調(diào)制系統(tǒng)、調(diào)相系統(tǒng)和用于減輕調(diào)制誤差的方法

背景技術(shù)：
現(xiàn)代通信系統(tǒng)利用各種調(diào)制技術(shù)來傳送信息。常見調(diào)制技術(shù)的一些示例包括調(diào)頻（FM）、調(diào)幅（AM）、調(diào)相（PM），等等。調(diào)頻是通過改變載波的瞬時(shí)頻率來在載波上傳送信息的調(diào)制形式。調(diào)相是隨載波的瞬時(shí)相位的變化表示信息的調(diào)制形式。對于包括調(diào)相的各種調(diào)制技術(shù)的一個(gè)因素是所使用的頻率的范圍。頻率的范圍通常被稱為帶寬。一種變化是窄帶帶寬，其通常用于一些無線電傳輸系統(tǒng)。窄帶使用相對窄的頻率范圍。另一個(gè)變化是寬帶帶寬，通常音樂或語音的用于FM廣播。寬帶使用相對更寬的頻率范圍，但可能具有更低的信噪比。附圖說明圖1是傳統(tǒng)的基于極化調(diào)制器的系統(tǒng)。圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的調(diào)相系統(tǒng)。圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的基于DTC的調(diào)相器的線性模型。圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的另一個(gè)調(diào)相系統(tǒng)。圖5是利用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的自適應(yīng)控制機(jī)制的調(diào)制系統(tǒng)的框圖。圖6是說明了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于減輕調(diào)制誤差的方法的流程圖。具體實(shí)施方式本發(fā)明包括促進(jìn)極化調(diào)制器特性的方法和系統(tǒng)，該極化調(diào)制器特性包括用于寬帶調(diào)相的線性度和增益。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例涉及具有鎖相環(huán)和自適應(yīng)控制的調(diào)制系統(tǒng)。鎖相環(huán)被配置成接收輸入信號和自適應(yīng)信號。輸入信號是未調(diào)制信號，諸如相位分量或相位信號。鎖相環(huán)還被配置成提供誤差信號和輸出信號。誤差信號指示一個(gè)或多個(gè)調(diào)制誤差。輸出信號是輸入信號的調(diào)制版本，其已經(jīng)通過使用自適應(yīng)信號進(jìn)行校正以減輕該一個(gè)或多個(gè)調(diào)制誤差。本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例涉及調(diào)制系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括相位檢測器、環(huán)路濾波器、數(shù)控振蕩器、移相部件和自適應(yīng)控制。相位檢測器被配置成在第一和第二輸入處接收參考時(shí)鐘和反饋信號，并根據(jù)這些輸入生成相位檢測器輸出。環(huán)路濾波器被配置成接收相位檢測器輸出并生成調(diào)制誤差信號。調(diào)制誤差信號包括一個(gè)或多個(gè)調(diào)制誤差，諸如失真、增益誤差和相位誤差。數(shù)控振蕩器被配置成接收調(diào)制誤差信號并提供振蕩器輸出信號。移相部件被配置成接收振蕩器輸出信號并至少部分地根據(jù)自適應(yīng)增益控制信號將相位進(jìn)行偏移，以及提供調(diào)制的輸出信號。在一個(gè)示例中，調(diào)制的輸出信號是調(diào)相輸出信號。自適應(yīng)控制被配置成接收誤差信號并至少部分地根據(jù)該誤差信號生成自適應(yīng)控制信號。