[發明專利]一種基于FPA的I/Q失衡相位誤差補償方法

有效

• 申請號: 202010877152.5
• 申請日: 2020-08-27
• 公開（公告）號: CN112083227B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 孟婕;曾浩;郭連平;葉芃;趙禹
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01R25/00
• 分類號: G01R25/00;G01R23/165
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

本發明公開了一種基于FPA的I/Q失衡相位誤差補償方法，先通過輸入連續的單音掃頻信號獲取待補償的I/Q失衡相位誤差θ(ω)，再基于失衡相位誤差θ(ω)，利用FPA設計I/Q失衡相位補償模塊，將I/Q失衡相位補償模塊設計等效為一個非線性優化問題，再用FPA計算該非線性優化問題的解，求得補償模塊的最優參數，最后利用設計的I/Q失衡相位補償模塊進行I/Q相位誤差補償。

技術領域

本發明屬于誤差校正技術領域，更為具體地講，涉及一種基于FPA的I/Q失衡相位誤差補償方法。

背景技術

前端架構的選擇很大程度上影響接收器可集成性和靈活性，其中零中頻結構在過去的十幾年中因其易于單片集成、結構簡單和成本功耗低等優點而備受青睞。然而該結構采用同相和正交(I/Q)混頻，對I/Q失衡尤為敏感。理想情況下，I路和Q路信號應該具有精確的90°相位差和相等的幅度。然而，在實際情況中，所用器件、電路設計、PCB布局的誤差，I路和Q路的低通濾波器頻率響應的差異都會使I路和Q路信號的信號產生幅度和相位失配I/Q失衡會導致不完全的鏡像信號衰減，提高基帶信號處理的誤碼率。隨著高階調制波形或大帶寬多信道信號的使用，I/Q失衡的影響變得更加明顯，必須使用額外的模擬或數字信號處理方法來對其進行改善。

I/Q失衡的相位失衡是其中的關鍵難題，相比幅度誤差，相位誤差的計算及補償難度較大；花授粉算法(FPA)是一種自然啟發算法，它模擬自然授粉的原理將問題的解表示為花的花粉，將迭代新解的過程表示為花之間的授粉過程。近年來，FPA由于其解決實際問題的有效性而受到廣泛關注,相比傳統的基于梯度的優化算法，FPA不容易陷入局部最優，能更好的找到更接近全局最優的近似最優解。通過設置合適的個體數和迭代數，FPA得到的解可以很好的解決I/Q失衡相位誤差的補償問題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種基于FPA的I/Q失衡相位誤差補償方法，將I/Q失衡相位誤差的補償模塊設計等效為一個非線性優化問題，再用FPA計算非線性優化問題，求得補償模塊的最優參數，進而完成相位補償。

為實現上述發明目的，本發明一種基于FPA的I/Q失衡相位誤差補償方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)、通過輸入單音掃頻信號獲取待補償的I/Q失衡相位誤差；

(1.1)、利用信號發生器對待測試帶寬進行等間隔掃頻，使待測試帶寬頻率范圍內等間隔的輸出N個頻率值的單音掃頻信號，并依次輸入到I/Q接收器；

(1.2)、將單音掃頻信號r_i(t)分別與I/Q兩路中帶有相位誤差的本振信號cos(ω_LOt)和相乘，其中，ω_LO為本振信號頻率；

然后再經過低通濾波處理后，得到失衡的I/Q測試信號；

x_I(t)＝cos(ω_it)

x_Q(t)＝sin(ω_it+θ(ω_i))

其中，i＝1,2,…N，θ(ω_i)表示頻率ω_i處相位誤差，φ(ω_i)表示與頻率相關的相位誤差；

(1.3)、將失衡的I/Q測試信號通過ADC采樣，得到采樣后失衡的I/Q測試信號x_I(n)和x_Q(n)；

然后將其輸入至頻域轉換處理器，并進行離散傅里葉變換，完成I/Q測試信號從時域到頻域的轉換，轉換后的頻域I/Q測試信號為：