基于斜率实现本振泄漏校准的方法、系统、装置、处理器及其计算机可读存储介质与流程

本发明涉及无线通信设备研发技术领域，尤其涉及无线通信发射机本振泄漏问题技术领域，具体是指一种基于斜率实现本振泄漏校准的方法、系统、装置、处理器及其计算机可读存储介质。

背景技术：

随着通信技术的发展，人们对于数据速率的要求越来越高。基于iq正交调制的发射机，通常称为直接变频发射机，理论上带宽可提升一倍，对通信速率提升有显著提升。直接变频发射机，基带产生两路正交的i路和q路数据，经过数模转换器dac与正交的两路本振信号相乘并叠加后进行发射。基于正交调制的直接正交变频技术能够直接把基带信号搬移到射频载频并消除无用的边带信号，从而以实现调制的目的。但这项技术由于正交调制信号和正交本振信号相位和幅度的不平衡，对直流偏移失真非常敏感，因此会导致严重的本振泄露现象，从而影响信号正常解调，进而影响误码率和吞吐量。

直接变频发射机的功能框图如图1所示。

其中i(t)和q(t)是正交基带信号，f0(t)是射频本振信号，frf(t)是已调频信号，电路工作时，f0先经移相器移相产生正交本振信号f0i(t)和f0q(t)，然后分别与正交基带信号i(t)和q(t)相乘后作代数运算，抵消无用边带信号，输出想要的边带信号frf(t)，从而实现单边带调制。

在理想情况下，正交调制信号i(t)，q(t)和正交本振信号f0i(t)和f0q(t)的幅度和相位分别完全平衡，且不存在直流偏移。因此，无线机输出的rf信号frf(t)是一个理想的单边带信号，不存在本振泄露问题，但在实际情况下i(t)，q(t)和f0i(t)，f0q(t)信号总是存在幅度和相位的不平衡及直流偏移误差。

基带信号可以定义如下：

上式中g,φ,d分别是i(t)和q(t)信号之间的归一幅度比、正交相位误差和直流偏移误差。

载波信号定义如下：

上式中a,θ,e分别是f0i(t)和f0q(t)信号之间的归一幅度比，正交相位误差和直流偏移误差。理想状态下：a＝g＝1；φ＝θ＝0；d＝e＝0。

此时的输出信号为：

rf(t)＝i(t)×f0i(t)+q(t)f0q(t)

代入计算后，我们可以得到泄露的本振信号fc(t)为：

fc(t)＝dacos(ωct+φ)

从结论中可以看出，泄露的本振信号主要是由i(t)和q(t)信号存在的直流偏移引起的。要想解决本振泄露这一问题，我们需要给i(t)和q(t)信号施加一个特定的偏置分量，之后i(t)和q(t)信号在与本振混频时，偏置分量与本振相乘得到特定功率和特定相位的本振频率分量，当这个分量与原本的本振泄漏功率相近、相位相反时，就会抵消本振泄漏的幅值，从而达到消除本振泄露的目的。

为了找到i分量和q分量的配置值，通常采用的方法为：固定某一个分量，改变另一个分量，并测量本振泄露功率，当功率变大时，则朝相反方向改变分量配置值，当功率变小时，则继续朝此方向继续改变配置值。当查找到最低值时，则记录此时的分量值，再固定此分量，改变另一分量。通过分别对i分量、q分量的循环，最终得到本振泄露功率值的最低点。由于每次只能修改一单位的偏置值，并且都要测量本振泄漏功率值，但同时每一个频点目标i、q分量值不确定，具有随机性，这使得校准过程耗时很长，效率很慢。

技术实现要素：

本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种满足简单、高效、准确度高的基于斜率实现本振泄漏校准的方法、系统、装置、处理器及其计算机可读存储介质。