自適應(yīng)控制可以根據(jù)誤差信號確定或識別一個(gè)或多個(gè)調(diào)制誤差，并生成自適應(yīng)控制信號以便減輕所識別的一個(gè)或多個(gè)調(diào)制誤差。本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例涉及用于減輕調(diào)制誤差的方法。提供了輸入信號。輸入信號是未調(diào)制信號，諸如相位分量或相位信號。從該輸入信號獲得一個(gè)或多個(gè)調(diào)制誤差信號。一個(gè)或多個(gè)調(diào)制誤差信號可包括調(diào)制誤差，其包括但不限于增益誤差、線性度誤差、相位失真，等等。根據(jù)該一個(gè)或多個(gè)調(diào)制誤差信號來確定調(diào)制誤差量。該調(diào)制誤差量可包括用于增益誤差、線性度誤差、相位失真等等的誤差量。根據(jù)所確定的調(diào)制誤差來確定自適應(yīng)調(diào)整。該自適應(yīng)調(diào)整是減輕或補(bǔ)償所確定的調(diào)制誤差的值或控制信號。然后將自適應(yīng)調(diào)整施加到調(diào)制的輸出信號以減輕所識別的或確定的調(diào)制誤差。極化調(diào)制器利用調(diào)相作為調(diào)制機(jī)制的一部分。包括高級蜂窩標(biāo)準(zhǔn)、通用移動(dòng)電信系統(tǒng)（UMTS）、長期演進(jìn)（LTE）的一些通信標(biāo)準(zhǔn)要求寬帶調(diào)相。然而，使用寬帶頻率可能使提供促進(jìn)信號質(zhì)量的重要的通信參數(shù)成為挑戰(zhàn)。這些參數(shù)包括準(zhǔn)確度、線性度和增益。圖1是傳統(tǒng)的基于極化調(diào)制器的系統(tǒng)100。示出系統(tǒng)100來說明對用于寬帶調(diào)相的線性度的挑戰(zhàn)。系統(tǒng)100包括參考時(shí)鐘102、時(shí)間到數(shù)字轉(zhuǎn)換器（TDC）104、環(huán)路濾波器106、數(shù)控振蕩器（DCO）108、多除法器部件（112）、sigmadelta部件114、信道字122、K部件118、delta時(shí)間（T）部件116、d/dt部件120、以及phi部件124。該系統(tǒng)100，類似傳統(tǒng)極化調(diào)制器，使用數(shù)字PLL內(nèi)部的DCO108來將調(diào)相信號施加到RF載波。然而，DCO108使用LC槽來設(shè)置和調(diào)整頻率。LC槽通常通過線性改變LC槽的電容而被調(diào)整。然后，典型的LC槽具有非線性調(diào)諧特性。LC槽：與其中CFIX是固定電容，CVAR是可切換單位電容，以及yTUNE是調(diào)諧值，即接通的單位電容的數(shù)量。包括寬帶蜂窩信號的寬帶通信要求寬調(diào)諧范圍，其增加了調(diào)諧非線性度的效果。非線性度可能導(dǎo)致使由系統(tǒng)100所輸出的信號質(zhì)量失真和降級。失真可能導(dǎo)致在蜂窩標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的輸出信號違背光譜和誤差向量大?。‥VM）限制。用以減輕用于寬帶調(diào)相的非線性度的一種技術(shù)是通過在DCO之前施加反向非線性度所輸入的數(shù)字調(diào)諧的數(shù)字線性化。用以減輕用于寬帶調(diào)制的非線性度的另一種技術(shù)是縮放DCO變抗器（LC槽）以便補(bǔ)償非線性度。然而，這些技術(shù)示出了當(dāng)要被線性化的頻率范圍相對大時(shí)的限制。例如，系統(tǒng)仿真示出了針對LTE20MHz帶寬，200MHz的調(diào)諧范圍必須在大約4GHz的振蕩頻率下被覆蓋。這導(dǎo)致在調(diào)諧特性中的基本非線性度。要求對非線性度的補(bǔ)償是非常精確的，以便移除所有非線性度。用以減輕用于寬帶通信的非線性度的另一個(gè)技術(shù)是通過使用不同的DCO輸出相位或基于延遲線的數(shù)字到時(shí)間轉(zhuǎn)換器（DTC）來在PLL之后施加調(diào)制。