一种校准IQ信号的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种校准IQ信号的方法和装置，所述方法包括：通过计算N个与复数相乘结果的实部和虚部分别对应的量的平均值来在线盲估计待校准IQ信号的盲估计校准参数，基于所述待校准IQ信号设定复信号y(n)＝I+jQ和共轭复信号y’(n)＝I‑jQ，其中I和Q分别为所述待校准IQ信号在第n个点处的I路信号和Q路信号，则所述复数相乘包括y(n)与y’(n)相乘以及y(n)与y(n)相乘并且0≤n≤N‑1；将现有校准参数更新为所述盲估计校准参数；根据所述盲估计校准参数预补偿所述待校准IQ信号在第n个点处的I路信号和Q路信号以获得校准的IQ信号，其中n≥N。

A method and device to calibrate IQ signal

【技术实现步骤摘要】
一种校准IQ信号的方法和装置
本专利技术涉及数字通信领域，尤其涉及一种校准IQ信号的方法和装置。
技术介绍
在无线通信中调制之后的信号基本都是分为I、Q两路，并且对I、Q两路的信号的幅度和相位有比较严格的要求，如果I、Q两路幅度有区别就会导致信号质量下降，如果是载波如OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，正交频分复用技术)中则要求载波严格正交，否则就会产生严重载波间干扰，因此在无线通信中对信号校准就显得尤为重要。校准方案通常都是先提取信号I、Q的偏差(校准参数)，然后据此加以补偿来实现。现有的校准参数提取主要有下面几种：1)出厂校准。出厂后发射正弦波环回到接收端，提取偏差。缺点是增加人力和时间成本。如果出厂数量较大，成本将很大；2)根据I、Q两路能量相等的特性，采集大量信号提取偏差，缺点在于采集信号需要时间；3)在芯片内部产生一个正弦波用于接收端提取校准参数，缺点在于对正弦波要求较高，而且增加芯片面积，同时必须在线校准后才能开始发送正常工作信号。现有的不带盲估计的校准参数提取方法大都需要知道输入信号本身的序列特征即训练序列特征。带有盲估计的功能的校准参数方法大都通过一下步骤实现：1)对I路、Q路信号进行傅里叶变换，并求出每个频点对应的幅度；2)计算每个频点的IQ不平衡度，即用Q路信号经过傅里叶变换得到的幅度除以I路信号经过傅里叶变换得到的幅度；3)通过IQ不平衡度通过特定的公式求出相位不平衡度，从而得到I路和Q路校准滤波器的频率响应系数；4)根据频率响应系数构造校准滤波器进行校准。从上面可以知道需要用到傅里叶变换以及一些三角函数如arccos等复杂的公式，这些在硬件实现中需要消耗大量的乘法器和加法器资源。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术实施例期望提供一种校准IQ信号的方法和装置，待校准IQ信号的校准参数的提取非常便于实现，支持盲估计因此不需要在输入数据添加训练序列，可以节省大量乘法器资源，而且不需要复杂的三角函数变换。本专利技术的技术方案是这样实现的：第一方面，本专利技术实施例提供了一种校准IQ信号的方法，所述方法包括：通过计算N个与复数相乘结果的实部和虚部分别对应的量的平均值来在线盲估计待校准IQ信号的盲估计校准参数，基于所述待校准IQ信号设定复信号y(n)＝I+jQ和共轭复信号y’(n)＝I-jQ，其中I和Q分别为所述待校准IQ信号在第n个点处的I路信号和Q路信号，则所述复数相乘包括y(n)与y’(n)相乘以及y(n)与y(n)相乘并且0≤n≤N-1；将现有校准参数更新为所述盲估计校准参数；根据所述盲估计校准参数预补偿所述待校准IQ信号在第n个点处的I路信号和Q路信号以获得校准的IQ信号，其中n≥N。第二方面，本专利技术实施例提供了一种校准IQ信号的装置，所述装置包括：校准参数估计模块，配置为通过计算N个与复数相乘结果的实部和虚部分别对应的量的平均值来在线盲估计待校准IQ信号的盲估计校准参数，基于所述待校准IQ信号设定复信号y(n)＝I+jQ和共轭复信号y’(n)＝I-jQ，其中I和Q分别为所述待校准IQ信号在第n个点处的I路信号和Q路信号，则所述复数相乘包括y(n)与y’(n)相乘以及y(n)与y(n)相乘并且0≤n≤N-1；校准参数更新模块，配置为将现有校准参数更新为所述盲估计校准参数；校准模块，配置为根据所述盲估计校准参数预补偿所述待校准IQ信号在第n个点处的I路信号和Q路信号以获得校准的IQ信号，其中n≥N。本专利技术实施例提供了一种校准IQ信号的方法和装置，基于多个点求均值的盲估计方法提取校准参数，不需要知道输入数据的序列特征，只需要有限几个乘法器因此可以节省大量乘法器资源。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种校准IQ信号的方法的示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种校准IQ信号的装置的示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种校准IQ信号的装置的校准参数估计模块的示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种校准IQ信号的装置的校准模块的示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。参见图1，本专利技术实施例提供了一种校准IQ信号的方法，所述方法包括：S101：通过计算N个与复数相乘结果的实部和虚部分别对应的量的平均值来在线盲估计待校准IQ信号的盲估计校准参数W2(如在图2中示出的)，基于所述待校准IQ信号设定复信号y(n)＝I+jQ和共轭复信号y’(n)＝I-jQ，其中I和Q分别为所述待校准IQ信号在第n个点处的I路信号和Q路信号，则所述复数相乘包括y(n)与y’(n)相乘以及y(n)与y(n)相乘并且0≤n≤N-1；S102：将现有校准参数更新为所述盲估计校准参数W2；S103：根据所述盲估计校准参数W2预补偿所述待校准IQ信号在第n个点处的I路信号和Q路信号以获得校准的IQ信号，其中n≥N。根据本专利技术实施例提供的校准IQ信号的方法，基于多个点求均值的盲估计方法提取校准参数，不需要知道输入数据的序列特征，能够实现在线盲估计，并且只需要有限几个乘法器因此可以节省大量乘法器资源，实现复杂度较低。针对步骤S101，通过计算N个与复数相乘结果的实部和虚部分别对应的量的平均值来在线盲估计待校准IQ信号的盲估计校准参数W2，包括：计算第一平均值acf为计算第二平均值cacf_re为计算第三平均值cacf_im为计算所述待校准IQ信号在第n个点处的I路信号的盲估计校准参数W2_re为W2_re＝(2*acf)/cacf_re以及Q路信号的盲估计校准参数W2_im为W2_im＝(-2*acf)/cacf_im，其中n≥N，从而获得所述待校准IQ信号的盲估计校准参数W2。上述步骤中，除法运算实际只计算两次，在无线通信基带及中频处理中，大多包括除法算法，在不影响工作的情况下是可以实现复用的，因此节省了资源与面积。对于上述计算第一平均值，可以包括：将所述复信号y(n)与所述共轭复信号y’(n)相乘以获得第一相乘结果I2+Q2；将N个所述第一相乘结果累加以获得第一累加结果将所述第一累加结果除以累加个数N以获得所述第一平均值以复数相乘的方式获得求平均值所需的量I2+Q2，便于硬件实现。对于上述计算第二平均值，可以包括：将所述复信号y(n)与所述复信号y(n)相乘以获得第二相乘结果I2-Q2+2*I*Qi；将N个所述第二相乘结果实部累加以获得第二累加结果将所述第二累加结果除以累加个数N以获得所述第二平均值与上面相同地，以复数相乘的方式获得求平均值所需的量I2-Q2，便于硬件实现。对于上述计算第三平均值，可以包括：将N个所述第二相乘结果虚部累加以获得第三累加结果将所述第三累加结果除以累加个数N以获得所述第三平均值本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种校准IQ信号的方法，其特征在于，包括：/n通过计算N个与复数相乘结果的实部和虚部分别对应的量的平均值来在线盲估计待校准IQ信号的盲估计校准参数，基于所述待校准IQ信号设定复信号y(n)＝I+jQ和共轭复信号y’(n)＝I-jQ，其中I和Q分别为所述待校准IQ信号在第n个点处的I路信号和Q路信号，则所述复数相乘包括y(n)与y’(n)相乘以及y(n)与y(n)相乘并且0≤n≤N-1；/n将现有校准参数更新为所述盲估计校准参数；/n根据所述盲估计校准参数预补偿所述待校准IQ信号在第n个点处的I路信号和Q路信号以获得校准的IQ信号，其中n≥N。/n

