专利名称：发射端i/q调制不平衡自校正方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及信号处理和通信领域，尤其涉及使用信号处理技术在QAM系统的发射端对同相I和正交Q调制的信号不平衡特性进行的自动校正的方法及装置。
背景技术：
数字通信技术已被广泛应用到无线通信领域，无线通信系统及其相关联的标准也正在不断使用更加复杂的调制技术，如QAM调制等来增加通信信道的容量，这些复杂的调制技术中，发射端的同相I和正交相Q信号经过模拟调制后会引入误差，使相位不能保证相差90度，增益不一致，同时会有直流偏置存在，这些误差的引入会降低通信链路性能。
发明内容
本发明是为避免上述现有技术所存在的不足，提供一种发射端I/Q调制不平衡自校正方法及装置，通过自动检测引入误差并自适应的进行校正，提高通信链路的性能。本发明通过以下技术方案实现。本发明发射端I/Q调制不平衡自校正方法的特点是所述自校正方法是对发射端已调制信号的同相分量和正交分量之间的不平衡进行校正，用于校正的信号包括五类信号，所述五类信号分别是1路信号直流偏置Cp Q路信号直流偏置CQ、Q路信号相对I路信号的相位误差θ的sin(e)值，cos( θ )值、Q路信号相对I路信号的幅度误差G ；所述I 路信号是发射端已调信号的同相分量，所述Q路信号是发射端已调信号的正交分量；所述自校正方法按如下过程进行a、用所述五类信号对I路信号和Q路信号的校正前的基带信号进行预校正，得到 I路信号的校正输出信号Ie和Q路信号的校正输出信号％ ；b、对I路信号的校正输出信号I。和Q路信号的校正输出信号％进行数模转换，得到I路信号的模拟信号Γ。(t)和Q路信号的模拟信号Q' c(t)；C、对所述I路信号的模拟信号Γ。(t)和Q路信号的模拟信号Q'。(t)进行模拟正交调制，得到I路模拟正交调制信号Itx (t)和Q路模拟正交调制信号Qtx (t)；d、对所述I路模拟正交调制信号Itx⑴和Q路模拟正交调制信号Qtx⑴的合路信号进行包络检波，产生包络信号A (t)；e、对所述包络信号A(t)进行模数转换，产生数字包络信号A(η)；f、对所述数字包络信号A (η)进行平方运算，取其数学期望σ〗与I路信号和Q路信号的校正前的基带信号的幅度期望值平方和^ 进行相减，形成误差信号error error = σ2Α- G21 - O1qg、调整所述五类信号，使所述误差信号error的值逼近0 ；h、循环执行b到g的过程，直至I路信号的校正输出信号Ie和Q路信号的校正输出信号％满足技术指标设定的误差要求，从而完成发射端I/Q调制不平衡自校正。本发明发射端I/Q调制不平衡自校正方法的特点也在于
所述步骤a中预校正方法是设I路信号的校正输出信号I。和Q路信号的校正输出信号％分别为U=W2⑴设定所述五类信号的初始值分别是(^ = 0,(^ = 0^^1(9) = O,cos(0) =1、G =1 ；将步骤g中调整后的五类信号代入式(1)中，得到I路信号的校正输出信号、和9路信号的校正输出信号％。所述步骤g中调整所述五类信号使所述误差信号error的值逼近0的方法是粗调直流偏置首先设置初始的I路信号和Q路信号是幅度值为全零的训练序列， 即Οι = 0，σΘ = 0，则有error = σ2Α(2)根据符号LMS算法，利用随机梯度来求解I路直流偏置C1和Q路直流偏置C2,所述直流偏置是经过数模转换后的已调信号中存在的直流电压，校正直流偏置的迭代公式为C1 (n+1) = C1 (η) + μ · sign[Ic] · error(3)C2 (n+1) = C2 (n) + μ · sign[Qc] · error式⑶中μ为符号LMS算法的步长因子，令μ = 2_k，其中K的取值范围为0 < 2_k < 2/ λ max，所述λ _为I路信号和Q路信号中的任何一路信号校正前的信号的自相关矩阵的最大特征值，令Afflax= 1，则K的取值为8，sign[Ic], sign[Qc]分别是1。和％信号的符号函数，当error < 10_4时，完成粗调直流偏置，进行初步计算幅度误差值；初步计算幅度误差值在粗调直流偏置后，以I路信号和Q路信号的校正前的信号为基带信号，初步计算幅度误差值，幅度误差值表达式为 细调幅度和相位误差及直流偏置当初步计算出直流偏置和幅度误差值后，根据
误差函数表达式 error = σ2Α- af - σ2 按式( 分别调整幅度误差、相位误差及直流偏置G' (n+1) =G' (η)+ μ ‘ ‘ errorθ (n+1) = θ (η) + μ ‘ · error · sign[ y ]C1 (n+1) = C1(Ii)+ μ ' · sign [ μ J · error (5)C2 (n+1) = C2 (n) + μ ' · sign [ μ Q] · error式(5)中G' =6_1，通过计算出的0值得出5^11(0)、(^(0)的值，11'为0到 μ之间的任意值，取作μ ‘ = μ · 2_4。所述步骤h按如下方法进行将所述步骤g中已调整的五类信号带入到式(6)中，从而得到I路信号的校正输出信号Ie和Q路信号的校正输出信号％，
