基于IQ通信收发系统的多通道TIADC失真校正方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于IQ通信收发系统的多通道TIADC失真校正方法，先获取IQ通信系统误差参数估计值，根据误差参数估计值分析IQ通信系统输出信号与发送端原信号的关系，并计算获得IQ通路的表达式，然后计算IQ输出信号分别通过双通道TIADC之后输出的频谱Y(jω)，根据频谱Y(jω)计算得到TIADC镜像频谱、TIADC失配频谱以及IQ不平衡频谱的补偿结果，最后在根据补偿结果进行失真校正,本发明专利技术的校正方法综合补偿了整个IQ通信收发系统所引起的失配误差，对发送端失配、接收端失配、模拟器件的误差以及部分类型的信道失真进行了补偿，整体补偿修正效果较好，提高了信号的传输质量。

Multi channel TIADC distortion correction method based on IQ communication transceiver system

The invention discloses a multichannel TIADC distortion correction method based on the IQ communication and transceiver system. First, the estimation value of the error parameter of the IQ communication system is obtained. The relation between the output signal of the IQ communication system and the original signal of the sending end is analyzed according to the estimated value of the error parameter, and the expression of the IQ path is calculated, then the IQ output signals are calculated respectively. Through the spectrum Y (J omega) output after the dual channel TIADC, the compensation results of the TIADC image spectrum, the TIADC mismatch spectrum and the IQ imbalance spectrum are calculated according to the spectrum Y (J omega). Finally, the distortion correction is carried out according to the compensation results. The correction method of the invention comprehensively compensates the mismatch error caused by the whole IQ communication and transceiver system. The transmission end mismatch, the receiver mismatch, the error of the simulator and the channel distortion of some types are compensated. The overall compensation correction effect is better, and the transmission quality of the signal is improved.

【技术实现步骤摘要】
基于IQ通信收发系统的多通道TIADC失真校正方法
本专利技术涉及模数转换领域，特别是一种基于IQ通信收发系统的多通道TIADC失真校正方法。
技术介绍
