具有載波泄露校準(zhǔn)和補(bǔ)償功能的wlan收發(fā)的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種具有載波泄露校準(zhǔn)和補(bǔ)償功能的WLAN收發(fā)機(jī)。該WLAN收發(fā)機(jī)不需要在射頻部分的內(nèi)部引入用于數(shù)據(jù)采集的ADC以及載波泄露補(bǔ)償和I/Q失配補(bǔ)償?shù)腄AC，只需要設(shè)計(jì)一條簡(jiǎn)單的校準(zhǔn)通路，校準(zhǔn)和補(bǔ)償由數(shù)字基帶實(shí)現(xiàn)，只需要進(jìn)行少量迭代就能實(shí)現(xiàn)很高的精度。
【專利說明】具有載波泄露校準(zhǔn)和補(bǔ)償功能的WLAN收發(fā)機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及寬帶無線通信【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種具有載波泄露校準(zhǔn)和補(bǔ)償功能的WLAN收發(fā)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]無線通信產(chǎn)業(yè)在過去十幾年有了飛速的增長(zhǎng)，特別是無線局域網(wǎng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于無線傳輸?shù)暮芏鄨?chǎng)合，比如辦公室、醫(yī)院、家庭網(wǎng)絡(luò)以及物聯(lián)網(wǎng)等。低成本的解決方案推動(dòng)了無線通信技術(shù)的發(fā)展，低成本的實(shí)現(xiàn)方式之一就是省去昂貴的外部器件，實(shí)現(xiàn)很高的集成度。基于這種考慮，WLAN收發(fā)機(jī)基本都采用直接變頻結(jié)構(gòu)，正交調(diào)制方式。
[0003]圖1為WLAN收發(fā)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D1，該WLAN收發(fā)機(jī)包括:數(shù)字基帶部分(Digital BB)和射頻部分(RFIC)。其中，數(shù)字基帶部分包括:數(shù)字調(diào)制、數(shù)字解調(diào)以及兩個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC和兩個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC。射頻部分包括發(fā)射鏈路、接收鏈路和頻率綜合器(FS)。頻率綜合器為發(fā)射鏈路和接收鏈路產(chǎn)生正交的本振信號(hào)。
[0004]所述發(fā)射鏈路包括:1路電路，包括級(jí)聯(lián)的模擬低通濾波器和上變頻混頻器；Q路電路，包括級(jí)聯(lián)的模擬低通濾波器和上變頻混頻器；發(fā)射合路，包括級(jí)聯(lián)的射頻可變?cè)鲆娣糯笃饕约肮β史糯笃黩?qū)動(dòng)器，其中，所述I路上變頻混頻器和所述Q路電路上變頻混頻器的輸出端信號(hào)疊加后連接至所述射頻可變?cè)鲆娣糯笃鞯妮斎攵恕?br> [0005]所述接收鏈路包括:接收合路，包括低噪聲放大器；1路電路，包括級(jí)聯(lián)的下變頻混頻器、模擬低通濾波器和可變?cè)鲆娣糯笃?，其中，所述下變頻混頻器的輸入端連接至所述接收合路低噪聲放大器的輸出端；Q路電路，包括級(jí)聯(lián)的下變頻混頻器、模擬低通濾波器和可變?cè)鲆娣糯笃?，其中，所述下變頻混頻器的輸入端連接至所述接收合路低噪聲放大器的輸出端
[0006]對(duì)于如圖1所示的WLAN收發(fā)機(jī)，其信號(hào)發(fā)射過程和信號(hào)接收過程分別為:
[0007](I)信號(hào)發(fā)射過程如下:數(shù)字基帶的數(shù)字調(diào)制部分產(chǎn)生I路和Q路數(shù)字基帶信號(hào)，此兩路信號(hào)分別經(jīng)由數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC后轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，兩路模擬信號(hào)分別經(jīng)由模擬低通濾波器，并與本振信號(hào)進(jìn)行混頻后轉(zhuǎn)換為射頻信號(hào)，然后經(jīng)過射頻可變?cè)鲆娣糯笃?RFVGA)和功率放大器驅(qū)動(dòng)器(PA driver)發(fā)射出去；
[0008](2)信號(hào)接收過程如下:射頻信號(hào)經(jīng)過低噪聲放大器(LNA)后，由下變頻頻率綜合器轉(zhuǎn)換為基帶信號(hào)，然后經(jīng)過模擬低通濾波器和可變?cè)鲆娣糯笃骱筝敵鼋o數(shù)字基帶。
[0009]對(duì)于如圖1所示的直接變頻結(jié)構(gòu)的正交調(diào)制的WLAN收發(fā)機(jī)，信號(hào)的發(fā)射質(zhì)量會(huì)受到載波泄露和I/Q失配的影響。
