[发明专利]一种发射机射频非理想特性矫正方法

摘要

本发明属于无线通信技术领域，涉及一种发射机射频非理想特性矫正方法。本发明提出一种针对发射机I/Q不平衡、载波泄露和带内失真进行纠正的方法。通过对系统模型进行处理，利用自适应算法直接求出预失真所需要的逆滤波器，避免了先估计支路响应，再求逆滤波器的额外运算。同时，本发明还提供了一种高效率的追踪算法，利用自适应的方式，不断在线更新预失真器的参数，降低了复杂度。

主权项

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)＝Xi(ω)+jXq(ω)Xi(ω)和Xq(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)+(di+jdq)δ(ω)，其中X(ω)＝Xi(ω)‑jXq(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]]>(di+jdq)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：Xp(ω)＝Hp(ω)(X(ω)‑dpδ(ω))，其中Hp和dp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Ci(ω)，Cq(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；dp＝[dpi dpq]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：Yp(ω)＝H(ω)Xp(ω)+dδ(ω)＝H(ω)Hp(ω)[X(ω)‑dpδ(ω)]+dδ(ω)在理想估计情况下，发射机输出理想信号为：Yp,ideal(ω)＝H(ω)Hp,ideal(ω)[X(ω)‑dp,idealδ(ω)]+dδ(ω)＝X(ω)，建立目标函数模型为：J(n)＝|Hp(Y(n)‑dp)‑x(n)|2其中向量x(n)＝[xi(n) xq(n)]，向量y(n)＝[yi(n) yq(n)]，yi(n)和yq(n)为逆时序向量，即yi,q(n)＝[yi,q(n)yi,q(n‑1)…yi,q(n‑L+1)]T，L为I/Q两路预失真滤波器的长度；Hp为Hp(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hi和hq的逆滤波器ci和cq；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：(Hp,dp)＝arg min E{|Hp(ω)(Y(ω)‑dpδ(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。