【技术特征摘要】
1.一种校准IQ信号的方法，其特征在于，包括：
通过计算N个与复数相乘结果的实部和虚部分别对应的量的平均值来在线盲估计待校准IQ信号的盲估计校准参数，基于所述待校准IQ信号设定复信号y(n)＝I+jQ和共轭复信号y’(n)＝I-jQ，其中I和Q分别为所述待校准IQ信号在第n个点处的I路信号和Q路信号，则所述复数相乘包括y(n)与y’(n)相乘以及y(n)与y(n)相乘并且0≤n≤N-1；
将现有校准参数更新为所述盲估计校准参数；
根据所述盲估计校准参数预补偿所述待校准IQ信号在第n个点处的I路信号和Q路信号以获得校准的IQ信号，其中n≥N。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过计算N个与复数相乘结果的实部和虚部分别对应的量的平均值来在线盲估计待校准IQ信号的盲估计校准参数，包括：
计算第一平均值acf为
计算第二平均值cacf_re为
计算第三平均值cacf_im为
计算所述待校准IQ信号在第n个点处的I路信号的盲估计校准参数W2_re为W2_re＝(2*acf)/cacf_re以及Q路信号的盲估计校准参数W2_im为W2_im＝(-2*acf)/cacf_im，其中n≥N，从而获得所述待校准IQ信号的盲估计校准参数。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计算第一平均值，包括：
将所述复信号y(n)与所述共轭复信号y’(n)相乘以获得第一相乘结果I2+Q2；
将N个所述第一相乘结果累加以获得第一累加结果
将所述第一累加结果除以累加个数N以获得所述第一平均值


4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计算第二平均值，包括：
将所述复信号y(n)与所述复信号y(n)相乘以获得第二相乘结果I2-Q2+2*I*Qi；
将N个所述第二相乘结果实部累加以获得第二累加结果
将所述第二累加结果除以累加个数N以获得所述第二平均值


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述计算第三平均值，包括：
将N个所述第二相乘结果虚部累加以获得第三累加结果
将所述第三累加结果除以累加个数N以获得所述第三平均值


6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述盲估计校准参数预补偿所述待校准IQ信号在第n个点处的I路信号和Q路信号以获得校准的IQ信号，其中n≥N，包括：
计算复信号Y(n)为Y(n)＝y(n)+y’(n-1)*(-W2)+y’(n-2)*W1+y’(n-3)*(-W0)，
其中，W2为所述盲估计校准参数，并且在待校准IQ信号的基带滤波不平衡为零或很小的情况下W1、W0等于0，
其中，所述复信号Y(n)的实部和虚部分别为所述校准的IQ信号在第n...

【专利技术属性】
技术研发人员：周辉，郑宇亮，冯奎景，
申请(专利权)人：广州全盛威信息技术有限公司，北京奕斯伟信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44