本發(fā)明涉及無線通信綜測儀，尤其涉及一種應(yīng)用于無線綜測儀的iq不平衡參數(shù)估計(jì)方法、系統(tǒng)及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、無線綜測儀應(yīng)用于手機(jī)生產(chǎn)校準(zhǔn)、綜測和耦合測試中。根據(jù)無線通信的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，實(shí)現(xiàn)手機(jī)終端的射頻指標(biāo)測試功能，其中iq不平衡也是其射頻指標(biāo)中的重要一項(xiàng)，主要用于表征發(fā)射終端i/q路的器件特性不完全匹配程度。

2、無線通信系統(tǒng)的發(fā)射信號(hào)一般是由兩路(i/q)正交(相位差為90°)的信號(hào)組成。理想情況下，i/q兩路的器件特性是一樣的，振幅和相位是匹配的?，F(xiàn)實(shí)中，器件的差異使得i/q兩路的本振信號(hào)的幅度不再相同，相位差也不等于90°。這種i路與q路分支之間出現(xiàn)的不平衡和偏移叫做iq不平衡。在蜂窩通信系統(tǒng)中，i/q不平衡對(duì)信號(hào)的發(fā)送質(zhì)量影響很大，會(huì)造成星座圖的失真，evm值很大。

3、常見的i/q不平衡鏈路模型如背景圖1，圖中ε為幅度不平衡因子，主要引起i/q兩路的幅度不平衡。θ為相位不平衡因子，主要導(dǎo)致i/q兩路的相位不再正交。

4、接收機(jī)的兩端與發(fā)射的本振信號(hào)是一樣的，基于兩路正交的原理，通過低通濾波器后，可以有效的獲取i/q兩路的信號(hào)。i/q兩路的幅度不平衡會(huì)導(dǎo)致i/q兩路的信號(hào)能量發(fā)生變化，如背景圖2所示。i/q兩路的相位不平衡會(huì)導(dǎo)致各星座點(diǎn)的能量不再相等。如圖3所示。

5、受i/q不平衡影響的信號(hào)模型建模如下：

6、

7、式(1)中*表示取共軛，根據(jù)傅里葉變換性質(zhì)可知，信號(hào)r*(t)在理想信號(hào)頻率的鏡像頻率位置處形成干擾信號(hào)，表示發(fā)送信號(hào)r(t)的鏡像信號(hào)。w(t)為高斯白噪聲。α表示理想信號(hào)的加權(quán)因子，β表示鏡像信號(hào)的加權(quán)因子。α和β與ε、θ的關(guān)系如公式(2)、(3)所示。

8、i/q不平衡參數(shù)的求解即對(duì)上式中的常用的i/q不平衡參數(shù)ε、θ的求解。常用的方法有盲估計(jì)和基于訓(xùn)練序列的估計(jì)方法。盲估計(jì)方法依賴于接收信號(hào)的統(tǒng)計(jì)特性，一般需要很長的數(shù)據(jù)序列才能保證其準(zhǔn)確性?；谟?xùn)練序列的估計(jì)方法通過發(fā)送特定的已知信號(hào)，根據(jù)估計(jì)信道的特性來計(jì)算i/q不平衡參數(shù)，其需要的數(shù)據(jù)較短，但準(zhǔn)確性不如盲估計(jì)。

9、·盲估計(jì)算法

10、盲估計(jì)算法對(duì)于相位和幅度的估計(jì)是分開的，主要根據(jù)接收信號(hào)的統(tǒng)計(jì)特性來計(jì)算。如下式所示：

11、

12、式中的表示對(duì)a取虛部，表示對(duì)a取實(shí)部。

13、·基于訓(xùn)練序列的方法

14、基于訓(xùn)練序列的方法一般是通過計(jì)算頻域的估計(jì)信道來計(jì)算i/q不平衡因子。在ofdm系統(tǒng)中，例如lte/5g/802.11等，都會(huì)在發(fā)送符號(hào)中配置特定的導(dǎo)頻符號(hào)，可用于同步或信道估計(jì)與均衡。其方法的主要思想是通過頻域信號(hào)的統(tǒng)計(jì)特性，來求解i/q不平衡因子。根據(jù)信號(hào)特點(diǎn)的不同，頻域求解的方法也不同。文獻(xiàn)[60gh通信系統(tǒng)中iq不平衡的影響分析與補(bǔ)償算法研究]中提出基于cve最小的求解方法等。此處不再贅述。

