無線電接收機及用于控制無線電接收機的方法技術

根據一個實施方式，無線電接收機包括：天線、低噪聲放大器(LNA)、正交解調器、模數轉換器(ADC)、第一和第二功率計算器、校正值計算器、校正參數生成器、校正器、解調器以及控制器。天線接收無線電信號。LNA接收的信號。正交解調器解調放大的信號。ADC將模擬IQ轉換為數字IQ。第一和第二功率計算器分別計算第一和第二功率。校正值計算器計算數字IQ信號之間的校正值。校正參數生成器基于第一和第二功率預期值和數字IQ之間的校正值來生成校正參數。校正器執行線性變換操作。解調器對校正的IQ進行解調。控制器為生成增益控制信號。基于增益控制信號來操作LNA。

【技術實現步驟摘要】

此處介紹的實施方式一般涉及無線電接收機以及用于控制無線電接收機的方法。
技術介紹
一般來說，無線電接收機包括各種模擬電路。目前，在無線電接收機中，為了更高的性能和小型化的目的而采用通過數字電路來替換一些模擬電路的技術。傳統地，通過數字電路來實現無線電接收機的功能之一的、校正無線電信號的同 相分量和正交分量之間的偏移(IQ失衡)的功能。當接收無線電信號時，數字電路涉及無線電信號的公知部分，基于所涉及的部分(參考信號)來估計失衡數量，并且基于所估計的失衡數量來校正IQ失衡。然而，在無線電信號中，不僅具有無線電接收機的IQ失衡，還具有不完成的因素，例如發射無線電信號和通信失真的無線電發射機的IQ失衡。此外，參考信號僅在無線電信號的限定頻率中存在。因此，失衡數量的校正精確度較低。在另一方面，存在一種提供具有無線電接收機的參考信號生成器的技術，以提升失衡數量的校正精確度。然而，通過參考信號生成器而增加了無線電接收機的電路尺寸和生產成本。
技術實現思路
本專利技術的實施方式實現了一種能夠降低生產成本、降低電路尺寸并且提升校正精確度的無線電接收機。通常，根據一個實施方式，無線電接收機包括天線、低噪聲放大器、正交解調器、模數轉換器(ADC)、第一功率計算器、第二功率計算器、校正值計算器、校正參數生成器、校正器、解調器以及控制器。天線接收無線電信號。低噪聲放大器以低噪聲放大天線的輸出信號。正交解調器解調低噪聲放大器的輸出信號，以及生成同相分量的模擬I信號以及正交分量的模擬Q信號。ADC將模擬I信號轉換成同相分量的數字I信號以及將模擬Q信號轉換成正交分量的數字Q信號。第一功率計算器計算數字I信號的第一功率。第二功率計算器計算數字Q信號的第二功率。校正值計算器計算數字I信號和數字Q信號之間的校正值。校正參數生成器基于第一功率預期值、第二功率預期值和數字I信號和數字Q信號之間的校正值來生成校正參數。校正器使用校正參數來執行線性變換操作，校正數字I信號和數字Q信號的IQ失衡，并且生成校正的I信號和校正的Q信號。解調器解調校正的I信號和校正的Q信號進行，并且生成解調的信號。控制器生成增益控制信號，以通過低噪聲放大器所混合的熱噪聲大于正交解調器所混合的正交解調噪聲和模數轉換器所混合的模數轉換噪聲的方式來控制低噪聲放大器的增益。基于增益控制信號來操作低噪聲放大器。本專利技術的實施方式可以實現能夠降低生產成本、降低電路尺寸以及提升校正精確度的無線電接收機。附圖說明圖I是示出了第一實施方式的無線電接收機10的配置示意圖；圖2是示出了第一實施方式的關于IQ信號中幅度失衡的估計誤差的仿真結果的圖；圖3是示出了第一實施方式的用于IQ信號中相位失衡的估計誤差的仿真結果的圖；圖4是示出了第二實施方式的無線電接收機10的配置示意 圖5是示出了第二實施方式的控制過程的流程圖；圖6是示出了根據第三實施方式的無線電接收機10的配置示意圖；圖7是示出了第三實施方式的控制過程的流程圖；圖8是不出了第二實施方式的平均功率Pave和瞬時功率Pi之間的關系的圖。具體實施例方式選擇將通過參考附圖來解釋實施方式。(第一實施方式)將介紹本專利技術的第一實施方式。第一實施方式是這樣的實例，其中計算校正參數，基于數字I信號的第一功率、數字Q信號的第二功率以及數字I信號和數字Q信號之間的校正值來校正IQ失衡。