然而，使用不同相位導(dǎo)致了相對高的相位量化誤差，因?yàn)閮H有限數(shù)量的相位可以被生成，因此相鄰相位之間的相位階躍是相對大的。通常，當(dāng)在延遲線上使用時(shí)，DTC具有相比于DCO更小的固有非線性度。然而，DTC的調(diào)相增益需要非常的精確，否則相位誤差和EVM可能使輸出信號質(zhì)量降級或甚至違背用于通信標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范。用以控制增益的一種技術(shù)是控制延遲鎖定環(huán)路（DLL）中的DTC的單位延遲元件。這提供了更精確的DTC增益，但是以執(zhí)行所需控制的延遲單元的高噪聲和功率消耗為代價(jià)。圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的調(diào)相系統(tǒng)200。系統(tǒng)200通過擴(kuò)展數(shù)字PLL和應(yīng)用自適應(yīng)增益控制來促進(jìn)線性度和增益控制。系統(tǒng)200以簡化方式被提供并且省略了元件以便促進(jìn)對本發(fā)明的理解。系統(tǒng)200包括參考時(shí)鐘202、時(shí)間到數(shù)字轉(zhuǎn)換器（TDC）204、環(huán)路濾波器206、數(shù)控振蕩器（DCO）208、數(shù)字到時(shí)間轉(zhuǎn)換器（DTC）210、多除法器部件212、sigmadelta部件214、信道字222、K部件218、delta時(shí)間（T）部件216、d/dt部件220、相位信號224以及自適應(yīng)增益控制部件226。參考時(shí)鐘220作為第一輸入被提供給TDC部件204，該TDC部件204還可以被稱為相位檢測器。除法器部件212的輸出作為對第二輸入的反饋被提供給TDC部件204。TDC部件的輸出被提供到環(huán)路濾波器206。環(huán)路濾波器206的輸出被提供到DCO208和自適應(yīng)增益控制226。在一個(gè)示例中，環(huán)路濾波器206是低通濾波器。在另一個(gè)示例中，環(huán)路濾波器206輸出信號被稱為誤差信號并指示干擾、失真、變化等等。DCO208的輸出被提供到DTC部件210。K部件218的輸出作為控制輸入被提供給DTC部件210。DTC部件210的輸出作為調(diào)相輸出信號被提供，并且還被提供到除法器部件212，其提供反饋到TDC部件。DTC部件210根據(jù)控制輸入執(zhí)行DCO208輸出的可編程偏移。偏移的相位被反饋到除法器部件212，在那里調(diào)相被有效地減去。除法器部件212（還被稱為多模除法器）改變了其輸入信號的頻率。相位信號224被提供到d/dt部件220和deltaT部件216，該d/dt部件220還被稱為微分器塊。微分器塊220將相位信號224轉(zhuǎn)換為調(diào)頻信號。deltaT部件216的輸出被提供到K部件218，其也被稱為數(shù)字乘法器或增益塊。K部件218實(shí)質(zhì)上將輸入信號與可編程增益相乘。如以下所述的，可編程增益由自適應(yīng)增益控制226所提供。信道字222被提供給sigmadelta部件214。sigmadelta部件214控制除法器部件212。自適應(yīng)增益控制226從微分器塊220接收調(diào)頻信號作為第一輸入。在替代實(shí)施例中，自適應(yīng)增益控制接收相位信號224作為第一輸入。環(huán)路濾波器208的輸出被提供到自適應(yīng)增益控制226作為第二輸入。環(huán)路濾波器208的輸出表示調(diào)制誤差。在另一個(gè)示例中，TDC部件204的輸出被用作第二輸入并表示相位檢測器信號。自適應(yīng)增益控制226生成增益控制輸出，其被提供到K部件218并充當(dāng)用于K部件218的可編程增益。自適應(yīng)增益控制226根據(jù)調(diào)頻信號和調(diào)制誤差生成增益控制輸出。增益控制輸出調(diào)整和配置對DTC部件210的控制輸入，以調(diào)整數(shù)字增益。