Die vorliegende Erfindung befasst sich mit der Bestimmung des IQ Offsets, insbesondere bei niedriger Zwischenfrequenz, in einem Empfänger für elektromagnetische Strahlung, insbesondere für die digitale Datenübertragung.

Es ist bekannt, insbesondere bei der Verwendung von Symbolalphabeten mit mehr als zwei Symbolen, für den Empfang und die Dekodierung ein Offset der Empfangsvorrichtung im IQ Raum zu bestimmen. Dies erfolgt in der Regel durch Betrachtung einer Mehrzahl an Messungen. Dies ist aber bei vorhandenem Signalpegel und der Verwendung von niedrigen Zwischenfrequenzen oder bei vorhandenen jeglichen sonstigen Störungen im Eingangssignal im Empfänger problematisch, da es ungenau ist und/oder lange Messzeiten erfordert und/oder weitere Annahmen voraussetzt. Es sind auch verschiedene mathematische Kunstgriffe bekannt, um das Problem zu reduzieren. Derartige Verfahren sind beispielsweise aus der DE10 201 5 109 028 B9 oder US 10 862 728 B1 bekannt.

Aufgabe der Erfindung ist es einen einfachen Weg anzugeben, den IQ Offset zu bestimmen, insbesondere schnell, zuverlässig und/oder bei niedriger Zwischenfrequenz, insbesondere unter Reduzierung möglicher weiterer Störungen.

Die Erfindung betrifft dabei insbesondere Vorrichtungen, Verwendungen und/oder Verfahren, bei denen zum Empfang mindestens zwei Antennen verwendet werden, und bei denen zwischen einem AD-Wandler und den Antennen eine Schalteranordnung oder mindestens ein Umschalter angeordnet ist. Insbesondere ist zwischen Schalteranordnung und/oder Umschalter eine Vorrichtung zum Überlagerungsmischen auf eine Zwischenfrequenz, mindestens ein Filter und/oder mindestens ein Verstärker angeordnet.

Die Erfindung betrifft dabei insbesondere Vorrichtungen, Verwendungen und/oder Verfahren, bei denen eine digitale Datenübertragung genutzt wird, insbesondere mittels der Übertragung von Chips und/oder Symbolen, insbesondere Signale eines digitalen Datenübertragungssystem, insbesondere eines Chip- und/oder Symbolsynchronisierten digitalen Datenübertragungssystems.

Hierbei wird mittels der Vorrichtungen, bei der Verwendungen und/oder dem Verfahren eine Vielzahl von Symbolen und/oder Chips mit einer ersten Symbol- oder Chiprate in mindestens einem ersten analogen Datensignal codiert von dem ersten zu dem zweiten Objekt übertragen.

Gelöst wird die Aufgabe insbesondere durch Verfahren zur Bestimmung eines IQ- Offsets einer analog-digital-Wandleranordnung in einem Empfänger zum Empfangen und Decodieren elektromagnetisch übermittelter Informationen, insbesondere zum Empfangen und Decodieren symbolcodiert übertragener digitaler Daten, wobei die analog-digital-Wandleranordnung mindestens einen Schalter und mindestens einen analog-digital-Wandler und mindestens einen, insbesondere zumindest auch ohmschen, Widerstand aufweist. Dabei werden mittels des analog-digital- Wandlers digitale IQ-Werte mindestens eines elektrischen Signals gewonnen, wobei das mindestens eine elektrische Signal dem analog-digital-Wandler mindestens einer Empfangsvorrichtung, insbesondere Antenne, insbesondere nacheinander von mindestens zwei Empfangsvorrichtungen, insbesondere Antennen, mittels des mindestens einen Schalters zugeleitet wird. Dadurch kann der analog-digital Wandler (auch AD-Wandler) IQ-Werte des elektrischen Signals ermitteln, aus denen die enthaltenen digitalen Informationen extrahiert werden können. Gekennzeichnet ist die Erfindung dadurch, dass zur Bestimmung des IQ-Offsets mittels des mindestens einen Schalters der analog-digital-Wandler von der/den Empfangsvorrichtungen getrennt und mit dem mindestens einen Widerstand elektrisch verbunden wird. Während der analog-digital-Wandler mit dem Widerstand und insbesondere nicht mit der/den Empfangsvorrichtungen verbunden ist, werden mittels des analog-digital-Wandlers digitale IQ-Werte gewonnen. Mittels des AD-Wandlers wird somit insbesondere das über den Widerstand und die zwischen Widerstand und AD-Wandler elektrisch angeordnete Vorrichtung empfangene und verarbeitete Signal gesampelt, insbesondere werden hier mindestens ein I und ein Q Wert, bevorzugt jeweils mindestens zehn, gewonnen. Die während der Verbindung mit dem Widerstand gewonnen digitalen IQ-Werte werden zur Bestimmung des IQ-Offset verwendet. Insbesondere wird der IQ-Offset aus den während der Verbindung mit dem Widerstand gewonnen digitalen IQ-Werte bestimmt.

