CN114650068B - 一种数字iq失衡估计和补偿的方法及装置 - Google Patents

一种数字iq失衡估计和补偿的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种数字IQ失衡估计和补偿的方法及装置，用于解决现有技术中对IQ失衡进行估计补偿，资源消耗较大，以及难以将发射端和接收端的IQ失衡分离的技术缺陷。本发明方法通过在发射端的射频前端处理前和/或在接收端的射频前端接收后，对信号进行预补偿，并依次进行下混频处理、积分处理、模平方值计算，并多次取不同的预补偿值，循环执行上述处理步骤，获得一组模平方值，以确定最小模平方值对应的预补偿值为IQ失衡的估计值，并基于所述发射端IQ失衡的估计值进行IQ失衡补偿。有效降低资源消耗，并且发射端和接收端IQ失衡估计补偿相互之间没有影响，另外，采用纯数字电路实现，迭代的精度和范围可控，灵活且代价小。

Description

一种数字IQ失衡估计和补偿的方法及装置
技术领域
本发明涉及电子通信领域，尤其涉及发射端、接收端数字IQ失衡估计和补偿的方法及装置。
背景技术
随着无线通信技术的发展，集成无线通信芯片被大量应用于作战系统、大规模应急通信系统、导航定位、物联网、传感器网络、数字电视广播、公共安全、智能楼宇家居、无线电台、移动终端、玩具电子等多个领域，相应也衍生出了多样的通信协议标准。
射频收发机是无线通信系统的重要组成部分。目前射频收发机主要包括三种类型：超外差收发机、零中频收发机和近零中频收发机；其中，零中频收发机以其集成度高、体积小、成本低等特点被广泛应用。由于IQ信号适合在高频传输(频率越高、可利用的带宽会越宽、信道容量更大)，可以节约一半的信道资源，现在的射频收发器系统无一例外地采用IQ信号传输。
在理想情况下，零中频收发机模拟电路中本振(LO，Local Osillator)的I路和Q路具有相等的幅度，且之间相位差90度，即I、Q两路正交。然而，在实际情况中，由于物理器件的缺陷(如工艺及温度的偏差、版图走线的差异)，在上下变频的过程中，容易造成I和Q两路信号的幅度失真和相位偏差，即IQ失衡，从而引入镜像干扰，影响通信性能。
为了克服这些问题，一般有两种解决方案：1)采用性能更好的RF器件。这种方法会使收发机价格上升；2)在基带采用数字补偿技术，克服射频缺陷。这种方法可以使发射机、接收机的成本随着芯片工艺的提高呈下降趋势，因此被大量使用。
现有的数字补偿技术，多采用格莱姆-施密特正交法(GSOP，Gram-SchmidtOrthogonalization)和快速傅里叶变换法(FFT，FastFourierTransform)，其中：GSOP方法利用IQ失衡导致的信号正交性的变化，求得Q路在I路的投影，然后根据投影大小估计IQ相位/幅度失衡值，从而对IQ失衡进行校正。但是，这种技术易受噪声影响，只能估计Rx端的IQ失衡。FFT方法利用IQ失衡信号会在频域产生镜像信号的特性，在Tx端发送基准信号通过相位和幅度调节器，在Rx端也令接收到的信号通过相位和幅度调节器，然后利用FFT将信号变换至频域，通过比较每次调节幅度或相位后的镜像信号相对基准信号的大小来确定Tx和Rx端的IQ幅度和相位失衡值。然而，FFT资源消耗巨大，难以将Tx和Rx的IQ失衡分离。
可见，现有技术中IQ失衡补偿方法要么只能对Rx端IQ失衡进行估计补偿，要么资源消耗较大，难以将Tx和Rx的IQ失衡分离。
发明内容
本发明的实施例提供一种数字IQ失衡估计和补偿的方法及装置，能够在资源消耗较少的情况下实现较高精度的IQ失衡估计和补偿。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
本发明实施例第一方面提供了一种发射端数字IQ失衡估计和补偿方法，包括：
通过发射端预校准单元对第一基准信号进行第i次预校准，获得第i发射端预校准信号；其中，i为大于等于1的正整数；
通过射频发射前端对所述第i发射端预校准信号进行发射前处理，获得第i发射信号，并经由信道发送至射频接收前端；
射频接收前端接收所述第i发射信号，并进行接收后处理，获得第i接收信号；
对所述第i接收信号进行第一数字下混频处理，获得第i第一混频信号；
对所述第i第一混频信号进行积分处理，获得第i第一积分信号；
对所述第i第一积分信号进行模平方值计算，获得第i第一模平方值；
当i在1到N间依次取值时，获得N个第一模平方值，从所述N个第一模平方值中确定第一最小模平方值；其中，N为大于等于1的正整数；
基于所述第一最小模平方值，确定发射端IQ失衡的估计值，并基于所述发射端IQ失衡的估计值进行IQ失衡补偿。
结合本发明实施例的第一方面，在本发明实施例的第一方面的第一种可能的实现方式中，所述IQ失衡补偿包括：IQ相位失衡补偿和IQ幅度失衡补偿；
所述通过发射端预校准单元对第一基准信号进行第i次预校准，具体包括：通过发射端预校准单元对第一基准信号进行第i次相位预校准，或者通过发射端预校准单元对第一基准信号进行第i次幅度预校准。
结合本发明实施例的第一方面的第一种可能的实现方式，在本发明实施例的第一方面的第二种可能的实现方式中，所述通过发射端预校准单元对第一基准信号进行第i次相位预校准，具体包括：
通过发射端预校准单元将幅度偏移值设定为固定值；在第一相位预定取值范围内获得第i相位预校准值，并基于所述第i相位预校准值对所述第一基准信号进行第i次相位预校准；
所述通过发射端预校准单元对第一基准信号进行第i次幅度预校准，具体包括：
通过发射端预校准单元将相位偏移值设定为固定值；在第一幅度预定取值范围内获得第i幅度预校准值，并基于所述第i幅度预校准值对所述第一基准信号进行第i次幅度预校准。
结合本发明实施例的第一方面的第一种可能的实现方式，在本发明实施例的第一方面的第三种可能的实现方式中，当对IQ相位失衡补偿时，所述基于所述第一最小模平方值，确定发射端IQ失衡的估计值，并基于所述发射端IQ失衡的估计值进行IQ失衡补偿，具体为：基于所述第一最小模平方值，确定对应的相位预校准值为发射端IQ失衡的相位失衡估计值，并基于所述发射端IQ失衡的相位失衡估计值进行IQ相位失衡补偿；
当对IQ幅度失衡补偿时，所述基于所述第一最小模平方值，确定发射端IQ失衡的估计值，并基于所述发射端IQ失衡的估计值进行IQ失衡补偿，具体为：基于所述第一最小模平方值，确定对应的幅度预校准值为发射端IQ失衡的幅度失衡估计值，并基于所述发射端IQ失衡的幅度失衡估计值进行IQ幅度失衡补偿。
结合本发明实施例的第一方面，在本发明实施例的第一方面的第四种可能的实现方式中，所述对所述第i接收信号进行第一数字下混频处理，获得第i第一混频信号，具体为：
通过数字控制振荡器产生第一混频本振信号，基于所述第一混频本振信号对所述第i接收信号进行第一数字下混频处理，获得第i第一混频信号；其中，所述第一混频本振信号的频率为第一误差频率与所述第一基准信号的频率的差值，所述第一误差频率为所述射频发射前端中本振产生的误差频率。
结合本发明实施例的第一方面，在本发明实施例的第一方面的第五种可能的实现方式中，所述对所述第i第一混频信号进行积分处理，获得第i第一积分信号，具体为：
在所述第一基准信号的整数倍周期的时间长度上，对所述第i第一混频信号进行积分处理，获得第i第一积分信号。
本发明实施例第二方面提供了一种接收端数字IQ失衡估计和补偿方法，包括：
