[發(fā)明專利]IQ不平衡影響下MIMO-OFDM系統(tǒng)載波頻偏和采樣偏差聯(lián)合估計(jì)方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910037995.8
• 申請(qǐng)日: 2009-03-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101499991A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-08-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭端;劉元;彭珞麗;陳楚
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L27/26
• 分類號(hào): H04L27/26;H04J11/00
• 代理公司: 廣州粵高專利代理有限公司
• 代理人: 林麗明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種IQ不平衡影響下MIMO-OFDM(多輸入多輸出，Multi-Input Multi-Output；正交頻分復(fù)用，Orthogonal?Frequency?Division?Multiplexing)系統(tǒng) 載波頻偏和采樣偏差聯(lián)合估計(jì)方法。

背景技術(shù)

OFDM是一種多載波調(diào)制技術(shù)，它把數(shù)據(jù)調(diào)制到多個(gè)互相正交的子載波上同 時(shí)發(fā)送，將寬帶傳輸變成窄帶傳輸，所以O(shè)FDM能有效的抗頻率選擇性衰落， 同時(shí)OFDM在頻率上互相重疊，所以它的頻譜利用率很高，這一特點(diǎn)在頻譜資 源十分珍貴的無(wú)線環(huán)境中尤為重要。MIMO技術(shù)能在不增加帶寬的情況下顯著 提高系統(tǒng)容量，因此將二者結(jié)合形成的MIMO-OFDM是新一代(B3G/4G)移 動(dòng)通信系統(tǒng)中最有前景的技術(shù)。

為了研制低價(jià)格、低功耗、小尺寸的OFDM終端，直變頻已經(jīng)成為移動(dòng)終 端設(shè)計(jì)的主流方向。但這種直變頻接收機(jī)一般采用正交混頻，不可避免的存在 IQ不平衡問(wèn)題，非常微小的IQ不平衡會(huì)使系統(tǒng)的性能?chē)?yán)重惡化。現(xiàn)有的IQ不 平衡估計(jì)與補(bǔ)償可分為三類：一是自適應(yīng)方法，這種方法需要大量的訓(xùn)練符號(hào) 和迭代運(yùn)算以獲得均衡器系數(shù)；二是復(fù)合模型方法，將信道因子和IQ不平衡因 子結(jié)合在一起，并利用特殊的雙導(dǎo)頻符號(hào)進(jìn)行校正，這種方法需要大量的頻率 資源且不適合于時(shí)變信道；三是時(shí)域盲補(bǔ)償方法，但這種方法假設(shè)IQ不平衡的 影響集中在其中一路，不適用于實(shí)際的系統(tǒng)且實(shí)時(shí)性很差。

而現(xiàn)有的載波頻偏和采樣偏差的聯(lián)合估計(jì)方法非常少，主要是一種：將對(duì)稱 導(dǎo)頻分成正負(fù)兩個(gè)集合，利用兩個(gè)集合的相位積累聯(lián)合估計(jì)出載波頻偏和采樣 偏差。這種方法估計(jì)的方差很高，容易受到信道的影響，且采樣偏差跟蹤的性 能不好。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明要解決的問(wèn)題是提供一種IQ不平衡影響下MIMO-OFDM系統(tǒng)載波頻 偏和采樣偏差聯(lián)合估計(jì)方法，克服現(xiàn)有方法的不足。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種IQ不平衡影響下MIMO-OFDM系 統(tǒng)載波頻偏和采樣偏差聯(lián)合估計(jì)方法所述方法應(yīng)用于具有Q個(gè)發(fā)送天線、P個(gè) 接收天線、N個(gè)子載波和M個(gè)導(dǎo)頻子載波的MIMO-OFDM系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括 以下步驟：

在發(fā)送端，在針對(duì)每一個(gè)發(fā)送天線相同子載波位置上插入導(dǎo)頻，所述導(dǎo)頻對(duì) 稱地分布在中心子載波兩側(cè)；

在接收端，先利用一個(gè)OFDM符號(hào)中的兩個(gè)導(dǎo)頻及其鏡像導(dǎo)頻估計(jì)IQ不平 衡參數(shù)，并補(bǔ)償IQ不平衡對(duì)系統(tǒng)的影響，然后根據(jù)最大似然估計(jì)原理完成載波 頻偏和采樣偏差的聯(lián)合估計(jì)。

優(yōu)選地，插入的導(dǎo)頻是等間隔的，與數(shù)據(jù)符號(hào)形成發(fā)送幀通過(guò)發(fā)送天線發(fā)送 出去。

優(yōu)選地，插入導(dǎo)頻的個(gè)數(shù)和導(dǎo)頻之間的距離根據(jù)系統(tǒng)對(duì)復(fù)雜度和估計(jì)精度的 要求折中進(jìn)行選擇。

優(yōu)選地，在發(fā)送端，所有發(fā)送天線使用同一個(gè)本振，在接收端，所有接收天 線使用同一個(gè)本振，即MIMO-OFDM系統(tǒng)每個(gè)發(fā)送天線和接收天線對(duì)之間的IQ 不平衡、載波頻偏、采樣偏差是相同的。

優(yōu)選地，在接收端，幀同步和符號(hào)定時(shí)同步已經(jīng)完成。

優(yōu)選地，根據(jù)頻域信號(hào)在IQ不平衡影響下的特點(diǎn)，只利用一個(gè)OFDM符號(hào) 中的兩個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)及其鏡像導(dǎo)頻構(gòu)成一個(gè)線性方程組，便可估計(jì)出IQ不平衡的 兩個(gè)參數(shù)，為獲得更加精確的結(jié)果，可將多個(gè)OFDM符號(hào)樣本加權(quán)平均。

優(yōu)選地，用于最大似然估計(jì)的導(dǎo)頻是以中心子載波為中心成對(duì)做共軛乘積， 離中心子載波越近的導(dǎo)頻對(duì)可獲得越大的估計(jì)范圍，離中心子載波越遠(yuǎn)的導(dǎo)頻 對(duì)可獲得越高的估計(jì)精度，同時(shí)估計(jì)范圍和精度可以根據(jù)系統(tǒng)的要求靈活調(diào)節(jié)， 為獲得更加精確的結(jié)果，可將多個(gè)OFDM符號(hào)樣本加權(quán)平均。

優(yōu)選地，對(duì)每個(gè)天線上的IQ不平衡估計(jì)值以及載波頻偏和采樣偏差聯(lián)合估 計(jì)值進(jìn)行等增益比或最大比分集合并處理，以抵抗衰落和提高估計(jì)的精度。

優(yōu)選地，使用一定的信道估計(jì)可以很好地提高IQ不平衡、載波頻偏、采樣 偏差估計(jì)的性能。

根據(jù)本發(fā)明，提出了一種IQ不平衡影響下MIMO-OFDM系統(tǒng)載波頻偏和采 樣偏差聯(lián)合估計(jì)方法，該方法充分利用所設(shè)計(jì)的OFDM符號(hào)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，能夠完 成IQ不平衡估計(jì)與補(bǔ)償、載波頻偏和采樣偏差聯(lián)合估計(jì)三種功能。本發(fā)明具有 估計(jì)的高精度和實(shí)現(xiàn)的低復(fù)雜度，同時(shí)具備工程應(yīng)用的有效性和實(shí)用性，因而 具有很高的專利價(jià)值。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明示出OFDM符號(hào)結(jié)構(gòu)方框圖。