CN117319149A

CN117319149A - 本振泄露校正方法、电子设备及存储介质

Info

Publication number: CN117319149A
Application number: CN202311609588.6A
Authority: CN
Inventors: 吴俊�
Original assignee: Gaoche Technology Shanghai Co ltd
Current assignee: Gaoche Technology Shanghai Co ltd
Priority date: 2023-11-29
Filing date: 2023-11-29
Publication date: 2023-12-29

Abstract

本发明实施例涉及无线通信领域，公开了一种本振泄露校正方法、电子设备及存储介质。其中，方法包括：基于发射机本振泄露模型，得到射频接收机作为反馈观测通道观测到的复基带信号模型；分别构造多组发射信号，基于复基带信号模型，得到与多组发射信号对应的反馈观测通道中输出的多组复基带信号；计算得到多组复基带信号对应的多组直流分量功率；根据多组发射信号、多组复基带信号以及直流分量功率构建关系矩阵，求解得到I路直流分量与Q路直流分量作为校正补偿值，对本振泄露进行校正。本发明实施例通过采用一种简单校准算法快速将本振泄露校正到比较理想的水平，有效提高了发射机性能。

Description

本振泄露校正方法、电子设备及存储介质

技术领域

本申请实施例涉及无线通信领域，特别涉及一种本振泄露校正方法、电子设备及存储介质。

背景技术

无线射频发射机中由于模拟基带中的直流偏移以及射频本振泄露导致发射机输出端在本振频率有很高的能量，导致发射机输出的射频信号质量变差。为了消除本振泄露，有很多办法被提出，其中包括在正常业务场景下，使用射频接收机作为反馈观测通道收取复基带信号，之后和发射信号进行互相关等复杂运算求得预失真校正值。然而这些方法需要对发射和观测信号做时延对齐以及增益对齐等复杂运算，导致整体计算量较大。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种本振泄露校正方法、电子设备及存储介质，能够采用一种简单校准算法快速将本振泄露校正到比较理想的水平，且校准算法简单快速，在较低硬件成本下，能够达到较好的校正性能。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种本振泄露校正方法、电子设备及存储介质，包括：基于发射机本振泄露模型，得到射频接收机作为反馈观测通道观测到的复基带信号模型；

其中，所述复基带信号模型用于表征I路直流分量、Q路直流分量与所述反馈观测通道中输出的复基带信号的运算关系；

分别构造多组发射信号，基于所述复基带信号模型，得到与所述多组发射信号对应的所述反馈观测通道中输出的多组复基带信号；

计算得到所述多组复基带信号对应的多组直流分量功率；

根据所述多组发射信号、所述多组复基带信号以及多组直流分量功率构建关系矩阵，求解得到I路直流分量与Q路直流分量作为校正补偿值，对本振泄露进行校正。

本发明的实施方式还提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如上所述的本振泄露校正方法。

本发明的实施方式还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的本振泄露校正方法。

本发明实施方式相对于现有技术而言，通过发射机本振泄露模型，得到射频接收机作为反馈观测通道观测到的复基带信号模型，分别构造多组发射信号，基于所述复基带信号模型，得到与所述多组发射信号对应的所述反馈观测通道中输出的多组复基带信号；计算得到所述多组复基带信号对应的多组直流分量功率；根据多组发射信号、多组复基带信号以及多组直流分量功率构建关系矩阵，求解得到I路直流分量与Q路直流分量作为校正补偿值，对本振泄露进行校正。即本方案只需求取反馈回路接收信号的直流功率利用几步简单的代数运算以及快速的小范围扫描即可简单快速的实现很好的校准性能，无需发射宽带信号，无需时延对齐、增益对齐等复杂的相关运算，校准算法简单快速，且在较低硬件成本下，也能够达到较好的校正性能。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定。

图1是根据本发明第一实施方式的本振泄露校正方法具体流程图；

图2是根据本发明第二实施方式的发射信号、复基带信号与直流分量功率的对应关系图；

图3 是根据本发明第三实施方式的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种本振泄露校正方法。本实施方式的核心在于通过发射机本振泄露模型，得到射频接收机作为反馈观测通道观测到的复基带信号模型；分别构造多组发射信号，基于所述复基带信号模型，得到与多组发射信号对应的反馈观测通道中输出的多组复基带信号；计算得到多组复基带信号对应的多组直流分量功率；根据多组发射信号、多组复基带信号以及多组直流分量功率构建关系矩阵，求解得到I路直流分量与Q路直流分量作为校正补偿值，对本振泄露进行校正。即本方案只需求取反馈回路接收信号的直流功率利用几步简单的代数运算以及快速的小范围扫描即可简单快速的实现很好的校准性能。下面对本实施方式的本振泄露校正方法的实现细节进行具体的说明，以下内容仅为方便理解提供的实现细节，并非实施本方案的必须。

