CN116707666A - 一种校正WiFi发射机IQ不平衡的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种校正WiFi发射机IQ不平衡的方法和设备,属于通信技术领域。包括FDIQ校准流程和FIIQ校准流程;FDIQ校准流程包括,步骤S1‑1,FDIQ估计模块根据FDIQ失真信号估计FDIQ估计模块的FDIQ补偿参数,并将FDIQ补偿参数更新到发射机FDIQ补偿模块;步骤S1‑2,发射机FDIQ补偿模块根据FDIQ补偿参数对发射机IQ两路进行补偿;FIIQ校准流程包括,步骤S2‑1,启动FDIQ校准;步骤S2‑2,FIIQ估计模块根据FIIQ失真信号估计FIIQ估计模块的FIIQ补偿参数,并将FIIQ补偿参数更新到所述FIIQ补偿模块;步骤S2‑3,发射机FIIQ补偿模块根据FIIQ补偿参数对发射机IQ两路信息进行补偿。本发明对发射机的镜像泄露问题建模为FDIQ模型和FIIQ模型,可节省反馈通道和反馈本振,大大降低硬件成本,发射机镜像可改善45dBc左右。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域,特别涉及一种校正WiFi发射机IQ不平衡的方法和设备。
背景技术
发射机中的镜像失真主要有两部分来源,分别是FDIQ(频率相关的IQ不平衡)和FIIQ(频率无关的IQ不平衡)。由于正交调制器存在增益不平衡和相位不平衡,导致调制器产生FIIQ分量。调制前的信号分为I、Q两路,I、Q会经过模拟低通滤波器(LPF),由于两路的LPF群延迟及增益存在差异,导致输出信号产生FDIQ分量。发射机中的镜像失真会恶化发射机的EVM(误差向量幅度),因此需要估计链路上的FDIQ和FIIQ的失真参数,并补偿到发射链路,消除镜像失真,提高发射链路的信噪比。
传统的发射机IQ不平衡的校准方案需要额外的反馈通道,获得调制器的失真数据,并且需要在反馈链路中增加额外的本振器件。反馈通道中的本振器件的作用,一是把发射机的信号的射频频率搬移至零频,二是为了把反馈通道本振的IQ不平衡和发射机的IQ不平衡区分开,反馈通道的本振频率不能和发射机相同。这将大大增加产品的硬件成本。
发明内容
为解决上述现有技术的不足,本发明提供一种不需要反馈通道和反馈本振的校正WiFi发射机IQ不平衡的方法和设备。
本发明采用如下技术方案:一种校正WiFi发射机IQ不平衡的方法,
至少包括FDIQ校准步骤和/或FIIQ校准步骤;
所述FDIQ校准步骤包括,
步骤S1-1,FDIQ估计模块接收发射机IQ两路产生的FDIQ失真信号;FDIQ估计模块根据FDIQ失真信号估计FDIQ估计模块的FDIQ补偿参数,并将FDIQ补偿参数更新到发射机FDIQ补偿模块;
步骤S1-2,发射机FDIQ补偿模块根据FDIQ补偿参数对发射机IQ两路进行补偿;
所述FIIQ校准步骤包括,
步骤S2-1,启动所述FDIQ校准,更新发射机FDIQ补偿模块的FDIQ补偿参数;
步骤S2-2,FIIQ估计模块接收发射机IQ两路产生的FIIQ失真信号;FIIQ估计模块根据FIIQ失真信号估计FIIQ估计模块的FIIQ补偿参数,并将FIIQ补偿参数更新到所述FIIQ补偿模块;
步骤S2-3,发射机FIIQ补偿模块根据FIIQ补偿参数对发射机IQ两路信息进行补偿。
其进一步是:所述步骤S1-2中,发射机的I路信号xi和Q路信号xq经发射机FDIQ补偿模块补偿后得到xi1和xq1,
其中,xq采用N抽头的非对称滤波器进行滤波,得到coef为FDIQ补偿参数,
xq1相对于xq的延迟为D个时钟,D=(N-1)/2;
xi通过延迟模块延迟D个时钟得到xi1。
所述步骤S1-1中,FDIQ估计模块根据FDIQ失真信号采用LS方法估计FDIQ补偿参数,包括如下步骤;
FDIQ失真信号为xi3、xq3;
将xi3作为目标信号,xq3作为FDIQ失真的信号,
构造相关矩阵Rx和自相关矩阵Ry,
Ry=coef*Rx
