CN112532260B - 一种接收机iq失衡估计和补偿方法及装置 - Google Patents
一种接收机iq失衡估计和补偿方法及装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112532260B CN112532260B CN201910888733.6A CN201910888733A CN112532260B CN 112532260 B CN112532260 B CN 112532260B CN 201910888733 A CN201910888733 A CN 201910888733A CN 112532260 B CN112532260 B CN 112532260B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- paths
- error
- direct current
- receiver
- signals
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/06—Receivers
- H04B1/10—Means associated with receiver for limiting or suppressing noise or interference
- H04B1/12—Neutralising, balancing, or compensation arrangements
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/06—Receivers
- H04B1/16—Circuits
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Abstract
本发明提供了一种接收机IQ失衡估计和补偿方法及装置,包括:失衡误差的估算和失衡补偿;接收机接收到的IQ两路信号进行ADC转换,根据I路信号从1到N进行累加的和得到I路直流误差;根据Q路信号从1到N进行累加的和得到Q路直流误差;基于直流误差计算增益误差;基于直流误差和IQ两路增益计算相位误差;根据所述直流误差、增益误差以及相位误差进行失衡补偿。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域,尤其涉及一种接收机IQ失衡估计和补偿方法及装置。
背景技术
在电子通信系统中,IQ失衡的校正是关系到信号误差向量幅度EVM(Error VectorMagnitude)和解调比特误率Ber(Bit error rate)的关键因素。在接收机中,由于载波相位可能存在的失衡,ADC及其它器件可能存在的直流失衡,功放和其它器件可能存在的增益失衡,导致接收信号不正交,继而使误差向量幅度EVM和解调比特误率Ber降低。对此,业界提出了很多种IQ失衡的估算和补偿技术,以此提高信号接收和接收的质量。
目前,业界普遍应用的IQ失衡校正大部分是工作在OFDM环境中的,因其自带FFT/IFFT模块,然而对于要求芯片面积小成本低、功耗低无FFT/IFFT模块的应用场景,这种校正方法并不适合。对于低功耗的应用场景,一般采用查找表的方法进行校正,但是查找表的方法精度较低。
发明内容
有鉴于此,本申请提供了一种接收机IQ失衡估计和补偿方法及装置,针对要求芯片面积小成本低、功耗低无FFT/IFFT模块的等对资源要求较小的应用场景,进行直流误差、增益误差、相位误差的估算,并对现有技术中的失衡补偿进行了优化,能够精确求得幅度、相位、直流失衡的值并进行补偿,且补偿过程功耗低,耗时短。
一种接收机IQ失衡估计和补偿方法,包括:
失衡误差的估算和失衡补偿;
失衡误差的估算包括:直流误差估算,接收机接收到的IQ两路信号进行ADC转换,根据I路信号从1到N进行累加的和得到I路直流误差;根据Q路信号从1到N进行累加的和得到Q路直流误差;N根据测试信号频率和采样信号频率比值求得;
所述失衡补偿,根据所述直流误差、增益误差以及相位误差进行失衡补偿。
具体的,直流误差估算根据下式估算IQ两路直流误差:
Ir(n)为I路接收信号;Qr(n)为Q路接收信号;
增益误差估算,基于直流误差计算增益误差:
接收到的IQ两路信号分别减去各自的直流误差,得到去直流后的IQ两路信号;
对去直流后的信号进行平方运算并累加;
基于直流误差和IQ两路增益计算相位误差,包括:
接收到的IQ两路信号分别减去各自的直流误差,得到去直流后的IQ两路信号;
去直流后的IQ两路信号进行交叉相乘,并累加;
进一步的,根据下式进行失衡补偿:
一种接收机IQ失衡估计和补偿装置,包括:
模数转换模块,用于将接收到的IQ两路信号进行ADC转换;
直流误差估算模块,用于将ADC转换后的IQ两路信号分别进行累加,根据I路信号从1到N进行累加的和得到I路直流误差;根据Q路信号从1到N进行累加的和得到Q路直流误差;N根据测试信号频率和采样信号频率比值求得;
增益误差估算模块,用于根据所述直流误差计算IQ两路信号的增益误差;
相位误差估算模块,用于根据所述直流误差和IQ两路增益计算IQ两路信号的相位误差;
失衡补偿模块,用于根据所述直流误差、增益误差以及相位误差进行失衡补偿。
所述直流误差估算模块包括:
所述增益误差估算模块包括:
去直流单元,用于将接收到的IQ两路信号分别减去各自的直流误差,得到去直流后的I路信号Ir1(n)和去直流后的Q路信号Qr1(n);
所述相位误差估算模块包括:
去直流单元,用于将接收到的IQ两路信号分别减去各自的直流误差,得到去直流后的I路信号Ir1(n)和去直流后的Q路信号Qr1(n);
第二计算单元,用于将去直流后的IQ两路信号Ir1(n)和Qr1(n)进行交叉相乘,并累加,得到相位误差为:
所述失衡补偿模块,具体用于根据下式进行补偿:
本发明取得的有益效果是:
1.精度高,本发明中提出的失衡误差估算方法可以精确求得幅度、相位、直流误差的值,对比现有技术中采取查找表的方法计算精度要高得多;
2.本发明中芯片面积小,成本低、功耗低,且无需FFT/IFFT模块,对资源要求较小;
3.本发明提供的误差估算方法及补偿方法,能够在保证高精度的前提下实现失衡补偿,耗时短,效率高。
为了上述以及相关的目的,一个或多个实施例包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明某些示例性方面,并且其指示的仅仅是各个实施例的原则可以利用的各种方式中的一些方式。其它的益处和新颖性特征将随着下面的详细说明结合附图考虑而变得明显,所公开的实施例是要包括所有这些方面以及它们的等同。
附图说明
图1是本发明提供的一种接收机IQ失衡估计和补偿方法流程图;
图2是本发明提供的一种接收机IQ失衡估计和补偿方法装置组成框图。
具体实施方式
以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案,以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求,否则单独的组件和功能是可选的,并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围,以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中,本发明的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示,这仅仅是为了方便,并且如果事实上公开了超过一个的发明,不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。
本申请提供了种接收机IQ失衡估计和补偿方法,如图1所示,包括:
S101.失衡误差的估算;
失衡误差的估算包括:
S101a.直流误差估算,接收机接收到的IQ两路信号进行ADC转换,根据I路信号从1到N进行累加的和得到I路直流误差;根据Q路信号从1到N进行累加的和得到Q路直流误差;N根据测试信号频率和采样信号频率比值求得;
其中,n为采样点标号,n取值为自然数;
2)对转换后的IQ两路信号分别进行累加:
需要说明的是,N的值由f和fs的比值确定,Ir(n)和Qr(n)是ADC得到的数据,为已知。
S101b.增益误差估算,基于直流误差计算增益误差;
2)对去直流后的信号Ir1(n)和Qr1(n)进行平方运算并累加:
其中,kt为测试信号幅度。
S101c.相位误差估算,基于直流误差和增益误差计算相位误差;
1)去直流后的IQ两路信号Ir1(n)和Qr1(n)进行交叉相乘,并累加,得到:
其中,IQ两路增益α和β已由步骤S101b计算得到。
S102.失衡补偿:
由上式可知,直接补偿需要消耗较多的资源,计算过程较为复杂,至少需要1个除法器,并且需要多个乘法器;
本发明中对补偿的过程进行简化:
由上式可知,本发明的补偿过程不需要除法器,且乘法器数量也减少了,减少了补偿过程所需的资源。
实施例二
本实施例提供了一种接收机IQ失衡估计和补偿装置,图2为本发明实施例中的结构示意图,包括:
模数转换模块210,用于将接收到的IQ两路信号进行ADC转换;
具体的,IQ两路信号分别包括一个模数转换模块210,将接收到的IQ两路信号分别进行ADC转换;
直流误差估算模块220,用于将转换后的IQ两路信号进行累加,求得直流误差;
具体的,所述直流误差估算模块220,包括:
增益误差估算模块230,用于根据所述直流误差计算IQ两路信号的增益误差;
所述增益误差估算模块230包括:
去直流单元231,用于将接收到的信号减去直流误差,得到去直流后的I路信号Ir1(n);去直流后的Q两路信号Qr1(n);
240相位误差估算模块,用于根据所述直流误差和增益误差计算IQ两路信号的相位误差;
所述相位误差估算模块240包括:
去直流单元231,用于将接收到的信号减去直流误差,得到去直流后的I路信号Ir1(n);去直流后的Q两路信号Qr1(n);
第二计算单元242,用于将去直流后的IQ两路信号Ir1(n)和Qr1(n)进行交叉相乘,并累加,得到相位误差为:
所述失衡补偿模块250,用于根据所述直流误差估算模块计算出的直流误差、增益误差估算模块计算出的增益误差以及相位误差估算模块计算出的相位误差进行补偿;
所述失衡补偿模块250,具体用于根据下式进行补偿:
本领域技术人员可以明白,这里结合所公开的实施例描述的各种示例性的方法步骤和装置单元均可以电子硬件、软件或二者的结合来实现。为了清楚地示出硬件和软件之间的可交换性,以上对各种示例性的步骤和单元均以其功能性的形式进行总体上的描述。这种功能性是以硬件实现还是以软件实现依赖于特定的应用和整个系统所实现的设计约束。本领域技术人员能够针对每个特定的应用,以多种方式来实现所描述的功能性,但是这种实现的结果不应解释为背离本发明的范围。
