专利名称：一种校正同相正交信号的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及信号处理领域，特别涉及一种校正同相正交信号的方法和装置。
背景技术：
信号处理技术中，通常将复数信号通过正交采样分为I αη-Phase，同相)信号和 Q (Quadrature-Phase，正交)信号两路信号(即IQ信号，也可写为I/Q信号)。在通信系统中，发送端利用混频器将IQ信号调制到正交载波上传输出去，如
图1所示；接收端则利用正交载波将IQ信号解调分离，如图2所示。复数信号的正确分解与合成，要求IQ两路信号具有相同的幅度增益和绝对正交的相位差。在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题在实际系统中，由于混频器、DAC(Digital-Analog Converter，数模转换器)、 ADC(Analog-Digital Converter，模数转换器)和滤波器的不理想，以及传输通道特性的不一致，IQ信号的幅度增益并不完全相同；由于移相器的不理想和通道相位的非线性失真， IQ信号的相位也不完全正交；同时，系统中的本振泄露等因素还会导致IQ信号产生直流偏移的问题。因此，在实际通信系统中，接收端得到的I、Q信号s'工和^ Q往往是发送I、 Q信号&和sQ的失真耦合，具体关系如公式(1) (2)所示
权利要求
1.一种校正同相正交IQ信号的方法，其特征在于，所述方法包括保存上一帧的I信号和上一帧的Q信号；接收当前帧的I信号和当前帧的Q信号，根据所述上一帧的I信号消除当前帧的I信号中的直流偏置，根据所述上一帧的Q信号消除当前帧的Q信号中的直流偏置；保存上一帧消除直流偏置后的I信号和上一帧消除直流偏置后的Q信号；根据上一帧消除直流偏置后的I信号和上一帧消除直流偏置后的Q信号对当前帧消除直流偏置后的I信号和当前帧消除直流偏置后的Q信号进行几何校正得到当前帧校正后的 I信号和当前帧校正后的Q信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述上一帧的I信号消除当前帧的I信号中的直流偏置，根据所述上一帧的Q信号消除当前帧的Q信号中的直流偏置，具体包括对所述上一帧的I信号的平均电平值进行统计得到上一帧的I信号的直流偏置量，根据所述上一帧的I信号的直流偏置量消除所述当前帧的I信号和当前帧的Q信号的直流偏置；对所述上一帧的Q信号的平均电平值进行统计得到上一帧的Q信号的直流偏置量，根据所述上一帧的Q信号的直流偏置量消除所述当前帧的Q信号的直流偏置。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据上一帧消除直流偏置后的I信号和上一帧消除直流偏置后的Q信号对当前帧消除直流偏置后的I信号和当前帧消除直流偏置后的Q信号进行几何校正得到当前帧校正后的I信号和当前帧校正后的Q信号，具体包括将所述上一帧消除直流偏置后的I信号和上一帧消除直流偏置后的Q信号使用星座图进行表示；分别统计所述上一帧消除直流偏置后的I信号和上一帧消除直流偏置后的Q信号的星座图的第1、2象限内的均值矢量得到第一矢量和第二矢量；根据所述第一矢量和第二矢量计算得到第三矢量、第四矢量，并计算得到所述第四矢量与X轴的夹角α，其中，所述第三矢量为所述第一矢量和第二矢量的平均矢量，所述第四矢量为所述第一矢量和第二矢量的差；根据所述第三矢量、第四矢量和夹角α对所述当前帧的消除直流偏置后的I信号和当前帧的消除直流偏置后的Q信号进行几何校正得到当前帧校正后的I信号和当前帧校正后的Q信号。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述分别统计所述上一帧消除直流偏置后的I信号和上一帧消除直流偏置后的Q信号的星座图的第1、2象限内的均值矢量得到第一矢量和第二矢量之前，所述方法还包括将所述上一帧消除直流偏置后的I信号和上一帧消除直流偏置后的Q信号的星座图的第3、4象限沿着原点旋转180度。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述根据所述第三矢量、第四矢量和夹角α对所述当前帧的消除直流偏置后的I信号和当前帧的消除直流偏置后的Q信号进行几何校正得到当前帧校正后的I信号和当前帧校正后的Q信号，具体包括将所述当前帧的消除直流偏置后的I信号与所述第四矢量相乘，得到当前帧校正后的I信号，将所述当前帧的消除直流偏置后的Q信号与所述夹角α相乘后，再与所述第三向量相乘，得到当前帧校正后的Q信号。
6.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述根据所述第三矢量、第四矢量和夹角α对所述当前帧的消除直流偏置后的I信号和当前帧的消除直流偏置后的Q信号进行几何校正得到当前帧校正后的I信号和当前帧校正后的Q信号之前，所述方法还包括对所述第三向量和第四向量进行步长控制。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述得到当前帧校正后的I信号和当前帧校正后的Q信号之后，所述方法还包括根据一阶自适应滤波结构对所述当前帧校正后的I信号和当前帧校正后的Q信号进行逐符号的修正，得到当前帧修正后的I信号和当前帧修正后的Q信号，并将所述当前帧修正后的I信号和当前帧修正后的Q信号合成为复信号。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据一阶自适应滤波结构对所述当前帧校正后的I信号和当前帧校正后的Q信号进行逐符号的修正，具体包括利用权重系数C1GO和Cq(k)根据第一公式对所述当前帧校正后的I信号和当前帧校正后的Q信号进行逐符号的失真补偿，所述第一公式具体为
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括当对所述复信号进行判决输出后，接收所述进行判决输出后的判决结果。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述接收所述进行判决输出后的判决结果之后，所述方法还包括根据所述复信号和所述判决结果使用第二公式对所述权重系数进行修正，所述第二公式具体为