通过射频发射前端对第二基准信号进行发射前处理，获得第j发射信号，并经由信道发送至射频接收前端；其中，j为大于等于1的正整数；
射频接收前端接收所述第j发射信号，并进行接收后处理，获得第j接收信号；
通过接收端预校准单元对所述第j接收信号进行预校准，获得第j接收端预校准信号；
对所述第j接收端预校准信号进行第二数字下混频处理，获得第j第二混频信号；
对所述第j第二混频信号进行积分处理，获得第j第二积分信号；
对所述第j第二积分信号进行模平方值计算，获得第j第二模平方值；
当j在1到M间依次取值时，获得M个第二模平方值，从所述M个第二模平方值中确定第二最小模平方值；其中，M为大于等于1的正整数；
基于所述第二最小模平方值，确定接收端IQ失衡的估计值，并基于所述接收端IQ失衡的估计值进行IQ失衡补偿。
结合本发明实施例的第二方面，在本发明实施例的第二方面的第一种可能的实现方式中，所述IQ失衡补偿包括：IQ相位失衡补偿和IQ幅度失衡补偿；
所述通过接收端预校准单元对所述第j接收信号进行预校准，具体包括：通过接收端预校准单元对所述第j接收信号进行相位预校准，或者通过接收端预校准单元对所述第j接收信号进行幅度预校准。
结合本发明实施例的第二方面的第一种可能的实现方式，在本发明实施例的第二方面的第二种可能的实现方式中，所述通过接收端预校准单元对所述第j接收信号进行相位预校准，具体包括：
通过接收端预校准单元将幅度偏移值设定为固定值；在第二相位预定取值范围内获得第j相位预校准值，并基于所述第j相位预校准值对所述第j接收信号进行相位预校准；
所述通过接收端预校准单元对所述第j接收信号进行幅度预校准，具体包括：
通过接收端预校准单元将相位偏移值设定为固定值；在第二幅度预定取值范围内获得第j幅度预校准值，并基于所述第j幅度预校准值对所述第j接收信号进行幅度预校准。
结合本发明实施例的第二方面的第一种可能的实现方式，在本发明实施例的第二方面的第三种可能的实现方式中，当对IQ相位失衡补偿时，所述基于所述第二最小模平方值，确定接收端IQ失衡的估计值，并基于所述接收端IQ失衡的估计值进行IQ失衡补偿，具体为：基于所述第二最小模平方值，确定对应的相位预校准值为接收端IQ失衡的相位失衡估计值，并基于所述接收端IQ失衡的相位失衡估计值进行IQ相位失衡补偿；
当对IQ幅度失衡补偿时，所述基于所述第二最小模平方值，确定接收端IQ失衡的估计值，并基于所述接收端IQ失衡的估计值进行IQ失衡补偿，具体为：基于所述第二最小模平方值，确定对应的幅度预校准值为接收端IQ失衡的幅度失衡估计值，并基于所述接收端IQ失衡的幅度失衡估计值进行IQ幅度失衡补偿。
结合本发明实施例的第二方面，在本发明实施例的第二方面的第四种可能的实现方式中，所述对所述第j接收端预校准信号进行第二数字下混频处理，获得第j第二混频信号，具体为：
通过数字控制振荡器产生第二混频本振信号，基于所述第二混频本振信号对所述第j接收端预校准信号进行第二数字下混频处理，获得第j第二混频信号；其中，所述第二混频本振信号的频率为第二误差频率与所述第二基准信号的频率的和值，所述第二误差频率为所述射频发射前端中本振产生的误差频率。
结合本发明实施例的第二方面，在本发明实施例的第二方面的第五种可能的实现方式中，所述对所述第j第二混频信号进行积分处理，获得第j第二积分信号，具体为：
在所述第二基准信号的整数倍周期的时间长度上，对所述第j第二混频信号进行积分处理，获得第j第二积分信号。
本发明实施例第三方面提供了一种数字IQ失衡估计和补偿方法，包括：如第一方面中任一所述的发射端数字IQ失衡估计和补偿方法步骤，以及如第二方面中任一所述的接收端数字IQ失衡估计和补偿方法步骤。
本发明实施例第四方面提供了一种发射端数字IQ失衡估计和补偿装置，包括：
发射端预校准单元，用于对第一基准信号进行第i次预校准，获得第i发射端预校准信号；其中，i为大于等于1的正整数；
第一射频发射前端，用于对所述第i发射端预校准信号进行发射前处理，获得第i发射信号，并经由信道发送至射频接收前端；
第一射频接收前端，用于接收所述第i发射信号，并进行接收后处理，获得第i接收信号；
第一混频单元，用于对所述第i接收信号进行第一数字下混频处理，获得第i第一混频信号；
第一积分单元，用于对所述第i第一混频信号进行积分处理，获得第i第一积分信号；
第一模平方值计算单元，用于对所述第i第一积分信号进行模平方值计算，获得第i第一模平方值；
第一最小模平方值获取单元，用于当i在1到N间依次取值时，获得N个第一模平方值，从所述N个第一模平方值中确定第一最小模平方值；其中，N为大于等于1的正整数；
第一IQ失衡补偿单元，用于基于所述第一最小模平方值，确定发射端IQ失衡的估计值，并基于所述发射端IQ失衡的估计值进行IQ失衡补偿。
结合本发明实施例的第四方面，在本发明实施例的第四方面的第一种可能的实现方式中，所述IQ失衡补偿包括：IQ相位失衡补偿和IQ幅度失衡补偿；
发射端预校准单元，用于对第一基准信号进行第i次预校准，具体为：用于对第一基准信号进行第i次相位预校准，或者用于对第一基准信号进行第i次幅度预校准。
结合本发明实施例的第四方面的第一种可能的实现方式，在本发明实施例的第四方面的第二种可能的实现方式中，所述发射端预校准单元，具体包括：
第一设定模块，用于在对第一基准信号进行第i次相位预校准时，将幅度偏移值设定为固定值；
第一相位预校准模块，用于在对第一基准信号进行第i次相位预校准时，在第一相位预定取值范围内获得第i相位预校准值，并基于所述第i相位预校准值对所述第一基准信号进行第i次相位预校准；
第二设定模块，用于在对第一基准信号进行第i次幅度预校准时，将相位偏移值设定为固定值；
第一幅度预校准模块，用于在对第一基准信号进行第i次幅度预校准时，在第一幅度预定取值范围内获得第i幅度预校准值，并基于所述第i幅度预校准值对所述第一基准信号进行第i次幅度预校准。
结合本发明实施例的第四方面的第一种可能的实现方式，在本发明实施例的第四方面的第三种可能的实现方式中，所述第一IQ失衡补偿单元，包括：
第一IQ相位失衡补偿模块，用于当对IQ相位失衡补偿时，基于所述第一最小模平方值，确定对应的相位预校准值为发射端IQ失衡的相位失衡估计值，并基于所述发射端IQ失衡的相位失衡估计值进行IQ相位失衡补偿；
第一IQ幅度失衡补偿模块，用于当对IQ幅度失衡补偿时，基于所述第一最小模平方值，确定对应的幅度预校准值为发射端IQ失衡的幅度失衡估计值，并基于所述发射端IQ失衡的幅度失衡估计值进行IQ幅度失衡补偿。
结合本发明实施例的第四方面，在本发明实施例的第四方面的第四种可能的实现方式中，所述第一混频单元，包括：
第一数字控制振荡器，用于产生第一混频本振信号；
第一混频模块，用于基于所述第一混频本振信号对所述第i接收信号进行第一数字下混频处理，获得第i第一混频信号；
其中，所述第一混频本振信号的频率为第一误差频率与所述第一基准信号的频率的差值，所述第一误差频率为所述射频发射前端中本振产生的误差频率。
结合本发明实施例的第四方面，在本发明实施例的第四方面的第五种可能的实现方式中，所述第一积分单元，用于对所述第i第一混频信号进行积分处理，获得第i第一积分信号，具体为：用于在所述第一基准信号的整数倍周期的时间长度上，对所述第i第一混频信号进行积分处理，获得第i第一积分信号。
本发明实施例第五方面提供了一种接收端数字IQ失衡估计和补偿装置，包括：
第二射频发射前端，用于对第二基准信号进行发射前处理，获得第j发射信号，并经由信道发送至射频接收前端；其中，j为大于等于1的正整数；