结合上述公开的实施例所描述的方法的步骤可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或者这二者的组合。软件模块可能存在于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、CD-ROM或者本领域熟知的任何其他形式的存储媒质中。一种典型存储媒质与处理器耦合,从而使得处理器能够从该存储媒质中读信息,且可向该存储媒质写信息。在替换实例中,存储媒质是处理器的组成部分。处理器和存储媒质可能存在于一个ASIC中。该ASIC可能存在于一个用户站中。在一个替换实例中,处理器和存储媒质可以作为用户站中的分立组件存在。
根据所述公开的实施例,可以使得本领域技术人员能够实现或者使用本发明。对于本领域技术人员来说,这些实施例的各种修改是显而易见的,并且这里定义的总体原理也可以在不脱离本发明的范围和主旨的基础上应用于其他实施例。以上所述的实施例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 (1)
1.一种接收机IQ失衡估计和补偿方法,其特征在于,包括:
S101.失衡误差的估算;失衡误差的估算包括:
S101a.直流误差估算,接收机接收到的IQ两路信号进行ADC转换,根据I路信号从1到N进行累加的和得到I路直流误差;根据Q路信号从1到N进行累加的和得到Q路直流误差;N根据测试信号频率和采样信号频率比值求得;
其中,n为采样点标号,n取值为自然数;
2)对转换后的IQ两路信号分别进行累加:
N的值由f和fs的比值确定,Ir(n)和Qr(n)是ADC得到的数据;
S101b.增益误差估算,基于直流误差计算增益误差;
2)对去直流后的信号Ir1(n)和Qr1(n)进行平方运算并累加:
其中,kt为测试信号幅度;
S101c.相位误差估算,基于直流误差和增益误差计算相位误差;
1)去直流后的IQ两路信号Ir1(n)和Qr1(n)进行交叉相乘,并累加,得到:
其中,IQ两路增益α和β已由步骤S101b计算得到;
S102.失衡补偿:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910888733.6A CN112532260B (zh) | 2019-09-19 | 2019-09-19 | 一种接收机iq失衡估计和补偿方法及装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910888733.6A CN112532260B (zh) | 2019-09-19 | 2019-09-19 | 一种接收机iq失衡估计和补偿方法及装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112532260A CN112532260A (zh) | 2021-03-19 |
CN112532260B true CN112532260B (zh) | 2023-06-23 |
Family
ID=74974360
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910888733.6A Active CN112532260B (zh) | 2019-09-19 | 2019-09-19 | 一种接收机iq失衡估计和补偿方法及装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112532260B (zh) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103905371A (zh) * | 2012-12-28 | 2014-07-02 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种iq校准补偿方法和装置 |
CN104811215A (zh) * | 2015-04-14 | 2015-07-29 | 华南理工大学 | 一种iq不平衡补偿装置和方法 |
CN105656834A (zh) * | 2015-12-21 | 2016-06-08 | 武汉虹信通信技术有限责任公司 | 一种新型宽带接收机iq通道失配的数字校正方法 |
CN105656485A (zh) * | 2015-12-30 | 2016-06-08 | 北京坤驰科技有限公司 | 一种多通道时间交错adc测量校准方法和装置 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8654885B2 (en) * | 2006-06-06 | 2014-02-18 | Qualcomm Incorporated | Fast in-phase and quadrature imbalance calibration |
-
2019
