[发明专利]一种发射机射频非理想特性矫正方法

权利要求书

1.一种发射机射频非理想特性矫正方法，所述非理想特性包括发射机I/Q不平衡、带内失真和载波泄露，其特征在于，所述矫正方法包括以下步骤：

S1、建立目标函数模型：

定义原始信号的频域表达式为：

X(ω)＝X_i(ω)+jX_q(ω)

X_i(ω)和X_q(ω)分别为I路和Q路信号的离散傅里叶变换；受发射机非理想特性影响后的输出信号为：

Y(ω)＝K₁(ω)X(ω)+K₂(ω)X(ω)+(d_i+jd_q)δ(ω)，

其中X(ω)＝X_i(ω)-jX_q(ω)为I/Q不平衡引入的共轭成分；

I/Q不平衡系数的频域形式K₁(ω)、K₂(ω)分别为：

K1(ω)=[Hi(ω)+ejφtHq(ω)]/2]]>

K2(ω)=[Hi(ω)-ejφtHq(ω)]/2]]>

(d_i+jd_q)δ(ω)为载波泄漏引入的等效复直流分量的频域形式；

定义某一频点的镜像抑制比IIR为该频点镜像干扰信号与所需信号的功率之比：

IRR(ω)＝20log(K₁(ω)/K₂(ω))

定义经过预失真的数字信号为：

X_p(ω)＝H_p(ω)(X(ω)-d_pδ(ω))，

其中H_p和d_p分别为预失真模块参数组成的矩阵和向量，且：

Hp(ω)=Ci(ω)λCi(ω)0Cq(ω),dp=dpidpq]]>

其中C_i(ω)，C_q(ω)为I/Q两支路的预失真滤波器，用于抵消I/Q两路带内失真，包括相同部分和不平衡的部分；常数λ为I/Q两路交叉串扰的矫正系数，用于抵消相位不平衡带来的非对称串扰；d_p＝[d_pi d_pq]^T为两支路载波泄漏等效直流的预失真分量；

通过预失真处理后的发射信号：

Y_p(ω)＝H(ω)X_p(ω)+dδ(ω)＝H(ω)H_p(ω)[X(ω)-d_pδ(ω)]+dδ(ω)

在理想估计情况下，发射机输出理想信号为：

Y_p,ideal(ω)＝H(ω)H_p,ideal(ω)[X(ω)-d_p,idealδ(ω)]+dδ(ω)＝X(ω)，

建立目标函数模型为：

J(n)＝|H_p(Y(n)-d_p)-x(n)|²

其中向量x(n)＝[x_i(n) x_q(n)]，向量y(n)＝[y_i(n) y_q(n)]，y_i(n)和y_q(n)为逆时序向量，即y_i,q(n)＝[y_i,q(n)y_i,q(n-1)…y_i,q(n-L+1)]^T，L为I/Q两路预失真滤波器的长度；H_p为H_p(ω)的时域形式，

S2、直接估计预失真器参数：

如S1所述，需要求得两支路响应h_i和h_q的逆滤波器c_i和c_q；利用收发数据对发射机响应的最小均方误差估计，当发射机的I/Q不平衡以及带内失真在合理范围之内，预失真参数的估计值为：

当预失真器处于未工作状态时，H(ω)X(ω)+dδ(ω)项恰好为系统的输出，则：

(H_p,d_p)＝arg min E{|H_p(ω)(Y(ω)-d_pδ(ω))-X(ω)|²}，

通过步骤S1所建立的目标函数模型，将输出Y(ω)带入其中，各个预失真器参数可以通过以下方式得到：

c(n)=c(n-1)-μ▿(n)|e(n)|,]]>

其中是梯度算子，由代价函数对各个预失真参数求偏导得到，即：

▿n=[∂J(n)∂cinT,∂J(n)∂cqnT,∂J(n)∂λn,∂J(n)∂din,∂J(n)∂dqn]T;]]>

S3、追踪变化的预失真参数：

假定在n时刻，预失真器中已经存在一套预失真参数和由于温度漂移引起非频选I/Q参数的改变，将该时刻系统输出带入到S2中所述预失真器处于未工作状态中，记估计得到的预失真器参数为则n时刻更新之后的预失参数可以表示为：

Hp(n)(ω)=Hp(n-1)(ω)ΔHp(n)dp(n)=Δdp(n)+dp(n-1)]]>

根据S2中所述的求解过程，对目标函数求偏导即可得到更新后的预失真器参数，上述过程在时域上等效于：

ci(n)=Δci(n)ci(n-1),cq(n)=Δcq(n)cq(n-1),[λ(n),dpi(n),dpq(n)]=[λ(n-1),dpi(n-1),dpq(n-1)]+[Δλ(n),Δdpi(n),Δdpq(n)]]]>

其中λ的更新过程利用近似关系进行了简化，因为和随着估计越发准确，会渐渐逼近1。