Gelöst wird die Aufgabe auch durch eine Verwendung eines, insbesondere zumindest auch ohmschen, Widerstandes als Empfangsmittel und/oder zur Erzeugung eines elektrischen Signals zur Bestimmung eines IQ-Offset einer analog-digi- tal-Wandleranordnung.

Gelöst wird die Aufgabe auch durch einen Empfänger, insbesondere Überlagerungsempfänger, zum Empfangen und Decodieren elektromagnetisch übermittelter Informationen, insbesondere zum Empfangen und Decodieren symbolcodiert übertragener digitaler Daten, wobei die analog-digital-Wandleranordnung mindestens einen Schalter und mindestens einen analog-digital-Wandler und mindestens einen, insbesondere zumindest auch ohmschen, Widerstand aufweist, wobei der Empfänger eingerichtet ist, mittels des analog-digital-Wandlers digitale IQ-Werte mindestens eines elektrischen Signals zu gewinnen, wobei der Empfänger eingerichtet ist, dass mindestens eine elektrische Signal dem analog-digital-Wandler von mindestens einer Empfangsvorrichtung, insbesondere nacheinander von mindestens zwei Empfangsvorrichtungen, mittels des mindestens einen Schalters zuzuleiten. Der Empfänger ist dabei gekennzeichnet dadurch, dass er eingerichtet ist, zur Bestimmung des IQ-Offsets mittels des mindestens einen Schalters den analog-digital-Wandler von den Empfangsvorrichtungen zu trennen und mit dem mindestens einen Widerstand elektrisch zu verbinden und während der analog- digital-Wandler mit dem Widerstand verbunden ist mittels des analog-digital- Wandlers digitale Daten zu gewinnen. Gelöst wir die Aufgabe auch durch ein Datenübertragungssystem aufweisend mindestens einen Sender und mindestens einen Empfänger, insbesondere zwei Transceiver, wobei mindestens ein erfindungsgemäßer Empfänger beinhaltet ist. Der erfindungsgemäße Empfänger kann als Empfänger oder Teil eines Transceivers beinhaltet sein.

Durch die Verwendung des Widerstandes als anstelle einer Antenne kann, wie der Erfinder überraschend festgestellt hat, in kurzer Zeit ein zuverlässiger IQ-Off- set bestimmt werden. Dies verringert die Komplexität der Bestimmung, reduziert die notwendige Zeit und macht es möglich, wiederholt neue IQ-Offsets zu bestimmen, um die Genauigkeit auch über die Zeit zu erhöhen.

Mit besonderem Vorteil ist der Empfänger Teil eines Übertragungssystems und/oder arbeitet er nach einem Übertragungsstandard und/oder wird die Verwendung oder das Verfahren mittels eines Übertragungssystems und/oder -standards durchgeführt. Insbesondere handelt es sich beim dem Übertragungssystems um ein Bluetoothsystem und/oder beim Übertragungsstandard um einen Bluetoothstandard. Insbesondere ist das Übertragungssystem ein digitales Datenübertragungssystems, insbesondere arbeitend mit QAM. Insbesondere verwendet das Übertragungssystem und/oder der -standard Chips und/oder Symbole, insbesondere Signale eines digitalen, insbesondere QAM, ASK, FSK, GFSK, PSK, QPSK, QAM, APSK und/oder OFDM basierten, Datenübertragungssystems und/oder Standards, insbesondere eines Chip- und/oder Symbolsynchronisierten digitalen Datenübertragungssystems und/oder -standards. Bevorzugt sind die Transceiver eingerichtet, eine Vielzahl von Symbolen und/oder Chips mit einer ersten Symboloder Chiprate in mindestens einem ersten analogen Datensignal codiert von zwischen den Transceivern zu übertragen.

Mit besonderem Vorteil wird das Verfahren zur Bestimmung des IQ-Offsets für den Empfang eines clear carriers oder einer contious wave verwendet, wie dies in neueren Bluetoothstandard Versionen und Versionsentwürfen zumindest optional vorgesehen ist.

