技术领域本发明总体涉及信号处理，并且具体涉及用于相位噪声抵消的方法、系统和装置。
背景技术：
信号通常利用电子电路或者组建的集成电路来处理以执行一个或多个所需操作。例如，表示信息或携带信息的信号(例如声音、视频、图像和数据)被处理以便于通过通信信道传输和接收该信息。通常，被实施用于处理信号的电路和信号通过其被传输的介质(例如，通信信道)引入相位噪声。该相位噪声通常劣化接收器处的信噪比。这种劣化降低提取由信号携带或代表的信息的概率。在另一示例系统中，处理信号以确定或者测试设备(例如集成电路)的性能。由测试电路/系统引入的相位噪声可能降低测试结果的精确度。
技术实现要素：
在所述示例中，第一信号和导频信号被组合以形成组合信号。该组合信号被处理以形成变换组合信号。将第一部分和第二部分从所述变换组合信号中分离。利用所述第二部分抵消第一部分中的相位噪声。附图说明图1A是示例系统的方框图。图1B到图1E是示出相位噪声的影响的图形。图2是用于抵消相位噪声的实施例的技术的流程图。图3是发射器和接收器的方框图，其中相位噪声被抵消。图4是不同路径上的一组信号的图形。图5A是常规的频率分集传输系统的方框图。图5B是图5A的系统中的一组示例信号的图形。图6A是示例实施例的频率分集发射器的方框图。图6B是图6A的发射器中的一组示例信号的图形。图7是常规的测试系统的方框图。图8是用于测试接收器的装置的方框图，该接收器没有被配置/实施以分离/处理导频信号。具体实施方式图1A是示例系统100的方框图，其包含发射器110、通信信道120和接收器130。发射器110被配置为处理携带在路径101上接收的信息的信号。在一个实施例中，发射器110处理信号以便通过通信信道120传输。发射器110可以执行基带信号处理、调制、上变频、射频放大和其他操作以便在通信信道120上传输信号。通信信道120可以被实施为无线信道。例如，通信信道120可以是占用射频频带的射频信道。可替换地，通信信道120可以是有线信道，例如电缆网络或DSL网络。因此，发射器110可以处理信号以符合通信信道120的规范。发射器110在路径112上输出处理的信号。接收器130在路径123上接收来自通信信道120的信号。接收器130被配置为通过处理接收的信号结合在发射器110处处理的信号来提取原始信号/信息。例如，接收器130可以执行滤波操作、下变频、解调制和(多个)其他操作以便提取原始信号或信息。在一个实施例中，在发射器110、接收器130和通信信道120内的电路、组件和设备可能改变在路径101上接收的信号的相位，例如通过在信号内引入相位噪声来改变信号的相位。因此，在接收器处提取的信号可能不能精确地表示信号和/或提取信息(或者存在于信号中的数据)的概率可能被降低。图1B是在频域内的示例信号的频谱151的图形。图1C是在频域内的示例接收信号的频谱159的图形。接收信号频谱159的扩展部分154和156(下文中称为带宽的增加)表示由发射器110、接收器130和通信信道120内的一个或多个电路、组件和设备所引入的相位噪声的不期望的影响。图1D是示例信号的信号星座图。该星座被示为具有16个点，其表示示例信号的16个数据符号。点171表示信号的一个示例数据符号。图1E是示例接收信号的信号星座图。扩展(spread)179表示随着时间的推移对应于点171的接收数据信号。因此，每个信号点被示为有限区域上的扩展。扩展179是相位噪声的不期望的影响的示例表示。由于相位噪声导致的频谱内的不期望的延伸(参考图1C)和星座图中的扩展(参考图1E)降低了从接收信号中提取精确的数据或信息的概率。在一个实施例中，发射器110和接收器130被配置为消除相位噪声和/或降低相位噪声的不期望的影响。下面详细描述了可以消除相位噪声的影响或降低其影响的方式。图2是用于消除相位噪声的示例实施例的技术的流程图。在方框210中，发射器110被配置为接收从基带信号源(例如，声音传感器)接收到的信号，以便通过通信信道传输。该信号可以是具有有限带宽(被称为信号带宽)的基带信号。发射器可以被配置为通过合适的接口接收来自外部系统的信号。可替换地，可以从发射器110内的电路组件获取/接收信号。在方框图220中，发射器110被配置为产生在信号带宽以外的导频信号。该导频信号可以包含单频信号或者与信号带宽相比的窄带信号。导频信号可以以稍微在信号带宽之外的频率为中心，使得导频信号可以利用滤波器或者用于分离信号的其他技术从信号中分离。