專利名稱：基于最小二乘估計(jì)法的極發(fā)射器中的非線性頻率失真的適應(yīng)補(bǔ)償?shù)闹谱鞣椒?br> 基于最小二乘估計(jì)法的極發(fā)射器中的非線性頻率失真的適應(yīng)補(bǔ)償背景技術(shù)
對于便攜的手持式裝置，收發(fā)器結(jié)構(gòu)的功率效率已經(jīng)變成了重要的問題。下一代無線通信系統(tǒng)，藍(lán)牙技術(shù)、WLAN、GSM-EDGD等等，為了達(dá)到高的數(shù)據(jù)速率，采用非恒定的包絡(luò)調(diào)制方案。RF調(diào)制器概念的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)采用向量調(diào)制器結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)本質(zhì)上作為使用兩個數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)，兩個混頻器和一個線性功率放大器(PA)的單邊帶上升轉(zhuǎn)換器(SSB)來操作。然而，這些結(jié)構(gòu)功率效率不足，因?yàn)樗鼈冃枰耆€性的信號路徑。更進(jìn)一步地，為了避免輸出信號到VCO的寄生耦合，該向量調(diào)制器概念需要在移動印刷電路板(PCB)上的收發(fā)器和功率放大器的分離。因此，該向量調(diào)制器發(fā)射器方法在一些結(jié)構(gòu)中已經(jīng)被極調(diào)制器概念所取代。
該極調(diào)制器概念將調(diào)制信號分離為幅值調(diào)制(AM)信號和相位調(diào)制(PM)信號。在極調(diào)制中使用的符號或點(diǎn)對應(yīng)于在向量調(diào)制器概念中使用的笛卡爾坐標(biāo)或從在向量調(diào)制器概念中使用的笛卡爾坐標(biāo)變換而成。該極調(diào)制概念，除了別的以外，提供功率效率優(yōu)勢。然而，AM路徑可能在PM路徑中引入失真，導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失、減小帶寬等等。


圖1示出了 QPSK信號的星座圖。
圖2是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的采用極調(diào)制的通信系統(tǒng)的簡圖。
圖3是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的次級諧波與通信系統(tǒng)的DPLL的DCO的寄生耦合的圖示。
圖4是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包括幅值補(bǔ)償單元的DPLL系統(tǒng)的圖示。
圖5A和圖5B是示出沒有補(bǔ)償和具有補(bǔ)償?shù)膶τ?MHz峰值頻率失真的8PSK星座圖的圖表。
圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的通信系統(tǒng)的框圖。
圖7是示出可以被用于減小不想要的誤差或失真的幀實(shí)例的圖表。
圖8是示出如根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所提供的藍(lán)牙極發(fā)射器的圖示。
圖9是示出減小由于幅值調(diào)制信號而導(dǎo)致的相位和頻率失真的方法的流程圖。
圖10是示出二階失真對比于最小二乘估計(jì)法失真的實(shí)例的圖表。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明包括估計(jì)相位調(diào)制信號的失真并且基于所述估計(jì)來提供校正信號來校正或減小相位調(diào)制信號的失真的系統(tǒng)和方法。所述失真包括從幅值調(diào)制到頻率調(diào)制效應(yīng)所產(chǎn)生的那些失真。在通信序列的初始部分期間至少部分地計(jì)算所估計(jì)的失真。然后，所估計(jì)的失真與一個或多個其他輸入一起用來生成校正信號。將校正信號與相位調(diào)制信號結(jié)合。
本發(fā)明的一個實(shí)施例涉及具有數(shù)模轉(zhuǎn)換器、第一輸入、求和元件和補(bǔ)償單元的通信系統(tǒng)。轉(zhuǎn)換器構(gòu)造為接收幅值調(diào)制信號。第一輸入構(gòu)造為接收相位調(diào)制信號。補(bǔ)償單元包括一個或多個輸入并且構(gòu)造為在一個或多個輸入的第一輸入測量幅值調(diào)制信號的幅值采樣并且根據(jù)一個或多個輸入生成校正信號。校正信號至少部分用于(accountfor)來自幅值調(diào)制路徑的相位調(diào)制信號的估計(jì)失真。求和元件構(gòu)造為接收相位調(diào)制信號和校正信號并且生成校正后的相位調(diào)制信號作為結(jié)果。下面公開其他實(shí)施實(shí)例及其變型。
