【摘 要】
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无线通信技术发展的标志之一就是通信速率的阶跃式增长。本文研究的是超高传输速率无线通信链路中的关键技术之一:IQ不平衡补偿技术。IQ不平衡是由于数据在作正交调制或信号作正交解调时,I、Q两路的本振信号幅值不相等和相位不正交,导致数据出现一个共轭干扰,影响通信链路的性能。解决IQ不平衡问题的方法是在数字域作对其不平衡参数进行估计然后作补偿。而超高传输速率需要超大的通信带宽,在大带宽下,IQ不平衡出现了
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无线通信技术发展的标志之一就是通信速率的阶跃式增长。本文研究的是超高传输速率无线通信链路中的关键技术之一:IQ不平衡补偿技术。IQ不平衡是由于数据在作正交调制或信号作正交解调时,I、Q两路的本振信号幅值不相等和相位不正交,导致数据出现一个共轭干扰,影响通信链路的性能。解决IQ不平衡问题的方法是在数字域作对其不平衡参数进行估计然后作补偿。而超高传输速率需要超大的通信带宽,在大带宽下,IQ不平衡出现了新的特征:频率相关性。对于频率相关的IQ不平衡,需要新的方法来作估计与补偿。与此同时,由于对IQ不平衡作补偿是实时性的,超高传输速率也就意味着IQ补偿模块需要超高的吞吐率。本文针对这些问题展开研究,主要工作如下:分析频率相关IQ不平衡模型,研究不平衡参数的估计方法,推导分离发送端与接收端IQ不平衡参数的条件,并设计估计方案;然后研究补偿的条件,以减少滤波器的使用为目标,推导并简化补偿电路,直至IQ补偿模块只包含一个卷积;再联合估计方法与补偿电路,提出通过迭代的方法提高估计精度,并对迭代估计的精度和补偿性能作仿真。研究并行有限冲击响应（Finite Impulse Response,FIR）滤波器的实现方法,推导滤波器并行的公式并得到L路并行滤波器结构可由L?L线性卷积的展开式得到,以此构建矩阵模型,并分析硬件实现的关注点和优化方法;然后介绍了三种不同的线性卷积展开方法,并对它们的资源消耗和硬件可实现性进行分析;最后指出可以通过分层级联的方法,由并行路数较小的滤波器结构合成大并行度的滤波器。研究简化的Q路补偿结构的实现难点,分析120路并行滤波器的设计方法,以三种线性卷积展开方法设计2、3、4、5、8路并行滤波器结构,再配合级联法针对不同抽头数的滤波器给出设计方案。然后取7为补偿系数的长度,给出IQ补偿模块在现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array,FPGA）上的具体实现。最后对实现的IQ补偿模块,以及在C++上实现的IQ参数估计与补偿系数更新模块和并行子滤波器抽头计算模块,联合VIVADO HLS与MATLAB做仿真,分析估计性能和补偿效果。
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