利用高斯消元法或者Cholesky法求得FDIQ补偿参数coef,将coef写入到发射机FDIQ补偿模块;
然后,重复上述步骤直到coef收敛,将收敛后的coef更新到发射机FDIQ补偿模块。
所述步骤S1-1中,FDIQ估计模块根据FDIQ失真信号采用LMS方法估计FDIQ补偿参数coef,包括如下步骤;
xi1、xq1经接收机FDIQ补偿模块补偿后得到xi2、xq2,
xi2、xq2经FDIQ补偿模块A补偿后得到xi3、xq3,
FDIQ失真信号为xi3、xq3;
将xi3作为目标信号,xq3作为FDIQ失真的信号;
首先计算误差信号err,
err=xi3-xq3
利用下式进行系数的收敛迭代,
coef(m+1)=coef(m)+u*rr*xq2
coef(m)表示第m个时刻的FDIQ补偿参数,coef(m+1)表示第m+1个时刻的FDIQ补偿参数,u是coef更新的步进参数,
FDIQ补偿参数coef按照样点进行迭代更新,每样点迭代出来的coef更新到FDIQ补偿模块A,迭代更新结束后,将最终迭代后的coef更新到发射机FDIQ补偿模块。
所述步骤S2-3中,发射机的I路信号tx_I和Q路信号tx_Q经发射机FIIQ补偿模块补偿后得到xi和xq,
xi=tx_I+tx_Q*d0*d1,
xq=tx_Q*d0+tx_I*d1,
d0、d1为FIIQ补偿参数。
所述步骤S2-2中,FIIQ估计模块根据FIIQ失真信号估计FIIQ补偿参数,包括如下步骤;
FIIQ失真信号为xi4、xq4;
发射机I路的平均功率和Q路的平均功率相同,
FIIQ建模为,
yi=(I*cosθ+Q*sinθ)
yq=(1-α)(I*sinθ+Q*cosθ)
其中I、Q为基带IQ数据,α为增益不平衡参数和θ为相位不平衡参数;
yi=xi4
yq=xq4
估计α时,设θ=0,此时利用统计特性可以得到,
sum(yi2-yq2)≈2αQ2
估计θ时,设α=0,此时利用统计特性可以得到,
mean(yi*yq)≈mean((I2+Q2)tanθ)
由于sum(yi2-yq2)和mean(yi*yq)分别正比于α和tanθ,因此将sum(yi2-yq2)和mean(yi*yq)的符号用作参数收敛的误差信号err;
得到如下的estimate公式,
α(n+1)=α(n)+u1*sign(sum(yi2-yq2))
tanθ(n+1)=tanθ(n)+u2*sign(mean(yi*yq))
其中,u1为α的迭代步进参数,u2为tanθ的迭代步进参数,n表示当前时刻,n+1表示下一个时刻;
α(n)表示第n时刻α的值,α(n+1)表示第n+1时刻α的值,tanθ(n+1)表示第n+1时刻tanθ的值,tanθ(n)表示第n时刻tanθ的值;
利用该公式得到FIIQ补偿参数d0、d1,
d0=1+α
d1=-tanθ
最后,将d0、d1更新到发射机FIIQ补偿模块。
一种校正WiFi发射机IQ不平衡的设备,
发射机FIIQ补偿模块输入端通过开关连接业务数据和数据源,发射机FIIQ补偿模块输出端连接发射机FDIQ补偿模块输入端;
发射机FDIQ补偿模块输出端连接发射机模拟单元输入端;
发射机模拟单元中的模拟低通滤波器输出端通过开关连接至接收机模拟单元中的模拟低通滤波器输入端,发射机模拟单元中的正交调制器输出端通过开关连接至接收机模拟单元中的正交调制器输入端;
接收机模拟单元输出端连接有存储单元;
接收机FDIQ补偿模块输入端通过开关连接接收机模拟单元输出端和存储单元,接收机FDIQ补偿模块输出端连接FDIQ补偿模块A输入端;
FDIQ补偿模块A输出端分别连接接收机FIIQ补偿模块输入端和FDIQ估计模块输入端;FDIQ估计模块输出端连接发射机FDIQ补偿模块输入端和FDIQ补偿模块A输入端;
接收机FIIQ补偿模块输出端连接FIIQ估计模块输入端,FIIQ估计模块输出端连接发射机FIIQ补偿模块输入端。
本发明的有益效果在于:
对发射机的镜像泄露问题建模为FDIQ模型和FIIQ模型,可节省反馈通道和反馈本振,大大降低了硬件成本;针对FDIQ失真,本发明提出了一种基于参考信号的校准方案,并用FIR滤波结构(即FDIQ补偿模块)实现FDIQ的补偿;针对FIIQ失真,本发明提出了一种基于盲校正的方案,对增益不平衡和相位不平衡进行估计,并将该估计结果应用到前向的补偿模块,发射机镜像可改善45dBc左右,镜像可以校正到底噪,极大改善发射机的镜像失真,提升发射机的信噪比。
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为本发明实施例一中发射机FDIQ补偿模块的原理图。
图2为本发明实施例一中发射机FIIQ补偿模块的原理图。
图3为本发明实施例二的电路原理图。
图4为图3中数字链路部分的放大图;
图5为图3中模拟链路左部分的放大图;
图6为图3中模拟链路右部分的放大图;
图7为本发明实施例二中开关配置表。
图8为本发明实施例二中各模块状态表。
图9为校准前的发射机IQ失衡(mismatch)性能图。
图10为通过本发明校准后的发射机IQ失衡(mismatch)性能图。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例一
一种校正WiFi发射机IQ不平衡的方法,至少包括FDIQ校准步骤和/或FIIQ校准步骤;
FDIQ校准步骤程包括,
结合图1,以及图3至图6所示,
步骤S1-1,FDIQ估计模块114接收发射机IQ两路产生的FDIQ失真信号;FDIQ估计模块114根据FDIQ失真信号估计FDIQ估计模块114的FDIQ补偿参数,并将FDIQ补偿参数更新到发射机FDIQ补偿模块101;
FDIQ估计模块114根据FDIQ失真信号采用LS方法或LMS方法估计FDIQ补偿参数,采用LS方法估计FDIQ补偿参数时,包括如下步骤;
xi1、xq1经接收机FDIQ补偿模块135补偿后得到xi2、xq2,
xi2、xq2经FDIQ补偿模块A113补偿后得到xi3、xq3,
FDIQ失真信号为xi3、xq3;
将xi3作为目标信号,xq3作为FDIQ失真的信号,
构造相关矩阵Rx和自相关矩阵Ry,
Ry=coef*Rx
利用高斯消元法或者Cholesky法求得FDIQ补偿参数coef,将coef写入到发射机FDIQ补偿模块101;
然后,重复上述步骤直到coef收敛,将收敛后的coef更新到发射机FDIQ补偿模块101。
采用LMS方法估计FDIQ补偿参数时,包括如下步骤;
xi1、xq1经接收机FDIQ补偿模块135补偿后得到xi2、xq2,
xi2、xq2经FDIQ补偿模块A113补偿后得到xi3、xq3,
FDIQ失真信号为xi3、xq3;
将xi3作为目标信号,xq3作为FDIQ失真的信号;
首先计算误差信号err,
err=xi3-xq3
利用下式进行系数的收敛迭代,
coef(m+1)=coef(m)+u*err*xq2
coef(m)表示第m个时刻的FDIQ补偿参数,coef(m+1)表示第m+1个时刻的FDIQ补偿参数,u是coef更新的步进参数,
FDIQ补偿参数coef按照样点进行迭代更新的,每样点迭代出来的coef更新到FDIQ补偿模块A113,迭代更新结束后,将最终迭代后的coef更新到发射机FDIQ补偿模块101。
步骤S1-2,发射机FDIQ补偿模块101根据FDIQ补偿参数对发射机IQ两路进行补偿;
发射机的I路信号xi和Q路信号xq经发射机FDIQ补偿模块101补偿后得到xi1和xq1,具体的:
xq采用N抽头的非对称滤波器进行滤波,得到coef为FDIQ补偿参数,coef得值由FDIQ估计模块114模块计算,并更新到发射机FDIQ补偿模块101模块;
xq1相对于xq的延迟为D个时钟,D=(N-1)/2);
xi通过延迟模块延迟D个时钟得到xi1。
FIIQ校准步骤包括,
结合图2,以及图3至图6所示,
步骤S2-1,启动FDIQ校准,更新发射机FDIQ补偿模块101的FDIQ补偿参数。