下面將介紹根據第一實施方式的無線電接收機的配置。圖I是示出了第一實施方式的無線電接收機10的配置示意圖。圖I的無線電接收機10包括天線11、低噪聲放大器(LNA) 12、正交解調器13、第一模數轉換器(ADC) 141、第二 ADC 142、校正控制器15、校正器16、解調器17以及控制器18。校正控制器15包括第一功率計算器15、第二功率計算器152、校正值計算器153、以及校正參數生成器154。控制器18生成第一增益控制信號GCl，用于控制LNA 12的增益，使得LNA 12所混合的熱噪聲明顯大于正交解調器13所混合的正交解調噪聲以及第一 ADC 141和第二 ADC142所混合的模數(AD)轉換噪聲。天線11接收從基站(未示出)或無線電發射機(未示出)發射的無線電信號。LNA 12基于第一增益控制信號GCl利用低噪聲來放大天線11的輸出信號。在LNA12的輸出信號中混合了熱噪聲。由于熱噪聲明顯地大于天線噪聲，LNA 12的輸出信號的噪聲分量實質上等于熱噪聲。正交解調器13解調LNA 12的輸出信號以生成同相分量的模擬同相信道信號(模擬I信號)Ai以及正交分量的模擬正交相位信號信號(模擬Q信號)Aq。在模擬I信號Ai和模擬Q信號Aq中混合了正交解調噪聲。由于控制器18生成了第一增益控制信號GCl,正交解調噪聲明顯小于熱噪聲。因此，在模擬I信號Ai和模擬Q信號Aq中混合的噪聲分量實質上等于熱噪聲。第一 ADC 141將模擬I信號Ai轉換成數字I信號Di。第二 ADC 142將模擬Q信號Aq轉換成數字Q信號Dq。數字I信號Di和數字Q信號Dq收到由正交解調器13、第一ADC 141和第二 ADC 142所導致的IQ失衡的影響。因此，數字I信號Di的相位從理想同相分量偏離失衡數量，以及數字Q信號Dq的相位從理想正交分量偏離失衡數量。在數字I信號Di和數字Q信號Dq中混合了 AD轉換噪聲。由于控制器18生成第一增益控制信號GC1，AD轉換噪聲明顯地小于熱噪聲。因此，在數字I信號Di數字Q信號Dq中混合的噪聲分量實質上等于熱噪聲。校正控制器15使用加性高斯白噪聲(AWGN)模型來對數字I信號Di和數字Q信號Dq中混合的熱噪聲進行建模，并且校正控制器15生成校正參數Cp以校正IQ失衡。第一功率計算器151和第二功率計算器152分別計算數字I信號Di的第一功率和數字Q信號Dq的第二功率。校正值計算器153計算數字I信號和數字Q信號之間的校正值。校正參數生成器153基于第一功率、第二功率以及數字I信號和數字Q信號之間的 校正值來生成校正參數Cp。校正器16使用校正參數Cp來執行IQ失衡校正操作，校正數字I信號Di和數字Q信號Dq的失衡，并且生成校正的I信號Di ’以及校正的Q信號Dq’。例如，IQ失衡校正操作是線性變換操作。基于要被解調的無線電信號中的已知I分量和已知Q分量的相互校正功能，解調器17生成校正的I信號Di’的第一解調校正值Mi以及校正的Q信號Dq’的第二解調校正值Mq，并且解調器17基于所生成第一解調校正值Mi和所生成的第二解調校正值Mq來生成解調的信號。例如，解調器17包括匹配過濾器，其基于相互校正功能和存儲器(例如，ROM(只讀存儲器))來生成解調信號，其中在存儲器中存儲已知的I分量和已知的Q分量。下面將會介紹校正控制器15的操作原理。在不存在IQ失衡的理想狀態下，在數字I信號QI和數字Q信號Dq中混合基于高斯分布的熱噪聲。假設H1是理想狀態中的數字I信號并且nQ是理想狀態中的數字Q信號Dq，公式I和2成立。即，如公式I中所表示的，使用依賴于熱噪聲幅度的熱噪聲參數0表示在理想狀態中的第一功率預期值Etn12]和第二功率預期值E [nQ2]，并且第一功率預期值Etn12]等于第二功率預期值E [nQ2]。如公式2所表示的，數字I信號Di和數字Q信號Dq間的校正值E[n本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
