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ES2332497B2 - MONOBIT ADAPTIVE SYSTEM AND METHOD OF CORRECTION OF PHASE AND EXTENSION BALANCES IN IQ DEMODULATORS. - Google Patents

MONOBIT ADAPTIVE SYSTEM AND METHOD OF CORRECTION OF PHASE AND EXTENSION BALANCES IN IQ DEMODULATORS. Download PDF

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ES2332497B2
ES2332497B2 ES200930202A ES200930202A ES2332497B2 ES 2332497 B2 ES2332497 B2 ES 2332497B2 ES 200930202 A ES200930202 A ES 200930202A ES 200930202 A ES200930202 A ES 200930202A ES 2332497 B2 ES2332497 B2 ES 2332497B2
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Jose Manuel Pardo Martin
Francisco J. Ortega Gonzalez
Cesar Benavente Peces
Alejandro Gimeno Martin
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Universidad Politecnica de Madrid
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Universidad Politecnica de Madrid
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03DDEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
    • H03D3/00Demodulation of angle-, frequency- or phase- modulated oscillations

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Noise Elimination (AREA)
  • Picture Signal Circuits (AREA)

Abstract

Sistema y método adaptativo monobit de corrección de desbalances de fase y amplitud en demoduladores IQ, comprendiendo:Adaptive monobit system and method of correction of phase and amplitude imbalances in IQ demodulators, comprising:

- un bloque de corrección (14) que corrige las muestras (I, Q) mediante un multiplicador (5) con coeficiente \beta y un multiplicador (6) con coeficiente \alpha, obteniendo una señal corregida (S_{corr});- a correction block (14) that corrects the samples (I, Q) using a multiplier (5) with coefficient β and a multiplier (6) with coefficient α, obtaining a corrected signal (S_ {corr});

- dos filtros complejos (8, 9) que filtran la señal corregida (S_{corr}) obteniendo unas señales filtradas (S_{f1}, S_{f2});- two complex filters (8, 9) that filter the corrected signal (S_ {corr}) obtaining filtered signals (S_ {f1}, S_ {f2});

- un bloque de cálculo de coherencia (10) que recibe las señales filtradas (S_{f1}, S_{f2}) y efectúa la estimación de la coherencia espectral;- a coherence calculation block (10) that receives the filtered signals (S_ {f1}, S_ {f2}) and performs the estimation of spectral coherence;

- un bloque de actualización de coeficientes (11) que recibe dicha estimación y, en función de la misma y del valor de un paso de actualización \mu, actualizar el valor de los coeficientes \alpha y \beta;- a coefficient update block (11) that it receives said estimate and, depending on it and the value of an update step \ mu, update the value of the α and β coefficients;

- un bloque de modificación del paso de actualización (12) encargado de modificar el valor del paso de actualización \mu en función del valor del módulo al cuadrado de la coherencia espectral estimada.- a block modifying the step of update (12) responsible for modifying the step value of update \ mu based on the squared module value of the estimated spectral coherence.

Description

Sistema y método adaptativo monobit de corrección de desbalances de fase y amplitud en demoduladores IQ.Adaptive monobit system and method of correction of phase and amplitude imbalances in demodulators IQ

Sector técnicoTechnical sector

La invención se encuadra dentro del sector tecnológico de los sistemas de comunicación, más concretamente en los receptores que utilizan los demoduladores I-Q. El sistema presentado es de aplicación en todos aquellos equipos y dispositivos que necesiten realizar una demodulación IQ para su funcionamiento. Nombrando alguno de estos sistemas: terminales de comunicaciones móviles públicas, terminales de telefonía inalámbrica, sistemas WIFI, WIMAX, receptores definidos por programa, entre otros.The invention falls within the sector technological communication systems, more specifically in the receivers that I-Q demodulators use. The presented system is applicable in all those equipment and devices that need to perform an IQ demodulation for their functioning. Naming any of these systems: terminals public mobile communications, telephone terminals wireless, WIFI systems, WIMAX, receivers defined by program, among others.

