两点调制通信设备IQ失配的自校正装置及方法与流程

本发明涉及通信领域，具体涉及两点调制通信设备iq失配的自校正装置及方法。

背景技术：

1、通信系统中，模拟射频电路相对于传统的中频射频电路得到了很大程度的简化，但同时芯片制造工艺的偏差对系统造成的影响也被放大，iq失配是一种对通信系统性能影响较大的干扰项，包括相位失配和增益失配。

2、当数字通信采用零(低)中频方案时，两条正交支路如果不一致，例如变频器的增益不同，两本振信号不是严格的相差90°都会引起基带i/q信号失配。因为射频频谱中的两个边带包括了i和q两路不同的信息，如果通过变换产生的i/q信号不保持正交，则两路信号有交叠，就会产生失真和引起误码率提高。同理，增益失配同样会造成接收机接收性能的恶化。由于直接变频接收机都在基带进行放大，需要匹配和平衡的自动增益控制功能。自动增益控制放大器分别位于i/q分量的路径上，必须要具有相同的特性。即它们一起接受控制，而且在整个工作范围内相差不能超过规定值，这些放大器的相位偏移必须在整个控制范围内匹配，集成电路技术能做到放大器的严格匹配，使它能够完成自动增益控制工作。

3、电路设计的增益失配校正工作原理：对i和q通道输出的信号幅度进行比较，只要有一点差别都由反馈网络通过增益控制电路修正过来，反馈网络将信号小的通道的增益提高，而把信号大的通道的增益降低。这个网络可以把接收机各级产生的失配都校正过来。

4、两点调制(tpdsm，two points delta-sigma modulation)一种射频直调方式，现有技术中，存在采用两点调制的发射机进行q失配的自校正方法，但是这些方法通常比较复杂。

技术实现思路

1、基于上述现状，本发明的主要目的在于提供两点调制通信设备iq失配的自校正装置及方法，在保证校正精确度的基础上，降低自校正计算量。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种两点调制通信设备iq失配的自校正装置，包括锁相环、i路混频器、q路混频器和iq校正器，所述锁相环包括第一信号注入点和第二信号注入点，还包括：基带线性调频信号生成器、延时网络、dc消除单元和目标采样点确定单元；所述基带线性调频信号生成器生成基带线性调频信号，并将所述基带线性调频信号从所述第一信号注入点输入所述锁相环，且不将所述基带线性调频信号注入所述第二信号注入点；所述锁相环对所述基带线性调频信号进行频率搬移，形成高频线性调频信号，并将所述高频线性调频信号分别输入至延时网络、i路混频器和q路混频器，所述延时网络对所述高频线性调频信号进行延时得到高频线性调频延时信号，并将所述高频线性调频延时信号输入至i路混频器和q路混频器；所述i路混频器和q路混频器分别将所述高频线性调频信号和高频线性调频延时信号进行混频，得到单频率且频率相同的i路信号和q路信号，对所述i路信号和q路信号分别进行采样得到n个i路初始采样结果和n个q路初始采样结果；所述dc消除单元分别消除n个i路初始采样结果和n个q路初始采样结果的dc分量，得到n个i路采样结果和n个q路采样结果；所述目标采样点确定单元计算n个i路采样结果的积分平方得到i路积分结果，计算n个q路采样结果的积分平方得到q路积分结果，并确定所述i路积分结果和q路积分结果均为0时n的数值n0；所述iq矫正器选择第n0个i路初始采样结果和第n0个q路初始采样结果分别作为i路采样数据和q路采样数据，对发射机进行iq校正。

4、优选地，所述延时网络对所述高频线性调频信号进行延时的时长大于发射机发射的发射信号的时宽带宽积为1时所需要的最小时长。

5、优选地，所述dc消除单元分别消除n个i路初始采样结果和n个q路初始采样结果的dc分量具体包括：所述dc消除单元从所述n个i路初始采样结果中选择最大n个i路初始采样结果和最小n个i路初始采样结果，将所述最大n个i路初始采样结果和最小n个i路初始采样结果的算术平均值作为i路估计直流分量，并在n个i路初始采样结果上消除所述i路估计直流分量；所述dc消除单元从所述n个q路初始采样结果中选择最大n个q路初始采样结果和最小n个q路初始采样结果，将所述最大n个q路初始采样结果和最小n个q路初始采样结果的算术平均值作为q路估计直流分量，并在n个q路初始采样结果上消除所述q路估计直流分量；所述iq矫正器在对发射机进行iq校正过程中，以所述i路估计直流分量和q路估计直流分量分别作为i路直流分量和q路直流分量。

