一种校正WiFi发射机IQ不平衡的方法和设备与流程

本发明涉及通信，特别涉及一种校正wifi发射机iq不平衡的方法和设备。

背景技术：

1、发射机中的镜像失真主要有两部分来源，分别是fdiq(频率相关的iq不平衡)和fiiq(频率无关的iq不平衡)。由于正交调制器存在增益不平衡和相位不平衡，导致调制器产生fiiq分量。调制前的信号分为i、q两路，i、q会经过模拟低通滤波器(lpf)，由于两路的lpf群延迟及增益存在差异，导致输出信号产生fdiq分量。发射机中的镜像失真会恶化发射机的evm(误差向量幅度)，因此需要估计链路上的fdiq和fiiq的失真参数，并补偿到发射链路，消除镜像失真，提高发射链路的信噪比。

2、传统的发射机iq不平衡的校准方案需要额外的反馈通道，获得调制器的失真数据，并且需要在反馈链路中增加额外的本振器件。反馈通道中的本振器件的作用，一是把发射机的信号的射频频率搬移至零频，二是为了把反馈通道本振的iq不平衡和发射机的iq不平衡区分开，反馈通道的本振频率不能和发射机相同。这将大大增加产品的硬件成本。

技术实现思路

1、为解决上述现有技术的不足，本发明提供一种不需要反馈通道和反馈本振的校正wifi发射机iq不平衡的方法和设备。

2、本发明采用如下技术方案：一种校正wifi发射机iq不平衡的方法，

3、至少包括fdiq校准步骤和/或fiiq校准步骤；

4、所述fdiq校准步骤包括，

5、步骤s1-1，fdiq估计模块接收发射机iq两路产生的fdiq失真信号；fdiq估计模块根据fdiq失真信号估计fdiq估计模块的fdiq补偿参数，并将fdiq补偿参数更新到发射机fdiq补偿模块；

6、步骤s1-2，发射机fdiq补偿模块根据fdiq补偿参数对发射机iq两路进行补偿；

7、所述fiiq校准步骤包括，

8、步骤s2-1，启动所述fdiq校准，更新发射机fdiq补偿模块的fdiq补偿参数；

9、步骤s2-2，fiiq估计模块接收发射机iq两路产生的fiiq失真信号；fiiq估计模块根据fiiq失真信号估计fiiq估计模块的fiiq补偿参数，并将fiiq补偿参数更新到所述fiiq补偿模块；

10、步骤s2-3，发射机fiiq补偿模块根据fiiq补偿参数对发射机iq两路信息进行补偿。

11、其进一步是：所述步骤s1-2中，发射机的i路信号xi和q路信号xq经发射机fdiq补偿模块补偿后得到xi1和xq1，

12、其中，xq采用n抽头的非对称滤波器进行滤波，得到coef为fdiq补偿参数，

13、xq1相对于xq的延迟为d个时钟，d＝(n-1)/2；

14、xi通过延迟模块延迟d个时钟得到xi1。

15、所述步骤s1-1中，fdiq估计模块根据fdiq失真信号采用ls方法估计fdiq补偿参数，包括如下步骤；

16、fdiq失真信号为xi3、xq3；

17、将xi3作为目标信号，xq3作为fdiq失真的信号，

18、

19、构造相关矩阵rx和自相关矩阵ry，

20、ry＝coef*rx

21、利用高斯消元法或者cholesky法求得fdiq补偿参数coef，将coef写入到发射机fdiq补偿模块；

22、然后，重复上述步骤直到coef收敛，将收敛后的coef更新到发射机fdiq补偿模块。

23、所述步骤s1-1中，fdiq估计模块根据fdiq失真信号采用lms方法估计fdiq补偿参数coef，包括如下步骤；

24、xi1、xq1经接收机fdiq补偿模块补偿后得到xi2、xq2，

25、xi2、xq2经fdiq补偿模块a补偿后得到xi3、xq3，

26、fdiq失真信号为xi3、xq3；

27、将xi3作为目标信号，xq3作为fdiq失真的信号；

28、首先计算误差信号err，

29、err＝xi3-xq3

30、利用下式进行系数的收敛迭代，

31、coef(m+1)＝coef(m)+u*rr*xq2

32、coef(m)表示第m个时刻的fdiq补偿参数，coef(m+1)表示第m+1个时刻的fdiq补偿参数，u是coef更新的步进参数，

33、fdiq补偿参数coef按照样点进行迭代更新，每样点迭代出来的coef更新到fdiq补偿模块a，迭代更新结束后，将最终迭代后的coef更新到发射机fdiq补偿模块。