第二射频接收前端，用于接收所述第j发射信号，并进行接收后处理，获得第j接收信号；
接收端预校准单元，用于对所述第j接收信号进行预校准，获得第j接收端预校准信号；
第二混频单元，用于对所述第j接收端预校准信号进行第二数字下混频处理，获得第j第二混频信号；
第二积分单元，用于对所述第j第二混频信号进行积分处理，获得第j第二积分信号；
第二模平方值计算单元，用于对所述第j第二积分信号进行模平方值计算，获得第j第二模平方值；
第二最小模平方值获取单元，用于当j在1到M间依次取值时，获得M个第二模平方值，从所述M个第二模平方值中确定第二最小模平方值；其中，M为大于等于1的正整数；
第二IQ失衡补偿单元，用于基于所述第二最小模平方值，确定接收端IQ失衡的估计值，并基于所述接收端IQ失衡的估计值进行IQ失衡补偿。
结合本发明实施例的第五方面，在本发明实施例的第五方面的第一种可能的实现方式中，所述IQ失衡补偿包括：IQ相位失衡补偿和IQ幅度失衡补偿；
接收端预校准单元，用于对所述第j接收信号进行预校准，具体为：用于对所述第j接收信号进行相位预校准，或者通过接收端预校准单元对所述第j接收信号进行幅度预校准。
结合本发明实施例的第五方面的第一种可能的实现方式，在本发明实施例的第五方面的第二种可能的实现方式中，所述接收端预校准单元，具体包括：
第三设定模块，用于在对所述第j接收信号进行相位预校准时，将幅度偏移值设定为固定值；
第二相位预校准模块，用于在对所述第j接收信号进行相位预校准时，在第二相位预定取值范围内获得第j相位预校准值，并基于所述第j相位预校准值对所述第j接收信号进行相位预校准；
第四设定模块，用于在对所述第j接收信号进行幅度预校准时，将相位偏移值设定为固定值；
第二幅度预校准模块，用于在对所述第j接收信号进行幅度预校准时，在第二幅度预定取值范围内获得第j幅度预校准值，并基于所述第j幅度预校准值对所述第j接收信号进行幅度预校准。
结合本发明实施例的第五方面的第一种可能的实现方式，在本发明实施例的第五方面的第三种可能的实现方式中，所述第二IQ失衡补偿单元，包括：
第二IQ相位失衡补偿模块，用于当对IQ相位失衡补偿时，基于所述第二最小模平方值，确定对应的相位预校准值为接收端IQ失衡的相位失衡估计值，并基于所述接收端IQ失衡的相位失衡估计值进行IQ相位失衡补偿；
第二IQ幅度失衡补偿模块，用于当对IQ幅度失衡补偿时，基于所述第二最小模平方值，确定对应的幅度预校准值为接收端IQ失衡的幅度失衡估计值，并基于所述接收端IQ失衡的幅度失衡估计值进行IQ幅度失衡补偿。
结合本发明实施例的第五方面，在本发明实施例的第五方面的第四种可能的实现方式中，所述第二混频单元，包括：
第二数字控制振荡器，用于产生第二混频本振信号；
第二混频模块，用于基于所述第二混频本振信号对所述第j接收端预校准信号进行第二数字下混频处理，获得第j第二混频信号；
其中，所述第二混频本振信号的频率为第二误差频率与所述第二基准信号的频率的和值，所述第二误差频率为所述射频发射前端中本振产生的误差频率。
结合本发明实施例的第五方面，在本发明实施例的第五方面的第五种可能的实现方式中，所述第二积分单元，用于对所述第j第二混频信号进行积分处理，获得第j第二积分信号，具体为：用于在所述第二基准信号的整数倍周期的时间长度上，对所述第j第二混频信号进行积分处理，获得第j第二积分信号。
本发明实施例第六方面提供了一种数字IQ失衡估计和补偿装置，包括：如第四方面中任一所述的发射端数字IQ失衡估计和补偿装置，以及如第五方面中任一所述的接收端数字IQ失衡估计和补偿装置。
本发明中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明实施例在发射端IQ失衡估计和补偿时，在数模转换前对基准信号进行预校准，并在接收端模数转换后对接收信号依次进行下混频、求积分、求模平方值，并多次迭代和回环，分别获得一组相位补偿和幅度补偿的模平方值，进一步从两组模平方值中确定最小模平方值，以该最小模平方值对应的预补偿相位和预补偿幅度作为最终获得的IQ相位和幅度补偿值，进行IQ失衡补偿；同样的，在接收端IQ失衡估计和补偿时，在模数转换后对基准信号进行预校准，并在接收端模数转换后对接收信号依次进行下混频、求积分、求模平方值，并多次迭代和回环，分别获得一组相位补偿和幅度补偿的模平方值，进一步从两组模平方值中确定最小模平方值，以该最小模平方值对应的预补偿相位和预补偿幅度作为最终获得的IQ相位和幅度补偿值，进行IQ失衡补偿。通过在发射端和接收端采用迭代和回环的方法，在时域通过积分求模平方的方法提取IQ失衡信息，免去了在频域估计所需要的FFT等资源，降低资源消耗，并且发射端和接收端IQ失衡估计补偿相互之间没有影响，另外，采用纯数字电路实现，迭代的精度和范围可控，灵活且代价小。
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，还可以根据提供的附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的一种发射端数字IQ失衡估计和补偿的方法流程图；
图2为本发明实施例提供的一种无线收发器发射端IQ失衡估计模型图；
图3为本发明实施例提供的当测试次数为100时发射端IQ失衡相位补偿估计误差波形图；
图4为本发明实施例提供的当测试次数为100时发射端IQ失衡幅度补偿估计误差波形图；
图5为本发明实施例提供的一种接收端数字IQ失衡估计和补偿的方法流程图；
图6为本发明实施例提供的一种无线收发器接收端IQ失衡估计模型图；
图7为本发明实施例提供的当测试次数为100时发射端IQ失衡相位补偿估计误差波形图；
图8为本发明实施例提供的当测试次数为100时发射端IQ失衡幅度补偿估计误差波形图；
图9A为本发明实施例提供的一种发射端数字IQ失衡估计和补偿的装置结构框图；
图9B为本发明实施例提供的另一种发射端数字IQ失衡估计和补偿的装置结构框图；
图10A为本发明实施例提供的一种接收端数字IQ失衡估计和补偿的装置结构框图；
图10B为本发明实施例提供的另一种接收端数字IQ失衡估计和补偿的装置结构框图。
具体实施方式
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，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。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它的附图，并获得其它的实施方式。
为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
下面以具体实施例详细介绍本发明的技术方案。
实施例一
本发明实施例提供一种发射端数字IQ失衡估计和补偿方法，如图1所示，应用于无线收发器(包括通信设备、芯片等)的发射端，该方法可以包括：
S101、通过发射端预校准单元对第一基准信号进行第i次预校准，获得第i发射端预校准信号；其中，i为大于等于1的正整数。
当无线收发器的发射链路工作时，数字基带获取到发射信号(即所述第一基准信号)，所述第一基准信号可通过来自上层下达、也可通过信号源产生等方式获得，所述第一基准信号的来源方式不做具体限定。所述发射端预校准单元设置在射频发射前端的数模转换器之前，包括频率信号生成器、相位偏移器、信号乘加器，能够对所述第一基准信号进行变频、相位偏移和幅度调节配置。
