[发明专利]校正通信电路中同相/正交信号间的不匹配的方法与装置

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信，尤指用于一直接升频转换发射器(direct up-conversion transmitter)中来校正其中的同相信号与正交信号间的不匹配的方法与相关装置。

背景技术

在无线通信技术中，通信电路(如：发射器或接收器)是用来将欲传输的信息与载波调制，并利用天线加以传输，或将自天线所接收而来的信号进行解调，以读取其中的信息。传统的发射器包含有许多种不同的架构，而其中一种常见的架构乃为直接升频转换发射器(direct up-conversion transmitter)。关于这种发射器的简单功能方块示意图请参考图1。如图所示，直接升频转换发射器100具有一同相路径110(In-phase channel)以及一正交相路径120(Quadrature channel)，其中又分别包含数字至模拟转换器111与121、低通滤波器112与122、混频器113与123、一加法器130、一功率放大器140以及一天线150。在同相路径110中，一数字基频同相信号BBIt会被输入至数字至模拟转换器111进行转换处理后，再被输入至低通滤波器112进行滤波处理。最后，通过混频器113与一同相位本地振荡信号LOIt进行混频，以产生一模拟高频同相信号AnIt。同样地，在正交相路径120中，一数字基频正交信号BBQt也会通过类似的处理，并通过混频器123与一正交相位本地振荡信号LOQt进行混频，进而产生一模拟高频正交信号AnQt。接着，通过加法器130，功率放大器140与天线150，将模拟高频同相信号AnIt与高频正交信号AnQt进行相加，信号放大，与传送。

这种直接升频转换的架构由于拥有成本低廉、功率消耗较少以及电路面积较小等诸多优点，因此广泛地被使用在各种无线通信装置中。然而，其缺点在于不理想的高频特性，原因可能为同相/正交路径在模拟端的不匹配，而这种不匹配又包含；同相信号与正交信号之间的增益不匹配、相位不匹配或是路径(延迟时间)不匹配。而在单一载波调制系统中，同相信号与正交信号间的增益不匹配将会导致星座图中有明显可见的失真(如原为正方形的64-QAM的星座图，将因不匹配而导致传输失真，最后星座图可能会变成矩形)。再者，同相信号与正交信号间的不匹配更会造成非预期性的镜频干扰(image interference)，因而严重影响系统可达的信噪比(SNR)，进一步导致信息的流失以及误差向量幅度(error vector magnitude，EVM)与误码率(bit error rate，BER)的提升。

而本发明所属的技术领域中，亦存在多种用以解决上述问题的相关技术。例如，美国专利申请案(申请号20020015450)便提出一种用来决定修正发射器中的同相/正交调制器的相位不匹配与振幅不匹配的相关校正参数的方法与装置。此案的发射器中包含有一同相/正交调制器与一校正器，该校正器用来校正因同相/正交调制器所导致的相位不匹配与振幅不匹配。再者，此案对所欲传输的同相/正交测试信号采样，然后再对信号采样进行模拟/数字转换，并对信号采样行以解调来产生同相与正交反馈信号，以及基于所决定的振幅与相位不匹配来产生振幅与相位校正参数。另一种技术则利用一包络检测器(envelope detector)来检测传送器的输出以及利用电路来放大所检测到的包络。而对于同相与正交信号来说，高频的包络检测器能以频率F_BB处的频谱成份(基于载波所导致)以及频率2xF_BB处的频谱成份(基于同相/正交不匹配所导致)来产生滤波后与放大后的基频涟波。而振幅与相位的校正信息会被用于预先破坏调制后信号。

然而，这些相关技术的最大问题在于其仅针对振幅与相位不匹配进行校正，这些由混频器(113与123)与本地振荡信号(LOIt与LOQt)所导致的不匹配与基频信号的频率无关。但事实上，即便振幅与相位不匹配的校正完成后，通信电路100往往仍存在高频不理想性，这是因为相关技术中的校正方式忽略了与频率相关的不匹配。因此，当输入的基频信号改变频率或是应用于较宽频带的通信系统，通信电路100中的同相与正交路径不匹配问题又将会再次浮现。这种与频率相关的不匹配，可能为不同路径中的模拟转换器111与121以及低通滤波器112与122之间的电路特性差异，所导致的延迟时间不匹配。但，本发明所属领域中仍未有相关技术来解决此一问题。

发明内容

本发明的目的在于解决同相/正交相路径之间的频率相关不匹配问题。此外，在本发明的不同实施例中，将利用包含有一种以上的频率成分的测试信号来对不匹配进行校正。