Antecedentes de la invenciónBackground of the invention

En la literatura internacional se pueden encontrar gran cantidad de artículos en los que se aborda el problema de la corrección de los desbalances de un demodulador I-Q. En el documento "A novel I/Q compensation scheme for a low-if receiver front-end" (Jérémie Chabloz and Christina Enz) [1], la solución planteada requiere de la inyección, a la entrada del receptor, de una señal de referencia a partir de la cual se obtienen los coeficientes de corrección, lo cual complica no solo la circuitería sino también el control del receptor, ya que de forma periódica se hace necesario realizar el ajuste. En el documento "Self tuned fully integrated high image rejection low IF receivers: Architecture and performance" (Zheng Yuanjin and Tear, Chin Boon Terry) [2], la solución aportada se apoya en utilizar la correlación existente entre la señal en la banda imagen y la señal en la banda deseada, de forma que se elimina la necesidad de una señal externa de calibración. El principal problema que plantea esta solución es que el nivel de correlación depende del nivel de señal, por lo que el algoritmo adaptativo utilizado tendrá tiempos de convergencia dependientes del nivel de la señal de entrada.In international literature you can find a large number of articles in which the problem of correcting the imbalances of a demodulator I-Q In the document "A novel I / Q compensation scheme for a low-if receiver front-end "(Jérémie Chabloz and Christina Enz) [1], the proposed solution requires injection, at the entrance of the receiver, of a reference signal from which they get the correction coefficients, which complicates not only the circuitry but also the control of the receiver, since in a way periodic adjustment is necessary. In the document "Self tuned fully integrated high image rejection low IF receivers: Architecture and performance "(Zheng Yuanjin and Tear, Chin Boon Terry) [2], the solution provided is based on using the correlation between the signal in the image band and the signal in the desired band, so that the need for a external calibration signal. The main problem posed by this solution is that the correlation level depends on the signal level, so the adaptive algorithm used will have times of convergence dependent on the level of the input signal.

En la presente invención, se utiliza la estimación de la coherencia espectral existente entre la señal deseada y la imagen [4]. El valor de dicha coherencia espectral está comprendido entre 0 y 1, siendo independiente del nivel de señal (tomará el valor 0 cuando no exista correlación entre la señal y la imagen, y el valor 1 cuando la correlación sea máxima). Además, en lugar de estimar el valor de la coherencia espectral en todo el ancho de banda del receptor, se centra la atención en bandas alrededor de la señal imagen y deseada por medio de la utilización de sendos filtros paso-banda complejos.In the present invention, the estimation of the spectral coherence between the signal desired and the image [4]. The value of said spectral coherence is between 0 and 1, being independent of the level of signal (it will take the value 0 when there is no correlation between the signal and image, and the value 1 when the correlation is maximum). In addition, instead of estimating the value of spectral coherence in All receiver bandwidth, focus on bands around the image and desired signal through the use of two complex pass-band filters.

Adicionalmente, otra importante mejora introducida por la presente invención, se deriva del uso de filtros complejos cuyos coeficientes sólo pueden valer 1, -1, j ó -j, [5], simplificando, de forma importante, el circuito que realiza dicho filtrado, ya que sólo es necesario realizar sumas y restas.Additionally, another important improvement introduced by the present invention, is derived from the use of filters complexes whose coefficients can only be worth 1, -1, j or -j, [5], simplifying, in an important way, the circuit that makes said filtered, since it is only necessary to perform addition and subtraction.

Referencias bibliográficasBibliographic references

[1] Jérémie Chabloz and Christina Enz, "A novel I/Q compensation scheme for a low-if receiver front-end", Proceedings of the 2004 international symposium on Circuits and Systems, ISCAS'04, Volumen IV, pp: 453-456.[1] Jérémie Chabloz and Christina Enz , "A novel I / Q compensation scheme for a low-if receiver front-end", Proceedings of the 2004 international symposium on Circuits and Systems, ISCAS'04, Volume IV, pp: 453- 456

[2] Zheng Yuanjin and Tear, Chin Boon Terry, "Self tuned fully integrated high image rejection low IF receivers: Architecture and performance", Proceedings of the 2003 international symposium on Circuits and Systems, ISCAS'03, Volumen II, pp: 165-168.[2] Zheng Yuanjin and Tear, Chin Boon Terry , "Self tuned fully integrated high image rejection low IF receivers: Architecture and performance", Proceedings of the 2003 international symposium on Circuits and Systems, ISCAS'03, Volume II, pp: 165 -168.

