盲i/q失配补偿装置和方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及与电子电路相关联的装置和方法，包括RF接收器增益和相位失配补 偿处理。
【背景技术】
[0002] 正交射频（RF)信号传输和接收利用单一载波可携带两个独立数据流的概念，倘 若数据流调制正交载波。例如，数据流中的一个可调制载波为正弦函数，而另一个数据流可 调制载波为余弦函数。在任何情况下，两个调制流必须具有相对于彼此90°的相位偏移。正 交数据流通常称为I数据和Q数据，表示同相数据流和与同相数据流正交（即与其成90° 的相位角）的数据流。
[0003] 正交RF接收器将所接收的信号分为两个路径，在本文中称为"I臂"和"Q臂"。I 信号通过混合所接收的信号与I-臂本地振荡器（LO)载波信号被下变频。Q信号同样通过 混合所接收的信号与Q-臂LO载波被下变频。理想地，Q-臂LO信号与I-臂LO信号的幅 度完全相同，且与I-臂LO信号恰好异相90°。在实际操作中，I和Q臂LO信号通常偏离 理想正交而在幅度上有些变化且在相位上漂移，从而产生被称为I/Q失配的问题。另一些 因素（诸如非理想低通滤波器特性）也可促成I/Q失配。
[0004] I/Q失配引起图像频谱的无关LO能量分量和图像频谱干扰的随后下变频。所述不 同地，I/Q失配引起降低的镜像抑制性能和较低的信噪比SNR。
[0005] 在存在增益和相位失配的情况下，I和Q LO载波在数学上可被建模为：
[0006] C1 (t) = cos (ω t+Θ ) ;CQ(t) = - β sin (ω t+θ + φ)
[0007] 其中Φ表示两个LO载波之间的相位失配且其中β表示两个LO载波之间的增益 失配。
[0008] 得到的所接收的、下变频I和Q信号可被表示为：
[0009] Ie(t) = I (t)
[0010] QR(t) = β (Q(t) cos<})-I (t) sin Φ)
[0011] 应指出，I和Q信号在存在I/Q失配的情况下不独立，如它们在彼此理想正交时。 相反，Q信号此时包括I信号分量。
[0012] 增益失衡β被估计为：
[0013]
【主权项】
1. 一种正交信号处理方法，其包括： 确定与频率转换和模数转换即ADC转换之后的正交接收器信道中的I臂或Q臂中的至 少一个中的数据样本相关联的限幅阔值；W及 将所述限幅阔值施加至所述I臂或所述Q臂中所接收的且被转换的数据，W便平衡所 述I臂中的数据和所述Q臂中的数据之间的统计分布。
2. 根据权利要求1所述的方法，其还包括： 在第一组迭代过程中，根据在每次迭代开始时的采样周期期间采集的增益和限幅补偿 的I数据样本和Q数据样本组，确定与所述I臂或所述Q臂中的至少一个中的增益补偿函 数相关联的估计增益补偿系数和与频率转换和模数转换即ADC转换之后的所述正交接收 器信道中的所述I臂或所述Q臂中的至少一个中的限幅补偿函数相关联的限幅阔值； 使用所述增益补偿函数分解一组接收的I数据样本和Q数据样本，W得到当前增益补 偿的I数据样本和Q数据样本组；W及 使用所述限幅补偿函数对所述当前增益补偿的I数据样本和Q数据样本组执行限幅操 作，W得到当前增益和限幅补偿的I数据样本和Q数据样本组，从而用作所述第一组迭代的 下一次的输入数据。
3. 根据权利要求2所述的方法，其还包括： 完成所述第一组迭代之后，根据至少一个增益和限幅补偿的I数据样本组和至少一个 增益、限幅和相位补偿的Q数据样本组，确定与所述正交接收器信道的所述Q-臂中的相位 补偿函数相关联的相位校正角4和系数；W及 使用所述Q-臂中的所述相位补偿函数分解至少一个增益和限幅补偿的Q数据样本，W 在存在ADC限幅的情况下得到用于补偿增益和相位失配的Q数据样本。
4. 根据权利要求2所述的方法，其还包括： 缓冲如在增益补偿网络输出端处接收到的I臂数据I (GCC)的N个样本和Q臂数据 Q佑CC)的N个样本； 数学平方每个I样本和每个Q样本； 将平方的I样本加在一起并除W N W得到所述采样周期期间的所述I臂中的平均总信 号功率的值I (AVG_TOTAL); 将平方的Q样本加在一起并除W N W计算所述采样周期期间的所述Q臂中的平均总信 号功率的值Q(AVG_TOTAL); 将所有非平方的I样本加在一起、除W N并平方W得到所述采样周期期间的所述I臂 中的DC信号分量的平均功率的值I (AVG_DC); 将所有非平方的Q样本加在一起、除W N并平方W得到所述采样周期期间的所述Q臂 中的DC信号分量的平均功率的值Q (AVG_DC); 从I(AVG_TOTAL)中减去I(AVG_DC) W得到表示所述I臂中的平均AC信号功率的方差 (I);化及 从Q(AVG_TOTAL)中减去Q(AVG_DC) W得到表示所述Q臂中的平均AC信号的方差怕)。
