一种基于循环的IQ不平衡自适应盲补偿方法和系统技术方案

本发明专利技术属于通信技术领域，涉及一种基于循环的IQ不平衡自适应盲补偿方法，包括：接收通过I、Q两路已经出现不平衡的信号x(n)，并截取一定长度的离散信号；设置步进系数；对接收信号x(n)进行共轭处理，得到x

【技术实现步骤摘要】
一种基于循环的IQ不平衡自适应盲补偿方法和系统
本专利技术属于通信
，涉及一种基于循环的IQ不平衡自适应盲补偿方法和系统。
技术介绍
IQ不平衡指发射机、接收机的同相(In-phase，I)和正交(Quadrature-phase，Q)支路间的幅度和相位不匹配。理想情况下，同相和正交支路具有相等的幅度增益和90度相位偏差。但在实际的通信系统中，通常难以实现上述理想情况，因此产生IQ不平衡。在发射机，非理想的上变频、I和Q支路的不平衡滤波器和数模转换器等均可能产生IQ不平衡。在接收机，非理想的下变频、I和Q支路的不平衡滤波器、放大和采样等均会引起IQ不平衡。常见的抑制IQ不平衡的方法是从硬件出发，采用高性能的模拟器件(滤波器、放大器、模数数模转换器等)，虽然高性能的模拟器件可以从根本上抑制IQ不平衡的影响，但是高性能的模拟器件一般体积更大，成本更高，相应地提高了移动收发设备的功耗和价格。另外，高性能的模拟器件也不能完全抑制IQ不平衡，在不同的环境下(温度、湿度等)抑制IQ不平衡的能力也会不同，所以在模拟域抑制IQ不平衡不是十分实用。不能从模拟域出发，就只能通过数字信号处理手段在数字域对IQ不平衡进行抑制和补偿。然而，现有的在数字域的IQ不平衡补偿算法往往难以兼顾较高的补偿性能和较低的计算复杂度，同时也很难针对不同的系统调整算法结构。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种基于循环的IQ不平衡自适应盲补偿方法。该方法是一种参数可调的自适应盲补偿方法，可以应对不同的IQ不平衡系统。本专利技术还提供一种基于循环的IQ不平衡自适应盲补偿系统。本专利技术的一种基于循环的IQ不平衡自适应盲补偿方法采用如下技术方案实现：一种基于循环的IQ不平衡自适应盲补偿方法，包括：接收通过I、Q两路已经出现不平衡的信号x(n)，并截取一定长度的离散信号；设置步进系数；对接收信号x(n)进行共轭处理，得到x*(n)；对接收信号x(n)进行处理得到补偿后的输出信号y(n)＝x(n)+w(n)x*(n)，其中w(n)为补偿系数；引入步进系数并对补偿系数w(n)进行平滑处理，通过循环迭代的方式得到系统所需的补偿系数w(n)，进而获得补偿后的输出信号y(n)。优选地，引入步进系数并对补偿系数w(n)进行平滑处理，通过循环迭代的方式得到系统所需的补偿系数w(n)，进而获得补偿后的输出信号y(n)的步骤包括：引入步进系数，对补偿系数进行处理得到：w(n+1)＝w(n)-μy(n)y(n)，其中w(n)为补偿系数，μ为一阶步进系数；对补偿系数w(n)进行平滑处理，得到w′(n+1)＝βw′(n)+(1-β)w(n+1)，β为平滑系数；对离散信号进行连续取值，对式y(n)＝x(n)+w(n)x*(n)、w(n+1)＝w(n)-μy(n)y(n)进行循环处理；当补偿系数w(n)趋于稳定后得到系统所需的补偿系数值，得到补偿后的接收信号y(n)。