[发明专利]一种零中频接收机IQ不平衡的校正方法

说明书

本发明公开了一种零中频接收机IQ不平衡的校正方法，通过在零中频接收机的连续域对输入至零中频接收机的任意带通信号进行正交解调，获取I、Q两路不平衡的基带信号，然后以I路基带信号为基准，基于逆Weaver法等数字信号处理过程获取I路基带信号的正交信号，最后用获取的正交信号替换Q路基带信号，从而完成接收机IQ不平衡的校正。

技术领域

本发明属于光通信技术领域，更为具体地讲，涉及一种零中频接收机IQ不平衡的校正方法。

背景技术

近年来，随着电子信息技术的飞速发展，测试、武器装备以及通信等领域的需求日益上升，即所涉及信号的相关指标要求如功率范围、瞬时带宽以及频率范围等逐步提高，高性能接收机系统的研发已迫在眉睫。除此之外，随着对软件无线电技术的深入研究与广泛应用，相应的射频接收机系统还需具备低成本、高集成度和低功耗的特点以满足软件无线电技术适用性广、可扩展以及可升级的特性。

目前，主流的射频接收机系统主要由超外差式和零中频式两种架构组成。超外差架构自问世以来一直作为高性能射频接收机的首选架构，在各种领域的接收机系统中得到了广泛应用。超外差架构的特点十分鲜明，即超外差式射频接收机系统的灵敏度、动态范围以及邻道选择特性远远优于其他架构，并且本振泄露和直流偏置问题对系统的影响较小。但是，超外差式接收机同样存在着致命缺陷，即结构复杂、功耗高以及集成度低等问题严重制约了超外差式架构的进一步推广与应用。随着软件无线电技术的兴起，零中频架构因其体积小、集成度高以及功耗低等特点近年来得到广泛的关注，其较为常用的系统功能框图如图1所示。相较于超外差式架构接收机，由于正交解调的固有特性，零中频架构省去了用于信道选择或镜像抑制的高性能滤波器，从而极大程度的降低了系统的体积。但是，零中频架构同样存在着一些固有的缺陷，如本振泄露和IQ不平衡。其中，IQ不平衡主要指的是由于芯片性能差异以及电路设计不合理所导致的两路信号幅相因子失衡，以至于在解调过程中引入镜像干扰，从而直接影响了接收机的性能。

针对零中频接收机的IQ不平衡问题，解决方法主要由硬件电路优化、软件算法校正以及硬件加软件联合校正三大类组成。虽然硬件电路优化在一定程度上可以提升正交通道的平衡性，但镜像干扰抑制的程度仍然受限于芯片、电路设计等的固有特性。此外，通过添加冗余的硬件电路辅助软件所进行的联合校正虽然在性能上较优，但额外的硬件电路不仅提升了系统的复杂性和成本，还增加了系统的体积，从而导致零中频接收机的应用受到了限制。

相较于上述两种方法，软件算法校正只需对采样后的基带信号在数字域上通过特定的信号处理过程进行补偿，因而得到了广泛的研究。结合相关的研究文献，从补偿策略上而言，软件算法校正主要分为盲型补偿算法和基于训练序列的数据辅助补偿算法。顾名思义，数据辅助补偿算法主要是通过构造特定的训练序列或导引序列对不平衡因子进行估计，然后通过估计结果设计补偿结构，从而实现对镜像干扰的抑制。盲型补偿算法无需预先获取信号的任何信息，而是通过构建数字自适应滤波器实现对镜像干扰的抑制。相较于数据辅助补偿算法，虽然盲补偿算法无需先验信息，但是主流的盲补偿算法即干扰消除技术、盲源分离技术以及基于信号统计特性的补偿技术都存在各自的缺陷。干扰消除技术在去除镜像干扰的同时会面临“信号泄露”问题。盲源分析技术一方面是复杂度高，另一方面是通用性差。与盲源分析技术相比，虽然基于统计特性的补偿技术的计算复杂度较低，但是由于此技术要求信号必须具备特定的统计特性，因此其应用范围严重受限。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种零中频接收机IQ不平衡的校正方法，通过对I路数字基带信号作变换以获取其正交信号，从而在极大程度上保证了零中频架构接收机的IQ平衡性，即大幅度提升了对镜像干扰的抑制能力。

为实现上述发明目的，本发明一种零中频接收机IQ不平衡的校正方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、获取零中频接收机正交解调后的基带信号I(t)；