一种基于互补网络正交调制器电路参数的校正方法技术

本发明专利技术公开了一种基于互补网络正交调制器的失真校正方法，该方法如下：将基带测试信号x(t)输入到正交调制器电路得到射频信号s(t)；s(t)在反馈通道中经过下变频、ADC采样，输出信号yI(t)；在数据预处理模块中，对yI(t)进行预处理，得到y(t)；将y(t)代入正交调制器的基带信号传输方程中，求得正交调制器的电路偏差参数；根据电路偏差参数求得互补网络与正交调制器的传输关系，并构建互补网络；使用时，先将待调制的基带信号X(t)送到互补网络中进行预补偿，再输入正交调制器进行调制，输出射频信号。本发明专利技术利用互补网络对信号进行预补偿，实现对调制失真的准确校正，无需通过复杂的操作来修正正交调制器的电路参数。本发明专利技术适用于正交调制器信号校正领域。

【技术实现步骤摘要】
一种基于互补网络正交调制器电路参数的校正方法
本专利技术涉及数字通信领域，更具体的，涉及一种基于互补网络正交调制器电路参数的校正方法。
技术介绍
正交调制器是基站、电台、手机等通信设备中的一种射频器件，由I与Q两路调制器组成，其中：基带调制信号的实部称作I路信号，输入I路调制器；基带调制信号的虚部称作Q路信号，输入QI路调制器。它将输入的基带信号从低频搬移到很高的频率上，然后经过功率放大器将能量放大以后，由天线发射出去。在理想条件下，射频信号是没有无失真的，此时的星座图(16QAM调制)见图1，图中各点的间隔均匀，端正，中心在(0,0)点。由于模拟器件的一致性不高，经过正交调制后的信号一般都含有比较强的镜像泄漏、本振泄漏等失真成分，其频谱密度仅比有用信号低20～40dB。这些无用的泄漏成分叠加到有用的射频信号上，将使信号的质量变差，表现为星座图出现压扁，倾斜，偏离中心点等畸变，如图2所示。进而导致在通信中对噪声的承受能力变差，误码率升高，灵敏度降低。为了避免由于上述问题而导致通信能力下降，必须设法降低正交调制器中的失真，目前主要采用的校正方法为调节正交调制器的电路参数实现校正。但在实际应用中存在不方便调节电路参数的情况，因此需要一种新的解决办法，在不调节正交调制器电路参数的条件下也能实现信号校正。
技术实现思路
本专利技术在不方便对正交调制器的电路参数进行调节的情况下，提供了一种基于互补网络的正交调制器电路失真校正方法，其具有操作简单，在数字处理模块内实现，无需直接对正交调制器电路参数进行校正的特点。为实现上述本专利技术目的，采用的技术方案如下：一种基于互补网络的正交调制器失真校正方法，该校正方法步骤如下：S1：将基带测试信号x(t)输入到正交调制器电路，输出射频信号s(t)；s(t)在反馈通道中经过下变频、ADC采样，输出数字中频信号yI(t)；S2：在数据预处理模块中，对yI(t)进行预处理变换到基带，得到y(t)；S3：将y(t)代入正交调制器的基带信号传输方程s0(t)中，求得正交调制器的电路偏差参数；S4：将互补网络连接在正交调制器的输入端，根据电路偏差参数求得互补网络与正交调制器的传输关系；S5：根据电路偏差参数与互补网络与正交调制器的传输关系，构建互补网络；S6：在正常的使用状态下，先将待调制的基带信号X(t)送到互补网络中进行预补偿，再将预补偿后的信号输入正交调制器进行常规调制，输出无失真射频信号。优选地，所述预处理的步骤如下：1)将yI(t)做数字下变频、低通滤波处理，成为y1(t)；2)将y1(t)与x(t)做时延上的对齐，成为y2(t)；3)消除y2(t)中的载频偏差、相位偏差，成为y3(t)；4)将y3(t)的能量调整到与x(t)相同，成为y(t)。