[3] M. Valkama & M. Renfors, "Advanced DSP for I/Q imbalance compensation in a low-IF receiver", IEEE International Conference on Communications, ICC 2000, Volumne II, pp:768-772[3] M. Valkama & M. Renfors , "Advanced DSP for I / Q imbalance compensation in a low-IF receiver", IEEE International Conference on Communications , ICC 2000 , Volumne II, pp: 768-772

[4] G. Clifford Carter, Charter H. Knapp & Albert H. Nuttall. "Estimation of the Magnitude-Squared Coherence Function via Overlapped Fast Fourier Transform processing", IEEE Transactions on Audio and Electroacoustics, Vol. AU-21, pp:337-344, Agosto de 1973[4] G. Clifford Carter , Charter H. Knapp & Albert H. Nuttall . "Estimation of the Magnitude-Squared Coherence Function via Overlapped Fast Fourier Transform processing", IEEE Transactions on Audio and Electroacoustics , Vol. AU-21, pp: 337-344, August 1973

[5] D.S. Pok, C.H. Chen, J.J. Schamus, C.T. Montgomery, J.B.Y. Tsui, "Chip Design for Monobit Receiver", IEEE Transactions on Microwave Theory and Tehniques, Vol. 12, pp:2283-2295, Diciembre de 1997.[5] DS Pok , CH Chen , JJ Schamus , CT Montgomery , JBY Tsui , "Chip Design for Monobit Receiver", IEEE Transactions on Microwave Theory and Tehniques , Vol. 12, pp: 2283-2295, December 1997.

Descripción de la invenciónDescription of the invention

La presente invención se refiere a un sistema adaptativo monobit de corrección de desbalances entre las ramas I-Q de un demodulador por medio de una célula de corrección cuyos coeficientes se calculan de forma continua y adaptativamente.The present invention relates to a system adaptive monobit correction of imbalances between branches I-Q of a demodulator by means of a cell correction whose coefficients are calculated continuously and adaptively

La actualización de los coeficientes se apoya en la estimación de la coherencia espectral existente entre la señal deseada y la señal imagen, para lo que es necesario realizar un filtrado, con sendos filtros complejos, centrados uno a la frecuencia de la señal deseada y el otro a la frecuencia de la señal imagen. Puesto que la demodulación IQ es básicamente una traslación de frecuencia, si la señal deseada queda trasladada a frecuencias positivas (entorno a FI), la señal imagen quedará trasladada a frecuencias negativas (entorno a -FI) y viceversa, con lo que los filtros deberán estar sintonizados, uno centrado en FI y el otro centrado en -FI.The updating of the coefficients is based on the estimation of the spectral coherence between the signal desired and the image signal, for which it is necessary to perform a filtered, with two complex filters, centered one by one frequency of the desired signal and the other at the frequency of the image signal Since IQ demodulation is basically a frequency translation, if the desired signal is transferred to positive frequencies (around FI), the image signal will remain moved to negative frequencies (around -FI) and vice versa, with what filters should be tuned, one focused on FI and the other one focused on -FI.

La actualización de los coeficientes responde a la siguiente expresión (1):The coefficient update responds to the following expression (1):

1one

donde C_{xy} es la coherencia espectral, \mu es el paso de actualización (el cambio admitido para \alpha y \beta de una iteración a la siguiente en función de la coherencia espectral) y k indica la iteración del algoritmo.where C xy is the spectral coherence, µ is the update step (the change allowed for α and β from one iteration to the next depending on the spectral coherence) and k indicates the iteration of the algorithm.

La ventaja obtenida al utilizar la coherencia espectral es que su valor es independiente del nivel de la señal de entrada, por lo que no afectará a la velocidad de convergencia ni a la estabilidad del algoritmo.The advantage obtained by using consistency spectral is that its value is independent of the signal level of input, so it will not affect the speed of convergence or The stability of the algorithm.

La coherencia espectral se puede estimar utilizando la siguiente expresión (2)Spectral coherence can be estimated using the following expression (2)

22

donde \gamma_{x}(f) es la estimación de la potencia en un determinado ancho de banda alrededor de la señal deseada \gamma_{y}(f) es la estimación de la potencia en un determinado ancho de banda alrededor de la señal imagen y N es el número de muestras. Los anchos de banda utilizados para las estimaciones de \gamma_{x}(f) y \gamma_{y}(f) estarán fijados por los filtros sintonizados a la frecuencia de la señal deseada y a la frecuencia de la señal imagen.where \ gamma_ {x} ( f ) is the estimation of the power in a certain bandwidth around the desired signal γ_ {y} ( f ) is the estimation of the power in a certain bandwidth around the signal image and N is the number of samples. Bandwidths used for the estimates of \ {x} gamma_ (f) and \ gamma_ {y} (f) be secured by filters tuned to the frequency of the desired signal and the image signal frequency.

