无线电通信设备和dc偏移调整方法

专利名称：无线电通信设备和dc偏移调整方法
技术领域：
本发明涉及用于校正与调制相关的DC偏移的技术。
背景技术：
一些无线电通信设备使用诸如QAM(正交幅度调制)之类的正交调制。许多使用数字电路技术的调制方案使用模拟电路来进行正交调制。因为基带模拟 信号被输入正交调制器，所以输入信号不可避免地包括诸如幅度偏移和直流(DC)偏移之 类的偏移。当输入到使用正交调制的无线电通信设备的正交调制器的I/Q输入中的信号包 括DC偏移时，正交调制器将此DC偏移作为载波分量输出。此载波分量保留作为载波泄漏 (carrier leakage)并且对通信性能具有诸如降低接收灵敏性之类的不利影响。在最坏的 情况中，载波泄漏可能导致经过调制的波不能满足规范。为了防止这些，已经提出了 一种用于校正无线电通信设备中的DC偏移以减少载 波泄漏的技术(参见JP 2007-208380A)。JP 2007-208380A公开了一种无线电通信设备， 其中，在发送侧通过正交调制器调制的波被反馈到该无线通信设备中的接收侧，在接收侧 从经过调制的波计算DC偏移值，并且基于计算出的DC偏移值，要被输入到发送侧的正交调 制器的信号被校正。

发明内容
在无线电通信设备的发送侧，DC偏移大多数是在数字信号被转换为模拟信号并被 输入到正交调制器的阶段生成的。经过调制的波从发送侧被反馈到接收侧并且在接收侧检 测出的DC偏移在发送侧被校正，以便发送侧自身对在发送侧生成的DC偏移进行校正。然而，在JP 2007-208380A所公开的使用反馈的配置中，在发送侧可能较正的是 在发送侧生成的DC偏移和在另一阶段生成的DC偏移的总和。例如，在其中接收侧的正交 解调器以及发送侧的正交调制器是模拟电路的无线电通信设备中，在从接收侧的正交解调 器输出的模拟信号被转换为数字信号的阶段中也生成DC偏移。然而，JP 2007-208380A所公开的无线电通信设备不能区分在发送侧生成的DC偏 移和在另一阶段生成的DC偏移。相应地，输入到发送侧的正交调制器的输入信号通过使用 在发送侧生成的DC偏移和在接收侧生成的DC偏移的总和而被调整。因此，可能导致较大
的调整误差。在另一方法中，诸如频谱分析器之类的测量电路被使用来替代接收侧电路用以测 量在发送侧生成的经过调制的波，同时DC偏移被手动校正。该方法对于调整每个单独的设 备需要很多时间并且增加了成本。本发明的一个目的是提供能够容易地校正在发送侧生成的DC偏移的无线电通信 设备和DC偏移调整方法。为了实现该目的，根据本发明的一个方面的无线电通信设备包括
正交调制装置，用于在载波泄漏调整期间通过使用具有与接收侧的频率不同的频 率的载波来对外出信号进行正交调制；反馈装置，用于将从通过所述正交调制装置进行的正交调制产生的经过调制的波 反馈到所述接收侧；正交解调装置，用于对通过所述反馈装置反馈的经过调制的波执行正交解调；相位锁定装置，用于对通过所述正交解调装置进行的正交解调产生的信号的相位 进行锁定，以使得该相位与所述发送侧的相位相匹配；偏移检测装置，用于通过对相位被所述相位锁定装置锁定的信号进行时间平均来 检测直流偏移；以及第一偏移调整装置，用于基于通过所述偏移检测装置检测出的直流偏移的值，来 对要通过所述正交调制装置进行正交调制的所述外出信号的直流偏移进行校正。根据本发明的另一方面的用于调整设备内的DC偏移的DC偏移调整方法包括在所述发送侧，在载波泄漏调整期间，通过使用具有与接收侧的频率不同的频率的载波来对外出 信号进行正交调制；以及将从所述正交调制产生的经过调制的波反馈到所述接收侧；在所述接收侧，对所反馈的经过调制的波执行正交解调；将从所述正交解调产生的信号的相位进行锁定，以使得该信号的相位与所述发送 侧的相位相匹配；通过对相位被锁定的信号进行时间平均来检测直流偏移；以及在所述发送侧，基于在所述接收侧检测出的直流偏移的值，来对要被进行正交调制的所述外出信 号的直流偏移进行校正。


图1是图示出根据示例性实施例的无线电通信设备的配置的框图；图2是图示出第一示例中的无线电通信设备的配置的框图；图3是图示出偏移调整器24的具体配置的示图；图4是图示出自动DC偏移调整器34的具体配置的示图；图5是图示出在载波泄漏调整期间无线电通信设备的操作的流程图；图6图示出输入到自动DC偏移调整器34a、34b的信号的星图；图7图示出输入到自动DC偏移调整器36a、36b的信号的星图；图8是图示出第二示例中的无线电通信设备的配置的框图；图9是图示出第三示例中的无线电通信设备的配置的框图；以及图10是图示出QAM解映射电路的配置的框图。
具体实施例方式下面将参考附图详细描述本发明的示例性实施例。