[0010]I/Q失配主要包括1、Q兩路的增益失配和相位失配，增益失配會(huì)導(dǎo)致1、Q兩路的增益不一致，相位失配會(huì)導(dǎo)致正交調(diào)制的兩路載波相位差不是90度。這種失配產(chǎn)生的主要原因是設(shè)計(jì)失配，版圖失配以及制造工藝的隨機(jī)誤差造成的。I/Q失配會(huì)在頻率為F的鏡像頻率處產(chǎn)生干擾信號(hào)，從而造成發(fā)射信號(hào)信噪比的下降，影響發(fā)射信號(hào)的性能。
[0011]載波泄露是直接變頻發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)中的一個(gè)顯著的缺點(diǎn)。載波泄露產(chǎn)生的原因主要包括:由于混頻器輸入和輸出端隔離度的有限所導(dǎo)致的載波泄露；模擬基帶可變?cè)鲆娣糯笃骱蜑V波器失配所引起的直流失調(diào)；數(shù)模轉(zhuǎn)換器所產(chǎn)生的直流失調(diào)。載波泄露會(huì)影響發(fā)射信號(hào)功率的精度，過大的載波泄露會(huì)影響發(fā)射信號(hào)的EVM，造成發(fā)射信號(hào)質(zhì)量的下降。
[0012]在現(xiàn)有的WLAN收發(fā)機(jī)中，通常采用在射頻部分內(nèi)部引進(jìn)數(shù)據(jù)采集的數(shù)模轉(zhuǎn)換器ADC以及載波補(bǔ)償和I/Q失配補(bǔ)償?shù)腄AC來降低載波泄露和I/Q失配對(duì)信號(hào)發(fā)射質(zhì)量的影響，然而，上述實(shí)現(xiàn)方式需要增加新的ADC部件和DAC部件，實(shí)現(xiàn)成本較高，如何以較小的成本降低載波泄露和I/Q失配對(duì)信號(hào)發(fā)射質(zhì)量的影響已經(jīng)成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013](一)要解決的技術(shù)問題
[0014]鑒于上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種具有載波泄露校準(zhǔn)和補(bǔ)償功能的WLAN收發(fā)機(jī)，以降低載波泄露對(duì)信號(hào)發(fā)射質(zhì)量的影響。
[0015](二)技術(shù)方案
[0016]本發(fā)明提供了一種具有載波泄露校準(zhǔn)和補(bǔ)償功能的WLAN收發(fā)機(jī)。該WLAN收發(fā)機(jī)包括:WLAN收發(fā)機(jī)本體和校準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生模塊。
[0017]其中，WLAN收發(fā)機(jī)本體，包括:數(shù)字基帶部分，包括:數(shù)字調(diào)制端的1、Q兩路數(shù)模轉(zhuǎn)換器，及數(shù)字解調(diào)端的1、Q兩路模數(shù)轉(zhuǎn)換器；射頻部分，包括:連接于所述1、Q兩路數(shù)模轉(zhuǎn)換器后端的發(fā)射鏈路；連接于所述1、Q兩路模數(shù)轉(zhuǎn)換器前端的接收鏈路。
[0018]校準(zhǔn)和補(bǔ)償系統(tǒng)包括:校準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生模塊、補(bǔ)償模塊、校準(zhǔn)通路和校準(zhǔn)模塊。其中，校準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生模塊，用于在校準(zhǔn)模式下，根據(jù)校準(zhǔn)模塊輸出的控制信號(hào)產(chǎn)生1、Q兩路校準(zhǔn)信號(hào)。補(bǔ)償模塊，連接于所述校準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生模塊與所述1、Q兩路數(shù)模轉(zhuǎn)換器之間，用于:(I)在校準(zhǔn)模式下，根據(jù)校準(zhǔn)模塊輸出的校準(zhǔn)信息對(duì)1、Q兩路校準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行預(yù)失真，預(yù)失真后的兩路校準(zhǔn)信號(hào)經(jīng)由兩數(shù)模轉(zhuǎn)換器進(jìn)入所述WLAN收發(fā)機(jī)的射頻部分；(2)在工作模式下，利用在校準(zhǔn)模式下產(chǎn)生的校準(zhǔn)信息對(duì)兩路基帶信號(hào)進(jìn)行載波泄露補(bǔ)償。校準(zhǔn)通路，設(shè)置于所述發(fā)射鏈路與接收鏈路I路基帶輸出級(jí)之間，用于在校準(zhǔn)模式下，對(duì)經(jīng)由WLAN收發(fā)機(jī)本體射頻部分發(fā)射鏈路的校準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行平方運(yùn)算，濾除直流分量和高頻分量處理以及放大處理。校準(zhǔn)模塊，設(shè)置于所述數(shù)字基帶部分I路模數(shù)轉(zhuǎn)換器的后端，用于在校準(zhǔn)模式下，產(chǎn)生控制信號(hào)來控制所述校準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生模塊，并根據(jù)由所述基帶部分I路模數(shù)轉(zhuǎn)換器采集的經(jīng)過校準(zhǔn)通路的基帶信號(hào)，獲取校準(zhǔn)信息，將校準(zhǔn)信息發(fā)送至補(bǔ)償模塊。
