一种新型宽带接收机iq通道失配的数字校正方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种新型宽带接收机IQ通道失配的数字校正方法，主要用于通信领 域。
【背景技术】
[0002] 在现代通信系统中，由于各种因素的影响，I/Q通道之间通常会发生失配现象，运 样会降低接收机的动态范围，进而影响了整个通信系统的工作性能。
[0003] 由于从正交变化的I/Q两路信号中，很容易获得目标信号的Ξ个特征参数，即瞬时 幅度、瞬时相位和瞬时频率，所W在现代通信系统中常常采用正交双通道处理技术。同时， 正交双通道处理在采样频率不变的情况下使系统带宽增加一倍。在无线通信系统接收端， 由于模拟环节及器件的影响，I/Q两路信号的幅度不可能完全一致，相位差也不可能是理想 的90度。运两种误差会使信号在频谱上产生镜像，降低通信系统接收端的动态范围，在宽带 系统中，运种情况更为严重。另外，还存在直流分量的影响。运Ξ种误差是影响通信系统接 收端性能的关键因素。要提高通信系统的整体性能，就必须对运Ξ种误差进行处理。
[0004] 现有技术中，一:对于无线通信系统中的窄带信号，比较常用的一种方法是利用测 试信号得到一组校正参数，然后采用正交变化的方式进行校正。二:在对校正参数进行估计 时，常用的方法是通过一种计算量较小的简化模型来完成，即W4倍于测试信号的频率对测 试信号进行过采样，再进行4点DFT变换得到校正参数。通常，DFT变换的点数越多，现聯精度 就越高，但是所需要的计算时间也会相应较长;减少DFT的点数，所需要的计算时间会缩短， 但是测试精度会降低。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于，提出一种充分利用IQ数字信号的幅频特性，W窄带信号的校 正为基础，并在此基础上提出IQ通道失配的数字校正方法。
[0006] 本发明采用一种基于时域计算正交双通道误差的方法，可W只用一个采样率完成 对频带内不同频点的测试，同时也避免了对DFT变换点数的选择。
[0007] 对于窄带信号，通常假设I/Q信号误差在某一特定的频段上为一常量，经过正交双 通道处理后，可W分别求出增益误差和相位误差;经过校正后，I/Q两路信号互相正交且幅 度相等;对于直流偏置可W直接从I/Q信号中减去，运样直流偏置的影响也消除了。
[000引在实际过程中，宽带信号与窄带信号的不同之处在于，宽带信号的I/Q误差在其包 含的整个频带范围内不能视为一个常量，而是频率的一个函数。此时由Ξ个滤波器组成的 滤波器组起到关键作用。经过正交双通道处理的I/Q信号，先减去直流偏置，再经过滤波器 组滤波，在输出端得到经过校正的I/Q信号。
[0009] 本发明解决其技术问题采用的技术方案是：
[0010] -种新型宽带接收机IQ通道失配的数字校正方法，ADC忍片完成射频信号到数字 信号的转换，之后通过混频器实现数字信号的正交变换得到I/Q信号，校正滤波器系数计算 模块根据输入的实时I/Q信号完成滤波器系数的生成并将系数发送给FIR复系数滤波器校 正模块W完成校正功能，同时FIR复系数滤波器校正模块对输入的失配I/Q信号进行校正， DUC模块完成校正后的信号的上变频，最后D/A模块完成上变频后的数字信号与DA忍片的接 口时序操作。
[0011]所述的通过混频器实现数字信号的正交变换，得到两路I/Q信号，分别为：
[0014] 其中，Ai、Aq分别为I、Q两路信号的振幅，f为输出频率，P为相位误差，di、d2分别为 I、Q两路的直流分量。
[0015] 所述的校正滤波器系数计算模块根据输入的实时I/Q信号完成滤波器系数的生 成，具体过程如下：
[0016] 在满足下列条件时：
[0020]其中，Μ为整数，N为样本点数，fs为采样率，f。为输入信号频率；当W上Ξ公式满足 时，求出直流偏置dl、d2:
[0023] 将直流偏置从I、Q两路信号中去掉，设去掉直流偏置后的两路信号分别为Ii(n)，化 (η)，则分别为：
[0024] Ii(n) = I(n)-di
[0025] Qi(n) =Q(n)-d2
[0026] 由Ii(n)，化(η)的表达式，分别求出Ai、Aq:
[0027]
[002引
[0029]由此，求得增益误差λ及相位误差祭；
[0032] 所述的FIR复系数滤波器校正模块对输入的失配I/Q信号进行校正，具体包括两种 情况；
[0033] (1 )、对于窄带信号，首先假设I/Q误差在整个频段上为一常量，设经过混频变换 后，I/Q两路信号分别为：
[0034] I(n) =Acos(2 时 n+目）+di
[0035]
[0036] 上面两式中，λ为增益误差，为相位误差，对于直流分量di、d2,可W直接从I、Q两 路信号中减去;而对于增益误差λ，相位误差取，可W由正交化方法得到：
[0037]
[003引式中，态一:纖琴'，《一'-激辕攀，Ρ=1/(1+λ);经过校正后，12、化两路信号相互正交 且幅度相等，同时消除了直流偏置的影响；
[0039] (2)、对于宽带信号，I/Q误差在整个频段范围内不能视为一个常量，而是频率的一 个函数;根据前面推证的单频点信号（窄带信号），分别对混频系统输入m个测试信号，可W 得到Ci、Si、Pi，i = 1，2，…m;此时可W构建一个滤波器组：
[0043] fc(Zl)、fs(Zl)、fp(Zl)分别为Cl的函数表达式、Si的函数表达式、Pi的函数表达式； Zi，Z2,……Zi为宽带信号中对应的每一个频点，Z是相位为ω的复变量，
[0044] ω C = 2时c/fs，fC为输入信号的频率，上述Ξ式所示的Ξ个滤波器组成校正滤波器 组，经过混频输出的I /Q信号，先减去直流偏置，再经过滤波器组滤波，在输出端得到经过校 正的I/Q信号。
[0045] 该方法具有算法简单，占用硬件资源少，可移植性强，后期维护简便等优点。利用 该方法，可W降低信号在频谱上的镜像，整个工作带宽内的幅相误差得到了有效的校正，增 大无线通信设备的动态范围，满足宽带无线通信系统的要求。
【附图说明】
[0046] 图1是一种典型的无线通信系统的组成框图。一般由射频链路、AD/DA、数字算法部 分组成。射频链路完成射频信号的接收与发送，AD/DA完成射频信号与中频信号的相互转 换，数字算法部分完成滤波、同步W及其他特殊功能。其中I/Q通道失配的校正在数字算法 部分实现。
[0047] 图2是本发明的一种实施例。ADC忍片完成射频信