图1是图示出根据示例性实施例的无线电通信设备的配置的框图。参考图1，该无 线电通信设备在发送侧包括偏移调整器10、正交调制器11和本地振荡器12，并且在接收侧 包括正交解调器14、本地振荡器15、相位锁定器16和偏移检测器17。该无线电通信设备还 包括反馈电路13，反馈电路13将外出(outgoing)的经过调制的波反馈到接收侧，并且无 线电通信设备具有基于在接收侧检测出的DC偏移的值来校正在发送侧生成的DC偏移的功 能。DC偏移调整在下文中将被称为“载波泄漏调整”。在载波泄漏调整期间，偏移调整器10基于通过接收侧的偏移检测器17检测出的 DC偏移的值来对输入到正交调制器11的外出信号的DC偏移进行调整。正交调制器11通过使用来自本地振荡器12的载波来对输入的外出信号进行正交 调制，并且输出产生的经过调制的外出波。从正交调制器11输出的经过调制的外出波被输 入到反馈电路13。本地振荡器12生成在正交调制器11处的正交调制中使用的载波。本地振荡器 12是可变频率振荡器，其输出具有依赖所述外出的经过调制的波在被发送给其目的地之前 是否要被反馈以进行载波泄漏调整而变化的频率的载波。在没有对经过调制的波进行反馈 的情况下要发送给目的地的载波的频率是正常的通信频率，其与由接收侧的本地振荡器15 所生成的载波的频率相同。另一方面，用于载波泄漏调整的频率与在正常通信中使用的频 率相差预定值。当载波泄漏调整被执行时，反馈电路13将从发送侧的正交调制器11提供的外出 的经过调制的波反馈到接收侧的正交解调器14。正交解调器14通过使用来自本地振荡器15的载波来对从反馈电路13提供的经 过调制的波进行正交解调，并且将产生的经过解调的信号发送给相位锁定器16。当外出 的经过调制的波被反馈电路13反馈以进行载波泄漏调整时，输入到相位锁定器16的传入 (incoming)信号在包含在发送侧的正交调制器11的输入处生成的DC偏移以外，还可能潜 在地包含在另一阶段生成的DC偏移。相位锁定器16将输入信号的相位锁定为使得该相位与发送侧的相位相匹配，并 且将产生的信号输入到偏移检测器17。偏移检测器17对来自相位锁定器16的信号进行时间平均(time-average)以检 测DC偏移，并且将此DC偏移的值通知给发送侧的偏移调整器10。因为在发送侧生成的DC 偏移分量的相位被相位锁定器16锁定，所以该分量不会被时间平均消除，而会被偏移检测 器17检测出。在本示例性实施例中，发送侧的本地振荡器12的频率与接收侧的本地振荡器15 的频率被设定为彼此不同的值，并且从发送侧的正交调制器11输出的外出的经过调制的 波被反馈到接收侧的正交解调器14。在接收侧，相位锁定器16把来自正交解调器14的输 出的相位锁定，并且偏移检测器17对来自相位锁定器16的输出进行时间平均以检测在发 送侧生成DC偏移。在发送侧，由偏移检测器17检测出的、正交调制器11的输入的DC偏移 被校正。具体地，发送侧的正交调制频率被设定为与接收侧的正交解调频率不同的值，经过 正交解调的信号的相位被锁定并且时间平均被计算以检测DC偏移。基于检测出的DC偏移， 发送侧的正交调制输入的DC偏移被校正。这样，根据本发明，在发送侧生成的DC偏移可以 被容易校正。
根据本示例性实施例的无线电通信设备还可以包括控制器，控制器对发送侧的本 地振荡器12的频率变换、反馈电路13处的反馈设定以及由接收侧的偏移检测器17检测出 的DC偏移向发送侧的偏移调整器10的通知这一系列处理进行控制。在本示例性实施例的正交调制器15和相位锁定器16之间可以设置另一偏移调整 器。该偏移调整器可以计算来自正交调制器15的信号的时间平均以检测DC偏移并对该 DC偏移进行校正。因为发送侧的本地振荡器12的频率与接收侧的本地振荡器15的频率 彼此不同，所以在发送侧生成的DC偏移的相位在该相位被相位锁定器16锁定之前进行旋 转。在此阶段通过使用时间平均值来校正DC偏移，可以预先除去相位被锁定在接收侧的本 地振荡器15的载波的相位的DC偏移。本示例性实施例的相位锁定器16例如可以是通过PLL(锁相环)实现的载波恢复 电路。偏移检测器17可以是用于在载波恢复之后对信号的DC偏移进行校正的偏移调整电 路。在这样的情况中，偏移检测器17(偏移调整电路)自身可以校正DC偏移并且将校正后 的值通知给偏移调整器10。这可以消除对为无线电通信设备的发送侧的DC偏移调整提供 专用测量电路的需要，从而防止电路尺寸的增大。偏移调整器10、正交调制器11、正交解调器14、相位锁定器16和实现偏移检测器 17的偏移调整电路可以被实现为集成电路，并且DC偏移调整可以通过数字处理来执行。虽然已经参考其中可变频率本地振荡器12被设置在发送侧并且在载波泄漏调整 期间本地振荡器12生成具有与接收侧的本地振荡器15生成的载波的频率不同的频率的载 波的示例描述了本示例性实施例，但是本发明不限于此。可以在发送侧设置用于正常操作 的本地振荡器和用于载波泄漏调整的本地振荡器，并且可以在这两个本地振荡器之间进行 切换。虽然已经参考其中在载波泄漏调整被执行时发送侧的载波的频率被改变的示例 描述了本示例性实施例，但是本发明不限于此。