TWI416899B

TWI416899B - 校正通訊電路中同相／正交訊號間之不匹配的方法與裝置

Info

Publication number: TWI416899B
Application number: TW100105217A
Authority: TW
Inventors: 蘇慬; 徐宏達
Original assignee: 瑞昱半導體股份有限公司
Priority date: 2011-02-17
Filing date: 2011-02-17
Publication date: 2013-11-21
Also published as: TW201236409A; US20120213266A1; US8867596B2

Description

校正通訊電路中同相/正交訊號間之不匹配的方法與裝置

本發明係關於無線通訊，尤指用於一直接升頻轉換發射器(direct up-conversion transmitter)中來校正其中之同相訊號與正交訊號間的不匹配的方法與相關裝置。

於無線通訊技術中，通訊電路(如：發射器或接收器)係用來將欲傳輸的資訊與載波調變，並利用天線加以傳輸，或將自天線所接收而來的訊號進行解調變，以擷取其中的資訊。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)。關於這種發射器的簡單功能方塊示意圖請參考第1圖。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)，其中又分別包含數位至類比轉換器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。於同相路徑110中，一數位基頻同相訊號BBIt會被輸入至數位至類比轉換器111進行轉換處理後，再被輸入至低通濾波器112進行濾波處理。最後，藉由混頻器113與一同相位本地振盪訊號LOIt進行混頻，以產生一類比高頻同相訊號AnIt。同樣地，於正交相路徑120中，一數位基頻正交訊號BBQt也會透過類似的處理，並藉由混頻器123與一正交相位本地振盪訊號LOQt進行混頻，進而產生一類比高頻正交訊號AnQt。接著，透過加法器130，功率放大器140與天線150，將類比高頻同相訊號AnIt與高頻正交訊號AnQt之進行相加，信號放大，與傳送。

這種直接升頻轉換的架構由於擁有成本低廉、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訊裝置中。然而，其缺點在於不理想的高頻特性，原因可能為同相/正交路徑於類比端之不匹配，而這種不匹配又包含；同相訊號與正交訊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。而在單一載波調變系統中，同相訊號與正交訊號間的增益不匹配將會導致星座圖中有明顯可見的失真(如原為正方型之64-QAM的星座圖，將因不匹配而導致傳輸失真，最後星座圖可能會變成矩形)。再者，同相訊號與正交訊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訊噪比(SNR)，進一步導致資訊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之同相/正交調變器的相位不匹配與振幅不匹配之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/正交調變器與一校正器，該校正器用來校正因同相/正交調變器所導致的相位不匹配與振幅不匹配。再者，此案對所欲傳輸之同相/正交測試訊號取樣，然後再對訊號取樣進行類比/數位轉換，並對訊號取樣行以解調變來產生同相與正交回授訊號，以及基於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波封偵測器(envelope detector)來偵測傳送器的輸出以及利用電路來放大所偵測到的波封。而對於同相與正交訊號來說，高頻的波封偵測器能以頻率F_BB 處的頻譜成份(基於載波所導致)以及頻率2xF_BB 處的頻譜成份(基於同相/正交不匹配所導致)來產生濾波後與放大後的基頻漣波。而振幅與相位的校正資訊會被用於預先破壞調變後訊號。

然而，這些相關技術的最大問題在於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)與本地震盪訊號(LOIt與LOQt)所導致的不匹配係與基頻訊號的頻率無關。但事實上，即便振幅與相位不匹配的校正完成後，通訊電路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，當輸入之基頻訊號改變頻率或是應用於較寬頻帶的通訊系統，通訊電路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類比轉換器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。

本發明之目的在於解決同相/正交相路徑之間的頻率相關不匹配問題。此外，於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訊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訊電路中之同相訊號與正交訊號不匹配(I/Q mismatch)的方法。該方法包含：提供包含有對應於一第一頻率的成分的一第一測試訊號以及一第二測試訊號，其中該第一、第二測試訊號中之一為一同相訊號，以及另一為一正交訊號；依據一目前第一校正參數來校正該第一測試訊號，以產生一第一調整後測試訊號，其中該目前第一校正參數對應於延遲時間；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：提供一第一加成訊號，該第一加成訊號係藉由分別將依據該第一調整後測試訊號所產生之一第一同相類比訊號以及依據該第二測試訊號所產生之一第一正交相類比訊號，分別與一同相位本地震盪訊號以及一正交相位本地震盪訊號進行一混頻操作，並且相加該混頻操作的結果所產生；對該第一加成訊號進行一自混頻(self-mixing)操作以產生一第一待測訊號；以及依據該第一待測訊號於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成時，結束該第一校正參數調整操作；否則，重複進行該第一校正參數調整操作。