本实施方式中的本振泄露校正方法如图1所示，具体包括如下步骤：

步骤101：基于发射机本振泄露模型，得到射频接收机作为反馈观测通道观测到的复基带信号模型；

当发射机的基带直流偏移为和/>时，发射机发射的射频信号为：

此信号频率处在本振处，即为本振泄露。

接收机接收射频信号并进行下变频解调和低通滤波分别得到I路信号和Q路信号/>，具体过程如下：

则反馈观测通道观测到的复基带信号为：

；

其中为环路增益，/>为接收机和发射机本振之间的相位差。

其中，复基带信号模型用于表征I路直流分量、Q路直流分量与反馈观测通道中输出的复基带信号的运算关系。

其中，本振泄露是指射频（Radio Frequency，RF）系统中，由于某些原因导致本振信号从其预期的路径或组件中逸出或泄漏出来的现象。本振在射频系统中被用作参考信号，用于产生所需的频率和相位关系。然而，当本振信号发生泄漏时，会对系统性能和可靠性造成负面影响。射频发射机通过调制、上变频、功率放大和滤波来完成基带信号（I路基带信号和Q路基带信号）到射频信号的转换。射频接收机接收发射机输出的频射信号并转化为基带信号输出。

具体地，在射频发射机发射信号给射频接收机接收的过程中由于无线射频发射机中模拟基带中的直流偏移等原因造成本振泄露，导致发射机输出的射频信号质量变差进而影响射频接收机输出的基带信号。基于发射机本振泄露模型与射频接收机在相应本振泄露模型下输出的复基带信号，可以得到射频接收机作为反馈观测通道观测到的复基带信号模型。该复基带信号模型可以反映出发射机基带信号的I路直流分量、Q路直流分量与反馈观测通道中输出的（也即射频接收机输出的）复基带信号的关系。

步骤102：分别构造多组发射信号，基于复基带信号模型，得到与多组发射信号对应的反馈观测通道中输出的多组复基带信号。

具体地，由于复基带信号模型可以反映出发射机基带信号的I路直流分量、Q路直流分量与反馈观测通道中输出的复基带信号的关系，基于此，分别将构造的多组不同的发射信号作为输入，利用复基带信号模型进行处理，以复基带信号作为输出，可以得到与多组发射信号对应的反馈观测通道中输出的多组复基带信号。

步骤103：计算得到多组复基带信号对应的多组直流分量功率；

其中，信号的直流分量就是信号的平均值，它是一个与时间无关的常数。

具体地，直流分量功率本身是复基带信号通过计算可获得一种参量，复基带信号通过先求平均计算直流分量的幅值，再求模的平方即可得到直流分量功率。

步骤104：根据多组发射信号、多组复基带信号以及多组直流分量功率构建关系矩阵，求解得到I路直流分量与Q路直流分量作为校正补偿值，对本振泄露进行校正。

具体地，由于无线射频发射机中模拟基带中的直流偏移等原因造成本振泄露，因此，如果能够求得I路直流分量与Q路直流分量，就可以以I路直流分量与Q路直流分量作为校正补偿值，进而获取到最优校正值，对本振泄露进行校正。可以根据多组发射信号、多组复基带信号以及多组直流分量功率构建关系矩阵，求解得到I路直流分量与Q路直流分量。

与现有技术相比，本发明实施方式通过发射机本振泄露模型，得到射频接收机作为反馈观测通道观测到的复基带信号模型，分别构造多组发射信号，基于所述复基带信号模型，得到与所述多组发射信号对应的所述反馈观测通道中输出的多组复基带信号；计算得到所述多组复基带信号对应的多组直流分量功率；根据多组发射信号、多组复基带信号以及多组直流分量功率构建关系矩阵，求解得到I路直流分量与Q路直流分量作为校正补偿值，对本振泄露进行校正。即本方案只需求取反馈回路接收信号的直流功率利用几步简单的代数运算以及快速的小范围扫描即可简单快速的实现很好的校准性能，无需发射宽带信号，无需时延对齐、增益对齐等复杂的相关运算，校准算法简单快速，且在较低硬件成本下，也能够达到较好的校正性能。