在载波泄漏被执行时，接收侧的载波的频率 可以被改变。(第一示例)将描述本示例性实施例的具体示例。图2是图示出第一示例中的无线电通信设备的配置的框图。参考图2，该无线电通 信设备包括图案(pattern)生成器21、开关22、滤波器23、偏移调整器24a和24b、DA转换 器25a和25b、正交调制器26、本地振荡器27、开关28、定向耦合器29、天线30、本地振荡器 31、正交解调器32、AD转换器33a和33b、自动DC偏移调整器34a和34b、复数乘法器35、 自动DC偏移调整器36a和36b、载波相位检测器37、环路滤波器38、数值控制振荡器39、图 案检测器40和控制器41。在载波泄漏调整期间，图案生成器21输出预定的测试信号。该测试信号例如具有 没有DC分量的随机图案。在本示例中，假定QAM调制方案被使用。相应地，图案生成器21 输出I信号和Q信号，这些信号可以通过对图案数据进行QAM映射来得到。这些信号在该 无线电通信设备的发送侧被调制并且在该无线电通信设备的接收处被解调。因此，优选地， 其图案可以在接收侧检测出的已知信号序列被用作图案数据。例如，优选地，诸如M序列之 类的伪随机数信号被使用并且被进行QAM映射。从图案生成器21输出的信号被耦接到开 关22。
输入到该无线电通信设备的信号以及来自图案生成器21的信号被耦接到开关 22，开关22根据来自控制器41的控制信号选择这些信号中的一个并且将其输出。在正常通 信期间，开关22选择从外部源输入该无线电通信设备的信号，并且在载波泄漏调整期间， 选择从图案生成器21提供的信号。在图2中，开关22处于载波泄漏调整位置。S卩，位置A 被选择。滤波器23对通过开关22输入的信号的波形进行整形并且将产生的信号输出。因 为滤波器23确定发送频谱的形状，所以具有提供系统所要求的频谱形状的特性的滤波器 被用作滤波器23。通常，数字滤波器被使用。频谱的形状可以通过控制数字滤波器的抽头 系数来确定。滤波器23的输出被连接到偏移调整器24。偏移调整器24a和24b具有向来自滤波器23的信号赋予(impart) DC偏移的功能。 偏移调整器24a用于I信道，而偏移调整器24b用于Q信道。偏移调整器24a和24b具有 相同的配置，但是彼此独立地调整I信道和Q信道的DC偏移。因此，单独的DC偏移信号被 从控制器41输入到偏移调整器24a和24b。图3图示出偏移调整器24的具体配置。参考图3，加法器42将来自滤波器23的 信号(图3中的信号输入)和来自控制器41的DC偏移信号(图3中的校正输入)相加在 一起。该相加消除了在正交调制器26的输入中所包含的DC偏移。DA转换器25a和25b分别将来自偏移调整器24a和24b的数字信号转换成模拟信 号，并且将模拟信号发送给正交调制器26。DA转换器25a用于I信道，而DA转换器25b用 于Q信道。正交调制器26使用来自本地振荡器27的载波来对从DA转换器25a和25b进行 的DA(数字-模拟)转换产生的模拟基带信号进行正交调制。本地振荡器27生成用于正交调制的载波。本地振荡器27是可变频率振荡器，在载 波泄漏调整期间，该本地振荡器27以与正常操作中的振荡频率不同的振荡频率进行振荡。 正常地，本地振荡器27以与接收侧的本地振荡器31相同的IF(中频)进行振荡。另一 方面，在载波泄漏调整期间，本地振荡器27以与本地振荡器31进行振荡的频率相差差分频 率的频率进行振荡，即，以(《c+ l)或(《c- l)的频率进行振荡。差分频率是 在载波泄漏调整期间、执行接收侧载波恢复的PLL的输入的载波频率的偏差。因此，差分频 率《 1相对于接收侧的PLL的捕获范围被设定为较小的值，以使得PLL可以捕获该频率。开关28根据来自控制器41的控制信号在载波泄漏调整操作和正常操作之间进行 切换。对于载波泄漏操作，开关28选择位置A以将来自发送侧的正交调制器26的信号反 馈到接收侧的正交解调器32。另一方面，对于正常操作，开关28选择位置B以将来自正交 调制器26的信号通过天线30发送，以及将在天线30处接收的信号输入到正交解调器32。定向耦合器29被设置在开关28和天线30之间，以耦合或者解耦合发送侧的信号 和接收侧的信号。天线30是发送和接收天线，其被连接到定向耦合器29。本地振荡器31生成要被用在正交解调中的具有频率的载波。正交解调器32通过使用来自本地振荡器31的载波来对来自开关28的信号进行 正交解调。从正交解调器32输出的I信号被发送给AD转换器33a，而Q信号被发送给AD 转换器33b。