現(xiàn)在將參考附圖描述本發(fā)明，在所有圖中相同的附圖標(biāo)記用于指代相同的元件，并且所示出的結(jié)構(gòu)和裝置不必按比例繪制。
圖1示出了 QPSK信號的星座圖。相移鍵控(PSK)是通過改變或調(diào)制有時(shí)被稱為載波信號的參考信號的相位來轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)調(diào)制方案。正交相移鍵控(QPSK)是使用四個相位的相移鍵控(PSK)的實(shí)例。
表示PSK和QPSK的便捷方式是采用星座圖，諸如圖1中所示。所述星座圖示出了復(fù)數(shù)平面中的符號或點(diǎn)，其中實(shí)軸和虛軸分別被稱為相位軸和正交軸，因?yàn)樗鼈兿辔环蛛x90度。
符號以90度的距離分布在圓上。符號的幾何位置可以用笛卡爾坐標(biāo)i(t)+j *q(t)或極坐標(biāo)r(t)e—ω來表達(dá)。兩種表達(dá)等價(jià)并且可以相互轉(zhuǎn)化。
圖2是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的采用極調(diào)制的通信系統(tǒng)200的簡化圖。系統(tǒng)200包括轉(zhuǎn)換元件202、相頻轉(zhuǎn)換器204、數(shù)字鎖相環(huán)(DPLL) 206、插值元件208、數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC) 210、混頻器或組合器212以及補(bǔ)償單元214。
處理器(未示出)構(gòu)造為從數(shù)字信號生成正交同相(I) (orthogonalin-phase)和正交相位(Q) (quadrature-phase)符號或符號分量。符號分量也被稱為笛卡爾符號分量。笛卡爾符號分量，I和Q，由轉(zhuǎn)換元件202接收。轉(zhuǎn)換元件202將笛卡爾符號分量轉(zhuǎn)換成幅值調(diào)制(AM)符號分量(r)和相位調(diào)制(PM)符號分量(Φ)。在一個實(shí)例中，轉(zhuǎn)換元件可包括坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)數(shù)字計(jì)算機(jī)(CORDIC)。
將相位分量提供給相頻轉(zhuǎn)換器204之后是DPLL206。相頻轉(zhuǎn)換器204將相位分量信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的頻率。然后將轉(zhuǎn)換的信號提供給DPLL206，其之后生成變化的或以第一頻率的相位調(diào)制載波信號。將相位調(diào)制載波信號提供給混頻器212。
幅值分量由插值元件208接收。插值元件208將作為數(shù)字信號的幅值調(diào)制信號格式化為所選采樣率。將插值元件208的輸出提供給數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC) 210，其將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號。DAC210的輸出提供模擬信號作為幅值調(diào)制載波信號。將幅值調(diào)制載波信號提供給混頻器212。
混頻器212將相位調(diào)制載波信號與幅值調(diào)制載波信號組合。通過將AM載波信號的幅值調(diào)制到PM載波信號上來組合信號，從而產(chǎn)生輸出信號。然后可以傳輸和/或放大所組合的信號?；祛l器212可利用許多合適的機(jī)制之一來組合載波信號。在一個實(shí)例中，混頻器212是線性混頻器。
DPLL206包括數(shù)控振蕩器(DCO)。采用極調(diào)制代替向量調(diào)制，減小功率放大器輸出信號對DCO的寄生耦合，由此減輕屏蔽印刷電路板(PCB)上的功率放大器與收發(fā)器之間空間的需要。
應(yīng)該理解的是，即使具有屏蔽，誤差和失真也可能被引入相位調(diào)制信號。這些包括幅值調(diào)制到頻率調(diào)制效應(yīng)。例如，從功率放大器(未示出)到DCO的寄生頻率調(diào)制可以將誤差和失真引入相位調(diào)制信號。然而，本發(fā)明的發(fā)明人意識到，減輕由于寄生頻率調(diào)制而導(dǎo)致的屏蔽的需求的一個方法是針對寄生頻率調(diào)制補(bǔ)償DCO操作。
為了減小不想要的誤差和失真，包括寄生頻率調(diào)制，補(bǔ)償單元214將校正信號提供給相位調(diào)制路徑。校正信號用來預(yù)變形相位調(diào)制信號并且減小不想要的誤差和失真。在一個實(shí)例中，為了預(yù)變形信號，將校正信號與相位調(diào)制信號相混合。
補(bǔ)償單元214從一個或多個輸入中生成校正信號。所述輸入包括幅值調(diào)制信號采樣、頻率誤差采樣、傳動功率值等等的一個或多個。