本發明之一實施例提供一種校正一通訊電路中之同相訊號與正交訊號不匹配(In-phase/Quadrature phase mismatch,I/Q mismatch)的裝置，該裝置係提供包含有對應於一第一頻率的成分的一第一測試訊號以及一第二測試訊號至該通訊電路，其中該第一、第二測試訊號中之一為一同相訊號，以及另一為一正交訊號。該裝置包含；一校正單元、一偵測單元以及一校正參數調整單元。該校正單元係分別接收該第一測試訊號與該第二測試訊號，以及用以依據一目前第一校正參數來校正該第一測試訊號，以產生一第一調整後測試訊號，其中該目前第一校正參數係對應於延遲時間。該偵測單元係用以對一第一加成訊號進行一自混頻操作以產生一第一待測訊號，並且用以計算該第一待測訊號於一第一特定頻率所對應的一第一功率值，其中該第一加成訊號係由該通訊電路分別透過混頻器將依據該第一、第二調整後測試訊號所產生之一第一類比訊號(第一同相類比訊號Ana_I1)以及一第二類比訊號(第一正交相類比訊號Ana_Q1)，與一第一載波(同相位本地振盪訊號LoIt)以及一第二載波(正交相位本地振盪訊號LoQt)進行混頻，並且透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係耦接於該校正單元與該偵測單元，並且用以依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成時，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複進行該第一校正參數調整操作。

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，硬體製造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件。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」係為一開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定於」。此外，「耦接」一詞在此係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。

再者，本發明概念將於下文中搭配不同實施例與相關圖示來進行說明。其中，於不同圖示中具有相同標號的元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複性的敘述。此外，文中不同實施例中所具備之不同技術特徵，並非僅能實施於該實施例中。事實上，於本發明的合理範疇內，可透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徵。

首先，以下將先介紹本發明之校正的原理。請再參考第1圖，如前所述，由於同相路徑110中的數位至類比轉換器111與低通濾波器112以及正交相路徑中120的數位至類比轉換器112與低通濾波器114因電路元件的特性差異，會導致對輸入訊號產生不同的延遲。若以基頻同相訊號BBIt為cos(ω_m t)以及基頻正交訊號BBQt為sin(ω_m t)(其中，ω_m =2πf_m )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輸出的訊號改變為cos(ω_m (t+t0))以及sin(ω_m t)，其中t0代表兩路徑延遲時間差異，透過與頻率ω_m 相乘，故同相訊號BBIt=cos(ω_m (t+t0))與正交訊號BBQt=sin(ω_m t)，兩訊號之間會存在由延遲時間所導致的不匹配(相位)因素ω_m *t₀ ，並且此一不匹配係正比於基頻訊號的頻率ω_m 。

此時，若一併考量混頻器113與123之間的特性差異，而將一同相位本地振盪訊號LoIt與一正交相位本地振盪訊號LoQt分別設定為(1+g)cos(ω_LO t+φ)與sin(ω_LO t)(其中g、φ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)，則通訊電路100中之加法器130所輸出的類比射頻訊號將可表示成(1+g)*cos(ω_m (t+to))*cos(ω_LO t+φ)-sin(ω_m t)*sin(ω_LO t)。如此一來，可得通訊電路100所產生之鏡頻拒斥比(image rejection ration,IMR)為：

鏡頻拒斥比是指在頻率為f_LO -f_m 處的鏡像訊號之平均功率，比上在頻率為f_LO +f_m 處的主要升頻訊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訊電路100輸出端所見的鏡頻拒斥比，鏡頻拒斥比越小，表示同相/正交路徑之間的匹配程度越高。因此，可依據鏡頻拒斥比作為評估訊號之同相/正交路徑匹配程度的指標。而由上式可知，鏡頻訊號的功率係與同相/正交兩路徑之混頻器與本地震盪訊號所造成的增益、相位不匹配以及同相/正交兩路徑之數位至類比轉換器與低通濾波器所造成的延遲時間差異有關。因此，本發明的概念在於先校正與頻率相關之延遲時間不匹配，之後再校正與頻率無關之增益、相位不匹配。其中，不匹配的程度係藉由觀察與鏡頻訊號相關聯的二倍基頻訊號之功率大小來達成。