AD转换器33a和33b分别将从正交解调器32进行正交解调产生的两个信道(即 I和Q)的模拟基带信号AD (模拟-数字)转换成数字信号。AD转换器33a用于I信道，而 AD转换器33b用于Q信道。 自动DC偏移调整器34a和34b分别接收来自AD转换器33a和33b的信号。在载 波泄漏调整期间，输入自动DC偏移调整器34a和34b的信号包含在发送侧生成的DC偏移 和在接收侧生成的DC偏移。自动DC偏移调整器34a和34b主要对在接收侧生成的DC偏 移进行校正。图4图示出自动DC偏移调整器34的具体配置。参考图4，通过加法器43接收信 号输入的增益调整器44和接收来自增益调整器44的输出的积分器45检测DC偏移，该DC 偏移是时间平均值。DC偏移的信号从积分器45被输出到加法器43。在载波泄漏调整期间，发送侧的本地振荡器27的频率和接收侧的本地振荡器31 的频率彼此不同，并且因此在发送侧生成的DC偏移分量作为具有旋转相位的分量出现在 偏移调整器34a和34b的输入处。具有旋转相位的分量通过时间平均而被消除。加法器43将来自AD转换器33的信号(该图中的信号输入)和与来自积分器45 的DC偏移相当的信号相加在一起。因为此信号输入是随机信号，所以如果该信号不包含DC偏移的话，则信号的平均 值将为0。然而，如果该信号包含DC偏移的话，则平均值将偏离0。此偏差通过积分器45 来检测。在接收侧生成的信号输入中所包含的DC偏移出现在平均值中并且因此被消除，而 在发送侧生成的DC偏移没有被校正而是被保留。自动DC偏移调整器34处的校正时间常数可以通过控制从增益调整器44输入到 积分器45的信号的幅度来确定。复数乘法器35、载波相位检测器37、环路滤波器38和数值控制振荡器39构成载 波恢复PLL。载波相位检测器37从自自动DC偏移调整器36a和36b输出的信号的信号点位置 检测载波相移(相位误差)。环路滤波器38对载波相位检测器37检测出的相位误差进行 积分以检测频率漂移量。指示出由环路滤波器38检测出的频率漂移量的信号被输入数值 控制振荡器39。数值控制振荡器39以由从环路滤波器38输入的信号所指示的频率进行振 荡。数值控制振荡器39输出复数乘法器35所需的正弦波信号和余弦波信号。复数乘法器 35使用来自数值控制振荡器39的信号(相位旋转信号)向来自自动DC偏移调整器34a和 34b的输入信号赋予相位旋转，从而锁定载波相位。自动DC偏移调整器36a和36b具有与图4中所示的自动DC偏移调整器34a和 34b相同的配置。然而，自动DC偏移调整器36a和36b与自动DC偏移调整器34a和34b的 不同在于自动DC偏移调整器36a和36b还将从积分器45输出的DC偏移的信号发送给控 制器41。自动DC偏移调整器36a和36b对来自复数乘法器35的输出中所包含的DC偏移 进行校正，并且将校正后的I和Q信号输出到外界，并且还将它们发送给图案检测器40和 载波相位检测器37。在载波泄漏调整期间，图案检测器电路40从来自自动DC偏移调整器36a和36b 的输出中检测从发送侧的图案生成器21发送的信号以获得载波恢复相位，并将其发送给 控制器41。这可以消除正交解调中的载波恢复相位的不确定性。
控制器41控制上述各部件的操作。在载波泄漏调整期间，控制器41根据预定的 过程来控制各部件的操作。对控制器41的输入有用于发起载波泄漏调整的触发信号(调 整开始信号)、指示从图案检测器40发送的载波恢复相位的信号、以及指示从自动DC偏移 调整器36发送的DC偏移控制值的信号。控制器41响应于调整开始信号而发起载波泄漏 调整。在载波泄漏调整期间，控制器41输出用于改变开关22和开关28处的选择的信号、 用于控制本地振荡器27的振荡频率的信号、以及指示对于偏移调整器24a和24b的DC偏 移校正值的信号，以控制各部件。操作的细节稍后描述。当完成载波泄漏调整之后，控制器 41输出指示调整完成的信号(调整结束信号)。下面将描述在本示例中由无线电通信设备执行的载波泄漏调整操作的细节。当无线电通信设备被加电时或者响应于载波泄漏调整请求，调整开始信号被输入 控制器41，控制器41然后发起载波泄漏调整操作。图5是图示出无线电通信设备用于载波泄漏调整的操作的流程图。参考图5，首 先，控制器41为执行载波泄漏调整进行设定(步骤101)。具体地，控制器41向开关22发 送控制信号以使得开关22选择位置A，从而使得用于调整的信号能够被从图案生成器21输 入到滤波器23。控制器41还向开关28发送控制信号以使得开关28选择位置A，从而使得 从正交调制器26输出的信号能够被反馈到正交解调器32。此外，控制器41还向本地振荡 器27发送控制信号以指导本地振荡器27以针对载波泄漏调整预设的频率(coc+col)进行 振荡。控制器41为DC偏移调整器24a和24b设定初始值。一旦上述设定已做出，正交调制器26就输出通过对图案生成器21生成的图案的 调制所产生的经过调制的波。该经过调制的波包括其频率与接收侧的本地振荡器31所生 成的载波相差差分频率的载波分量(《(3+ 1或者《(3- 1)。经过调制的波通过开关28被输入接收侧的正交解调器32。