[发明专利]一种收发端联合正交调制校准的装置及其方法

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域；具体涉及一种收发端联合正交调制校准的装置及其方法。

背景技术

对于一般通信系统，在发射机和接收机的正交调制模块中，由于非线性模拟器件本身的不理想以及外界温湿度等环境的变化，会给IQ两路数字信号带来增益误差、直流偏置和非正交调制相差等IQ不平衡因素。这些IQ不平衡因素在射频上会造成本振泄露及镜像泄漏。因此，通常会设计正交调制校准模块以使IQ两路在整个数据链路中达到平衡。

工程实际中使用的正交调制校准方法主要是利用训练序列估计不平衡参数并校准，现有的正交调制校准方法用于校准发射机或接收机，在一端理想的情况下来设计另一端的正交调制校准模块。利用训练序列通过正交调制模块以获取畸变输出信号，再结合正交调制模块的IQ不平衡参数对IQ数字信号的畸变模型，对获取的畸变输出信号和训练序列进行时域处理来估计正交调制模块的IQ不平衡参数，最后根据估计出的参数设计正交调制校准模块。

然而，现有正交调制校准方法存在以下一些问题：校准过程需要理想接收机或发射机，无法联合校准收发端：当接收机和发射机同时存在不平衡因素时，由于IQ数字信号在时域处理上无法将收发端带来的IQ不平衡因素分离，即无法保证射频信号的本振泄漏和镜像泄漏的指标。所以，现有方法在校准发送端的正交调制模块时，要求接收机的正交调制模块是理想的。在校准接收机的正交调制模块时，要求发射机的正交调制模块是理想的。估计参数过程复杂：根据IQ不平衡因素，增益误差、直流偏置和非正交调制相差，构建不理想正交调制模块的畸变模型，对获取的畸变输出信号做时域处理估计IQ不平衡参数，参数估计过程复杂。

发明内容

本发明提供了一种收发端联合正交调制校准的装置及其方法，在不要求理想接收机或发送机的情况下，能够联合校准收发端的正交调制模块，简化IQ不平衡参数估计过程。

本发明的技术方案是：一种收发端联合正交调制校准的方法，包括将发射机和接收机的源选择切换为校准通道，其中发射机产生训练序列，训练序列经过正交调制后输出射频信号，射频信号经过耦合通道环回到接收机，然后经过正交解调和频域分析得到IQ不平衡参数的估计，并且将IQ不平衡参数的估计更新发射机的IQ预畸变校准模块和接收机的IQ校准模块；其中发射机的正交调制和接收机的正交解调配置成不同的本振频率；接收机的频域分析选取不同的频点。

更进一步的，本发明的特点还在于：

其中发射机的训练序列信号的频域谱为训练序列信号为单边谱复信号，其宽带为BW_s＝f_u-f_d，满足其中f_d为下截止频率，f_u为上截止频率，f_s为采样频率。

其中训练序列信号通过频谱搬移或者希尔伯特变换得到。

其中训练序列信号为正频率单边谱复信号或者负频率单边谱复信号。

其中接收机的参数估计的方法为使用接收训练序列的幅频和相频信息或仅使用幅频信息估计发射机和接收机的IQ不平衡参数；其具体过程是：包括至少三个频点，包括零频点用于估计IQ两路的直流偏置，其余多个频点分别分布在[f_d,f_u]之间和[-f_u,-f_d]之间，从而估计IQ不平衡参数。

其中接收机的参数估计的方法为通过构造并使用一组或多组不同的IQ训练序列，并且通过IQ训练序列的幅频和相频信息或仅使用幅频信息估计发射机和接收机的IQ不平衡参数；其具体过程是：对IQ训练序列信号进行频域分析，不同的IQ训练序列信号通过调整IQ两路相对相移进行构造，然后根据不同IQ训练序列信号间的已知差异综合处理不同IQ训练序列的频域分析结果，从而估计出IQ不平衡参数。

其中通过参数估计更新发射机的IQ预畸变校准模块和接收机的IQ校准模块，其中包括根据估计出的IQ不平衡参数建立发射机IQ预畸变校准模型和接收机IQ校准模型，分别为和其中在IQ预畸变校准模块中a_t,b_t,c_t,d_t为与镜像相关的校准参数，a_t,b_t,c_t,d_t为与本振相关的校准参数；在IQ校准模块中为a_r,b_r,c_r,d_r与镜像相关的校准参数，为与本振相关的校准参数。