- 2019-09-19 CN CN201910888733.6A patent/CN112532260B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103905371A (zh) * | 2012-12-28 | 2014-07-02 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种iq校准补偿方法和装置 |
CN104811215A (zh) * | 2015-04-14 | 2015-07-29 | 华南理工大学 | 一种iq不平衡补偿装置和方法 |
CN105656834A (zh) * | 2015-12-21 | 2016-06-08 | 武汉虹信通信技术有限责任公司 | 一种新型宽带接收机iq通道失配的数字校正方法 |
CN105656485A (zh) * | 2015-12-30 | 2016-06-08 | 北京坤驰科技有限公司 | 一种多通道时间交错adc测量校准方法和装置 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
一种新型宽带接收机I/Q通道失配的数字校正方法;卢刚等;《信号处理》;20061030(第05期);第690-693页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112532260A (zh) | 2021-03-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100531168C (zh) | 估算同相与正交不平衡的方法和使用其的装置及接收器 | |
JP4550746B2 (ja) | Ofdmを用いた無線通信方法、ofdm送信装置及びofdm受信装置 | |
JP5474824B2 (ja) | 通信システムのi/q不均衡推定と補正 | |
US8583064B2 (en) | Receiver for estimating and compensating for in-phase/quadrature mismatch | |
JP4582354B2 (ja) | 等化装置及び等化方法 | |
CN102783113A (zh) | 频率相关的iq不平衡估计 | |
WO2001020831A1 (fr) | Dispositif de communication ofdm et procede de detection | |
US7903771B2 (en) | Time-domain IQ mismatch detection apparatus of OFDM receiver | |
JP2011509596A5 (zh) | ||
CN112887238B (zh) | 一种iq不平衡的校正方法及装置、接收机 | |
US7746960B2 (en) | Apparatus and method for compensating for I/Q mismatch in TDD system | |
CN101981845A (zh) | Mimo接收装置和方法 | |
CN113037590B (zh) | 一种用于通信系统中的时延估计方法和装置 | |
CN101309100B (zh) | 正交接收机的i/q相位和增益失衡的补偿装置和方法 | |
US20110206105A1 (en) | Method for determining hybrid domain compensation parameters for analog loss in ofdm communication systems and compensating for the same | |
US7865202B2 (en) | Method and system for I/Q branch equalization in OFDM systems | |
CN112532260B (zh) | 一种接收机iq失衡估计和补偿方法及装置 | |
JP3946893B2 (ja) | ディジタル通信装置 | |
US5504786A (en) | Open loop phase estimation methods and apparatus for coherent combining of signals using spatially diverse antennas in mobile channels | |
CN112448902B (zh) | 一种新型发射机iq失衡估计和补偿方法及装置 | |
JP7286593B2 (ja) | 複数の無線システム共存時の無線信号処理を実行する受信装置、処理方法、およびプログラム | |
KR20010076760A (ko) | 배열 송수신부의 오차 보정장치 및 방법 | |
US20090225877A1 (en) | Method and system for characterization of filter transfer functions in ofdm systems | |
JP3444805B2 (ja) | 変調精度測定回路 | |
CN116546613B (zh) | 无线局域网i/q时间不平衡的确定方法、装置、设备及介质 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |