一种应用于无线综测仪的IQ不平衡参数估计方法、系统及存储介质与流程

本发明涉及无线通信综测仪，尤其涉及一种应用于无线综测仪的iq不平衡参数估计方法、系统及存储介质。

背景技术：

1、无线综测仪应用于手机生产校准、综测和耦合测试中。根据无线通信的相关标准协议，实现手机终端的射频指标测试功能，其中iq不平衡也是其射频指标中的重要一项，主要用于表征发射终端i/q路的器件特性不完全匹配程度。

2、无线通信系统的发射信号一般是由两路(i/q)正交(相位差为90°)的信号组成。理想情况下，i/q两路的器件特性是一样的，振幅和相位是匹配的。现实中，器件的差异使得i/q两路的本振信号的幅度不再相同，相位差也不等于90°。这种i路与q路分支之间出现的不平衡和偏移叫做iq不平衡。在蜂窝通信系统中，i/q不平衡对信号的发送质量影响很大，会造成星座图的失真，evm值很大。

3、常见的i/q不平衡链路模型如背景图1，图中ε为幅度不平衡因子，主要引起i/q两路的幅度不平衡。θ为相位不平衡因子，主要导致i/q两路的相位不再正交。

4、接收机的两端与发射的本振信号是一样的，基于两路正交的原理，通过低通滤波器后，可以有效的获取i/q两路的信号。i/q两路的幅度不平衡会导致i/q两路的信号能量发生变化，如背景图2所示。i/q两路的相位不平衡会导致各星座点的能量不再相等。如图3所示。

5、受i/q不平衡影响的信号模型建模如下：

6、

7、式(1)中*表示取共轭，根据傅里叶变换性质可知，信号r*(t)在理想信号频率的镜像频率位置处形成干扰信号，表示发送信号r(t)的镜像信号。w(t)为高斯白噪声。α表示理想信号的加权因子，β表示镜像信号的加权因子。α和β与ε、θ的关系如公式(2)、(3)所示。

8、i/q不平衡参数的求解即对上式中的常用的i/q不平衡参数ε、θ的求解。常用的方法有盲估计和基于训练序列的估计方法。盲估计方法依赖于接收信号的统计特性，一般需要很长的数据序列才能保证其准确性。基于训练序列的估计方法通过发送特定的已知信号，根据估计信道的特性来计算i/q不平衡参数，其需要的数据较短，但准确性不如盲估计。

9、·盲估计算法

10、盲估计算法对于相位和幅度的估计是分开的，主要根据接收信号的统计特性来计算。如下式所示：

11、

12、式中的表示对a取虚部，表示对a取实部。

13、·基于训练序列的方法

14、基于训练序列的方法一般是通过计算频域的估计信道来计算i/q不平衡因子。在ofdm系统中，例如lte/5g/802.11等，都会在发送符号中配置特定的导频符号，可用于同步或信道估计与均衡。其方法的主要思想是通过频域信号的统计特性，来求解i/q不平衡因子。根据信号特点的不同，频域求解的方法也不同。文献[60gh通信系统中iq不平衡的影响分析与补偿算法研究]中提出基于cve最小的求解方法等。此处不再赘述。

15、《一种对iq不平衡进行估计校正的通信方法及装置》提出一种基于训练序列对iq不平衡进行矫正的方法。其流程如图4所示。其主要方法是根据训练序列计算滤波器系数的方法，该专利仅仅是一种校正方法，并没有给出i/q imbalance参数估计的方法。《无线通信设备中的iq失衡校正方法》也是基于发送训练序列的i/q不平衡矫正方法，同样可应用于蜂窝通信设备中，但也没有给出参数估计方法。

16、现有技术的缺点：

17、基于盲估计算法对数据量的需求较大，实现耗时较高，常规基于训练序列的频域相关法计算误差较大。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中盲估计算法对数据量的需求较大，实现耗时较高，常规基于训练序列的频域相关法计算误差较大的问题，本发明提供了一种应用于无线综测仪的iq不平衡参数估计方法。本发明提供了一种应用于无线综测仪的iq不平衡参数估计方法，包括以下步骤：