本发明的第二实施方式涉及一种本振泄露校正方法，第二实施方式是对第一实施方式的细化说明，具体内容如下。

在一个例子中，射频接收机作为反馈观测通道观测到的复基带信号模型具体可以为：；

其中，为反馈观测通道中输出的复基带信号，/>为I路直流分量，/>为Q路直流分量，/>为虚数单位，/>为环路的复增益。

其中，复增益指的是信号在传输过程中，由于经过了多条路径的传播，导致信号幅度相对于发送端的幅度增加的现象。环路的复增益描述的是信道自身的传输能力特性，与输入输出无关，会随时间或者频率变化。I路直流分量与Q路直流分量均为发射通道的直流分量。

在一个例子中，步骤102可以具体执行为：

分别构造包含一组发射信号为0的至少四组发射信号；基于复基带信号模型，分别获得四组发射信号相对应的四组反馈观测通道中输出的四组复基带信号。

具体地，想要求解得到I路直流分量与Q路直流分量需要至少四组发射信号以及对应的至少四组复基带信号用于构建等式关系。并且，至少四组发射信号中需包含一组为0的发射信号。相应地，在存在发射信号时，发射信号与I路直流分量、Q路直流分量叠加作为复基带信号模型的输入。因此，包含一组发射信号为0的至少四组发射信号作为复基带信号模型的输入，可以获得四组发射信号相对应的四组反馈观测通道中输出的四组复基带信号。

在另一个例子中，四组发射信号以及对应的四组复基带信号分别为：

发射信号为0，复基带信号为；发射信号为/>，复基带信号为/>；发射信号为/>，复基带信号为/>；发射信号为/>，复基带信号为/>。

其中，为自定义的已知预设值。

具体地，复基带信号模型具体为：，即在发射信号为0时，仅有I路直流分量/>与Q路直流分量/>作为复基带信号模型的输入，发射信号为0，对应复基带信号为/>；在发射信号为/>，则/>与I路直流分量/>与Q路直流分量/>的叠加之和作为复基带信号模型的输入，发射信号为/>，复基带信号为；同样的，对应发射信号为/>，复基带信号为/>；发射信号为/>，复基带信号为/>。

得到复基带信号，对复基带信号依次进行处理即可得到复基带信号对应的多组直流分量功率，在一个例子中，具体可以通过对每组复基带信号求平均值，计算直流分量的幅值，再对幅值求模的平方，得到多组复基带信号对应的多组直流分量功率。

具体地，复基带信号与直流分量功率/>之间的具体运算公式如下：，其中，/>为直流分量功率，/>为复基带信号，/>为求平均值函数；为求模函数。

相应地，得到复基带信号与直流分量功率/>之间的运算关系后，针对发射信号为0，复基带信号为/>，计算得到对应的直流分量功率/>；发射信号为/>，复基带信号为/>，计算得到对应的直流分量功率/>；发射信号为/>，复基带信号为/>，计算得到对应的直流分量功率/>；发射信号为/>，复基带信号为/>，计算得到对应的直流分量功率/>。基于此，可以得到四组发射信号，四组复基带信号以及四组直流分量功率的对应关系如图2。

在一个例子中，根据多组发射信号、多组复基带信号以及多组直流分量功率构建关系矩阵，求解得到I路直流分量与Q路直流分量的求解过程可以为：

根据所述直流分量功率、/>、/>、/>得到运算关系如下：

建立关系矩阵：

表示为：;

其中，，/>，/>

则，；

可以求解得到：

；

。

在另一个例子中，求解得到I路直流分量与Q路直流分量作为校正补偿值，对本振泄露进行校正的具体执行过程为：

求解得到和/>作为校正补偿值后，在数字基带中的I路和Q路的信号路径上分别减去/>和/>完成对I路信号和Q路信号的校正。

具体地，求解得到和/>后，只需要在数字基带部分I路和Q路的信号路径上分别减去/>和/>即可实现初步较为精确的校准。之后以初步得到的校准补偿值/>和/>为起点，采用二分法扫描，在以此初值为中心上下一个自定义范围内，以数字域最小精度为步进进行扫描。在此范围内得到一个使得反馈通道接收数据的直流分量最小时对应的值，以此值作为新的/>和/>，并作为下一次扫描的初值，重复上述扫描步骤，逐步得到最优校正值，实现对本振泄露的校正。