进一步地，通过预处理得到y(t)；所述y(t)的表达式如下：y(t)＝A·x(t)+B·x*(t)+DC所述估计y(t)中的泄漏分量及其幅度，将时刻t＝1,2,3,….N对应的N个采样数据x(t)、y(t)代入y(t)中，得到一个关于未知量A、B、DC的线性方程组；解得这些复系数，记为A＝αi+jαq、B＝βi+jβq、DC＝DC2+jDC1，此时y(t)的表达式为y(t)≈(αi+jαq)·x(t)+(βi+jβq)·x*(t)+DC2+jDC1＝(αi+jαq)·(I+jQ)+(βi+jβq)·(I-jQ)+DC2+jDC1然后将y(t)代入正交调制器的基带信号传输方程s0(t)中；其中：A是数据y(t)中x(t)分量的大小；B是共轭信号x*(t)分量的大小；DC是本振泄漏成分的强度；αi、αq分别是A的实部、虚部；βi、βq分别是B的实部、虚部；DC2、DC1分别是DC的实部、虚部。进一步地，所述正交调制器的基带信号传输方程s0(t)的表达式如下：其中：a、b表示正交调制器的I路、Q路的增益，在理想情况下，a＝b；dc1、dc2表示电路中的直流偏置或存在寄生、耦合效应时对应的直流分量，在理想情况下，dc1＝0、dc2＝0；表示正交的本振信号，ω为输出的射频频率；表示正交本振信号的相位差偏离90度的大小，在理想情况下，进一步地，求解正交调制器的电路参数，令y(t)等于s0(t)，解得正交调制器的电路参数如下：优选地，所述互补网络与正交调制器的传输关系的表达式如下：令I2＝I,Q2＝Q，得到校正器的参数为：结合y(t)的表达式，得到其中：G表示正交调制器的等效基带信号模型中的I/Q信号的混合矩阵；C表示互补网络中的I/Q信号的混合矩阵；Q表示X(t)的输入互补网络的Q路信号；I表示X(t)的输入互补网络的I路信号；Q1表示输出互补网络的Q路信号，同时也是输入正交调制器的Q路信号；I1表示输出互补网络的I路信号，同时也是输入正交调制器的I路信号；Q2表示Q1通过正交调制器调制后的信号；I2表示I1通过正交调制器调制后的信号。进一步地，与y(t)的表达式相应的正交调制器的基带等效模型中的信号变换关系如下：所述基带信号x1(t)的Q路信号Q1分成两路输入正交调制器中，其中一路放大g11倍后与来自I1路放大g12倍后的信号相加，将得到的信号与DC1进行相加运算，输出信号Q2；所述基带信号x1(t)的I路信号I1分成两路输入正交调制器中，其中一路放大g22倍后与来自Q1路放大g21倍后的另一路信号相加，将得到的信号与DC2进行相加运算，输出信号I2。优选地，所述互补网络的基带等效模型信号处理如下：所述基带信号x(t)的Q路信号分成两路输入正交调制器中，其中一路放大C11倍后与来自I路放大C12倍后的信号进行相加运算，将得到的信号与DC3进行相加运算，输出信号Q1；所述基带信号x(t)的I路信号分成两路输入正交调制器中，其中一路放大C22倍后与来自Q路放大C21倍后的另一路Q路信号进行相加运算，将得到的信号与DC4进行相加运算，输出信号I1；所述信号Q1和信号I1构成校正后的基带信号x1(t)，并分别输入到正交调制器中进行调制。本专利技术的有益效果如下：本专利技术通过发射一段测试信号估计出正交调制器的电路偏差参数，根据电路偏差参数与互补网络与正交调制器的传输关系，推算出互补网络的参数。在应用中，先将基带信号送进由互补网络构成的校正器，对信号进行预补偿处理；再将该预补偿信号通过正交调制器完成调制，其输出射频信号中的调制失真能够被有效的抑制掉。实现了在不方便对正交调制器的电路参数进行调节的情况下，降低调制失真的目的。附图说明图1是正常信号示意图。图2是失真信号示意图。图3是本专利技术基于互补网络正交调制器电路参数的校正方法的流程图。图4是本专利技术估计正交调制器电路参数示意图。图5是本专利技术正交调制器的基带等效模型示意图。图6是本专利技术互补网络的基带等效模型示意图。图7是本专利技术互补网络与正交调制器连接示意图。图8是本专利技术正交调制器失真信号的星座图及互补网络预处理信号的星座图。图9是采用本专利技术校正方法输出的星座图。具体实施方式:下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做详细描述。