在具体实施过程中，所述IQ失衡补偿包括：IQ相位失衡补偿和IQ幅度失衡补偿。步骤S101、通过发射端预校准单元对第一基准信号进行第i次预校准，具体包括：通过发射端预校准单元对第一基准信号进行第i次相位预校准，或者通过发射端预校准单元对第一基准信号进行第i次幅度预校准。
进一步，所述通过发射端预校准单元对第一基准信号进行第i次相位预校准，具体包括：通过发射端预校准单元将幅度偏移值设定为固定值；在第一相位预定取值范围内获得第i相位预校准值，并基于所述第i相位预校准值对所述第一基准信号进行第i次相位预校准。其中，所述第一相位预定取值范围最大可为(-180°，+180°)，根据实际系统需要可设定为(-20°，+20°)，也可设定为其它取值范围，该范围的最大值和最小值在(-180°，+180°)之间取值。
所述通过发射端预校准单元对第一基准信号进行第i次幅度预校准，具体包括：通过发射端预校准单元将相位偏移值设定为固定值；在第一幅度预定取值范围内获得第i幅度预校准值，并基于所述第i幅度预校准值对所述第一基准信号进行第i次幅度预校准。其中，所述第一幅度预定取值范围为第一基准信号当前幅度的±0.1倍之间，也可为其它倍数范围，这里不作具体限定。另外，无论幅度预校准还是相位预校准，预校准次数i可根据对校准精度的要求而定，次数越多校准精度越大、资源消耗越大，次数少校准精度略低、资源消耗减少。可根据系统需求在精度和资源消耗之间进行折中，这里不作具体限定。
S102、通过射频发射前端对所述第i发射端预校准信号进行发射前处理，获得第i发射信号，并经由信道发送至射频接收前端。
在无线收发器中，射频发射前端通常包括数模转换器、低通滤波器、上混频器、功率放大器，所述第i发射端预校准信号需要经过射频发射前端的上述链路模块处理后，再经由无线信道发送至接收设备的射频接收前端。
S103、射频接收前端接收所述第i发射信号，并进行接收后处理，获得第i接收信号；
在无线收发器中，射频接收前端通常包括低噪声放大器、下混频器、增益放大器、低通滤波器、模数转换器，所述第i发射信号需要经过射频接收前端的上述链路模块处理后，获得第i接收信号。
S104、对所述第i接收信号进行第一数字下混频处理，获得第i第一混频信号。
在具体实施过程中，步骤S104、具体为：通过数字控制振荡器产生第一混频本振信号，基于所述第一混频本振信号对所述第i接收信号进行第一数字下混频处理，获得第i第一混频信号；其中，所述第一混频本振信号的频率为第一误差频率与所述第一基准信号的频率的差值，所述第一误差频率为所述射频发射前端中本振产生的误差频率。
S105、对所述第i第一混频信号进行积分处理，获得第i第一积分信号。
在具体实施过程中，步骤S105具体为：在所述第一基准信号的整数倍周期的时间长度上，对所述第i第一混频信号进行积分处理，获得第i第一积分信号。
S106、对所述第i第一积分信号进行模平方值计算，获得第i第一模平方值；
S107、当i在1到N间依次取值时，获得N个第一模平方值，从所述N个第一模平方值中确定第一最小模平方值；其中，N为大于等于1的正整数；
S108、基于所述第一最小模平方值，确定发射端IQ失衡的估计值，并基于所述发射端IQ失衡的估计值进行IQ失衡补偿。
在具体实施过程中，当对IQ相位失衡补偿时，步骤S108、具体为：基于所述第一最小模平方值，确定对应的相位预校准值为发射端IQ失衡的相位失衡估计值，并基于所述发射端IQ失衡的相位失衡估计值进行IQ相位失衡补偿；当对IQ幅度失衡补偿时，步骤S108、具体为：基于所述第一最小模平方值，确定对应的幅度预校准值为发射端IQ失衡的幅度失衡估计值，并基于所述发射端IQ失衡的幅度失衡估计值进行IQ幅度失衡补偿。
可见，IQ失衡补偿值的估计是本实施例方案的关键，下面以发射端IQ失衡估计模型为例，对失衡估计值的获取进行详细说明。
请参考图2，为无线收发器发射端IQ失衡估计模型。按照信号从发射端到接收端的处理顺序，依次包括：数字控制振荡器NCO01、发射端预校准单元(包括数字控制振荡器NCO1、两路混频器、移相器、加法器等)、发射端射频前端RF1、信道Channel、接收端射频前端RF2、混频单元(含数字控制振荡器NCO2、下混频器)、积分单元、模平方单元、最小值计算单元。
通过数字控制振荡器NCO01产生第一基准信号S01(t)，分为I路信号S01I和Q路信号S01Q，
经发射端预校准单元处理后，信号被添加相位补偿p和幅度补偿A，用于补偿发射端IQ相位失衡和幅度失衡，获得发射端预校准信号S(t)，发射端预校准信号包括：I路信号SI和Q路信号SQ，
进一步，IQ两路信号叠加后，送入射频发射前端RF1进行发射前处理，再经由信道传输至射频接收前端RF2，IQ失衡一般由射频收发前端的本振(LO，Local Oscillation)产生，射频发射前端RF1的LO(简称“TxLO”)产生载波频率(CF，CarryFrequency)，引入发射端IQ失衡，A1和p1是发射端幅度和相位失衡值，α是TxLO可能存在的时延，wC是TxLO的载波信号频率，wd为频率误差。射频接收前端RF2的LO(简称“RxLO”)产生载波频率(CF，CarryFrequency)，引入接收端IQ失衡，A2和p2是接收端幅度和相位失衡值，β是RxLO可能存在的时延，RxLO的载波信号频率也为wC。
TxLO产生的信号可表示为：
RxLO产生的信号可表示为：
根据式(2)-式(4)，发射端预校准信号S(t)经RF1和RF2处理后，获得的接收信号SRx(t)：
其中：
/>
其中，θ＝α-β，
进一步，在求取IQ失衡相位补偿值时，设定式(2)中幅偏A＝0，通过数字控制振荡器NCO2产生频率为wd-w0的复信号，与SRx(t)混频并积分：
其中，M1＝1+A2，N1＝1-A2，在具体实施过程中，T取值512倍的TS，TS为采样频率FS的倒数。
上式(8)的模平方值为：
迭代的周期T是频率W0周期的整数倍。
从式(9)可以看出，最终得到的模平方值是关于相偏p的函数，且该函数在相偏p＝-p1时取得最小值(系数为恒负数)。因此，令p从0～2π变化，而A＝0不变，当模平方值取得最小时，就可估计得发射端相位失衡值p1(EST)＝-p。p变化的范围、变化的精度、积分的周期由需求决定。
发射端幅度失衡估计原理与相位失衡估计原理基本一致，区别在于迭代变化的是预补偿的幅度A，而相位补偿p保持为0：
发射端幅度失衡估计时的模平方值函数为：
解得二次方程的顶点(最小点)式为
这里取近似是因为，实际中相位失衡较小(一般小于10度)，cos p1接近1而sin p1接近0，取近似后实现资源消耗更少。
当A从-1～1变化，而p＝0不变，当模平方值取得最小时，就可估计得A1(EST)＝-A。
通过上述对发射端相位失衡估计值和幅度失衡估计值的公式推导，证明了本方案的可行性。
接着，请参考图3和图4，为测试次数为100时发射端IQ失衡相位补偿估计误差波形图和发射端IQ失衡幅度补偿估计误差波形图。其中，每次测试，便完成一次i从1～N之间的取值计算。图3中，当测试次数100时，发射端IQ失衡相位补偿估计误差(即相位失衡估计值与相位实际失衡值的绝对误差)，当幅度A1设定为固定值0.1时，相位误差绝对值为0～0.6，当幅度A1设定为固定值0时，相位误差绝对值的平均值约为0～0.35。图4中，当测试次数为100时，发射端IQ失衡幅度补偿估计误差(即幅度失衡估计值与幅度实际失衡值的绝对误差)，当相位p1设定为固定值10°时，幅度误差绝对值为0～0.012，当相位p1设定为固定值0°时，幅度误差绝对值为0～0.0007。
