专利名称：发射端i/q调制不平衡自校正装置的制作方法
技术领域：
本实用新型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。
实用新型内容本实用新型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。本实用新型通过以下技术方案实现。本实用新型发射端I/Q调制不平衡自校正装置，其特点是包括I/Q不匹配校正单元，用于对I路信号和Q路信号的基带信号进行校正；DAC数模转换单元，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；模拟正交调制单元，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；包络检波单元，用于将正交调制的I路信号和Q路信号进行包络检波；ADC模数转换单元，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；包络同步缓存单元，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；峰均值平方单元，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信号同步缓存单元，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峰均值平方和单元，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；误差产生单元，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自适应单元，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。与已有技术相比，本实用新型有益效果体现在[0018]1、本实用新型通过对发射信号的包络检波器的反馈值，自适应地估计出I/Q的增益和相位不平衡并校正，另外还可以估计出直流偏置并校正，提高了通信链路的性能。2、本实用新型中利用包络检波信号作为反馈信号，进行自适应估计I/Q的增益、 相位不平衡和直流偏置，简化了校正装置，降低了系统的复杂程度。3、本实用新型中，通过对相关迭代公式的应用，简化了信号的处理过程。
图1是本实用新型发射端I/Q调制不平衡自校正方法示意图；图2是本实用新型针对所述五类信号的校正方法流程图；图3为本实用新型发射端I/Q调制不平衡自校正装置结构示意图。
具体实施方式
参见图1，本实施例中，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，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 ( θ )值，cos ( θ )值、Q路信号相对I路信号的幅度误差G ；I路信号是发射端已调信号的同相分量，Q路信号是发射端已调信号的正交分量；自校正方法按如下过程进行步骤1、用五类信号对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％ ；步骤2、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'。(t)；步骤3、对所述I路信号的模拟信号I'。(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Itx⑴和Q路模拟正交调制信号Qtx (t)；步骤4、对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)；步骤5、对包络信号A (t)进行模数转换，产生数字包络信号A (η)；步骤6 ；对数字包络信号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- af - σ2 步骤7、调整五类信号，使误差信号error的值逼近0 ；步骤8、循环执行步骤2到步骤7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。在上述步骤1中，预校正方法按如下方法进行设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
i/c = COS(^)J-sin(^-C1<,
Ia=G-i^-C2(1)设定五类信号的初始值分别是C1 = OXq = 0、sin( θ ) = 0、cos( θ ) = UG = 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％。如图2所示，在上述步骤7中，调整五类信号使误差信号error的值逼近0是按如下方法进行粗调直流偏置设置初始的I路信号和Q路信号是幅度值为全零的训练序列，即 O1 = O, σΘ = 0，则有error = σ2Λ(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，本设计中令Afflax = 1，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
厂2--γ G1 = J^^-(4)
^ J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 ](5)C1 (n+1) = C1 (n) + μ ' · sign [ μ J · errorC2 (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，本实施例中取μ ‘ = μ · 2_4。将步骤7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％，
i/c = COS(^)J-sin(^-C1<,
XQc=G-1Q-C2(6)。此外，在上述步骤3中，设调制频率为f，则调制后的信号表达式为Itx(t) = (I' c(t)+C1)cos(2 π ft)(7)Qtx (t) = G (Q' c (t)+C2) sin (2 π ft+θ )[0063]由式(7)可以得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)的合路信号为
权利要求1. 一种发射端I/Q调制不平衡自校正装置，其特征是包括 I/Q不匹配校正单元，用于对I路信号和Q路信号的基带信号进行校正； DAC数模转换单元，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；模拟正交调制单元，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；包络检波单元，用于将正交调制的I路信号和Q路信号进行包络检波； ADC模数转换单元，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；包络同步缓存单元，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；峰均值平方单元，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信号同步缓存单元，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峰均值平方和单元，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；误差产生单元，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自适应单元，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。
专利摘要本实用新型公开了一种发射端I/Q调制不平衡自校正装置，其特征是包括有I/Q不匹配校正单元，DAC数模转换单元，模拟正交调制单元，包络检波单元，ADC模数转换单元，包络同步缓存单元，峰均值平方单元，I/Q信号同步缓存单元，I/Q峰均值平方和单元，误差产生单元和和I/Q自适应单元。本实用新型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。
文档编号H04L27/26GK202231740SQ20112041718
公开日2012年5月23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