正交解调器32通过 使用由本地振荡器31生成的载波来对此经过调制的波进行正交解调，以生成I和Q基带信号。与发送侧的本地振荡器27所生成的载波的频率与接收侧的本地振荡器31所生成 的载波的频率之间的差相当的频率偏移保留在从正交解调器32输出的信号中。因此， 从正交解调器32输出的信号的载波相位被旋转了《 It。从正交解调器32输出的信号被AD转换器33a和33b转换成数字信号并且然后被 输入载波恢复PLL。载波相位的旋转被载波恢复PLL锁定。随此，解调完成。这里，图案检测器40检测由图案生成器21生成的图案。因为有四种捕获相位，所 以在从信号点的位置执行载波恢复时，图案检测器40确定这些捕获相位中的哪种相位要 被执行。在如图1所图示的使用模拟电路用于正交调制和解调的配置中，严重影响解调结 果的DC偏移可以在发送侧的DA转换器25和正交调制器26之间的部分赋予并且可以在接 收侧的正交解调器32和AD转换器33之间的部分赋予。在此，发送侧生成的DC偏移将被 称为第一 DC偏移，并且接收侧生成的DC偏移将被称为第二 DC偏移。首先将描述第二 DC偏移的校正。由本地振荡器的频率差确定的相位旋转《 It保留在从正交解调器32输出的信号 中。图6图示出输入自动DC偏移调整器34a和34b的信号的星图。假定所使用的调制方案是QPSK，如图6所图示的，信号点表现为旋转了 colt的圆。在正交解调器32和AD转换 器33a和33b之间生成的I和Q信道DC偏移表现为沿着I和Q轴的偏移。因此，此星图的 圆的中心从原点移位。表现为移位的第二 DC偏移可以通过计算沿着轴的信号的平均值来 检测。自动DC偏移调整器34a和34b检测第二 DC偏移并且自动调整第二 DC偏移。已由自动DC偏移调整器34a和34b从其消除了第二 DC偏移的信号的相位旋转被 载波恢复PLL停止。图7图示出输入自动DC偏移调整器36a和36b的信号的星图。旋转 被停止的信号相位的第一 DC偏移表现为如图7所图示的沿着I和Q轴的信号点的偏移。第一 DC偏移通过自动DC偏移调整器36a和36b校正。因为接收侧生成的第二 DC 偏移已经被较正，所以自动DC偏移调整器36a和36b的控制值(检测值)直接代表发送侧 的正交调制器26的偏移。经过解调的I和Q轴的值中的每个是输入正交调制器26的I和Q信号的任一信 号的再现。然而，经过解调的I和Q信号具有不确定性，因为有多个彼此相差90度的载波 捕获相位。即，I和Q信号的每个的DC偏移的值是发送侧的I和Q信道信号中的任一信号 的DC偏移或者相反极性的DC偏移。因为发送侧的本地振荡器27和接收侧的本地振荡器31在振荡频率上不同，所以 第一和第二 DC偏移可以被彼此区分开并且按照上述被调整。如果本地振荡器27和31以 相同的频率进行振荡，则从正交解调器32输出的信号的载波频率将为0，并且第一 DC偏移 的向量和第二DC偏移的向量之间的关系将是固定的。如果是这样的情况，则第一和第二 DC 偏移不能被彼此区分开。如果本地振荡器27和31这两个本地振荡器的频率彼此相差《1，则在载波恢复之 前的阶段第一 DC偏移分量旋转《 It,并且因此在输入信号被自动DC偏移调整器34时间平 均的点处第一 DC偏移消失。在载波恢复之后的阶段，自动DC偏移调整器36仅仅可看到第一 DC偏移，因为第 二 DC偏移已经通过自动DC偏移调整器34的校正而被消除。自动DC偏移调整器36仅需 对可观察到的第一 DC偏移进行校正。载波捕获相位可以通过图案检测器40基于发送侧的I信道信号和Q信道信号中 的哪种信号与从复数乘法器35输出的I信道和Q信道信号的各个相当而进行的图案检测 来确定。因此，控制器41可以基于自动DC偏移调整器36的控制值和图案检测器40所确 定的捕获相位来获得要被提供给偏移调整器24的控制值。控制器41为发送侧的偏移调整器24设定这样检测到的在自动DC偏移调整器36 处的控制值(步骤102)。然后，控制器41等待一段时间，直到系统变稳定为止，并且然后检测自动DC偏移 控制器36处的控制值(步骤103)并确定所检测到的控制值(检测值)是否小于预定阈值 (步骤104)。如果检测值大于或等于阈值，则控制器41返回步骤102并且重复处理。另一方 面，如果检测值小于阈值，则控制器41确定第一 DC偏移已被充分校正，即，载波泄漏已被校 正。在此情况中，控制器41输出调整结束信号以将关于各部件的设置重新设定为用于正常 操作的设置(步骤105)。此时，开关22和开关28被转到位置B，这是正常设置。本地振荡 器27被设定为以频率进行振荡。