圖3是示出二次諧波信號與通信系統(tǒng)300的DPLL的DCO的寄生耦合的圖示。系統(tǒng)300包括DPLL302、混頻器和驅(qū)動器元件304以及轉(zhuǎn)換器或耦合器306。該圖略微簡化以便更加充分地示出寄生耦合。
混頻器和驅(qū)動器元件304接收來自未示出的元件的幅值調(diào)制載波信號和來自DPLL302的相位調(diào)制載波信號。轉(zhuǎn)換器或I禹合器306 I禹合天線(未不出)的輸出信號。
DPLL302包括DC0310、驅(qū)動器電路308、混頻器312、低通濾波器314、元件316以及反饋元件318?；祛l器312接收相位信號并將之與來自低通濾波器314的輸出信號相組合?；祛l器312的輸出信號作為輸入信號被提供到DC0310。元件316接收選擇供DC0310使用的頻率的頻率控制字(FCW)。元件316也可進(jìn)行其他作用。元件316的輸出作為輸入被提供到低通濾波器314。反饋元件318也將反饋信號作為輸入提供到元件316。
DC0310接收混頻器輸出并且提供相位調(diào)制信號作為輸出。DCO的輸出由除法器308接收，該除法器向混頻器和驅(qū)動器元件304提供相位調(diào)制載波信號。除法器308通過將信號的頻率除以選定值，諸如2，來減小相位調(diào)制信號的的頻率。除法器308的另一輸出端向反饋元件318提供第二降低頻率信號。
在某些通信系統(tǒng)中，諸如藍(lán)牙增強(qiáng)數(shù)據(jù)速率(BT-EDR)系統(tǒng)等，使用可變包絡(luò)調(diào)制(envelope modulation)。然后,將來自混頻器和驅(qū)動器元件304的輸出信號與320稱合而返回到DC0310。該耦合320生成不想要的AM到FM的轉(zhuǎn)換，該轉(zhuǎn)換導(dǎo)致調(diào)制頻譜的劣化并增加微分誤差向量幅度。該不想要的轉(zhuǎn)換也被稱為寄生頻率調(diào)制或二階失真(H2)?？梢匀缦滤狙a(bǔ)償該寄生頻率調(diào)制。
圖4是示出包括幅值調(diào)制單元402的DPLL系統(tǒng)400的圖示。系統(tǒng)400在極發(fā)射器結(jié)構(gòu)中補(bǔ)償不想要的幅值到頻率調(diào)制效應(yīng)。該系統(tǒng)進(jìn)行頻率調(diào)制作為兩(2)點(diǎn)調(diào)制。DC0410通過調(diào)制信號fm0d_f以前饋方式直接調(diào)制。另外，將校正輸入fmod_c加到靜態(tài)頻道字FCW上來校正或減小DC0410的預(yù)期相位調(diào)制。
系統(tǒng)400包括補(bǔ)償單元402、第一求和元件404、第二求和元件406、第一元件408，DC0410、第一除法器 412、第二除法器 414、sigma delta 元件 418、sigma 元件 420、TDC 元件422、第三求和元件424、第二 sigma元件426、第四求和元件428、環(huán)路濾波器430以及混頻器 432。
補(bǔ)償單元402根據(jù)一個或多個輸入進(jìn)行幅值到頻率補(bǔ)償，所述輸入包括幅值調(diào)制信號“r”和頻率偏差信號，也被稱為誤差信號。在一個實(shí)例中，頻率偏差元件通過將DPLL輸出與參考頻率或另一頻率比較來生成頻率偏差信號。補(bǔ)償單元向第一求和元件404提供校正信號，也被稱為補(bǔ)償輸出“fcomp”，或補(bǔ)償信號。在選擇性實(shí)施例中，可以使用其他信號來替代幅值調(diào)制信號。在一個實(shí)例中，使用包絡(luò)或包絡(luò)信號來代替幅值調(diào)制信號。
第一求和元件404接收校正信號fcomp和(未校正)相位調(diào)制信號fmod_f并從那里提供輸出信號。輸出信號也可以被稱為校正相位調(diào)制信號。第二求和元件406接收來自第一求和元件的輸出信號和來自混頻器432的輸出。第二求和元件406提供其對元件408和418輸入之和作為輸出。第二求和兀件的輸出信號也可被稱為校正相位調(diào)制信號。
第二求和元件406的輸出由元件或平臺408接收，然后將信號傳給DC0410。第二求和元件406的輸出也由sigma delta調(diào)制器或元件418接收。DC0410基于其來自平臺408的輸入和來自delta sigma元件418的輸出生成DCO輸出信號(fdco)。DCO輸出信號之后由除法器電路416接收，除法器電路416包括第一除法器412和第二除法器414。第一除法器412將DCO輸出信號頻率除以二(2)，第二除法器414將DCO輸出信號頻率除以七(7)。將第二除法器414的輸出提供給delta sigma元件481。
