[發明專利]一種寬帶零中頻接收機正交失配補償裝置及方法

有效

• 申請號: 201910143818.1
• 申請日: 2019-02-27
• 公開（公告）號: CN109861706B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 王璇;宋慶輝;鄭見樹;趙琨;馮鶴
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十四研究所
• 主分類號: H04B1/12
• 分類號: H04B1/12;H04B1/14;H04B1/16
• 代理公司: 河北東尚律師事務所 13124
• 代理人: 王文慶

1.一種寬帶零中頻接收機正交失配補償裝置，其特征在于，包括正交失配提取模塊、分級校準構建模塊、本振失配補償模塊、基帶失配補償模塊和自適應補償模塊；其中，

正交失配提取模塊用于對外部輸入的I/Q路的訓練序列進行I/Q分支的混合幅度失配ε(f_LO,f_BB)和混合相位失配ψ(f_LO,f_BB)的提取，并將混合幅度失配ε(f_LO,f_BB)和混合相位失配ψ(f_LO,f_BB)傳給分級校準構建模塊；表示以本振頻率f_LO和基帶頻率f_BB為自變量的射頻輸入導頻訓練序列，該序列為一復數序列，其n時刻的值滿足其中t_I為正交信號的同相分量，t_Q為正交信號的正交分量；ε(f_LO,f_BB)為正交分量間的混合幅度失配，其值是同相分量與正交分量的比值；ψ(f_LO,f_BB)為正交分量間的混合相位失配，其值是同相分量與正交分量的相位差；

分級校準構建模塊通過外部輸入的本振頻率以及第k組基帶濾波器的配置狀態F_k，對ε(f_LO,f_BB)和ψ(f_LO,f_BB)進行分解，構造出B_k(β,θ)和C_k(β,θ)，其中，傳給本振失配補償模塊，B_k(β,θ)與C_k(β,θ)傳給基帶失配補償模塊；為一個2×2的補償矩陣，其4個元素的值由與本振頻率相關的幅度失配α和相位失配φ計算確定；B_k(β,θ)和C_k(β,θ)均為有限沖激響應濾波器，它們的值均由根據k個基帶濾波器確定的基帶頻率相關的幅度失配β和相位失配θ計算確定；

本振失配補償模塊用于將外部輸入的I/Q路的復數形式觀測信號進行對本振失配的補償，并輸出補償后的信號到基帶失配補償模塊；

基帶失配補償模塊用于對進行基帶失配的補償，并輸出補償后的信號到自適應補償模塊中；

自適應補償模塊用于根據溫度變化產生的失配對輸入信號進行補償，得到信號輸出具體方式為：

自適應補償模塊通過求解最優化問題：

min

s.t1

s.t2

得到補償濾波器h_Q和時延濾波器h_I，并按照下式對進行濾波：

從而得到輸出信號

其中，運算符表示卷積，右上標T表示轉置運算，右下標Q表示正交信號的Q路分量，右下標I表示正交信號的I路分量，表示2階范數，s.t1為最優化問題的第一個限制條件，s.t2為最優化問題的第二個限制條件，最優化問題的優化目標為在第一個限制條件和第二個限制條件的約束下求得使的2階范數最小化的Q路補償有限沖激響應濾波器h_Q的系數，h_I是為了補償h_Q濾波所帶來的時延的時延補償有限沖激響應濾波器。

2.一種基于如權利要求1所述裝置的寬帶零中頻接收機正交失配補償方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將I/Q路的訓練序列輸入到正交失配提取模塊中；

(2)在正交失配提取模塊中，對訓練序列的失配信息進行提取，得到I/Q分支的混合幅度失配ε(f_LO,f_BB)和混合相位失配ψ(f_LO,f_BB)，并將混合幅度失配ε(f_LO,f_BB)和混合相位失配ψ(f_LO,f_BB)輸出到分級校準構建模塊中；

(3)分級校準構建模塊根據公式ε(f_LO,f_BB)＝β(f_BB)/α(f_LO)和ψ(f_LO,f_BB)＝θ(f_BB)+φ(f_LO)，得到與本振頻率相關的幅度失配α(f_LO)和相位失配以及與基帶頻率相關的幅度失配β(f_BB)和相位失配θ(f_BB)；

(4)分級校準構建模塊構建與本振頻率f_LO相關的補償曲線查找表，以及與基帶配置狀態F_k相關的濾波器B_k(β,θ)和C_k(β,θ)，其中，濾波器B_k(β,θ)和C_k(β,θ)通過任意幅度的基于FIR有限沖擊響應模型的最小二乘法擬合構建；

(5)分級校準構建模塊根據外部輸入的配置信息f_LO和F_k，采用插值法構建出所需的補償矩陣然后將補償矩陣輸出給本振失配補償模塊，并從濾波器B_k(β,θ)和C_k(β,θ)選擇所需的濾波器輸出到基帶失配補償模塊；

(6)本振失配補償模塊通過補償矩陣完成對觀測信號對于本振失配的補償，并輸出補償后的信號到基帶失配補償模塊；

(7)基帶失配補償模塊通過濾波器B_k(β,θ)和C_k(β,θ)完成基帶失配的補償，并輸出補償后的信號到自適應補償模塊；

(8)自適應補償模塊通過求解最優化問題：

min

s.t1

s.t2

得到補償濾波器h_Q和時延濾波器h_I，并按照下式對進行濾波：

從而得到輸出信號

步驟(8)中，運算符表示卷積，右上標T表示轉置運算，右下標Q表示正交信號的Q路分量，右下標I表示正交信號的I路分量，表示2階范數，s.t1為最優化問題的第一個限制條件，s.t2為最優化問題的第二個限制條件，最優化問題的優化目標為在第一個限制條件和第二個限制條件的約束下求得使的2階范數最小化的Q路補償有限沖激響應濾波器h_Q的系數，h_I是為了補償h_Q濾波所帶來的時延的時延補償有限沖激響應濾波器。