可见，通过本方案获得的相位补偿估计误差和幅度补偿估计误差量级小、可忽略。进一步，证明了本实施例方案的可行性。
实施例二
本发明实施例提供一种接收端数字IQ失衡估计和补偿方法，如图5所示，应用于无线收发器(包括通信设备、芯片等)的接收端，包括：
S201、通过射频发射前端对第二基准信号进行发射前处理，获得第j发射信号，并经由信道发送至射频接收前端；其中，j为大于等于1的正整数。
所述第二基准信号来自无线收发器的发射链路，可通过来自上层下达、也可通过信号源产生等方式获得，所述第二基准信号的来源方式不做具体限定。在无线收发器中，射频发射前端通常包括数模转换器、低通滤波器、上混频器、功率放大器，所述第二基准信号需要经过射频发射前端的上述链路模块处理后，再经由无线信道发送至接收设备的射频接收前端。
S202、射频接收前端接收所述第j发射信号，并进行接收后处理，获得第j接收信号；
在无线收发器中，射频接收前端通常包括低噪声放大器、下混频器、增益放大器、低通滤波器、模数转换器，所述第j发射信号需要经过射频接收前端的上述链路模块处理后，获得第j接收信号。
S203、通过接收端预校准单元对所述第j接收信号进行预校准，获得第j接收端预校准信号；
在具体实施过程中，所述IQ失衡补偿包括：IQ相位失衡补偿和IQ幅度失衡补偿。步骤S203、通过接收端预校准单元对所述第j接收信号进行预校准，具体包括：通过接收端预校准单元对所述第j接收信号进行相位预校准，或者通过接收端预校准单元对所述第j接收信号进行幅度预校准。
进一步，所述通过接收端预校准单元对所述第j接收信号进行相位预校准，具体包括：通过接收端预校准单元将幅度偏移值设定为固定值；在第二相位预定取值范围内获得第j相位预校准值，并基于所述第j相位预校准值对所述第j接收信号进行相位预校准。其中，所述第二相位预定取值范围最大可为(-180°，+180°)，根据实际系统需要可设定为(-20°，+20°)，也可设定为其它取值范围，该范围的最大值和最小值在(-180°，+180°)之间取值。
所述通过接收端预校准单元对所述第j接收信号进行幅度预校准，具体包括：通过接收端预校准单元将相位偏移值设定为固定值；在第二幅度预定取值范围内获得第j幅度预校准值，并基于所述第j幅度预校准值对所述第j接收信号进行幅度预校准。其中，所述第二幅度预定取值范围为所述第j接收信号当前幅度的±0.1倍之间，也可为其它倍数范围，这里不作具体限定。另外，无论幅度预校准还是相位预校准，预校准次数j可根据对校准精度的要求而定，次数越多校准精度越大、资源消耗越大，次数少校准精度略低、资源消耗减少。可根据系统需求在精度和资源消耗之间进行折中，这里不作具体限定。
S204、对所述第j接收端预校准信号进行第二数字下混频处理，获得第j第二混频信号；
在具体实施过程中，步骤S204、具体为：通过数字控制振荡器产生第二混频本振信号，基于所述第二混频本振信号对所述第j接收端预校准信号进行第二数字下混频处理，获得第j第二混频信号；其中，所述第二混频本振信号的频率为第二误差频率与所述第二基准信号的频率的和值，所述第二误差频率为所述射频发射前端中本振产生的误差频率。
S205、对所述第j第二混频信号进行积分处理，获得第j第二积分信号；
在具体实施过程中，步骤S105具体为：在所述第二基准信号的整数倍周期的时间长度上，对所述第j第二混频信号进行积分处理，获得第j第二积分信号。
S206、对所述第j第二积分信号进行模平方值计算，获得第j第二模平方值；
S207、当j在1到M间依次取值时，获得M个第二模平方值，从所述M个第二模平方值中确定第二最小模平方值；其中，M为大于等于1的正整数；
S208、基于所述第二最小模平方值，确定接收端IQ失衡的估计值，并基于所述接收端IQ失衡的估计值进行IQ失衡补偿。
在具体实施过程中，当对IQ相位失衡补偿时，步骤S208、具体为：基于所述第二最小模平方值，确定对应的相位预校准值为接收端IQ失衡的相位失衡估计值，并基于所述接收端IQ失衡的相位失衡估计值进行IQ相位失衡补偿；当对IQ幅度失衡补偿时，步骤S108、具体为：基于所述第二最小模平方值，确定对应的幅度预校准值为接收端IQ失衡的幅度失衡估计值，并基于所述接收端IQ失衡的幅度失衡估计值进行IQ幅度失衡补偿。
可见，IQ失衡补偿值的估计是本实施例方案的关键，下面以发射端IQ失衡估计模型为例，对失衡估计值的获取进行详细说明。
请参考图6，为无线收发器接收端IQ失衡估计模型。按照信号从发射端到接收端的处理顺序，依次包括：数字控制振荡器NCO02、发射端射频前端RF3、信道Channel、接收端射频前端RF4、接收端预校准单元(包括数字控制振荡器NCO3、两路混频器、移相器、加法器等)、混频单元(含数字控制振荡器NCO4、下混频器)、积分单元、模平方单元、最小值计算单元。
接收端相位失衡估计原理：令p从0～2π变化，而A＝0不变，与发射端相位失衡估计原理相似，区别在于接收端相位失衡估计的预补偿是在接收端信号接收到之后，基准信号经过射频发射前端RF3和射频接收前端RF4之后，首先使用NCO3进行相位预补偿。进一步，对该信号进行下混频(NCO4产生的频率为wd+w0的复信号)并积分后：
其中，M2＝1+A1，N2＝1-A1，在具体实施过程中，T取值512倍的TS，TS为采样频率FS的倒数。IQ失衡一般由射频收发前端的本振(LO，Local Oscillation)产生，射频发射前端RF3的LO(简称“TxLO”)产生载波频率(CF，Carry Frequency)，引入发射端IQ失衡，A1和p1是发射端幅度和相位失衡值，wC是TxLO的载波信号频率，wd为频率误差。射频接收前端RF4的LO(简称“RxLO”)产生载波频率(CF，Carry Frequency)，引入接收端IQ失衡，A2和p2是接收端幅度和相位失衡值，RxLO的载波信号频率也为wC。
上式的模平方值为：
当模平方值取得最小时，就可估计得发射端相位失衡值p2(EST)＝p。
同样的，接收端幅度失衡估计原理与相位失衡估计原理基本一致，区别在于迭代变化的是预补偿的幅度A，而相位补偿p保持为0：
接收端幅度失衡估计的模平方式为
可以解得二次方程的顶点式(最小点)为
当A从-1～1变化，而p＝0不变，当模平方值取得最小时，就可估计得A2(EST)＝-A。
通过上述对接收端相位失衡估计值和幅度失衡估计值的公式推导，证明了本方案的可行性。
接着，请参考图7和图8，为测试次数为100时接收端IQ失衡相位补偿估计误差波形图和接收端IQ失衡幅度补偿估计误差波形图。其中，每次测试，便完成一次j从1～M之间的取值计算。图7中，当测试次数为100时，接收端IQ失衡相位补偿估计误差(即相位失衡估计值与相位实际失衡值的绝对误差)，当幅度A2设定为固定值0.1时，相位误差绝对值为0～0.6；当幅度A2设定为固定值0时，相位误差绝对值的平均值约为0～0.35。图8中，当测试次数为100时，发射端IQ失衡幅度补偿估计误差(即幅度失衡估计值与幅度实际失衡值的绝对误差)，当相位p2设定为固定值10°时，幅度误差绝对值为0～0.010，当相位p2设定为固定值0°时，幅度误差绝对值为0～0.00075。
可见，通过本方案获得的相位补偿估计误差和幅度补偿估计误差量级小、可忽略。进一步，证明了本实施例方案的可行性。
