一种用于终端发射通路的信号失真参数的估计方法及系统与流程

文档序号:17125717发布日期:2019-03-16 00:24
一种用于终端发射通路的信号失真参数的估计方法及系统与流程

本发明涉及移动通信技术领域,尤指一种用于终端发射通路的信号失真参数的估计方法及系统。



背景技术:

无线通信系统的射频收发机通常在发射通道以及接收通道都分别具有IQ两路信号:同相信号(I路,In-phase)和正交信号(Q路,Quadrature)。由于制造成本、工艺及功耗等原因,射频收发机中的本地振荡器无法做到IQ两条信号的幅度相等、以及相位差是精确的90度(即完全正交),因此,在发射通道以及接收通道会发生IQ失配现象。

本文主要针对终端的发射端,除了IQ失配,射频通路中还可能产生直流偏移等信号失真,IQ失配包括相位失配和幅度增益失配,直流偏移包括I路直流偏移和Q路直流偏移。这两种信号失真影响发射信号的质量,所以需要在基带进行预失真来消除其影响。

要进行预失真,需要先估计出IQ失配参数和直流偏移参数的具体数值。常用的IQ失配参数的估计方法为:对发射机的相位失配参数进行估计时,固定发射机的幅度失配参数,逐次扫描相位失配参数,每次扫描都会在发射端对应产生一个基带信号,找出相位参数扫描过程中基带信号能量最小时对应的相位失配参数;将估计出的相位失配参数固定,再逐次扫描幅度失配参数,每次扫描都会在发射端对应产生一个基带信号,找出幅度参数扫描过程中基带信号能量最小时对应的幅度失配参数。这种方法测试工作量大、花费时间长,如果估计的精度要求高,花费的时间更长。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种用于终端发射通路的信号失真参数的估计方法及系统,可以降低测试工作量,减少信号失真参数的估计时间。

本发明提供的技术方案如下:

一种用于终端发射通路的信号失真参数的估计方法,包括:对发射通路进行IQ失配参数估计,得到IQ失配参数;根据所述IQ失配参数得到信号失真参数;

其中,所述IQ失配参数估计为:

至少选取三种不同的相位偏差值,分别将每种相位偏差值作为一种预设IQ失配参数,进行IQ失配测试,得到对应的第一功率测量值;所述IQ失配测试为:在终端的发射端,按预设IQ失配参数对初始基带信号进行预IQ失真,经过发射通路,再经过平方电路后环回到所述终端的接收端,在所述接收端对基带信号的两倍频率分量进行功率测试,得到与所述预设IQ失配参数对应的第一功率测量值;根据所有的所述相位偏差值和其对应的第一功率测量值,得到相位偏差估计值和增益偏差估计值;所述相位偏差估计值和所述增益偏差估计值构成IQ失配参数。

在上述技术方案中,通过最少3次测量得到信号失真参数,降低了测试工作量,减少了信号失真参数的估计时间。

进一步优选的,所述根据所有的所述相位偏差值和其对应的第一功率测量值,得到相位偏差估计值和增益偏差估计值具体包括:根据所有的所述相位偏差值和其对应的第一功率测量值,得到相位偏差估计值和两个增益偏差候选值;将所述相位偏差估计值和两个所述增益偏差候选值分别组合,并分别将每种组合作为另一种预设IQ失配参数,进行IQ失配测试,得到对应的第一功率测量值;从与所有所述组合对应的第一功率测量值中,选取功率值小的对应的所述组合的增益偏差候选值作为增益偏差估计值。

在上述技术方案中,通过进一步2次测量提高了增益偏差估计值的准确度,从而提高信号失真参数的估计准确度。

进一步优选的,所述的根据所述IQ失配参数得到信号失真参数,还包括:根据所述IQ失配参数,对初始基带信号进行预IQ失真,得到IQ校正后的基带信号;对IQ校正后的发射通路进行直流偏移参数估计,得到直流偏移参数;根据所述IQ失配参数和所述直流偏移参数得到信号失真参数;

其中,所述直流偏移参数估计为:

至少选取三种不同的I路直流偏移值,分别将每种I路直流偏移值作为一种预设的直流偏移参数,在I分路进行直流偏移测试,得到与其对应的第二功率测量值;所述直流偏移测试为:在终端的发射端,在I分路或Q分路按预设的直流偏移参数对所述IQ校正后的基带信号进行预直流偏移处理,经过发射通路,再经过平方电路后回环到所述终端的接收端,在所述接收端对基带信号的频率分量进行功率测试,得到与其对应的第二功率测量值;根据所有的所述I路直流偏移值和其对应的第二功率测量值,得到I路估计中间值;至少选取三种不同的Q路直流偏移值,分别将每种Q路直流偏移值作为另一种预设的直流偏移参数,在Q分路进行直流偏移测试,得到与其对应的第二功率测量值;根据I路估计中间值、所有的所述Q路直流偏移值和其对应的第二功率测量值,得到Q路估计中间值;根据所述I路估计中间值和所述Q路估计中间值,得到I路估计值和Q路估计值;所述I路估计值和所述Q路估计值构成直流偏移参数。

在上述技术方案中,针对信号失真既有IQ失配又有直流偏移的情况,提供了一种IQ失配参数和直流偏移参数的估计方法,该方法相对传统方法降低了测试工作量,提升了估计效率。

