一种收发端联合正交调制校准的装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种收发端联合正交调制校准的装置及其方法，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。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。

【技术实现步骤摘要】
一种收发端联合正交调制校准的装置及其方法
本专利技术属于通信
；具体涉及一种收发端联合正交调制校准的装置及其方法。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术的技术方案是：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，本专利技术的特点还在于：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BWs＝fu-fd，满足其中fd为下截止频率，fu为上截止频率，fs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[fd,fu]之间和[-fu,-fd]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at,bt,ct,dt为与镜像相关的校准参数，at,bt,ct,dt为与本振相关的校准参数；在IQ校准模块中为ar,br,cr,dr与镜像相关的校准参数，为与本振相关的校准参数。本专利技术还提供了一种收发端联合正交调制校准的装置，包括非理想的接收机和发射机，其中发射机包括IQ预畸变校准模块和训练序列发生器，IQ预畸变校准模块和训练序列发生器通过校准通道连接数模转换器，数模转换器通过正交调制模块后输出射频信号，并且通过耦合器的耦合环回传递给接收机；接收机接收发射机发射的射频信号，并且通过校准通道将射频信号传递给正交解调模块，正交解调模块通过模数转换器将接收信号发送给频域分析模块，频域分析模块得到IQ不平衡参数的估计，并且将参数传递给发射机的IQ预畸变校准模块和接收机的IQ校准模块。更进一步的，本专利技术的特点还在于：其中数模转换器和正交调制模块之间设置有低通滤波器，正交解调模块和模数转换器之间设置有低通滤波器。其中正交调制模块和正交解调模块均连接一个LO振荡器，LO振荡器向正交调制模块和正交解调模块发送本振信号。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：训练序列经过正交调制、耦合环回和正交解调后能够避免收发端产生的本振泄漏和镜像泄漏信号在频域混叠；在频域分析时采用不同的频点组合实现收发端IQ不平衡因素的分离，并且选取不同的频点，可以在保留一端有用信号、本振泄露和镜像泄漏的前提下，屏蔽另一端的有用信号、本振泄露和镜像泄漏影响。更进一步的，训练序列信号通过频谱搬移或者希尔伯特变换得到，并且训练序列信号采用正频率单边谱复信号或者负频率单边谱复信号；其中负频率单边谱复信号和正频率单边谱复信号的处理原理相同。更进一步的，提出了使用接收训练序列的幅频和相频信息从而估计IQ不平衡参数，该方法下收发端的IQ不平衡畸变可以选用相同形式的通用模型。更进一步的，提出了使用多组不同的IQ训练序列，并且通过IQ训练序列的幅频信息估计发射机和接收机的IQ不平衡参数；该方法无需考虑训练序列信号耦合回路时延，收发本振相位差异以及训练序列收发不同步造成的接收信号相位变化。本专利技术的有益效果还在于，提供了能够实现上述方法的装置，在进行IQ校准时，将源选择切换为校准通道，并且发射机产生训练序列信号，经过正交调制模块输出射频信号，射频信号经过耦合环回到接收机，然后经过正交解调进行频域分析后得到IQ不平衡参数的估计，然后根据估计出的参数分别更新发射机的IQ预畸变校准模块和接收机的IQ校准模块。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术中发射机IQ畸变校准模型示意图；图3为本专利技术中接收机IQ校准模型示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术的技术方案进一步说明。本专利技术提供了一种收发端联合正交调制校准的方法，该方法基于非理想的发射机和接收机，其中发射机和接收机的源选择均切换为校准通道；其中发射机产生训练序列，并且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，然后再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校准模型，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，且接收机的频域分析选取不同的频点。具体的本专利技术中的发射机的训练序列信号的频域谱为训练序列信号带宽为BWs＝fu-fd，并满足即训练序列信号为单边谱复信号，其中fd为下截止频率，fu为上截止频率，fs为采样频率。该训练序列信号通过频谱搬本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种收发端联合正交调制校准的方法，其特征在于，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；所述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。

【技术特征摘要】
1.一种收发端联合正交调制校准的方法，其特征在于，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；所述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。2.根据权利要求1所述的收发端联合正交调制校准的方法，其特征在于，所述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BWs＝fu-fd，满足其中fd为下截止频率，fu为上截止频率，fs为采样频率。3.根据权利要求2所述的收发端联合正交调制校准的方法，其特征在于，所述训练序列信号通过频谱搬移或者希尔伯特变换得到。4.根据权利要求2所述的收发端联合正交调制校准的方法，其特征在于，所述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。5.根据权利要求1所述的收发端联合正交调制校准的方法，其特征在于，所述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[fd,fu]之间和[-fu,-fd]之间，从而估计IQ不平衡参数。6.根据权利要求1所述的收发端联合正交调制校准的方法，其特征在于，所述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...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晨，张文，
申请(专利权)人：王晨，
类型：发明
国别省市：陕西,61