优选地，得到系统所需的补偿系数的过程包括：为了得到系统所需的补偿系数w(n)，利用基带调制信号的二阶统计特性；根据一般理想的基带调制信号的二阶统计特性，基带调制信号互补自相关函数：E[y(n)y(n-τ)]＝0，其中E[*]表示期望；其矩阵表达形式为：E[Y(n)y(n)]＝0，其中Y(n)＝[y(n)y(n-1)y(n-2)...y(n-N+1)]T其中：y(n)为补偿器输出信号的离散形式，τ为任意整数，N为矩阵阶数；据此，可以得到高阶补偿系数W(n)的递推公式：E[W(n+1)]＝E[W(n)]-ME[Y(n)y(n)]简化期望，得到：W(n+1)＝W(n)-MY(n)y(n)其中，M＝diag(μ1，μ2，μ3，...，μN)为步进系数矩阵；因此，补偿算法可表示为：y(n)＝x(n)+W(n)TX*(n)W(n+1)＝W(n)-MY(n)y(n)其中：X*(n)为矩阵复信号X(n)的共轭项，X*(n)＝[x*(n)x*(n-1)x*(n-2)...x*(n-N+1)]T；W(n)T为高阶补偿系数W(n)的转秩形式；退化到一阶N＝1，并加入平滑系数β，表达式变为：y(n)＝x(n)+wx*(n)w(n+1)＝w(n)-μy(n)y(n)w′(n+1)＝βw′(n)+(1-β)w(n+1)其中：μ为一阶步进系数，x(n)为IQ不平衡信号x(t)的离散形式，x*(n)为信号x(n)的共轭项，w(n)为补偿系数。优选地，IQ不平衡自适应盲补偿方法还包括：对接收信号x(n)进行定点化处理。优选地，设置步进系数包括：设置的初始步进系数较大，进行粗校准，处理一定数据量后，设置较小的步进系数，进行细校准。本专利技术的一种基于循环的IQ不平衡自适应盲补偿系统采用如下技术方案实现：一种基于循环的IQ不平衡自适应盲补偿系统，包括：接收模块：用于接收通过I、Q两路已经出现不平衡的信号x(n)，并截取一定长度的离散信号；设置模块：用于设置步进系数；共轭模块：用于对接收信号x(n)进行共轭处理，得到x*(n)；补偿模块：用于对接收信号x(n)进行处理得到补偿后的输出信号y(n)＝x(n)+w(n)x*(n)，其中w(n)为补偿系数；循环模块：用于引入步进系数并对补偿系数w(n)进行平滑处理，通过循环迭代的方式得到系统所需的补偿系数w(n)，进而获得补偿后的输出信号y(n)。优选地，循环模块包括：补偿系数处理模块：用于引入步进系数，对补偿系数进行处理得到：w(n+1)＝w(n)-μy(n)y(n)，其中w(n)为补偿系数，μ为一阶步进系数；平滑处理模块：用于对补偿系数w(n)进行平滑处理，得到w′(n+1)＝βw′(n)+(1-β)w(n+1)，β为平滑系数；迭代模块：用于对离散信号进行连续取值，对式y(n)＝x(n)+w(n)x*(n)、w(n+1)＝w(n)-μy(n)y(n)进行循环处理；当补偿系数w(n)趋于稳定后得到系统所需的补偿系数，得到补偿后的接收信号y(n)。优选地，IQ不平衡自适应盲补偿系统还包括：定点化处理模块：用于对接收信号x(n)进行定点化处理。优选地，循环模块得到系统所需的补偿系数的过程包括：为了得到系统所需的补偿系数w(n)，利用基带调制信号的二阶统计特性；根据一般理想的基带调制信号的二阶统计特性，基带调制信号互补自相关函数：E[y(n)y(n-τ)]＝0，其中E[*]表示期望；其矩阵表达形式为：E[Y(n)y(n)]＝0，其中Y(n)＝[y(n)y(n-1)y(n-2)...y(n-N+1)]T其中：y(n)为补偿器输出信号的离散形式，τ为任意整数，N为矩阵阶数；据此，可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于循环的IQ不平衡自适应盲补偿方法，其特征在于，包括：/n接收通过I、Q两路已经出现不平衡的信号x(n)，并截取一定长度的离散信号；/n设置步进系数；/n对接收信号x(n)进行共轭处理，得到x