进一步优选的,所述的根据所述IQ失配参数和所述直流偏移参数得到信号失真参数,还包括:所述IQ失配参数作为第一轮IQ失配参数,所述直流偏移参数作为第一轮直流偏移参数,根据所述第一轮IQ失配参数和所述第一轮直流偏移参数对初始基带信号进行预IQ失真和预直流偏移,得到第一轮校正后的基带信号;将所述第一轮校正后的基带信号作为初始基带信号,对第一轮校正后的发射通路重新进行IQ失配参数估计,得到的IQ失配参数作为第二轮IQ失配参数;根据所述第一轮IQ失配参数、所述第一轮直流偏移参数和所述第二轮IQ失配参数,得到信号失真参数。

进一步优选的,所述的根据所述第一轮IQ失配参数、所述第一轮直流偏移参数和所述第二轮IQ失配参数,得到信号失真参数,还包括:根据第二轮IQ失配参数,对所述第一轮校正后的基带信号进行预IQ失真,得到第二轮IQ校正后的基带信号;将所述第二轮IQ校正后的基带信号作为IQ校正后的基带信号,对第二轮IQ校正后的发射通路进行直流偏移参数估计,得到第二轮直流偏移参数;根据所述第一轮IQ失配参数、所述第一轮直流偏移参数、所述第二轮IQ失配参数和所述第二轮直流偏移参数,得到信号失真参数。

在上述技术方案中,对IQ失配和直流偏移进行了一轮估计后,在第一轮校正后的基础上对IQ失配和直流偏移进行了第二轮估计,可以有效消除IQ失配和直流偏移的相互影响,提升信号失真参数的估计准确度。

进一步优选的,所述按预设IQ失配参数对初始基带信号进行预IQ失真包括:通过以下公式对初始基带信号进行预IQ失真;

I'=I+Q·tan(θ3)

其中,I'是预IQ失真后的基带信号的同相信号,Q'是预IQ失真后的基带信号的正交信号,I是初始基带信号的同相信号,Q是初始基带信号的正交信号,ε3是预设IQ失配参数的增益偏差估计值,θ3是预设IQ失配参数的相位偏差估计值。

本发明还提供一种用于终端发射通路的信号失真参数的估计系统,包括:IQ失配估计模块,用于对发射通路进行IQ失配参数估计,得到IQ失配参数;失真参数获取模块,用于根据所述IQ失配参数得到信号失真参数;

所述IQ失配估计模块包括:预IQ失真单元,用于对初始基带信号进行预IQ失真;IQ失配测试单元,用于至少选取三种不同的相位偏差值,分别将每种相位偏差值作为一种预设IQ失配参数,进行IQ失配测试,得到对应的第一功率测量值;所述IQ失配测试为:在终端的发射端,按预设IQ失配参数对初始基带信号进行预IQ失真,经过发射通路,再经过平方电路后环回到所述终端的接收端,在所述接收端对基带信号的两倍频率分量进行功率测试,得到与所述预设IQ失配参数对应的第一功率测量值;IQ失配参数估计单元,用于根据所有的所述相位偏差值和其对应的第一功率测量值,得到相位偏差估计值和增益偏差估计值;以及,所述相位偏差估计值和所述增益偏差估计值构成IQ失配参数。

在上述技术方案中,通过最少3次测量得到信号失真参数,降低了测试工作量,减少了信号失真参数的估计时间。

进一步优选的,所述预IQ失真单元,进一步用于根据所述IQ失配参数,对初始基带信号进行预IQ失真,得到IQ校正后的基带信号;直流偏移估计模块,用于对IQ校正后的发射通路进行直流偏移参数估计,得到直流偏移参数;所述失真参数获取模块,进一步用于根据所述IQ失配参数和所述直流偏移参数得到信号失真参数;

所述直流偏移估计模块包括:

预直流偏移单元,用于对IQ校正后的基带信号进行预直流偏移处理;直流偏移测试单元,用于至少选取三种不同的I路直流偏移值,分别将每种I路直流偏移值作为一种预设的直流偏移参数,在I分路进行直流偏移测试,得到与其对应的第二功率测量值;所述直流偏移测试为:在终端的发射端,在I分路或Q分路按预设的直流偏移参数对所述IQ校正后的基带信号进行预直流偏移处理,经过发射通路,再经过平方电路后回环到所述终端的接收端,在所述接收端对基带信号的频率分量进行功率测试,得到与其对应的第二功率测量值;直流偏移参数估计单元,用于根据所有的所述I路直流偏移值和其对应的第二功率测量值,得到I路估计中间值;所述直流偏移测试单元,进一步用于至少选取三种不同的Q路直流偏移值,分别将每种Q路直流偏移值作为另一种预设的直流偏移参数,在Q分路进行直流偏移测试,得到与其对应的第二功率测量值;所述直流偏移参数估计单元,进一步用于根据I路估计中间值、所有的所述Q路直流偏移值和其对应的第二功率测量值,得到Q路估计中间值;根据所述I路估计中间值和所述Q路估计中间值,得到I路估计值和Q路估计值;所述I路估计值和所述Q路估计值构成直流偏移参数。

在上述技术方案中,针对信号失真既有IQ失配又有直流偏移的情况,提供了一种IQ失配参数和直流偏移参数的估计方法,该方法相对传统方法降低了测试工作量,提升了估计效率。