第一 sigma元件420或積分器和平臺接收第一除法器412的輸出并且將其輸出作為第一 sigma信號提供給第四求和元件428。TDC422元件也接收第一除法器的輸出并且將輸出提供給第四求和元件428。TDC422對參考頻率(fref)和除法器412的輸出進(jìn)行操作。TDC構(gòu)造為測量參考頻率(fref)的相位與除法器412的輸出的相位之間的時(shí)間延遲。來自TDC的輸出是表示參考頻率與除法器412的輸出之間的相位/時(shí)間誤差的數(shù)字字。
第三求和元件424將校正輸入fmod_c添加到頻率控制字FCW。將總和提供給第二sigma元件426，該元件將第二 sigma信號提供給第四求和元件428。第四求和元件428將TDC輸出信號加到第二 sigma信號上并減去第一 sigma信號來提供相位檢測器信號作為輸出。相位檢測器信號也被用作誤差信號，并且在一個實(shí)例中采用數(shù)字字的形式。
相位檢測器信號也被供給環(huán)路濾波器430，環(huán)路濾波器430將其輸出提供給混頻器432。環(huán)路濾波器430過濾并且處理相位檢測器信號并提供頻率控制字，頻率控制字表示DC0410的瞬時(shí)操作頻率與新期望的操作頻率之間的誤差或變化。
極調(diào)制通信系統(tǒng)包括幅值調(diào)制路徑和相位調(diào)制路徑。幅值調(diào)制路徑生成幅值調(diào)制信號和幅值載波信號。相位調(diào)制路徑生成相位調(diào)制信號和相位載波信號。如果采用DPLL400的通信系統(tǒng)的幅值和相位調(diào)制路徑完全匹配，則從PLL環(huán)路動態(tài)中去除發(fā)射信號，并且頻率偏差信號，也被稱為相位檢測器信號，保持為零(O)。然而，載波信號的第二諧波的寄生耦合引起DC0410的寄生調(diào)制。DPLL試圖通過采用校正輸入(fmod_c)來校正感知到的相位調(diào)制。然而，DPLL400的低通特性使得DPLL400對于擾動的反應(yīng)緩慢從而DPLL400僅實(shí)現(xiàn)寄生調(diào)制的有限抑制。結(jié)果，補(bǔ)償單元402將相位檢測器信號用作誤差信號以更為有效地補(bǔ)償寄生調(diào)制。
包括頻率偏差信號和幅值調(diào)制信號r[k]的一個或多個輸入被補(bǔ)償單元402用來生成校正信號。補(bǔ)償單元402使用一個或多個適當(dāng)方法來生成校正信號。在一個實(shí)例中，使用查閱表(未示出)方法。查閱表每個項(xiàng)目具有兩個存儲值，幅值調(diào)制信號的平方和立方幅度與查閱表中的瞬時(shí)地址相對應(yīng)。誤差信號用來更新查閱表中的地址。以相位檢測器時(shí)鐘速率的速率進(jìn)行查閱表的更新，該速率是生成頻率偏差信號的速率。為了更新該查閱表，首先將瞬時(shí)頻率誤差或變化確定為當(dāng)前頻率偏差值減去先前頻率偏差值的差值再乘以步長參數(shù)。瞬時(shí)頻率誤差用來更新r[k-k0]的地址的表項(xiàng)目值，其中k0是補(bǔ)償或校正信號輸出值fcomp[k-kO]與當(dāng)前頻率偏差值p[k]之間的延遲。校正或補(bǔ)償信號fcomp[k]也應(yīng)當(dāng)在時(shí)間上與傳輸載波信號s (t) —致。結(jié)果，補(bǔ)償信號路徑的延遲時(shí)間應(yīng)當(dāng)被調(diào)整為包絡(luò)信號路徑的延遲。
圖5A和圖5B是示出對于4MHz峰值頻率失真的8PSK星座圖的星座圖。該圖是模擬并為了例舉而提供而非處于限制目的。圖5A描繪了沒有補(bǔ)償或校正的星座圖。圖5B描繪了具有如上面所示的補(bǔ)償或校正的星座圖。因此，可以看出具有補(bǔ)償?shù)男亲鶊D比沒有補(bǔ)償提供了更好的一致性且更接近星座點(diǎn)。
此外，微分誤差向量幅度(DEVM)值可被確定為具有和不具有補(bǔ)償?shù)乃a(chǎn)生的輸出信號。在不具有補(bǔ)償時(shí)，獲得DEVM均方根值為20.788，DEVM峰值為52.74且DEVM99值為30。在具有補(bǔ)償時(shí)，獲得DEVM均方根值為5.589，DEVM峰值為16.209，且DEVM99值為13.71。因此，可以看出上面顯示的補(bǔ)償導(dǎo)致DEVM值的減小。
本發(fā)明的發(fā)明人意識到通信系統(tǒng)使用斜坡基的訓(xùn)練序列。斜坡典型為在特定時(shí)間段內(nèi)傳輸功率的平滑的可控的增長。此系統(tǒng)的一個實(shí)例是GFSK斜坡，如藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)所需要的存在于所有藍(lán)牙數(shù)據(jù)包中。GFSK斜坡可以被用作訓(xùn)練序列來描述由幅值調(diào)制到相位調(diào)制失真或效應(yīng)(AM到FM失真)所產(chǎn)生的不想要的頻率偏移的特征。不想要的頻率偏移的特征描述然后可被補(bǔ)償單元，諸如圖4中的補(bǔ)償單元402等，用于生成補(bǔ)償信號來減小或校正不想要的頻率偏移。