为了实现上述目的，本发明的基于斜率实现本振泄漏校准的方法、系统、装置、处理器及其计算机可读存储介质如下：

该基于斜率实现本振泄漏校准的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：

(1)随机选取初始点，设置步进值，测量本振泄漏；

(2)通过第一层循环以大步进进行i分量和q分量的循环，根据相邻两个点的斜率值k进行判断，确定本振泄露功率最低点位于的粗略区间范围；

(3)通过第二层循环，以小步进进行循环，记录测量得到的功率最低点，得到本振泄露功率最低点位于的区间范围；

(4)通过第三层循环，分别对i分量和q分量进行维度值的偏移，记录最低点的数值，得到本振泄露功率值最小的i分量和q分量。

较佳地，所述的步骤(2)具体包括以下步骤：

(2.1)选取(0，0)点作为初始点，以步进值进行i分量和q分量的循环；

(2.2)计算相邻两个点的斜率值k；

(2.3)判断k的值是否大于0，如果是，则向相反的方向循环；否则，按照原方向循环；

(2.4)判断k符号是否变化，如果是，则继续步骤(3)；否则，继续步骤(2.2)。

较佳地，所述的步骤(3)具体包括以下步骤：

(3.1)在步骤(2)得到的本振泄露功率最小值的区间范围内，选用小步进作为第二层循环方案的步进；

(3.2)在循环中记录测量得到的功率最低点，本振泄露功率最低点位于的区间范围在测量得到的功率最低点附近的区间内，得到本振泄露功率最低点位于的精确的区间范围。

较佳地，所述的步骤(4)具体包括以下步骤：

(4.1)在步骤(3)得到的本振泄露功率最小值的区间范围内，分别对i分量和q分量进行维度值的偏移；

(4.2)记录最低点的数值，得到本振泄露功率值最小的i分量和q分量。

该基于斜率实现本振泄漏校准的系统，其主要特点是，所述的系统包括：

本振泄露测量模块，用于随机选取初始点，设置步进值，测量本振泄漏；

本振泄露功率最低点粗略区间范围确定模块，用于通过第一层循环以大步进进行i分量和q分量的循环，根据相邻两个点的斜率值k进行判断，确定本振泄露功率最低点位于的粗略区间范围；

本振泄露功率最低点区间范围确定模块，用于通过第二层循环，以小步进进行循环，记录测量得到的功率最低点，得到本振泄露功率最低点位于的区间范围；

本振泄露最小功率值计算模块，用于通过第三层循环，分别对i分量和q分量进行维度值的偏移，记录最低点的数值，得到本振泄露功率值最小的i分量和q分量。

该基于斜率实现本振泄漏校准的装置，其主要特点是，所述的装置包括：

处理器，被配置成执行计算机可执行指令；

存储器，存储一个或多个计算机可执行指令，所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时，实现上述的基于斜率实现本振泄漏校准的方法的步骤。

该基于斜率实现本振泄漏校准的处理器，其主要特点是，所述的处理器被配置成执行计算机可执行指令，所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时，实现上述的基于斜率实现本振泄漏校准的方法的步骤。

该计算机可读存储介质，其主要特点是，其上存储有计算机程序，所述的计算机程序可被处理器执行以实现上述的基于斜率实现本振泄漏校准的方法的各个步骤。

采用了本发明的基于斜率实现本振泄漏校准的方法、系统、装置、处理器及其计算机可读存储介质，与一个维度的i和q变化相比，大幅度减少了本振泄漏校准的测量次数，进而缩短所需的校准时间，校准效率更高。本发明在对i和q分量调整分别至最低点后，再分别调整i和q分量，数值会有变化。解出的目标值准确度越高。

附图说明

图1为本发明的基于斜率实现本振泄漏校准的方法的iq调制原理框图。

图2为本发明的基于斜率实现本振泄漏校准的方法的本振泄漏功率随偏置i和偏置q变化情况示意图。

图3为本发明的基于斜率实现本振泄漏校准的方法的操作流程示意图。

图4为本发明的基于斜率实现本振泄漏校准的方法的斜率计算示意图。

图5为一实施例的基于斜率实现本振泄漏校准的方法的斜率k变化的示意图。

图6为另一实施例的基于斜率实现本振泄漏校准的方法的k未变化时的斜率k变化示意图。

图7为另一实施例的基于斜率实现本振泄漏校准的方法的k变化时的斜率k变化示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。

