[发明专利]一种基于FPA的I/Q失衡相位误差补偿方法

说明书

本发明公开了一种基于FPA的I/Q失衡相位误差补偿方法，先通过输入连续的单音扫频信号获取待补偿的I/Q失衡相位误差θ(ω)，再基于失衡相位误差θ(ω)，利用FPA设计I/Q失衡相位补偿模块，将I/Q失衡相位补偿模块设计等效为一个非线性优化问题，再用FPA计算该非线性优化问题的解，求得补偿模块的最优参数，最后利用设计的I/Q失衡相位补偿模块进行I/Q相位误差补偿。

技术领域

本发明属于误差校正技术领域，更为具体地讲，涉及一种基于FPA的I/Q失衡相位误差补偿方法。

背景技术

前端架构的选择很大程度上影响接收器可集成性和灵活性，其中零中频结构在过去的十几年中因其易于单片集成、结构简单和成本功耗低等优点而备受青睐。然而该结构采用同相和正交(I/Q)混频，对I/Q失衡尤为敏感。理想情况下，I路和Q路信号应该具有精确的90°相位差和相等的幅度。然而，在实际情况中，所用器件、电路设计、PCB布局的误差，I路和Q路的低通滤波器频率响应的差异都会使I路和Q路信号的信号产生幅度和相位失配I/Q失衡会导致不完全的镜像信号衰减，提高基带信号处理的误码率。随着高阶调制波形或大带宽多信道信号的使用，I/Q失衡的影响变得更加明显，必须使用额外的模拟或数字信号处理方法来对其进行改善。

I/Q失衡的相位失衡是其中的关键难题，相比幅度误差，相位误差的计算及补偿难度较大；花授粉算法(FPA)是一种自然启发算法，它模拟自然授粉的原理将问题的解表示为花的花粉，将迭代新解的过程表示为花之间的授粉过程。近年来，FPA由于其解决实际问题的有效性而受到广泛关注,相比传统的基于梯度的优化算法，FPA不容易陷入局部最优，能更好的找到更接近全局最优的近似最优解。通过设置合适的个体数和迭代数，FPA得到的解可以很好的解决I/Q失衡相位误差的补偿问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于FPA的I/Q失衡相位误差补偿方法，将I/Q失衡相位误差的补偿模块设计等效为一个非线性优化问题，再用FPA计算非线性优化问题，求得补偿模块的最优参数，进而完成相位补偿。

为实现上述发明目的，本发明一种基于FPA的I/Q失衡相位误差补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、通过输入单音扫频信号获取待补偿的I/Q失衡相位误差；

(1.1)、利用信号发生器对待测试带宽进行等间隔扫频，使待测试带宽频率范围内等间隔的输出N个频率值的单音扫频信号，并依次输入到I/Q接收器；

(1.2)、将单音扫频信号r_i(t)分别与I/Q两路中带有相位误差的本振信号cos(ω_LOt)和相乘，其中，ω_LO为本振信号频率；

然后再经过低通滤波处理后，得到失衡的I/Q测试信号；

x_I(t)＝cos(ω_it)

x_Q(t)＝sin(ω_it+θ(ω_i))

其中，i＝1,2,…N，θ(ω_i)表示频率ω_i处相位误差，φ(ω_i)表示与频率相关的相位误差；

(1.3)、将失衡的I/Q测试信号通过ADC采样，得到采样后失衡的I/Q测试信号x_I(n)和x_Q(n)；

然后将其输入至频域转换处理器，并进行离散傅里叶变换，完成I/Q测试信号从时域到频域的转换，转换后的频域I/Q测试信号为：