La coherencia espectral tomará un valor cero cuando no exista ninguna correlación entre las señales deseada e imagen (cuando el desbalance ha sido corregido o no existe), y un valor mayor que cero, pero generalmente menor que 1, cuando exista una elevada correlación entre las señales deseada e imagen (cuando el desbalance no ha sido corregido).Spectral coherence will take a zero value. when there is no correlation between the desired signals and image (when the imbalance has been corrected or does not exist), and a value greater than zero, but generally less than 1, when there is a high correlation between the desired signals and image (when the imbalance has not been corrected).

El avance más importante de la presente invención radica en que los coeficientes de los filtros complejos se limitan a valores unitarios, de la forma 1, -j, -1 y -j (donde j representa el número complejo). De esta manera el filtrado necesario para el cálculo de la coherencia espectral se ve muy simplificado, ya que la utilización de los coeficientes convierte todas las operaciones en sumas y restas.The most important advance of the present invention is that the coefficients of complex filters are limited to unit values, of the form 1, -j, -1 and -j (where j represents the complex number). In this way the necessary filtering for the calculation of spectral coherence it is very simplified, since the use of the coefficients converts all addition and subtraction operations.

Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings

A continuación se pasa a describir de manera muy breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la invención y que se relacionan expresamente con una realización de dicha invención que se presenta como un ejemplo no limitativo de ésta.Then it goes on to describe very brief a series of drawings that help to better understand the invention and that expressly relate to an embodiment of said invention presented as a non-limiting example of is.

La Figura 1 muestra un diagrama de las distintas etapas de demodulación IQ, incluyendo el sistema objeto de la invención.Figure 1 shows a diagram of the different IQ demodulation stages, including the system subject to the invention.

Descripción de una realización preferidaDescription of a preferred embodiment

Tal como se muestra en la Figura 1 (que representa las distintas etapas de demodulación IQ en un receptor incluyendo el sistema adaptativo monobit 15 objeto de la presente invención, que se puede ejecutar en el mismo DSP, FPGA o microcontrolador que realice el posterior procesado de la señal compleja IQ), la señal de radiofrecuencia, señal de entrada s(t), después de haber sido trasladada en frecuencia con la ayuda de los conversores de frecuencia o medios de conversión de frecuencia 1, multiplicando la señal s(t) por una señal seno y por una señal coseno, y filtrada por los filtros paso bajo o medios de filtrado paso-bajo 2, obteniendo la señal de fase I(t) y la señal de cuadratura Q(t), se dirige a los conversores analógico a digital o medios de conversión analógico-digital 3 a cuya salida se obtendrán las muestras que formarán la señal compleja, cuyas componentes son I(n) y Q(n), a procesar por el receptor después de haber sido corregido el desbalance del demodulador. Las muestras así obtenidas se han de encaminar a un bloque de corrección 14, en concreto a una célula de corrección 4 formada por multiplicadores, un primer multiplicador 5 y un segundo multiplicador 6, cuyos coeficientes \alpha y \beta variarán a lo largo del tiempo para corregir el desbalance del demodulador IQ, 1. Esta célula de corrección 4 implementa la siguiente expresión (3):As shown in Figure 1 (which represents the different stages of IQ demodulation in a receiver including the adaptive system monobit 15 object of the present invention, which can be executed in the same DSP, FPGA or microcontroller that performs the subsequent signal processing complex IQ), radio frequency signal, input signal s (t), after being moved in frequency with the help of frequency converters or conversion means of frequency 1, multiplying the signal s (t) by a sine signal and by a cosine signal, and filtered by the low pass filters or low-pass filter media 2, obtaining the signal phase I (t) and the quadrature signal Q (t), is directed to analog to digital converters or conversion media analog-digital 3 at whose output you will get the samples that will form the complex signal, whose components are I (n) and Q (n), to be processed by the receiver after the imbalance of the demodulator has been corrected. The samples thus obtained they must be routed to a correction block 14, in concrete to a correction cell 4 formed by multipliers, a first multiplier 5 and a second multiplier 6, whose coefficients α and β will vary over time to correct the imbalance of the IQ demodulator, 1. This cell of correction 4 implements the following expression (3):

33

donde I(n) y Q(n) son las muestras sin el desbalance corregido, \alpha_{k} y \beta_{k} son los coeficientes de corrección en el paso k-ésimo del algoritmo iterativo e I_{c}(n) y Q_{c}(n) son las muestras con el desbalance corregido una vez que el algoritmo haya convergido. El multiplicador 5 es el encargado de realizar las operaciones en las que interviene el coeficiente \beta_{k} mientras que el multiplicador 6 es el encargado de realizar las operaciones en las que interviene el coeficiente \alpha_{k} Con la salida de esta célula de corrección 4 se forma en un bloque de generación de señal compleja 7 (dentro del bloque de corrección 14) una señal compleja S_{corr} que será filtrada por sendos filtros complejos 8 y 9 sintonizados uno a la frecuencia de la señal deseada y el otro a la frecuencia de la señal imagen, tal y como ya se ha comentado.where I (n) and Q (n) are the samples without the corrected imbalance, \ alpha_ {k} and \ beta_ {k} are the correction coefficients in the k-th step of the iterative algorithm and I_ {c} (n ) and Q_ {c} (n) are the samples with the corrected imbalance once the algorithm has converged. The multiplier 5 is in charge of carrying out the operations in which the coefficient \ beta_ {k} intervenes, while the multiplier 6 is in charge of performing the operations in which the coefficient \ alpha_ {k} intervenes with the output of this cell of correction 4 a complex signal S_ {corr} is formed in a complex signal generation block 7 (within the correction block 14) that will be filtered by two complex filters 8 and 9 tuned at the frequency of the desired signal and the another at the frequency of the image signal, as already mentioned.

Con la salida de los filtros se realiza en un bloque de cálculo de coherencia 10 el cálculo de la coherencia espectral realizando un promediado de N muestras. Realizadas las operaciones de dividir y la raíz cuadrada, involucradas en el cálculo de la estimación de la coherencia espectral, el resultado se envía tanto a un bloque de actualización de coeficientes 11, como a un bloque de modificación del paso de actualización 12. El bloque de actualización de coeficientes 11 se encarga de que la parte real del resultado se utilice para modificar el valor del coeficiente \alpha según el paso de actualización \mu y la parte imaginaria se utilice para modificar el valor del coeficiente \beta de forma análoga a como se hace con el \alpha y según la Ecuación (1).With the output of the filters is done in a coherence calculation block 10 consistency calculation spectral by averaging N samples. Made the split and square root operations, involved in the calculation of the spectral coherence estimate, the result it is sent both to a coefficient update block 11, as a modification block of update step 12. The coefficient update block 11 ensures that the actual part of the result is used to modify the value of the coefficient? according to the update step? and the part Imaginary be used to modify the coefficient value ? analogously to how it is done with the? and according to the Equation (1).

El bloque de modificación del paso de actualización 12 se encargará de modificar el valor de \mu en función del valor del módulo al cuadrado de la coherencia espectral (que se puede calcular fácilmente a partir de su parte real y de su parte imaginaria) de forma que a menor valor del módulo al cuadrado de la coherencia menor será el valor del paso de actualización, permitiendo, de este modo, por un lado alcanzar un valor de rechazo a la imagen mejor, y por otro conseguir una gran velocidad de convergencia frente a cambios bruscos en los elementos del demodulador.The step modification block of update 12 will be responsible for modifying the value of \ mu in function of the value of the squared module of the spectral coherence (which can be easily calculated from its real part and its imaginary part) so that at a lower value of the squared module the lower consistency will be the value of the update step, allowing, on the one hand, to reach a rejection value to the image better, and on the other get a great speed of convergence against sudden changes in the elements of demodulator

La realización preferida del sistema presentado se apoya en un sistema de recepción con demoduladores IQ. La señal demodulada y filtrada se envía a sendos conversores analógico a digital con el número de bits pertinente para mejorar los parámetros del receptor.The preferred embodiment of the presented system It is supported by a reception system with IQ demodulators. The signal demodulated and filtered is sent to two analog converters to digital with the relevant number of bits to improve the receiver parameters

La célula de corrección 4 aplica los coeficientes \alpha y \beta; de esta forma se obtiene la señal compleja corregida S_{corr} como I_{c}(n)+jQ_{c}(n).The correction cell 4 applies the α and β coefficients; in this way the signal is obtained corrected complex S_ {corr} as I_ {c} (n) + jQ_ {c} (n).

Dicha señal corregida S_{corr} es filtrada por sendos filtros complejos sintonizados a las frecuencias de la señal deseada e imagen. El número de coeficientes de dichos filtros determina el ancho de banda sobre el que se realizará la estimación de la coherencia espectral. Adicionalmente los mencionados coeficientes están cuantificados con un único bit.Said corrected signal S_ {corr} is filtered by two complex filters tuned to the signal frequencies desired and image. The number of coefficients of said filters determines the bandwidth over which the estimate will be made of spectral coherence. Additionally those mentioned coefficients are quantified with a single bit.

