[發明專利]一種IQ不平衡估計方法

有效

• 申請號: 202110406052.9
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN113132280B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 孫胤杰;吳義文;黃梅瑩;樓紅偉;郭昌松;龐浩;李正衛
• 申請（專利權）人: 深圳智微電子科技有限公司
• 主分類號: H04L27/00
• 分類號: H04L27/00;H04L27/26
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 史萌楊

本發明屬于電力線載波通信技術領域，具體涉及一種IQ不平衡估計方法。該方法首先將接收的射頻信號進行處理，得到差分前導序列；然后根據差分前導序列得到載波偏頻估計值；接著將差分前導序列拆分成至少三個差分前導子序列，對差分前導子序列進行聯立，聯立后代入載波偏頻估計值，求得IQ不平衡因子間的關系；最后根據IQ不平衡因子間的關系，得到IQ相位不平衡估計值和/或IQ幅度不平衡估計值。本發明在得到差分前導序列以后，先利用差分前導序列對載波偏頻進行估計，然后在此基礎上對IQ不平衡進行估計，實現了IQ不平衡實時、準確地估計，便于進行準確補償與校準，而且，還可有效節約接收機成本。

技術領域

本發明屬于電力線載波通信技術領域，具體涉及一種IQ不平衡估計方法。

背景技術

目前的無線通信系統常采用零中頻結構的接收機進行信號接收。零中頻接收機直接將射頻信號下變頻到零頻附近，其結構簡單、集成度高、功耗較低，是目前電力用戶用電信息采集系統雙模通信無線部分所采用的接收機結構。

由于射頻模擬器件性能的局限性，零中頻接收機存在一些固有缺陷，例如本振泄露導致的直流(DC)偏置、本振信號自混頻產生的IQ不平衡等，嚴重影響接收機的性能。IQ不平衡可以解釋為同相(I)和正交(Q)支路之間的相位和幅度不匹配，具體表現為本振產生用于混頻的I路和Q路信號之間不滿足正交關系(90°相位差)，以及I路和Q路的幅度增益不同。IQ不平衡會產生鏡像干擾信號，造成接收機動態范圍降低，嚴重時會影響基帶信號的解調。

抑制IQ不平衡的方法主要有兩類：一方面可以從硬件角度出發，采用性能更好的射頻模擬器件來克服接收機IQ不平衡，該方法盡管可以從根本上消除IQ不平衡，但接收機的體積、功耗和成本會隨之增加；另一方面可以在基帶采用數字估計和補償技術，克服射頻缺陷，該方法成本低廉，應用廣泛，是當前IQ不平衡補償技術的主要研究方向，例如將IQ不平衡和信道的影響聯合在一起，但是只要信道變化就要重新進行估計，同樣會增加系統的開銷，而且會帶來估計不準確的問題。

發明內容

本發明提供了一種IQ不平衡估計方法，用以解決從硬件角度出發進行補償造成的成本較高或者采用數字估計和補償技術造成的估計不準的問題。

為解決上述技術問題，本發明所包括的技術方案以及技術方案對應的有益效果如下：

本發明提供了一種IQ不平衡估計方法，包括如下步驟：

1)將接收的射頻信號進行處理，得到前導序列，所述前導序列包含有載波頻偏和IQ不平衡因子；

2)將得到的前導序列進行差分計算，得到差分前導序列；

3)根據差分前導序列，計算得到載波偏頻估計值；

4)將差分前導序列拆分成至少三個差分前導子序列，對差分前導子序列進行聯立，聯立后代入步驟3)中得到的載波偏頻估計值，求得IQ不平衡因子間的關系；

5)根據IQ不平衡因子間的關系，得到IQ相位不平衡估計值和/或IQ幅度不平衡估計值。

上述技術方案的有益效果為：基于實際通信過程中產生的載波偏頻和IQ不平衡之間存在一定聯系，即接收機IQ不平衡會加劇載波頻偏對系統性能的影響，因而本發明綜合考慮載波偏頻和IQ不平衡的影響，在得到差分前導序列以后，先利用差分前導序列對載波偏頻進行估計，然后在此基礎上對IQ不平衡進行估計，實現了實時、準確地估計，便于進行準確補償與校準，提高系統性能；而且，該方法從軟件上進行改進，可有效節約接收機成本。

進一步的，為了準確實現對載波偏頻和IQ平衡的聯合估計，步驟1)中，包含有載波頻偏Δf和IQ不平衡因子的前導序列的表達式為：