在图5的流程图中所图示出的无线电通信设备的操作序列被控制器41控制。控 制器41可以由执行软件程序的处理器实现。(第二示例)虽然在图2中所图示的第一示例中，正交调制器和正交解调器都是用模拟电路来 实现的，但是在下面描述的第二示例中正交解调是被数字地执行的。因为在本示例中从接 收侧的正交解调器输出的模拟信号未被转换成数字信号，因此本质上不会有第二 DC偏移。 因此，第二示例的无线电通信设备不包括与图2中所图示的自动DC偏移调整器34a和34b 的等同物。图8是图示出第二示例的无线电通信设备的配置的框图。参考图8，该无线电通信 设备包括图案生成器21、开关22、滤波器23、偏移调整器24a和24b、DA转换器25a和25b、 正交调制器26、本地振荡器27、开关28、定向耦合器29、天线30、本地振荡器51、频率变换 器52、AD转换器33、数字正交解调器53、复数乘法器35、自动DC偏移调整器36a和36b、载 波相位检测器37、环路滤波器38、数值控制振荡器39、图案检测器40和控制器41。图案生成器21、开关22、滤波器23、偏移调整器24a和24b、DA转换器25a和25b、 正交调制器26、本地振荡器27、开关28、定向耦合器29、天线30、复数乘法器35、自动DC偏 移调整器36a和36b、载波相位检测器37、环路滤波器38、数值控制振荡器39、图案检测器 40和控制器41与第一示例中的那些相同。本地振荡器51生成用在频率变换中的具有频率的载波。频率变换器52通过 使用来自本地振荡器51的载波对来自开关28的信号的频率进行变换。AD转换器33将从 频率变换器52进行频率变换产生的模拟IF信号转换成数字信号并且将此数字信号发送给 数字正交解调器53。数字正交解调器53通过数字处理对输入的IF信号进行正交解调，并且将产生的 I信道和Q信道基带信号发送给复数乘法器35。(第三示例)在上述第一示例中，输出预定图案的信号的图案生成器21和检测此信号的图案 检测器40被用于确定载波捕获相位。在第三示例中，捕获相位是按照不同的方式被确定 的。在第三示例中的无线电通信设备使用旋转对称映射(rotational symmetry mapping) 和差分转换。这样的系统通常结合QAM方案使用。图9是图示出第三示例的无线电通信设备的配置的框图。参考图9，该无线电通 信设备包括帧图案插入器61、QAM映射电路62、差分转换器63、滤波器23、偏移调整器24a 和24b、DA转换器25a和25b、正交调制器26、本地振荡器27、开关28、定向耦合器29、天线 30、本地振荡器31、正交解调器32、AD转换器33a和33b、自动DC偏移调整器34a和34b、 复数乘法器35、自动DC偏移调整器36a和36b、载波相位检测器37、环路滤波器38、数值控 制振荡器39、差分转换器64、QAM解映射电路65、帧图案检测器66和控制器41。滤波器23、偏移调整器24a和24b、DA转换器25a和25b、正交调制器26、本地振 荡器27、开关28、定向耦合器29、天线30、本地振荡器31、正交解调器32、AD转换器33a和 33b、自动DC偏移调整器34a和34b、复数乘法器35、自动DC偏移调整器36a和36b、载波相 位检测器37、环路滤波器38、数值控制振荡器39和控制器41与图2中所图示的第一示例 中的那些相同。
13
帧图案插入器61以定期的间隔将预定的固定图案(帧图案)插入从该设备外部 的源输入并且要被发送的数据中，并且将此数据提供给QAM映射电路62。在接收侧，帧图案 可被检测以识别发送数据的帧结构。QAM映射电路62将已经被插入了帧图案的信号映射到旋转对称QAM星图中。差分转换器63根据来自控制器41的控制信号控制差分转换的执行和停止。当执 行差分转换时，差分转换器63计算被映射到QAM星图的顶部信号路径的相邻符号之间的差 并且发送此差。接收侧执行与此操作相反的操作以消除载波捕获的不确定性。本方法通常 用在QAM方案中。当差分转换器63不执行差分转换时，差分转换器63将输入信号按照原 样输出。来自差分转换器63的输出被提供给滤波器23。在接收侧，来自自动DC偏移调整器36a和36b的输出被输入到差分转换器64中。差分转换器64根据来自控制器41的控制信号控制差分转换的执行和停止。差分 转换器64对输入信号执行与发送侧的差分转换器63的操作相反的操作。来自差分转换器 64的输出被提供给QAM解映射电路65。QAM解映射电路65执行用于对经发送侧的QAM映射电路62映射的信号进行解映 射的处理。图10是图示出QAM解映射电路的配置的框图。参考图10，QAM解映射电路65包 括-1乘法器电路71a和71b以及解映射电路72a至72d。I和Q信道信号被输入QAM解映 射电路65中。-1乘法器电路71a将输入的Q信道信号乘以-1。-1乘法器电路71b将输入的I 信道信号乘以-1。解映射电路72a使用输入的I信道信号作为I信道的输入并且输入的Q信道信号 作为Q信道的输入来执行用于解映射QAM的处理。来自解映射电路72a的输出是0度旋转 数据。解映射电路72b使用输入的I信道信号作为Q信道的输入并且输入的Q信道信号 乘以-1作为I信道的输入来执行用于解映射QAM的处理。来自解映射电路72b的输出是 90度旋转数据。