請參考第2圖，其係為本發明裝置之第一實施例的功能方塊示意圖。本發明裝置包20含有一校正單元210，一偵測單元220以及一校正參數調整單元230。其中，本發明裝置20用以校正一通訊電路240。通訊電路240包含有分別屬於同相路徑與正交路徑的數位至類比轉換器241與242，低通濾波器243與244、混頻器245與246，同相本地振盪訊號LoIt與正交相本地振盪訊號LoQt，以及一加法器247。於校正之初，校正單元210先會接收基頻同相測試訊號BBIt與基頻正交測試訊號BBQt，其中同相測試訊號BBIt與正交測試訊號BBQt包含有一第一頻率的成分f_m ，(如：BBIt=cos(2πf_m t),BBQt=sin(2πf_m t))，並依據校正調整參數單元230所提供的預設值來作為初始之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)，進而對同相測試訊號BBIt進行預先校正。應當注意的是，由於同相/正交路徑間的不匹配係屬相對的概念，因此，於本發明其它實施例中，亦可利用第一校正電路211來對正交測試訊號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會透過以下的操作來反覆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藉由第一校正電路211使得鏡頻拒斥比(IMR)對頻率的關係圖會由第9B圖(亦即，鏡頻拒斥比正比於訊號的頻率)轉變成第9A圖(亦即，鏡頻拒斥比與訊號的頻率不相關)。當第一校正電路211依據目前第一校正參數對同相測試訊號BBIt校正後，校正單元210會輸出調整後之同相測試訊號BBIt’與未被調整之正交測試訊號BBQt至通訊電路240。之後，這兩個訊號會分別被輸入至類比轉換器241與242以及低通濾波器243與244，進而分別產生一第一同相類比訊號Ana_I1與一第一正交相類比訊號Ana_Q1。其中，若目前第一校正參數Para_1已達到一最佳值時，則第一同相類比訊號Ana_I1與第一正交相類比訊號Ana_Q1之間不存在延遲時間的不匹配，鏡頻拒斥比對頻率的關係將如第9A圖所示。

第一同相類比訊號Ana_I1與第一正交相類比訊號Ana_Q1分別被送至混頻器245、246，與一同相位本地振盪訊號LoIt、一正交相位本地振盪訊號LoQt進行混頻，並且透過加法器247，以依據混頻的結果來產生一第一加成訊號S1。偵測單元220之主要目的在於偵測通訊電路240所輸出之第一加成訊號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訊號之功率大小)。因此，偵測單元220會觀察通訊電路240之輸出訊號經過自我混頻後的頻譜。請參考第7圖上方，理論上來說，通訊電路240輸出之第一加成訊號S1其頻譜中鏡頻成分B位於為頻率(f_Lo -f_m )處，所以偵測單元220理應觀察頻譜於此處所對應的功率值。並且當此處的功率夠小時，則表示同相/正交路徑訊號不匹配的情形已被適當地校正。然而，由於此處的頻率係為高頻f_Lo ，因此要計算該處之頻譜成份的功率實屬不易。故本發明偵測單元220先透過混頻器221對第一加成訊號S1進行自混頻(與自身相乘)來產生一第一待測訊號S1’，其中，第一待測訊號S1’的頻譜可參考第7圖中下方。由於以自身相乘的結果，將在頻率2f_m 處產生一對應頻譜成份A*B。其中A值表示主要升頻訊號(f_LO +f_m )的頻譜成份，B為鏡頻訊號(f_LO -f_m )的頻譜成份，設定A值為一單位大小，則在頻率2f_m 處的頻譜成份等效上為鏡頻訊號的頻譜成份大小。由於頻率2f_m 相較於頻率(f_Lo -f_m )明顯較低(f_m 為基頻頻率，f_Lo 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訊號S1’於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訊號BBIt與基頻正交測試訊號BBQt之振盪頻率頻率f_m 的兩倍。所以，本發明會計算第一待測訊號於頻率2f_m 處所對應之一第一功率值。