11.一种校正同相正交IQ信号的装置，其特征在于，所述装置包括第一保存模块，用于保存上一帧的I信号和上一帧的Q信号；第一校正模块，用于接收当前帧的I信号和当前帧的Q信号，根据所述第一保存模块保存的所述上一帧的I信号消除当前帧的I信号中的直流偏置，根据所述第一保存模块保存的所述上一帧的Q信号消除当前帧的Q信号中的直流偏置；第二保存模块，用于保存所述第一校正模块得到的上一帧消除直流偏置后的I信号和上一帧消除直流偏置后的Q信号；第二校正模块，用于根据所述第二保存模块保存的上一帧消除直流偏置后的I信号和上一帧消除直流偏置后的Q信号对当前帧消除直流偏置后的I信号和当前帧消除直流偏置后的Q信号进行几何校正得到当前帧校正后的I信号和当前帧校正后的Q信号。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第一校正模块，具体包括第一统计单元，用于对所述上一帧的I信号的平均电平值进行统计得到上一帧的I信号的直流偏置量，根据所述上一帧的I信号的直流偏置量消除所述当前帧的I信号和当前帧的Q信号的直流偏置；第一校正单元，用于对所述上一帧的Q信号的平均电平值进行统计得到上一帧的Q信号的直流偏置量，根据所述上一帧的Q信号的直流偏置量消除所述当前帧的Q信号的直流偏置。
13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第二校正模块，具体包括 转换单元，用于将所述上一帧消除直流偏置后的I信号和上一帧消除直流偏置后的Q信号使用星座图进行表示；第二统计单元，用于分别统计所述上一帧消除直流偏置后的I信号和上一帧消除直流偏置后的Q信号的星座图的第1、2象限内的均值矢量得到第一矢量和第二矢量；第一计算单元，用于根据所述第一矢量和第二矢量计算得到第三矢量、第四矢量，并计算得到所述第四矢量与X轴的夹角α，其中，所述第三矢量为所述第一矢量和第二矢量的平均矢量，所述第四矢量为所述第一矢量和第二矢量的差；第二校正单元，用于根据所述第三矢量、第四矢量和夹角α对所述当前帧的消除直流偏置后的I信号和当前帧的消除直流偏置后的Q信号进行几何校正得到当前帧校正后的I 信号和当前帧校正后的Q信号。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述第二校正模块，还包括旋转单元，用于在所述第二统计单元分别统计所述上一帧消除直流偏置后的I信号和上一帧消除直流偏置后的Q信号的星座图的第1、2象限内的均值矢量得到第一矢量和第二矢量之前，将所述上一帧消除直流偏置后的I信号和上一帧消除直流偏置后的Q信号的星座图的第3、4象限沿着原点旋转180度。
15.根据权利要求13或14所述的装置，其特征在于，所述第二校正单元，具体包括 第一校正子单元，用于将所述当前帧的消除直流偏置后的I信号与所述第四矢量相乘，得到当前帧校正后的I信号；第二校正子单元，用于将所述当前帧的消除直流偏置后的Q信号与所述夹角α相乘后，再与所述第三向量相乘，得到当前帧校正后的Q信号。
16.根据权利要求13或14所述的装置，其特征在于，所述第二校正模块，还包括 步长控制单元，用于在所述第二校正单元根据所述第三矢量、第四矢量和夹角α对所述当前帧的消除直流偏置后的I信号和当前帧的消除直流偏置后的Q信号进行几何校正得到当前帧校正后的I信号和当前帧校正后的Q信号之前，对所述第三向量和第四向量进行步长控制。
17.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述装置还包括自适应跟踪模块，用于在所述第二校正模块得到当前帧校正后的I信号和当前帧校正后的Q信号之后，根据一阶自适应滤波结构对所述当前帧校正后的I信号和当前帧校正后的Q信号进行逐符号的修正，得到当前帧修正后的I信号和当前帧修正后的Q信号，并将所述当前帧修正后的I信号和当前帧修正后的Q信号合成为复信号。
18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述自适应跟踪模块，具体包括第三校正单元，用于利用权重系数C1GO根据第一公式对所述当前帧校正后的I信号和当前帧校正后的Q信号进行逐符号的失真补偿，所述第一公式具体为 其中，s' Jk)为进行失真补偿前的I信号，s' Q(k)为进行失真补偿前的Q信号，Sl(k) 为进行失真补偿后的I信号，sQ (k)为进行失真补偿后的Q信号，k表示第k符号；合成单元，用于将修正后的IQ信号合成为复信号。
19.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，所述装置还包括判决结果接收模块，用于当对所述复信号进行判决输出后，接收所述进行判决输出后的判决结果。
20.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，所述装置还包括权重系数修正模块，用于在所述判决结果接收模块接收所述进行判决输出后的判决结果之后，根据所述复信号和所述判决结果使用第二公式对所述权重系数进行修正，所述第二公式具体为
全文摘要
本发明公开了一种校正同相正交信号的方法和装置，属于信号处理领域。所述方法包括保存接收前端输出的上一帧的I信号和上一帧的Q信号，根据所述上一帧的I信号和上一帧的Q信号消除当前帧的I信号和当前帧的Q信号的直流偏置，并根据所述上一帧消除直流偏置后的I信号和上一帧消除直流偏置后的Q信号对所述当前帧消除直流偏置后的I信号和当前帧消除直流偏置后的Q信号进行几何校正得到当前帧校正后的I信号和当前帧校正后的Q信号。本发明可以消除IQ信号的失真，消除IQ信号星座图的扭曲，便于后续信号处理和解调，并且不采用硬件，能够极大的降低硬件成本。
文档编号H04L25/03GK102549994SQ201180002493
公开日2012年7月4日 申请日期2011年11月15日 优先权日2011年11月15日
发明者吕瑞 申请人:华为技术有限公司