CN102065041A

CN102065041A - 一种抑制本振泄露的方法、装置及系统

Info

Publication number: CN102065041A
Application number: CN2010105497807A
Authority: CN
Inventors: 但小莉; 吴广德
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2010-11-18
Filing date: 2010-11-18
Publication date: 2011-05-18
Anticipated expiration: 2030-11-18
Also published as: CN102065041B; WO2012065398A1

Abstract

本发明涉及通信领域技术，尤其涉及一种抑制本振泄露的方法、装置及系统，该方法包括：获取预发射的射频信号的本振泄露强度，所述射频信号由相互正交的第一路中频信号和第二路中频信号与本振信号调制形成；检测所述本振泄露强度大于强度阈值时，调整所述第一路中频信号和第二路中频信号的直流偏置与本振泄露强度的对应关系，确定第一替换直流偏置和第二替换直流偏置；根据所述第一替换直流偏置，对所述第一路中频信号进行本振泄露补偿，根据所述第二替换直流偏置，对所述第二路中频信号进行本振泄露补偿。使用本发明实施例提供的抑制本振泄露的方法、装置及系统，可以快速的确定直流偏置。

Description

一种抑制本振泄露的方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及通信领域技术，尤其涉及一种抑制本振泄露的方法、装置及系统。

背景技术

目前，通信领域的射频发射机主要由DAC(Digital Analog Converter，数模转换器)、带通滤波器、信号调制器、正交本振信号产生电路和预放大器等组成。DAC将数字信号转化为相互正交的两路基带模拟信号后，带通滤波器对基带模拟信号进行信号滤波处理，然后信号调制器将该两路基带模拟信号调制为一路射频信号，再经过混频、放大等过程，发送处理后的射频信号。

但是，电路固有的直流失调特性会引起的本振泄露，而较大的本振泄露将对整个通信系统性能产生较大影响，如产生较高的误码率、通信中断等。

发明内容

本发明实施例提供了一种抑制本振泄露的方法、装置及系统，在不改变现有电路的条件下，通过调整直流偏置与本振泄露强度的对应关系，快速、准确的确定每路中频信号的直流偏置补偿量，进而进行本振泄露补偿，达到抑制本振泄露的效果。

本发明实施例提供了一种抑制本振泄露的方法，该方法包括：

获取预发射的射频信号的本振泄露强度，所述射频信号由相互正交的第一路中频信号和第二路中频信号与本振信号调制形成；

检测所述本振泄露强度大于强度阈值时，调整所述第一路中频信号和第二路中频信号的直流偏置与本振泄露强度的对应关系，确定第一替换直流偏置和第二替换直流偏置；

根据所述第一替换直流偏置，对所述第一路中频信号进行本振泄露补偿，根据所述第二替换直流偏置，对所述第二路中频信号进行本振泄露补偿。

相应的，本发明实施例提供了一种抑制本振泄露的装置，包括：

本振泄露强度获取模块，用于获取预发射的射频信号的本振泄露强度，所述射频信号由相互正交的第一路中频信号和第二路中频信号与本振信号调制形成；

直流偏置获取模块，用于检测所述本振泄露强度大于强度阈值时，调整所述第一路中频信号和第二路中频信号的直流偏置与本振泄露强度的对应关系，确定第一替换直流偏置和第二替换直流偏置；

补偿模块，用于根据所述第一替换直流偏置，对所述第一路中频信号进行本振泄露补偿，根据所述第二替换直流偏置，对所述第二路中频信号进行本振泄露补偿。

相应的，本发明实施例提供了一种抑制本振泄露的系统，包括：测试单板、频谱仪、中央处理器；所述测试单板包括数模转化器，与所述频谱仪、中央处理器分别相连；所述频谱仪与所述中央处理器相连；

所述频谱仪，用于获取预发射的射频信号的本振泄露强度，所述射频信号由相互正交的第一路中频信号和第二路中频信号与本振信号调制形成；

所述测试单板中的数模转化器，用于检测所述本振泄露强度大于强度阈值时，调整所述第一路中频信号和第二路中频信号的直流偏置与本振泄露强度的对应关系，确定第一替换直流偏置和第二替换直流偏置；根据所述第一替换直流偏置，对所述第一路中频信号进行本振泄露补偿，根据所述第二替换直流偏置，对所述第二路中频信号进行本振泄露补偿；

所述中央处理器，用于控制所述频谱仪和所述数模转化器。

本发明实施例提供了一种抑制本振泄露的方法、装置及系统，用于获取预发射的射频信号的本振泄露强度，所述射频信号由相互正交的第一路中频信号和第二路中频信号与本振信号调制形成；检测所述本振泄露强度大于强度阈值时，调整所述第一路中频信号和第二路中频信号的直流偏置与本振泄露强度的对应关系，确定第一替换直流偏置和第二替换直流偏置；根据所述第一替换直流偏置，对所述第一路中频信号进行本振泄露补偿，根据所述第二替换直流偏置，对所述第二路中频信号进行本振泄露补偿。使用本发明实施例提供的抑制本振泄露的方法、装置及系统，在不改变现有电路的条件下，通过调整直流偏置与本振泄露强度的对应关系，快速、准确的确定每路中频信号的直流偏置，进而进行本振泄露补偿，达到抑制本振泄露的效果。

附图说明

图1为本发明实施例提供的方法运行的部分硬件环境；

图2为本发明实施例中抑制本振泄露的方法流程示意图；

图3为本发明另一实施例中抑制本振泄露的方法流程示意图；

图4为本发明另一实施例中抑制本振泄露的装置示意图；

图5为本发明另一实施例中抑制本振泄露的系统示意图。

具体实施方式

下面结合各个附图对本发明实施例技术方案的主要实现原理、具体实施方式及其对应能够达到的有益效果进行详细地阐述。

如图1所示，为本发明实施例提供的方法运行的部分硬件环境，I/Q基带信号分成两路中频信号，即I路中频信号和Q路中频信号，分别经过数模转换、滤波后，在I/Q调制器中调制为一路射频信号，该电路固有的直流失调特性会引起的本振泄露。为了抑制该本振泄露，本发明实施例提供了一种抑制本振泄露的方法，如图2所示，包括以下步骤：

步骤201、获取预发射的射频信号的本振泄露强度，该射频信号由相互正交的第一路中频信号和第二路中频信号与本振信号调制形成；具体的，基带信号分成两路中频信号，分别经过数模转换、滤波后，各自在调制器中调制为一路射频信号。而且，该第一路中频信号和第二路中频信号相互正交，例如，两路相互正交的中频信号可以分别为I(t)＝G_icos(ωt+ψ_i)+D_i和Q(t)＝G_qsin(ωt+ψ_q)+D_q。

步骤202、检测本振泄露强度大于强度阈值时，调整第一路中频信号和第二路中频信号的直流偏置与本振泄露强度的对应关系，确定第一替换直流偏置和第二替换直流偏置；

具体的，预先建立第一路中频信号和第二路中频信号的直流偏置与本振泄露强度的对应关系，然后可以从直流偏置寄存器中获取多个测试直流偏置，根据直流偏置与本振泄露强度的对应关系，获取对应关系中的调整系数，进而确定第一替换直流偏置和第二替换直流偏置；该第一替换直流偏置和第二替换直流偏置使得本振泄露最小，或者为0。选取测试直流偏置时，可以随机选取，也可以按照预定的规则进行选取，最好在偏置寄存器的数据范围内均匀选取。预先建立直流偏置与本振泄露强度的对应关系包括：根据第一路中频信号和第二中频信号，获取本振泄露信号；根据本振泄露信号的幅值与第一路中频信号和第二中频信号各自的直流偏置的关系，建立直流偏置与本振泄露强度的对应关系。其中，本振泄露信号的幅值与第一路中频信号和第二中频信号各自的直流偏置的关系具体为：第一路中频信号的幅值和第一直流偏置的乘积的平方、第二路中频信号的幅值和第二直流偏置的乘积的平方，两者之和与本振泄露信号的幅值的平方呈正比，即本振泄露的幅值为

其中A_i、A_q分别表示第一路中频信号和第二路中频信号的幅值，D_i、D_q分别表示第一路中频信号和第二路中频信号的直流偏置。。

步骤203、根据第一替换直流偏置，对第一路中频信号进行本振泄露补偿，根据第二替换直流偏置，对第二路中频信号进行本振泄露补偿。

下面通过一个具体的例子，对建立直流偏置与本振泄露强度的对应关系的过程进行详细说明，首先设第一路中频信号为I(t)、第二路中频信号为Q(t)和第一路本振信号为f_{LO_}I(t)，第二路本振信号为f_{LO_}Q(t)，假设I(t)，Q(t)和f_{LO_}I(t)，f_{LO_}Q(t)的表达式分别为：

\{\begin{matrix} I (t) = G_{i} \cos (ωt + ψ_{i}) + D_{i} \\ Q (t) = G_{q} \sin (ωt + ψ_{q}) + D_{q} \\ f_{LO_} I (t) = A_{i} \cos (ω_{c} t + θ_{i}) + E_{i} \\ f_{LO_} Q (t) = A_{q} \sin (ω_{c} t + θ_{q}) + E_{q} \end{matrix}

其中，G_i、G_q、A_i、A_q分别表示I(t)，Q(t)，f_{LO_}I(t)，f_{LO_}Q(t)的幅度，ψ_i，ψ_q，θ_i，θ_q分别表示I(t)，Q(t)，f_{LO_}I(t)，f_{LO_}Q(t)的相位，D_i、D_q、E_i、E_q分别表示I(t)，Q(t)，f_{LO_}I(t)，f_{LO_}Q(t)的直流偏移。

由于输出信号f₀(t)可表示为：

f_o(t)＝I(t)×f_{LO_I}(t)-Q(t)×f_{LO_Q}(t)

将上述各个信号的表达式带入上式，可得：

为上边带调制信号，

为泄漏的下边带无用信号，

A_iD_icos(ω_ct+θ_i)-A_qD_qsin(ω_ct+θ_q)为泄露的本振信号

G_iE_icos(ωt+ψ_i)-G_qE_qsin(ωt+ψ_q)+D_iE_i-D_qE_q为输出的低频和直流分量。

由此可以得到本振泄露与第一路中频信号、第二路中频信号的关系，不考虑本振的幅度和相位不平衡时，既Ai＝Aq，θ_i＝θ_q，泄露的本振信号可以表示为：

A_{i} D_{i} \cos (ω_{c} t + θ_{i}) - A_{i} D_{q} \sin (ω_{c} t + θ_{i})

= - \sqrt{{A_{i}}^{2} {D_{i}}^{2} + {A_{i}}^{2} {D_{q}}^{2}} \cos (ω_{c} t + θ_{i} + a), \tan a = \frac{D_{q}}{D_{i}}

通过上述表达式可以得出本振泄漏fc(t)的大小与I(t)和Q(t)信号的直流偏移D_i和D_q有关，且本振泄露的幅值为

即第一路中频信号的幅值和第一直流偏置的乘积的平方、第二路中频信号的幅值和第二直流偏置的乘积的平方，两者之和与本振泄露信号的幅值的平方呈正比。从理论模型上看，本振抑制的大小与I(t)直流偏移值D_i，Q(t)直流偏移值D_q呈抛物面方程关系。

基本抛物面方程如式为：

Z = \frac{x^{2}}{a^{2}} + \frac{y^{2}}{b^{2}}

然而实际情况，抛物面的顶点不在原点，因此，用任意抛物面来确立本振抑制的大小与I(t)直流偏移值D_i，Q(t)直流偏移值D_q的对应关系，如：

Z + C = \frac{{(x - a)}^{2}}{A^{2}} + \frac{{(y - b)}^{2}}{B^{2}}

其中，A，B，C，a，b表示任意抛物面的参数。

考虑IQ对称性：

Z + C = \frac{{(x - a)}^{2}}{A^{2}} + \frac{{(y - b)}^{2}}{A^{2}}

可以写成：

Z + C = \frac{{(x - a)}^{2}}{A} + \frac{{(y - b)}^{2}}{A}

进一步写成：

A·Z+C＝(x-a)²+(y-b)²

为了确定A，C，a，b四个抛物面的参数，可以选择测试点，通过将测试点的值代入上述表达式，获得参数a、b的值，即第一替换直流偏置和第二替换直流偏置。

上述建立直流偏置与本振泄露强度的对应关系的过程，仅为说明本发明实施例提供的方法所举的一个例子，还可以使用其他方式建立直流偏置与本振泄露强度的对应关系，例如假设不同的表达式、或使用不同的近似方式等。

通过上述描述，可以看出，使用本发明实施例提供的抑制本振泄露的方法，可以在不改变现有电路的条件下，通过调整直流偏置与本振泄露强度的对应关系，快速、准确的确定每路中频信号的直流偏置，进而进行本振泄露补偿，达到抑制本振泄露的效果。

下面通过具体实施例对本发明实施例提供的抑制本振泄露的方法进行详细说明，如图3所示，包括以下步骤：

步骤301、获取接收的射频信号的本振泄露强度，该射频信号由相互正交的I路中频信号和Q路中频信号分别于对应的本振信号调制形成；

步骤302、检测本振泄露强度是否大于强度阈值；

步骤303、获取多组I路中频信号的和Q路中频信号的测试直流偏置；具体的，在直流偏置寄存器中获取四组第一直流偏置和第二直流偏置，分别为(0x800，0x0)、(0x0，0x800)、(0x1800，0x0)和(0x0，0x0)。

步骤304、分别将每组测试直流偏置，代入直流偏置与本振泄露强度的对应关系，获取本振泄露强度；

步骤305、调整直流偏置与本振泄露强度的对应关系；具体的，假设直流偏置与本振泄露强度的对应关系为A·Z+C＝(x-a)²+(y-b)²，为了确定A，C，a，b四个抛物面的参数，测试四组直流偏置：(x1，y1，z1)、(x2，y2，z2)、(x3，y3，z3)和(x4，y4，z4)，这样可以产生一个方程组：

\{\begin{matrix} {(x_{1} - a)}^{2} + {(y_{1} - b)}^{2} = A * z_{1} + C \\ {(x_{2} - a)}^{2} + {(y_{2} - b)}^{2} = A * z_{2} + C \\ {(x_{3} - a)}^{2} + {(y_{3} - b)}^{2} = A * z_{3} + C \\ {(x_{4} - a)}^{2} + {(y_{4} - b)}^{2} = A * z_{4} + C \end{matrix}

整理得：

a = \frac{k + l * b}{m}, b = \frac{k * i - h * m}{j * m - l * i}

其中，

h = ({x_{1}}^{2} + {y_{1}}^{2} - {x_{4}}^{2} - {y_{4}}^{2}) * \frac{z_{1} - z_{2}}{z_{1} - z_{4}} - ({x_{1}}^{2} + {y_{1}}^{2} - {x_{2}}^{2} - {y_{2}}^{2})

i = - 2 [(x_{1} - x_{2}) - (x_{1} - x_{4}) \frac{z_{1} - z_{2}}{z_{1} - z_{4}}]

j = - 2 [(y_{1} - y_{2}) - (y_{1} - y_{4}) \frac{z_{1} - z_{2}}{z_{1} - z_{4}}]

k = ({x_{1}}^{2} + {y_{1}}^{2} - {x_{3}}^{2} - {y_{3}}^{2}) * \frac{z_{1} - z_{2}}{z_{1} - z_{3}} - ({x_{1}}^{2} + {y_{1}}^{2} - {x_{2}}^{2} - {y_{2}}^{2})

l = 2 [(y_{1} - y_{2}) - (y_{1} - y_{3}) \frac{z_{1} - z_{2}}{z_{1} - z_{3}}]

m = - 2 [(x_{1} - x_{2}) - (x_{1} - x_{3}) \frac{z_{1} - z_{2}}{z_{1} - z_{3}}]

这样可以确定出直流偏置与本振泄露强度的对应关系中各个参数的值，确定后的参数值代入A·Z+C＝(x-a)²+(y-b)²。

步骤306、确定第一替换直流偏置和第二替换直流偏置；具体的，当x的值等于a的值，y的值等于b的值时，本振泄露最小，因此确定第一替换直流偏置的值为a的值，第二替换直流偏置的值为b的值。

步骤307、根据第一替换直流偏置，对第一路中频信号进行本振泄露补偿，根据第二替换直流偏置，对第二路中频信号进行本振泄露补偿。

相应的，本发明实施例还提供一种抑制本振泄露的装置，如图4所示，具体包括：

本振泄露强度获取模块401，用于获取预发射的射频信号的本振泄露强度，所述射频信号由相互正交的第一路中频信号和第二路中频信号与本振信号调制形成；

直流偏置获取模块402，用于检测所述本振泄露强度大于强度阈值时，调整所述第一路中频信号和第二路中频信号的直流偏置与本振泄露强度的对应关系，确定第一替换直流偏置和第二替换直流偏置；

补偿模块403，用于根据所述第一替换直流偏置，对所述第一路中频信号进行本振泄露补偿，根据所述第二替换直流偏置，对所述第二路中频信号进行本振泄露补偿。

较佳的，该装置还包括：

检测模块404，用于检测所述本振泄露强度是否大于强度阈值。

较佳的，该装置的直流偏置获取402包括：

建立子模块4021，用于预先建立所述第一路中频信号和第二路中频信号的直流偏置与本振泄露强度的对应关系；

确定子模块4022，用于获取多个测试直流偏置，获取所述对应关系中的调整系数，确定第一替换直流偏置和第二替换直流偏置。

通过上述描述，可以看出，使用本发明实施例提供的抑制本振泄露的装置，可以在不改变现有电路的条件下，通过调整直流偏置与本振泄露强度的对应关系，快速、准确的确定每路中频信号的直流偏置，进而进行本振泄露补偿，达到抑制本振泄露的效果。

相应的，本发明实施例还提供了一种抑制本振泄露的系统，如图5所示，包括：测试单板501、频谱仪502、中央处理器503；该测试单板501包括数模转化器5011，与所述频谱仪502、中央处理器503分别相连；所述频谱仪502与所述中央处理器503相连；

所述频谱仪502，用于获取预发射的射频信号的本振泄露强度，所述射频信号由相互正交的第一路中频信号和第二路中频信号与本振信号调制形成；

所述测试单板501中的数模转化器5011，用于检测所述本振泄露强度大于强度阈值时，调整所述第一路中频信号和第二路中频信号的直流偏置与本振泄露强度的对应关系，确定第一替换直流偏置和第二替换直流偏置；根据所述第一替换直流偏置，对所述第一路中频信号进行本振泄露补偿，根据所述第二替换直流偏置，对所述第二路中频信号进行本振泄露补偿；

所述中央处理器503，用于控制所述频谱仪和所述数模转化器。

通过上述描述，可以看出，使用本发明实施例提供的抑制本振泄露的方法、装置及系统，在不改变现有电路的条件下，通过调整直流偏置与本振泄露强度的对应关系，快速、准确的确定每路中频信号的直流偏置，进而进行本振泄露补偿，达到抑制本振泄露的效果。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种抑制本振泄露的方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测所述本振泄露信号强度不大于强度阈值时，输出所述射频信号。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调整所述第一路中频信号和第二路中频信号的直流偏置与本振泄露强度的对应关系，确定第一替换直流偏置和第二替换直流偏置，包括：

预先建立所述第一路中频信号和第二路中频信号的直流偏置与本振泄露强度的对应关系；

获取多个测试直流偏置，获取所述对应关系中的调整系数，确定第一替换直流偏置和第二替换直流偏置。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预先建立所述第一路中频信号和第二路中频信号的直流偏置与本振泄露强度的对应关系包括：

根据所述第一路中频信号和第二中频信号，获取本振泄露信号；

根据所述本振泄露信号的幅值与第一路中频信号和第二中频信号各自的直流偏置的关系，建立所述第一路中频信号和第二路中频信号的直流偏置与本振泄露强度的对应关系。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述本振泄露信号的幅值与第一路中频信号和第二中频信号各自的直流偏置的关系，包括：

所述第一路中频信号的幅值和第一直流偏置的乘积的平方、所述第二路中频信号的幅值和第二直流偏置的乘积的平方，两者之和与所述本振泄露信号的幅值的平方呈正比，即本振泄露的幅值为

其中A_i、A_q分别表示第一路中频信号和第二路中频信号的幅值，D_i、D_q分别表示第一路中频信号和第二路中频信号的直流偏置。

6.一种抑制本振泄露的装置，其特征在于，包括：

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：

检测模块，用于检测所述本振泄露强度是否大于强度阈值。

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述直流偏置获取包括：

建立子模块，用于预先建立所述第一路中频信号和第二路中频信号的直流偏置与本振泄露强度的对应关系；

确定子模块，用于获取多个测试直流偏置，获取所述对应关系中的调整系数，确定第一替换直流偏置和第二替换直流偏置。

9.一种抑制本振泄露的系统，其特征在于，包括：测试单板、频谱仪、中央处理器；所述测试单板包括数模转化器，与所述频谱仪、中央处理器分别相连；所述频谱仪与所述中央处理器相连；

所述中央处理器，用于控制所述频谱仪和所述数模转化器。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述数模转化器预先建立所述第一路中频信号和第二路中频信号的直流偏置与本振泄露强度的对应关系；获取多个测试直流偏置，获取所述对应关系中的调整系数，确定第一替换直流偏置和第二替换直流偏置。