我混頻后的頻譜。請參考圖7上方,
理論上來說,通信電路240輸出的第一加和信號S1其頻譜中鏡頻成分B
位于為頻率(fLo-fm)處,所以檢測單元220理應觀察頻譜于此處所對應的功
率值。并且當此處的功率夠小時,則表示同相/正交路徑信號不匹配的情形
已被適當地校正。然而,由于此處的頻率為高頻fLo,因此要計算該處之
頻譜成份的功率實屬不易。故本發明檢測單元220先通過混頻器221對第
一加和信號S1進行自混頻(與自身相乘)來產生一第一待測信號S1’,其
中,第一待測信號S1’的頻譜可參考圖7中下方。由于以自身相乘的結果,
將在頻率2fm處產生一對應頻譜成份A*B。其中A值表示主要升頻信號
(fLO+fm)的頻譜成份,B為鏡頻信號(fLO-fm)的頻譜成份,設定A值為一單
位大小,則在頻率2fm處的頻譜成份等效上為鏡頻信號的頻譜成份大小。
由于頻率2fm相比于頻率(fLo-fm)明顯較低(fm為基頻頻率,fLo為數百MHz
至數GHz的射頻頻率),因此計算該處功率較為容易。所以,本發明利用
觀察第一待測信號S1’在此處的功率變化來調整第一目前參數Para_1,而
此處恰為基頻同相測試信號BBIt與基頻正交測試信號BBQt的振蕩頻率
fm的兩倍。所以,本發明會計算第一待測信號在頻率2fm處所對應的一第
一功率值。

為了計算該第一功率值,檢測單元220將第一待測信號S1’經過可變
增益放大器222放大后再輸入至低通濾波器223,此舉濾除第一待測信號
S1’中的高頻成分,保留其中低頻成分(如對應頻率2fm的成分)。之后,
通過模擬至數字轉換器224與快速傅立葉變換單元225來進行獲得該第一
功率值。校正參數調整單元230會接收檢測單元220計算出的該第一功率
值,并且根據該第一功率值來進行一第一校正參數調整操作。其中,校正
參數調整單元230會于每次操作中更新該目前第一校正參數,并且當一第
一特定條件達到時,結束進行該第一校正參數調整操作;否則,重復進行
該第一校正參數調整操作。

其中該特定條件可能對應于第一校正參數調整操作的進行次數或該
第一功率值的大小。舉例來說,若第一校正參數調整操作已進行相當多次
以后,則相當可能已達到一滿意的校正結果,故校正參數調整單元230結
束進行該第一校正參數調整操作。或者是,第一功率值小于一預定值時,
則亦可能同相/正交路徑間與頻率相關的不匹配已經被妥當地校正,故校正
參數調整單元230亦結束進行該第一校正參數調整操作。而當這些狀況都
未達到時,則校正參數調整單元230會反復進行該第一校正參數調整操作,
直到同相/正交路徑間的不匹配已經被妥當地校正。

以上本發明裝置之相對應方法流程示出于圖4,其中包含;

步驟410:提供包含有對應于一第一頻率的成分的一第一測試信號以
及一第二測試信號,其中該第一、第二測試信號中之一為一同相信號,以
及另一為一正交信號;

步驟420:根據一目前第一校正參數來校正該第一測試信號,以產生
一第一調整后測試信號,其中該目前第一校正參數對應于延遲時間;

步驟430:提供一第一加和信號,該第一加和信號通過分別將根據該
第一調整后測試信號所產生的一第一同相模擬信號(Ana_I1)以及根據該
第二測試信號所產生的一第一正交相模擬信號(Ana_Q1),與一同相位本
地振蕩信號(LoIt)以及一正交相位本地振蕩信號(LoQt)進行一混頻操
作,并且相加該混頻操作的結果所產生;

步驟440:對該第一加和信號(S1)進行一自混頻(self-mixing)操
作以產生一第一待測信號(S1’);

步驟450:根據該第一待測信號在一第一特定頻率(如:二倍基頻)
所對應的一第一功率值來更新該目前第一校正參數;

步驟460:是否一第一特定條件達到?