圖6是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的通信系統(tǒng)600的框圖。系統(tǒng)600包括向相位調(diào)制路徑提供校正信號以便補(bǔ)償不想要的失真或誤差的補(bǔ)償單元602，不想要的失真或誤差包括不想要的頻率偏移和其他幅值調(diào)制到頻率調(diào)制效應(yīng)。
系統(tǒng)600包括接收諸如笛卡爾符號分量等符號分量并且將所接收到的符號分量轉(zhuǎn)換成相位和幅值分量的轉(zhuǎn)換元件624。將相位分量提供給頻率調(diào)制元件622且將幅值分量提供給幅值調(diào)制元件620。
幅值調(diào)制元件620以所選頻率從幅值分量生成或調(diào)制幅值信號。幅值調(diào)制元件620以諸如40MHz等適當(dāng)?shù)念l率操作，從而生成幅值信號。第二幅值調(diào)制元件604將幅值信號調(diào)制到更高的頻率。在一個實(shí)例中，更高頻率是160MHz。第三幅值調(diào)制元件606將幅值信號調(diào)制到載波頻率。在一個實(shí)例中，載波頻率是700MHz。然后將幅值信號提供給混頻器626。
相位分量由相頻轉(zhuǎn)換器622接收，該轉(zhuǎn)換器將相位分量轉(zhuǎn)換成所選頻率作為相位信號。在一個實(shí)例，所選頻率是40MHz。在求和元件624中將相位信號加到補(bǔ)償信號上。如上所述，補(bǔ)償信號至少部分地補(bǔ)償失真或誤差，包括不想要的頻率偏移。在調(diào)制元件310將相位信號轉(zhuǎn)換成更高頻率。在一個實(shí)例中，更高頻率是160MHz。將相位信號提供給DPLL612，其輸出表示相位調(diào)制載波信號。將相位調(diào)制載波信號提供給混頻器626，在該處與幅值調(diào)制載波信號組合并且作為輸出信號而提供。輸出信號可被進(jìn)一步放大、傳輸?shù)鹊取?br> DPLL612也向同步元件608提供相位微分信號。將同步元件608的輸出作為頻率偏差信號提供給系數(shù)計(jì)算元件609。此外，與元件620的輸出相對應(yīng)的第一幅值信號被DT12延遲并且也被提供給系數(shù)計(jì)算元件609。系數(shù)計(jì)算元件609生成或計(jì)算特征系數(shù)，其作為輸出被提供給補(bǔ)償單元。在一個實(shí)例中，所述系數(shù)經(jīng)由最小二乘估計(jì)而生成。
頻率偏差信號和由來自元件620的幅值信號形成并由DTl延遲的第二幅值信號被提供給補(bǔ)償元件602。幅值補(bǔ)償單元602，也被稱為AM到FM補(bǔ)償單元，根據(jù)頻率偏差信號和由DT延遲的第二幅值信號生成校正信號。
補(bǔ)償單元602構(gòu)造為以兩個相位操作，即，估計(jì)相位和預(yù)變形相位。在估計(jì)相位中，補(bǔ)償單元602或系數(shù)計(jì)算元件609利用幀的幅度斜坡部分和瞬時(shí)頻率偏差值來估計(jì)相位調(diào)制失真，包括那些從幅值調(diào)制路徑引入相位調(diào)制信號的失真，也被稱為幅值調(diào)制到相位調(diào)制效應(yīng)。這些效應(yīng)包括二階失真,諸如關(guān)于圖3所示。
幅度斜坡在幀構(gòu)造的特定類型中出現(xiàn)，諸如GFSK調(diào)制等。DPLL612經(jīng)由SYNC元件608提供“瞬時(shí)”頻率偏差值或采樣。可以以頻率偏差信號的形式提供采樣。H2失真效應(yīng)由幀傳輸條件引起，該條件包括，但不限于，頻道、最大功率、溫度、芯片工藝等等。補(bǔ)償單元602通過向求和元件624提供頻率補(bǔ)償或校正信號以利用所估計(jì)的失真來預(yù)變形相位調(diào)制信號。也注意到，頻率補(bǔ)償信號的時(shí)間延遲應(yīng)當(dāng)被調(diào)整為包絡(luò)信號路徑的延遲從而使頻率補(bǔ)償信號關(guān)于在混頻器626處提供的輸出信號及時(shí)地一致。
應(yīng)該理解的是系數(shù)計(jì)算元件609和補(bǔ)償單元602可構(gòu)造為分離元件和/或單獨(dú)單J Li ο
在一個實(shí)例中，針對每個幀計(jì)算所估計(jì)的失真。然而，本發(fā)明的發(fā)明人意識到后續(xù)幀的訓(xùn)練(training)或斜坡部分可大體上與當(dāng)前或先前幀相似。因此，在另一實(shí)例中，將所估計(jì)的失真重新利用一段時(shí)間或選定數(shù)量的幀來減小功率消耗和計(jì)算。
圖7是示出可用來減小不想要的誤差或失真的幀的實(shí)例的圖表。所示的幀的實(shí)例是根據(jù)藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)的加強(qiáng)數(shù)據(jù)速率(EDR)幀。幀包括訓(xùn)練或斜坡部分701和數(shù)據(jù)部分702。斜坡部分701在此例中是GFSK斜坡。數(shù)據(jù)部分702是EDR部分。另外，該圖表示出了頻率偏差值703?？梢?，斜坡部分701包括幅值的掃描(swe印)。斜坡701包括在所選時(shí)間段內(nèi)幅度或傳輸功率的平滑可控增長。