实施例三
本发明实施例提供一种数字IQ失衡估计和补偿方法，包括：如实施例一所述的发射端数字IQ失衡估计和补偿方法实施方案，以及如实施例二所述的接收端数字IQ失衡估计和补偿方法实施方案。
本方案对发射端和接收端的IQ失衡进行估计并补偿，且相互之间没有影响，即发射端或接收端的失衡值大小并不影响接收端或发射端的IQ失衡估计结果。
实施例四
本发明实施例提供一种发射端数字IQ失衡估计和补偿装置，请参考图9A，包括：
发射端预校准单元91，用于对第一基准信号进行第i次预校准，获得第i发射端预校准信号；其中，i为大于等于1的正整数；
第一射频发射前端92，用于对所述第i发射端预校准信号进行发射前处理，获得第i发射信号，并经由信道发送至射频接收前端；
第一射频接收前端93，用于接收所述第i发射信号，并进行接收后处理，获得第i接收信号；
第一混频单元94，用于对所述第i接收信号进行第一数字下混频处理，获得第i第一混频信号；
第一积分单元95，用于对所述第i第一混频信号进行积分处理，获得第i第一积分信号；具体为：用于在所述第一基准信号的整数倍周期的时间长度上，对所述第i第一混频信号进行积分处理，获得第i第一积分信号；
第一模平方值计算单元96，用于对所述第i第一积分信号进行模平方值计算，获得第i第一模平方值；
第一最小模平方值获取单元97，用于当i在1到N间依次取值时，获得N个第一模平方值，从所述N个第一模平方值中确定第一最小模平方值；其中，N为大于等于1的正整数；
第一IQ失衡补偿单元98，用于基于所述第一最小模平方值，确定发射端IQ失衡的估计值，并基于所述发射端IQ失衡的估计值进行IQ失衡补偿。
在具体实施过程中，所述IQ失衡补偿包括：IQ相位失衡补偿和IQ幅度失衡补偿；发射端预校准单元91，用于对第一基准信号进行第i次预校准，具体为：用于对第一基准信号进行第i次相位预校准，或者用于对第一基准信号进行第i次幅度预校准。
进一步，请参考图9B，发射端预校准单元91，具体包括：第一设定模块911，用于在对第一基准信号进行第i次相位预校准时，将幅度偏移值设定为固定值；第一相位预校准模块912，用于在对第一基准信号进行第i次相位预校准时，在第一相位预定取值范围内获得第i相位预校准值，并基于所述第i相位预校准值对所述第一基准信号进行第i次相位预校准；第二设定模块913，用于在对第一基准信号进行第i次幅度预校准时，将相位偏移值设定为固定值；第一幅度预校准模块914，用于在对第一基准信号进行第i次幅度预校准时，在第一幅度预定取值范围内获得第i幅度预校准值，并基于所述第i幅度预校准值对所述第一基准信号进行第i次幅度预校准。
第一混频单元94，包括：第一数字控制振荡器941，用于产生第一混频本振信号；第一混频模块942，用于基于所述第一混频本振信号对所述第i接收信号进行第一数字下混频处理，获得第i第一混频信号；其中，所述第一混频本振信号的频率为第一误差频率与所述第一基准信号的频率的差值，所述第一误差频率为所述射频发射前端中本振产生的误差频率。
第一IQ失衡补偿单元98，包括：第一IQ相位失衡补偿模块981，用于当对IQ相位失衡补偿时，基于所述第一最小模平方值，确定对应的相位预校准值为发射端IQ失衡的相位失衡估计值，并基于所述发射端IQ失衡的相位失衡估计值进行IQ相位失衡补偿；第一IQ幅度失衡补偿模块982，用于当对IQ幅度失衡补偿时，基于所述第一最小模平方值，确定对应的幅度预校准值为发射端IQ失衡的幅度失衡估计值，并基于所述发射端IQ失衡的幅度失衡估计值进行IQ幅度失衡补偿。
根据上面的描述，上述发射端数字IQ失衡估计和补偿装置用于实现上述发射端数字IQ失衡估计和补偿方法，所以，该装置与上述方法的一个或多个实施例一致，在此就不再一一赘述了。
实施例五
本发明实施例提供一种接收端数字IQ失衡估计和补偿装置，请参考图10A，包括：
第二射频发射前端101，用于对第二基准信号进行发射前处理，获得第j发射信号，并经由信道发送至射频接收前端；其中，j为大于等于1的正整数；
第二射频接收前端102，用于接收所述第j发射信号，并进行接收后处理，获得第j接收信号；
接收端预校准单元103，用于对所述第j接收信号进行预校准，获得第j接收端预校准信号；
第二混频单元104，用于对所述第j接收端预校准信号进行第二数字下混频处理，获得第j第二混频信号；
第二积分单元105，用于对所述第j第二混频信号进行积分处理，获得第j第二积分信号；具体为：用于在所述第二基准信号的整数倍周期的时间长度上，对所述第j第二混频信号进行积分处理，获得第j第二积分信号；
第二模平方值计算单元106，用于对所述第j第二积分信号进行模平方值计算，获得第j第二模平方值；
第二最小模平方值获取单元107，用于当j在1到M间依次取值时，获得M个第二模平方值，从所述M个第二模平方值中确定第二最小模平方值；其中，M为大于等于1的正整数；
第二IQ失衡补偿单元108，用于基于所述第二最小模平方值，确定接收端IQ失衡的估计值，并基于所述接收端IQ失衡的估计值进行IQ失衡补偿。
在具体实施过程中，所述IQ失衡补偿包括：IQ相位失衡补偿和IQ幅度失衡补偿；接收端预校准单元103，用于对所述第j接收信号进行预校准，具体为：用于对所述第j接收信号进行相位预校准，或者通过接收端预校准单元103对所述第j接收信号进行幅度预校准。
在具体实施过程中，请参考图10B，接收端预校准单元103，具体包括：第三设定模块1031，用于在对所述第j接收信号进行相位预校准时，将幅度偏移值设定为固定值；第二相位预校准模块1032，用于在对所述第j接收信号进行相位预校准时，在第二相位预定取值范围内获得第j相位预校准值，并基于所述第j相位预校准值对所述第j接收信号进行相位预校准；第四设定模块1033，用于在对所述第j接收信号进行幅度预校准时，将相位偏移值设定为固定值；第二幅度预校准模块1034，用于在对所述第j接收信号进行幅度预校准时，在第二幅度预定取值范围内获得第j幅度预校准值，并基于所述第j幅度预校准值对所述第j接收信号进行幅度预校准。
第二混频单元104，包括：第二数字控制振荡器1041，用于产生第二混频本振信号；第二混频模块1042，用于基于所述第二混频本振信号对所述第j接收端预校准信号进行第二数字下混频处理，获得第j第二混频信号；其中，所述第二混频本振信号的频率为第二误差频率与所述第二基准信号的频率的和值，所述第二误差频率为所述射频发射前端中本振产生的误差频率。
第二IQ失衡补偿单元108，包括：第二IQ相位失衡补偿模块1081，用于当对IQ相位失衡补偿时，基于所述第二最小模平方值，确定对应的相位预校准值为接收端IQ失衡的相位失衡估计值，并基于所述接收端IQ失衡的相位失衡估计值进行IQ相位失衡补偿；第二IQ幅度失衡补偿模块1082，用于当对IQ幅度失衡补偿时，基于所述第二最小模平方值，确定对应的幅度预校准值为接收端IQ失衡的幅度失衡估计值，并基于所述接收端IQ失衡的幅度失衡估计值进行IQ幅度失衡补偿。
根据上面的描述，上述接收端数字IQ失衡估计和补偿装置用于实现上述接收端数字IQ失衡估计和补偿方法，所以，该装置与上述方法的一个或多个实施例一致，在此就不再一一赘述了。
实施例六
本实施例提供一种数字IQ失衡估计和补偿装置，包括：如实施例四所述的发射端数字IQ失衡估计和补偿装置，以及如实施例五所述的接收端数字IQ失衡估计和补偿装置。