步骤S2-2,FIIQ估计模块115接收发射机IQ两路产生的FIIQ失真信号;FIIQ估计模块115根据FIIQ失真信号估计FIIQ估计模块115的FIIQ补偿参数,并将FIIQ补偿参数更新到FIIQ补偿模块100,包括如下步骤;
发射机的I路信号tx_I和Q路信号tx_Q经发射机FIIQ补偿模块100补偿后得到xi和xq;
xi和xq经发射机FDIQ补偿模块101补偿后得到xi1和xq1;
xi1和xq1经接收机FDIQ补偿模块135补偿后得到xi2和xq2;
xi2和xq2经FDIQ补偿模块A113补偿后得到xi3和xq3;
xi3和xq3经接收机FIIQ补偿模块122补偿后得到xi4和xq4;
发射机I路的平均功率和Q路的平均功率相同,
FIIQ建模为,
yi=(I*cosθ+Q*sinθ)
yq=(1-α)(I*sinθ+Q*cosθ)
其中I、Q为基带IQ数据,α为增益不平衡参数和θ为相位不平衡参数;
yi=xi4
yq=xq4
估计α时,设θ=0,此时利用统计特性可以得到,
sum(yi2-yq2)≈2αQ2
估计θ时,设α=0,此时利用统计特性可以得到,
mean(yi*yq)≈mean((I2+Q2)tanθ)
由于sum(yi2-yq2)和mean(yi*yq)分别正比于α和tanθ,将sum(yi2-yq2)和mean(yi*yq)的符号用作参数收敛的误差信号err;
得到如下的estimate公式,
α(n+1)=α(n)+u1*sign(sum(yi2-yq2))
tanθ(n+1)=tanθ(n)+u2*sign(mean(yi*yq))
其中,u1为α的迭代步进参数,u2为tanθ的迭代步进参数;
n表示当前时刻,n+1表示下一个时刻,
α(n)表示第n时刻α的值,α(n+1)表示第n+1时刻α的值,tanθ(n+1)表示第n+1时刻tanθ的值,tanθ(n)表示第n时刻tanθ的值;
利用该公式得到FIIQ补偿参数d0、d1,
d0=1+α
d1=-tanθ
最后,将d0、d1更新到发射机FIIQ补偿模块100。
步骤S2-3,发射机FIIQ补偿模块100根据FIIQ补偿参数对发射机IQ两路信息进行补偿;
发射机的I路信号tx_I和Q路信号tx_Q经发射机FIIQ补偿模块100补偿后得到xi和xq。301、302、303代表乘法器单元,304和305代表加法器单元,信号xi1和xq1分别经过处理后得到补偿后的信号xi2和xq2;具体的:
xi=tx_I+tx_Q*d0*d1,
xq=tx_Q*d0+tx_I*d1,
d0、d1为FIIQ补偿参数,d0、d1由FIIQ估计模块115估计得到,并更新到发射机FIIQ补偿模块100。
实施例二
结合图3至图6所示,一种校正WiFi发射机IQ不平衡的设备,可用于上述实施例一中方法的实施,包括,数字链路和模拟链路,模拟链路包括发射机模拟单元和接收机模拟单元。
发射机FIIQ补偿模块100输入端通过第九开关133、第八开关134连接业务数据和数据源,第九开关133、第八开关134用来选择FDIQ校准的数据源。发射机FIIQ补偿模块100输出端连接发射机FDIQ补偿模块101输入端,发射机FDIQ补偿模块101输出端连接发射机模拟单元输入端。
发射机模拟单元中,I路信号和Q路信号分别通过一个数字模拟转换器DAC连接第一模拟低通滤波器LPF102和第二模拟低通滤波器LPF103,第一模拟低通滤波器LPF102和第二模拟低通滤波器LPF103不一致性导致FDIQ分量。第一模拟低通滤波器LPF102和第二模拟低通滤波器LPF103连接正交调制器124,正交调制器124连接功率放大器PA。正交调制器124用于将模拟信号调制到射频频率,正交调制器124的不理想特性导致FIIQ分量。