2011.03.14 JP 055735/20111.一種無線電接收機，包括 天線，配置為接收無線電信號； 低噪聲放大器，配置為以低噪聲放大天線的輸出信號； 正交解調器，配置為解調低噪聲放大器的輸出信號，以及生成同相分量的模擬I信號以及正交分量的模擬Q信號； 模數轉換器(ADC)，配置為將所述模擬I信號轉換成同相分量的數字I信號以及將所述模擬Q信號轉換成正交分量的數字Q信號； 第一功率計算器，配置為計算數字I信號的第一功率； 第二功率計算器，配置為計算數字Q信號的第二功率； 校正值計算器，配置為計算數字I信號和數字Q信號之間的校正值； 校正參數生成器，配置為基于第一功率預期值、第二功率預期值、以及在數字I信號和數字Q信號之間的校正值來生成校正參數； 校正器，配置為使用校正參數來執行線性變換操作，校正數字I信號和數字Q信號的IQ失衡，并且生成校正的I信號和校正的Q信號； 解調器，配置為解調校正的I信號和校正的Q信號，并且生成解調的信號；以及控制器，配置為生成增益控制信號，以通過低噪聲放大器所混合的熱噪聲大于正交解調器所混合的正交解調噪聲和模數轉換器所混合的模數轉換噪聲的方式來控制低噪聲放大器的增益， 其中，基于增益控制信號來操作低噪聲放大器。2.根據權利要求I所述的接收機，其中校正參數包括 指示數字I信號和數字Q信號之間的幅度差的IQ幅度失衡；以及 指示數字I信號和數字Q信號之間的相位差的IQ相位失衡。3.根據權利要求I所述的接收機，其中 控制器在天線不接收無線電信號時生成校正參數，并且生成校正控制信號，以通過在天線接收無線電信號時停止生成校正參數的方式來控制第一功率計算器、第二功率計算器和校正值計算器，以及 基于校正控制信號來操作第一功率計算器、第二功率計算器以及校正值計算器。4.根據權利要求2所述的接收機，其中控制器在天線不接收無線電信號時生成校正參數，并且生成校正控制信號，以通過在天線接收無線電信號時停止生成校正參數的方式來控制第一功率計算器、第二功率計算器和校正值計算器，以及 基于校正控制信號來操作第一功率計算器、第二功率計算器以及校正值計算器。5.根據權利要求I所述的接收機，其中所述控制器計算數字I信號和數字Q信號的熱噪聲功率，以及所述控制器基于熱噪聲功率和功率閾值之間的差確定天線是否接收到無線電信號。6.根據權利要求2所述的接收機，其中所述控制器計算數字I信號和數字Q信號的熱噪聲功率，以及所述控制器基于熱噪聲功率和功率閾值之間的差確定天線是否接收到無線電信號。7.根據權利要求3所述的接收機，其中所述控制器計算數字I信號和數字Q信號的熱噪聲功率，以及所述控制器基于熱噪聲功率和功率閾值之間的差確定天線是否接收到無線電信號。8.根據權利要求4所述的接收機，其中所述控制器計算數字I信號和數字Q信號的熱噪聲功率，以及所述控制器基于熱噪聲功率和功率閾值之間的差確定天線是否接收到無線電信號。9.根據權利要求I所述的接收機,其中 所述解調器包括匹配濾波器，配置為生成校正的I信號的第一解調校正值以及校正的Q信號的第二解調校正值，以及 所述控制器基于第一解調校正值和第二解調校正值計算匹配過濾器的瞬時功率和平均功率，以及所述控制器基于瞬時功率和平均功率之間的差確定天線是否接收到無線電信號。10.根據權利要求2所述的接收機，其中 所述解調器包括匹配濾波器，配置為生成校正的I信號的第一解調校正值以及校正的Q信號的第二解調校正值，以及 所述控制器基于第一解調校正值和第二解調校正值計算匹配過濾器的瞬時功率和平均功率，以及所述控制器基于瞬時功率和平均功率之間的差確定天線是否接收到無線電信號。11.根據權利要求3所述的接收機，其中 所述解調器包括匹配濾波器，配置為生成校正的I信號的第一解調校正值以及校正的Q信號的第二解調校正值，以及 所述控制器基于第一解調校正...

【專利技術屬性】
技術研發人員：山岸俊之，
申請(專利權)人：株式會社東芝，
類型：發明
國別省市：