專利名稱：發(fā)射端i/q調(diào)制不平衡自校正裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及信號處理和通信領(lǐng)域，尤其涉及使用信號處理技術(shù)在QAM系統(tǒng)的發(fā)射端對同相I和正交Q調(diào)制的信號不平衡特性進(jìn)行的自動(dòng)校正裝置。
背景技術(shù)：
數(shù)字通信技術(shù)已被廣泛應(yīng)用到無線通信領(lǐng)域，無線通信系統(tǒng)及其相關(guān)聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)也正在不斷使用更加復(fù)雜的調(diào)制技術(shù)，如QAM調(diào)制等來增加通信信道的容量，這些復(fù)雜的調(diào)制技術(shù)中，發(fā)射端的同相I和正交相Q信號經(jīng)過模擬調(diào)制后會(huì)引入誤差，使相位不能保證相差90度，增益不一致，同時(shí)會(huì)有直流偏置存在，這些誤差的引入會(huì)降低通信鏈路性能。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，提供一種發(fā)射端I/Q調(diào)制不平衡自校正裝置，通過自動(dòng)檢測引入誤差并自適應(yīng)的進(jìn)行校正，提高通信鏈路的性能。本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型發(fā)射端I/Q調(diào)制不平衡自校正裝置，其特點(diǎn)是包括I/Q不匹配校正單元，用于對I路信號和Q路信號的基帶信號進(jìn)行校正；DAC數(shù)模轉(zhuǎn)換單元，用于將校正后的I路信號和Q路信號進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，得到I路信號和Q路信號的模擬信號；模擬正交調(diào)制單元，用于將所述I路信號和Q路信號的模擬信號進(jìn)行正交調(diào)制，以正交調(diào)制的I路信號和Q路信號作為發(fā)射信號；包絡(luò)檢波單元，用于將正交調(diào)制的I路信號和Q路信號進(jìn)行包絡(luò)檢波；ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，用于將模擬信號的包絡(luò)檢波信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到數(shù)字包絡(luò)檢波信號；包絡(luò)同步緩存單元，用于緩存數(shù)字包絡(luò)檢波信號，使數(shù)字包絡(luò)檢波信號與I路信號和Q路信號的校正前的基帶信號同步；峰均值平方單元，用于將數(shù)字包絡(luò)檢波信號的峰均值進(jìn)行平方運(yùn)算，得到數(shù)字包絡(luò)檢波信號的峰均值平方值；I/Q信號同步緩存單元，用于緩存I路信號和Q路信號的校正前的基帶信號，使I 路信號和Q路信號的校正前的基帶信號與數(shù)字包絡(luò)檢波信號同步；I/Q峰均值平方和單元，用于將I路信號的校正前的基帶信號與Q路信號的校正前的基帶信號的峰均值平方后求和，得到兩路信號峰均值平方和；誤差產(chǎn)生單元，用于進(jìn)行由所述數(shù)字包絡(luò)檢波信號的峰均值平方值減去所述兩路信號峰均值平方和的減法運(yùn)算；I/Q自適應(yīng)單元，用于自適應(yīng)地調(diào)節(jié)I路信號和Q路信號的不匹配的參數(shù)，所述參數(shù)所述五類信號。與已有技術(shù)相比，本實(shí)用新型有益效果體現(xiàn)在[0018]1、本實(shí)用新型通過對發(fā)射信號的包絡(luò)檢波器的反饋值，自適應(yīng)地估計(jì)出I/Q的增益和相位不平衡并校正，另外還可以估計(jì)出直流偏置并校正，提高了通信鏈路的性能。2、本實(shí)用新型中利用包絡(luò)檢波信號作為反饋信號，進(jìn)行自適應(yīng)估計(jì)I/Q的增益、 相位不平衡和直流偏置，簡化了校正裝置，降低了系統(tǒng)的復(fù)雜程度。3、本實(shí)用新型中，通過對相關(guān)迭代公式的應(yīng)用，簡化了信號的處理過程。

圖1是本實(shí)用新型發(fā)射端I/Q調(diào)制不平衡自校正方法示意圖；圖2是本實(shí)用新型針對所述五類信號的校正方法流程圖；圖3為本實(shí)用新型發(fā)射端I/Q調(diào)制不平衡自校正裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