接收机模拟单元中,正交解调器125与正交调制器124之间连接本振126,本振126为正交解调器125和正交调制器124提供正交的载波分量,用于发射机的正交调制或者接收机的正交解调。正交解调器125输入端连接低噪声放大器LNA,低噪声放大器LNA和功率放大器PA通过第二开关连接天线。正交解调器125的I路和Q路输出对应连接第一放大器TIA126、第二放大器TIA127输入,第一放大器TIA126、第二放大器TIA127输出对应连接第三模拟低通滤波器LPF128、第四模拟低通滤波器LPF129输入,第三模拟低通滤波器LPF128、第四模拟低通滤波器LPF1129输出对应连接第一可变增益放大器VGA130、第二可变增益放大器VGA131输入,第一可变增益放大器VGA130、第二可变增益放大器VGA131输出对应连接第一模拟数字转换器ADC、第二模拟数字转换器ADC输入。
重要的是,发射机模拟单元中,第一模拟低通滤波器LPF102、第二模拟低通滤波器LPF103输出端对应连接有第一耦合点104、第二耦合点105,第一耦合点104、第二耦合点105连接第一开关106;该结构用于选择发射机的I路还是Q路信号送给开关第一开关106;
接收机模拟单元中设置有第一注入点117,第一注入点117与第一开关106连接;第三模拟低通滤波器LPF128输入端通过第四开关109选择连接第一注入点117或第一放大器TIA126,第四模拟低通滤波器LPF129输入端通过第五开关109连接第一注入点117或第二放大器TIA127;该结构用于选择接收机模拟单元接收业务信号,或接收发射机的FDIQ失真信号。
发射机模拟单元中,正交调制器124输出端连接有第三耦合点107;
接收机模拟单元中还设置有第二注入点116,第二注入点116与第三耦合点107连接;正交解调器125输入端通过第三开关108选择连接第二注入点116或低噪声放大器LNA;该结构用于接收机模拟单元接收业务信号,或接收发射机的FIIQ失真信号。
模拟链路中,第一模拟数字转换器ADC、第二模拟数字转换器ADC输出端对应连接存储I单元120、存储Q单元121,存储I单元120、存储Q单元121对应连接第三注入点118、第四注入点119。存储I单元120用于存储FDIQ失真数据的I路,存储Q单元121用于存储FDIQ失真数据的Q路。接收机FDIQ补偿模块135的I路输入端通过第六开关111选择连接第三注入点118,或者连接第一模拟数字转换器ADC;接收机FDIQ补偿模块135的Q路输入端通过第七开关112选择连接第四注入点119,或者连接第二模拟数字转换器ADC。第三注入点118、第四注入点119的作用是:该注入点在数字域,发射机的FDIQ失真信号先存储到存储I单元120或存储Q单元121,再通过该注入点灌入接收机FDIQ补偿模块135,并最终进入FDIQ估计模块114。
模拟链路中,接收机FDIQ补偿模块135输出端连接FDIQ补偿模块A113输入端;FDIQ补偿模块A113输出端分别连接接收机FIIQ补偿模块122输入端和FDIQ估计模块114输入端;FDIQ估计模块114输出端连接发射机FDIQ补偿模块101输入端和FDIQ补偿模块A113输入端;接收机FIIQ补偿模块122输出端连接FIIQ估计模块115输入端,FIIQ估计模块115输出端连接发射机FIIQ补偿模块100输入端。
工作原理:
校准时,本实施例中的各开关配置表如图7,各模块状态表如图8;
发射机FIIQ补偿模块100:
1.初始态:d0=1,d1=0;
2.正常态:d0,d1为FIIQ估计模块115估计出的系数;
发射机FDIQ补偿模块101:
1.coef的N个抽头分别为coef(1)coef(2)…coef(N),N为奇数;
2.初始态:coef(D+1)=1,其他系数coef()=0;
3.正常态:coef为FDIQ est估计出的系数。
FDIQ的校准可以选择利用存储I单元120进行存储,或者存储Q单元121进行存储,或者存储I单元120、存储Q单元121都进行存储,下述流程以存储I单元120进行存储来进行FDIQ的校准流程描述:
1)按照信号选择图7中开关配置表的“FDIQ校准A”配置链路开关;