圖8是示出如根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所提供的藍(lán)牙極發(fā)射器800的圖示。發(fā)射器800包括減小來自幅值調(diào)制路徑的不想要的誤差和失真的補(bǔ)償單元822。圖8示出了具有多個頻率除法器的極發(fā)射器，頻率除法器構(gòu)造為生成三個不同的“頻率區(qū)域”，其中發(fā)射器在每個頻率區(qū)域中的操作取決于DCO頻率的減小，該頻率等于藍(lán)牙操作頻率(例如，4804到4960MHz)的兩倍。應(yīng)該理解的是圖8示出了可用來生成許多頻率區(qū)域的除法器構(gòu)造的簡例并且無意于作為限制性實(shí)例。
在第一區(qū)域802中，來自DC0808的輸出信號Sdkj的頻率被頻率除法器810劃分來生成686MHz-708MHz的操作頻率或者共同由除法器810和812生成343MHz_354MHz的操作頻率。第一區(qū)域802中的頻率被用作生成時(shí)鐘信號，該信號驅(qū)動DAC818的采樣生成具有期望頻率的模擬幅值調(diào)制信號。
在第二區(qū)域804中，來自DC0808的輸出信號Sdcq的頻率進(jìn)一步由除法器814劃分來為特定數(shù)字操作生成171MHz-177MHz的操作頻率。如圖8所示，進(jìn)一步的由4(或2，根據(jù)除法器810和812的選擇使用)整除生成在幅值和調(diào)制兩個路徑中對于數(shù)字操作的信號。這些數(shù)字操作可包含由插值器(數(shù)個插值器)820對AM信號和/或PM信號(數(shù)個信號)的CIC插值。
在第三區(qū)域806中，來自DC0808的輸出信號Sdcq的頻率進(jìn)一步由除法器816劃分來生成42MHz-44MHz的操作頻率。如圖8所示，進(jìn)一步由4整除生成用于其他在諸如分別為CORDIC和脈沖整形濾波器等的極發(fā)射器的數(shù)據(jù)部分中的操作的信號。
進(jìn)一步的除法器(未示出)可用來劃分42MHz-44MHz信號降至IO-1lMHz時(shí)鐘信號以在第四區(qū)域808中應(yīng)用。IO-1lMHz時(shí)鐘信號可用在諸如DxPSK脈沖整形和/或定時(shí)控制等附加元件中的數(shù)字操作。
補(bǔ)償單元822在第三區(qū)域中操作以減小來自于幅值調(diào)制路徑的不想要的相位信號誤差和失真，也被稱為幅值調(diào)制到頻率調(diào)制效應(yīng)。補(bǔ)償單元822在通信序列的斜坡部分期間從斜坡值和頻率偏移值(以頻率偏移信號的形式)得出失真效應(yīng)的估計(jì)。在通信序列的數(shù)據(jù)部分(數(shù)個數(shù)據(jù)部分)中，補(bǔ)償元件822利用估計(jì)來預(yù)變形相位調(diào)制信號來減小不想要的誤差和失真。
圖9是不出減小來自幅值調(diào)制/[目號的相位和頻率失真的方法900的流程圖。方法900利用通信序列的斜坡或訓(xùn)練部分來生成所估計(jì)的失真。然后，在數(shù)據(jù)部分中，所估計(jì)的失真與其他輸入或信號一起用來校正或預(yù)變形信號以至少部分地用于并且減小所估計(jì)的或?qū)嶋H的失真。
該方法開始于塊902，在此處得到通信序列的斜坡部分的幅值調(diào)制信號的斜坡采樣。通信序列包括幅值斜坡部分作為訓(xùn)練序列和數(shù)據(jù)部分。在一個實(shí)例中，根據(jù)藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)包包括通信序列。在此實(shí)例中，斜坡部分是訓(xùn)練部分或GFSK斜坡，其包括從零掃描到最大值的幅值信號。上述圖7提供了包括斜坡部分701的通信序列的實(shí)例。
在塊904獲得或得出頻率偏差值或采樣?？梢詮闹T如上面所顯示的DPLL元件獲得頻率偏差值。頻率偏差值是通過DPLL相位比較器采樣的微分而獲得的瞬時(shí)采樣值。在一個實(shí)例中，以頻率偏差信號的形式提供頻率偏差值。
在塊906根據(jù)頻率偏差值和斜坡采樣在估計(jì)相位期間生成特征系數(shù)。特征系數(shù)用來生成失真估計(jì)。在一個實(shí)例中，進(jìn)行頻率偏差對于幅度的2和3階多項(xiàng)式最小二乘擬合來產(chǎn)生特征系數(shù)。失真估計(jì)代表來自幅值調(diào)制路徑的線性或非線性失真。
在塊908在通信序列的數(shù)據(jù)部分期間獲得幅值調(diào)制信號的幅度采樣。在數(shù)據(jù)部分期間也可以獲得其他采樣和/或信號，包括頻率偏差采樣、傳輸功率采樣等。幅度采樣和其他可能的輸入與特征系數(shù)組合以生成所估計(jì)的失真。其他輸入可以包括頻率偏差采樣、傳輸功率等。
