一种发射机中iq不平衡的补偿方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及正交频分复用发射机中的IQ不平衡的补偿方法和装置，具体地涉及 使用前导序列的IQ不平衡补偿方法和装置。
【背景技术】
[0002] 很多无线通信终端使用模拟超外差发射接收方案，通过多个混频器和IF(中频） 级将RF(射频）信号下变频成基带信号或者低中频信号。
[0003] 超外差体系一般是W增大射频选择滤波器的尺寸和成本来提高其性能，滤波器的 性能决定了系统所能达到的中频频率，有些系统中，需要使用多中频把放大和选择性分布 到多个中频，该无疑会影响产品的性能和价格，因此需要优化其结构和性能。
[0004] 直接变频发射接收机对超外差体系进行优化，实现了射频信号到基带的直接转 化，由于它的中频部分为零，故又叫做零中频发射接收机。零中频结构可W说是目前集成度 最高的一种发射接收体系，体积小，成本低，功率消耗低，便于单片集成和实现多标准、多频 段发射和接收，具有更大的自由度。诸多的优势使得直接变频收发体系成为移动通讯设备 的主流方向。
[0005] 然而零中频接收机对于I/Q不平衡度很敏感，用离散器件实现的I/Q调制器很难 保证良好的I/Q平衡度。IQ不平衡的存在会在原有信号上施加一个镜像分量，产生镜像干 扰，并造成系统的误码性能下降，同时误差矢量幅度巧VM)和误码率炬ER)的指标也会有所 下降，对于OFDM系统来说，IQ不平衡还会造成子载波之间的不正交。同时，新一代的无线 通信系统倾向于采用高阶调制和高频载波的方法来提高数据的传输速率，而高阶调制和高 频载波的引入，使得无线通信系统对于IQ不平衡更为敏感，哪怕是及其微小的IQ不平衡也 可能引起整个通信系统性能的大幅度降低。目前，已经存在较多的IQ不平衡补偿方法，传 统的IQ不平衡的补偿做法是将接收机估计出的IQ不平衡参数反馈到发射机端，接着执行 相应的补偿，该不可避免会带来一定的系统开销和时间延时。另外，现有的大部分算法都研 究的是接收机的IQ不平衡，对于发射机引入的IQ不平衡问题的研究工作几乎为空白，而实 际上发射机的IQ不平衡也是很很重要的射频指标。
【发明内容】
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[0006] 发明目的；针对现有技术中存在的问题，本发明提出一种发射机中IQ不平衡的补 偿方法和装置。
[0007] 技术方案；本发明提出一种发射机中IQ不平衡的补偿方法，包括IQ不平衡估计和 IQ不平衡补偿，包括如下步骤：
[0008] (1)接收射频信号，对射频信号进行放大后再进行下变频操作得到基带信号，然后 对得到的基带信号进行同步和频率偏移估计；
[0009] (2)得到同步和频率偏移估计值之后，根据估计到的同步和频率偏移值对基带信 号进行定时和频偏补偿；
[0010] (3)完成基带信号的定时和频偏补偿后，提取出对应的长训练序列和短训练序列 字段，对长训练序列和短训练序列字段做FFT变换到频域码段；再利用长训练序列和短训 练序列的频域码段进行IQ不平衡和信道的联合估计，得到初步的IQ幅度不平衡因子和IQ 相位不平衡因子；
[0011] (4)利用步骤（3)中得到的初步的IQ幅度不平衡因子和IQ相位不平衡因子在频 域码段对长训练序列进行IQ不平衡补偿；
[0012] (5)对补偿了初步IQ幅度不平衡因子和IQ相位不平衡因子的长前导码与长前导 码的模板序列在频域上做最小二乘后取相位，得到长训练序列的每个子载波对应的相位， 再对估计出来的相位进行直线拟合，得到直线的斜率和截距；
[0013] (6)将步骤（5)中得到的斜率和截距对未经过IQ不平衡补偿的长训练序列和短训 练序列的频域码段施W反旋转来补偿接收到的射频信号中由于相位噪声、残余频偏引起的 公共相位偏差和由于定时、时钟偏差引起的增量相位偏差；