5. 根据权利要求4所述的方法，其还包括： 所述方差（曲除W所述方差（I)得到方差的比率； 求解所述方差的比率的平方根W得到增益补偿系数0的当前估计值0 (当前）；W及 将先前计算的增益补偿估计值的现有累积总数e(现有）加到e(当前）或e(当 前）的函数中的至少一个W得到新的累积增益补偿估计值0 (累积）。
6. 根据权利要求5所述的方法，其还包括： 如果所述方差（曲小于所述方差（I)，则将I-臂增益补偿调整到0 (累积）； 如果所述方差（曲小于所述方差（I)，则设置限幅逻辑阔值等于0 (累积）和与用于转 换I信号和Q信号的模数转换器即ADC相关联的满刻度值的乘积； 如果所述方差（曲大于或等于所述方差（I)，则将所述Q臂增益补偿调整到1/0 (累 积）；化及 如果所述方差（曲大于或等于所述方差（I)，则设置所述限幅逻辑阔值等于1/0 (累 积）和所述ADC满刻度值的乘积。
7. 根据权利要求6所述的方法，其还包括： 确定是否已经进行了预定次数的增益补偿迭代； 如果还没有进行所述预定次数的增益补偿迭代，增益迭代计数器递增一； 缓冲来自增益补偿网络输出端的I臂数据I KCC)的N个样本和Q臂数据Q佑CC)的N 个样本的新的组； 确定0 (累积）和限幅逻辑系数的更新值； 如果已经进行了预定次数的增益补偿迭代，继续相位校正序列。
8. 根据权利要求1所述的方法，其还包括： 缓冲如在相位补偿网络输出端（1(C)、Q(C))处接收到的增益补偿、限幅校正和相位补 偿的I-臂数据的M个样本和增益补偿、限幅校正和相位补偿的Q-臂数据的M个样本； 数学平方每个I样本、对所述平方求和并除W M W得到I-臂数据中的平均总I-臂信 号功率的值I (AVG_TOTAL); 数学平方每个Q样本、对所述平方求和并除W M W得到Q-臂数据中的平均总Q-臂信 号功率的值Q(AVG_TOTAL)。
9. 根据权利要求8所述的方法，其还包括： 将所有I样本加在一起、除W M并平方W得到所述I臂中的DC信号分量的平均功率的 值 I(AVG-DC); 将所有Q样本加在一起、除W M并平方W得到所述Q臂中的DC信号分量的平均功率的 值 I(AVG-DC); 从总I信号功率I (AVG_TOTAL)中减去所述平均I臂DC信号分量I (AVG_DC) W得到对 应于所述I臂中的平均AC信号功率的方差（I); 确定所述方差（I)的平方根W得到I的标准偏差0 (I); 从总Q信号功率Q(AVG_TOTAL)中减去所述平均Q臂DC信号分量Q(AVG_DC) W得到对 应于所述Q臂中的平均AC信号功率的方差怕）； 确定所述方差（曲的平方根W得到Q的标准偏差0怕)。
10. 根据权利要求9所述的方法，其还包括： 使每个I、Q样本对相乘、对所得的乘积求和并除W M W得到E[I ? Q]，即I和Q的点乘 的期望值； E[I ?扣除W 0 ( I )和0㈱的乘积W得到DC偏置的当前相位误差估计值4 (当前 _偏置）的s角正弦。
11. 根据权利要求10所述的方法，其还包括： 求和所有I样本值并除W M W得到I的期望值E[I]; 求和所有Q样本值并除W M W得到Q的期望值E阳]; E[I]乘WE阳]并除W 0 (I)和0㈱的乘积W得到4(当前_偏置）的DC偏置分 量4值C)的正弦。
12. 根据权利要求11所述的方法，其还包括： 从M当前_偏置）中减去MDC) W得到当前、未偏置的相位校正估计值M当前_ 未偏置）； 将4(当前_未偏置）加到先前的相位估计值4(先前）W得到新的累积相位校正估 计值4(累积）。
13. 根据权利要求12所述的方法，其还包括： 配置所述相位补偿网络W由相位补偿因子[l/COS((l)(累 积））]*阳(GCC) -I (GCC)巧IN ( 4 (累积））]分解所述Q臂； 比较相位迭代索引R与R(最大值）； 如果R小于R(最大值），则递增R并执行附加的相位补偿迭代操作；W及 如果R = R(最大值），则等待如由超时周期的期满或另一些选定的接收器触发参数 (一个或更多个）所触发的另一个增益/相位校正训练序列机会。
14. 一种正交信号处理方法，其包括： 接收下变频I-臂信号I (时的数字化样本I (RD)和下变频Q-臂信号Q (时的数字化样 本9巧的； 如果先前计算的方差怕)/方差（I)的比率大于1，则由增益补偿系数1/0分解Q(RD) W得到增益补偿值Q(GC)，否则对Q(RD)施加单位增益因子W得到Q(GC); 如果