Insbesondere beinhaltet das elektrische Signal Chips und/oder Symbole, insbesondere Signale eines digitalen, insbesondere QAM, ASK, FSK, GFSK, PSK, QPSK, QAM, APSK und/oder OFDM basierten, Datenübertragungssystem, insbesondere eines Chip- und/oder Symbolsynchronisierten digitalen Datenübertragungssystems. Insbesondere ist das Verfahren ein Verfahren zur, insbesondere drahtlosen, Übertragung digitaler Daten, insbesondere codiert in einem analogen Signal. Insbesondere ist das System ein System zur, insbesondere drahtlosen, Übertragung digitaler Daten, insbesondere codiert in einem analogen Signal.

Insbesondere ist der Empfänger und/oder das System, insbesondere jeder Transceiver, eingerichtet zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder einer erfindungsgemäßen Verwendung. Insbesondere beinhaltet der Empfänger, insbesondere jeder Transceiver eine Rechenvorrichtung zur Berechnung des IQ-Offset aus den gewonnenen IQ-Werten. Insbesondere beinhaltet der Empfänger, insbesondere jeder Transceiver, eine Steuerungsvorrichtung, die eingerichtet ist, den mindestens einen Schalter, die Rechenvorrichtung und/oder AD-Wandler, anzusteuern, dass erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen.

Insbesondere verwendet das System, der Übertragungsstandard und/oder das Übertragungssystem ein Symbolalphabeten mit mehr als zwei, insbesondere mehr als vier, Symbolen und/oder mit Symbolen, in denen mehr als zwei, insbesondere mehr als vier, Bit codierbar und/oder codiert sind und/oder ist der Empfänger eingerichtet, ein Symbolalphabeten mit mehr als zwei, insbesondere mehr als vier, Symbolen und/oder mit Symbolen, in denen mehr als zwei, insbesondere mehr als vier, Bit codierbar und/oder codiert sind, zu decodieren.

Die Trennung kann auch durch elektrische Schaltelemente erfolgen, die nicht zu einer vollständigen galvanischen Trennung, sondern nur zur einer deutlichen Erhöhung des Widerstandes, insbesondere um mindestens den Faktor 100, führen.

Insbesondere ist eine Schaltvorrichtung so angeordnet oder wird diese so verwendet, dass einerseits mindestens eine Empfangsvorrichtung, insbesondere mindestens zwei Empfangsvorrichtungen, insbesondere Antennen, insbesondere ohne Verstärker und/oder Signalaufbereitung, und der Widerstand jeweils wahlweise mit andererseits einer Signalaufbereitung verbindbar sind, die das aufbereitete Signal an die Eingänge des AD-Wandlers gibt. Die Signalaufbereitung beinhaltet insbesondere mindestens einen Filter oder das Filtern und/oder mindestens einen Verstärker oder das Verstärken und/oder eine Überlagerungsvorrichtung und/oder das Überlagern. Sie ist insbesondere Teil der analog-digital-Wandlerano- rdnung. Mittels der Überlagerungsvorrichtung und/oder dem Überlagern wir das über den Schalter gelieferte Signal insbesondere mit einem lokal erzeugten Signal gemischt und insbesondere auf eine niedrigere Zwischenfrequenz umgesetzt. Die Überlagerungsvorrichtung ist dazu eingerichtet. Dazu beinhaltet sie insbesondere einen lokalen Oszillator. Der Filter ist insbesondere ein Bandfilter. Insbesondere wird das Signal vom Schalter über die Überlagerungsvorrichtung und anschließend dem Filter dem AD-Wandler zugeleitet.

Der Offset wird insbesondere so bestimmt, dass er einen I und einen Q Wert darstellt, um die die während der Verbindung des analog-digital-Wandler mit dem Widerstand und gewonnen digitale IQ-Werte verschoben werden müssen, damit diese um den Nullpunkt zentriert sind. Die Zentrierung kann dabei eine Gewichtung der und/oder einzelner gewonnen digitale IQ-Werte beinhalten, bevorzugt, handelt es sich aber um den nicht gewichteten Mittelwert der gewonnen digitalen IQ-Werte. Bevorzugt soll dieser nach Anwendung des Offsets Null sein oder soll der Offset dem Mittelwert entgegengesetzt sein.

Mit besonderem Vorteil wird nach maximal 10ms ein neuer IQ-Offset bestimmt. Dadurch können Schwankungen erkannt und dadurch auftretende Fehler vermieden werden.