2)数据源启动发数,在存储I单元120节点启动存数;
3)按照信号选择图7中开关配置表的“FDIQ校准B”配置链路开关;
4)数据源启动发数;
5)启动FDIQ估计模块114,进行FDIQ补偿参数的估计;
6)如果采用LS算法:直接把估计的参数coef写入发射机FDIQ补偿模块101;
7)如果采用LMS算法:需要把参数coef实时写入FDIQ补偿模块A113,待估计结束后,再把最终的coef系数写入发射机FDIQ补偿模块101;
8)清除FDIQ补偿模块A113的系数。
结合图7和图8所示,FIIQ的校准流程如下:
1)按照FDIQ的校准流程得到FDIQ的系数coef,并写入发射机FDIQ补偿模块101;
2)接收机FDIQ补偿模块135、接收机FIIQ补偿模块122中补偿接收机的非理想特性参数;
3)启动tx_I和tx_Q的数据发送;
4)启动FIIQ估计模块115,FIIQ估计模块115采用迭代算法,每次计算完成后,将FIIQ补偿参数更新至发射机FIIQ补偿模块100,更新完成后再启动下次迭代;
图9和图10是发射机校准前和采用本实施例校准后的性能对比图。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然,根据本说明书的内容,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (7)
1.一种校正WiFi发射机IQ不平衡的方法,
其特征在于:
至少包括FDIQ校准步骤和/或FIIQ校准步骤;
所述FDIQ校准步骤包括,
步骤S1-1,FDIQ估计模块(114)接收发射机IQ两路产生的FDIQ失真信号;FDIQ估计模块(114)根据FDIQ失真信号估计FDIQ估计模块(114)的FDIQ补偿参数,并将FDIQ补偿参数更新到发射机FDIQ补偿模块(101);
步骤S1-2,发射机FDIQ补偿模块(101)根据FDIQ补偿参数对发射机IQ两路进行补偿;
所述FIIQ校准步骤包括,
步骤S2-1,启动所述FDIQ校准,更新发射机FDIQ补偿模块(101)的FDIQ补偿参数;
步骤S2-2,FIIQ估计模块(115)接收发射机IQ两路产生的FIIQ失真信号;FIIQ估计模块(115)根据FIIQ失真信号估计FIIQ估计模块(115)的FIIQ补偿参数,并将FIIQ补偿参数更新到所述FIIQ补偿模块(100);
步骤S2-3,发射机FIIQ补偿模块(100)根据FIIQ补偿参数对发射机IQ两路信息进行补偿。
2.根据权利要求1所述的一种校正WiFi发射机IQ不平衡的方法,其特征在于:所述步骤S1-2中,发射机的I路信号xi和Q路信号xq经发射机FDIQ补偿模块(101)补偿后得到xi1和xq1,
其中,xq采用N抽头的非对称滤波器进行滤波,得到coef为FDIQ补偿参数,
xq1相对于xq的延迟为D个时钟,D=(N-1)/2;
xi通过延迟模块延迟D个时钟得到xi1。
3.根据权利要求2所述的一种校正WiFi发射机IQ不平衡的方法,其特征在于:所述步骤S1-1中,FDIQ估计模块(114)根据FDIQ失真信号采用LS方法估计FDIQ补偿参数,包括如下步骤;
FDIQ失真信号为xi3、xq3;
将xi3作为目标信号,xq3作为FDIQ失真的信号,
构造相关矩阵Rx和自相关矩阵Ry,
Ry=coef*Rx
利用高斯消元法或者Cholesky法求得FDIQ补偿参数coef,将coef写入到发射机FDIQ补偿模块(101);
然后,重复上述步骤直到coef收敛,将收敛后的coef更新到发射机FDIQ补偿模块(101)。
4.根据权利要求2所述的一种校正WiFi发射机IQ不平衡的方法,其特征在于:所述步骤S1-1中,FDIQ估计模块(114)根据FDIQ失真信号采用LMS方法估计FDIQ补偿参数coef,包括如下步骤;
xi1、xq1经接收机FDIQ补偿模块(135)补偿后得到xi2、xq2,
xi2、xq2经FDIQ补偿模块A(113)补偿后得到xi3、xq3,