在塊910處根據(jù)幅度采樣在預(yù)變形相位到預(yù)變形相位調(diào)制信號的過程中利用所估計(jì)的失真?？梢酝ㄟ^生成相位補(bǔ)償信號，也被稱為校正信號，并將其與相位調(diào)制信號組合來實(shí)現(xiàn)預(yù)變形。
盡管下面將以上方法900例示并且描述為一系列行為或事件，但應(yīng)當(dāng)理解的是這些行為或事件的所例示順序并不意味著限制性的。例如，某些行為可按不同的順序發(fā)生和/或與除了在此處所例示和/或描述的之外的其他行為或事件同時(shí)發(fā)生。另外，不是所有例示的行為可被需要實(shí)施此處公開的一個或多個方面或?qū)嵤├?。另外，此處所描繪的一個或多個行為可在一個或多個單獨(dú)的行為和/或相位中實(shí)施。
下面的討論示出了生成失真估計(jì)的機(jī)制，其包括幅值調(diào)制到頻率調(diào)制效應(yīng)。
如上所示獲得在下文中被標(biāo)注為Hi1到mN的幅度斜坡采樣和在下文中被標(biāo)注為到y(tǒng)N的瞬時(shí)頻率偏差采樣。所述幅度斜坡采樣可以以幅值調(diào)制信號的形式來提供并且頻率偏差采樣可以以頻率偏差信號的形式來提供。在幀的斜坡或訓(xùn)練部分中獲得斜坡采樣和頻率偏差采樣。在一個實(shí)例中，對于在26MHz采樣的I微秒斜坡獲得26個斜坡和頻率偏差采樣。在另一個實(shí)例中，對于3微秒斜坡獲得75個斜坡和頻率偏差采樣。諸如超過26的大量的采樣減小了相位噪聲效應(yīng)。進(jìn)行頻率偏差采樣相對于幅度斜坡采樣的2和3階多項(xiàng)式最小二乘擬合。擬合目的在于確定對于a2和a3的最優(yōu)或適合值和二階和三階多項(xiàng)式系數(shù)。
在N個采樣中進(jìn)行估計(jì)，其中Y是表示頻率偏差采樣到y(tǒng)N的向量，M是表示斜坡采樣Hi1到mN的陣列。A是表示2階和3階系數(shù)a2和a3的系數(shù)向量。
權(quán)利要求
1.一種通信系統(tǒng)，包括: 數(shù)模轉(zhuǎn)換器，其構(gòu)造為接收第一信號； 第一輸入端，其構(gòu)造為接收相位調(diào)制信號； 補(bǔ)償單元，其具有一個或多個輸入，所述補(bǔ)償單元構(gòu)造為在所述一個或多個輸入的第一輸入端獲得第一信號的幅值采樣并且根據(jù)所述一個或多個輸入生成校正信號，其中所述校正信號用于(accountfor)來自幅值調(diào)制路徑的失真；以及 求和元件，其構(gòu)造為接收所述相位調(diào)制信號和所述校正信號并且從中生成校正的相位調(diào)制信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括:數(shù)字鎖相環(huán)電路，其構(gòu)造為從所述校正的相位調(diào)制信號生成載波相位調(diào)制信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述數(shù)字鎖相環(huán)電路進(jìn)一步構(gòu)造為將頻率偏差信號提供給所述補(bǔ)償單元的所述一個或多個輸入的第二輸入端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，所述頻率偏差信號代表所述相位調(diào)制信號的瞬時(shí)頻率偏差。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，所述補(bǔ)償單元構(gòu)造為在所述一個或多個輸入的第三輸入端接收傳輸功率，并且所述補(bǔ)償單元根據(jù)所述傳輸功率縮放所述校正信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第一信號和所述相位調(diào)制信號為具有第一部分和第二部分的通信序列，其中所述補(bǔ)償單元構(gòu)造為在通信序列的第一部分中開發(fā)頻率失真估計(jì)，并且在所述通信序列的第二部分中利用所述失真估計(jì)來生成所述校正信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述第一部分是幅度斜坡部分并且所述第二部分是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述補(bǔ)償單元構(gòu)造為利用最小二乘估計(jì)來開發(fā)所述頻率失真估計(jì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述補(bǔ)償單元構(gòu)造為包括查閱表并且使用所述查閱表來開發(fā)所述頻率失真估計(jì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述第一信號是幅值調(diào)制信號并且所述幅值調(diào)制信號的當(dāng)前幅值采樣在所述查閱表中識別項(xiàng)目并且所識別的項(xiàng)目被用于生成所述失真估計(jì)。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述補(bǔ)償單元包括系數(shù)計(jì)算元件，其構(gòu)造為開發(fā)由所述補(bǔ)償單元用于開發(fā)所述幅值失真估計(jì)的二階和三階系數(shù)。