本发明的该基于斜率实现本振泄漏校准的方法，其中包括以下步骤：

(1)随机选取初始点，设置步进值，测量本振泄漏；

(2)通过第一层循环以大步进进行i分量和q分量的循环，根据相邻两个点的斜率值k进行判断，确定本振泄露功率最低点位于的粗略区间范围；

(2.1)选取(0，0)点作为初始点，以步进值进行i分量和q分量的循环；

(2.2)计算相邻两个点的斜率值k；

(2.3)判断k的值是否大于0，如果是，则向相反的方向循环；否则，按照原方向循环；

(2.4)判断k符号是否变化，如果是，则继续步骤(3)；否则，继续步骤(2.2)；

(3)通过第二层循环，以小步进进行循环，记录测量得到的功率最低点，得到本振泄露功率最低点位于的区间范围；

(3.1)在步骤(2)得到的本振泄露功率最小值的区间范围内，选用小步进作为第二层循环方案的步进；

(3.2)在循环中记录测量得到的功率最低点，本振泄露功率最低点位于的区间范围在测量得到的功率最低点附近的区间内，得到本振泄露功率最低点位于的精确的区间范围；

(4)通过第三层循环，分别对i分量和q分量进行维度值的偏移，记录最低点的数值，得到本振泄露功率值最小的i分量和q分量；

(4.1)在步骤(3)得到的本振泄露功率最小值的区间范围内，分别对i分量和q分量进行维度值的偏移；

(4.2)记录最低点的数值，得到本振泄露功率值最小的i分量和q分量。

该基于斜率实现本振泄漏校准的系统，其中包括：

本振泄露测量模块，用于随机选取初始点，设置步进值，测量本振泄漏；

本振泄露功率最低点粗略区间范围确定模块，用于通过第一层循环以大步进进行i分量和q分量的循环，根据相邻两个点的斜率值k进行判断，确定本振泄露功率最低点位于的粗略区间范围；

本振泄露功率最低点区间范围确定模块，用于通过第二层循环，以小步进进行循环，记录测量得到的功率最低点，得到本振泄露功率最低点位于的区间范围；

本振泄露最小功率值计算模块，用于通过第三层循环，分别对i分量和q分量进行维度值的偏移，记录最低点的数值，得到本振泄露功率值最小的i分量和q分量。

该基于斜率实现本振泄漏校准的装置，其中包括：

处理器，被配置成执行计算机可执行指令；

存储器，存储一个或多个计算机可执行指令，所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时，实现上述的基于斜率实现本振泄漏校准的方法的步骤。

该基于斜率实现本振泄漏校准的处理器，其被配置成执行计算机可执行指令，所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时，实现上述的基于斜率实现本振泄漏校准的方法的步骤。

本发明的具体实施方式中，本发明提出一种快速高效的本振泄漏校准方法：随机选取一个初始点，从初始点出发，设置一个步进值，经过多层循环，最终寻找到所需要的iq值。第一层循环：i分量和q分量分别以大步进进行初步的循环，根据相邻两个点的斜率值k进行判断，当k的正负发生变化时，则说明此时的分量经过了最低点。第二层循环：在经过了第一层循环之后初步确定了分量所在的区间范围，在此次循环中，需要以一个小的步进进行循环，只需要寻找测试的最小值即可，所需要的值一定是在此最小值的前一个步进或后一个步进的范围内。第三层循环：在第二层循环得到的区间，每次偏移一个维度值，最后得到所需要的i分量和q分量。简要流程如图4所示。

第一层循环方案如下：

选取(0，0)点作为初始点，先以i数值变化循环，选取i分量加上步进step1作为下一个点的坐标值，计算相邻两个点的斜率值k，如图4所示。

若k>0，则向相反的方向循环，若k<0，则按照此时的方向循环。

以k<0的情况为例，循环中计算k的值，当k的符号发生变化时，可能发生的情况有两种。

一、功率最小值刚好处于两个点之间，这时计算得到的斜率与之前的k相比，符号发生改变，如图5所示。

二、跨过功率最小值的点时，k值符号没有发生改变，两个点的位置如图6所示，在跨过之后的两个点，k值发生了改变，如图7所示。

经过第一层循环，可以粗略的确定本振泄露功率最低点位于的区间范围，如果是第一种情况，则由此时的分量值减去步进值即可得到区间范围，如果是第二种情况，则需要由此时的分量值分别减去步进值的一倍和两倍得到区间范围。

若初始的k>0，与之相反即可。

第二层循环方案如下：

此时由第一层循环方案，已经获得了粗略的本振泄露功率最小值的区间范围，在此区间范围内，可以选用小步进step2作为第二层循环方案的步进，在循环中需要记录测量得到的功率最低点。则本振泄露功率最低点位于的区间范围一定是测量得到的功率最低点附近的区间内。这样，就进一步得到了本振泄露功率最低点位于的区间范围。

第三层循环方案如下：

此时由第二层循环方案，得到了一个精细的区间范围，在此区间范围内，只要分别对i分量和q分量进行一个维度的变化，记录最低点的数值，就可以求得是本振泄露功率值最小的i分量和q分量。

通过这三层循环的方案，既实现了多次调整i分量和q分量可获得更准确的iq分量的目标，又求得了所需要的本振泄漏的目标值。

本实施例的具体实现方案可以参见上述实施例中的相关说明，此处不再赘述。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行装置执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

采用了本发明的基于斜率实现本振泄漏校准的方法、系统、装置、处理器及其计算机可读存储介质，与一个维度的i和q变化相比，大幅度减少了本振泄漏校准的测量次数，进而缩短所需的校准时间，校准效率更高。本发明在对i和q分量调整分别至最低点后，再分别调整i和q分量，数值会有变化。解出的目标值准确度越高。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。