FDIQ失真信号为xi3、xq3;
将xi3作为目标信号,xq3作为FDIQ失真的信号;
首先计算误差信号err,
err=xi3--xq3
利用下式进行系数的收敛迭代,
coef(m+1)=coef(m)+u*err*xq2
coef(m)表示第m个时刻的FDIQ补偿参数,coef(m+1)表示第m+1个时刻的FDIQ补偿参数,u是coef更新的步进参数,
FDIQ补偿参数coef按照样点进行迭代更新,每样点迭代出来的coef更新到FDIQ补偿模块A(113),迭代更新结束后,将最终迭代后的coef更新到发射机FDIQ补偿模块(101)。
5.根据权利要求1所述的一种校正WiFi发射机IQ不平衡的方法,其特征在于:所述步骤S2-3中,发射机的I路信号tx_I和Q路信号tx_Q经发射机FIIQ补偿模块(100)补偿后得到xi和xq,
xi=tx_I+tx_Q*d0*d1,
xq=tx_Q*d0+tx_I*d1,
d0、d1为FIIQ补偿参数。
6.根据权利要求5所述的一种校正WiFi发射机IQ不平衡的方法,其特征在于:所述步骤S2-2中,FIIQ估计模块(115)根据FIIQ失真信号估计FIIQ补偿参数,包括如下步骤;
FIIQ失真信号为xi4、xq4;
发射机I路的平均功率和Q路的平均功率相同,
FIIQ建模为,
yi=(I*cosθ+Q*sinθ)
yq=(1-α)(I*sinθ+Q*cosθ)
其中I、Q为基带IQ数据,α为增益不平衡参数和θ为相位不平衡参数;
yi=xi4
yq=xq4
估计α时,设θ=0,此时利用统计特性可以得到,
sμm(yi2-yq2)≈2αQ2
估计θ时,设α=0,此时利用统计特性可以得到,
mean(yi*yq)≈mean((I2+Q2)tanθ)
由于sum(yi2-yq2)和mean(yi*yq)分别正比于α和tanθ,因此将sum(yi2-yq2)和mean(yi*yq)的符号用作参数收敛的误差信号err;
得到如下的estimate公式,
α(n+1)=α(n)+u1*sign(sum(yi2-yq2))
tanθ(n+1)=tanθ(n)+u2*sign(mean(yi*yq))
其中,u1为α的迭代步进参数,u2为tanθ的迭代步进参数,n表示当前时刻,n+1表示下一个时刻;
α(n)表示第n时刻α的值,α(n+1)表示第n+1时刻α的值,tanθ(n+1)表示第n+1时刻tanθ的值,tanθ(n)表示第n时刻tanθ的值;
利用该公式得到FIIQ补偿参数d0、d1,
d0=1+α
d1=-tanθ
最后,将d0、d1更新到发射机FIIQ补偿模块(100)。
7.一种校正WiFi发射机IQ不平衡的设备,
其特征在于:
发射机FIIQ补偿模块(100)输入端通过开关连接业务数据和数据源,发射机FIIQ补偿模块(100)输出端连接发射机FDIQ补偿模块(101)输入端;
发射机FDIQ补偿模块(101)输出端连接发射机模拟单元输入端;
发射机模拟单元中的模拟低通滤波器输出端通过开关连接至接收机模拟单元中的模拟低通滤波器输入端,发射机模拟单元中的正交调制器输出端通过开关连接至接收机模拟单元中的正交调制器输入端;
接收机模拟单元输出端连接有存储单元;
接收机FDIQ补偿模块(135)输入端通过开关连接接收机模拟单元输出端和存储单元,接收机FDIQ补偿模块(135)输出端连接FDIQ补偿模块A(113)输入端;
FDIQ补偿模块A(113)输出端分别连接接收机FIIQ补偿模块(122)输入端和FDIQ估计模块(114)输入端;FDIQ估计模块(114)输出端连接发射机FDIQ补偿模块(101)输入端和FDIQ补偿模块A(113)输入端;
接收机FIIQ补偿模块(122)输出端连接FIIQ估计模块(115)输入端,FIIQ估计模块(115)输出端连接发射机FIIQ补偿模块(100)输入端。
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