[0019](三)有益效果
[0020]從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有載波泄露校準(zhǔn)和補(bǔ)償功能的WLAN收發(fā)機(jī)具有以下有益效果:
[0021](I)通過在射頻部分中引入一條校準(zhǔn)通路，可以有效降低載波泄露和I/Q失配對(duì)信號(hào)發(fā)射質(zhì)量的影響，提高發(fā)射信號(hào)的質(zhì)量；
[0022](2)由于采用數(shù)字化方法，此方案的校準(zhǔn)精度和補(bǔ)償精度比較高，校準(zhǔn)范圍和補(bǔ)償范圍比較寬；
[0023](3)只在射頻部分中引入一條校準(zhǔn)通路，電路設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，并且載波泄露和I/Q失配的校準(zhǔn)、補(bǔ)償都在數(shù)字基帶進(jìn)行，可以與數(shù)字基帶共用大部分模塊，包括:ADC、DAC、FFT等，整個(gè)校準(zhǔn)和補(bǔ)償系統(tǒng)的芯片面積比較小，功耗消耗比較小，實(shí)現(xiàn)成本比較低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為現(xiàn)有技術(shù)WLAN收發(fā)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例具有載波泄露校準(zhǔn)和補(bǔ)償功能的WLAN收發(fā)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3為本實(shí)施例WLAN收發(fā)機(jī)中載波泄露校準(zhǔn)和補(bǔ)償系統(tǒng)中補(bǔ)償模塊中I/Q失配補(bǔ)償子模塊的電路圖；
[0027]圖4為本實(shí)施例WLAN收發(fā)機(jī)中載波泄露校準(zhǔn)和補(bǔ)償系統(tǒng)中補(bǔ)償模塊中載波泄露補(bǔ)償子模塊的電路圖；
[0028]圖5為本實(shí)施例WLAN收發(fā)機(jī)中WLAN收發(fā)機(jī)本體射頻部分發(fā)射鏈路和載波泄露校準(zhǔn)和補(bǔ)償系統(tǒng)中校準(zhǔn)通路兩部分的等效數(shù)學(xué)模型示意圖；
[0029]圖6為本實(shí)施例WLAN收發(fā)機(jī)中載波泄露校準(zhǔn)和補(bǔ)償系統(tǒng)中校準(zhǔn)模塊進(jìn)行I/Q失配的校準(zhǔn)和補(bǔ)償?shù)牧鞒虉D；
[0030]圖7為本實(shí)施例WLAN收發(fā)機(jī)中載波泄露校準(zhǔn)和補(bǔ)償系統(tǒng)中校準(zhǔn)模塊進(jìn)行載波泄露的校準(zhǔn)和補(bǔ)償?shù)牧鞒虉D。
【具體實(shí)施方式】
[0031]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。需要說明的是，在附圖或說明書描述中，相似或相同的部分都使用相同的圖號(hào)。附圖中未繪示或描述的實(shí)現(xiàn)方式，為所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中普通技術(shù)人員所知的形式。另外，雖然本文可提供包含特定值的參數(shù)的示范，但應(yīng)了解，參數(shù)無需確切等于相應(yīng)的值，而是可在可接受的誤差容限或設(shè)計(jì)約束內(nèi)近似于相應(yīng)的值。
[0032]本發(fā)明不需要在射頻部分的內(nèi)部引入用于數(shù)據(jù)采集的ADC以及載波泄露補(bǔ)償和I/Q失配補(bǔ)償?shù)腄AC，只需要設(shè)計(jì)一條簡(jiǎn)單的校準(zhǔn)通路，校準(zhǔn)和補(bǔ)償由數(shù)字基帶實(shí)現(xiàn)，只需要進(jìn)行少量迭代就能實(shí)現(xiàn)很高的精度。
[0033]在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，提供了一種具有載波泄露校準(zhǔn)和補(bǔ)償功能的WLAN收發(fā)機(jī)。圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例具有載波泄露校準(zhǔn)和補(bǔ)償功能的WLAN收發(fā)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D2，本實(shí)施例WLAN收發(fā)機(jī)除了圖1所述WLAN收發(fā)機(jī)的各個(gè)部件外，還包括:載波泄露校準(zhǔn)和補(bǔ)償系統(tǒng)。