解映射电路72c使用输入的I信道信号乘以-1作为I信道的输入并且输入的Q信 道信号乘以-1作为Q信道的输入来执行用于解映射QAM的处理。来自解映射电路72c的 输出是180度旋转数据。解映射电路72d使用输入的I信道信号乘以-1作为Q信道的输入并且输入的Q 信道信号作为I信道的输入来执行用于解映射QAM的处理。来自解映射电路72d的输出是 270度旋转数据。来自解映射电路72a至72d的四个相位输出中的经过解映射的信号被提供给帧图 案检测器66。帧图案检测器66从自QAM解映射电路65提供的四种相位的经过解映射的信号检 测帧图案，并且将已从其中检测到帧图案的相位作为载波相位通知给控制器41。将描述本示例中由无线电通信设备执行的载波泄漏调整操作。当调整开始信号被输入了时，控制器41发送控制信号以指示发送侧的差分转换 器63和接收侧的差分转换器64停止差分转换。此目的是使得能够确定载波恢复相位。控制器41为偏移调整器24a和24b设定初始值。此外，控制器41发送控制信号以指示发送 侧的本地振荡器27以针对载波泄漏调整预设的频率((coc+col)或者(coc-col))进行振 荡。控制器41还发送控制信号以使得开关28选择位置A。一旦控制器41做出了如上所述的设置，就在接收侧处以预定的载波相位恢复载 波。帧图案检测器66对从QAM解映射电路65提供的四种相位的信号执行帧图案检测。其 中检测到帧图案的信号的相位被确定为载波恢复相位。因为载波恢复相位是在此时确定 的，所以可以确定正交调制器26的输入处的哪个DC偏移与自动DC偏移调整器36a和36b 的控制值相当。通过如第一示例中那样基于确定来设置要在偏移调整器24a和24b处被校 正的DC偏移的值，载波泄漏可以被调整。针对第一和第三示例所描述的用于确定载波相位的方法仅仅是说明性的，并且可 以使用其它的确定方法。例如，在不使用差分转换进行载波恢复相位检测的系统中，可以使 用通过在该系统中可使用的方法检测到的载波相位。已经针对示例性实施例和示例描述了本发明，但是应当明白，本发明不局限于这 些示例性实施例和示例。在不脱离本发明的范围的情况下，可以对在权利要求中所定义的 本发明的配置和细节做出本领域技术人员可以理解的各种修改。本申请基于并要求2007年12月10的在先日本专利申请No. 2007-318444的权益 和优先权，其全部内容通过引用被结合于此。
权利要求
一种无线电通信设备，包括正交调制装置，用于在载波泄漏调整期间通过使用具有与接收侧的频率不同的频率的载波来对外出信号进行正交调制；反馈装置，用于将从通过所述正交调制装置进行的正交调制产生的经过调制的波反馈到所述接收侧；正交解调装置，用于对通过所述反馈装置反馈的经过调制的波执行正交解调；相位锁定装置，用于对从通过所述正交解调装置进行的正交解调产生的信号的相位进行锁定，以使得该相位与所述发送侧的相位相匹配；偏移检测装置，用于通过对相位被所述相位锁定装置锁定的信号进行时间平均来检测直流偏移；以及第一偏移调整装置，用于基于通过所述偏移检测装置检测出的直流偏移的值，来对要通过所述正交调制装置进行正交调制的所述外出信号的直流偏移进行校正。
2.根据权利要求1所述的无线电通信设备，还包括第二偏移调整装置，所述第二偏移 调整装置用于通过对通过所述正交调制装置获得的信号进行时间平均来检测直流偏移，基 于检测值对所述信号的直流偏移进行校正，并且将校正后的信号发送给所述相位锁定装 置。
3.根据权利要求1或2所述的无线电通信设备，其中，所述偏移检测装置还用作第三偏 移调整装置，所述第三偏移调整装置用于基于在相位被所述相位锁定装置锁定的信号中检 测出的直流偏移的值来对所述信号的直流偏移进行校正；并且所述无线电通信设备还包括图案生成装置，用于在载波泄漏调整期间生成预定图案，该预定图案将被输入到所述 直流调制装置；图案检测装置，用于检测直流偏移已通过所述第三偏移调整装置被校正的信号中的图 案，以确定载波恢复相位。
4.根据权利要求3所述的无线电通信设备，其中在载波泄漏调整期间，具有由所述图 案生成装置生成的图案的信号被用作要通过所述正交调制装置进行正交调制的外出信号， 并且所述图案检测装置将检测到所述图案的相位确定为载波恢复相位。
5.根据权利要求3所述的无线电通信设备，其中，由所述图案生成装置生成的图案被 以定期的间隔插入所述外出信号，并且所述图案检测装置将检测到以定期的间隔插入的所 述图案的相位确定为载波恢复相位。
6.根据权利要求5所述的无线电通信设备，还包括映射装置，用于对已插入了所述图案的信号进行旋转对称映射；第一差分转换装置，用于计算通过所述映射装置进行的映射而产生的信号的顶部路径 的相邻信号之间的差，并且用于将此差作为要通过所述正交调制装置进行正交调制的外出 信号而发送；第二差分转换装置，用于对来自所述第三偏移调整装置的输出执行与所述第一差分转 换装置所执行的操作相反的操作，并且用于输出所产生的输出；以及解映射装置，用于对来自所述第二差分转换装置的输出进行旋转对称解映射，并且用 于将所产生的信号发送给所述图案检测装置；其中，在载波泄漏调整期间，所述第一差分转换装置和所述第二差分转换装置停止信 号转换操作。
