新一代数字卫星接收机中I／Q不平衡的数字补偿

为了克服零中频结构的卫星接收机产生的I／Q不平衡的影响,本文提出了基于I路信号和Q路信号互相关的数字补偿方法。通过仿真结构可知,该方法能够补偿较大的I／Q增益不平衡和I／Q相位不平衡。     

I、Q通道幅相不平衡的数字校正

传统的模拟电路设计方法产生的I、Q两路正交信号,由于种种原因导致产生的两路信号并非完全正交,存在较大的相位和幅度上的不平衡,本文介绍一种对这种幅相不平衡的校正方法和计算机仿真的验证结果。     

基于信道化架构的宽带I/Q不平衡校准技术

零中频接收机凭借其架构简单、易于集成等特点已被广泛应用于通信系统和雷达系统,为未来雷达通信一体化技术发展奠定了基础。然而,零中频接收机存在I/Q不平衡问题,这不仅会造成通信星座图的偏移,还会引入雷达虚假目标。现有宽带I/Q补偿方法的精度不高,且都集中于后处理,无法做到实时。因此,本文首先建立了宽带I/Q不平衡模型,并提出了一种融合信道化架构和盲估计补偿算法的宽带I/Q失衡校准技术。该技术利用信道化架构将宽带信号划分为窄带信号,并利用盲估计算法对带有镜像信号的子信道进行在线补偿。实验表明,该方法在获得高精度补偿参数的同时,完成了对宽带I/Q失衡的实时补偿。镜像抑制比达到55 dB。     

一种应用于WLAN相位可调的本振缓冲器

该文提出了一种应用于WLAN相位可调的本振缓冲器,用于校准直接下变频收发机的I/Q两路不平衡。该电路通过开关输入MOS管源极的电容阵列,延迟本振信号,从而调节信号的相位。该文采用SMIC 0.18m工艺实现了4.8~6GHz的I/Q两路本振缓冲器的设计,其版图面积为650550m2。仿真结果表明,在5位控制字作用下,I或者Q路本振缓冲器的相移在0~8的范围内呈现近乎线性的变化,而本振缓冲器的输出功率的变化范围只有0.2dB。     

低中频接收机I/Q不平衡的数字估计和补偿

相对于传统的超外差式接收机,低中频接收机由于不需要镜像抑制滤波器、中频滤波器等片外大体积昂贵器件,因而系统设计可以更加灵活,体积更小,成本更低,集成度更高。低中频接收机采用I/Q下变频进行镜像分离,但模拟前端I/Q不平衡导致的镜像抑制不足问题却是其一大缺点。本文提出了一种利用测试信号数字估计和补偿I/Q不平衡的方法来提高镜像抑制能力。仿真结果表明,在幅度不平衡不大于10%和相位不平衡不大于10°时,经补偿后的镜像抑制比能够达到50d B以上。     

基于LS的OFDM零中频接收机IQ不平衡数字补偿技术

零中频接收机已成为未来无线终端发展潮流,但是零中频的结构会引入较大的射频损伤;本文首先介绍了射频I/Q不平衡时对高斯以及频率选择性信道下OFDM接收机性能的影响;通过特殊导频设计,解耦合I、Q路的相互影响;如此可以方便地估计和补偿射频I/Q不平衡对高斯以及频率选择性信道的影响。仿真表明本文所示方法大大提高了OFDM零中频接收机的性能。     

非平衡相移键控信号的调制识别算法研究

通信系统中具有非平衡相位键控特征的UQPSK信号与其他PSK调制方式的调制识别算法近些年受到了广泛关注。提出了一种基于二次方谱的非数据辅助自动调制识别算法,有效地利用离散谱线特征,将I/Q两路功率比2∶1～8∶1的UQPSK信号从常用的BPSK、QPSK、8PSK、OQPSK和π/4-DQPSK信号集中区分出来。算法特征参数门限划分不需依靠信噪比估计、非平衡因子估计等先决条件,并对不同载波频偏、码元速率和成型滤波系数的信号有良好的适应性。计算机仿真证明,算法对包含UQPSK的PSK类信号在信噪比5 dB以上有良好的识别效果(识别率≥90%)。     