Mit Vorteil werden für unterschiedliche Frequenzen, insbesondere Zwischenfrequenzen, unterschiedliche Temperaturen und/oder unterschiedliche Verstärkungsfaktoren unterschiedliche IQ-Offsets ermittelt, dazu wird das Verfahren insbesondere für jede der Frequenzen, Temperaturen und/oder Verstärkungsfaktoren einmal durchgeführt, wobei dabei die jeweilige Frequenz, Temperatur und/oder der jeweilige Verstärkungsfaktor verwendet wird.

Die IQ-Werte sind insbesondere In-Phase-Werte und Quadrature-Werte.

Insbesondere beinhaltet der mindestens eine AD-Wandler mindestens einen AD- Wandler für den In-Phase-Wert und mindestens einen für den Quadrature-Wert. Mit Vorteil wird der IQ-Offset dadurch bestimmt, dass der IQ-Offset so gewählt wird, dass während der Verbindung mit dem Widerstand gewonnenen digitalen IQ-Werte und/oder eine Teilmenge der gewonnenen digitalen IQ-Werte durch Anwendung des IQ Offsets symmetrisch um den Nullpunkt liegen. Mit Vorteil ist der Empfänger oder Transceiver dazu eingerichtet.

Mit Vorteil werden aus den während der Verbindung mit dem Widerstand gewonnenen digitalen I-Werten Datenteilmengen gewonnen und für eine Mehrzahl der Datenteilmengen jeweils ein Teilmengen-IQ-Offset bestimmt. Insbesondere wird mittels der Teilmengen-IQ-Offsets ein Indikator für die Güte des IQ-Offsets und/oder mindestens eines Teilmengen-IQ-Offset gewonnen. Dieser kann durch die Unterschiede und/oder eine Metrik der Teilmengen-IQ-Offsets gegeben sein, beispielsweise deren Schwankung und/oder Varianz. Mit Vorteil ist der Empfänger oder Transceiver dazu eingerichtet. Dadurch lässt sich bestimmen, ob die Bestimmung durch weitere IQ-Werte verbessert und/oder wiederholt werden sollte.

Mit besonderem Vorteil werden aus den während der Verbindung mit dem Widerstand gewonnenen digitalen IQ-Werten Datenteilmengen gewonnen und wird für eine Mehrzahl der Datenteilmengen jeweils ein Teilmengen-IQ-Offset bestimmt, wobei der IQ-Offset aus den oder einer Teilmenge der Teilmengen-IQ-Offsets bestimmt wird. Dies kann beispielsweise durch Mittelwertbildung erfolgen. Die Auswahl der Teilmenge der Teilmengen-IQ-Offset kann beispielsweise an Hand von Abweichungen eines Mittelwerts oder anderer Metriken erfolgen, beispielsweise der Schwankung innerhalb der entsprechenden Datenteilmenge. Mit Vorteil ist der Empfänger oder Transceiver dazu eingerichtet.

Dadurch kann die Bestimmung verbessert werden, indem beispielsweise IQ- Werte, bei denen eine besonders starke Störung vorliegt, nicht berücksichtigt werden.

Mit besonderem Vorteil beinhaltet der Empfänger, insbesondere die analog-digi- tal-Wandleranordnung, eine Vorrichtung zum Mischen auf eine Zwischenfrequenz und/oder verwendet der Empfänger eine Zwischenfrequenz und wobei die Zwischenfrequenz so gewählt ist, dass die zur Messung der während der Verbindung mit dem Widerstand gewonnen digitalen IQ-Werte für die Bestimmung des 10- Offsets verwendete Zeit kürzer ist als der Kehrwehrt der Zwischenfrequenz multipliziert mit fünf, insbesondere mit drei und/oder die Zwischenfrequenz niedriger ist als 100kHz, insbesondere als 10 kHz. Mit Vorteil ist der Empfänger oder Transceiver dazu eingerichtet. Insbesondere bei derartigen Kombinationen von Zwischenfrequenz und Messzeit, zeigen sich die Vorteile der Erfindung besonders deutlich, da die Nachteile des Standes der Technik in diesen Konstellationen besonders starke Störungen liefern.