因此，增益控制輸出被生成以便減輕調(diào)制誤差，并且增益控制輸出基于在本示例中作為環(huán)路濾波器206的輸出而接收的調(diào)頻信號和調(diào)制誤差信號。在DCO208之后放置作為可編程相移塊進(jìn)行操作的DTC部件210，允許將調(diào)相施加到PLL輸出信號。在傳統(tǒng)開環(huán)調(diào)制器中，未調(diào)制的振蕩器輸出被用作PLL反饋。相反，本發(fā)明利用DTC部件210的輸出作為PLL反饋。這允許通過監(jiān)測PLL的內(nèi)部信號（諸如相位檢測器信號、環(huán)路濾波器信號等等）來檢測調(diào)制誤差。理解的是，具有變化的部件和功能的其他系統(tǒng)被想到并且是根據(jù)本發(fā)明的。例如，具有數(shù)字調(diào)相或調(diào)頻的PLL可以根據(jù)本發(fā)明而被利用。例如，沒有反饋除法器的PLL、具有數(shù)字調(diào)相/調(diào)頻的模擬PLL等等可以在本發(fā)明中被利用。在另一個(gè)示例中，具有多個(gè)相位輸出的DCO代替DCO208和DTC210而被利用，以便提供相移。在此示例中，DCO包括偏移了0、90、180和270度的四個(gè)相位和用于選擇信號的多路復(fù)用器，該信號的相移適合或最佳適合實(shí)際調(diào)制信號。合適的技術(shù)可以被用于生成和/或提供自適應(yīng)控制。合適的技術(shù)的示例在以下被提供。圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的基于DTC的調(diào)相器的線性模型300。基于DTC的調(diào)相器包括調(diào)制系統(tǒng)，諸如以上和在圖2中描述的系統(tǒng)200?？梢栽诃h(huán)路濾波器輸出或TDC的輸出處（第一行以下）觀察到PLL（HP）的高通點(diǎn)處所施加的調(diào)制數(shù)據(jù)的增益（KHP）與DTC的增益（KDTC）中的失配。這使得能夠以DTC的實(shí)際增益（KDTC）被適當(dāng)補(bǔ)償?shù)姆绞浇柚赃m應(yīng)控制機(jī)制(LMS、RLS、Kalman濾波,…)來調(diào)整在高通點(diǎn)處的調(diào)制數(shù)據(jù)增益（KHP）。公式的最后一行示出調(diào)制數(shù)據(jù)增益適配對在用于諸如圖2的系統(tǒng)200的系統(tǒng)的環(huán)路濾波器輸出的影響。以上所示出的是用以促進(jìn)本發(fā)明的理解的示例。要理解的是，其他合適的技術(shù)可以根據(jù)本發(fā)明而被采用以減輕或補(bǔ)償影響輸出信號質(zhì)量的調(diào)制誤差和/或參數(shù)。圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的另一個(gè)調(diào)相系統(tǒng)400。系統(tǒng)400通過擴(kuò)展數(shù)字PLL和應(yīng)用自適應(yīng)增益控制來促進(jìn)線性度和增益控制。系統(tǒng)400包括參考時(shí)鐘402、時(shí)間到數(shù)字轉(zhuǎn)換器（TDC）404、環(huán)路濾波器406、數(shù)控振蕩器（DCO）408、數(shù)字到時(shí)間轉(zhuǎn)換器（DTC）410、多除法器部件412、sigmadelta部件414、信道字422、K部件418、delta時(shí)間（T）部件416、相位信號424、第二時(shí)間到數(shù)字轉(zhuǎn)換器（TDC）428以及自適應(yīng)增益控制部件426。參考時(shí)鐘402作為第一輸入被提供給第一TDC部件404。除法器部件412的輸出作為對第二輸入的反饋被提供給TDC部件404。除法器部件412（也被稱為多模除法器）改變反饋信號的頻率。TDC部件的輸出被提供到環(huán)路濾波器406，環(huán)路濾波器406對其輸入信號進(jìn)行濾波并提供環(huán)路濾波器輸出。在一個(gè)示例中，環(huán)路濾波器206是低通濾波器。在另一個(gè)示例中，環(huán)路濾波器206輸出信號被稱為誤差信號并指示干擾、失真、變化等等。環(huán)路濾波器輸出作為輸入被提供給DCO408。DCO408基于其輸入（其在這里是環(huán)路濾波器輸出）生成振蕩信號以作為DCO輸出。DCO408的DCO輸出被提供到DTC部件410、除法器部件412、和第二TDC428。K部件418的輸出作為控制輸入被提供給TDC部件410。DTC部件410的輸出作為調(diào)相輸出信號被提供，并且還被提供到第二TDC部件428。DTC部件410根據(jù)控制輸入執(zhí)行DCO408輸出的可編程偏移。相位信號424被提供到deltaT部件416和自適應(yīng)增益控制426。DeltaT部件416的輸出被提供到K部件418，其也被稱為數(shù)字乘法器或增益塊。K部件418實(shí)質(zhì)上將輸入信號與可編程增益相乘。如以下所述的，可編程增益由自適應(yīng)增益控制426所提供。信道字422被提供給sigmadelta部件414和第二TDC428。sigmadelta部件414提供控制信號到除法器部件412。自適應(yīng)增益控制426接收作為第一輸入的相位信號424和作為第二輸入的誤差信號。誤差信號包括第二TDC428的輸出。在這個(gè)示例中，誤差信號表示DTC410輸出信號沿和DCO408輸出信號沿之間的時(shí)間延遲。通過由自適應(yīng)增益控制426使用原始相位信號424的信息，調(diào)制誤差可以被確定和減輕。如上所示的，自適應(yīng)增益控制426根據(jù)相位信號424和誤差信號來生成增益控制輸出。增益控制輸出被提供到K部件418并充當(dāng)用于K部件418的可編程增益。因此，增益控制輸出被生成以便減輕調(diào)制誤差，并且增益控制輸出基于相位信號424和在本示例中作為第二TDC428的輸出的誤差信號。然而，要理解的是，代替或除以上所述的之外，本發(fā)明的替代實(shí)施例可以將其他調(diào)制相關(guān)誤差或失真結(jié)合到誤差信號中。圖5是利用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的自適應(yīng)控制機(jī)制的調(diào)制系統(tǒng)500的框圖。系統(tǒng)500包括PLL502和自適應(yīng)控制504并通過基于來自PLL502的內(nèi)部信號執(zhí)行調(diào)整來促進(jìn)調(diào)制。PLL502接收包括參考時(shí)鐘506和要被調(diào)制的輸入信號508的輸入?？梢暂斎胫T如信道字等等的其他信號和/或信息。輸入信號508可以包括作為極化調(diào)制系統(tǒng)的一部分的相位信號。然而，要理解的是，除相位信號外，其他信號也可以被包括以作輸入信號。PLL502提供作為輸出的調(diào)制輸出信號510。調(diào)制輸出信號510得自于輸入信號508，并且之后可以被傳輸或經(jīng)歷附加信號處理。PLL502包括多個(gè)內(nèi)部信號，包括但不限于相位檢測輸出、環(huán)路濾波器輸出等等。內(nèi)部信號中的一個(gè)或多個(gè)作為誤差信號512被提供。自適應(yīng)信號514作為控制信號被接收，并且自適應(yīng)信號514基于誤差信號512提供調(diào)整。在一個(gè)示例中，自適應(yīng)信號514被利用來對輸出信號510執(zhí)行相移調(diào)整。自適應(yīng)控制504接收誤差信號512并由此生成自適應(yīng)信號514。如以上所陳述的，誤差信號512包括來自PLL的一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部信號。自適應(yīng)控制504根據(jù)誤差信號512生成自適應(yīng)信號514以減輕誤差，包括但不限于增益誤差（如上所示）、線性度誤差、相位偏移、由于已知信號的寄生耦合（例如傳輸信號的瞬時(shí)功率）引起的相位失真，等等。