随着无线通信系统的不断发展，数字化技术的推广，对更高的采样率、更强的稳定性和更低的成本产生了越来越高的要求，而在实际的IQ通信系统当中，总是不可避免的存在各种各样的失配问题，其中主要包括射频收发终端的FI失配、模拟器件产生的FD失配和信道传输过程中的噪声和损耗等，这些失配信号会严重降低信号的传输质量以及传输信号的信噪比。另一方面，在目前集成电路工艺水平下，单片ADC的采样速度和转换精度不可能同时提高，为了在不牺牲精度的前提下提高采样率，时间交替ADC(TIADC)采样系统被提出，在时间交替ADC采样系统里有M片ADC，这些ADC的采样时钟相互之间相位差为360/M度，系统里这些ADC是同时工作，因此理论上对于被采样信号来说，时间交替ADC采样系统的采样率是单片ADC的M倍，但是由于制造工艺本身固有的缺点，不可能使得每一片ADC完全一模一样，所以必然又会使得各个通道ADC之间产生新的失配误差，从而又进一步降低了整个ADC系统的信噪比。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种基于IQ通信收发系统的多通道TIADC失真校正方法，可以校正整个通信收发系统所引发的失配误差，包括发送端的IQ失配，发送端的模拟器件误差，接收端IQ失配，接收端的模拟器件误差以及部分类型的信道失真等，可以推动TIADC在通信系统中的发展和使用。本专利技术解决其问题所采用的技术方案是：一种基于IQ通信收发系统的多通道TIADC失真校正方法，包括以下步骤：A、获取IQ通信系统误差参数估计值；B、根据误差参数估计值分析IQ通信系统输出信号与发送端原信号的关系；C、计算获得IQ通路的表达式；D、计算IQ输出信号分别通过双通道TIADC之后输出的频谱Y(jω)；E、根据频谱Y(jω)计算得到TIADC镜像频谱、TIADC失配频谱以及IQ不平衡频谱的补偿结果；F、根据补偿结果进行失真校正。进一步，所述步骤A中获取IQ通信系统误差参数估计值，所述误差参数估计值包括发送端I通道的FA误差等效通路冲击响应发送端Q通道的FA误差等效通路冲击响应发送端I通路的幅度和相位发送端Q通路的幅度和相位信道的冲击响应为g(t)、接收端I的FA误差等效通路冲击响应Q通道的FA误差等效通路冲击响应接收端I通路的幅度和相位接收端Q通路的幅度和相位对IQ通信系统中会引起误差的参数进行估计得到估计值，通过误差参数估计值可以分析出输出与输入之间的关系。进一步，所述步骤B中根据误差参数的估计值分析IQ通信系统输出信号与发送端原信号的关系，IQ通信系统输出信号与发送端原信号的关系为：其中，x(t)是IQ通信系统输出信号，s(t)为发送端的原信号，hr(t)为接收端低通滤波器的冲击响应，ψ(t)、分别为通过发送端和接收端各部分误差参数的估计值计算得到的系数，ψ(t)、由下列表达式得到：其中，g(t)为信道的冲击响应；进一步，所述步骤C中计算获得IQ通路的表达式，I通路的表达式为：Q通路的表达式为：其中，为辅助等效传递函数，s(t)为发送端的原信号。进一步，所述步骤D中计算IQ输出信号分别通过双通道TIADC之后输出的频谱Y(jω)，其中I、Q通路各支路的ADC通道传递函数分别为G0(jω)、G1(jω)、G2(jω)、G3(jω)。ADC通道传递函数也会对输入信号产生影响，通过ADC通道传递函数与输入信号可以计算得到输出频谱。进一步，频谱Y(jω)的表达式为：其中，ω′＝ω-ωs/2，HT0、HT1、HT2、HT3由IQ输出信号与I、Q通路各支路的ADC通道传递函数进行变换以及运算得到；根据频谱Y(jω)的表达式计算TIADC镜像频谱、TIADC失配频谱以及IQ不平衡频谱的补偿结果。频谱Y(jω)内包括了TIADC镜像频谱、TIADC失配频谱以及IQ不平衡频谱，通过频谱Y(jω)的表达式可以找到TIADC镜像频谱、TIADC失配频谱以及IQ不平衡频谱相对应部分的频谱，然后进行补偿即可。进一步，根据频谱Y(jω)的表达式计算TIADC镜像频谱的补偿结果，即补偿S*(-j[ω′-kωs])对应的频谱，具体步骤为：E11、TIADC输出信号y(t)经过2倍上采样器并频谱右移ω′s/4后通过带通滤波器hBP(t)得到辅助信号ya(t)，带通滤波器hBP(t)的通带为-ω′s/2≤ω≤0，ω′s是采样频率的2倍；E12、在-ω′s/2≤ω≤0频域内，构造滤波器W1(jω)＝HT1(jω)/HT0(jω)；E13、ya(t)经过滤波器W1(jω)作用并通过2倍上采样器后得到辅助信号f0(t)；E14、TIADC镜像频谱的补偿结果v1(t)＝y(t)-f0(t)。进一步，根据频谱Y(jω)的表达式计算TIADC失配频谱的补偿结果，即补偿S(j[ω′-kωs])对应的频谱，具体步骤为：E21、TIADC镜像频谱的补偿结果经频谱左移ωs/4后取共轭后得到辅助信号yb(t)；E22、构造滤波器E23、yb(t)经过滤波器W2(jω)作用并右移ωs/4后得到辅助信号f1(t)；E24、TIADC失配频谱的补偿结果v2(t)等于TIADC镜像频谱的补偿结果减去f1(t)。进一步，根据频谱Y(jω)的表达式计算IQ不平衡频谱的补偿结果，即补偿S*(-j[ω-kωs])对应的频谱，具体步骤为：E31、TIADC失配频谱的补偿结果取共轭后得到辅助信号yc(t)；E32、构造滤波器E33、yc(t)经过滤波器W2(jω)作用后得到辅助信号f2(t)；E34、IQ不平衡频谱的补偿结果v3(t)等于TIADC失配频谱的补偿结果减去f2(t)。