根据上面的描述，上述数字IQ失衡估计和补偿装置用于实现实施例三所述的数字IQ失衡估计和补偿方法，所以，该装置与上述方法的一个或多个实施例一致，在此就不再一一赘述了。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
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 (26)

1.一种发射端数字IQ失衡估计和补偿方法，其特征在于，包括：
通过发射端预校准单元对第一基准信号进行第i次预校准，获得第i发射端预校准信号；其中，i为大于等于1的正整数；
通过射频发射前端对所述第i发射端预校准信号进行发射前处理，获得第i发射信号，并经由信道发送至射频接收前端；
射频接收前端接收所述第i发射信号，并进行接收后处理，获得第i接收信号；
对所述第i接收信号进行第一数字下混频处理，获得第i第一混频信号；
对所述第i第一混频信号进行积分处理，获得第i第一积分信号；
对所述第i第一积分信号进行模平方值计算，获得第i第一模平方值；
当i在1到N间依次取值时，获得N个第一模平方值，从所述N个第一模平方值中确定第一最小模平方值；其中，N为大于等于1的正整数；
基于所述第一最小模平方值，确定发射端IQ失衡的估计值，并基于所述发射端IQ失衡的估计值进行IQ失衡补偿。
2.如权利要求1所述的发射端数字IQ失衡估计和补偿方法，其特征在于，所述IQ失衡补偿包括：IQ相位失衡补偿和IQ幅度失衡补偿；
所述通过发射端预校准单元对第一基准信号进行第i次预校准，具体包括：通过发射端预校准单元对第一基准信号进行第i次相位预校准，或者通过发射端预校准单元对第一基准信号进行第i次幅度预校准。
3.如权利要求2所述的发射端数字IQ失衡估计和补偿方法，其特征在于，所述通过发射端预校准单元对第一基准信号进行第i次相位预校准，具体包括：
通过发射端预校准单元将幅度偏移值设定为固定值；在第一相位预定取值范围内获得第i相位预校准值，并基于所述第i相位预校准值对所述第一基准信号进行第i次相位预校准；
所述通过发射端预校准单元对第一基准信号进行第i次幅度预校准，具体包括：
通过发射端预校准单元将相位偏移值设定为固定值；在第一幅度预定取值范围内获得第i幅度预校准值，并基于所述第i幅度预校准值对所述第一基准信号进行第i次幅度预校准。
4.如权利要求2所述的发射端数字IQ失衡估计和补偿方法，其特征在于，当对IQ相位失衡补偿时，所述基于所述第一最小模平方值，确定发射端IQ失衡的估计值，并基于所述发射端IQ失衡的估计值进行IQ失衡补偿，具体为：基于所述第一最小模平方值，确定对应的相位预校准值为发射端IQ失衡的相位失衡估计值，并基于所述发射端IQ失衡的相位失衡估计值进行IQ相位失衡补偿；
当对IQ幅度失衡补偿时，所述基于所述第一最小模平方值，确定发射端IQ失衡的估计值，并基于所述发射端IQ失衡的估计值进行IQ失衡补偿，具体为：基于所述第一最小模平方值，确定对应的幅度预校准值为发射端IQ失衡的幅度失衡估计值，并基于所述发射端IQ失衡的幅度失衡估计值进行IQ幅度失衡补偿。
5.如权利要求1所述的发射端数字IQ失衡估计和补偿方法，其特征在于，所述对所述第i接收信号进行第一数字下混频处理，获得第i第一混频信号，具体为：
通过数字控制振荡器产生第一混频本振信号，基于所述第一混频本振信号对所述第i接收信号进行第一数字下混频处理，获得第i第一混频信号；其中，所述第一混频本振信号的频率为第一误差频率与所述第一基准信号的频率的差值，所述第一误差频率为所述射频发射前端中本振产生的误差频率。
6.如权利要求1所述的发射端数字IQ失衡估计和补偿方法，其特征在于，所述对所述第i第一混频信号进行积分处理，获得第i第一积分信号，具体为：
在所述第一基准信号的整数倍周期的时间长度上，对所述第i第一混频信号进行积分处理，获得第i第一积分信号。
7.一种接收端数字IQ失衡估计和补偿方法，其特征在于，包括：
通过射频发射前端对第二基准信号进行发射前处理，获得第j发射信号，并经由信道发送至射频接收前端；其中，j为大于等于1的正整数；
射频接收前端接收所述第j发射信号，并进行接收后处理，获得第j接收信号；
通过接收端预校准单元对所述第j接收信号进行预校准，获得第j接收端预校准信号；
对所述第j接收端预校准信号进行第二数字下混频处理，获得第j第二混频信号；
对所述第j第二混频信号进行积分处理，获得第j第二积分信号；
对所述第j第二积分信号进行模平方值计算，获得第j第二模平方值；
当j在1到M间依次取值时，获得M个第二模平方值，从所述M个第二模平方值中确定第二最小模平方值；其中，M为大于等于1的正整数；
基于所述第二最小模平方值，确定接收端IQ失衡的估计值，并基于所述接收端IQ失衡的估计值进行IQ失衡补偿。
8.如权利要求7所述的接收端数字IQ失衡估计和补偿方法，其特征在于，所述IQ失衡补偿包括：IQ相位失衡补偿和IQ幅度失衡补偿；
所述通过接收端预校准单元对所述第j接收信号进行预校准，具体包括：通过接收端预校准单元对所述第j接收信号进行相位预校准，或者通过接收端预校准单元对所述第j接收信号进行幅度预校准。
9.如权利要求8所述的接收端数字IQ失衡估计和补偿方法，其特征在于，所述通过接收端预校准单元对所述第j接收信号进行相位预校准，具体包括：
通过接收端预校准单元将幅度偏移值设定为固定值；在第二相位预定取值范围内获得第j相位预校准值，并基于所述第j相位预校准值对所述第j接收信号进行相位预校准；
所述通过接收端预校准单元对所述第j接收信号进行幅度预校准，具体包括：
通过接收端预校准单元将相位偏移值设定为固定值；在第二幅度预定取值范围内获得第j幅度预校准值，并基于所述第j幅度预校准值对所述第j接收信号进行幅度预校准。
10.如权利要求8所述的接收端数字IQ失衡估计和补偿方法，其特征在于，当对IQ相位失衡补偿时，所述基于所述第二最小模平方值，确定接收端IQ失衡的估计值，并基于所述接收端IQ失衡的估计值进行IQ失衡补偿，具体为：基于所述第二最小模平方值，确定对应的相位预校准值为接收端IQ失衡的相位失衡估计值，并基于所述接收端IQ失衡的相位失衡估计值进行IQ相位失衡补偿；
当对IQ幅度失衡补偿时，所述基于所述第二最小模平方值，确定接收端IQ失衡的估计值，并基于所述接收端IQ失衡的估计值进行IQ失衡补偿，具体为：基于所述第二最小模平方值，确定对应的幅度预校准值为接收端IQ失衡的幅度失衡估计值，并基于所述接收端IQ失衡的幅度失衡估计值进行IQ幅度失衡补偿。
11.如权利要求7所述的接收端数字IQ失衡估计和补偿方法，其特征在于，所述对所述第j接收端预校准信号进行第二数字下混频处理，获得第j第二混频信号，具体为：
通过数字控制振荡器产生第二混频本振信号，基于所述第二混频本振信号对所述第j接收端预校准信号进行第二数字下混频处理，获得第j第二混频信号；其中，所述第二混频本振信号的频率为第二误差频率与所述第二基准信号的频率的和值，所述第二误差频率为所述射频发射前端中本振产生的误差频率。
12.如权利要求7所述的接收端数字IQ失衡估计和补偿方法，其特征在于，所述对所述第j第二混频信号进行积分处理，获得第j第二积分信号，具体为：
在所述第二基准信号的整数倍周期的时间长度上，对所述第j第二混频信号进行积分处理，获得第j第二积分信号。
13.一种数字IQ失衡估计和补偿方法，其特征在于，包括：如权利要求1至6中任一所述的发射端数字IQ失衡估计和补偿方法步骤，以及如权利要求7至12中任一所述的接收端数字IQ失衡估计和补偿方法步骤。
