CN105515533A - 基于查找表的数字iq实时补偿方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种基于查找表的数字IQ实时补偿方法，采用数字化的IQ校准算法，包含数字化的增益补偿和正交度补偿；基于查找表的方法，将需要补偿的数据事先存放入DSP中。本发明的补偿方法，由于在计算补偿数据的时候采用了查找表的方法，脱离了主控机的参与，补偿数据的更新速率很快，可以满足频率捷变下的IQ实时补偿的要求；而且，在补偿过程中都是数字运算，避免了数模转换过程中的延迟现象，可以大幅提高补偿速度提高；由于数字运算的线性度较好，所以在获取正交度和增益补偿数据的时候只需测试一次，然后根据测试的数据计算增益补偿数据和正交度补偿数据，提高了补偿数据的获取速度。

Description

基于查找表的数字IQ实时补偿方法

技术领域

本发明涉及信号发生领域，特别涉及一种数字IQ实时补偿方法。

背景技术

为了保证抗干扰能力，频率捷变技术广泛应用于雷达领域、通信等领域。但是简单的跳频技术可携带的信息量太少，无发满足现代电子系统的要求。这就要求必须在调频的基础上对其进行调制。

由于数字矢量调制相比于传统的模拟调制具有更大的带宽，更好的带宽利用率、更好的性能指标及保密性，使得数字矢量调制在调频系统中得到了广泛的应用。但是由于IQ信号通路的幅度的不一致性，矢量调制器器件本身的IQ幅度不平衡、相位不一致性，以及后端放大滤波电路的非线性等原因，IQ矢量调制指标性能比较差。为了获取较好的矢量调制性能，在矢量调制系统中必须进行适当的处理，对以上因素进行补偿。

一般情况下，处理方法是通过对IQ基带信号进行相应的乘法和加法运算。最常用的IQ模拟补偿方法如图1所示：控制器根据当前点载波频率，获取需要的增益补偿和正交度补偿数据，通过DA转换成模拟的增益补偿和正交度补偿。来自基带的IQ模拟信号与对应的I增益补偿信号、Q路增益补偿信号相乘，然后分别与I路正交度补偿、Q路正交度补偿相加后，输出给校准后的IQ信号。

对于上述方法，主要缺点是：

(1)受制于模拟电路的反应时间限制，上述的模拟IQ补偿方法无法满足载波频率快速跳变情况下的IQ补偿要求；

(2)上述补偿方法都为模拟电路，受制于模拟电路的放大器、乘法器等带宽限制，能补偿的IQ的带宽有限，对于宽带IQ无法进行补偿；

(3)由于器件的非线性原因，采用上述补偿电路，要获取合适的增益补偿数据和正交度补偿数据，必须通过多次测试后才能计算出来，效率较低；

(4)由于模拟补偿电路采用分立元器件，补偿电路比较复杂，可靠性低，成本较高，调试困难。

发明内容

本发明提出一种基于查找表的数字IQ实时补偿方法，在载波频率快速变化的过程中，对矢量调制中的IQ信号进行实时补偿，提高矢量调制性能。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于查找表的数字IQ实时补偿方法，采用数字化的IQ校准算法，包含数字化的增益补偿和正交度补偿；基于查找表的方法，将需要补偿的数据事先存放入DSP中。

可选地，本发明的基于查找表的数字IQ实时补偿方法，包括以下步骤：

首先，在系统初始化过程中，将各个频率点的正交度补偿数据和增益补偿数据送入到查找表中；

然后，在系统正式工作时，外部的数字IQ信号和频率控制字信号送入到DSP中，DSP根据频率控制字查找出当前频率点上的正角度补偿数据和增益补偿数据；

接下来，增益补偿数据与数字Q信号相乘送入DA中转换成模拟的Q信号；正交度补偿数据与Q路信号相乘后与I路信号相加后送入到DA中，转换成模拟的I信号。

本发明的有益效果是：

(1)由于在计算补偿数据的时候采用了查找表的方法，脱离了主控机的参与，补偿数据的更新速率很快，可以满足频率捷变下的IQ实时补偿的要求；

(2)在补偿过程中都是数字运算，避免了数模转换过程中的延迟现象，可以大幅提高补偿速度提高；

(3)由于数字运算的线性度较好，所以在获取正交度和增益补偿数据的时候只需测试一次，然后根据测试的数据计算增益补偿数据和正交度补偿数据，提高了补偿数据的获取速度；

(4)摆脱了模拟器件带宽的限制，使得能够补偿IQ的带宽较宽；

(5)整个补偿系统都采用了数字化方式，集成度高，调试方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有的模拟IQ补偿电路原理框图；

图2为本发明的基于查找表的数字IQ实时补偿方法的原理框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

针对现有的模拟IQ补偿的不足，本发明采用了基于查找表的数字IQ实时补偿方法，采用了数字化的IQ校准算法，包含数字化的增益补偿和正交度补偿；采用了基于查找表的方法，将需要补偿的数据事先存放入DSP中。

下面结合图2对本发明的补偿方法进行详细说明。

如图2所示，本发明的基于查找表的数字IQ实时补偿方法，包括以下步骤：

首先，在系统初始化过程中，将各个频率点的正交度补偿数据和增益补偿数据送入到查找表中。

然后，在系统正式工作时，外部的数字IQ信号和频率控制字信号送入到DSP中，DSP根据频率控制字查找出当前频率点上的正角度补偿数据和增益补偿数据。

接下来，增益补偿数据与数字Q信号相乘送入DA中转换成模拟的Q信号；正交度补偿数据与Q路信号相乘后与I路信号相加后送入到DA中，转换成模拟的I信号。

本发明的补偿方法，由于在计算补偿数据的时候采用了查找表的方法，脱离了主控机的参与，补偿数据的更新速率很快，可以满足频率捷变下的IQ实时补偿的要求；而且，在补偿过程中都是数字运算，避免了数模转换过程中的延迟现象，可以大幅提高补偿速度提高。

由于数字运算的线性度较好，所以本发明的补偿方法在获取正交度和增益补偿数据的时候只需测试一次，然后根据测试的数据计算增益补偿数据和正交度补偿数据，提高了补偿数据的获取速度。

而且，本发明的补偿方法摆脱了模拟器件带宽的限制，使得能够补偿IQ的带宽较宽；整个补偿系统都采用了数字化方式，集成度高，调试方便。

本发明的补偿方法基于DSP实现，DSP为数字信号处理单元，包括ARM、工控机、单片机、DSP芯片、FPGA等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种基于查找表的数字IQ实时补偿方法，其特征在于，采用数字化的IQ校准算法，包含数字化的增益补偿和正交度补偿；基于查找表的方法，将需要补偿的数据事先存放入DSP中。

2.如权利要求1所述的基于查找表的数字IQ实时补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：

首先，在系统初始化过程中，将各个频率点的正交度补偿数据和增益补偿数据送入到查找表中；

然后，在系统正式工作时，外部的数字IQ信号和频率控制字信号送入到DSP中，DSP根据频率控制字查找出当前频率点上的正角度补偿数据和增益补偿数据；

接下来，增益补偿数据与数字Q信号相乘送入DA中转换成模拟的Q信号；正交度补偿数据与Q路信号相乘后与I路信号相加后送入到DA中，转换成模拟的I信号。