由于現(xiàn)有技術(shù)WLAN收發(fā)機(jī)已經(jīng)在【背景技術(shù)】部分進(jìn)行了說明，并且其也是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的技術(shù)，在此不再詳細(xì)描述。下文主要對(duì)新增的載波泄露校準(zhǔn)和補(bǔ)償系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0034]請(qǐng)參照?qǐng)D2，本實(shí)施例WLAN收發(fā)機(jī)中載波泄露校準(zhǔn)和補(bǔ)償系統(tǒng)包括:校準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生模塊(CAL_Signal)、補(bǔ)償模塊(Compensation)、校準(zhǔn)通路和校準(zhǔn)模塊(CALIBRATION)。其中，校準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生模塊(CAL_Signal)、補(bǔ)償模塊(Compensation)、校準(zhǔn)模塊設(shè)置于WLAN收發(fā)機(jī)本體的數(shù)字基帶部分；校準(zhǔn)通路設(shè)置于WLAN收發(fā)機(jī)本體內(nèi)，發(fā)射鏈路發(fā)射合路的信號(hào)前端與接收鏈路I子路的信號(hào)后端。
[0035]本實(shí)施例WLAN收發(fā)機(jī)具有兩個(gè)工作狀態(tài):校準(zhǔn)模式和工作模式。在校準(zhǔn)模式下，發(fā)射鏈路、校準(zhǔn)通路和接收通路同時(shí)打開，1、Q兩路校準(zhǔn)信號(hào)經(jīng)過發(fā)射鏈路的模擬低通濾波器和混頻器后，通過校準(zhǔn)通路，然后由接收鏈路的I路輸出級(jí)輸出給數(shù)字基帶。在工作模式下，校準(zhǔn)通路關(guān)閉，可以節(jié)省射頻部分工作時(shí)的功耗，發(fā)射鏈路和接收鏈路根據(jù)相應(yīng)的控制信號(hào)打開或關(guān)閉。
[0036]上述兩個(gè)工作模式由信號(hào)RF_M0DE控制，當(dāng)RF_M0DE=1時(shí)，WLAN收發(fā)機(jī)處于校準(zhǔn)模式，當(dāng)RF_M0DE=0時(shí)，WLAN收發(fā)機(jī)處于工作模式。RF_M0DE信號(hào)可以由校準(zhǔn)模塊產(chǎn)生。
[0037]本實(shí)施例WLAN收發(fā)機(jī)在校準(zhǔn)過程中信號(hào)的經(jīng)過路徑如下:由校準(zhǔn)模塊控制校準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生模塊產(chǎn)生的校準(zhǔn)信號(hào)，由補(bǔ)償模塊補(bǔ)償后經(jīng)過DAC轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)；然后經(jīng)過射頻部分發(fā)射鏈路的低通濾波器、上變頻混頻器，校準(zhǔn)通路的平方功率檢測(cè)器、帶通濾波器、可變?cè)鲆娣糯笃?，由射頻部分的接收鏈路的I路輸出級(jí)輸出給數(shù)字基帶，由校準(zhǔn)模塊進(jìn)行分析，產(chǎn)生校準(zhǔn)信息并發(fā)送至補(bǔ)償模塊。
[0038]以下分別對(duì)本實(shí)施例載波泄露校準(zhǔn)和補(bǔ)償?shù)南到y(tǒng)的各個(gè)組成部分進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0039]校準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生模塊(CAL_Signal)用于:在校準(zhǔn)模式下，根據(jù)校準(zhǔn)模塊輸出的控制信號(hào)產(chǎn)生1、Q兩路校準(zhǔn)信號(hào)。
[0040]補(bǔ)償模塊(Compensation)連接于校準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生模塊與WLAN收發(fā)機(jī)本體數(shù)字基帶部分的兩數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC之間，用于:(1)在校準(zhǔn)模式下，根據(jù)校準(zhǔn)模塊輸出的校準(zhǔn)信息對(duì)校準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生模塊產(chǎn)生的1、Q兩路校準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行預(yù)失真，預(yù)失真后的兩路校準(zhǔn)信號(hào)經(jīng)由兩數(shù)模轉(zhuǎn)換器進(jìn)入所述WLAN收發(fā)機(jī)的射頻部分；(2)在工作模式下，按照校準(zhǔn)后產(chǎn)生的校準(zhǔn)補(bǔ)償信息對(duì)數(shù)字基帶信號(hào)進(jìn)行載波泄露和I/Q失配的補(bǔ)償。