基于apFFT的I/Q通道幅相误差校正算法

在I/Q正交采样时,I/Q正交性幅相误差需要补偿。经幅相误差建模,提出利用全相位FFT(all-phase FFT,apFFT)简单、有效地校正I/Q正交性幅相误差的新方法。在分析apFFT输入数据形式的基础上,与以往仿真直接设置-(N-1)～N-1点数据作为apFFT输入不同,提出利用矩阵束前向外推得到apFFT的输入数据。经apFFT处理后,求取I/Q通道信号的初相位误差即为相位误差,求传统FFT谱峰之比即为幅度误差。通过计算机仿真验证了前向外推的可靠性以及apFFT求I/Q正交性幅相误差的精度,在3 dB信噪比,镜像抑制度达到60 dB。     

OFDM零中频接收机I/Q不平衡的数字估计与补偿

由于零中频接收机的优点,其已经成为未来无线终端发展的方向.但它也有固有缺陷,即引入较大的射频损伤.首先分析了I/Q不平衡的系统模型,接着推导出其在OFDM系统中对接收机的影响.提出了一种硬件容易实现的简便时域估计和补偿I/Q不平衡的算法.最后通过仿真给出了该算法的性能,仿真表明在AWGN和频率选择性衰落信道下能够明显提高接收机的误码率性能.     

宽带信号I/Q采样不平衡校正方法研究

针对宽带信号模拟正交下变频时产生的 I/Q 信号不平衡问题，本文提出了一种在数字域对 I/Q 信号不平衡的校正方法，建立了 I/Q 信号不平衡的数字模型，分析了 I/Q 信号不平衡给系统带来的影响，推导了 I/Q 信号不平衡的校正方法，并对校正结果进行了仿真验证，该方法已在某设备中成功应用。     

零中频接收数字阵列镜像抑制的性能分析与方法

为了解决零中频接收数字阵列波束合成的镜像抑制问题,从推导单通道零中频接收模型出发,首先给出了零中频接收数字阵列的数学模型,然后对同时存在通道间幅相误差、通道内I/Q不平衡误差时的阵列波束图、波束合成的镜像抑制性能进行理论分析。依据分析结果,阵列各通道引入随机辅助相位,提出了一种无需对通道内I/Q不平衡误差进行测量、波束合成输出镜像抑制比与阵元个数有关、适合于大规模数字阵列的波束合成镜像抑制方法。仿真实验验证了本文理论分析和所提方法的正确性。     

I/Q不平衡对卫星高速数据中继系统的影响

卫星高速数传中继系统中采用QPSK调制传输高达300 Mbit/s的数据,在调制过程 中由于调制系统的不理想造成I/Q支路增益不平衡和相位不平衡,由此对传输系统的误比特 率带来影响。着重分析了卫星高速数据中继传输业务中,I/Q支路增益不平衡和相位不平衡 对误比特率带来的影响,随后对失真情况进行计算机仿真,得出可信的结果,即在高速数传业 务中,增益不平衡在±0．5 dB之内和相位不平衡在土5°之内所带来的对误比特率的影响非 常小。     

正交采样的理论和技术实现

在雷达等数字信号处理中,常常先需要将接收信号分解为正交的I、Q两路数字信号。I、Q信号的幅相不平衡会使得信号处理系统的性能降低,而传统的双通道正交检波方法又会使得这种不平衡性较大。本文通过对获得I、Q信号的几种典型采样方法进行的理论分析表明,对中频信号直接进行正交采样的单通道处理方法最优,它不仅只需要一个A/D转换器,而且还可以消除I、Q信号的幅度误差,有效地降低J、Q信号的相位误差。通过选取工程较易实现的中点Bessd内插函数,中频直接正交采样的硬件实现得以完成。对实验结果进行的大量测试表明,I、Q信号的相位误差小于1°,无幅度误差,由此说明这一方法不仅在理论上可行,而且具有极大的实用价值。     

一种改进的数字乘积检波方法

数字乘积检波(DPD:Digital Product Detector)是一种工程实现数字正交解调的简便方法[1][2],该方法克服了模拟正交解调I、Q通道不平衡的缺点[1],在雷达中频或射频信号采样中得到了广泛应用.然而该方法获得的I、Q数据在时间上不同步,需要进行分数阶多相插值滤波修正[1]～[8],由于分数阶多相插值滤波器无法做到I、Q通道幅度和相位的同时匹配[2],其不匹配引入的镜像干扰对工作在极低信噪比下的车载前视步进频率雷达来说非常不利.本文从信号与系统基本原理[9]出发,对DPD方法进行改进,提出了一种不需要对I、Q数据进行分数阶多相插值滤波,就可以得到时间同步I、Q数据的正交解调方法,该方法简便灵活,容错性强,用低通滤波器代替分数阶多相插值滤波器,可以做到两个通道幅度和相位的同时匹配,可以很好地控制I、Q分量幅度和相位的一致性.     

