一種針對零中頻反饋不平衡的修正方法和系統的製作方法
2023-05-18 23:02:16
專利名稱：一種針對零中頻反饋不平衡的修正方法和系統的製作方法
技術領域：
本申請涉及通信技術領域，特別是涉及一種針對零中頻反饋不平衡的修正方法和系統。
背景技術：
數字預失真(DigitalPre-Distortion, DPD)反饋通道中的模數轉換器(Analog-to-Digital Converter,ADC)用於對接收到的射頻信號進行採集，ADC採樣的性能由採樣速率決定，根據奈奎斯特定理可知，採樣速率應至少高於採樣的信號帶寬的2倍，採集的信號才不會發生混疊，才能夠完整的反應採樣前的射頻信號。而系統在進行數字預失真處理時，擴展帶寬應為信號帶寬的P倍，因此，ADC針對擴展帶寬進行採樣時，ADC的採樣 速率應大於或等於2倍的擴展帶寬。在實際DPD反饋採樣時，通常採用P > = 3，以P = 4為例，採用4階交調失真採集，如果信號帶寬是30MHZ，這樣採樣頻P > =率應為240MHZ。但是在目前的技術中，由於ADC的採樣速率太低，或者反饋通道中ADC設置的低通濾波器帶寬不夠，因此無法採集到反饋信號的P階交調失真，導致濾波後的預失真信號頻譜產生鼓包，在P倍信號帶寬部分的P階交調就會出現失真，頻譜左右兩側出現鼓包，從而造成採集的信號不準確。針對上述問題，目前的解決方法是在Dro反饋通道中採用零中頻正交反饋方案。如圖I所示，零中頻反饋的工作原理是把耦合到的功率放大器(PowerAmplifier，PA)輸出的射頻信號經過正交解調器變頻後產生兩個正交的零中頻信號，分別為同相(In-phase，I)信號和正交相(Quadrature-phase,Q)信號,這兩個信號隨後在I/Q通道中被低通濾波和限幅放大，然後I/Q信號分別被ADC採樣變成數位訊號，下變頻後發送給DH)處理模塊處理。但是，上述方法中很難保證產生的I/Q信號的相位的正交性，導致信號的相位不平衡，同時產生的I/Q通道的一致性也會隨著溫度和時間的變換而產生變化，從而導致I/Q信號的幅度不平衡。此外，在信號發送過程中以及在ADC中進行處理時，均會產生直流洩露，因此利用該方法也會使得產生的I/Q信號不準確。針對上述零中頻正交接收方案存在的問題，目前一般都是對發射鏈路或者反饋鏈路進行修正，對於發射鏈路中的修正一般通過多次發送單音的方法，對於接收鏈路中的修正通過實時校準的方法。但是現有技術中對於接收鏈路的實時校準方法的效果並不明顯。
發明內容
本申請所要解決的技術問題是提供一種針對零中頻反饋不平衡的修正方法和系統，以解決現有修正方法效果不明顯，得到的I/Q信號不準確的問題。為了解決上述問題，本申請公開了一種針對零中頻反饋不平衡的修正方法，包括對零中頻反饋信號進行採樣，所述零中頻反饋信號包括同相I信號和正交相Q信號;
分別統計所述I信號和Q信號的直流洩露量，並依據所述直流洩露量分別對所述I信號和Q信號進行直流修正處理；統計直流修正後的I信號和Q信號的幅度比，並依據所述幅度比分別對所述直流修正後的I信號和Q信號進行幅度修正處理；統計幅度修正後的I信號和Q信號的相位差，並依據所述相位差分別對所述幅度修正後的I信號和Q信號進行相位修正處理；對相位修正後的I信號和Q信號進行數字預失真係數更新處理，得到待發送的I信號和Q信號。優選的，所述分別統計所述I信號和Q信號的直流洩露量的步驟包括計算預設時間段內採樣的所有I信號的平均值dc_ri,將所述平均值dc_ri確定為I信號的直流洩露量； 計算所述預設時間段內採樣的所有Q信號的平均值dc_rq,將所述平均值dc_rq確定為Q信號的直流洩露量。