為了計算該第一功率值，偵測單元220將第一待測訊號S1’經過可變增益放大器222放大後再輸入至低通濾波器223，此舉濾除第一待測訊號S1’中之高頻成分，保留其中低頻成分(如對應頻率2f_m 的成分)。之後，透過類比至數位轉換器224與快速傅立葉轉換單元225來進行獲得該第一功率值。校正參數調整單元230會接收偵測單元220計算出的該第一功率值，並且依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會於每次操作中更新該目前第一校正參數，並且當一第一特定條件達成時，結束進行該第一校正參數調整操作；否則，重複進行該第一校正參數調整操作。

其中該特定條件可能對應於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後，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，第一功率值小於一預定值時，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成時，則校正參數調整單元230會反覆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繪示於第4圖，其中包含；步驟410：提供包含有對應於一第一頻率的成分的一第一測試訊號以及一第二測試訊號，其中該第一、第二測試訊號中之一為一同相訊號，以及另一為一正交訊號；步驟420：依據一目前第一校正參數來校正該第一測試訊號，以產生一第一調整後測試訊號，其中該目前第一校正參數對應於延遲時間；步驟430：提供一第一加成訊號，該第一加成訊號係藉由分別將依據該第一調整後測試訊號所產生之一第一同相類比訊號(Ana_I1)以及依據該第二測試訊號所產生之一第一正交相類比訊號(Ana_Q1)，與一同相位本地振盪訊號(LoIt)以及一正交相位本地振盪訊號(LoQt)進行一混頻操作，並且相加該混頻操作的結果所產生；步驟440：對該第一加成訊號(S1)進行一自混頻(self-mixing)操作以產生一第一待測訊號(S1’)；步驟450：依據該第一待測訊號於一第一特定頻率(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成。

其中，於步驟460中，會判斷是否第一特定條件達成，若未能達成時，則會返回步驟420中，再次依據更新後之該目前第一校正參數來調整該第一測試訊號，並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，關於第一校正參數之調整方式請參考第5圖所示之流程圖。首先，當步驟510開始執行後，接著會進入步驟520，利用校正參數調整單元230所預設之一初始值來設定第一校正參數Para_1，而校正單元210便會據此調整測試訊號BBIt與BBQt中一者，以產生一調整後測試訊號，並透過後續的偵測電路220來偵測依此產生的第一待測訊號S1’於二倍於基頻處的第一功率值。而於步驟530中，會偵測本次第一校正參數調整操作中的該第一功率值是否大於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於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並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)，同理用於第一調整方式。簡言之，若進入步驟532，則選用不同於先前的調整方式，而進入步驟531則沿用相同於先前的調整方式。

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，於一實施例中，為加速校正的進行，可能於校正初期進行較有效率且調整幅度較大的粗調(rough tuning)，並於一段時間後，進行較精確且調整幅度較小的微調(fine tuning)。或者，於再一實施例中，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於減少的幅度。

於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訊電路240的影響，且將校正方式應用於較寬頻系統，因此於測試訊號中加入了第二個頻率的成分，使得後續的偵測電路220可以偵測到頻譜中不同頻率處的功率以消除同相/正交路徑訊號間所有不匹配。於此實施例中，同相測試訊號BBIt將會是cos(ω_m1 t)+cos(ω_m2 t)以及正交測試訊號BBQt將會是sin(ω_m1 t)+sin(ω_m2 t)，亦即，此時同相測試訊號BBIt包含有第一頻率ω_m1 所對應的成分cos(ω_m1 t)以及第二頻率ω_m2 所對應的成分cos(ω_m2 t)，同樣地，正交測試訊號BBQt也是相同的情形。如此一來，通訊電路240之加法器247之所輸出的第二加成訊號S2將會是(1+g)*cos(ω_LO t+φ)*[cos(ω_m1 t+ω_m1 t₀ )+cos(ω_m2 t+ω_m2 t₀ )]-sin(ω_LO t)*[sin(ω_m1 t+sin(ω_m2 t)]。此時，若要消除這樣的通訊電路中的不匹配，則必須先觀察訊號頻譜於二倍頻處(2*f_m1 或2*f_m2 )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，再觀察訊號頻譜於頻率(f_m1 +f_m2 )處的功率值，以調整一第二校正參數以及一第三校正參數(對應於混頻器和本地震盪訊號造成的同相/正交路徑之增益以及相位不匹配)。詳言之，請參考第8圖，上方為第二加成訊號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訊號相關的鏡頻成分B與b所對應的功率值，但相同於先前實施例，該鏡頻成分B與b係位於高頻之處，故不易計算其功率值。於是必須透過自混頻方式，來產生一第二待測訊號S2’，並觀察其頻譜中包含與鏡頻成分相關聯的功率。其中，本發明於校正延遲時間不匹配時，利用二倍頻處(2πf_m1 或2πf_m2 )與鏡頻成分相關的A*B或a*b所對應的第一功率值，以及於校正振幅與相位不匹配時，利用頻率(f_m1 +f_m2 )處與兩基頻對應之鏡頻成分相關的A*b+a*B功率值。