7.根据权利要求1到6中的任一项所述的无线电通信设备，还包括控制装置，所述控制 装置用于使得所述第一偏移调整装置重复所述直流偏移校正并且用于使得所述偏移检测 装置重复所述直流偏移检测，直到在通过所述第一偏移调整装置进行的直流偏移校正之后 通过所述偏移检测装置检测出的直流偏移变得小于预定 阈值为止。
8.一种用于调整设备内的直流偏移的直流偏移调整方法，该方法包括在所述发送侧，在载波泄漏调整期间，通过使用具有与接收侧的频率不同的频率的载波来对外出信号 进行正交调制；以及将从所述正交调制产生的经过调制的波反馈到所述接收侧； 在所述接收侧，对所反馈的经过调制的波执行正交解调；将从所述正交解调产生的信号的相位进行锁定，以使得该信号的相位与所述发送侧的 相位相匹配；通过对相位被锁定的信号进行时间平均来检测直流偏移；以及 在所述发送侧，基于在所述接收侧检测出的直流偏移的值，来对要被进行正交调制的所述外出信号的 直流偏移进行校正。
9.根据权利要求8所述的直流偏移调整方法，其中 在所述接收侧，对从正交解调产生的信号进行时间平均以检测直流偏移，基于检测值对直流偏移进行 校正，并且对直流偏移已被校正的信号执行处理以锁定该信号的相位。
10.根据权利要求8或9所述的直流偏移调整方法，其中 在所述发送侧，预定图案被生成并且被用在所述外出信号中； 在所述接收侧，在相位被锁定的信号中检测出的直流偏移被通知给所述发送侧，并且该信号的直流偏 移基于所述直流偏移来被校正；以及在直流偏移已被较正的信号中检测所述图案，以确定载波恢复相位。
11.根据权利要求10所述的直流偏移调整方法，其中在所述发送侧，具有所生成的图案的信号在载波泄漏调整期间被用作所述外出信号；并且在所述接收侧，已检测到所述图案的相位被确定作为载波恢复相位。
12.根据权利要求10所述的直流偏移调整方法，其中在所述发送侧，所生成的图案被以定期的间隔插入所述外出信号；并且 在所述接收侧，已检测到以定期的间隔插入的所述图案的相位被确定作为载波恢复相位。
13.根据权利要求12所述的直流偏移调整方法，其中 在所述发送侧，对已插入了所述图案的信号进行旋转对称映射；对从所述旋转对称映射产生的信号执行差分转换操作以计算该信号的顶部路径的相 邻符号之间的差，并且将产生的信号作为所述外出信号进行正交调制；在所述接收侧，对直流偏移已被校正的信号执行与所述差分转换操作相反的操作，并且对所述信号进 行旋转对称解映射以在从所述旋转对称解映射产生的信号中检测所述图案；并且在载波泄漏调整期间，所述差分转换操作和与所述差分转换操作相反的操作被停止。
14.根据权利要求8到13中的任一项所述的直流偏移调整方法，其中所述发送侧的直流偏移校正和所述接收侧的直流偏移检测被重复，直到在所述发送侧 的直流偏移校正之后在所述接收侧检测出的直流偏移变得小于预定阈值为止。
15.一种直流偏移调整程序，所述程序用于使得计算机执行用于调整设备内的直流偏 移的处理，所述程序使得计算机执行设定过程，用于在载波泄漏调整期间在发送侧进行设定，以通过使用具有与接收侧的 频率不同的频率的载波来对外出信号进行正交调制，并且将从所述正交调制产生的经过调 制的波反馈到所述接收侧；校正过程，用于在所述接收侧使得所述发送侧基于通过将从对所反馈的经过调制的波 的正交解调产生的信号相位进行锁定以使得该相位与所述发送侧的相位相匹配并且对相 位被锁定的信号进行时间平均而检测出的直流偏移的值，对要进行正交调制的所述外出信 号的直流偏移进行校正；以及确定过程，用于对在所述接收侧检测出的经过校正的直流偏移的值与预定阈值进行比 较，并且如果所述经过校正的直流偏移的值大于或等于所述阈值，则返回到所述校正，如果 所述经过校正的直流偏移的值小于所述阈值，则清除在所述设定过程中做出的设置以结束 调整。
全文摘要
在发送侧，在载波泄漏调整期间，正交调制装置使用具有与接收侧不同频率的载波来对外出信号进行正交调制。反馈装置将从正交调制产生的经过调制的波反馈到接收侧。在接收侧，正交解调装置对反馈来的经过调制的波进行正交解调。相位锁定装置将从正交解调产生的信号的相位锁定以使得该相位与发送侧的相位相匹配。偏移检测装置对相位被锁定的信号进行时间平均以检测直流偏移。在发送侧，基于在接收侧检测出的直流偏移的值，偏移调整装置对要被进行正交调制的外出信号的直流偏移进行校正。
文档编号H04L27/38GK101897163SQ20088012001
公开日2010年11月24日 申请日期2008年10月28日 优先权日2007年12月10日
发明者川合雅浩 申请人:日本电气株式会社