Insbesondere wird das Verfahren durchgeführt zur Bestimmung eines IQ-Offsets für den Empfang von Signalen zur Ermittlung des Abstrahlwinkels (AoD) oder Einstrahlwinkels (AoA) und/oder zur Phasen basierten Entfernungsmessung. Dabei kommen die Vorteile der Erfindung besonders deutlich zum Tragen, da dafür eine niedrige Zwischenfrequenz von weniger als 100 kHz, insbesondere weniger als 10 kHz, besonders vorteilhaft ist, um durch Zeitungenauigkeiten bedingte Fehler der Ermittlung/Messung gering zu halten. Dabei ist der Nutzen der Erfindung besonders groß, da die Messzeit und/oder der -fehler deutlich reduziert werden können. Insbesondere ist das Verfahren somit Teil eines Verfahrens zur Ermittlung des Abstrahlwinkels (AoD), Einstrahlwinkels (AoA) und/oder zur Phasen basierten Entfernungsmessung. Insbesondere ist die Verwendung somit eine Verwendung zur Ermittlung des Abstrahlwinkels (AoD), Einstrahlwinkels (AoA) und/oder zur Phasen basierten Entfernungsmessung. Insbesondere ist der Empfänge rund/oder das System zur Ermittlung des Abstrahlwinkels (AoD), Einstrahlwinkels (AoA) und/oder zur Phasen basierten Entfernungsmessung eingerichtet.

Insbesondere ist die Zwischenfrequenz eine niedrige Zwischenfrequenz, das ist insbesondere dann der Fall, wenn über den Messzeitraum zur Bestimmung des IQ-Offsets, keine oder nur weniger als drei vollständige Wellen enthalten sind. Denn je weniger ganze Wellen enthalten sind, desto größer wird der Fehler des IQ-Offsets auf Grund der in den IQ-Werten unvollständig enthaltenen Wellen. Dies kann, wie der Erfinder erkannt hat, reduziert werden, indem der AD-Wandler zur Bestimmung des IQ-Offsets mit einem Widerstand verbunden wird. Mit Vorteil weist die analog-digital-Wandleranordnung mindestens eine Vorrichtung zum Überlagerungsmischen des mittels des Schalters zugeführten Signals vor dem Anlegen an den analog-digital-Wandler auf und wird das mittels des Schalters zugeführte elektrische Signal mittels der Vorrichtung zum Überlagerungsmischen auf eine Zwischenfrequenz umgesetzt. Mit Vorteil ist der Empfänger oder Transceiver dazu eingerichtet. Dadurch lässt sich die nachfolgende Schaltung vereinfachen und der Aufwand für die Digitalisierung und Decodierung reduzieren.

Ein Überlagerungsempfänger ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass er als Vorrichtung zum Überlagerungsmischen Mittel zur Umsetzung der variablen oder konstanten Eingangsfrequenz auf eine insbesondere niedrigere und insbesondere konstante Zwischenfrequenz, insbesondere zwischen Schalter und AD- Wandler.

Das Verfahren und/oder die Verwendung beinhalten insbesondere die Umsetzung der variablen oder konstanten Eingangsfrequenz auf eine, insbesondere niedrigere und insbesondere konstante Zwischenfrequenz, insbesondere zwischen Schalter und AD-Wandler.

Mit Vorteil wird der mindestens eine Schalter verwendet, um den analog-digital- Wandler der analog-digital-Wandleranordnung und/oder die analog-digital-Wand- leranordnung wahlweise elektrisch mit dem Widerstand zu verbinden und von diesem zu trennen und/oder wahlweise mit mindestens einer Empfangsvorrichtung zu verbinden und von dieser zu trennen. Mit Vorteil ist der Empfänger oder Transceiver dazu eingerichtet.

Mit Vorteil ist/sind die Empfangsvorrichtung(en) durch eine oder mehrere An- tenne(n) gegeben. Insbesondere wird das Antennensignal unverstärkt dem Schalter zugeleitet. Mit Vorteil ist der Empfänger oder Transceiver dazu eingerichtet. Dadurch lässt sich die Zuverlässigkeit des Verfahrens erhöhen. Besonders bevorzugt ist/wird zwischen AD-Wandler und Antenne kein Verstärker, insbesondere kein LNA angeordnet und/oder eingesetzt, insbesondere nicht zwischen Schalter und Antenne und/oder Empfangsvorrichtung.

Bevorzugt ist der Empfänger eingerichtet, insbesondere ausschließlich, die während der Verbindung mit dem Widerstand gewonnen digitalen IQ-Werten zur Bestimmung des IQ-Offset zu verwenden.

Mit besonderem Vorteil ist der Widerstand ein ohmscher und/oder weist der Widerstand einen Widerstand im Bereich von 30 bis 150 Ohm, insbesondere angepasst auf die verwendete HF Schaltung des Empfängers, insbesondere 50 Ohm, auf.