優選的，所述依據所述直流洩露量分別對所述I信號和Q信號進行直流修正處理的步驟包括分別將所述預設時間段內採樣的每個I信號減去所述I信號的直流洩露量，得到每個直流修正後的I信號；分別將所述預設時間段內採樣的每個Q信號減去所述Q信號的直流洩露量，得到每個直流修正後的Q信號。優選的，所述統計直流修正後的I信號和Q信號的幅度比的步驟包括 計算所有直流修正後的I信號的總和amp_ri ；計算所有直流修正後的Q信號的總和amp_rq ；計算所述總和amp_ri和所述總和amp_rq的比值,或者所述總和amp_rq和所述總和amp_ri的比值，將所述比值確定為所述直流修正後的I信號和Q信號的幅度比。優選的，當所述幅度比為所述總和amp_ri和所述總和amp_rq的比值時，所述依據所述幅度比分別對所述直流修正後的I信號和Q信號進行幅度修正處理的步驟包括分別將每個直流修正後的I信號確定為每個幅度修正後的I信號；分別將每個直流修正後的Q信號與所述幅度比相乘，得到每個幅度修正後的Q信號。優選的，當所述幅度比為所述總和amp_rq和所述總和amp_ri的比值時，所述依據所述幅度比分別對所述直流修正後的I信號和Q信號進行幅度修正處理的步驟包括分別將每個直流修正後的I信號與所述幅度比相乘，得到每個幅度修正後的I信號;分別將每個直流修正後的Q信號確定為每個幅度修正後的Q信號。優選的，所有幅度修正後的I信號組成向量RI，所有幅度修正後的Q信號組成向量QI,所述統計幅度修正後的I信號和Q信號的相位差的步驟包括
計算所述向量RI和所述向量QI的夾角；計算所述夾角的反正弦值，將所述反正弦值確定為所述幅度修正後的I信號和Q信號的相位差。優選的，所述依據所述相位差分別對所述幅度修正後的I信號和Q信號進行相位修正處理的步驟包括分別將每個幅度修正後的I信號確定為每個相位修正後的I信號；分別將每個幅度修正後的I信號與所述相位差的正弦值相乘，得到第一數值，所述第一數值與所述幅度修正後的Q信號一一對應；
分別將每個幅度修正後的Q信號減去與其對應的第一數值，得到第二數值；分別將每個第二數值除以所述相位差的餘弦值，得到每個相位修正後的Q信號。優選的，所述數字預失真係數更新處理包括同步校準、預失真係數估算和預失真處理。另一方面，本申請還公開了一種針對零中頻反饋不平衡的修正系統，包括採樣模塊，用於對零中頻反饋信號進行採樣，所述零中頻反饋信號包括同相I信號和正交相Q信號；直流修正模塊，用於分別統計所述I信號和Q信號的直流洩露量，並依據所述直流洩露量分別對所述I信號和Q信號進行直流修正處理；幅度修正模塊，用於統計直流修正後的I信號和Q信號的幅度比，並依據所述幅度比分別對所述直流修正後的I信號和Q信號進行幅度修正處理；相位修正模塊，用於統計幅度修正後的I信號和Q信號的相位差，並依據所述相位差分別對所述幅度修正後的I信號和Q信號進行相位修正處理；更新模塊，用於對相位修正後的I信號和Q信號進行數字預失真係數更新處理，得到待發送的I信號和Q信號。優選的，所述直流修正模塊包括I信號直流洩露量計算單元，用於計算預設時間段內採樣的所有I信號的平均值dc_ri，將所述平均值dc_ri確定為I信號的直流洩露量；Q信號直流洩露量計算單元，用於計算所述預設時間段內採樣的所有Q信號的平均值dc_rq，將所述平均值dc_rq確定為Q信號的直流洩露量。 優選的，所述直流修正模塊還包括I信號直流修正單元，用於分別將所述預設時間段內採樣的每個I信號減去所述I信號的直流洩露量，得到每個直流修正後的I信號；Q信號直流修正單元，用於分別將所述預設時間段內採樣的每個Q信號減去所述Q信號的直流洩露量，得到每個直流修正後的Q信號。優選的，所述幅度修正模塊包括I信號總和計算單元，用於計算所有直流修正後的I信號的總和amp_ri ；Q信號總和計算單元,用於計算所有直流修正後的Q信號的總和amp_rq ；幅度比計算單元，用於計算所述總和amp_ri和所述總和amp_rq的比值,或者所述總和amp_rq和所述總和amp_ri的比值,將所述比值確定為所述直流修正後的I信號和Q信號的幅度比。