圖6是說明了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的減輕調(diào)制誤差的方法600的流程圖。方法600減輕或補(bǔ)償調(diào)制系統(tǒng)中的誤差，調(diào)制系統(tǒng)諸如是以上所示的系統(tǒng)。方法600通過基于來自調(diào)制系統(tǒng)的內(nèi)部信號或反饋生成一個(gè)或多個(gè)自適應(yīng)控制信號來減輕誤差。方法在塊602處開始，其中提供了相位信號。相位信號可以是多信號調(diào)制系統(tǒng)的一個(gè)信號，諸如極化調(diào)制信號，其利用調(diào)相和調(diào)幅來生成調(diào)幅信號和調(diào)相信號。所生成的信號可以然后被傳輸或以其他方式傳送以傳遞包含于其中的信息。在替代方法中，代替相位信號而提供和利用頻率信號。頻率信號可以得自于如上所示的相位信號。在塊604處獲得一個(gè)或多個(gè)調(diào)制誤差信號。誤差信號可以包括以下中的一個(gè)或多個(gè)：相位檢測器輸出、環(huán)路濾波器輸出、基于DTC的相位檢測器輸出等等。誤差信號可以表示例如線性度誤差、增益誤差、相位偏移，等等。在一個(gè)示例中，從數(shù)字PLL的內(nèi)部信號獲得誤差信號。在塊606處根據(jù)誤差信號來確定誤差量。誤差量可以包括線性度誤差、增益誤差、相位偏移、相位失真、功率引入相位失真，等等。誤差量可以被估計(jì)或計(jì)算。在塊608處根據(jù)確定的誤差量來確定自適應(yīng)調(diào)整。自適應(yīng)調(diào)整可以減輕或補(bǔ)償所確定的誤差量。自適應(yīng)調(diào)整可以隨時(shí)間變化且包括用于線性度、增益、相位偏移、相位失真，等等的調(diào)整。在塊610處，自適應(yīng)調(diào)整被施加到調(diào)相信號以便減輕所確定的誤差量。自適應(yīng)調(diào)整可以包括相移、增益調(diào)整等等。在一個(gè)示例中，自適應(yīng)調(diào)整包括提供增益調(diào)整信號到諸如以上所描述的圖2中所示的DTC部件。盡管方法600在以下被說明和描述為一系列動(dòng)作或事件，但將理解的是，所說明的這樣的動(dòng)作或事件的次序不以限制意義進(jìn)行解釋。例如，除了在此所說明和/或描述的那些之外，一些動(dòng)作可以按照不同次序和/或與其他動(dòng)作或事件并行地發(fā)生。另外，不是所有說明的動(dòng)作都可能被需要來實(shí)現(xiàn)此處公開的實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)方面。而且，在此描繪的動(dòng)作中的一個(gè)或多個(gè)可以按照一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的動(dòng)作和/或階段來執(zhí)行。尤其是考慮由以上所述的部件或結(jié)構(gòu)（例如組件、設(shè)備、電路、系統(tǒng)等等）所執(zhí)行的各種功能，被用來描述這種部件的術(shù)語（包括對“裝置”的引用），除非另有指示，否則意在與執(zhí)行所描述的部件的指定功能的任何部件或結(jié)構(gòu)相對應(yīng)（例如，其在功能上等同），即使與執(zhí)行本發(fā)明的在此說明的示例性實(shí)現(xiàn)方式中的功能的所公開的結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)上不等同。此外，盡管也許已經(jīng)僅相對于若干實(shí)現(xiàn)方式之一公開了本公開的特定特征，但這種特征可以與如可能對于任何給定或特定的應(yīng)用所期望或有利的其他實(shí)現(xiàn)方式的一個(gè)或多個(gè)其他特征進(jìn)行組合。此外，就術(shù)語“包括”、“包含”、“具有”、“擁有”、“帶有”或其變形被用在詳細(xì)描述和權(quán)利要求中而言，這樣的術(shù)語意在以與術(shù)語“包含”相似的方式是包括性的。