零中频接收机的技术挑战及解决方案

3. I/Q不平衡(I/Q imbalance)

对于大多数相频调制信号，采用零中频架构要求I/Q两路信号必须是正交，可以采用射频偏移90图七(a)度或者Lo偏移90度度的方式图七(b)，偏移RF信号需要承担严重的噪声—功率—增益间的平衡，通常采用偏移Lo的方式实现正交解调，对于I/Q两路信号的相位，幅度不平衡都会导致解调信号的星座图恶化。

图七：正交生成在 RF(a),Lo(b)

为了更好理解I/Q不平衡对信号的影响，设定输入信号为Xin(t)=acosωct+bsinωct, a和b可以任意为+1或者-1，假设I/Q两路相位是相等的，即：

和θ代表指增益和相位差，输入信号分别乘以Lo的两个相位，加上低通滤波器，可以得到如下结果。

图8(a),(b)分别在星座图中标示了增益不平衡和相位不平衡的情况，为了更直观的说明I/Q不平衡的影响，在时域图进行分析，图(c)是增益不平衡造成幅度的比例因子不同，而图(d)是相位不平衡造成了一个通道的部分脉冲数据恶化另一通道的数据，但是相对镜像信号（实中频）而言，边带信号(复中频)的影响非常小。

虽然相较镜像信号的影响，I/Q不平衡的影响没有非常显著; 同样需要对I/Q不平衡信号做处理，除了在硬件上尽量保证I/Q两路信号的幅度一直和相位平衡外，通常会采用算法进行校准，TI（德州仪器）的盲校算法可以校准到近20dB的改善 (此处不详细描述具体的算法过程)。

图九：I/Q 盲校结果