優選的，所述幅度修正模塊還包括第一 I信號幅度修正單元，用於當所述幅度比為所述總和amp_ri和所述總和amp_rq的比值時，分別將每個直流修正後的I信號確定為每個幅度修正後的I信號；第一 Q信號幅度修正單元，用於當所述幅度比為所述總和amp_ri和所述總和amp_rq的比值時，分別將每個直流修正後的Q信號與所述幅度比相乘，得到每個幅度修正後的Q信號。優選的，所述幅度修正模塊還包括第二 I信號幅度修正單元，用於當所述幅度比為所述總和amp_rq和所述總和amp_ ri的比值時，分別將每個直流修正後的I信號與所述幅度比相乘，得到每個幅度修正後的I
信號;第二 Q信號幅度修正單元，用於當所述幅度比為所述總和amp_rq和所述總和amp_ri的比值時，分別將每個直流修正後的Q信號確定為每個幅度修正後的Q信號。優選的，所有幅度修正後的I信號組成向量RI，所有幅度修正後的Q信號組成向量QI,所述相位修正模塊包括夾角計算單元,用於計算所述向量RI和所述向量QI的夾角；相位差計算單元，用於計算所述夾角的反正弦值，將所述反正弦值確定為所述幅度修正後的I信號和Q信號的相位差。優選的，所述相位修正模塊還包括I信號相位修正單兀,用於分別將每個幅度修正後的I信號確定為每個相位修正後的I信號；相乘單元，用於分別將每個幅度修正後的I信號與所述相位差的正弦值相乘，得到第一數值，所述第一數值與所述幅度修正後的Q信號一一對應；相加單元，用於分別將每個幅度修正後的Q信號減去與其對應的第一數值，得到
第二數值；Q信號相位修正單元，用於分別將每個第二數值除以所述相位差的餘弦值，得到每個相位修正後的Q信號。優選的，所述更新模塊包括同步校準單元，用於對相位修正後的I信號和Q信號進行同步校準；預失真係數估算單元，用於對同步校準後的I信號和Q信號進行預失真係數估算；預失真處理單元，用於利用所述預失真係數對I信號和Q信號進行預失真處理。與現有技術相比，本申請包括以下優點本申請提出一種針對DH)反饋通道採用零中頻反饋時不平衡的修正方法，首先對接收到Dro反饋通道反饋的零中頻信號進行採樣，然後分別針對直流洩露、幅度不平衡和相位不平衡三種情況對採樣的信號進行統計和修正。具體的，先進行直流洩露的統計和修正，然後以直流的修正結果為基礎，進行幅度不平衡的統計和修正，再以幅度的修正結果為基礎，進行相位不平衡的統計和修正。因此，本申請通過針對Dro反饋通道一次反饋的零中頻反饋信號進行採樣，即可執行上述三種情況的統計和修正過程，而無需多次迭代，提高了處理效率。並且本申請通過對零中頻反饋信號進行修正，再對修正之後的信號進行數字預失真係數更新處理，從而使得到的待發送的I信號和Q信號更加準確。
圖I是現有技術中在DPD反饋通道採用零中頻正交反饋時的電路圖；圖2是本申請實施例所述的在DF1D反饋通道採用零中頻正交反饋及對反饋不平衡進行修正的整體結構圖；
圖3是本申請實施例一所述的一種針對零中頻反饋不平衡的修正方法的流程圖；圖4是本申請實施例二所述的一種針對零中頻反饋不平衡的修正方法的流程圖；圖5是本申請實施例所述的統計直流洩露量、幅度比和相位差的原理圖；圖6是本申請實施例所述的直流修正、幅度修正和相位修正的原理圖；圖7是本申請實施例所述的統計和修正的整體過程的原理圖；圖8是本申請實施例所述的針對零中頻反饋不平衡進行修正過程中的數據存取示意圖；圖9是本申請實施例三所述的一種針對零中頻反饋不平衡的修正系統的結構框圖。