在方框图230中，发射器110被配置为处理信号和导频信号以便传输。例如，发射器可以(利用诸如加法器的组合器)将信号和导频信号两者组合并处理组合该组合信号以便传输。发射器对组合信号执行期望的操作，例如滤波、调制、上变频和其他操作。组合信号随后通过通信信道120传输。在方框图240中，接收器130被配置为接收传输信号。接收器可以通过合适的接口接收来自通信信道120的传输信号。例如，传输信号可以由RF天线和相应的RF接收器接收，例如外差接收器。接收器可以被配置为接收覆盖信号和导频信号的频率范围中的信号。在方框图250中，接收器130被配置为从接收信号中分离信号部分和导频信号。在一个实施例中，接收器被配置为将接收信号下变频为基带/中频带。下变频的接收信号通过不同的滤波器，该滤波器在两个单独的路径上(从下变频的接收信号中)提取信号部分和导频信号。在方框图260中，接收器130被配置为利用接收的导频信号来修正信号部分的相位噪声。在一个实施例中，接收器根据导频信号确定相位噪声。确定的相位噪声被用来修正在信号部分的相位噪声。可替换地，导频信号可以与信号混频/相乘以消除相位噪声。图3展示了信号发射器301和接收器309。信号发射器301包含基带(BB)信号源310、导频信号源320、本地振荡器330、加法器315和混频器325。接收器309包含混频器340和370、接收器本地振荡器345和带通滤波器(BPF)350和355。基带信号源310提供基带信号(BB信号)以便传输。基带信号源310可以包含被配置为根据所需的传输协议执行基带信号处理和调制的电路。例如，基带信号源310可以提供具有有限带宽的QPSK调制信号、BPSK调制信号、AM调制信号、FM调制信号、FDM调制信号、OFDM调制信号和MSK调制信号。基带信号可以占用接近0的频带。在可替换的实施例中，基带信号源可以包含被配置为提供用于传输的基带信号的外部设备。导频信号源320提供导频信号。导频信号可以包含单一频率(例如正弦或余弦信号)的信号。在另一个实施例中，导频信号可以包含频带比基带信号的带宽更窄的信号。导频信号被选择并且以某一频率为中心，该频率位于基带信号的频带之外。例如，导频信号可以被选择以便与基带信号容易区分。在一个实施例中，基带信号的一部分可以被用作导频信号，该部分周围具有足够的保护带宽以将其从基带信号的剩余部分中过滤。在可替换的实施例中，基带信号的未使用部分(例如不携带任何信息的一部分)可以作为导频信号。加法器315将BB信号与导频信号相加以形成组合信号。该相加可以在时域或频域中的任何一者中执行。组合信号在路径312上提供。本地振荡器330提供更高频率的第一参考频率信号。可以利用任何合适的技术来实施本地振荡器330。在一个实施例中，本地振荡器330可以包括频率合成器。本地振荡器330可以引入相位噪声到第一参考频率信号。乘法器325将参考频率信号和组合信号相乘或混频以转移基带信号和导频信号的中心频率。因此，组合信号的中心频率被转移与参考信号相关的因子(factor)(被称为上变频)。进一步，在参考频率信号内的相位噪声可以在上变频组合信号中引入相位噪声。由混频器产生的其他分量可以利用合适的滤波器移除。上变频信号提供在表示信道的路径324上。在接收器309中的本地振荡器345提供较低频率的第二参考频率信号。本地振荡器345可以与本地振荡器330相似。混频器(乘法器)340将第二参考频率信号和在路径324上接收的信号相乘或者混频以朝向基带转移接收信号的中心频率(被称为下变频)。因此，接收信号的中心频率朝向基带转移某个因子，该因子与第二参考频率相关。由混频器产生的其他分量可以利用合适的滤波器移除。下变频信号提供在路径341上。带通滤波器(BPF)350被配置为使基带信号通过并且阻止/减弱其他频率信号，包含导频信号。同样地，BPF355被配置为使导频信号通过并阻止/减弱带通信号。因此，(从导频信号中分离出来的)带通信号被提供在路径360上。(从带通信号中分离出来的)导频信号被提供在路径365上。在路径360和365上的带通信号和导频信号受混频器325和340引入的相位噪声的影响。乘法器370将路径360上的(受相位噪声影响的)基带信号与路径365上的(也受相位噪声影响的)导频信号相乘，从而抵消/消除/减少在路径360上的基带信号内的(由混频器325和340引入的)相位噪声。乘法器运算导致通过滤波去除的其他信号分量。