[发明专利]一种宽带零中频收发系统失真补偿装置

说明书

本发明公开了一种宽带零中频收发系统失真补偿装置，属于通信技术领域，具体提出了一种无需额外标准设备，即可同时完成宽带零中频收发系统收发两端I/Q不平衡估计与补偿的技术。该装置包括：测试信号生成模块、零中频发射机、非线性模块、零中频接收机、发射机补偿模块、发射机补偿模块、接收机补偿模块；本发明能够联合求解发射端、接收端的I/Q不平衡的模型参数，同时提高收/发信机的性能。不需要额外设计发射/接收回路或者需要额外的标准设备，同时对于选用的非线性器件没有要求，只需要已知其非线性特征即可，一方面降低了校正的成本，另外也具有相对较大的灵活性。

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体提出了一种无需额外标准设备，即可同时完成宽带零中频收发系统收发两端I/Q不平衡估计与补偿的技术，具体来说，是一种宽带零中频收发系统失真补偿的装置。

背景技术

随着近几年无线通信技术朝着高速化、小型化、集成化方向不断发展，零中频式收发机相较于超外差式，由于其低成本、易于集成等优势备受青睐，其基本结构如图1所示。然而，由于实际中的正交调制器无法精确地控制I、Q通道具有一致的幅度和90°相差，从而会导致I、Q两通道信号间的干扰，降低收发机的通信质量。这种由于正交调制器的非理想特性引起的非线性失真被称为I/Q不平衡。而且，随着信号带宽的增加，零中频结构中的低通滤波器将会使得I/Q不平衡参数具有频率相关性，进一步恶化收发效果。

零中频收发机的I/Q不平衡估计方法常用的有盲估计、FIR滤波器模型和基于导频信号求解通道响应等方法，其中FIR滤波器模型对于校正频率相关的I/Q不平衡具有较强的适用性和准确度。但是现有的这些方法往往需要一个相对理想的收(发)端，在不引入其他非线性失真的情况下对发射(接收)端的失真进行估计与补偿。然而当收发两侧都存在I/Q不平衡的失真时，如图2所示，接收到的信号将包含发射、接收两种成分的失真，这时若采用传统的I/Q校正方法将无法同时保证发射端、接收端的信号质量。

因此，当发射机、接收机的I/Q不平衡失真混叠在一起时，如何分隔这两种失真并分别给予补偿校正，是目前一个亟待解决的问题。

发明内容

针对在背景技术分析中所指出的矛盾性问题，本发明旨在提出一种联合估计与补偿发射机/接收机I/Q不平衡的方法。

本发明基于传统的FIR滤波器模型分别对发射端、接收端的I/Q失真进行建模。为了分别求解出收发两端的模型参数，在收发通道中加入一个非线性特征已知的单输入单输出模块来分隔收发端I/Q失真的影响，具体的I/Q不平衡估计与补偿技术方案与装置如下：

一种宽带零中频收发系统失真补偿装置，该装置包括：测试信号生成模块、发射机补偿模块、零中频发射机、非线性模块、零中频接收机、接收机补偿模块、基带处理模块；测试信号生成模块生成的信号分为两路，一路直接输入给零中频发射机，另一路通过发射机补偿模块后输入给零中频发射机；零中频发射机的输出信号经过非线性模块后传输给零中频接收机，零中频接收机的发出的信号通过接收机补偿模块后传输给基带处理模块；基带处理模块接收到信号后根据测试信号生成模块的生成信号对发射机补偿模块和接收机补偿模块的补偿参数进行调整，将调整好补偿参数的发射机补偿模块和接收机补偿模块用于实际的零中频发射电路和零中频接收电路；

所述发射机补偿模块和接收机补偿模块结构完全相同，所述发射机补偿模块包括：四个FIR滤波器、两个加法器，四个FIR滤波器分别为：第一到第四FIR滤波器，两个加法器分别为：第一加法器和第二加法器，所述发射机补偿模块的输入分为I、Q两路，I路输入第一和第二FIR滤波器，Q路输入第三和第四FIR滤波器，第一FIR滤波器的输出、第三FIR滤波器的输出、直流偏移d_i共同输入第一累加器，第二FIR滤波器的输出、第四FIR滤波器的输出、直流偏移d_q共同输入第二累加器，第一累加器的输出为发射机补偿模块的I路输出，第二累加器的输出为发射机补偿模块的Q路输出；

所述发射机和接收机I/Q不平衡失真参数计算方法为：