14.一种发射端数字IQ失衡估计和补偿装置，其特征在于，包括：
发射端预校准单元，用于对第一基准信号进行第i次预校准，获得第i发射端预校准信号；其中，i为大于等于1的正整数；
第一射频发射前端，用于对所述第i发射端预校准信号进行发射前处理，获得第i发射信号，并经由信道发送至射频接收前端；
第一射频接收前端，用于接收所述第i发射信号，并进行接收后处理，获得第i接收信号；
第一混频单元，用于对所述第i接收信号进行第一数字下混频处理，获得第i第一混频信号；
第一积分单元，用于对所述第i第一混频信号进行积分处理，获得第i第一积分信号；
第一模平方值计算单元，用于对所述第i第一积分信号进行模平方值计算，获得第i第一模平方值；
第一最小模平方值获取单元，用于当i在1到N间依次取值时，获得N个第一模平方值，从所述N个第一模平方值中确定第一最小模平方值；其中，N为大于等于1的正整数；
第一IQ失衡补偿单元，用于基于所述第一最小模平方值，确定发射端IQ失衡的估计值，并基于所述发射端IQ失衡的估计值进行IQ失衡补偿。
15.如权利要求14所述的发射端数字IQ失衡估计和补偿装置，其特征在于，所述IQ失衡补偿包括：IQ相位失衡补偿和IQ幅度失衡补偿；
发射端预校准单元，用于对第一基准信号进行第i次预校准，具体为：用于对第一基准信号进行第i次相位预校准，或者用于对第一基准信号进行第i次幅度预校准。
16.如权利要求15所述的发射端数字IQ失衡估计和补偿装置，其特征在于，所述发射端预校准单元，具体包括：
第一设定模块，用于在对第一基准信号进行第i次相位预校准时，将幅度偏移值设定为固定值；
第一相位预校准模块，用于在对第一基准信号进行第i次相位预校准时，在第一相位预定取值范围内获得第i相位预校准值，并基于所述第i相位预校准值对所述第一基准信号进行第i次相位预校准；
第二设定模块，用于在对第一基准信号进行第i次幅度预校准时，将相位偏移值设定为固定值；
第一幅度预校准模块，用于在对第一基准信号进行第i次幅度预校准时，在第一幅度预定取值范围内获得第i幅度预校准值，并基于所述第i幅度预校准值对所述第一基准信号进行第i次幅度预校准。
17.如权利要求15所述的发射端数字IQ失衡估计和补偿装置，其特征在于，所述第一IQ失衡补偿单元，包括：
第一IQ相位失衡补偿模块，用于当对IQ相位失衡补偿时，基于所述第一最小模平方值，确定对应的相位预校准值为发射端IQ失衡的相位失衡估计值，并基于所述发射端IQ失衡的相位失衡估计值进行IQ相位失衡补偿；
第一IQ幅度失衡补偿模块，用于当对IQ幅度失衡补偿时，基于所述第一最小模平方值，确定对应的幅度预校准值为发射端IQ失衡的幅度失衡估计值，并基于所述发射端IQ失衡的幅度失衡估计值进行IQ幅度失衡补偿。
18.如权利要求14所述的发射端数字IQ失衡估计和补偿装置，其特征在于，所述第一混频单元，包括：
第一数字控制振荡器，用于产生第一混频本振信号；
第一混频模块，用于基于所述第一混频本振信号对所述第i接收信号进行第一数字下混频处理，获得第i第一混频信号；
其中，所述第一混频本振信号的频率为第一误差频率与所述第一基准信号的频率的差值，所述第一误差频率为所述射频发射前端中本振产生的误差频率。
19.如权利要求14所述的发射端数字IQ失衡估计和补偿装置，其特征在于，所述第一积分单元，用于对所述第i第一混频信号进行积分处理，获得第i第一积分信号，具体为：用于在所述第一基准信号的整数倍周期的时间长度上，对所述第i第一混频信号进行积分处理，获得第i第一积分信号。
20.一种接收端数字IQ失衡估计和补偿装置，其特征在于，包括：
第二射频发射前端，用于对第二基准信号进行发射前处理，获得第j发射信号，并经由信道发送至射频接收前端；其中，j为大于等于1的正整数；
第二射频接收前端，用于接收所述第j发射信号，并进行接收后处理，获得第j接收信号；
接收端预校准单元，用于对所述第j接收信号进行预校准，获得第j接收端预校准信号；
第二混频单元，用于对所述第j接收端预校准信号进行第二数字下混频处理，获得第j第二混频信号；
第二积分单元，用于对所述第j第二混频信号进行积分处理，获得第j第二积分信号；
第二模平方值计算单元，用于对所述第j第二积分信号进行模平方值计算，获得第j第二模平方值；
第二最小模平方值获取单元，用于当j在1到M间依次取值时，获得M个第二模平方值，从所述M个第二模平方值中确定第二最小模平方值；其中，M为大于等于1的正整数；
第二IQ失衡补偿单元，用于基于所述第二最小模平方值，确定接收端IQ失衡的估计值，并基于所述接收端IQ失衡的估计值进行IQ失衡补偿。
21.如权利要求20所述的接收端数字IQ失衡估计和补偿装置，其特征在于，所述IQ失衡补偿包括：IQ相位失衡补偿和IQ幅度失衡补偿；
接收端预校准单元，用于对所述第j接收信号进行预校准，具体为：用于对所述第j接收信号进行相位预校准，或者通过接收端预校准单元对所述第j接收信号进行幅度预校准。
22.如权利要求21所述的接收端数字IQ失衡估计和补偿装置，其特征在于，所述接收端预校准单元，具体包括：
第三设定模块，用于在对所述第j接收信号进行相位预校准时，将幅度偏移值设定为固定值；
第二相位预校准模块，用于在对所述第j接收信号进行相位预校准时，在第二相位预定取值范围内获得第j相位预校准值，并基于所述第j相位预校准值对所述第j接收信号进行相位预校准；
第四设定模块，用于在对所述第j接收信号进行幅度预校准时，将相位偏移值设定为固定值；
第二幅度预校准模块，用于在对所述第j接收信号进行幅度预校准时，在第二幅度预定取值范围内获得第j幅度预校准值，并基于所述第j幅度预校准值对所述第j接收信号进行幅度预校准。
23.如权利要求21所述的接收端数字IQ失衡估计和补偿装置，其特征在于，所述第二IQ失衡补偿单元，包括：
第二IQ相位失衡补偿模块，用于当对IQ相位失衡补偿时，基于所述第二最小模平方值，确定对应的相位预校准值为接收端IQ失衡的相位失衡估计值，并基于所述接收端IQ失衡的相位失衡估计值进行IQ相位失衡补偿；
第二IQ幅度失衡补偿模块，用于当对IQ幅度失衡补偿时，基于所述第二最小模平方值，确定对应的幅度预校准值为接收端IQ失衡的幅度失衡估计值，并基于所述接收端IQ失衡的幅度失衡估计值进行IQ幅度失衡补偿。
24.如权利要求20所述的接收端数字IQ失衡估计和补偿装置，其特征在于，所述第二混频单元，包括：
第二数字控制振荡器，用于产生第二混频本振信号；
第二混频模块，用于基于所述第二混频本振信号对所述第j接收端预校准信号进行第二数字下混频处理，获得第j第二混频信号；
其中，所述第二混频本振信号的频率为第二误差频率与所述第二基准信号的频率的和值，所述第二误差频率为所述射频发射前端中本振产生的误差频率。
25.如权利要求20所述的接收端数字IQ失衡估计和补偿装置，其特征在于，所述第二积分单元，用于对所述第j第二混频信号进行积分处理，获得第j第二积分信号，具体为：用于在所述第二基准信号的整数倍周期的时间长度上，对所述第j第二混频信号进行积分处理，获得第j第二积分信号。
26.一种数字IQ失衡估计和补偿装置，其特征在于，包括：如权利要求14至19中任一所述的发射端数字IQ失衡估计和补偿装置，以及如权利要求20至25中任一所述的接收端数字IQ失衡估计和补偿装置。
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