CN103746657A

CN103746657A - 一种镜频抑制方法和装置

Info

Publication number: CN103746657A
Application number: CN201310743624.8A
Authority: CN
Inventors: 陈家国; 黄开志; 逄忠诚
Original assignee: BEIJING STARPOINT TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: BEIJING STARPOINT TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-12-30
Filing date: 2013-12-30
Publication date: 2014-04-23
Anticipated expiration: 2033-12-30
Also published as: CN103746657B

Abstract

本发明提供了一种镜频抑制方法和装置，该方法包括：步骤S1，将数字上变频后的信号的同相分量I和正交分量Q中的一个分量的相位固定，在预设范围内按照预设步长对另外一个分量进行相位旋转，并将每次旋转后得到的（I，Q）分量组输入到正交调制器；步骤S2，获取各个（I，Q）分量组对应的镜频信号能量；步骤S3，存储使所述镜频信号能量最小的（I，Q）分量组对应的旋转角作为在当前制式和频率下的预补偿旋转角。通过本发明得到的预补偿旋转角能够使经相位角补偿后的信号产生的镜频信号能量最小，从而有效的抑制镜频信号，降低镜频信号对有用的扩散频谱信号的干扰。

Description

一种镜频抑制方法和装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及到一种镜频抑制方法和装置。

背景技术

从现有的通信发射系统里，由于硬件和射频调制芯片不理想，从而引起信号同相分量和正交分量的幅度不平衡以及相角不平衡。幅度不平衡和相角不平衡就产生了镜频信号。镜频信号始终是困扰发射机性能的一个难点。如果不对镜频信号进行抑制，它就会对有用信号进行干扰，造成发射机的性能低下。

下面以单频率信号为例，来说明镜频信号的产生机理。假设单频信号同相分路I=A*cos(ω₀*t),正交分路Q=A*sin(ω₀*t)；数字上变频用到的信号同相分量I=cos(ω₁*t)，正交分量为Q=sin(ω₁*t)；数字上变频的数学表达式可以表示为：

A*[cos(ω₀*t)+j*sin(ω₀*t)]*[(cos(ω₁*t)+j*sin(ω₁*t)]=A*cos[(ω₀+ω₁)*t]+j*sin[(ω₀+ω₁)*t]

在理想的情况下，经过射频调制器的数学表达式为：

A*cos[(ω₀+ω₁)*t]*sin(ω_c*t)+A*sin[(ω₀+ω₁)*t]*cos(ω_c*t)=A*sin[(ω₀+ω₁+ω_c)*t];

由于数字硬件和射频调制器不可能那么理想，故其数学表达式为：A_i*cos[(ω₀+ω₁)*t+θ]*sin(ω_c*t)+A_q*sin[(ω₀+ω₁)*t]*cos(ω_c*t)=A_q/2*{sin[(ω₀+ω₁+ω_c)*t]+

sin[(ω₀+ω₁-ω_c)*t]}+A_i/2*{sin[(ω₀+ω₁+ω_c)*t+θ]-sin[(ω₀+ω₁-ω_c)*t+θ]}

这里的镜频分量就是：

A_q/2*sin[(ω_c-ω₀-ω₁)*t]+A_i/2*sin[(ω_c-ω₀-ω₁)*t-θ]，A_i与A_q不相等，是由于同相分量和正交分量幅度不平衡引起的，θ是由于同相分量和正交分量相角不平衡引起的，ω_c是射频调制器的载波频率。有用的信号是A_q/2*sin[(ω_c+ω₀+ω₁)*t]+A_i/2*sin[(ω_c+ω₀+ω₁)*t+θ]。

由上述的数学推导发现，不进行镜频抑制，有用的信号会被无用的镜频信号进行干扰。特别是对于宽带无线通信来说，如果基带信号是扩散频谱信号，有用的载频信号和基带信号会调制，形成的频谱是扩散频谱；镜频信号会和基带信号也会调制，形成的频谱也是扩散频谱。这样无用的扩散频谱信号对有用的扩散频谱信号就形成了强烈的干扰。

发明内容

本发明提供了一种镜频抑制方法，能够有效实现对镜频的有效抑制，降低镜频信号对有用的扩散频谱信号的干扰。

本发明提供了一种镜频抑制方法，所述方法包括：

步骤S1，将数字上变频后的信号的同相分量I和正交分量Q中的一个分量的相位固定，在预设范围内按照预设步长对另外一个分量进行相位旋转，并将每次旋转后得到的（I，Q）分量组输入到正交调制器；

步骤S2，获取各个（I，Q）分量组对应的镜频信号能量；

步骤S3，存储使所述镜频信号能量最小的（I，Q）分量组对应的旋转角作为在当前制式和频率下的预补偿旋转角。

优选的，所述步骤S1之后，步骤S2之前所述方法还包括：

将正交调制器输出的物理信号通过回环接口输入到接收机；

所述步骤S2包括：

获取接收机检测到的镜频信号能量作为对应（I，Q）分量组的镜频信号能量。

本发明还提供了一种镜频抑制装置，包括：

第一处理模块，用于将数字上变频后的信号的同相分量I和正交分量Q中的一个分量的相位固定，在预设范围内按照预设步长对另外一个分量进行相位旋转，并将每次旋转后得到的（I，Q）分量组输入到正交调制器；

第二处理模块，用于获取各个（I，Q）分量组对应的镜频信号能量；

存储模块，用于存储使所述镜频信号能量最小的（I，Q）分量组对应的旋转角作为在当前制式和频率下的预补偿旋转角。

优选的，所述装置还包括：

第三处理模块，用于将正交调制器输出的物理信号通过回环接口输入到接收机；

所述第二处理模块，具体用于获取接收机检测到的镜屏点信号能量作为对应（I，Q）分量组的镜频信号能量。

本发明提供的镜频抑制方法中，按照预设步长对输入到正交调制器中的数字信号的其中一个相位角进行旋转，并将使镜频信号能量最小的相位角组合作为预补偿旋转角，本领域技术人员可以理解，通过本发明得到的预补偿旋转角能够使经相位角补偿后的信号产生的镜频信号能量最小，从而有效的抑制镜频信号，降低镜频信号对有用的扩散频谱信号的干扰。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种镜频抑制方法的流程示意图；

图2为本发明实施例二提供的一种镜频抑制方法的流程示意图；

图3为本发明实施例三提供的一种镜频抑制装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

由于镜频分量为：

A_q/2*sin[(ω₀+ω₁-ω_c)*t]_-A_i/2*sin[(ω₀+ω₁-ω_c)*t+θ]

理想硬件的情况下θ=0，A_q=A_i，可以得出镜频分量为0。但是实际环境中，θ≠0，A_q≠A_i，所以镜频分量不为0。本发明的核心思想在于使同相分量I和正交分量Q尽可能的正交，从而使镜频分量尽可能的小，具体实现方式是：

在数字上变频后对同向分量I或者正交分量Q进行旋转,获取使镜频分量最小的（I，Q）组合。具体实现方式是：如果对同向分量I路进行旋转，则正交分量Q路保持不变化，相当于同向分量I路从A*cos[(ω₀+ω₁)*t]到A*cos[(ω₀+ω₁)*t-θ₀],正交分量Q路从A*sin[(ω₀+ω₁)*t]到A*sin[(ω₀+ω₁)*t],θ₀为旋转角度；如果对正交分量Q路进行旋转，则同向分量I路保持不变，相当于同向分量I路从A*cos[(ω₀+ω₁)*t]到A*cos[(ω₀+ω₁)*t]，正交分量Q路从A*sin[(ω₀+ω₁)*t]到A*sin[(ω₀+ω₁)*t+θ₀]，θ₀为旋转角度。这两种角度旋转方法，只需要选择一种就可以。然后记录使镜频能量信号最小的旋转角度作为预补偿旋转角，对后续在相同制式和频率下的其他数字信号中对应的分量进行补偿，从而使后续的数字信号经正交调制后产生的镜频信号能量最小。

本发明提供了一种镜频抑制方法，如图1所示，该方法包括：

步骤101，将数字上变频后的信号的同相分量I和正交分量Q中的一个分量的相位固定，在预设范围内按照预设步长对另外一个分量进行相位旋转，并将每次旋转后得到的（I，Q）分量组输入到正交调制器。

步骤102，获取各个（I，Q）分量组对应的镜频信号能量。

步骤103，存储使所述镜频信号能量最小的（I，Q）分量组对应的旋转角作为在当前制式和频率下的预补偿旋转角。

本领域技术人员可以理解，在步骤S3之后，发射机可以使用步骤S3得到的预补偿旋转角对相同制式和频率下的数字信号进行相应的相位角补偿，从而使输出的镜频信号能量最小。利用预补偿相位角对相位进行补偿的方式与现有技术中一致，在此不再赘述。

本发明实施例一提供的镜频抑制方法中，按照预设步长对输入到正交调制器中的数字信号的其中一个相位角进行旋转，并将使镜频信号能量最小的相位角组合作为预补偿旋转角，本领域技术人员可以理解，通过这种方式得到的预补偿旋转角能够经相位角补偿后的信号产生的镜频信号能量最小，从而有效的抑制镜频信号，降低镜频信号对有用的扩散频谱信号的干扰。

优选的，在所述步骤101之后，步骤102之前所述方法还包括：

将正交调制器输出的物理信号通过回环接口输入到接收机；

所述步骤102包括：

由于现有技术中的接收机一般都具有检测镜频信号能量的功能，本发明实施例中，通过将经正交调制器调制后的信号直接输入到接收机，并获取接收机检测到的镜频信号能量作为对应的（I，Q）分量组所对应的镜频信号能量，这样大大降低了获取镜频信号能量的难度。

下面结合具体应用场景，对本发明实施例一提供的镜频抑制方法进行详细的说明，假设本发明实施例二中，用户选择的发射制式为TD-SCDMA，设定的数字上变频频率为10MHZ，输入到正交调制器中的本振频率为2004MHZ，为了方便说明，本发明实施例二中，假设对I路分量进行相位旋转，如图2所示，本发明实施例二提供的镜频抑制方法包括：

步骤201，发射机的数字逻辑电路产生单频数字信号，该数字单频信号包括同相分量I和正交分量Q。

步骤202，发射机对单频数字信号进行数字上变频处理。

步骤203，发射机在±10°范围内，按照0.1°的步长对同相分量I进行相位旋转。

步骤204，发射机将由正交分量Q以及每次旋转后得到的同相分量I组成的（I，Q）分量组合输入到发射机的正交调制器。

步骤205，发射机的正交调制器对输入的（I，Q）分量组合进行调制，得到对应的物理信号。

步骤206，发射机通过回环接口将正交调制器调制得到的物理信号输入到接收机中。

步骤207，接收机对接收到的物理信号进行射频混频，并使用滤波器滤去无用分量。

步骤208，接收机检测接收到的镜频信号能量。

步骤209，针对一次旋转，发射机对应的记录接收机检测到的镜频信号能量。

步骤210，发射机判断旋转角度是否遍历完毕，如果是，则转向步骤211，如否，则转向步骤203。

步骤211，发射机存储使镜频信号能量最小的（I，Q）分量组对应的旋转角作为制式为TD-SCDMA制式且射频频率为2014MHz时的预补偿旋转角。

上述的镜频抑制方法，可以在用户将发射模式设置为TD-SCDMA且射频频率设置为2014MHz时实施，之后发射机按照获取到的预补偿旋转角对在制式为TD-SCDMA且射频频率设置为2014MHz时发送的发射信号进行补偿，使得该发射信号的相位角组合与使镜频信号能量最小的相位角组合一致。这个过程与现有技术中一致，在此不再详细说明。

基于相同的构思，本发明实施例三还提供了一种镜频抑制装置，如图3所示，该装置包括：

第一处理模块301，用于将数字上变频后的信号的同相分量I和正交分量Q中的一个分量的相位固定，在预设范围内按照预设步长对另外一个分量进行相位旋转，并将每次旋转后得到的（I，Q）分量组输入到正交调制器；

第二处理模块302，用于获取各个（I，Q）分量组对应的镜频信号能量；

存储模块303，用于存储使所述镜频信号能量最小的（I，Q）分量组对应的旋转角作为在当前制式和频率下的预补偿旋转角。

优选的，该装置还包括：

第三处理模块304，用于将正交调制器输出的物理信号通过回环接口输入到接收机；

第二处理模块302，具体用于获取接收机检测到的镜频信号能量作为对应（I，Q）分量组的镜频信号能量。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种镜频抑制方法，其特征在于，包括：

步骤S2，获取各个（I，Q）分量组对应的镜频信号能量；

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1之后，步骤S2之前所述方法还包括：

将正交调制器输出的物理信号通过回环接口输入到接收机；

所述步骤S2包括：

3.一种镜频抑制装置，其特征在于，包括：

4.如权利要求3所述的镜频抑制装置，其特征在于，还包括：

所述第二处理模块，具体用于获取接收机检测到的镜频信号能量作为对应（I，Q）分量组的镜频信号能量。