參見圖1，本實(shí)施例中，對發(fā)射端已調(diào)制信號的同相分量和正交分量之間的不平衡進(jìn)行校正，用于校正的信號包括五類信號，五類信號分別是1路信號直流偏置Cp Q路信號直流偏置CQ、Q路信號相對I路信號的相位誤差θ的sin ( θ )值，cos ( θ )值、Q路信號相對I路信號的幅度誤差G ；I路信號是發(fā)射端已調(diào)信號的同相分量，Q路信號是發(fā)射端已調(diào)信號的正交分量；自校正方法按如下過程進(jìn)行步驟1、用五類信號對I路信號和Q路信號的校正前的基帶信號進(jìn)行預(yù)校正，得到 I路信號的校正輸出信號Ie和Q路信號的校正輸出信號％ ；步驟2、對I路信號的校正輸出信號I。和Q路信號的校正輸出信號％進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，得到I路信號的模擬信號Γ。(t)和Q路信號的模擬信號Q'。(t)；步驟3、對所述I路信號的模擬信號I'。(t)和Q路信號的模擬信號Q'。(t)進(jìn)行模擬正交調(diào)制，得到I路模擬正交調(diào)制信號Itx⑴和Q路模擬正交調(diào)制信號Qtx (t)；步驟4、對I路模擬正交調(diào)制信號ITX(t)和Q路模擬正交調(diào)制信號QTX(t)的合路信號進(jìn)行包絡(luò)檢波，產(chǎn)生包絡(luò)信號A (t)；步驟5、對包絡(luò)信號A (t)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生數(shù)字包絡(luò)信號A (η)；步驟6 ；對數(shù)字包絡(luò)信號A (η)進(jìn)行平方運(yùn)算，取其數(shù)學(xué)期望σ〗與I路信號和Q路信號的校正前的基帶信號的幅度期望值平方和^ 進(jìn)行相減，形成誤差信號error error = σ2Α- af - σ2 步驟7、調(diào)整五類信號，使誤差信號error的值逼近0 ；步驟8、循環(huán)執(zhí)行步驟2到步驟7的過程，直至I路信號的校正輸出信號Ie和Q路信號的校正輸出信號％滿足技術(shù)指標(biāo)設(shè)定的誤差要求，從而完成發(fā)射端I/Q調(diào)制不平衡自校正。在上述步驟1中，預(yù)校正方法按如下方法進(jìn)行設(shè)I路信號的校正輸出信號I。和Q路信號的校正輸出信號％分別為
i/c = COS(^)J-sin(^-C1<,
Ia=G-i^-C2(1)設(shè)定五類信號的初始值分別是C1 = OXq = 0、sin( θ ) = 0、cos( θ ) = UG = 1 ；
將步驟g中調(diào)整后的五類信號代入式(1)中，得到I路信號的校正輸出信號、和9路信號的校正輸出信號％。如圖2所示，在上述步驟7中，調(diào)整五類信號使誤差信號error的值逼近0是按如下方法進(jìn)行粗調(diào)直流偏置設(shè)置初始的I路信號和Q路信號是幅度值為全零的訓(xùn)練序列，即 O1 = O, σΘ = 0，則有error = σ2Λ(2)根據(jù)符號LMS算法，利用隨機(jī)梯度來求解I路直流偏置C1和Q路直流偏置C2,所述直流偏置是經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換后的已調(diào)信號中存在的直流電壓，校正直流偏置的迭代公式為C1 (n+1) = C1 (η) + μ · sign[Ic] · error(3)C2 (n+1) = C2 (n) + μ · sign[Qc] · error式⑶中μ為符號LMS算法的步長因子，令μ = 2_k，其中K的取值范圍為0 < 2_k < 2/ λ max，所述λ _為I路信號和Q路信號中的任何一路信號校正前的信號的自相關(guān)矩陣的最大特征值，本設(shè)計(jì)中令A(yù)fflax = 1，K的取值為8，sign[Ic], sign[Qc]分別是1。和％信號的符號函數(shù)，當(dāng)error < 10_4時(shí)，完成粗調(diào)直流偏置，進(jìn)行初步計(jì)算幅度誤差值。初步計(jì)算幅度誤差值在粗調(diào)直流偏置后，以I路信號和Q路信號的校正前的信號為基帶信號，初步計(jì)算幅度誤差值，幅度誤差值表達(dá)式為
廠2--γ G1 = J^^-(4)