15、《一種對(duì)iq不平衡進(jìn)行估計(jì)校正的通信方法及裝置》提出一種基于訓(xùn)練序列對(duì)iq不平衡進(jìn)行矯正的方法。其流程如圖4所示。其主要方法是根據(jù)訓(xùn)練序列計(jì)算濾波器系數(shù)的方法，該專利僅僅是一種校正方法，并沒有給出i/q?imbalance參數(shù)估計(jì)的方法?！稛o線通信設(shè)備中的iq失衡校正方法》也是基于發(fā)送訓(xùn)練序列的i/q不平衡矯正方法，同樣可應(yīng)用于蜂窩通信設(shè)備中，但也沒有給出參數(shù)估計(jì)方法。

16、現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)：

17、基于盲估計(jì)算法對(duì)數(shù)據(jù)量的需求較大，實(shí)現(xiàn)耗時(shí)較高，常規(guī)基于訓(xùn)練序列的頻域相關(guān)法計(jì)算誤差較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)中盲估計(jì)算法對(duì)數(shù)據(jù)量的需求較大，實(shí)現(xiàn)耗時(shí)較高，常規(guī)基于訓(xùn)練序列的頻域相關(guān)法計(jì)算誤差較大的問題，本發(fā)明提供了一種應(yīng)用于無線綜測儀的iq不平衡參數(shù)估計(jì)方法。本發(fā)明提供了一種應(yīng)用于無線綜測儀的iq不平衡參數(shù)估計(jì)方法，包括以下步驟：

2、步驟一：對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行同步處理，以獲取接收信號(hào)的起始位置；

3、步驟二：根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)計(jì)算導(dǎo)頻符號(hào)所在的位置來提取導(dǎo)頻時(shí)域接收信號(hào)

4、步驟三：利用所述步驟二的導(dǎo)頻時(shí)域接收信號(hào)和本地參考序列時(shí)域信號(hào)進(jìn)行時(shí)域信號(hào)估計(jì)，得到時(shí)域信道hr；

5、步驟四：根據(jù)所述步驟三的時(shí)域信道hr估計(jì)時(shí)域發(fā)送信號(hào)

6、步驟五：根據(jù)均衡后的時(shí)域發(fā)送信號(hào)估計(jì)理想信號(hào)和鏡像信號(hào)的比例因子α和β；

7、步驟六：根據(jù)所述步驟五的理想信號(hào)和鏡像信號(hào)的比例因子α和β，計(jì)算幅度和相位不平衡因子。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在所述步驟三中，時(shí)域信道hr的計(jì)算公式如下：

8、

9、其中，表示對(duì)做統(tǒng)計(jì)平均的操作，ε(r(t)*r*(t))表示對(duì)r(t)*r*(t)做統(tǒng)計(jì)平均的操作,表示導(dǎo)頻時(shí)域接收信號(hào)，r*(t)表示鏡像信號(hào)，r(t)表示理想信號(hào)。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在所述步驟四中，時(shí)域發(fā)送信號(hào)的計(jì)算公式如下：

10、

11、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在所述步驟五中，當(dāng)發(fā)射信號(hào)中存在幅度和相位不平衡參數(shù)時(shí)，其信號(hào)可建模為理想信號(hào)r(t)和鏡像信號(hào)r*(t)的加權(quán)，如下公式：

12、

13、其中α表示理想信號(hào)的加權(quán)因子，β表示鏡像信號(hào)的加權(quán)因子，w(t)為高斯白噪聲；

14、對(duì)上述公式分別乘上r(t)和r*(t)后，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)平均，由于噪聲與有效信號(hào)是獨(dú)立不相關(guān)的，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)平均可消除噪聲影響，得到以下兩個(gè)公式：