具體實施例方式為使本申請的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實施方式
對本申請作進一步詳細的說明。本申請首先對接收到Dro反饋通道反饋的零中頻信號進行採樣，然後分別針對直流洩露、幅度不平衡和相位不平衡三種情況對採樣的信號進行統計和修正，最後再對修正之後的信號進行數字預失真係數更新處理，從而使得到的待發送的I信號和Q信號更加準確。如圖2所示,是在DF1D反饋通道採用零中頻正交反饋及對反饋不平衡進行修正的整體結構圖。首先，簡單介紹一下信號反饋的整體過程從圖2可以看出，在發射通道中，高速預失真輸出信號I/Q信號分別通過數字模擬轉換器(Digital to analog converter,DAC)輸出到I/Q兩路模擬通道,I/Q信號分別進行DAC變換和低通濾波器濾波以後，輸入給正交調製器，然後由正交調製器將射頻信號輸出給PA，PA再將射頻信號通過射頻天線發送出去。同時，DH)反饋通道會耦合到PA輸出的射頻信號，然後將其發送給正交解調器(所述正交解調器由一對正交混頻器(Quadrature Mixer)組成)，經正交解調器變頻後產生兩個正交的零中頻信號I信號和Q信號，這兩個信號隨後被放大器限幅放大和低通濾波器濾波，然後I/Q信號分別被ADC採樣變成數位訊號，下變頻後給基帶處理。其中，正交解調器接收到的PA輸出的射頻信號為rf_rX(t)為rf_rx (t) = I (t) cOS (2 π fEFt) -Q (t) sin (2 π fEFt)其中，I(t)為接收到的I信號，Q(t)為接收到的Q信號，fKF為射頻頻率。經過Dro反饋通道的處理後，發送到Dro處理模塊的信號分別為
權利要求
1.一種針對零中頻反饋不平衡的修正方法，其特徵在於，包括 對零中頻反饋信號進行採樣，所述零中頻反饋信號包括同相I信號和正交相Q信號；分別統計所述I信號和Q信號的直流洩露量，並依據所述直流洩露量分別對所述I信號和Q信號進行直流修正處理； 統計直流修正後的I信號和Q信號的幅度比，並依據所述幅度比分別對所述直流修正後的I信號和Q信號進行幅度修正處理； 統計幅度修正後的I信號和Q信號的相位差，並依據所述相位差分別對所述幅度修正後的I信號和Q信號進行相位修正處理； 對相位修正後的I信號和Q信號進行數字預失真係數更新處理，得到待發送的I信號和Q信號。
2.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述分別統計所述I信號和Q信號的直流洩露量的步驟包括 計算預設時間段內採樣的所有I信號的平均值dc_ri，將所述平均值dc_ri確定為I信號的直流洩露量； 計算所述預設時間段內採樣的所有Q信號的平均值dc_rq，將所述平均值dc_rq確定為Q信號的直流洩露量。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述依據所述直流洩露量分別對所述I信號和Q信號進行直流修正處理的步驟包括 分別將所述預設時間段內採樣的每個I信號減去所述I信號的直流洩露量，得到每個直流修正後的I信號； 分別將所述預設時間段內採樣的每個Q信號減去所述Q信號的直流洩露量，得到每個直流修正後的Q信號。
4.根據權利要求I或3所述的方法，其特徵在於，所述統計直流修正後的I信號和Q信號的幅度比的步驟包括 計算所有直流修正後的I信號的總和amp_ri ； 計算所有直流修正後的Q信號的總和amp_rq ； 計算所述總和amp_ri和所述總和amp_rq的比值,或者所述總和amp_rq和所述總和amp_ri的比值，將所述比值確定為所述直流修正後的I信號和Q信號的幅度比。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，當所述幅度比為所述總和amp_ri和所述總和amp_rq的比值時， 所述依據所述幅度比分別對所述直流修正後的I信號和Q信號進行幅度修正處理的步驟包括 分別將每個直流修正後的I信號確定為每個幅度修正後的I信號； 分別將每個直流修正後的Q信號與所述幅度比相乘，得到每個幅度修正後的Q信號。
6.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，當所述幅度比為所述總和amp_rq和所述總和amp_ri的比值時， 所述依據所述幅度比分別對所述直流修正後的I信號和Q信號進行幅度修正處理的步驟包括 分別將每個直流修正後的I信號與所述幅度比相乘，得到每個幅度修正後的I信號；分別將每個直流修正後的Q信號確定為每個幅度修正後的Q信號。
7.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，所有幅度修正後的I信號組成向量RI，所有幅度修正後的Q信號組成向量QI， 所述統計幅度修正後的I信號和Q信號的相位差的步驟包括 計算所述向量RI和所述向量QI的夾角； 計算所述夾角的反正弦值，將所述反正弦值確定為所述幅度修正後的I信號和Q信號的相位差。
8.根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述依據所述相位差分別對所述幅度修正後的I信號和Q信號進行相位修正處理的步驟包括 分別將每個幅度修正後的I信號確定為每個相位修正後的I信號； 分別將每個幅度修正後的I信號與所述相位差的正弦值相乘，得到第一數值，所述第一數值與所述幅度修正後的Q信號--對應； 分別將每個幅度修正後的Q信號減去與其對應的第一數值，得到第二數值； 分別將每個第二數值除以所述相位差的餘弦值，得到每個相位修正後的Q信號。
9.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述數字預失真係數更新處理包括同步校準、預失真係數估算和預失真處理。
10.一種針對零中頻反饋不平衡的修正系統，其特徵在於，包括 採樣模塊，用於對零中頻反饋信號進行採樣，所述零中頻反饋信號包括同相I信號和正交相Q信號； 直流修正模塊，用於分別統計所述I信號和Q信號的直流洩露量，並依據所述直流洩露量分別對所述I信號和Q信號進行直流修正處理； 幅度修正模塊，用於統計直流修正後的I信號和Q信號的幅度比，並依據所述幅度比分別對所述直流修正後的I信號和Q信號進行幅度修正處理； 相位修正模塊，用於統計幅度修正後的I信號和Q信號的相位差，並依據所述相位差分別對所述幅度修正後的I信號和Q信號進行相位修正處理； 更新模塊，用於對相位修正後的I信號和Q信號進行數字預失真係數更新處理，得到待發送的I信號和Q信號。
11.根據權利要求10所述的系統，其特徵在於，所述直流修正模塊包括 I信號直流洩露量計算單元，用於計算預設時間段內採樣的所有I信號的平均值dc_ri，將所述平均值dc_ri確定為I信號的直流洩露量； Q信號直流洩露量計算單元，用於計算所述預設時間段內採樣的所有Q信號的平均值dc_rq，將所述平均值dc_rq確定為Q信號的直流洩露量。
12.根據權利要求11所述的系統，其特徵在於，所述直流修正模塊還包括 I信號直流修正單元，用於分別將所述預設時間段內採樣的每個I信號減去所述I信號的直流洩露量，得到每個直流修正後的I信號； Q信號直流修正單元，用於分別將所述預設時間段內採樣的每個Q信號減去所述Q信號的直流洩露量，得到每個直流修正後的Q信號。
13.根據權利要求10或12所述的系統，其特徵在於，所述幅度修正模塊包括 I信號總和計算單元，用於計算所有直流修正後的I信號的總和amp_ri ；Q信號總和計算單元，用於計算所有直流修正後的Q信號的總和amp_rq ； 幅度比計算單元，用於計算所述總和amp_ri和所述總和amp_rq的比值,或者所述總和amp_rq和所述總和amp_ri的比值,將所述比值確定為所述直流修正後的I信號和Q信號的幅度比。
14.根據權利要求13所述的系統，其特徵在於，所述幅度修正模塊還包括 第一 I信號幅度修正單元，用於當所述幅度比為所述總和amp_ri和所述總和amp_rq的比值時，分別將每個直流修正後的I信號確定為每個幅度修正後的I信號； 第一 Q信號幅度修正單元，用於當所述幅度比為所述總和amp_ri和所述總和amp_rq的比值時，分別將每個直流修正後的Q信號與所述幅度比相乘，得到每個幅度修正後的Q信號。
15.根據權利要求13所述的系統，其特徵在於，所述幅度修正模塊還包括 第二 I信號幅度修正單元，用於當所述幅度比為所述總和amp_rq和所述總和amp_ri的比值時，分別將每個直流修正後的I信號與所述幅度比相乘，得到每個幅度修正後的I信號; 第二 Q信號幅度修正單元，用於當所述幅度比為所述總和amp_rq和所述總和amp_ri的比值時，分別將每個直流修正後的Q信號確定為每個幅度修正後的Q信號。
16.根據權利要求10所述的系統，其特徵在於，所有幅度修正後的I信號組成向量RI，所有幅度修正後的Q信號組成向量QI， 所述相位修正模塊包括 夾角計算單元，用於計算所述向量RI和所述向量QI的夾角； 相位差計算單元，用於計算所述夾角的反正弦值，將所述反正弦值確定為所述幅度修正後的I信號和Q信號的相位差。
17.根據權利要求16所述的系統，其特徵在於，所述相位修正模塊還包括 I信號相位修正單元，用於分別將每個幅度修正後的I信號確定為每個相位修正後的I信號; 相乘單元，用於分別將每個幅度修正後的I信號與所述相位差的正弦值相乘，得到第一數值，所述第一數值與所述幅度修正後的Q信號一一對應； 相加單元，用於分別將每個幅度修正後的Q信號減去與其對應的第一數值，得到第二數值； Q信號相位修正單元，用於分別將每個第二數值除以所述相位差的餘弦值，得到每個相位修正後的Q信號。
18.根據權利要求10所述的系統，其特徵在於，所述更新模塊包括 同步校準單元，用於對相位修正後的I信號和Q信號進行同步校準； 預失真係數估算單元，用於對同步校準後的I信號和Q信號進行預失真係數估算； 預失真處理單元，用於利用所述預失真係數對I信號和Q信號進行預失真處理。
全文摘要
本申請提供了一種針對零中頻反饋不平衡的修正方法和系統，以解決現有修正方法效果不明顯，得到的I/Q信號不準確的問題。所述方法包括對零中頻反饋信號進行採樣，零中頻反饋信號包括I信號和Q信號；分別統計I信號和Q信號的直流洩露量，依據直流洩露量對I信號和Q信號進行直流修正處理；統計直流修正後的I信號和Q信號的幅度比，依據幅度比對直流修正後的I信號和Q信號進行幅度修正處理；統計幅度修正後的I信號和Q信號的相位差，依據相位差對幅度修正後的I信號和Q信號進行相位修正處理；對相位修正後的I信號和Q信號進行數字預失真係數更新處理，得到待發送的I信號和Q信號。本申請能夠使得到的待發送的I信號和Q信號更加準確。
文檔編號H04L25/49GK102882818SQ20121032865
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月6日 優先權日2012年9月6日
發明者熊軍, 王策, 王傑麗, 楊柳, 肖鵬 申請人:大唐移動通信設備有限公司