其中,在步驟460中,會判斷是否第一特定條件達到,若未能達到時,
則會返回步驟420中,再次根據更新后的該目前第一校正參數來調整該第
一測試信號,并且重新計算該第一功率值,直到該第一特定條件被滿足為
止。

再者,關于第一校正參數的調整方式請參考圖5所示之流程圖。首先,
當步驟510開始執行后,接著會進入步驟520,利用校正參數調整單元230
所預設的一初始值來設定第一校正參數Para_1,而校正單元210便會據此
調整測試信號BBIt與BBQt中的一個,以產生一調整后測試信號,并通過
后續的檢測電路220來檢測依此產生的第一待測信號S1’在二倍于基頻處
的第一功率值。而在步驟530中,會檢測本次第一校正參數調整操作中的
該第一功率值是否大于前次第一校正參數調整操作中的該第一功率值,來
選擇一第一調整方式或第二調整方式。若是本次操作的第一功率值大于前
次操作的第一功率值,便進入步驟532,否則便進入步驟531。若是流程
進入步驟532,即代表本次第一校正參數調整操作中的目前第一校正參數
并未有效改善延遲時間的不匹配,則需改變該目前第一校正參數的調整方
式。舉例來說,若前次第一校正參數調整操作中為一降低該目前第一校正
參數(如:第二調整方式),則本次第一校正參數調整操作必須為一增加
該目前第一校正參數(如:第一調整方式),反之亦然。而若是進入步驟
531,即代表本次第一校正參數調整操作中的該目前第一校正參數確實改
善延遲時間所造成的不匹配,因此不需改變該目前第一校正參數的調整方
式。舉例來說,若前次第一校正參數調整操作中為一調降該目前第一校正
參數(如:第二調整方式),則本次亦繼續調降該目前第一校正參數(如:
第二調整方式),同理用于第一調整方式。簡言之,若進入步驟532,則選
用不同于先前的調整方式,而進入步驟531則沿用相同于先前的調整方式。

應當注意的是,本發明未對每次第一校正參數調整操作中該目前第一
校正參數的調整幅度有所限制。舉例來說,在一實施例中,為加速校正的
進行,可能在校正初期進行較有效率且調整幅度較大的粗調(rough?
tuning),并在一段時間后,進行較精確且調整幅度較小的微調(fine?
tuning)。或者,在再一實施例中,每次第一校正參數調整操作中該目前第
一校正參數增加的幅度可能不對稱于減少的幅度。

在本發明的另一個實施例中,為了能整體校正與頻率相關以及不相關
的不匹配對通信電路240的影響,且將校正方式應用于較寬帶系統,因此
在測試信號中加入了第二個頻率的成分,使得后續的檢測電路220可以檢
測到頻譜中不同頻率處的功率以消除同相/正交路徑信號間所有不匹配。在
此實施例中,同相測試信號BBIt將會是cos(ωm1t)+cos(ωm2t)以及正交測試
信號BBQt將會是sin(ωm1t)+sin(ωm2t),亦即,此時同相測試信號BBIt包
含有第一頻率ωm1所對應的成分cos(ωm1t)以及第二頻率ωm2所對應的成分
cos(ωm2t),同樣地,正交測試信號BBQt也是相同的情形。如此一來,通
信電路240的加法器247所輸出的第二加和信號S2將會是