34、所述步骤s2-3中，发射机的i路信号tx_i和q路信号tx_q经发射机fiiq补偿模块补偿后得到xi和xq，

35、xi＝tx_i+tx_q*d0*d1，

36、xq＝tx_q*d0+tx_i*d1，

37、d0、d1为fiiq补偿参数。

38、所述步骤s2-2中，fiiq估计模块根据fiiq失真信号估计fiiq补偿参数，包括如下步骤；

39、fiiq失真信号为xi4、xq4；

40、发射机i路的平均功率和q路的平均功率相同，

41、fiiq建模为，

42、yi＝(i*cosθ+q*sinθ)

43、yq＝(1-α)(i*sinθ+q*cosθ)

44、其中i、q为基带iq数据，α为增益不平衡参数和θ为相位不平衡参数；

45、yi＝xi4

46、yq＝xq4

47、估计α时，设θ＝0，此时利用统计特性可以得到，

48、sum(yi2-yq2)≈2αq2

49、估计θ时，设α＝0，此时利用统计特性可以得到，

50、mean(yi*yq)≈mean((i2+q2)tanθ)

51、由于sum(yi2-yq2)和mean(yi*yq)分别正比于α和tanθ，因此将sum(yi2-yq2)和mean(yi*yq)的符号用作参数收敛的误差信号err；

52、得到如下的estimate公式，

53、α(n+1)＝α(n)+u1*sign(sum(yi2-yq2))

54、tanθ(n+1)＝tanθ(n)+u2*sign(mean(yi*yq))

55、其中，u1为α的迭代步进参数，u2为tanθ的迭代步进参数，n表示当前时刻，n+1表示下一个时刻；

56、α(n)表示第n时刻α的值，α(n+1)表示第n+1时刻α的值，tanθ(n+1)表示第n+1时刻tanθ的值，tanθ(n)表示第n时刻tanθ的值；

57、利用该公式得到fiiq补偿参数d0、d1，

58、d0＝1+α

59、d1＝-tanθ

60、最后，将d0、d1更新到发射机fiiq补偿模块。

61、一种校正wifi发射机iq不平衡的设备，

62、发射机fiiq补偿模块输入端通过开关连接业务数据和数据源，发射机fiiq补偿模块输出端连接发射机fdiq补偿模块输入端；

63、发射机fdiq补偿模块输出端连接发射机模拟单元输入端；

64、发射机模拟单元中的模拟低通滤波器输出端通过开关连接至接收机模拟单元中的模拟低通滤波器输入端，发射机模拟单元中的正交调制器输出端通过开关连接至接收机模拟单元中的正交调制器输入端；

65、接收机模拟单元输出端连接有存储单元；

66、接收机fdiq补偿模块输入端通过开关连接接收机模拟单元输出端和存储单元，接收机fdiq补偿模块输出端连接fdiq补偿模块a输入端；

67、fdiq补偿模块a输出端分别连接接收机fiiq补偿模块输入端和fdiq估计模块输入端；fdiq估计模块输出端连接发射机fdiq补偿模块输入端和fdiq补偿模块a输入端；

68、接收机fiiq补偿模块输出端连接fiiq估计模块输入端，fiiq估计模块输出端连接发射机fiiq补偿模块输入端。

69、本发明的有益效果在于：

70、对发射机的镜像泄露问题建模为fdiq模型和fiiq模型，可节省反馈通道和反馈本振，大大降低了硬件成本；针对fdiq失真，本发明提出了一种基于参考信号的校准方案，并用fir滤波结构(即fdiq补偿模块)实现fdiq的补偿；针对fiiq失真，本发明提出了一种基于盲校正的方案，对增益不平衡和相位不平衡进行估计，并将该估计结果应用到前向的补偿模块，发射机镜像可改善45dbc左右，镜像可以校正到底噪，极大改善发射机的镜像失真，提升发射机的信噪比。