第3圖係繪示本實施例所對應之裝置。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，其係分別基於一目前第二校正參數Para_2(對應於增益不匹配)與一目前第三校正參數Para_3(對應於相位不匹配)來調整。應當注意的是，由於同相/正交路徑間的不匹配係屬相對的概念，因此，於本發明其它實施例中，亦可利用第二、第三校正電路311與312來對正交測試訊號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完成與頻率相關之延遲時間不匹配的校正。而這樣的程序相同於前述實施例的流程，故在此不另作贅述。簡言之，當該第一特定條件達成時，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，同相測試訊號BBIt會經過這樣第一校正電路211與第二校正電路311的調整而產生調整後的同相測試訊號BBIt’；另外，同相測試訊號BBIt經第三校正電路312的調整與正交測試訊號BBQt相加而產生調整後的正交相測試訊號BBQt’，接著會透過通訊電路240中的路徑分別於低通濾波器243、244產生一第二同相類比訊號Ana_I2、一第二正交相類比訊號Ana_Q2，再分別經混頻器245、246與本地震盪訊號LoIt、LoQt進行混頻，兩者經加法器247加總產生一第二加成訊號S2，而偵測單元220則先對第二加成訊號S2進行自混頻，以產生一第二待測訊號S2’。並且，偵測單元220會依據第二待測訊號S2’於頻率(f_m1 +f_m2 )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，其係依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，其中於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係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。並且，當一第二特定條件達成時，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反覆進行該第二與第三校正參數調整操作。其中，該第二特定條件係對應於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。關於本實施例的方法流程已歸納於第6圖，由於其中步驟的細節相似於第4圖的流程圖，故在此不另作贅述。

總而言之，本發明透過輸入具有數個頻率成份的測試訊號至通訊電路，以觀測其不匹配效應對通訊電路之輸出訊號的影響。並再透過反覆調整校正參數的方式，同時間在二倍於基頻附近觀察與鏡頻成分相關的輸出訊號之功率變化，來找出最佳的校正參數，以消除通訊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。