本专利技术的有益效果是：本专利技术采用的一种基于IQ通信收发系统的多通道TIADC失真校正方法，首先获取IQ通信系统误差参数估计值，根据误差参数估计值分析IQ通信系统输出信号与发送端原信号的关系，并计算IQ通路的表达式，然后再计算IQ输出信号分别通过双通道TIADC之后输出的频谱Y(jω)，根据频谱Y(jω)的表达式可以计算得到TIADC镜像频谱、TIADC失配频谱以及IQ不平衡频谱的补偿结果，最后再根据这些补偿结果设计对应的滤波器对失真频谱进行失真校正，综合补偿了整个IQ通信收发系统所引发的失配误差，提高信号的传输质量，补偿修正效果较好。附图说明下面结合附图和实例对本专利技术作进一步说明。图1是本专利技术的IQ通信收发系统框图；图2是本专利技术TIADC镜像频谱补偿的结构图；图3是本专利技术TIADC失配频谱补偿结的构图；图4是本专利技术IQ不平衡频谱补偿的结构图；图5是专利技术一种基于IQ通信收发系统的多通道TIADC失真校正方法的流程框图；图6是本专利技术TIADC输出信号频谱成分示意图；图7是补偿效果图。具体实施方式参照图1-图5，本专利技术的一种基于IQ通信收发系统的多通道TIADC失真校正方法，先获取IQ通信系统误差参数估计值，根据误差参数估计值分析IQ通信系统输出信号与发送端原信号的关系，并计算获得IQ通路的表达式，然后计算IQ输出信号分别通过双通道TIADC之后输出的频谱Y(jω)，根据频谱Y(jω)计算得到TIADC镜像频谱、TIAD本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于IQ通信收发系统的多通道TIADC失真校正方法，其特征在于：包括以下步骤：A、获取IQ通信系统误差参数估计值；B、根据误差参数估计值分析IQ通信系统输出信号与发送端原信号的关系；C、计算获得IQ通路的表达式；D、计算IQ输出信号分别通过双通道TIADC之后输出的频谱Y(jω)；E、根据频谱Y(jω)计算得到TIADC镜像频谱、TIADC失配频谱以及IQ不平衡频谱的补偿结果；F、根据补偿结果进行失真校正。

【技术特征摘要】
1.一种基于IQ通信收发系统的多通道TIADC失真校正方法，其特征在于：包括以下步骤：A、获取IQ通信系统误差参数估计值；B、根据误差参数估计值分析IQ通信系统输出信号与发送端原信号的关系；C、计算获得IQ通路的表达式；D、计算IQ输出信号分别通过双通道TIADC之后输出的频谱Y(jω)；E、根据频谱Y(jω)计算得到TIADC镜像频谱、TIADC失配频谱以及IQ不平衡频谱的补偿结果；F、根据补偿结果进行失真校正。2.根据权利要求1所述的一种基于IQ通信收发系统的多通道TIADC失真校正方法，其特征在于：所述步骤A中获取IQ通信系统误差参数估计值，所述误差参数估计值包括发送端I通道的FA误差等效通路冲击响应发送端Q通道的FA误差等效通路冲击响应发送端I通路的幅度和相位发送端Q通路的幅度和相位信道的冲击响应为g(t)、接收端I的FA误差等效通路冲击响应Q通道的FA误差等效通路冲击响应接收端I通路的幅度和相位接收端Q通路的幅度和相位3.根据权利要求2所述的一种基于IQ通信收发系统的多通道TIADC失真校正方法，其特征在于：所述步骤B中根据误差参数的估计值分析IQ通信系统输出信号与发送端原信号的关系，IQ通信系统输出信号与发送端原信号的关系为：其中，x(t)是IQ通信系统输出信号，s(t)为发送端的原信号，hr(t)为接收端低通滤波器的冲击响应，ψ(t)、分别为通过发送端和接收端各部分误差参数的估计值计算得到的系数，ψ(t)、由下列表达式得到：其中，g(t)为信道的冲击响应；4.根据权利要求1所述的一种基于IQ通信收发系统的多通道TIADC失真校正方法，其特征在于：所述步骤C中计算获得IQ通路的表达式，I通路的表达式为：Q通路的表达式为：其中，为辅助等效传递函数，s(t)为发送端的原信号。5.根据权利要求1所述的一种基于IQ通信收发系统的多通道TIADC失真校正方法，其特征在于：所述步骤D中计算IQ输出信号分别通过双通道TIADC之后输出的频谱Y(jω)，其中I、Q通路各支路的ADC通道传递函数分别为G0(jω)、G1(jω)、G2(jω)、G3(jω)。6.根据权利要求5所述的一种基于IQ通信收发系统的多通道TIADC失真校正方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭洪舟，蔡彬，李宇，王江妹，李培伟，
申请(专利权)人：佛山市顺德区中山大学研究院，广东顺德中山大学卡内基梅隆大学国际联合研究院，中山大学，
类型：发明
国别省市：广东,44