实施例1如图3所示，一种基于互补网络的正交调制器失真校正方法，该校正方法步骤如下：S1：将基带测试信号x(t)输入到正交调制器电路，输出射频信号s(t)；s(t)在反馈通道中经过衰减、与cos(ωrt本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于互补网络的正交调制器失真校正方法，其特征在于：该校正方法步骤如下：S1：将基带测试信号x(t)输入到正交调制器电路，输出射频信号s(t)；s(t)在反馈通道中经过下变频、ADC采样，输出数字中频信号yI(t)；S2：在数据预处理模块中，对yI(t)进行预处理变换到基带，得到y(t)；S3：将y(t)代入正交调制器的基带信号传输方程s0(t)中，求得正交调制器的电路偏差参数；S4：将互补网络连接在正交调制器的输入端，根据电路偏差参数求得互补网络与正交调制器的传输关系；S5：根据电路偏差参数与互补网络与正交调制器的传输关系，构建互补网络；S6：在正常的使用状态下，先将待调制的基带信号X(t)送到互补网络中进行预补偿，将预补偿后的信号输入正交调制器进行常规调制，输出无失真射频信号。

【技术特征摘要】
1.一种基于互补网络的正交调制器失真校正方法，其特征在于：该校正方法步骤如下：S1：将基带测试信号x(t)输入到正交调制器电路，输出射频信号s(t)；s(t)在反馈通道中经过下变频、ADC采样，输出数字中频信号yI(t)；S2：在数据预处理模块中，对yI(t)进行预处理变换到基带，得到y(t)；S3：将y(t)代入正交调制器的基带信号传输方程s0(t)中，求得正交调制器的电路偏差参数；S4：将互补网络连接在正交调制器的输入端，根据电路偏差参数求得互补网络与正交调制器的传输关系；S5：根据电路偏差参数与互补网络与正交调制器的传输关系，构建互补网络；S6：在正常的使用状态下，先将待调制的基带信号X(t)送到互补网络中进行预补偿，将预补偿后的信号输入正交调制器进行常规调制，输出无失真射频信号。2.根据权利要求1所述的基于互补网络的正交调制器失真校正方法，其特征在于：所述预处理的步骤如下：1)将yI(t)做数字下变频、低通滤波处理，成为y1(t)；2)将y1(t)与x(t)做时延上的对齐，成为y2(t)；3)消除y2(t)中的载频偏差、相位偏差，成为y3(t)；4)将y3(t)的能量调整到与x(t)相同，成为y(t)。3.根据权利要求2所述的基于互补网络正交调制器电路参数的校正方法，其特征在于：通过预处理得到y(t)；所述y(t)的表达式如下：y(t)＝A·x(t)+B·x*(t)+DC所述估计y(t)中的泄漏分量及其幅度，将时刻t＝1,2,3,….N对应的N个采样数据x(t)、y(t)代入y(t)中，得到一个关于未知量A、B、DC的线性方程组；解得这些复系数，记为A＝αi+jαq、B＝βi+jβq、DC＝DC2+jDC1，此时y(t)的表达式为y(t)≈(αi+jαq)·x(t)+(βi+jβq)·x*(t)+DC2+jDC1＝(αi+jαq)·(I+jQ)+(βi+jβq)·(I-jQ)+DC2+jDC1然后将y(t)代入正交调制器的基带信号传输方程s0(t)中；其中：A是数据y(t)中x(t)分量的大小；B是共轭信号x*(t)分量的大小；DC是本振泄漏成分的强度；αi、αq分别是A的实部、虚部；βi、βq分别是B的实部、虚部；DC2、DC1分别是DC的实部、虚部。4.根据权利要求3所述的基于互补网络的正交调制器失真校正方法，其特征在于：所述正交调制器的基带信号传输方程s0(t)的表达式如下：其中：a、b表示...

【专利技术属性】
技术研发人员：王彦，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第七研究所，
类型：发明
国别省市：广东,44