进一步优选的,所述预IQ失真单元,进一步用于所述IQ失配参数作为第一轮IQ失配参数,根据所述第一轮IQ失配参数对初始基带信号进行预IQ失真,得到第一轮IQ校正后的基带信号;所述预直流偏移单元,进一步用于所述直流偏移参数作为第一轮直流偏移参数,根据所述第一轮直流偏移参数对所述第一轮IQ校正后的基带信号进行预直流偏移,得到第一轮校正后的基带信号;所述IQ失配估计模块,进一步用于将所述第一轮校正后的基带信号作为初始基带信号,对第一轮校正后的发射通路重新进行IQ失配参数估计,得到的IQ失配参数作为第二轮IQ失配参数;所述失真参数获取模块,进一步用于根据所述第一轮IQ失配参数、所述第一轮直流偏移参数和所述第二轮IQ失配参数,得到信号失真参数。

在上述技术方案中,对IQ失配和直流偏移进行了一轮估计后,在第一轮校正后的基础上对IQ失配和直流偏移进行了第二轮估计,可以有效消除IQ失配和直流偏移的相互影响,提升信号失真参数的估计准确度。

通过本发明提供的一种用于终端发射通路的信号失真参数的估计方法及系统,能够带来以下至少一种有益效果:

1、本发明可以降低测试工作量,减少信号失真参数的估计时间,提升估计效率。

2、本发明对IQ失配和直流偏移进行了两轮估计,提升了IQ失配参数和直流偏移参数的估计准确度。

附图说明

下面将以明确易懂的方式,结合附图说明优选实施方式,对一种用于终端发射通路的信号失真参数的估计方法及系统的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本发明的一种用于终端发射通路的信号失真参数的估计方法的一个实施例的流程图;

图2是本发明的一种用于终端发射通路的信号失真参数的估计方法的另一个实施例的流程图;

图3是本发明的一种用于终端发射通路的信号失真参数的估计方法的另一个实施例的流程图;

图4是本发明的一种用于终端发射通路的信号失真参数的估计系统的一个实施例的结构示意图;

图5是本发明的一种用于终端发射通路的信号失真参数的估计系统的另一个实施例的结构示意图。

附图标号说明:

110.IQ失配估计模块,111.预IQ失真单元,112.IQ失配测试单元,113.IQ失配参数估计单元,120.直流偏移估计模块,121.预直流偏移单元,122.直流偏移测试单元,123.直流偏移参数估计单元,130.失真参数获取模块。

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他的附图,并获得其他的实施方式。

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。

在本发明的一个实施例中,如图1所示,一种用于终端发射通路的信号失真参数的估计方法,包括:

步骤S100至少选取三种不同的相位偏差值,分别将每种相位偏差值作为一种预设IQ失配参数,进行IQ失配测试,得到对应的第一功率测量值;所述IQ失配测试为:在终端的发射端,按预设IQ失配参数对初始基带信号进行预IQ失真,经过发射通路,再经过平方电路后环回到所述终端的接收端,在所述接收端对基带信号的两倍频率分量进行功率测试,得到与所述预设IQ失配参数对应的第一功率测量值。

步骤S200根据所有的所述相位偏差值和其对应的第一功率测量值,得到相位偏差估计值和增益偏差估计值。

具体的,在终端发射端,基带信号经过发射通路后所形成的射频信号,因发射通路的原因会引入信号失真。信号失真包括IQ失配和直流偏移。

假设基带信号为:I路是余弦信号、Q路是正弦信号,经发射通路的IQ失配和直流偏移污染,发射出去的射频信号的数据形式如下:

y(t)=[DCI+cos(ωt)]·cos(ωct)-(1+ε)·[DCQ+sin(ωt)]·sin(ωct+θ)

其中,ε是IQ失配引入的增益偏差,θ是IQ失配引入的相位偏差,DCI是直流偏移引入的I路直流偏移,DCQ是直流偏移引入的Q路直流偏移,ω是基带频率,ωc是射频载波频率。

如果射频通路未引入直流偏移,或直流偏移的影响可忽略,则相当于上式中的DCI、DCQ为0。

为了估计出ε、θ,即IQ失配的影响,需要进行IQ失配测试。IQ失配测试为:在终端发射端的基带产生一个测试信号,即初始基带信号(I路是余弦信号、Q路是正弦信号),对初始基带信号按预设IQ失配参数进行预失真,经过发射通路,再经过平方电路后回环到接收端,在接收端对接收的基带信号进行快速傅里叶变换(FFT),获得两倍基带频率分量的功率,作为与该预设IQ失配参数对应的第一功率测量值。

预设IQ失配参数通常包括预设相位偏差值和预设增益偏差值,如果仅对相位偏差进行预失真,则预设增益偏差值默认为0。本实施例是仅对相位偏差进行预失真。在估计的相位偏差范围内任意选取相位偏差值,比如,选取-5°、0°、5°三种相位偏差值,分别作为一种预设IQ失配参数(预设增益偏差值默认为0),进行IQ失配测试,得到三次P2ω(接收端基带信号的两倍频率分量的功率)的测量值,即也可以选取0°、1°、2°三种相位偏差值,分别作为一种预设IQ失配参数,进行IQ失配测试。

假设选取-5°、0°、5°三种相位偏差值,分别进行IQ失配测试,得到三次P2ω的测量值,即根据这三种相位偏差值和其对应的第一功率测量值,即-5°、0°、5°、根据下面公式计算得到相位偏差估计值

根据下面公式计算得到两个增益偏差候选值ε1、ε2:

根据ε1、ε2,将两者的平均值,或取其中一个值,或将组合分别进行IQ失配测试,取第一功率测量值小的对应的组合的增益偏差候选值,作为增益偏差估计值

在至少选取三种不同的相位偏差值中,优选互为相反数的值,可以使相位偏差估计值的计算更简单:假设选取-x、0、x三种角度作为相位偏差值,分别进行IQ失配测试,得到三次P2ω的测量值,即P2ω(-x)、P2ω(0)、P2ω(x),利用下面公式计算得到相位偏差估计值