具有减少的相位噪声的基带信号被提供在路径399上以便进一步处理。在下文中结合示例基带信号进一步描述相位噪声被减小的方式。图4包含被提供在路径312上的来自BB信号源310的示例基带信号的图形405。基带信号被示为位于中心频率零并且占用从-Fb1到+Fb1的频带(2Fb1的带宽)。图形410表示以频率f1为中心的示例导频信号。该导频信号被示为频率f1的单一频率信号(例如正弦信号或余弦信号)。然而，在可替换的实施例中，导频信号可以占用有限带宽。如图4所示，导频信号被选择在基带信号之外，其具有足够的频率间隙以便滤波器操作。图形415表示提供在路径317上的来自加法器315的组合信号。因此，在图形415中展示的组合信号被处理以便传输。图形420代表由本地振荡器330在路径332上提供的第一参考频率信号。在图形420中的第一参考频率信号被示为具有中心频率f2并占用有限带宽。有限带宽表示由本地振荡器330引入的相位噪声。频率f2可以在RF通信频带中选择，例如VHF和UHF。图形425表示在路径324上提供的混频器325的输出。因此，在图形415中的组合信号(带宽信号406和导频信号410)被转移到更高频带。在一个实施例中，频率f3可以大体上等于f1+f2。由于本地振荡器330引起的相位噪声的影响被显示为扩展的带宽。图形430表示由本地振荡器345在路径344上提供的第二参考频率信号。第二参考频率430被显示为具有中心频率f4并占用有限带宽。有限带宽表示由本地振荡器345引入的相位噪声。频率f4可以被选择以将信号下变频到基带区域。在一个实施例中，频率f4可以被选择大体上等于适用于进一步处理的频率f2。图形435表示路径346上的由混频器340提供的信号。信号435被示为中心位于频率f5和f6。频率f5可以大体等于f2-f4，而f6可以大体等于f3-f4。因此，信号435表示下变频的接收信号。由本地振荡器345引起的相位噪声的影响被显示为信号的扩展的带宽。信号440表示由带通滤波器355提供的在路径365上的信号。因此，在路径365上的信号被显示为不具有基带信号分量。图形445表示路径360上的由带通滤波器350提供的信号。在路径360上的信号被显示为只包含基带信号分量。图形450表示路径399上的由混频器370提供的信号(不需要的信号分量被过滤)。如图所示，由本地振荡器330和345引入的相位噪声的影响被抵消，并且不具有扩展的带宽的基带信号(中心位于频率f7，其大体上等于导频信号)被提供在路径399上。因此，导频信号被有利地用于移除/抵消由发射器和接收器的部件引入的相位噪声。在可替换的实施例中，信号中未被使用的部分可以被用于替换导频信号来抵消相位噪声。例如，带通滤波器355可以被配置为仅使信号的未被使用的部分通过。可替换地，用于同步目的(例如在OFDM系统中)的任何导频信号可以被有利地用于相位噪声的抵消。下文详细描述了其中信号的部分被有利地用于相位噪声抵消的示例实施例。图5A是常规的频率分集传输系统的框图。图5B是图5A的系统内的一组示例信号的图形。用于传输的示例信号560包含中心在两个不同频率f1和f2的相同信息的多个副本。通常，相同的信息在两个不同频带上传输以克服接收器的干扰。DAC(数模转换器)510将数字信号转换为模拟信号以便传输。混频器520利用参考频率信号570对信号560的模拟形式进行上变频。利用本地振荡器产生参考频率信号570。在上变频信号580中扩展的带宽(两侧的斜坡)表示由本地振荡器(或者参考频率信号)引入的相位噪声。该相位噪声可以劣化在接收器处的信噪比，因此降低精确提取信号的概率。图6A是示例实施例的频率分集发射机601的方框图。图6B是在发射器601内的一组示例信号的图形。如图6B所示，发射器601接收在频带650和655上的信息的两个副本。移相器610将频带中的一个(例如655)的相位转换180度。因此，频带650和相位变换的频带670(在图6B中)被提供给DAC620。DAC620将由频带650和670表示的信号转换为模拟形式以便传输。混频器630对从DAC620接收的信号进行上变频。信号650和670的上变频的副本691被显示为在两侧具有斜坡，其描绘由本地振荡器和混频器630引入的相位噪声。然而，由于频带650和670的副本的相位变换版本，在691和695中的在发射器混频器630处被引入的相位噪声可以作为频带650和670之间的相位差而被获取。