[0014] (7)对步骤化）中补偿了频率偏移、公共相位偏差、增量相位偏差后的长训练序列 和短训练序列的频域码段再进行IQ不平衡和信道的联合估计得到最终的IQ幅度不平衡因 子和IQ相位不平衡因子；
[0015] (8)利用步骤（7)中得到的最终的IQ幅度不平衡因子和IQ相位不平衡因子在频 域对步骤（3)中完成定时和频偏补偿的基带信号进行IQ不平衡补偿。
[0016] 本发明还提出一种发射机中IQ不平衡的补偿装置，包括：
[0017] 定时和频偏补偿模块，用于对射频信号进行放大后再进行下变频操作得到基带信 号，然后对得到的基带信号进行同步和频率偏移估计得到同步和频率偏移估计值，并根据 估计到的同步和频率偏移值对基带信号进行定时和频偏补偿；
[0018] 训练序列提取模块，用于在基带信号完成定时和频偏补偿后，提取出对应的长训 练序列和短训练序列字段，并对长训练序列和短训练序列字段做FFT变换到频域码段；
[0019] 初步IQ不平衡补偿模块，用于对长训练序列和短训练序列的频域码段进行IQ不 平衡和信道的联合估计，得到初步的IQ幅度不平衡因子和IQ相位不平衡因子，并根据得到 的初步的IQ幅度不平衡因子和IQ相位不平衡因子在频域码段对长训练序列进行IQ不平 衡补偿；
[0020] 频率偏移、公共相位偏差和增量相位偏差补偿模块，用于对补偿了初步IQ幅度不 平衡因子和IQ相位不平衡因子的长前导码与长前导码的模板序列在频域上做最小二乘后 取相位，得到长训练序列的每个子载波对应的相位，再对估计出来的相位进行直线拟合，得 到直线的斜率和截距，然后基于得到的斜率和截距对未经过IQ不平衡补偿的长训练序列 和短训练序列的频域码段施W反旋转来补偿接收到的射频信号中由于相位噪声、残余频偏 引起的公共相位偏差和由于定时、时钟偏差引起的增量相位偏差；
[0021] 最终IQ不平衡补偿模块，用于对补偿了频率偏移、公共相位偏差、增量相位偏差 后的长训练序列和短训练序列进行IQ不平衡和信道的联合估计，得到最终的IQ幅度不平 衡因子和IQ相位不平衡因子，并根据得到的最终的IQ幅度不平衡因子和IQ相位不平衡因 子在频域对完成定时和频偏补偿的基带信号进行IQ不平衡补偿。
[0022] 有益效果；本发明提出的发射机中的IQ不平衡补偿方法和装置，允许信道具有频 率选择性，适用场合较多，可W高效地消除由IQ不平衡引起的干扰，补偿前后对比明显。对 于直连线该样信道环境较好的情况来说，使用单抽头信道与IQ不平衡进行联合估计非常 有效，但是随着信号带宽的增大，本发明的频域多抽头信道与IQ不平衡的联合估计的性能 不断提高，该是因为随着带宽的增大，信道的频选特性渐渐呈现出来，此时频域多抽头信道 方案有了适用性，因此当信道环境较差或者带宽较宽时，适于使用本发明的频域多抽头信 道和IQ不平衡进行联合估计。此外，本发明的实用性和可移植性都较强。
【附图说明】
[0023] 图1是本发明OFDM发射机中IQ不平衡参数估计的方法流程图；
[0024] 图2是直接变频发射机模型图；
[00巧]图3是直接变频接收机模型图；
[0026] 图4是第一个测试样本IQ不平衡补偿前（左）后（右）的星座图；
[0027] 图5是第二个测试样本IQ不平衡补偿前（左）后（右）的星座图；
[002引图6是第H个测试样本IQ不平衡补偿前（左）后（右）的星座图。
【具体实施方式】
[0029] 下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明。在下面的描述中将不再具体说 明公知的功能和构造，因为该将会避免不必要的兀余。
[0030] 本发明实例提供了一种发射机中IQ不平衡的补偿方法和装置，通过OFDM发射机 接收的长训练序列和短训练序列来估计和补偿由IQ不平衡产生的I信道和Q信道之间的 相位差和幅度差。
[0031] 图1是本发明OFDM发射机中IQ不平衡参数估计的方法流程图。首先通过测试仪 表接收OFDM信号，接着下变频到基带复数信号，再对得到的基带信号进行同步和频率偏移 估计，得到同