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一种新型的IQ不平衡矫正方法及系统


技术摘要:
本发明涉及超宽带系统领域,本发明公开了一种新型的IQ不平衡矫正方法及系统,该方法包括以下步骤:1)将输入信号x(n)分为两路,其中一路共轭输出为x*(n);2)将x*(n)分为I、Q两路输入存储单元,并分别与多抽头的系数w(n)相乘,输出为x*[n]×w[n];3)将x*[n]×w[n]与另一路  全部
背景技术:
随着无线通信的发展,对器件的小型化、易集成等提出了越来越高的要求。当前传 统的超外插结构收发机严重制约了产业的发展,新型的零中频收发机以其结构简单、易于 集成、功耗低、体积小的优势,逐渐受到了人们的关注成为这几年研究的热点。然而在实际 应用过程中由于受到器件工艺的限制,其同相和正交两条支路上的滤波器、放大器、混频器 等器件无法做到完全一致,本振信号的两路输出也还达不到完全正交,因此I路和Q路响应 信号的输出会出现不平衡现象,表现为信号频谱出现镜像分量,镜像信号达到一定的功率 将会导致主信号造成严重的失真,进而降低系统的动态范围,恶化系统的整体性能。因此如 何消除IQ不平衡现象是当前研究的热点问题,有一定的实际意义。 当前针对IQ不平衡矫正问题有模拟域方式和数字域方式两类。模拟域通过优化电 路结构、改变器件的布局方式来提高器件的一致性,进而降低IQ不平衡的影响,但利用该方 式依然无法消除IQ不平衡带来的损伤。数字域的补偿方式,利用在信号中插入训练序列的 方式,估算IQ幅度和相位不平衡参数进而进行补偿,该方法结构简单,但是训练序列的引入 也势必造成频谱资源的浪费,限制了系统的传输容量。近几年,人们将基于最小二乘方法的 信道估计算法、稀疏矩阵算法、模拟退火算法等概念引入了IQ矫正方法中都取得了喜人的 成绩,但是由于结构复杂、实现难度大,目前还无法在实际中商用,因此寻找一种简单、易于 实现的算法是如今的迫切需求。 零中频发射机的经典结构如图1所示,产生的基带信号拆分为I路和Q路分别进入 上下两条通路,上路信号经过DAC转变为模拟信号后与cosωt相乘,下路则经过DAC模块后 与-sinωt载波相乘,其中ω=2πf,f表征载波频率,经过这一混频过程,发射机将中心频率 为零的基带信号上变频至射频信号的中心频率点。在理想模型下,I路和Q路的幅频和相频 特性应该完全一致,Q路与I路的本振幅度相同,相位相差90°。但是由于工艺原因,上述条件 是非常难以满足的,因此存在IQ不平衡现象,此时的模型如图2所示。 图中: 其中xI(t)和xQ(t)表示I路和Q路变频输出,I和Q表征I路和Q路输入信号,ωLO=2π fLO,fLO代表载波频率,g表示I路和Q路响应的幅度偏差, 体现了I路和Q路响应的相位偏差。 将上式合并,得到输出结果为: 因此根据上述公式,得到的发端IQ不平衡等效模型如图3所示。 3 CN 111600624 A 说 明 书 2/5 页 对于发端系统,IQ不平衡是无法避免的,而造成这一现象的原因也是多方面的,包 括调制器、本振、滤波器及DAC等多个器件的工艺问题,都会造成IQ不平衡这一现象。而这一 现象最显著的特点就是会针对原始信号产生镜像频率分量,从而影响发端信号的信噪比。 仅此,如何降低IQ不平衡的影响进而提高发射机的系统性能,是当前的研究热点,具有重要 的实际意义。
技术实现要素:
为了解决上述问题,本发明提出一种新型的IQ不平衡矫正方法及系统,可解决IQ 两路不平衡的问题,其中一种新型的IQ不平衡矫正方法,包括以下步骤: S1.将输入信号x(n)分为两路,其中一路共轭输出为x*(n),n=[1,2,3,4…]; S2.将x*(n)分为I、Q两路输入存储单元,并分别与多抽头的系数w(n)相乘,输出为 x*[n]×w[n],其中x*[n]和w[n]为复数,x*[n]=[x*(1) ,x*(2) ,x*(3)…x*(n)],w[n]=[w (1) ,w(2) ,w(3)…w(n)]; S3.将x*[n]×w[n]与另一路输入信号x(n)相加得到实时输出: y(n)=x*[n]×w[n] x(n)    (1); S4 .将y(n)再次输入存储单元,并与当前值相乘得到y(n)×y[n],其中y[n]=[y (n) ,y(n-1) ,y(n-2)…y(n-i)],0
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