与现有技术相比，本发明实施方式通过具体的发射信号，复基带信号以及直流分量功率之间的对应关系构建矩阵，从而求解得到I路直流分量与Q路直流分量，将I路直流分量与Q路直流分量作为校正补偿值实现对本振泄露的校正。无需发射宽带信号，无需时延对齐、增益对齐等复杂的相关运算，相比较传统的二分法扫描也大大提升了校正速度，在极短的时间内达到最优的校准性能。

本发明第三实施方式涉及一种电子设备，如图3所示，包括至少一个处理器202；以及，与至少一个处理器202通信连接的存储器；其中，存储器201存储有可被至少一个处理器202执行的指令，指令被至少一个处理器202执行，以使至少一个处理器202能够执行上述任一本振泄露校正方法实施例。

其中，存储器201和处理器202采用总线方式连接，总线可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线将一个或多个处理器202和存储器201的各种电路连接在一起。总线还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路连接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口在总线和收发机之间提供接口。收发机可以是一个元件，也可以是多个元件，比如多个接收器和发送器，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。经处理器202处理的数据通过天线在无线介质上进行传输，进一步，天线还接收数据并将数据传送给处理器202。

处理器202负责管理总线和通常的处理，还可以提供各种功能，包括定时，外围接口，电压调节、电源管理以及其他控制功能。而存储器201可以被用于存储处理器202在执行操作时所使用的数据。

本发明第四实施方式涉及一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序。计算机程序被处理器执行时实现上述任一本振泄露校正方法实施例。

即，本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备（可以是单片机，芯片等）或处理器（processor）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-OnlyMemory）、随机存取存储器（RAM，RandomAccessMemory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims

1.一种本振泄露校正方法，其特征在于，包括：

基于发射机本振泄露模型，得到射频接收机作为反馈观测通道观测到的复基带信号模型；

计算得到所述多组复基带信号对应的多组直流分量功率；

2.根据权利要求1所述的本振泄露校正方法，其特征在于，所述射频接收机作为反馈观测通道观测到的复基带信号模型具体为：；

其中，为所述反馈观测通道中输出的复基带信号，/>为所述I路直流分量，/>为所述Q路直流分量，/>为虚数单位，/>为环路的复增益。

3.根据权利要求2所述的本振泄露校正方法，其特征在于，所述分别构造多组发射信号，基于所述复基带信号模型，得到与所述多组发射信号对应的所述反馈观测通道中输出的多组复基带信号，包括：

分别构造包含一组发射信号为0的至少四组发射信号；

基于所述复基带信号模型，分别获得所述四组发射信号相对应的四组反馈观测通道中输出的四组复基带信号。

4.根据权利要求3所述的本振泄露校正方法，其特征在于，所述四组发射信号以及对应的所述四组复基带信号分别为：

所述发射信号为0，所述复基带信号为；

所述发射信号为，所述复基带信号为/>；

其中，为预设值。

5.根据权利要求4所述的本振泄露校正方法，其特征在于，对所述多组复基带信号进行运算得到与所述多组复基带信号对应的多组直流分量功率，包括：

对每组所述复基带信号求平均值，计算直流分量的幅值，再对所述幅值求模的平方，得到所述多组复基带信号对应的多组直流分量功率。

6.根据权利要求5所述的本振泄露校正方法，其特征在于，

所述复基带信号为，所述直流分量功率/>；

所述复基带信号为，所述直流分量功率；

所述复基带信号为，所述直流分量功率/>；

所述复基带信号为，所述直流分量功率/>。

7.根据权利要求6所述的本振泄露校正方法，其特征在于，所述根据所述多组发射信号、所述多组复基带信号以及多组直流分量功率构建关系矩阵，求解得到I路直流分量与Q路直流分量，包括：

根据所述直流分量功率、/>、/>、/>得到运算关系如下：

建立关系矩阵：

求解得到：

，

。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述求解得到I路直流分量与Q路直流分量作为校正补偿值，对本振泄露进行校正，包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1-8中任一项所述的本振泄露校正方法。

10.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-8中任一项所述的本振泄露校正方法。