^ J細(xì)調(diào)幅度和相位誤差及直流偏置當(dāng)初步計(jì)算出直流偏置和幅度誤差值后，根據(jù)誤差函數(shù)表達(dá)式error = σ2Α- af - σ2 按式( 分別調(diào)整幅度誤差、相位誤差及直流偏置G' (n+1) =G' (η)+ μ ‘ ‘ errorθ (n+1) = θ (η) + μ ‘ · error · sign[ y ](5)C1 (n+1) = C1 (n) + μ ' · sign [ μ J · errorC2 (n+1) = C2 (n) + μ ' · sign [ μ Q] · error式(5)中G' =6_1，通過計(jì)算出的0值得出5^11(0)、(^(0)的值，11'為0到 μ之間的任意值，本實(shí)施例中取μ ‘ = μ · 2_4。將步驟7中已調(diào)整的五類信號帶入到式(6)中，從而得到I路信號的校正輸出信號Ie和Q路信號的校正輸出信號％，
i/c = COS(^)J-sin(^-C1<,
XQc=G-1Q-C2(6)。此外，在上述步驟3中，設(shè)調(diào)制頻率為f，則調(diào)制后的信號表達(dá)式為Itx(t) = (I' c(t)+C1)cos(2 π ft)(7)Qtx (t) = G (Q' c (t)+C2) sin (2 π ft+θ )[0063]由式(7)可以得I路模擬正交調(diào)制信號ITX(t)和Q路模擬正交調(diào)制信號QTX(t)的合路信號為
權(quán)利要求1. 一種發(fā)射端I/Q調(diào)制不平衡自校正裝置，其特征是包括 I/Q不匹配校正單元，用于對I路信號和Q路信號的基帶信號進(jìn)行校正； DAC數(shù)模轉(zhuǎn)換單元，用于將校正后的I路信號和Q路信號進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，得到I路信號和Q路信號的模擬信號；模擬正交調(diào)制單元，用于將所述I路信號和Q路信號的模擬信號進(jìn)行正交調(diào)制，以正交調(diào)制的I路信號和Q路信號作為發(fā)射信號；包絡(luò)檢波單元，用于將正交調(diào)制的I路信號和Q路信號進(jìn)行包絡(luò)檢波； ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，用于將模擬信號的包絡(luò)檢波信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到數(shù)字包絡(luò)檢波信號；包絡(luò)同步緩存單元，用于緩存數(shù)字包絡(luò)檢波信號，使數(shù)字包絡(luò)檢波信號與I路信號和Q 路信號的校正前的基帶信號同步；峰均值平方單元，用于將數(shù)字包絡(luò)檢波信號的峰均值進(jìn)行平方運(yùn)算，得到數(shù)字包絡(luò)檢波信號的峰均值平方值；I/Q信號同步緩存單元，用于緩存I路信號和Q路信號的校正前的基帶信號，使I路信號和Q路信號的校正前的基帶信號與數(shù)字包絡(luò)檢波信號同步；I/Q峰均值平方和單元，用于將I路信號的校正前的基帶信號與Q路信號的校正前的基帶信號的峰均值平方后求和，得到兩路信號峰均值平方和；誤差產(chǎn)生單元，用于進(jìn)行由所述數(shù)字包絡(luò)檢波信號的峰均值平方值減去所述兩路信號峰均值平方和的減法運(yùn)算；I/Q自適應(yīng)單元，用于自適應(yīng)地調(diào)節(jié)I路信號和Q路信號的不匹配的參數(shù)，所述參數(shù)所述五類信號。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種發(fā)射端I/Q調(diào)制不平衡自校正裝置，其特征是包括有I/Q不匹配校正單元，DAC數(shù)模轉(zhuǎn)換單元，模擬正交調(diào)制單元，包絡(luò)檢波單元，ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，包絡(luò)同步緩存單元，峰均值平方單元，I/Q信號同步緩存單元，I/Q峰均值平方和單元，誤差產(chǎn)生單元和和I/Q自適應(yīng)單元。本實(shí)用新型通過自動(dòng)檢測引入誤差并自適應(yīng)的進(jìn)行校正，提高通信鏈路的性能。
文檔編號H04L27/26GK202231740SQ20112041718
公開日2012年5月23日 申請日期2011年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月27日
發(fā)明者吳端, 彭靜, 袁振英, 趙科, 陳士兵, 陶洪 申請人:安徽省菲特科技股份有限公司