[发明专利]一种宽带零中频接收机正交失配补偿装置及方法

说明书

本发明公开了一种宽带零中频接收机正交失配补偿装置及方法，属于通信技术领域。它是一种能够补偿宽带零中频接收机I/Q正交支路幅度和相位不一致性的装置及方法，包括正交失配提取模块、分级校准构建模块、本振失配补偿模块、基带失配补偿模块和自适应补偿模块。本发明通过组合基于导频测试的混合不平衡提取与分解、频率无关与频率相关分级幅相校准、基于N维空间距离最小的自适应优化等技术，实现了可重构的分级校准。本发明实现了针对宽带零中频I/Q分支幅相不一致性的校准，能够补偿由于本振频率、基带频率、温度、本振幅度变化所带来的幅度和相位不一致性，同时该校准架构采用分级校准方式，能够使算法在性能和计算资源间进行优化。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是指一种宽带零中频接收机正交失配补偿装置及方法。

背景技术

零中频架构的接收机能够简化接收链路的复杂度，降低功耗，且容易集成，因而受到通信领域的青睐，但其本身所固有的一些技术问题限制了它的进一步应用。

目前的校准方式主要分为模拟方式和数字方式两种。其中，模拟方式主要通过增加额外的硬件进行校准补偿，只能针对特定的链路，并且会增加成本。数字方式包括导频校准和盲校准两类，导频校准容易受到接收信号信噪比的影响，造成校准性能恶化，而盲校准则主要针对特定制式的合作信号。

总之，针对宽带非合作信号应用场景，上述现有技术手段的效果都比较有限。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明提出一种宽带零中频接收机正交失配补偿装置及方法，其具有宽带工作、分级校准的特点，并具有针对不同配置的可重构性，适用于合作与非合作以及多种制式的信号，可以克服不同信噪比条件以及温度变化所带来的影响。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种宽带零中频接收机正交失配补偿装置，其包括正交失配提取模块、分级校准构建模块、本振失配补偿模块、基带失配补偿模块和自适应补偿模块；其中，

正交失配提取模块用于对外部输入的I/Q路的训练序列进行I/Q分支的混合幅度失配ε(f_LO,f_BB)和混合相位失配ψ(f_LO,f_BB)的提取，并将混合幅度失配ε(f_LO,f_BB)和混合相位失配ψ(f_LO,f_BB)传给分级校准构建模块；表示以本振频率f_LO和基带频率f_BB为自变量的射频输入导频训练序列，该序列为一复数序列，其n时刻的值满足其中t_I为正交信号的同相分量，t_Q为正交信号的正交分量；ε(f_LO,f_BB)为正交分量间的混合幅度失配，其值是同相分量与正交分量的比值；ψ(f_LO,f_BB)为正交分量间的混合相位失配，其值是同相分量与正交分量的相位差；

分级校准构建模块通过外部输入的本振频率以及第k组基带滤波器的配置状态F_k，对ε(f_LO,f_BB)和ψ(f_LO,f_BB)进行分解，构造出B_k(β,θ)和C_k(β,θ)，其中，传给本振失配补偿模块，B_k(β,θ)与C_k(β,θ)传给基带失配补偿模块；为一个2×2的补偿矩阵，其4个元素的值由与本振频率相关的幅度失配α和相位失配φ计算确定；B_k(β,θ)和C_k(β,θ)均为有限冲激响应滤波器，它们的值均由根据k个基带滤波器确定的基带频率相关的幅度失配β和相位失配θ计算确定；

本振失配补偿模块用于将外部输入的I/Q路的复数形式观测信号进行对本振失配的补偿，并输出补偿后的信号到基带失配补偿模块；