步骤S500所述相位偏差估计值和所述增益偏差估计值构成IQ失配参数。

步骤S600根据所述IQ失配参数得到信号失真参数。

具体的,本实施例是针对信号失真仅有IQ失配、或直流偏移带来的影响很小可忽略这种情况,对IQ失配参数进行了至少3次测量,就可得到该参数的估计值,大大节省了信号失真参数的估计时间。

在本发明的另一个实施例中,如图2所示,一种用于终端发射通路的信号失真参数的估计方法,包括:

步骤S100至少选取三种不同的相位偏差值,分别将每种相位偏差值作为一种预设IQ失配参数,进行IQ失配测试,得到对应的第一功率测量值;所述IQ失配测试为:在终端的发射端,按预设IQ失配参数对初始基带信号进行预IQ失真,经过发射通路,再经过平方电路后环回到所述终端的接收端,在所述接收端对基带信号的两倍频率分量进行功率测试,得到与所述预设IQ失配参数对应的第一功率测量值;

通过以下公式对初始基带信号进行预IQ失真:

I'=I+Q·tan(θ3)

其中,I'是预IQ失真后的基带信号的同相信号,Q'是预IQ失真后的基带信号的正交信号,I是初始基带信号的同相信号,Q是初始基带信号的正交信号,ε3是预设IQ失配参数的增益偏差估计值,θ3是预设IQ失配参数的相位偏差估计值;

步骤S210根据所有的所述相位偏差值和其对应的第一功率测量值,得到相位偏差估计值和两个增益偏差候选值;

步骤S220将所述相位偏差估计值和两个所述增益偏差候选值分别组合,并分别将每种组合作为另一种预设IQ失配参数,进行IQ失配测试,得到对应的第一功率测量值;

步骤S230从与所有所述组合对应的第一功率测量值中,选取功率值小的对应的所述组合的增益偏差候选值作为增益偏差估计值;

具体的,将相位偏差估计值和两个增益偏差候选值分别组合,得到两个组合,分别将每种组合作为另一种预设IQ失配参数,进行IQ失配测试,得到两次P2ω测量值。对这两次P2ω测量值进行比较,较小的那个所对应的组合中的增益偏差候选值作为增益偏差估计值。

步骤S500所述相位偏差估计值和所述增益偏差估计值构成IQ失配参数;

步骤S610根据所述IQ失配参数,对初始基带信号进行预IQ失真,得到IQ校正后的基带信号;

步骤S620至少选取三种不同的I路直流偏移值,分别将每种I路直流偏移值作为一种预设的直流偏移参数,在I分路进行直流偏移测试,得到与其对应的第二功率测量值;所述直流偏移测试为:在终端的发射端,在I分路或Q分路按预设的直流偏移参数对所述IQ校正后的基带信号进行预直流偏移处理,经过发射通路,再经过平方电路后回环到所述终端的接收端,在所述接收端对基带信号的频率分量进行功率测试,得到与其对应的第二功率测量值;

步骤S630根据所有的所述I路直流偏移值和其对应的第二功率测量值,得到I路估计中间值;

步骤S640至少选取三种不同的Q路直流偏移值,分别将每种Q路直流偏移值作为另一种预设的直流偏移参数,在Q分路进行直流偏移测试,得到与其对应的第二功率测量值;

步骤S650根据I路估计中间值、所有的所述Q路直流偏移值和其对应的第二功率测量值,得到Q路估计中间值;

步骤S660根据所述I路估计中间值和所述Q路估计中间值,得到I路估计值和Q路估计值;所述I路估计值和所述Q路估计值构成直流偏移参数;

步骤S670根据所述IQ失配参数和所述直流偏移参数得到信号失真参数。

具体的,对于既有IQ失配,又有直流偏移的射频通路,除了进行IQ校正,还需要进行直流偏移校正(简称DC校正),所以在估计IQ失配参数后,还要再估计直流偏移参数。

经过IQ失配参数估计后,得到射频通路引入的IQ失配参数,根据该IQ失配参数,对初始基带信号进行预IQ失真以消除发射通路引入的IQ失配的影响,即进行了IQ校正,得到IQ校正后的基带信号。然后进行直流偏移参数的估计,示例:

对IQ校正后的基带信号的I分路信号进行直流偏移x,经过发射通路,再经过平方电路后环回到终端的接收端,在接收端对基带信号进行FFT,得到一倍频率分量上的功率值,记为第二功率测量值Pω(+x),以上过程算一次直流偏移测试;重复两次直流偏移测试,分别得到直流偏移0所对应的第二功率测量值Pω(0),和直流偏移-x所对应的第二功率测量值Pω(-x)。

根据I分路的直流偏移值x、0、-x,和其对应的功率值Pω(+x)、Pω(0)、Pω(-x),根据以下公式计算I路估计中间值DCI':

采用类似的方法在Q分路上进行直流偏移测试,根据Q分路的直流偏移值x、-x,和其对应的第二功率测量值根据以下公式计算Q路估计中间值DCQ':

其中是IQ失配参数的相位偏差估计值。

根据DCI'、DCQ',根据以下公式得到I路估计值DCI、Q路估计值DCQ;

其中是IQ失配参数的增益偏差估计值,是IQ失配参数的相位偏差估计值。DCI、DCQ构成直流偏移参数。

在本发明的另一个实施例中,如图3所示,一种用于终端发射通路的信号失真参数的估计方法,包括:

步骤S100至少选取三种不同的相位偏差值,分别将每种相位偏差值作为一种预设IQ失配参数,进行IQ失配测试,得到对应的第一功率测量值;所述IQ失配测试为:在终端的发射端,按预设IQ失配参数对初始基带信号进行预IQ失真,经过发射通路,再经过平方电路后环回到所述终端的接收端,在所述接收端对基带信号的两倍频率分量进行功率测试,得到与所述预设IQ失配参数对应的第一功率测量值;

通过以下公式对初始基带信号进行预IQ失真:

I'=I+Q·tan(θ3)

其中,I'是预IQ失真后的基带信号的同相信号,Q'是预IQ失真后的基带信号的正交信号,I是初始基带信号的同相信号,Q是初始基带信号的正交信号,ε3是预设IQ失配参数的增益偏差估计值,θ3是预设IQ失配参数的相位偏差估计值;

步骤S210根据所有的所述相位偏差值和其对应的第一功率测量值,得到相位偏差估计值和两个增益偏差候选值;

步骤S220将所述相位偏差估计值和两个所述增益偏差候选值分别组合,并分别将每种组合作为另一种预设IQ失配参数,进行IQ失配测试,得到对应的第一功率测量值;

步骤S230从与所有所述组合对应的第一功率测量值中,选取功率值小的对应的所述组合的增益偏差候选值作为增益偏差估计值;

步骤S500所述相位偏差估计值和所述增益偏差估计值构成IQ失配参数;

步骤S610根据所述IQ失配参数,对初始基带信号进行预IQ失真,得到IQ校正后的基带信号;

步骤S620至少选取三种不同的I路直流偏移值,分别将每种I路直流偏移值作为一种预设的直流偏移参数,在I分路进行直流偏移测试,得到与其对应的第二功率测量值;所述直流偏移测试为:在终端的发射端,在I分路或Q分路按预设的直流偏移参数对所述IQ校正后的基带信号进行预直流偏移处理,经过发射通路,再经过平方电路后回环到所述终端的接收端,在所述接收端对基带信号的频率分量进行功率测试,得到与其对应的第二功率测量值;

步骤S630根据所有的所述I路直流偏移值和其对应的第二功率测量值,得到I路估计中间值;

步骤S640至少选取三种不同的Q路直流偏移值,分别将每种Q路直流偏移值作为另一种预设的直流偏移参数,在Q分路进行直流偏移测试,得到与其对应的第二功率测量值;

步骤S650根据I路估计中间值、所有的所述Q路直流偏移值和其对应的第二功率测量值,得到Q路估计中间值;

步骤S660根据所述I路估计中间值和所述Q路估计中间值,得到I路估计值和Q路估计值;所述I路估计值和所述Q路估计值构成直流偏移参数;

步骤S671所述IQ失配参数作为第一轮IQ失配参数,所述直流偏移参数作为第一轮直流偏移参数,根据所述第一轮IQ失配参数和所述第一轮直流偏移参数对初始基带信号进行预IQ失真和预直流偏移,得到第一轮校正后的基带信号;

步骤S672将所述第一轮校正后的基带信号作为初始基带信号,对第一轮校正后的发射通路重新进行IQ失配参数估计,重复步骤S100~步骤S500,得到的IQ失配参数作为第二轮IQ失配参数;

步骤S673根据第二轮IQ失配参数,对所述第一轮校正后的基带信号进行预IQ失真,得到第二轮IQ校正后的基带信号;

步骤S674将所述第二轮IQ校正后的基带信号作为IQ校正后的基带信号,对第二轮IQ校正后的发射通路进行直流偏移参数估计,重复步骤S620~步骤S660,得到第二轮直流偏移参数;

步骤S675根据所述第一轮IQ失配参数、所述第一轮直流偏移参数、所述第二轮IQ失配参数和所述第二轮直流偏移参数,得到信号失真参数。具体的,为了消除IQ失配和直流偏移之间的相互影响,提高信号失真参数的估计准确度,对IQ失配和直流偏移进行了一轮估计后,根据第一轮IQ失配参数和第一轮直流偏移参数对发射通路进行第一轮校正,在此基础上再对IQ失配和直流偏移进行第二轮估计:

根据该第一轮IQ失配参数,对初始基带信号进行预IQ失真,再根据第一轮直流偏移参数,再进行预直流偏移,即I路和Q路上分别减去第一轮直流偏移参数,得到第一轮校正后的基带信号,同时发射通路进行了第一轮校正。

将第一轮校正后的基带信号作为初始基带信号,对第一轮校正后的发射通路重新进行IQ失配参数估计和直流偏移参数估计,重复第一轮IQ失配参数估计方法和第一轮直流偏移参数估计方法,将再次得到的IQ失配参数估计值作为第二轮IQ失配参数、再次得到的直流偏移参数估计值作为第二轮直流偏移参数。

将第一轮IQ失配参数的相位偏差估计值与第二轮IQ失配参数的相位偏差估计值相加,得到目标相位偏差估计值;根据第一轮IQ失配参数的增益偏差估计值εround1与所述第二轮IQ失配参数的增益偏差估计值εround2,通过ε=(1+εround1)×(1+εround2)-1得到目标增益偏差估计值;所述目标相位偏差估计值和所述目标增益偏差估计值构成IQ失配参数;

将第一轮直流偏移参数与第二轮直流偏移参数对应分别相加,得到I路目标估计值、Q路目标估计值;该I路目标估计值和Q路目标估计值构成直流偏移参数。IQ失配参数和直流偏移参数构成信号失真参数。在本发明的一个实施例中,如图4所示,一种用于终端发射通路的信号失真参数的估计系统,包括:

IQ失配估计模块110,用于对发射通路进行IQ失配参数估计,得到IQ失配参数;

失真参数获取模块130,用于根据所述IQ失配参数得到信号失真参数;

所述IQ失配估计模块包括:

预IQ失真单元111,用于按预设IQ失配参数对初始基带信号进行预IQ失真;

IQ失配测试单元112,用于至少选取三种不同的相位偏差值,分别将每种相位偏差值作为一种预设IQ失配参数,进行IQ失配测试,得到对应的第一功率测量值;所述IQ失配测试为:在终端的发射端,按预设IQ失配参数对初始基带信号进行预IQ失真,经过发射通路,再经过平方电路后环回到所述终端的接收端,在所述接收端对基带信号的两倍频率分量进行功率测试,得到与所述预设IQ失配参数对应的第一功率测量值;

IQ失配参数估计单元113,用于根据所有的所述相位偏差值和其对应的第一功率测量值,得到相位偏差估计值和增益偏差估计值;所述相位偏差估计值和所述增益偏差估计值构成IQ失配参数。

具体的,在终端发射端,基带信号经过发射通路后所形成的射频信号,因发射通路的原因会引入信号失真。信号失真包括IQ失配和直流偏移。

假设基带信号为:I路是余弦信号、Q路是正弦信号,经发射通路的IQ失配和直流偏移污染,发射出去的射频信号的数据形式如下:

y(t)=[DCI+cos(ωt)]·cos(ωct)-(1+ε)·[DCQ+sin(ωt)]·sin(ωct+θ)

其中,ε是IQ失配引入的增益偏差,θ是IQ失配引入的相位偏差,DCI是直流偏移引入的I路直流偏移,DCQ是直流偏移引入的Q路直流偏移,ω是基带频率,ωc是射频载波频率。

如果射频通路未引入直流偏移,或直流偏移的影响可忽略,则相当于上式中的DCI、DCQ为0。

为了估计出ε、θ,即IQ失配的影响,需要进行IQ失配测试。IQ失配测试为:在终端发射端的基带产生一个测试信号,即初始基带信号(I路是余弦信号、Q路是正弦信号),对初始基带信号按预设IQ失配参数进行预失真,经过发射通路,再经过平方电路后回环到接收端,在接收端对接收的基带信号进行快速傅里叶变换(FFT),获得两倍基带频率分量的功率,作为与该预设IQ失配参数对应的第一功率测量值。

预设IQ失配参数通常包括预设相位偏差值和预设增益偏差值,如果仅对相位偏差进行预失真,则预设增益偏差值默认为0。本实施例是仅对相位偏差进行预失真。在估计的相位偏差范围内任意选取相位偏差值,比如,选取-5°、0°、5°三种相位偏差值,分别作为一种预设IQ失配参数(预设增益偏差值默认为0),进行IQ失配测试,得到三次P2ω(接收端基带信号的两倍频率分量的功率)的测量值,即也可以选取0°、1°、2°三种相位偏差值,分别作为一种预设IQ失配参数,进行IQ失配测试。

假设选取-5°、0°、5°三种相位偏差值,分别进行IQ失配测试,得到三次P2ω的测量值,即根据这三种相位偏差值和其对应的第一功率测量值,即-5°、0°、5°、根据下面公式计算得到相位偏差估计值

根据下面公式计算得到两个增益偏差候选值ε1、ε2:

根据ε1、ε2,将两者的平均值,或取其中一个值,或将组合分别进行IQ失配测试,取第一功率测量值小的对应的组合的增益偏差候选值,作为增益偏差估计值

在至少选取三种不同的相位偏差值中,优选互为相反数的值,可以使相位偏差估计值的计算更简单:假设选取-x、0、x三种角度作为相位偏差值,分别进行IQ失配测试,得到三次P2ω的测量值,即P2ω(-x)、P2ω(0)、P2ω(x),利用下面公式计算得到相位偏差估计值

本实施例是针对信号失真仅有IQ失配、或直流偏移带来的影响很小可忽略这种情况,对IQ失配参数进行了至少3次测量,就可得到该参数的估计值,大大节省了信号失真参数的估计时间。

在本发明的另一个实施例中,如图4所示,一种用于终端发射通路的信号失真参数的估计系统,包括:

IQ失配估计模块110,用于对发射通路进行IQ失配参数估计,得到IQ失配参数;

所述IQ失配估计模块110包括:

预IQ失真单元111,用于按预设IQ失配参数对初始基带信号进行预IQ失真;

IQ失配测试单元112,用于至少选取三种不同的相位偏差值,分别将每种相位偏差值作为一种预设IQ失配参数,进行IQ失配测试,得到对应的第一功率测量值;所述IQ失配测试为:在终端的发射端,按预设IQ失配参数对初始基带信号进行预IQ失真,经过发射通路,再经过平方电路后环回到所述终端的接收端,在所述接收端对基带信号的两倍频率分量进行功率测试,得到与所述预设IQ失配参数对应的第一功率测量值;

所述预IQ失真单元111,通过以下公式对初始基带信号进行预IQ失真;

I'=I+Q·tan(θ3)

其中,I'是预IQ失真后的基带信号的同相信号,Q'是预IQ失真后的基带信号的正交信号,I是初始基带信号的同相信号,Q是初始基带信号的正交信号,ε3是预设IQ失配参数的增益偏差估计值,θ3是预设IQ失配参数的相位偏差估计值。