权利要求
1.发射端I/Q调制不平衡自校正方法，其特征是所述自校正方法是对发射端已调制信号的同相分量和正交分量之间的不平衡进行校正，用于校正的信号包括五类信号，所述五类信号分别是1路信号直流偏置CpQ路信号直流偏置Cq、Q路信号相对I路信号的相位误差θ的sin( θ)值，cos( θ)值、Q路信号相对I路信号的幅度误差G ；所述I路信号是发射端已调信号的同相分量，所述Q路信号是发射端已调信号的正交分量；所述自校正方法按如下过程进行a、用所述五类信号对I路信号和Q路信号的校正前的基带信号进行预校正，得到I路信号的校正输出信号Ie和Q路信号的校正输出信号Qc ；b、对I路信号的校正输出信号I。和Q路信号的校正输出信号％进行数模转换，得到I 路信号的模拟信号Γ。(t)和Q路信号的模拟信号Q' c(t)；c、对所述I路信号的模拟信号Γ。(t)和Q路信号的模拟信号Q'。(t)进行模拟正交调制，得到I路模拟正交调制信号Ltx (t)和Q路模拟正交调制信号Qtx (t)；d、对所述I路模拟正交调制信号ITX(t)和Q路模拟正交调制信号QTX(t)的合路信号进行包络检波，产生包络信号A (t)；e、对所述包络信号A(t)进行模数转换，产生数字包络信号A(η)；f、对所述数字包络信号A(η)进行平方运算，取其数学期望σ〗与I路信号和Q路信号的校正前的基带信号的幅度期望值平方和^ 进行相减，形成误差信号error
2.根据权利要求1所述的发射端I/Q调制不平衡自校正方法，其特征是所述步骤a中预校正方法是设I路信号的校正输出信号Ie和Q路信号的校正输出信号Qc分别为
3.根据权利要求1所述的发射端I/Q调制不平衡自校正方法，其特征是所述步骤g中调整所述五类信号使所述误差信号error的值逼近O的方法是粗调直流偏置首先设置初始的I路信号和Q路信号是幅度值为全零的训练序列，即 Qi = O, oq = 0,则有-.error = σ2Α(2)根据符号LMS算法，利用随机梯度来求解I路直流偏置C1和Q路直流偏置C2,所述直流偏置是经过数模转换后的已调信号中存在的直流电压，校正直流偏置的迭代公式为
4.根据权利要求1所述的发射端I/Q调制不平衡自校正方法，其特征是所述步骤h按如下方法进行将所述步骤g中已调整的五类信号带入到式(6)中，从而得到I路信号的校正输出信号Ie和Q路信号的校正输出信号％， /c = COS(^)J-sin(^)0-C1 Qc=G1Q-C2(6)。
5.一种用于实现权利要求1所述发射端I/Q调制不平衡自校正方法的装置，其特征是包括I/Q不匹配校正装置，用于对I路信号和Q路信号的基带信号进行校正； DAC数模转换装置，用于将校正后的I路信号和Q路信号进行数模转换，得到I路信号和Q路信号的模拟信号；模拟正交调制装置，用于将所述I路信号和Q路信号的模拟信号进行正交调制，以正交调制的I路信号和Q路信号作为发射信号；包络检波装置，用于将正交调制的I路信号和Q路信号进行包络检波； ADC模数转换装置，用于将模拟信号的包络检波信号进行模数转换，得到数字包络检波信号；包络同步缓存装置，用于缓存数字包络检波信号，使数字包络检波信号与I路信号和Q 路信号的校正前的基带信号同步；峰均值平方装置，用于将数字包络检波信号的峰均值进行平方运算，得到数字包络检波信号的峰均值平方值；I/Q信号同步缓存装置，用于缓存I路信号和Q路信号的校正前的基带信号，使I路信号和Q路信号的校正前的基带信号与数字包络检波信号同步；I/Q峰均值平方和装置，用于将I路信号的校正前的基带信号与Q路信号的校正前的基带信号的峰均值平方后求和，得到两路信号峰均值平方和；误差产生装置，用于进行由所述数字包络检波信号的峰均值平方值减去所述两路信号峰均值平方和的减法运算；I/Q自适应装置，用于自适应地调节I路信号和Q路信号的不匹配的参数，所述参数所述五类信号。
全文摘要
本发明公开了一种发射端I/Q调制不平衡自校正方法及装置，本发明通过自动检测发射信号的包络信号值，自适应的估计出发射端I/Q的直流偏置、相位误差和Q路信号相对I路信号的幅度误差，并针对发射端I/Q的直流偏置、相位误差和Q路信号相对I路信号的幅度误差进行调整，利用调整后的发射端I/Q的直流偏置、相位误差和Q路信号相对I路信号的幅度误差对发射端I路信号和Q路信号进行校正，直至I路信号的校正输出信号和Q路信号的校正输出信号满足技术指标设定的误差要求，从而完成发射端I/Q调制不平衡自校正。
文档编号H04L27/26GK102437983SQ201110332150
公开日2012年5月2日 申请日期2011年10月27日 优先权日2011年10月27日
发明者吴端, 彭静, 袁振英, 赵科, 陈士兵, 陶洪 申请人:安徽省菲特科技股份有限公司