[0041]其中，補(bǔ)償模塊包括:I/Q失配補(bǔ)償子模塊和載波泄露補(bǔ)償子模塊，二者為串聯(lián)關(guān)系，前后關(guān)系可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。在本實(shí)施例中，待發(fā)射的數(shù)字基帶信號(hào)首先進(jìn)行I/Q失配的補(bǔ)償，然后進(jìn)行載波泄露的補(bǔ)償，補(bǔ)償后的信號(hào)由DAC轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)輸出給射頻部分。
[0042]圖3為本實(shí)施例WLAN收發(fā)機(jī)中載波泄露校準(zhǔn)和補(bǔ)償系統(tǒng)中補(bǔ)償模塊中I/Q失配補(bǔ)償子模塊的電路圖。請(qǐng)參照?qǐng)D3，該I/Q失配補(bǔ)償子模塊包括:第一乘法器，其第一輸入端輸入校準(zhǔn)模塊提供的相位失配補(bǔ)償值P_C0M ;第二乘法器，其第一輸入端輸入校準(zhǔn)模塊提供的相位失配補(bǔ)償值P_C0M ;第一加法器，其第一輸入端連接至所述第二乘法器的輸出端，其輸出端作為該I/Q失配補(bǔ)償子模塊的輸出I端；第二加法器，其第一輸入端連接至所述第一乘法器的輸出端；第三乘法器，其第一輸入端連接至所述第二加法器的輸出端，其第二輸入端輸入校準(zhǔn)模塊提供的增益失配補(bǔ)償值G_C0M，其輸出端作為該I/Q失配補(bǔ)償子模塊的輸出Q端。其中:在校準(zhǔn)模式下，所述第一乘法器的第二輸入端和所述第一加法器的第二輸入端均輸入I路校準(zhǔn)信號(hào)，第二乘法器的第二輸入端和所述第二加法器的第二輸入端均輸入Q路校準(zhǔn)信號(hào)；在工作模式下，第一乘法器的第二輸入端和所述第一加法器的第二輸入端均輸入I路數(shù)字基帶信號(hào)，第二乘法器的第二輸入端和所述第二加法器的第二輸入端均輸入Q路數(shù)字基帶信號(hào)。
[0043]其中，第一乘法器、第二乘法器、第一加法器和第二加法器用于補(bǔ)償相位失配，補(bǔ)償精度為0.25度，相位失配補(bǔ)償范圍為±28度；第三乘法器用于補(bǔ)償增益失配，補(bǔ)償精度為0.05dB，增益失配補(bǔ)償范圍為±6dB。
[0044]圖4為本實(shí)施例WLAN收發(fā)機(jī)中載波泄露校準(zhǔn)和補(bǔ)償系統(tǒng)中補(bǔ)償模塊中載波泄露補(bǔ)償子模塊的電路圖。請(qǐng)參照?qǐng)D4，該載波泄露補(bǔ)償子模塊包括:第三加法器，其第一輸入端輸入校準(zhǔn)模塊提供的I路載波泄露補(bǔ)償值δCI，其輸出端連接至所述數(shù)字基帶部分的I路數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸入端；第四加法器，其第一輸入端輸入校準(zhǔn)模塊提供的Q路載波泄露補(bǔ)償值δCQ，其輸出端連接至所述數(shù)字基帶部分的Q路數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸入端。
[0045]其中，載波泄露補(bǔ)償子模塊的第三加法器的第二輸入端連接至I/Q失配補(bǔ)償子模塊的第一加法器的輸出端；第四加法器的第二輸入端連接至I/Q失配補(bǔ)償子模塊的第三乘法器的輸出端。
[0046]在圖4中，還給出了 WLAN收發(fā)機(jī)本體中數(shù)字基帶部分的I路和Q路的數(shù)模轉(zhuǎn)換器。其中，I路數(shù)模轉(zhuǎn)換器的精度為10比特，將第三加法器輸出的I路數(shù)字基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)；9路數(shù)模轉(zhuǎn)換器的精度為10比特，將第四加法器輸出的I路數(shù)字基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。其中，載波泄露的補(bǔ)償精度為lmV，補(bǔ)償范圍為±40mV。
[0047]校準(zhǔn)通路，設(shè)置于所述的發(fā)射鏈路發(fā)射合路的信號(hào)前端與接收鏈路I子路的信號(hào)后端，用于:在校準(zhǔn)模式下，對(duì)經(jīng)由WLAN收發(fā)機(jī)本體射頻部分發(fā)射鏈路的校準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行平方運(yùn)算，濾除直流分量和高頻分量處理以及放大處理。
[0048]請(qǐng)參照?qǐng)D2，該校準(zhǔn)通路包括級(jí)聯(lián)的功率平方檢測(cè)器、帶通濾波器和可變?cè)鲆娣糯笃?，其中，功率平方檢測(cè)器對(duì)經(jīng)過混頻器的RF信號(hào)進(jìn)行平方運(yùn)算；帶通濾波器濾除直流分量和高頻分量；可變?cè)鲆娣糯笃鲗?duì)經(jīng)過帶通濾波器的模擬基帶信號(hào)進(jìn)行放大。本實(shí)施例中射頻部分發(fā)射鏈路和校準(zhǔn)通路的等效數(shù)學(xué)模型如附圖3所示，Idc- t和Qdc-t分別為發(fā)射鏈路載波泄露等效到基帶的I路和Q路的直流失調(diào)值；Ig-t和Qg-t分別為發(fā)射鏈路I路和Q路增益，設(shè)ΔG為I、Q兩路的增益失配值，則發(fā)射鏈路I、Q兩路增益可分別表示為IG-T =l_ΔG，Qg-t=1+ΔG； Θ為發(fā)射鏈路I、Q兩路載波偏離正交的相位差。數(shù)字基帶I、Q兩路發(fā)射校準(zhǔn)信號(hào)為