因此，相位噪声可以被有效抵消或者移除。下文进一步描述可以在测试器(其测试设备)中去除相位噪声的影响的方式。图7展示了测试器701，其包含信号源710、本地振荡器720和混频器730。信号源710提供用于测试的参考信号。利用本地振荡器720和混频器730对参考信号进行上变频(频率变换)。上变频的信号被提供给待测试设备(DUT)709(例如接收器)。从接收器中提取的信号与由信号源710提供的信号相比较来估计DUT709的性能。然而，该测试的结果可能不能精确表示DUT709的性能，因为在测试器701中的本地振荡器720(和混频器730)已经在提供给DUT709的测试信号中引入了相位噪声。因此，估计的误差可能不能反应由DUT709单独引起的误差。下文描述了用于精确执行测试的技术。在一个实施例中，图3中的发射器301可以被配置为作为测试器操作。图3中的接收器309可以表示接收器DUT。在一个实施例中，接收器309可以包含被配置为通过无线天线或者通过接口I/O引脚接收测试信号的集成电路。因此，接口路径324可以被实施为有线通信线路。本地振荡器330可以被实施为低成本本地振荡器。基带信号源310和导频信号源320分别被实施为基带信号发生器和信号发生器。因此，基带信号的幅值和相位角可以表示为BB(t)和ΦBB(t)。导频信号(pilotsignal)可以被表示为ωpilot。因此在路径324上的信号可以被表示为如下关系式：其中ωc表示本地振荡器330的中心频率，表示发射器/测试器301的相位噪声，而A0和A1表示相应信号分量的幅值。由本地振荡器345产生的在路径344上的信号可以被表示为如下关系式：其中ωIF表示本地振荡器345的中心频率，表示由接收器LO345引入的相位噪声。在BPF350之后在路径360上的信号(基带信号成分)可以被表示为如下关系式：相似的，在BPF355之后在路径365上的信号可以被表示为如下关系式：在路径399上的信号可以通过将关系式(3)和(4)相乘得到，如下：在关系式(5)中，第一项A5*cos(ωpilot*t-ΦBB(t))*BB(t)表示没有相位噪声的基带信号。第二部分可以利用带通滤波器(未显示)进行滤波。因此，接收器DUT可以被精确测试，或者相位噪声的影响可以被减弱。然而，测试器301适合测试被配置/实施为分离/处理导频信号(与接收器309相似)的设备。下文描述用于测试没有被配置/实施为分离/处理导频信号的其他设备的技术。图8是用于测试接收器DUT的装置的方框图，该接收器DUT没有被配置/实施为分离/处理导频信号。方框图展示接收器DUT809、导频信号源805、发射器/信号源810、外部混频器815、加法器820和导频BPF835。接收器DUT809包含接收器本地振荡器(RLO)830、接收端器混频器、信号BPF940和ADC845。信号源810提供了中心在频率ωc处的信息信号用于测试。在可替换的实施例中，信号源810可以是发射器，该发射器传送被载波频率ωc偏移的信息信号。测试信号可以被表示为如下关系式：(6)A1cos[ωct+ΦBB(t)]*BB(t)。导频信号源805产生导频信号用于相位噪声修正。导频信号由载波频率ωc移频/偏移。导频信号被提供在路径802上并且可以被表示为如下关系式：(7)(A2*cos[(ωc-ωpilot)*t]。接收器本地振荡器(RLO)830产生频率ωif的接收器参考频率信号，该频率ωif具有被载波频率ωc偏移的频率。接收器参考信号可以被表示为如下关系式：其中表示接收器本地振荡器的相位噪声。外部混频器815将从导频BPF835接收的信号和测试信号相乘。来自外部混频器的相乘信号被提供在路径812上。加法器820将在路径812上的该相乘信号与路径802上的导频信号相加。相加信号/结合信号被提供在路径822上作为到接收器混频器825的输入信号。接收器混频器825将路径822上的信号和接收器参考频率信号(由上文中关系式(8)表示)相乘。接收器混频器825的输出被分接(tapped)并被提供给外部带通滤波器，该外部带通滤波器被配置为使导频音(pilottone)ωc-ωpilot通过。导频BPF的输出可以被表示为：在稳定状态下，在路径812上的信号可以被表示为如下关系：(9)A5*BB(t)*{cos[(ωc-ωIF+ωpilot)*t+Φrx(t)+*ΦBB(t)]+cos[(ωc+ωIF-ωpilot)*t-Φrx(t)+*ΦBB(t)]