OFDM中联合IQ不平衡和相位噪声估计补偿新算法

正交频分复用(OFDM)系统中的非理想特性对系统性能影响很大,针对非理想特性中的两个主要部分:同相支路和正交支路(IQ)间的不平衡及相位噪声,提出了一种新的相位噪声和IQ不平衡联合估计算法。该算法首先由一个训练符号利用简单的最小二乘(LS)准则在频域估计出IQ不平衡和相位噪声的复合参数,并从中分离得到IQ不平衡估计值,然后利用估计出的IQ不平衡参数在时域对数据符号做IQ不平衡补偿,最后对IQ不平衡补偿后的数据在频域做相位噪声公共相位误差(CPE)和子载波间干扰(ICI)的估计和补偿。理论分析和仿真结果表明,该算法能简单有效的补偿IQ不平衡和相位噪声带来的性能损失。     

宽带回波信号的非线性幅相压缩性能分析

为了在雷达回波数据压缩中较好地保留目标的相位信息,研究了基于非线性离散余弦变换(DCT)和自适应小波贪婪(AWG)算法的幅相压缩性能。运用上述2种算法对宽带回波信号分别进行了正交I/Q压缩和幅相压缩实验。通过性能指标CSNR(压缩信噪比)和CPSD(压缩相位标准差),比较了I/Q压缩和幅相压缩的压缩性能。结果表明,同传统的I/Q压缩相比,幅相压缩能很好地保留目标的幅相信息;上述2种幅相压缩方法在不同信噪比情况下各有优势,非线性DCT幅相压缩适宜于压缩低信噪比宽带回波信号,基于AWG算法的幅相压缩则适宜于压缩高信噪比回波信号。     

LTE-U终端发射机信号EVM测量算法研究

针对LTE-U协议的PUSCH(上行业务信道),提出了一种有效的EVM算法,可以简单、快速、精确地测量EVM。该算法中,对解调前的数据定时同步后直接进行频偏、相偏与I/Q不平衡参数的估计与补偿,以减小测量信号误差,再经过解调与再调制准确恢复参考信号,并最终实现EVM的测量。仿真和实验结果表明,该算法EVM的仿真结果与理论值接近,可满足测试的精度要求,可以为LTE-U射频一致性测试系统提供理论基础。     

正交调制器的校准设计

在当前许多复杂调制射频信号源中,随着数字基带信号越来越多的加入．需要正交凋制器将其调制到需要的载波信号上。正交调制器原理简单：将生成好的I/Q两路基带信号调制到两路正交的载波上,合路后输出。但是在实现时,想获得好的指标就需要考虑载波相位误差,I/Q基带信号幅度不平衡以及载波泄漏等问题。文章给出了一种正交调制器的校准方案,可以减少和模拟以上三种现象造成的调制误差,并给出自动校准和手动校准两种方法。     

利用目标模拟器评估SAR性能的方法

介绍了一种利用目标模拟器评估合成孔径雷达（SAR）性能的方法。目标模拟器可以根据输入的基带I、Q数据生成所需波形，上变频到射频（RF）频段模拟产生SAR雷达回波信号进入雷达接收机。雷达发射通道和接收通道在信号频带内的幅度不平坦度和相位非线性均会使信号偏离理想情况，产生幅度和相位误差，会造成雷达的脉压性能变差，最终结果表现为图像质量退化。     

一种新的IQ不平衡频域估计与补偿算法

针对正交频分复用（OFDM）系统中射频前端失真—同相/正交（IQ）不平衡影响系统性能的问题,提出了一种新型的IQ不平衡频域估计与补偿算法。通过同一个子载波上的两个不同导频信号,抵消信道的影响,以减小算法复杂度,便于实现。仿真结果表明,该算法既极大地降低了计算量,又取得了较好的估计与补偿性能,性能优于传统的算法。