【權(quán)利要求】
1.一種具有載波泄露校準(zhǔn)和補(bǔ)償功能的WLAN收發(fā)機(jī)，其特征在于，包括: WLAN收發(fā)機(jī)本體，包括: 數(shù)字基帶部分，包括:數(shù)字調(diào)制端的1、Q兩路數(shù)模轉(zhuǎn)換器，及數(shù)字解調(diào)端的1、Q兩路模數(shù)轉(zhuǎn)換器； 射頻部分，包括:連接于所述1、Q兩路數(shù)模轉(zhuǎn)換器后端的發(fā)射鏈路；連接于所述1、Q兩路模數(shù)轉(zhuǎn)換器前端的接收鏈路； 校準(zhǔn)和補(bǔ)償系統(tǒng)，用于對(duì)WLAN收發(fā)機(jī)本體的載波泄露進(jìn)行校準(zhǔn)和補(bǔ)償，包括: 校準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生模塊，用于在校準(zhǔn)模式下，根據(jù)校準(zhǔn)模塊輸出的控制信號(hào)產(chǎn)生1、Q兩路校準(zhǔn)信號(hào)； 補(bǔ)償模塊，連接于所述校準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生模塊與所述1、Q兩路數(shù)模轉(zhuǎn)換器之間，用于:(I)在校準(zhǔn)模式下，根據(jù)校準(zhǔn)模塊輸出的校準(zhǔn)信息對(duì)1、Q兩路校準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行預(yù)失真，預(yù)失真后的兩路校準(zhǔn)信號(hào)經(jīng)由兩數(shù)模轉(zhuǎn)換器進(jìn)入所述WLAN收發(fā)機(jī)的射頻部分；(2)在工作模式下，利用在校準(zhǔn)模式下產(chǎn)生的校準(zhǔn)信息對(duì)兩路基帶信號(hào)進(jìn)行載波泄露補(bǔ)償； 校準(zhǔn)通路，設(shè)置于所述發(fā)射鏈路與接收鏈路I路基帶輸出級(jí)之間，用于在校準(zhǔn)模式下，對(duì)經(jīng)由WLAN收發(fā)機(jī)本體射頻部分發(fā)射鏈路的校準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行平方運(yùn)算，濾除直流分量和高頻分量處理以及放大處理； 校準(zhǔn)模塊，設(shè)置于所述數(shù)字基帶部分I路模數(shù)轉(zhuǎn)換器的后端，用于在校準(zhǔn)模式下，產(chǎn)生控制信號(hào)來控制所述校準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生模塊，并根據(jù)由所述基帶部分I路模數(shù)轉(zhuǎn)換器采集的經(jīng)過校準(zhǔn)通路的基帶信號(hào)，獲取校準(zhǔn)信息，將校準(zhǔn)信息發(fā)送至補(bǔ)償模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的WLAN收發(fā)機(jī)，其特征在于，具有兩個(gè)工作狀態(tài):校準(zhǔn)模式和工作模式，其中: 在校準(zhǔn)模式下，所述發(fā)射鏈路、校準(zhǔn)通路和接收通路同時(shí)打開； 在工作模式下，所述校準(zhǔn)通路關(guān)閉，所述發(fā)射鏈路和接收鏈路根據(jù)相應(yīng)的控制信號(hào)打開或關(guān)閉。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的WLAN收發(fā)機(jī)，其特征在于，所述校準(zhǔn)模式和工作模式由校準(zhǔn)模塊產(chǎn)生的信號(hào)RF_MODE控制: 當(dāng)RF_M0DE=1時(shí)，WLAN收發(fā)機(jī)處于校準(zhǔn)模式，當(dāng)RF_M0DE=0時(shí)，WLAN收發(fā)機(jī)處于工作模式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的WLAN收發(fā)機(jī)，其特征在于，所述校準(zhǔn)通路包括: 功率平方檢測(cè)器，對(duì)經(jīng)過發(fā)射鏈路的射頻信號(hào)進(jìn)行平方運(yùn)算； 帶通濾波器，將進(jìn)行平方運(yùn)算后的信號(hào)濾除直流分量和高頻分量； 可變?cè)鲆娣糯笃鳎瑢?duì)經(jīng)過帶通濾波器的模擬基帶信號(hào)進(jìn)行放大。