IQ失配参数估计单元113,用于根据所有的所述相位偏差值和其对应的第一功率测量值,得到相位偏差估计值和两个增益偏差候选值;

所述IQ失配测试单元112,进一步用于将所述相位偏差估计值和两个所述增益偏差候选值分别组合,并分别将每种组合作为另一种预设IQ失配参数,进行IQ失配测试,得到对应的第一功率测量值;

所述IQ失配参数估计单元113,进一步用于从与所有所述组合对应的第一功率测量值中,选取功率值小的对应的所述组合的增益偏差候选值作为增益偏差估计值;以及,所述相位偏差估计值和所述增益偏差估计值构成IQ失配参数。

具体的,将相位偏差估计值和两个增益偏差候选值分别组合,得到两个组合,分别将每种组合作为另一种预设IQ失配参数,进行IQ失配测试,得到两次P2ω测量值。对这两次P2ω测量值进行比较,较小的那个所对应的组合中的增益偏差候选值作为增益偏差估计值。

所述预IQ失真单元111,进一步用于根据所述IQ失配参数,对初始基带信号进行预IQ失真,得到IQ校正后的基带信号;

直流偏移估计模块120,用于对IQ校正后的发射通路进行直流偏移参数估计,得到直流偏移参数;

失真参数获取模块130,用于根据所述IQ失配参数和所述直流偏移参数得到信号失真参数;

所述直流偏移估计模块包括:

预直流偏移单元121,用于对IQ校正后的基带信号进行预直流偏移处理;

直流偏移测试单元122,用于至少选取三种不同的I路直流偏移值,分别将每种I路直流偏移值作为一种预设的直流偏移参数,在I分路进行直流偏移测试,得到与其对应的第二功率测量值;所述直流偏移测试为:在终端的发射端,在I分路或Q分路按预设的直流偏移参数对所述IQ校正后的基带信号进行预直流偏移处理,经过发射通路,再经过平方电路后回环到所述终端的接收端,在所述接收端对基带信号的频率分量进行功率测试,得到与其对应的第二功率测量值;

直流偏移参数估计单元123,用于根据所有的所述I路直流偏移值和其对应的第二功率测量值,得到I路估计中间值;

所述直流偏移测试单元122,进一步用于至少选取三种不同的Q路直流偏移值,分别将每种Q路直流偏移值作为另一种预设的直流偏移参数,在Q分路进行直流偏移测试,得到与其对应的第二功率测量值;

所述直流偏移参数估计单元123,进一步用于根据I路估计中间值、所有的所述Q路直流偏移值和其对应的第二功率测量值,得到Q路估计中间值;根据所述I路估计中间值和所述Q路估计中间值,得到I路估计值和Q路估计值;所述I路估计值和所述Q路估计值构成直流偏移参数。

具体的,对于既有IQ失配,又有直流偏移的射频通路,除了进行IQ校正,还需要进行直流偏移校正(简称DC校正),所以在估计IQ失配参数后,还要再估计直流偏移参数。

经过IQ失配参数估计后,得到射频通路引入的IQ失配参数,根据该IQ失配参数,对初始基带信号进行预IQ失真以消除发射通路引入的IQ失配的影响,即进行了IQ校正,得到IQ校正后的基带信号。然后进行直流偏移参数的估计,示例:

对IQ校正后的基带信号的I分路信号进行直流偏移x,经过发射通路,再经过平方电路后环回到终端的接收端,在接收端对基带信号进行FFT,得到一倍频率分量上的功率值,记为第二功率测量值Pω(+x),以上过程算一次直流偏移测试;重复两次直流偏移测试,分别得到直流偏移0所对应的第二功率测量值Pω(0),和直流偏移-x所对应的第二功率测量值Pω(-x)。

根据I分路的直流偏移值x、0、-x,和其对应的功率值Pω(+x)、Pω(0)、Pω(-x),根据以下公式计算I路估计中间值DCI':

采用类似的方法在Q分路上进行直流偏移测试,根据Q分路的直流偏移值x、-x,和其对应的第二功率测量值根据以下公式计算Q路估计中间值DCQ':

其中是IQ失配参数的相位偏差估计值。

根据DCI'、DCQ',根据以下公式得到I路估计值DCI、Q路估计值DCQ;

其中是IQ失配参数的增益偏差估计值,是IQ失配参数的相位偏差估计值。DCI、DCQ构成直流偏移参数。

在本发明的另一个实施例中,如图5所示,一种用于终端发射通路的信号失真参数的估计系统,包括:

IQ失配估计模块110,用于对发射通路进行IQ失配参数估计,得到IQ失配参数;

所述IQ失配估计模块110包括:

预IQ失真单元111,用于按预设IQ失配参数对初始基带信号进行预IQ失真;

IQ失配测试单元112,用于至少选取三种不同的相位偏差值,分别将每种相位偏差值作为一种预设IQ失配参数,进行IQ失配测试,得到对应的第一功率测量值;所述IQ失配测试为:在终端的发射端,按预设IQ失配参数对初始基带信号进行预IQ失真,经过发射通路,再经过平方电路后环回到所述终端的接收端,在所述接收端对基带信号的两倍频率分量进行功率测试,得到与所述预设IQ失配参数对应的第一功率测量值;

所述预IQ失真单元111,通过以下公式对初始基带信号进行预IQ失真;

I'=I+Q·tan(θ3)

其中,I'是预IQ失真后的基带信号的同相信号,Q'是预IQ失真后的基带信号的正交信号,I是初始基带信号的同相信号,Q是初始基带信号的正交信号,ε3是预设IQ失配参数的增益偏差估计值,θ3是预设IQ失配参数的相位偏差估计值。