100．．．發射器

110、120．．．路徑

111、121、241、242．．．數位至類比轉換器

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．．．偵測單元

230．．．校正參數調整單元

211、311、312．．．校正電路

224．．．類比至數位轉換器

225．．．快速傅立葉轉換單元

240．．．通訊電路

410~460、510~550、610~650．．．步驟

第1圖係繪示習知直接升頻轉換架構的發射器。

第2圖係繪示本發明裝置之一實施例的功能方塊示意圖。

第3圖係繪示本發明裝置之另一實施例的功能方塊示意圖。

第4圖係繪示本發明方法之一實施例的流程示意圖。

第5圖係繪示本發明方法中依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。

第6圖係繪示本發明方法之另一實施例的流程示意圖。

第7圖係繪示一特定訊號之頻譜。

第8圖係繪示另一特定訊號之頻譜。

第9A圖與第9B係繪示鏡頻拒斥比與頻率的關係圖。

20．．．裝置

210．．．校正單元

220．．．偵測單元

230．．．校正參數調整單元

240．．．通訊電路

211．．．校正電路

221、245、246．．．混頻器

222．．．可變增益放大器

223、243、244．．．低通濾波器

224．．．類比至數位轉換器

225．．．快速傅立葉轉換單元

241、242．．．數位至類比轉換器

247．．．加法器

Claims

一種校正一通訊電路中之同相訊號與正交訊號不匹配(In-phase/Quadrature phase mismatch,I/Q mismatch)的方法，包含：提供包含有對應於一第一頻率成分的一第一測試訊號以及一第二測試訊號，其中該第一、第二測試訊號中之一為一同相訊號，以及另一為一正交訊號；依據一目前第一校正參數來校正該第一測試訊號，以產生一第一調整後測試訊號，其中該目前第一校正參數對應於延遲時間；以及進行一第一校正參數調整操作：提供一第一加成訊號，該第一加成訊號係藉由分別將依據該第一調整後測試訊號所產生之一第一同相類比訊號以及依據該第二測試訊號所產生之一第一正交相類比訊號，與一同相位本地振盪訊號以及一正交相位本地振盪訊號進行一混頻操作，並且相加該混頻操作的結果所產生；以及對該第一加成訊號進行一自混頻(self-mixing)操作以產生一第一待測訊號；以及依據該第一待測訊號於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；當一第一特定條件達成時，結束該第一校正參數調整操作；否則，重複進行該第一校正參數調整操作，直到該第一特定條件被滿足為止。
如申請專利範圍第1項所述之方法，其中更新該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者來調整該目前第一校正參數。
如申請專利範圍第2項所述之方法，其中該第一調整方式包含有將該目前第一校正參數加上一第一調整參數，以及該第二調整方式包含有將該目前第一校正參數減去一第二調整參數。
如申請專利範圍第3項所述之方法，其中該第一調整參數於不同之第一校正參數調整操作中具有不同的大小，以及該第二調整參數於不同之第一校正參數調整操作中具有不同的大小。
如申請專利範圍第2項所述之方法，其中自該第一調整方式與該第二調整方式中選擇一者來調整該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該第一功率值不大於一先前第一校正參數調整操作進行的該第一功率值時，以相同於該先前第一校正參數調整操作中的調整方式來更新該目前第一功率值；以及當該目前第一校正參數調整操作進行時的該第一功率值大於一先前第一校正參數調整操作進行時的該第一功率值時，以不同於該先前第一校正參數調整操作中的調整方式來更新該目前第一功率值。
如申請專利範圍第1項所述之方法，其中當該第一校正參數調整操作已重複進行一預定次數後，則判斷該第一特定條件達成。
如申請專利範圍第1項所述之方法，其中當一目前第一校正參數調整操作所對應之該第一功率值小於一預定值時，則判斷該第一特定條件達成。
如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該第一特定頻率係為該第一頻率的兩倍。
如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該第一、第二測試訊號又分別包含有對應於一第二頻率的成分，且該第二頻率係不同於該第一頻率。
如申請專利範圍第9項所述之方法，另包含有：依據一目前第二校正參數與一目前第三校正參數來校正該第一測試訊號，以產生該第一調整後測試訊號以及一第二調整後測試訊號，其中該目前第二校正參數與該目前第三校正參數係分別對應於振幅與相位；以及進行一第二與第三校正參數調整操作：提供一第二加成訊號，該第二加成訊號係藉由將依據該第一調整後測試訊號、第二調整後測試訊號所產生之一第二同相類比訊號、一第二正交相類比訊號，分別與該同相位本地振盪訊號以及該正交相位本地振盪訊號進行一混頻操作，並相加該混頻操作的結果所產生；對該第二加成訊號進行一自混頻操作以產生一第二待測訊號；以及依據該第二待測訊號於一第二特定頻率所對應的一第二功率值來更新該目前第二校正參數與該目前第三校正參數，其中每一第二與第三校正參數調整操作係更新該目前第二校正參數與該目前第三校正參數中之一者；當一第二特定條件達成時，結束該第二與第三參數調整操作；否則，重複該第二與第三參數調整操作。