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的WLAN收發(fā)機(jī)，其特征在于，所述校準(zhǔn)信息包括:I路載波泄露補(bǔ)償值和Q路載波泄露補(bǔ)償值，所述補(bǔ)償模塊包括: 載波泄露補(bǔ)償子模塊，用于對(duì)載波泄露進(jìn)行補(bǔ)償，包括: 第三加法器，其第一輸入端輸入校準(zhǔn)模塊提供的I路載波泄露補(bǔ)償值，其輸出端連接至所述數(shù)字基帶部分的I路數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸入端； 第四加法器，其第一輸入端輸入校準(zhǔn)模塊提供的Q路載波泄露補(bǔ)償值，其輸出端連接至所述數(shù)字基帶部分的Q路數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸入端；其中:在校準(zhǔn)模式下，所述第三加法器的第二輸入端輸入I路校準(zhǔn)信號(hào)，所述第四加法器的第二輸入端輸入Q路校準(zhǔn)信號(hào)；在工作模式下，所述第三加法器的第二輸入端輸入I路數(shù)字基帶信號(hào)，所述第四加法器的第二輸入端輸入Q路數(shù)字基帶信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述WLAN收發(fā)機(jī)，其特征在于，所述校準(zhǔn)模塊經(jīng)由以下過程得到所述I路載波泄露補(bǔ)償值，包括: 步驟S602，初始化I路載波泄露補(bǔ)償值δ ^，載波泄露補(bǔ)償步長(zhǎng)δ step ；1路載波泄露補(bǔ)償值的補(bǔ)償極性P，極性判斷標(biāo)志P_READY，載波泄露校準(zhǔn)次數(shù)N_CAL ； 步驟S604，向校準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生模塊發(fā)送控制信號(hào)，該控制信號(hào)使校準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生模塊產(chǎn)生校準(zhǔn)信號(hào) Ical=Cos (W1O , Qcal=O ； 步驟S606，接收由WLAN收發(fā)機(jī)本體數(shù)字基帶部分I路模數(shù)轉(zhuǎn)換器采集射頻部分輸出的I路基帶信號(hào)，得出頻率為2Wl和W1處的幅度分量A2fl和Afl，令A(yù)cml=An ； 步驟S608，當(dāng)P_READY=1，表明已經(jīng)完成I路載波泄露補(bǔ)償值的補(bǔ)償極性的判斷，跳轉(zhuǎn)到S616，否則跳轉(zhuǎn)到步驟S610 ； 步驟S610，當(dāng)N_CAL=1，表明已經(jīng)進(jìn)行了第一次的I路載波泄露的補(bǔ)償，跳轉(zhuǎn)到S614，否則跳轉(zhuǎn)到S612 ; 步驟S612，根據(jù)2Wl和W1處的幅度分量A2fl和Afl計(jì)算直流失調(diào)的估計(jì)值δ eI,得到載波泄露的I路補(bǔ)償值δ cI=0.5 δ eI，令N_CAL=1，跳轉(zhuǎn)到步驟S620 ； 步驟S614，當(dāng)Aprel > Acurl時(shí)，I路載波泄露補(bǔ)償值的補(bǔ)償極性P=I，否則I路載波泄露補(bǔ)償值的補(bǔ)償極性P=-l，令S cI=P δ cI, P_READY=1，跳轉(zhuǎn)到步驟S620 ； 步驟S616，當(dāng)Aprel < Acot1，表明已經(jīng)達(dá)到了最佳校準(zhǔn)結(jié)果，跳轉(zhuǎn)到S622，否則跳轉(zhuǎn)到S618 ；
步驟 S618，令 δ cI= δ cI+P δ step,跳轉(zhuǎn)到 S620 ； 步驟S620，將I路載波泄露補(bǔ)償值δ cI發(fā)送給校準(zhǔn)模塊，令A(yù)p,eI=AfI，跳轉(zhuǎn)到步驟S604 ； 步驟S622，載波泄露的I路補(bǔ)償值校準(zhǔn)過程結(jié)束； 所述載波泄露的Q路補(bǔ)償值和載波泄露的I路補(bǔ)償值的校準(zhǔn)過程相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的WLAN收發(fā)機(jī)，其特征在于，所述步驟S602中各初始值設(shè)置如下:δ ci=0 ； δ step=2 ；P=1, P_READY=0, N_CAL=0。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的WLAN收發(fā)機(jī)，其特征在于，所述校準(zhǔn)信息還包括:相位失配補(bǔ)償值和增益失配補(bǔ)償值，所述補(bǔ)償模塊還包括: I/Q失配補(bǔ)償子模塊，連接于所述載波泄露補(bǔ)償子模塊和校準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生模塊之間，包括: 第一乘法器，其第一輸入端輸入校準(zhǔn)模塊提供的相位失配補(bǔ)償值； 第二乘法器，其第一輸入端輸入校準(zhǔn)模塊提供的相位失配補(bǔ)償值； 第一加法器，其第一輸入端連接至所述第二乘法器的輸出端，其輸出端連接至所述載波泄露補(bǔ)償子模塊中第三加法器的第二輸入端； 第二加法器，其第一輸入端連接至所述第一乘法器的輸出端； 第三乘法器，其第一輸入端連接至所述第二加法器的輸出端，其第二輸入端輸入校準(zhǔn)模塊提供的增益失配補(bǔ)償值，其輸出端連接至所述載波泄露補(bǔ)償子模塊中第四加法器的第二輸入端；其中: 