一种用于无线局域网设备的iq不平衡校正方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种用于无线局域网设备中对IQ不平衡进行校正的方法和装置。该装置由发射机IQ不平衡估计及校正和接收机IQ不平衡估计及校正组成。为了获取发射机和接收机IQ幅度失配和相位失配系数，该装置先通过一维扫描的方法估计出失配参数，然后将基带信号输入到基于该估计出的失配参数的幅相不平衡校正模块中，对失配误差进行校正。
【专利说明】—种用于无线局域网设备的IQ不平衡校正方法和装置
【技术领域】
[0001]一种用于无线局域网设备的IQ不平衡校正方法和装置，它属于数字通信【技术领域】，涉及对无线局域网设备发射机和接收机IQ不平衡进行校正。
【背景技术】
[0002]无线通信系统通常采用正交调制解调的方式，即将复信号分为幅度一致、相位正交的IQ两路进行处理。当同相(I)和正交相(Q)的本地混频器信号间的相位差不是精确的90度时，则IQ两路产生了相位失配。IQ两路的幅度失配是由混频器、滤波器以及模数/数模转换器的不一致性造成的。发射机IQ幅相失配和接收机IQ幅相失配会产生镜像信号，导致信噪比下降，对于多载波通信系统还会影响到镜像子载波的信道估计。同时为了提高通信的吞吐率通信系统正在使用更复杂的调制方式，如802.1ln使用了 64QAM和0FDM。这些复杂的调制技术对于这种低成本的直接混频接收机和发射机的同相(I)和正交相(Q)路径之间的幅相失配的敏感度成为了设计中不可回避的问题。此时消除IQ不平衡误差也成为了系统中必需的一个部分。
[0003]目前，存在两类消除IQ不平衡的方法:一、静态校正；二、动态校正。静态校正是在芯片机台测试过程中得出发射机和接收机的IQ失配参数，将测出的失配参数固定到IQ不平衡校正模块中。该方法的优点是实现起来简单，缺点是若芯片的IQ失配误差在工作一段时间后有变化，该方法无法进行再次校正。动态校正是指芯片上电后对发射机和接收机IQ失配参数进行估计并将估计出的参数写入IQ不平衡校正模块中。该方法与静态校正相比，优点是若芯片的IQ不平衡误差在工作一段时间后有变化，该方法能够再次对IQ失配进行估计和校正，缺点则是实现起来较复杂。
【发明内容】
[0004]为了解决同相与正交支路幅相失配影响正交接收机动态范围和接收性能的问题，本发明采用一种通过一维扫描估计幅相失配参数而后再将基带信号输入基于该失配参数的不平衡校正模块进行处理的方法。通过该方法可以消除发射机和接收机的IQ失配误差。
[0005]本发明提供了一种用于无线局域网设备中对发射机和接收机IQ通道的正交不一致性进行估计和校正的方法和装置，如图1、图2所示。该方法中发射机IQ失配校正是将正弦测试基带信号经过发射机IQ不平衡校正模块通过RF发射通路、Envelope Detector和LPF后，将ADC采样后的信号存储到SRAM中，计算信号能量并调整发射机校正基带参数。
[0006]完成一次扫描后，根据设定的幅相失配参数的扫描范围和梯度来调整相应的基带参数。
[0007]本发明利用一维逐次扫描的方法估计出发射机和接收机幅相失配参数，然后将基带信号输入IQ不平衡校正模型中，实现误差的校正，该方法包括下列步骤:
[0008]I)首先对发射机幅度失配参数进行估计，固定发射机相位失配参数，一维逐次扫描发射机幅度失配参数，每次扫描幅度失配参数都会在发射端对应产生一个基带信号，找出发射机幅度参数扫描过程中基带信号能量最小时对应的发射机幅度失配参数；
[0009]2)将估计出的发射机幅度失配参数固定，再一维逐次扫描发射机相位失配参数，每次扫描相位失配参数都会在发射端对应产生一个基带信号，找出发射机相位失配参数扫描过程中基带信号能量最小时对应的发射机相位失配参数；
[0010]3)将估计出的发射机幅度失配参数、相位失配参数固定，对接收机幅度失配参数进行估计，固定接收机相位失配参数，一维逐次扫描接收机幅度失配参数，每次扫描幅度失配参数都会在发射端产生一个基带信号，找出接收机幅度失配参数扫描过程中基带信号能量最小时对应的接收机幅度失配参数；
[0011]4)将估计出的接收机幅度失配参数固定，一维逐次扫描接收机相位失配参数，每次扫描相位失配参数都会在发射端产生一个基带信号，找出此次扫描过程中基带信号能量最小时对应的接收机相位失配参数,将估计出的接收机相位失配参数固定；