Los filtros complejos se caracterizan básicamente porque el módulo de su función de transferencia en frecuencia no tiene simetría con respecto a la frecuencia cero, tal y como ocurre con los filtros reales, lo que permite diseñar filtros paso banda que seleccionen sólo parte de las frecuencias positivas o sólo parte de las frecuencias negativas.Complex filters are characterized basically because the module of its transfer function in frequency has no symmetry with respect to zero frequency, such and as with real filters, which allows designing filters band pass that select only part of the positive frequencies or only part of the negative frequencies.

         \vskip1.000000\baselineskip\ vskip1.000000 \ baselineskip
      

En este entorno, los filtros utilizados en la presente invención son filtros FIR (filtros de respuesta al impulso finita) cuyos coeficientes serán complejos. En concreto el filtro FIR utilizado es una ventana rectangular con la respuesta en frecuencia trasladada a la frecuencia de interés, deseada o imagen. Los coeficientes de dicho filtro responden entonces a:In this environment, the filters used in the present invention are FIR filters (impulse response filters finite) whose coefficients will be complex. Specifically the filter FIR used is a rectangular window with the answer in frequency transferred to the frequency of interest, desired or image. The coefficients of said filter then respond to:

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donde \omega es la pulsación a la que se ha trasladado la respuesta en frecuencia del filtro y M el número de etapas que componen el filtro FIR y que determinarán el ancho de banda del mismo.where \ omega is the pulsation at that the frequency response of the filter has been transferred and M the number of stages that make up the FIR filter and that will determine the bandwidth same.

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Es sobre estos coeficientes sobre los que se puede aplicar la cuantificación, o codificación monobit, atendiendo a la siguiente función no lineal (5):It is about these coefficients that are you can apply the quantification, or monobit coding, attending to the following nonlinear function (5):

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con lo que todos los productos se han convertido en sumas.with which all products are have become sums

La salida de los filtros se utiliza para realizar la estimación de las potencias en las bandas de la señal deseada e imagen. Después de promediar un conjunto N de estimaciones, se procede al cálculo de la coherencia espectral. Este cálculo implica la realización de dos operaciones computacionalmente costosas, como son la división y la raíz cuadrada, sin embargo dichas operaciones no son críticas habida cuenta de que se han de realizar a intervalos temporales altos.The filter output is used to perform the estimation of the powers in the signal bands desired and image. After averaging a set N of estimates, the spectral coherence calculation is carried out. This calculation involves performing two operations computationally expensive, such as division and root square, however these operations are not critical given realize that they have to be done at high time intervals.

El resultado del cálculo de la coherencia espectral es complejo, utilizándose la parte real para actualizar el coeficiente \alpha y la parte imaginaria para actualizar el coeficiente \beta. El paso de actualización utilizado, \mu, ha de tener un valor lo suficientemente grande para asegurar una convergencia rápida y a la vez lo suficientemente pequeño para asegurar la mejor corrección posible de los desbalances de amplitud y fase. Estos requisitos contradictorios impulsan a elegir un planteamiento en el que el mencionado paso de actualización es variable y dependiente del grado de corrección alcanzado. De esta forma, cuando el desbalance es elevado, el factor \mu toma un valor grande y a medida que el desbalance va siendo corregido dicho factor \mu va disminuyendo su valor de forma progresiva. Para esta variación del paso de actualización se puede utilizar una estrategia por tramos sobre el valor filtrado del módulo al cuadrado de la coherencia, de forma que si el módulo al cuadrado de la coherencia espectral se encuentra en un determinado tramo, el paso de actualización tomaría el valor asignado a dicho tramo. A modo de ejemplo, el rango 0 a 1 (valores entre los que siempre se encontrará la coherencia espectral) se divide en P intervalos no necesariamente regulares, C_{p}, (con p=0..P-1) limitados por los valores frontera m_{p} tal que: 0 < m_{0} < ... < m_{p} < ... < m_{p-1} < 1, de esta forma el valor del paso de actualización estaría determinado en función del módulo al cuadrado de la coherencia espectral como;The result of the calculation of the spectral coherence is complex, using the real part to update the α coefficient and the imaginary part to update the β coefficient. The update step used, µ, must have a value large enough to ensure rapid convergence and at the same time small enough to ensure the best possible correction of amplitude and phase imbalances. These contradictory requirements impel to choose an approach in which the mentioned step of update is variable and dependent on the degree of correction reached. Thus, when the imbalance is high, the factor [mu] takes on a large value and as the imbalance is corrected, said factor [mu] gradually decreases its value. For this variation of the update step you can use a strategy by sections on the filtered value of the squared module of coherence, so that if the squared module of the spectral coherence is in a certain section, the update step would take the value assigned to said section. As an example, the range 0 to 1 (values between which spectral coherence will always be found) is divided into P intervals not necessarily regular, C_ {p}, (with p = 0..P-1) limited by boundary values m_ {p} such that: 0 < m 0 {<... < m _ {p} <... < m _ {p-1} <1, thus the value of the update step would be determined based on the squared module of the spectral coherence as;