【技术特征摘要】
1.一种基于循环的IQ不平衡自适应盲补偿方法，其特征在于，包括：
接收通过I、Q两路已经出现不平衡的信号x(n)，并截取一定长度的离散信号；
设置步进系数；
对接收信号x(n)进行共轭处理，得到x*(n)；
对接收信号x(n)进行处理得到补偿后的输出信号y(n)＝x(n)+w(n)x*(n)，其中w(n)为补偿系数；
引入步进系数并对补偿系数w(n)进行平滑处理，通过循环迭代的方式得到系统所需的补偿系数w(n)，进而获得补偿后的输出信号y(n)。


2.根据权利要求1所述的IQ不平衡自适应盲补偿方法，其特征在于，引入步进系数并对补偿系数w(n)进行平滑处理，通过循环迭代的方式得到系统所需的补偿系数w(n)，进而获得补偿后的输出信号y(n)的步骤包括：
引入步进系数，对补偿系数进行处理得到：w(n+1)＝w(n)-μy(n)y(n)，其中w(n)为补偿系数，μ为一阶步进系数；
对补偿系数w(n)进行平滑处理，得到w′(n+1)＝βw′(n)+(1-β)w(n+1)，β为平滑系数；
对离散信号进行连续取值，对式y(n)＝x(n)+w(n)x*(n)、w(n+1)＝w(n)-μy(n)y(n)进行循环处理；
当补偿系数w(n)趋于稳定后得到系统所需的补偿系数值，得到补偿后的接收信号y(n)。


3.根据权利要求2所述的IQ不平衡自适应盲补偿方法，其特征在于，得到系统所需的补偿系数的过程包括：
为了得到系统所需的补偿系数w(n)，利用基带调制信号的二阶统计特性；
根据一般理想的基带调制信号的二阶统计特性，基带调制信号互补自相关函数：

其中E[*]表示期望；
其矩阵表达形式为：
E[Y(n)y(n)]＝0，其中Y(n)＝[y(n)y(n-1)y(n-2)…y(n-N+1)]T
其中：y(n)为补偿器输出信号的离散形式，τ为任意整数，N为矩阵阶数；
据此，可以得到高阶补偿系数W(n)的递推公式：
E[W(n+1)]＝E[W(n)]-ME[Y(n)y(n)]
简化期望，得到：
W(n+1)＝W(n)-MY(n)y(n)
其中，M＝diag(μC，μ2，μ3，…，μN)为步进系数矩阵；
因此，补偿算法可表示为：
y(n)＝x(n)+W(n)TX*(n)
W(n+1)＝W(n)-MY(n)y(n)
其中：X*(n)为矩阵复信号X(n)的共轭项，X*(n)＝[x*(n)x*(n-1)x*(n-2)…x*(n-N+1)]T；W(n)T为高阶补偿系数W(n)的转秩形式；
退化到一阶N＝1，并加入平滑系数β，表达式变为：
y(n)＝x(n)+wx*(n)
w(n+1)＝w(n)-μy(n)y(n)
w′(n+1)＝βw′(n)+(1-β)w(n+1)
其中：μ为一阶步进系数，x(n)为IQ不平衡信号x(t)的离散形式，x*(n)为信号x(n)的共轭项，w(n)为补偿系数。


4.根据权利要求1所述的IQ不平衡自适应盲补偿方法，其特征在于，IQ不平衡自适应盲补偿方法还包括：对接收信号x(n)进行定点化处理。


5.根据权利要求1所述的IQ不平衡自适应盲补偿方法，其特征在于，设置步进系数包括：设置的初始步进系数较大，进行粗校准，处理一定数据量后，设置较小的步进系数，进行细校准。


6.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕方明，贺小勇，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44