[0012]5)通过上述步骤，分别估计出发射机的幅度、相位失配参数和接收机的幅度、相位失配参数，实现基带信号失配校正。
[0013]其中估算发射机IQ幅度和相位不平衡误差的程度，基于所估算误差的程度进行发射机IQ不平衡校正，以减少这种误差的影响；估算接收机IQ幅度和相位不平衡误差的程度，基于所估算误差的程度进行接收机IQ不平衡校正，以减少这种误差的影响；根据IQ不平衡误差估算的范围和精度决定相应一维扫描的范围和梯度。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是发射机IQ不平衡估计和校正系统框图。
[0015]图2是接收机IQ不平衡估计和校正系统框图。
[0016]图3是发射机IQ不平衡校正模块。
[0017]图4是接收机IQ不平衡校正模块。
[0018]图5是具体实现的结构图。
【具体实施方式】
[0019]发射机IQ不平衡模型:
[0020]发射的基带复信号可以表示为:
[0021]Vbb ⑴=I (t)+jQ(t)
[0022]假设没有直流偏置的情况下，那么经过混频器后的输出信号可以表示为:
[0023]
【权利要求】
1.一种用于无线局域网设备进行IQ不平衡校正的装置，该装置含有MCU、不平衡校正模块，射频回路，存储模块，DAC模块，ADC模块，能量计算模块及调整基带参数模块，其中: MCU控制IQ不平衡校正模式的启动、结束和切换回正常收发模式；IQ不平衡校正模式启动后，将射频回路切换到IQ不平衡校正模式下； 不平衡校正模块设置失配参数，对数字IQ基带信号进行修正； 射频回路是不平衡校正模式下，通过开关切换对基带信号进行处理； 存储模块用于存储经过射频回路处理后的基带信号； DAC模块将数字基带信号恢复成模拟基带信号； ADC模块将模拟基带信号采样成数字基带信号； 能量计算模块计算存储模块中基带信号有效频点的能量； 调整基带参数模块是根据校正过程中计算出的结果对不平衡校正模块中的失配参数进行调整； 基带信号通过不平衡校正模块后，通过DAC模块进入相应射频回路中，模拟信号经过ADC模块采样成数字信号后被存到存储模块中，能量计算模块计算存储模块中基带信号相应频点能量，调整基带参数模块根据计算出的结果对基带不平衡校正模块中的失配参数进行调整。
2.一种用于无线局域网设备中对发射机和接收机IQ不平衡进行校正的方法，应用于权利要求1所述的装置中，其特征在于利用一维逐次扫描的方法估计出发射机和接收机幅相失配参数，然后将基带信号输入IQ不平衡校正模型中，实现误差的校正，该方法包括下列步骤: 1)首先对发射机幅度失配参数进行估计，固定发射机相位失配参数，一维逐次扫描发射机幅度失配参数，每次扫描幅度失配参数都会在发射端对应产生一个基带信号，找出发射机幅度参数扫描过程中基带信号能量最小时对应的发射机幅度失配参数； 2)将估计出的发射机幅度失配参数固定，再一维逐次扫描发射机相位失配参数，每次扫描相位失配参数都会在发射端对应产生一个基带信号，找出发射机相位失配参数扫描过程中基带信号能量最小时对应的发射机相位失配参数； 3)将估计出的发射机幅度失配参数、相位失配参数固定，对接收机幅度失配参数进行估计，固定接收机相位失配参数，一维逐次扫描接收机幅度失配参数，每次扫描幅度失配参数都会在发射端产生一个基带信号，找出接收机幅度失配参数扫描过程中基带信号能量最小时对应的接收机幅度失配参数； 4)将估计出的接收机幅度失配参数固定，一维逐次扫描接收机相位失配参数，每次扫描相位失配参数都会在发射端产生一个基带信号，找出此次扫描过程中基带信号能量最小时对应的接收机相位失配参数，将估计出的接收机相位失配参数固定； 5)通过上述步骤，分别估计出发射机的幅度失配参数、相位失配参数和接收机的幅度失配参数、相位失配参数，实现基带信号失配校正。
【文档编号】H04L25/03GK103916343SQ201210595909
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2012年12月28日 优先权日:2012年12月28日
【发明者】邹锦芝, 邬泳 申请人:北京中电华大电子设计有限责任公司