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Debiéndose cumplir que: 0 < \mu_{0} < ... < \mu_{p} < ... < \mu_{p-1} < \mu_{p}.It must be fulfilled that: 0 <\ mu_ {0} < ... <\ mu_ {p} <... <\ mu_ {p-1} < \ mu_ {p}.

Claims (10)

1. Sistema adaptativo monobit de corrección de desbalances de fase y amplitud en demoduladores IQ, caracterizado porque dicho sistema (15) comprende:1. Monobit adaptive system for correction of phase and amplitude imbalances in IQ demodulators, characterized in that said system (15) comprises: - un bloque de corrección (14) encargado de recibir y corregir las muestras I y Q, obtenidas al aplicar una etapa de conversión analógico-digital sobre las señales de fase I(t) y cuadratura Q(t), mediante un primer multiplicador (5) con coeficiente \beta y un segundo multiplicador (6) con coeficiente \alpha, obteniendo una señal corregida (S_{corr});- a correction block (14) responsible for receive and correct samples I and Q, obtained by applying a analog-to-digital conversion stage over phase I (t) and quadrature Q (t) signals, by means of a first multiplier (5) with β coefficient and a second multiplier (6) with coefficient α, obtaining a signal corrected (S_ {corr}); - un primer (8) y un segundo (9) filtros complejos, encargados de filtrar la señal corregida (S_{corr}) para obtener una primera S_{f1}, y una segunda S_{f2} señales filtradas, siendo los coeficientes de dichos filtros complejos (8,9) codificados con un bit, el cual vale uno cualquiera de los siguientes valores: 1, -1, j, -j, siendo j el número complejo;- a first (8) and a second (9) filters complex, responsible for filtering the corrected signal (S_ {corr}) to get a first S_ {f1}, and a second S_ {f2} signals filtered, the coefficients of said complex filters being (8.9) encoded with a bit, which is worth any one of the following values: 1, -1, j, -j, where j is the complex number; - un bloque de cálculo de coherencia (10) encargado de recibir las señales filtradas (S_{f1}, S_{f2}) y efectuar a partir de dichas señales el cálculo de la estimación de la coherencia espectral;- a coherence calculation block (10) responsible for receiving the filtered signals (S_ {f1}, S_ {f2}) and from these signals, calculate the estimate of spectral coherence; - un bloque de actualización de coeficientes (11) encargado de recibir la estimación de la coherencia espectral y, en función de dicha estimación y del valor de un paso de actualización \mu, actualizar el valor de los coeficientes \alpha y \beta;- a coefficient update block (11) responsible for receiving the spectral coherence estimate and, based on said estimate and the value of a step of update \ mu, update the value of the coefficients α and β; - un bloque de modificación del paso de actualización (12) encargado de modificar el valor del paso de actualización \mu en función del valor del módulo al cuadrado de la coherencia espectral estimada, siendo el paso de actualización \mu el máximo cambio admisible en \alpha y \beta de iteración a iteración en función de la coherencia espectral.- a block modifying the step of update (12) responsible for modifying the step value of update \ mu based on the squared module value of the estimated spectral coherence, being the update step \ mu the maximum allowable change in? and? iteration? to iteration based on spectral coherence.
           \vskip1.000000\baselineskip\ vskip1.000000 \ baselineskip
        
2. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque el bloque de corrección (14) comprende un bloque de generación de señal compleja (7) encargado de generar una señal compleja, que corresponde a la señal corregida S_{corr}.2. System according to claim 1, characterized in that the correction block (14) comprises a complex signal generation block (7) responsible for generating a complex signal, corresponding to the corrected signal S_ {corr}. 3. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los filtros complejos (8,9) son de tipo paso-banda.3. System according to any of the preceding claims, characterized in that the complex filters (8,9) are of the pass-band type. 4. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los filtros complejos (8,9) están sintonizados uno a la frecuencia de la señal deseada y el otro a la frecuencia de la señal imagen.System according to any one of the preceding claims, characterized in that the complex filters (8,9) are tuned to the frequency of the desired signal and the other to the frequency of the image signal. 5. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el bloque de cálculo de coherencia (10) está configurado para efectuar el cálculo de la estimación de la coherencia espectral mediante la acumulación de N muestras.System according to any of the preceding claims, characterized in that the coherence calculation block (10) is configured to perform the calculation of the spectral coherence estimate by accumulating N samples. 6. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el bloque de actualización de coeficientes (11) está configurado para actualizar el valor de los coeficientes \alpha y \beta en función del valor de la parte real e imaginaria, respectivamente, de la coherencia espectral estimada.System according to any of the preceding claims, characterized in that the coefficient update block (11) is configured to update the value of the coefficients α and β depending on the value of the real and imaginary part, respectively, of the estimated spectral coherence. 7. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el bloque de actualización de coeficientes (11) está configurado para actualizar el valor de los coeficientes \alpha y \beta, en función del valor de la coherencia espectral, de forma adaptativa.System according to any of the preceding claims, characterized in that the coefficient update block (11) is configured to update the value of the coefficients α and β, depending on the value of the spectral coherence, adaptively. 8. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el paso de actualización \mu es variable según una estrategia por tramos sobre el valor filtrado del módulo al cuadrado de la coherencia.System according to any of the preceding claims, characterized in that the update step µ is variable according to a strategy by sections on the filtered value of the squared module of the coherence. 9. Método adaptativo monobit de corrección de desbalances de fase y amplitud en demoduladores IQ, caracterizado porque comprende:9. Monobit adaptive method of correction of phase and amplitude imbalances in IQ demodulators, characterized in that it comprises: - recibir y corregir las muestras I y Q, obtenidas al aplicar una etapa de conversión analógico-digital sobre las señales de fase I(t) y cuadratura Q(t), mediante un primer multiplicador (5) con coeficiente \beta y un segundo multiplicador (6) con coeficiente \alpha, obteniendo una señal corregida (S_{corr});- receive and correct samples I and Q, obtained by applying a conversion stage analog-digital over phase signals I (t) and quadrature Q (t), using a first multiplier (5) with β coefficient and a second multiplier (6) with coefficient α, obtaining a corrected signal (S_ {corr}); - filtrar la señal corregida (S_{corr}) para obtener una primera S_{f1}, y una segunda S_{f2} señales filtradas;- filter the corrected signal (S_ {corr}) to get a first S_ {f1}, and a second S_ {f2} signals filtered; - recibir las señales filtradas (S_{f1}, S_{f2}) y efectuar a partir de dichas señales el cálculo de la estimación de la coherencia espectral;- receive the filtered signals (S_ {f1}, S_ {f2}) and perform from these signals the calculation of the estimation of spectral coherence; - recibir la estimación de la coherencia espectral y, en función de dicha estimación y del valor de un paso de actualización \mu, actualizar el valor de los coeficientes \alpha y \beta.- receive the consistency estimate spectral and, depending on that estimate and the value of a step update \ mu, update the value of the coefficients α and β. - modificar el valor del paso de actualización \mu en función del valor del módulo al cuadrado de la coherencia espectral estimada, siendo el paso de actualización \mu el máximo cambio admisible en \alpha y \beta de iteración a iteración en función de la coherencia espectral.- modify the update step value µ depending on the value of the squared coherence module estimated spectral, the update step being the maximum allowable change in? and? from iteration to iteration in Spectral coherence function. 10. Demodulador IQ con corrección de desbalances de fase y amplitud, que comprende:10. IQ demodulator with imbalance correction phase and amplitude, comprising: - medios de conversión de frecuencia (1) y medios de filtrado paso-bajo (2) configurados para obtener a partir de la señal de entrada s(t) la señal de fase I(t) y la señal de cuadratura Q(t);- frequency conversion means (1) and low-pass filter media (2) configured to obtain the phase signal from the input signal s (t) I (t) and the quadrature signal Q (t); - medios de conversión analógico-digital (3) configurados para obtener las muestras I y Q; y- conversion media analog-digital (3) configured to obtain the samples I and Q; Y - el sistema adaptativo monobit de corrección de desbalances de fase y amplitud según cualquiera de las reivindicaciones 1-8.- the adaptive monobit correction system of phase and amplitude imbalances according to any of the claims 1-8.
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