信号失衡补偿装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了信号失衡补偿装置和方法，该信号失衡补偿装置包括：信号失衡检测器（３１１，３１３），用于检测输入信号的信号失衡值；信号失衡补偿器（３１２，３１４），用于根据所述信号失衡检测器所检测出的信号失衡值，对所述输入信号的所述信号失衡进行补偿；判断单元（４０１），用于判断所述输入信号或经所述失衡补偿器补偿过的经补偿信号是否在预定范围内；信号失衡检测信号生成单元（４０２），根据所述判断单元的判断结果，输出启动信号失衡检测信号或停止信号失衡检测信号；当所述信号失衡检测信号生成单元输出停止信号失衡检测信号时，所述信号失衡检测器（３１１，３１３）输出之前检测出的输入信号的信号失衡值。

Signal unbalance compensating device and method

The invention provides a device and method for compensating signal imbalance, the signal imbalance compensation device includes a signal detector (311313), the imbalance signal for the imbalance of the input signal is detected; signal imbalance compensator (312314), for the imbalance according to the signal detected by the detector signal imbalance, the signal imbalance compensation the input; the judging unit (401), to determine the input signal or by the compensation of the unbalance compensation signal is within a predetermined range; signal imbalance test signal generation unit (402), according to the judging result of the judging unit, outputs a start signal imbalance detection signal or stop signal imbalance the signal; when the output signal imbalance detection signal generating unit stop signal imbalance detection When the signal is measured, the signal unbalance detector (311313) outputs an unbalance value of an input signal detected before the output.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在正交接收机中使用的正交解调器，具体地涉及正交解调器中对IQ信号的相位失衡和幅度失衡进行估计和补偿的。技术背景正交接收机使用两个独立的支路生成矢量信号，在这种情况下，模拟的I信道和Q信道之间的相移(额定90度)的误差和幅度的失配，会 导致I信道信号和Q信道信号之间的相位和幅度的失衡，称为IQ失衡(或 称信号失衡)。当IQ失衡时，在同相信道和正交信道之间就出现了串扰。对于IQ失衡，通常使用特殊的训练序列或利用接收信号的统计特性 进行估计并进而进行补偿的方法。由于使用训练序列的方法会带来系统 复杂度的增加，利用接收信号的统计特性是更为简便的解决方案。Fred Harris 的文章Digital Filter Equalization of Analog Gain and Phase Mismatch in I-Q receiver Universal Personal communications, 1996. Record, 19% 5th正EE International Conference on, page 793-796 Vol.2介绍了—种 简单易用的方法，该方法利用相位和幅度平衡环来对相位和幅度失衡进 行估计及补偿。