如申請專利範圍第10項所述之方法，其中該第二特定頻率係為該第一頻率與該第二頻率之和。
一種校正一通訊電路中之同相訊號與正交訊號不匹配(In-phase/Quadrature phase mismatch,I/Q mismatch)的裝置，係提供包含有對應於一第一頻率的成分的一第一測試訊號以及一第二測試訊號至該通訊電路，其中該第一、第二測試訊號中之一為一同相訊號，以及另一為一正交訊號，該裝置包含；一校正單元，分別接收該第一測試訊號與該第二測試訊號，用以依據一目前第一校正參數來校正該第一測試訊號，以產生一第一調整後測試訊號，其中該目前第一校正參數係對應於延遲時間；一偵測單元，用以對一第一加成訊號進行一自混頻操作以產生一第一待測訊號，並且計算該第一待測訊號於一第一特定頻率所對應的一第一功率值，其中該第一加成訊號係由該通訊電路分別將依據該第一調整後測試訊號所產生之一第一同相類比訊號，以及依據該第二測試訊號所產生之一第一正交相類比訊號，透過混頻器與一同相位本地振盪訊號以及一正交相位本地振盪訊號進行混頻，並且透過一加法器相加該混頻的結果所產生；以及一校正參數調整單元，耦接於該校正單元與該偵測單元，用以依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成時，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複進行該第一校正參數調整操作。
如申請專利範圍第12項所述之裝置，其中該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該目前第一校正參數。
如申請專利範圍第13項所述之裝置，其中當該校正參數調整單元選擇該第一調整方式時，該校正參數調整單元將該目前第一校正參數加上一第一調整參數，以及當該校正參數調整單元選擇該第二調整方式時，該校正參數調整單元將該目前第一校正參數減去一第二調整參數。
如申請專利範圍第14項所述之裝置，其中該第一調整參數於不同之第一校正參數調整操作中具有不同的大小，以及該第二調整參數於不同之第一校正參數調整操作中具有不同的大小。
如申請專利範圍第13項所述之裝置，其中：當該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該第一功率值不大於該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該第一功率值時，該校正參數調整單元以相同於該先前第一校正參數調整操作進行時的調整方式來更新該目前第一功率值；以及當該校正參數調整單元進行該目前第一校正參數調整操作時的該第一功率值大於該校正參數調整單元進行該先前第一校正參數調整操作時的該第一功率值時，該校正參數調整單元以不同於該先前第一校正參數調整操作進行時的調整方式來更新該目前第一功率值。
如申請專利範圍第12項所述之裝置，其中若該校正參數調整單元已重複進行該第一校正參數調整操作達一預定次數後，則該校正參數調整單元判斷該第一特定條件達成。
如申請專利範圍第12項所述之裝置，其中若該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該第一功率值小於一預定值，則該校正參數調整單元判斷該第一特定條件達成。
如申請專利範圍第12項所述之裝置，其中該第一特定頻率係為該第一頻率的兩倍。
如申請專利範圍第12項所述之裝置，其中該裝置所提供之該第一、第二測試訊號另分別包含有對應於一第二頻率的成分，且該第二頻率係不同於該第一頻率。
如申請專利範圍第20項所述之裝置，其中該校正單元另依據一目前第二校正參數與一目前第三校正參數來校正該第一測試訊號，以產生該第一調整後測試訊號，以及產生一第二調整後測試訊號，其中該目前第二校正參數與該目前第三校正參數係分別對應於振幅與相位，以及該通訊電路係藉由分別依據該第一調整後測試訊號、第二調整後測試訊號來產生一第二同相類比訊號與一第二正交相類比訊號，並將該第二同相類比訊號與該第二正交相類比訊號分別透過混頻器來與一同相位本地振盪訊號、一正交相位本地振盪訊號進行一混頻操作，並相加該混頻操作的結果產生一第二加成訊號；該偵測單元用以對該第二加成訊號進行一自混頻操作以產生一第二待測訊號，並且計算該第二待測訊號於一第二特定頻率所對應的一第二功率值；該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，其係依據該第二功率值來更新該目前第二校正參數與該目前第三校正參數，其中於每一第二與第三校正參數調整操作中，該校正參數調整單元係更新該目前第二校正參數與該目前第三校正參數中之一者，以及當一第二特定條件達成時，該校正參數調整單元不再進行該第二與第三參數調整操作；否則，該校正參數調整單元重複進行該第二與第三參數調整操作。
如申請專利範圍第21項所述之裝置，其中該第二特定頻率係為該第一頻率與該第二頻率之和。