2、步骤一：对接收信号进行同步处理，以获取接收信号的起始位置；

3、步骤二：根据系统参数计算导频符号所在的位置来提取导频时域接收信号

4、步骤三：利用所述步骤二的导频时域接收信号和本地参考序列时域信号进行时域信号估计，得到时域信道hr；

5、步骤四：根据所述步骤三的时域信道hr估计时域发送信号

6、步骤五：根据均衡后的时域发送信号估计理想信号和镜像信号的比例因子α和β；

7、步骤六：根据所述步骤五的理想信号和镜像信号的比例因子α和β，计算幅度和相位不平衡因子。作为本发明的进一步改进，在所述步骤三中，时域信道hr的计算公式如下：

8、

9、其中，表示对做统计平均的操作，ε(r(t)*r*(t))表示对r(t)*r*(t)做统计平均的操作,表示导频时域接收信号，r*(t)表示镜像信号，r(t)表示理想信号。作为本发明的进一步改进，在所述步骤四中，时域发送信号的计算公式如下：

10、

11、作为本发明的进一步改进，在所述步骤五中，当发射信号中存在幅度和相位不平衡参数时，其信号可建模为理想信号r(t)和镜像信号r*(t)的加权，如下公式：

12、

13、其中α表示理想信号的加权因子，β表示镜像信号的加权因子，w(t)为高斯白噪声；

14、对上述公式分别乘上r(t)和r*(t)后，进行统计平均，由于噪声与有效信号是独立不相关的，进行统计平均可消除噪声影响，得到以下两个公式：

15、

16、

17、根据这两个公式可计算出α和β，如下公式：

18、

19、作为本发明的进一步改进，在所述步骤六中，还包括如下公式：

20、

21、其中λ表示一个变量，asin(a)表示对a求反正弦角度，εdb表示对线性值ε的db值，θ表示相位不平衡参数，表示对a求实部的操作，表示对a求虚部的操作。

22、本发明还公开了一种应用于无线综测仪的iq不平衡参数估计的系统，包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器上的计算机程序，所述计算机程序配置为由所述处理器调用时实现本发明所述方法的步骤。

23、本发明还公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序配置为由处理器调用时实现本发明所述的方法的步骤。

24、本发明的有益效果是：本发明提出的一种应用于无线综测仪的iq不平衡参数估计方法，在求解时域信道后，对导频时域信号进行统计平均，既提高了计算效率，也能保证参数计算的准确性。

技术特征：

1.一种应用于无线综测仪的iq不平衡参数估计方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的iq不平衡参数估计方法，其特征在于，在所述步骤三中，时域信道hr的计算公式如下：

3.根据权利要求1所述的iq不平衡参数估计方法，其特征在于，在所述步骤四中，时域发送信号的计算公式如下：

4.根据权利要求1所述的iq不平衡参数估计方法，其特征在于，在所述步骤五中，当发射信号中存在幅度和相位不平衡参数时，其信号可建模为理想信号r(t)和镜像信号r*(t)的加权，如下公式：

5.根据权利要求1所述的iq不平衡参数估计方法，其特征在于，在所述步骤六中，还包括如下公式：

6.一种应用于无线综测仪的iq不平衡参数估计的系统，其特征在于，包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器上的计算机程序，所述计算机程序配置为由所述处理器调用时实现权利要求1－5中任一项所述方法的步骤。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于：所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序配置为由处理器调用时实现权利要求1－5中任一项所述的方法的步骤。

技术总结本发明提供了一种应用于无线综测仪的IQ不平衡参数估计方法、系统及存储介质，该IQ不平衡参数估计方法包括：步骤一：对接收信号进行同步处理，以获取接收信号的起始位置；步骤二：根据系统参数计算导频符号所在的位置来提取导频时域接收信号步骤三：利用导频时域接收信号和本地参考序列时域信号进行时域信号估计，得到时域信道h<subgt;r</subgt;；步骤四：根据时域信道h<subgt;r</subgt;估计时域发送信号步骤五：根据均衡后的时域发送信号估计理想信号和镜像信号的比例因子α和β；步骤六：根据理想信号和镜像信号的比例因子α和β，计算幅度和相位不平衡因子。本发明的有益效果是：本发明的IQ不平衡参数估计方法在求解时域信道后，既提高了计算效率，也能保证参数计算的准确性。技术研发人员：李小红,李彪受保护的技术使用者：深圳市极致汇仪科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10