根据该文章，美国专利US 7,187,725公开了这样一种方 法，该方法利用随I信道信号与Q信道信号之间的误差信号的平均值而 变的可变环幅度来补偿相位和幅度失衡。图1是示出了根据现有技术的正交解调器的示意方框图。如图1所 示，在模拟部分(也称前端部分)100，信号分割器101将接收到的RF/IF 信号分为第一信号部分和第二信号部分。第一信号部分被传送到第一乘 法器102，而第二信号部分被传送到第二乘法器103。第一乘法器102通 过将第一信号部分与从本地载波发生器104输出的载波信号相混合，来生成I信道信号。第二乘法器103通过将第二信号部分与从本地载波发生器104输出并由90°移相器105进行了 90。移相的载波信号相混合，来生 成Q信道信号。第一模数转换器106和第二模数转换器107分别将模拟 I信道信号和模拟Q信道信号转换为数字I信道信号70fc)和数字Q信道信 号g(W，其中，k是表示信号釆样序号的正整数。需要说明的是，虽然图 1中没有示出，但为正确地进行接收操作起见，可能还需要其它组件，如 滤波器、放大器等。本领域技术人员完全可以对此做出合适的布置。此模拟部分会导致相位失衡和幅度失衡，如信号分割器101不能将 输入信号分成完全相同的两部分，90°移相器105不能正好进行90°相移 等。在数字部分IIO (包括信号失衡补偿装置和其它基带处理部分)中， 相位失衡检测器111接收数字I信道信号和数字Q信道信号，检测因90° 移相器105等模拟器件的缺陷而可能产生的相位误差，从而输出相位失 衡值。相位失衡补偿器112响应于由相位失衡检测器111输出的相位失 衡值而修改数字Q信道信号g(，来补偿所述相位误差，从而生成相位 补偿后的g(;幅度失衡检测器113接收经相位补偿后的Q信道信号g( 和I信道信号，检测它们之间的幅度失衡值并输出。幅度失衡补偿器114 响应于从幅度失衡检测器113输出的幅度失衡值来补偿Q信道信号g( 的幅度，生成经相位及幅度补偿的信号&。这里以I信道信号为基准信 号。经过相位及幅度补偿的信号送到其他基带处理部分115进行后续处理。图2是示出了根据现有技术的信号失衡补偿装置的一种典型实现， 可参照Fred Harris的文章Digital Filter Equalization of Analog Gain and Phase Mismatch in I画Q receiver Universal Personal communications, 1996, Record, 1996 5th IEEE International Conference on， page 793-796 Vol.2 。图2中，相位失衡检测器200相当于图1中的相位失衡检测器111，相位失衡 补偿器210相当于图1中的相位失衡补偿器112，幅度失衡检测器220相 当于图1中的幅度失衡检测器113，幅度失衡补偿器230相当于图1中的幅度失衡补偿器114。乘法器201输出当前相位误差e(，乘法器202调 整误差的大小，加法器203及延迟保持器204构成了相位失衡值输出单 元并输出当前相位失衡值^t)(l) + ^x ^)x^t);相位失衡补偿器210由乘法器211和加法器212构成，根据相位失衡检测器输出的相位失衡值，以I信道信号为基准补偿Q信道信号的相位失衡。绝对值生成器221、绝对值生成器222和加法器223输出当前幅度误差，乘法器224调整误差大小，加法器225及延迟保持器226构成幅度失衡值输出单元 并输出当前幅度失衡值K—(l) + Ax(|7(M-|g(|);幅度失衡补偿器230由乘法器231构成，根据幅度失衡检测器输出的幅度失衡值，以I信 道信号为基准补偿Q信道信号的幅度失衡，这里^为相位失衡估计回路 的回路增益，^为幅度失衡估计回路的回路增益，为保证回路的稳定， 它们的值通常小于l。目前利用输入信号统计特性进行IQ失衡估计和补偿的方法都存在 一个重要缺陷，当输入信号经过一些非线性化器件如数模转换器后其统 计特性会被改变，导致IQ失衡的估计出现错误，从而导致整个幅度和相 位补偿机制失效。
技术实现思路