IQ失配参数估计单元113,用于根据所有的所述相位偏差值和其对应的第一功率测量值,得到相位偏差估计值和两个增益偏差候选值;

所述IQ失配测试单元112,进一步用于将所述相位偏差估计值和两个所述增益偏差候选值分别组合,并分别将每种组合作为另一种预设IQ失配参数,进行IQ失配测试,得到对应的第一功率测量值;

所述IQ失配参数估计单元113,进一步用于从与所有所述组合对应的第一功率测量值中,选取功率值小的对应的所述组合的增益偏差候选值作为增益偏差估计值;以及,所述相位偏差估计值和所述增益偏差估计值构成IQ失配参数。

所述预IQ失真单元111,进一步用于根据所述IQ失配参数,对初始基带信号进行预IQ失真,得到IQ校正后的基带信号;

直流偏移估计模块120,用于对IQ校正后的发射通路进行直流偏移参数估计,得到直流偏移参数;

所述直流偏移估计模块120包括:

预直流偏移单元121,用于对IQ校正后的基带信号进行预直流偏移处理;

直流偏移测试单元122,用于至少选取三种不同的I路直流偏移值,分别将每种I路直流偏移值作为一种预设的直流偏移参数,在I分路进行直流偏移测试,得到与其对应的第二功率测量值;所述直流偏移测试为:在终端的发射端,在I分路或Q分路按预设的直流偏移参数对所述IQ校正后的基带信号进行预直流偏移处理,经过发射通路,再经过平方电路后回环到所述终端的接收端,在所述接收端对基带信号的频率分量进行功率测试,得到与其对应的第二功率测量值;

直流偏移参数估计单元123,用于根据所有的所述I路直流偏移值和其对应的第二功率测量值,得到I路估计中间值;

所述直流偏移测试单元122,进一步用于至少选取三种不同的Q路直流偏移值,分别将每种Q路直流偏移值作为另一种预设的直流偏移参数,在Q分路进行直流偏移测试,得到与其对应的第二功率测量值;

所述直流偏移参数估计单元123,进一步用于根据I路估计中间值、所有的所述Q路直流偏移值和其对应的第二功率测量值,得到Q路估计中间值;根据所述I路估计中间值和所述Q路估计中间值,得到I路估计值和Q路估计值;所述I路估计值和所述Q路估计值构成直流偏移参数。

所述预IQ失真单元111,进一步用于所述IQ失配参数作为第一轮IQ失配参数,根据所述第一轮IQ失配参数对初始基带信号进行预IQ失真,得到第一轮IQ校正后的基带信号;

所述预直流偏移单元121,进一步用于所述直流偏移参数作为第一轮直流偏移参数,根据所述第一轮直流偏移参数对所述第一轮IQ校正后的基带信号进行预直流偏移,得到第一轮校正后的基带信号;

所述IQ失配估计模块110,进一步用于将所述第一轮校正后的基带信号作为初始基带信号,对第一轮校正后的发射通路重新进行IQ失配参数估计,得到的IQ失配参数作为第二轮IQ失配参数;

所述预IQ失真单元111,进一步用于根据第二轮IQ失配参数,对所述第一轮校正后的基带信号进行预IQ失真,得到第二轮IQ校正后的基带信号;

所述直流偏移估计模块120,进一步用于将所述第二轮IQ校正后的基带信号作为IQ校正后的基带信号,对第二轮IQ校正后的发射通路进行直流偏移参数估计,得到第二轮直流偏移参数;

失真参数获取模块130,用于根据所述第一轮IQ失配参数、所述第一轮直流偏移参数、所述第二轮IQ失配参数和所述第二轮直流偏移参数,得到信号失真参数。

具体的,为了消除IQ失配和直流偏移之间的相互影响,提高信号失真参数的估计准确度,对IQ失配和直流偏移进行了一轮估计后,根据第一轮IQ失配参数和第一轮直流偏移参数对发射通路进行第一轮校正,在此基础上再对IQ失配和直流偏移进行第二轮估计:

根据该第一轮IQ失配参数,对初始基带信号进行预IQ失真,再根据第一轮直流偏移参数,再进行预直流偏移,即I路和Q路上分别减去第一轮直流偏移参数,得到第一轮校正后的基带信号,同时发射通路进行了第一轮校正。

将第一轮校正后的基带信号作为初始基带信号,对第一轮校正后的发射通路重新进行IQ失配参数估计和直流偏移参数估计,重复第一轮IQ失配参数估计方法和第一轮直流偏移参数估计方法,将再次得到的IQ失配参数估计值作为第二轮IQ失配参数、再次得到的直流偏移参数估计值作为第二轮直流偏移参数。

将第一轮IQ失配参数的相位偏差估计值与第二轮IQ失配参数的相位偏差估计值相加,得到目标相位偏差估计值;根据第一轮IQ失配参数的增益偏差估计值εround1与所述第二轮IQ失配参数的增益偏差估计值εround2,通过ε=(1+εround1)×(1+εround2)-1得到目标增益偏差估计值;所述目标相位偏差估计值和所述目标增益偏差估计值构成IQ失配参数;

将第一轮直流偏移参数与第二轮直流偏移参数对应分别相加,得到I路目标估计值、Q路目标估计值;该I路目标估计值和Q路目标估计值构成直流偏移参数。IQ失配参数和直流偏移参数构成信号失真参数。

应当说明的是,上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

再多了解一些
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