在校準(zhǔn)模式下，所述第一乘法器的第二輸入端和所述第一加法器的第二輸入端均輸入I路校準(zhǔn)信號(hào)，第二乘法器的第二輸入端和所述第二加法器的第二輸入端均輸入Q路校準(zhǔn)信號(hào)； 在工作模式下，所述第一乘法器的第二輸入端和所述第一加法器的第二輸入端均輸入I路數(shù)字基帶信號(hào)，第二乘法器的第二輸入端和所述第二加法器的第二輸入端均輸入Q路數(shù)字基帶信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的WLAN收發(fā)機(jī)，其特征在于，所述校準(zhǔn)模塊經(jīng)由以下過程得到所述相位失配補(bǔ)償值P_COM和增益失配補(bǔ)償值G_COM，包括: 步驟S702，初始化增益失配補(bǔ)償值G_COM和相位失配補(bǔ)償值P_COM，增益失配的補(bǔ)償步長(zhǎng)G_STEP，相位失配補(bǔ)償步長(zhǎng)P_STEP，2Wl處的幅度分量為A2fl pre ； 步驟S704，向校準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生模塊發(fā)送控制信號(hào)，該控制信號(hào)使校準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生模塊產(chǎn)生校準(zhǔn)信號(hào) Im1=Cos (W1O , Qcal=Sin (w^)； 步驟S706，接收由WLAN收發(fā)機(jī)本體數(shù)字基帶部分I路模數(shù)轉(zhuǎn)換器采集的射頻部分輸出的校準(zhǔn)信號(hào)，得出頻率為2Wl處的相位分量Θ cur和幅度分量A2fl。 步驟S708，當(dāng)A2fl > A2fum，表明此時(shí)已經(jīng)達(dá)到了最佳校準(zhǔn)效果，結(jié)束校準(zhǔn)過程，執(zhí)行步驟S714 ;否則執(zhí)行步驟S710 ； 步驟S710，按照如下原則對(duì)I/Q失配進(jìn)行補(bǔ)償， 如果 Θ cur 接近 O 度，G_C0M=G_C0M+G_STEP,執(zhí)行步驟 S712 ； 如果 Θ cur 接近 90 度，P_C0M=P_C0M+P_STEP,執(zhí)行步驟 S712 ； 如果 Θ cur 接近 180 度，G_C0M=G_C0M_G_STEP，執(zhí)行步驟 S712 ； 如果 Θ cur 接近 270 度，P_C0M=P_C0M_P_STEP，執(zhí)行步驟 S712 ； 步驟S712，令A(yù)2fl,=A2fl，并將增益失配補(bǔ)償值G_C0M、相位失配補(bǔ)償值P_C0M發(fā)送給補(bǔ)償模塊，執(zhí)行步驟S704; 步驟S714，I/Q失配校準(zhǔn)過程結(jié)束。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的WLAN收發(fā)機(jī)，其特征在于，所述步驟S702中各初始值設(shè)置如下:G_C0M=128，P_C0M=0, G_STEP=2, P_STEP=2, A2fl pre=0XFFFF。
11.根據(jù)權(quán)利要求6、7、9、10中任一項(xiàng)所述的WLAN收發(fā)機(jī)，其特征在于，所述校準(zhǔn)模塊由單片機(jī)、可編程邏輯芯片或硬件電路實(shí)現(xiàn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的WLAN收發(fā)機(jī)，其特征在于，所述WLAN收發(fā)機(jī)中: 所述發(fā)射鏈路包括: I路電路，包括級(jí)聯(lián)的模擬低通濾波器和上變頻混頻器； Q路電路，包括級(jí)聯(lián)的模擬低通濾波器和上變頻混頻器； 發(fā)射合路，包括級(jí)聯(lián)的射頻可變?cè)鲆娣糯笃饕约肮β史糯笃黩?qū)動(dòng)器，其中，所述I路上變頻混頻器和所述Q路電路上變頻混頻器的輸出端信號(hào)疊加后連接至所述射頻可變?cè)鲆娣糯笃鞯妮斎攵耍? 所述接收鏈路包括: 接收合路，包括低噪聲放大器；I路電路，包括級(jí)聯(lián)的下變頻混頻器、模擬低通濾波器和可變?cè)鲆娣糯笃鳎渲?，所述下變頻混頻器的輸入端連接至所述接收合路低噪聲放大器的輸出端； Q路電路，包括級(jí)聯(lián)的下變頻混頻器、模擬低通濾波器和可變?cè)鲆娣糯笃?，其中，所述下變頻混頻器的輸入端連接至所述接收合路低噪聲放大器的輸出端； 其中，所述校準(zhǔn)和補(bǔ)償系統(tǒng)的校準(zhǔn)通路，設(shè)置于所述的發(fā)射鏈路發(fā)射合路的信號(hào)前端與接收鏈路I路的信號(hào)后端。
【文檔編號(hào)】H04L25/03GK103580715SQ201310585882
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月19日
【發(fā)明者】周立國(guó), 彭錦, 袁芳, 顏峻, 鑒海防, 堯橫, 石寅 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所