鉴于上述问题而提出了本专利技术。本专利技术提供一种正交接收机中的对 IQ相位和幅度失衡进行补偿的装置和方法，用以克服由于现有技术的局 限和缺点而造成的一个或更多个问题，至少提供一种有益的选择。具体地，本申请提供了以下的专利技术。专利技术l、 一种信号失衡补偿装置，该信号失衡补偿装置包括-信号失衡检测器，用于检测输入信号的信号失衡值； 信号失衡补偿器，用于根据所述信号失衡检测器所检测出的信号失衡值，对所述输入信号的所述信号失衡进行补偿；判断单元，用于判断所述输入信号或经所述失衡补偿器补偿过的经补偿信号是否在预定范围内；信号失衡检测信号生成单元，根据所述判断单元的判断结果，输出启动信号失衡检测信号或停止信号失衡检测信号；当所述信号失衡检测信号生成单元输出停止信号失衡检测信号时， 所述信号失衡检测器输出之前检测出的输入信号的信号失衡值。专利技术2、根据专利技术1所述的信号失衡补偿装置，其特征在于，所述 判断单元通过判断所述输入信号或所述经补偿信号在IQ平面上的位置而 判断所述输入信号或所述经补偿信号是否在预定范围内。专利技术3、根据专利技术2所述的信号失衡补偿装置，其特征在于，所述 预定范围是在所述IQ平面上I坐标大于预定低阈值而小于预定高阈值的范围。专利技术4、根据专利技术2所述的信号失衡补偿装置，其特征在于，所述 预定范围是在所述IQ平面上Q坐标大于预定低阈值而小于预定高阈值的 范围。专利技术5、根据专利技术1所述的信号失衡补偿装置，其特征在于，所述信 号失衡补偿装置还包括信号更新控制单元，用于对信号的更新进行控制。专利技术6、根据专利技术5所述的信号失衡补偿装置，其特征在于，所述 信号更新控制单元包括信号更新控制器，用于确定进行信号更新的定时，触发器，用于使所述信号失衡补偿器只在所述信号更新控制器所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种信号失衡补偿装置，该信号失衡补偿装置包括：　信号失衡检测器（３１１，３１３），用于检测输入信号的信号失衡值；　信号失衡补偿器（３１２，３１４），用于根据所述信号失衡检测器所检测出的信号失衡值，对所述输入信号的信号失衡进行补偿 ；　判断单元（４０１），用于判断所述输入信号或经所述信号失衡补偿器补偿过的经补偿信号是否在预定范围内；　信号失衡检测信号生成单元（４０２），根据所述判断单元的判断结果，输出启动信号失衡检测信号或停止信号失衡检测信号；　当所 述信号失衡检测信号生成单元输出停止信号失衡检测信号时，所述信号失衡检测器（３１１，３１３）输出之前检测出的输入信号的信号失衡值。

【技术特征摘要】
1、一种信号失衡补偿装置，该信号失衡补偿装置包括信号失衡检测器(311，313)，用于检测输入信号的信号失衡值；信号失衡补偿器(312，314)，用于根据所述信号失衡检测器所检测出的信号失衡值，对所述输入信号的信号失衡进行补偿；判断单元(401)，用于判断所述输入信号或经所述信号失衡补偿器补偿过的经补偿信号是否在预定范围内；信号失衡检测信号生成单元(402)，根据所述判断单元的判断结果，输出启动信号失衡检测信号或停止信号失衡检测信号；当所述信号失衡检测信号生成单元输出停止信号失衡检测信号时，所述信号失衡检测器(311，313)输出之前检测出的输入信号的信号失衡值。2、根据权利要求1所述的信号失衡补偿装置，其特征在于，所述判 断单元通过判断所述输入信号或所述经补偿信号在IQ平面上的位置而判 断所述输入信号或所述经补偿信号是否在预定范围内，所述预定范围指 误差估计置信区。3、 根据权利要求1所述的信号失衡补偿装置，其特征在于，所述信 号失衡补偿装置还包括信号更新控制单元，用于对信号的更新进行控制。4、 根据权利要求3所述的信号失衡补偿装置，其特征在于，所述信 号更新控制单元包括信号更新控制器(660)，用于确定进行信号更新的定时， 触发器(603， 604)，用于使所述信号失衡补偿器只在所述信号更新 控制器所确定的定时进行所述输入信号的补偿。5、 根据权利要求1所述的信号失衡补偿装置，其特征在于，所述信 号失衡检测器(311， 313)包括当前信号失衡检测器，用于检测当前信号的信号失衡值； 前一信号失衡输出器，用于输出先前检测出的输入信号的信号失衡值；选择器，当所述信号失衡检测信号生成单元输出启动信号失衡检测 信号时，所述选择器选择所述当前信号失衡检测器的输出，并提供给所 述信号失衡补偿器；当所述信号失衡检测信号生成单元输出停止信号失 衡检测信号时，所述选择器...

【专利技术属性】
技术研发人员：田军，渡边真弘，王昕，林宏行，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]