12.一種通信系統(tǒng)，包括: 轉(zhuǎn)換器，其構(gòu)造為提供相位分量信號和幅值分量信號； 插值元件，其構(gòu)造為從所述幅值分量信號生成幅值調(diào)制信號； 數(shù)模轉(zhuǎn)換器，其構(gòu)造為從所述幅值調(diào)制信號生成幅值載波調(diào)制信號； 相頻轉(zhuǎn)換器，其構(gòu)造為從所述相位分量信號生成相位調(diào)制信號； 補(bǔ)償單元，其具有一個或多個輸入，所述補(bǔ)償單元構(gòu)造為接收一個或多個輸入信號并且根據(jù)所述一個或多個輸入信號生成校正信號，其中所述一個或多個輸入信號包括所述幅值調(diào)制信號幅值采樣并且其中所述校正信號用于所述幅值調(diào)制信號的失真； 求和元件，其構(gòu)造為接收所述相位調(diào)制信號和所述校正信號并且從中生成校正的相位調(diào)制信號； 數(shù)字鎖相環(huán)，其構(gòu)造為接收所述校正的相位調(diào)制信號并且生成相位載波調(diào)制信號；以及 混頻器，其將所述相位載波調(diào)制信號與所述幅值載波調(diào)制信號混合成輸出發(fā)射信號。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中，所述補(bǔ)償單元構(gòu)造為利用最小二乘估計(jì)來開發(fā)失真估計(jì)。
14.根據(jù)權(quán)利要求 13所述的系統(tǒng)，其中，所述補(bǔ)償單元構(gòu)造為至少部分地根據(jù)所述失真估計(jì)來生成所述校正信號。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，還包括:系數(shù)估計(jì)器，其基于所述幅值調(diào)制信號的斜坡采樣和所述相位調(diào)制信號的頻率偏差采樣來生成系數(shù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中，將所述系數(shù)作為第二輸入提供給所述補(bǔ)償單元的一個或多個輸入。
17.—種在通信系統(tǒng)中估計(jì)失真的方法，所述方法包括: 獲得通信序列的第一部分的斜坡采樣； 獲得所述通信序列的所述第一部分的頻率偏差采樣； 根據(jù)所述斜坡采樣和所述偏差采樣來開發(fā)失真估計(jì)，其中所述失真估計(jì)估計(jì)由幅值調(diào)制路徑導(dǎo)致的失真；以及 根據(jù)所述失真估計(jì)和所述通信序列的數(shù)據(jù)部分的幅度采樣生成校正信號。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，還包括:對所述通信序列施加所述校正信號來減小不想要的失真。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法,其中，施加所述校正信號包括將所述校正信號與未校正的相位調(diào)制信號組合來產(chǎn)生校正的相位調(diào)制信號。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述第一部分是訓(xùn)練序列并且包括傳輸功率的平滑的可控的增長。
全文摘要
本發(fā)明公開基于最小二乘估計(jì)法的極發(fā)射器中的非線性頻率失真的適應(yīng)補(bǔ)償。本發(fā)明涉及一種通信系統(tǒng)，其具有數(shù)模轉(zhuǎn)換器、第一輸入端、求和元件以及補(bǔ)償單元。所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器構(gòu)造為接收第一信號。所述第一輸入端構(gòu)造為接收相位調(diào)制信號。所述補(bǔ)償單元包括一個或多個輸入并且構(gòu)造為在所述一個或多個輸入的第一輸入端測量第一信號的幅值采樣并且根據(jù)所述一個或多個輸入生成校正信號。所述校正信號至少部分地負(fù)責(zé)來自幅值調(diào)制路徑的相位調(diào)制信號的所估計(jì)失真。所述求和元件構(gòu)造為接收所述相位調(diào)制信號和所述校正信號并且生成校正的相位調(diào)制信號作為結(jié)果。
文檔編號H04L25/02GK103166906SQ20121054565
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月15日
發(fā)明者B.熱肖瓦, G.利普馬, 戴延中 申請人:英特爾移動通信有限責(zé)任公司