15、

16、

17、根據(jù)這兩個(gè)公式可計(jì)算出α和β，如下公式：

18、

19、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在所述步驟六中，還包括如下公式：

20、

21、其中λ表示一個(gè)變量，asin(a)表示對(duì)a求反正弦角度，εdb表示對(duì)線性值ε的db值，θ表示相位不平衡參數(shù)，表示對(duì)a求實(shí)部的操作，表示對(duì)a求虛部的操作。

22、本發(fā)明還公開了一種應(yīng)用于無線綜測儀的iq不平衡參數(shù)估計(jì)的系統(tǒng)，包括：存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器上的計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序配置為由所述處理器調(diào)用時(shí)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所述方法的步驟。

23、本發(fā)明還公開了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序配置為由處理器調(diào)用時(shí)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所述的方法的步驟。

24、本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提出的一種應(yīng)用于無線綜測儀的iq不平衡參數(shù)估計(jì)方法，在求解時(shí)域信道后，對(duì)導(dǎo)頻時(shí)域信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)平均，既提高了計(jì)算效率，也能保證參數(shù)計(jì)算的準(zhǔn)確性。

技術(shù)特征：

1.一種應(yīng)用于無線綜測儀的iq不平衡參數(shù)估計(jì)方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的iq不平衡參數(shù)估計(jì)方法，其特征在于，在所述步驟三中，時(shí)域信道hr的計(jì)算公式如下：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的iq不平衡參數(shù)估計(jì)方法，其特征在于，在所述步驟四中，時(shí)域發(fā)送信號(hào)的計(jì)算公式如下：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的iq不平衡參數(shù)估計(jì)方法，其特征在于，在所述步驟五中，當(dāng)發(fā)射信號(hào)中存在幅度和相位不平衡參數(shù)時(shí)，其信號(hào)可建模為理想信號(hào)r(t)和鏡像信號(hào)r*(t)的加權(quán)，如下公式：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的iq不平衡參數(shù)估計(jì)方法，其特征在于，在所述步驟六中，還包括如下公式：

6.一種應(yīng)用于無線綜測儀的iq不平衡參數(shù)估計(jì)的系統(tǒng)，其特征在于，包括：存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器上的計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序配置為由所述處理器調(diào)用時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1－5中任一項(xiàng)所述方法的步驟。

7.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于：所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序配置為由處理器調(diào)用時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1－5中任一項(xiàng)所述的方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種應(yīng)用于無線綜測儀的IQ不平衡參數(shù)估計(jì)方法、系統(tǒng)及存儲(chǔ)介質(zhì)，該IQ不平衡參數(shù)估計(jì)方法包括：步驟一：對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行同步處理，以獲取接收信號(hào)的起始位置；步驟二：根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)計(jì)算導(dǎo)頻符號(hào)所在的位置來提取導(dǎo)頻時(shí)域接收信號(hào)步驟三：利用導(dǎo)頻時(shí)域接收信號(hào)和本地參考序列時(shí)域信號(hào)進(jìn)行時(shí)域信號(hào)估計(jì)，得到時(shí)域信道h<subgt;r</subgt;；步驟四：根據(jù)時(shí)域信道h<subgt;r</subgt;估計(jì)時(shí)域發(fā)送信號(hào)步驟五：根據(jù)均衡后的時(shí)域發(fā)送信號(hào)估計(jì)理想信號(hào)和鏡像信號(hào)的比例因子α和β；步驟六：根據(jù)理想信號(hào)和鏡像信號(hào)的比例因子α和β，計(jì)算幅度和相位不平衡因子。本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的IQ不平衡參數(shù)估計(jì)方法在求解時(shí)域信道后，既提高了計(jì)算效率，也能保證參數(shù)計(jì)算的準(zhǔn)確性。

技術(shù)研發(fā)人員：李小紅,李彪
受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳市極致匯儀科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10