6、优选地，所述基带线性调频信号的带宽与所述延时网络对所述高频线性调频信号进行延时的时长之积大于1。

7、所述目标采样点确定单元还计算所述i路积分结果的一阶导得到i路一阶导，计算所述q路积分结果的一阶导得到q路一阶导，并确定所述i路积分结果、q路积分结果、i路一阶导和q路一阶导均为0时n的数值n0。

8、本发明还提供了一种两点调制通信设备iq失配的自校正方法，包括如下步骤：所述基带线性调频信号生成器生成基带线性调频信号，并将所述基带线性调频信号从所述第一信号注入点输入所述锁相环，且不将所述基带线性调频信号注入所述第二信号注入点；所述锁相环对所述基带线性调频信号进行频率搬移，形成高频线性调频信号，并将所述高频线性调频信号分别输入至延时网络、i路混频器和q路混频器，所述延时网络对所述高频线性调频信号进行延时得到高频线性调频延时信号，并将所述高频线性调频延时信号输入至i路混频器和q路混频器；所述i路混频器和q路混频器分别将所述高频线性调频信号和高频线性调频延时信号进行混频，得到单频率且频率相同的i路信号和q路信号，对所述i路信号和q路信号分别进行采样得到n个i路初始采样结果和n个q路初始采样结果；所述dc消除单元分别消除n个i路初始采样结果和n个q路初始采样结果的dc分量；所述目标采样点确定单元计算n个i路采样结果的积分平方得到i路积分结果，计算n个q路采样结果的积分平方得到q路积分结果，并确定所述i路积分结果和q路积分结果均为0时n的数值n0；所述iq矫正器选择第n0个i路初始采样结果和第n0个q路初始采样结果分别作为i路采样数据和q路采样数据，对发射机进行iq校正。

9、优选地，所述延时网络对所述高频线性调频信号进行延时的时长大于发射机发射的发射信号的时宽带宽积为1时所需要的最小时长。

10、优选地，所述基带线性调频信号的带宽与所述延时网络对所述高频线性调频信号进行延时的时长之积大于1。

11、优选地，所述dc消除单元分别消除n个i路初始采样结果和n个q路初始采样结果的dc分量具体包括：所述dc消除单元从所述n个i路初始采样结果中选择最大n个i路初始采样结果和最小n个i路初始采样结果，将所述最大n个i路初始采样结果和最小n个i路初始采样结果的算术平均值作为i路估计直流分量，并在n个i路初始采样结果上消除所述i路估计直流分量；所述dc消除单元从所述n个q路初始采样结果中选择最大n个q路初始采样结果和最小n个q路初始采样结果，将所述最大n个q路初始采样结果和最小n个q路初始采样结果的算术平均值作为q路估计直流分量，并在n个q路初始采样结果上消除所述q路估计直流分量；所述iq矫正器在对发射机进行iq校正过程中，以所述i路估计直流分量和q路估计直流分量分别作为i路直流分量和q路直流分量。

12、所述目标采样点确定单元还计算所述i路积分结果的一阶导得到i路一阶导，计算所述q路积分结果的一阶导得到q路一阶导，并确定所述i路积分结果、q路积分结果、i路一阶导和q路一阶导均为0时n的数值n0。

13、通过将基带线性调频信号从第一信号注入点输入锁相环，且不将基带线性调频信号输入第二信号注入点，可以使得后续的i路混频器和q路混频器输出的是单频率信号，而不需要对锁相环的高通通路的动态范围设置成正常收发信号所无需的更大范围，节省了成本，同时为能够容易到提取i路采样结果和q路采样结果的整周期采样数据提供了基础，进而可以保证校正的精确度；与之相对比的情形是，若将基带线性调频信号从第一信号注入点输入锁相环，且将基带线性调频信号输入第二信号注入点，由于高通通路的动态范围通常较小，因此容易导致i路混频器和q路混频器输出的不是单频率信号，从而难以提取i路采样结果和q路采样结果的整周期采样数据。另外，本延时网络对高频线性调频信号进行延时的时长不需要很精准，通过目标采样点确定单元简单计算总积分结果为0时的采样点的序号，即可以得到采样结果的整周期采样点的序号，计算量较小。

14、本发明的其他有益效果，将在具体实施方式中通过具体技术特征和技术方案的介绍来阐述，本领域技术人员通过这些技术特征和技术方案的介绍，应能理解所述技术特征和技术方案带来的有益技术效果。