此時,若要消除這樣的通信電路中的不匹配,則必須先觀察信
號頻譜在二倍頻處(2*fm1或2*fm2)的功率值,產生延遲時間所對應的第
一校正參數Para_1,以先校正同相/正交路徑間不同路徑延遲時間所造成
的不匹配。接著,再觀察信號頻譜在頻率(fm1+fm2)處的功率值,以調整一
第二校正參數以及一第三校正參數(對應于混頻器和本地振蕩信號造成的
同相/正交路徑的增益以及相位不匹配)。詳言之,請參考圖8,上方為第
二加和信號S2的頻譜,若需了解不匹配是否被妥善校正,則須觀察頻譜
中分別與兩種基頻測試信號相關的鏡頻成分B與b所對應的功率值,但相
同于先前實施例,該鏡頻成分B與b位于高頻之處,故不易計算其功率值。
于是必須通過自混頻方式,來產生一第二待測信號S2’,并觀察其頻譜中
包含與鏡頻成分相關聯的功率。其中,本發明在校正延遲時間不匹配時,
利用二倍頻處(2πfm1或2πfm2)與鏡頻成分相關的A*B或a*b所對應的第
一功率值,以及在校正振幅與相位不匹配時,利用頻率(fm1+fm2)處與兩基
頻對應的鏡頻成分相關的A*b+a*B功率值。

圖3示出本實施例所對應的裝置。其中校正單元310的第二校正電路
311與第三校正電路312,以分別校正同相/正交路徑間的增益不匹配與相
位不匹配,其分別基于一目前第二校正參數Para_2(對應于增益不匹配)
與一目前第三校正參數Para_3(對應于相位不匹配)來調整。應當注意的
是,由于同相/正交路徑間的不匹配是屬相對的概念,因此,在本發明其它
實施例中,亦可利用第二、第三校正電路311與312來對正交測試信號
BBQt進行校正,以消除同相/正交路徑間的不匹配。

首先,校正單元310會先利用第一校正電路211完成與頻率相關的延
遲時間不匹配的校正。而這樣的程序相同于前述實施例的流程,故在此不
另作贅述。簡言之,當該第一特定條件達到時,則校正參數調整單元230
不再調整目前第一校正參數Para_1,轉而開始進行相位與振幅不匹配的校
正。其中,同相測試信號BBIt會經過這樣第一校正電路211與第二校正
電路311的調整而產生調整后的同相測試信號BBIt’;另外,同相測試信
號BBIt經第三校正電路312的調整與正交測試信號BBQt相加而產生調整
后的正交相測試信號BBQt’,接著會通過通信電路240中的路徑分別在低
通濾波器243、244產生一第二同相模擬信號Ana_I2、一第二正交相模擬
信號Ana_Q2,再分別經混頻器245、246與本地振蕩信號LoIt、LoQt進
行混頻,兩者經加法器247加總產生一第二加和信號S2,而檢測單元220
則先對第二加和信號S2進行自混頻,以產生一第二待測信號S2’。并且,
檢測單元220會根據第二待測信號S2’于頻率(fm1+fm2)處所對應的頻譜成
份,來產生一第二功率值,而校正參數調整單元230則進行一第二與第三
校正參數調整操作,其根據每次操作中的第二功率值來更新目前第二校正
參數Para_2與目前第三校正參數Para_3,其中于每一第二與第三校正參
數調整操作中,校正參數調整單元230更新目前第二校正參數Para_2與目
前第三校正參數Para_3中之一者。換言之,校正參數調整單元230輪流更
新目前第二校正參數Para_2與目前第三校正參數Para_3。并且,當一第
二特定條件達到時,校正參數調整單元230結束進行該第二與第三校正參
數調整操作;否則校正參數調整單元230反復進行該第二與第三校正參數
調整操作。其中,該第二特定條件對應于該第二與第三校正參數調整操作
的執行次數,或者是該第二功率值目前的大小。關于本實施例的方法流程
已歸納于圖6,由于其中步驟的細節相似于圖4的流程圖,故在此不另作
贅述。

總而言之,本發明通過輸入具有數個頻率成份的測試信號至通信電
路,以觀測其不匹配效應對通信電路之輸出信號的影響。并再通過反復調
整校正參數的方式,同時間在二倍于基頻附近觀察與鏡頻成分相關的輸出
信號之功率變化,來找出最佳的校正參數,以消除通信電路中所有與基頻
頻率相關/不相關的同相/正交相路徑不匹配。

以上所述僅為本發明之實施例,凡依本發明權利要求書所做之均等變
化與修飾,皆應屬本發明之涵蓋范圍。

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