[發明專利]一種頻率相關IQ不平衡與信道的聯合估計與補償方法

有效

• 申請號: 201510039721.8
• 申請日: 2015-01-27
• 公開（公告）號: CN104639490B
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 羅曾強;成先濤;李少謙
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26;H04L27/38
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 葛啟函

本發明屬于無線通信技術領域，特別涉及無線通信系統中一種聯合信道估計與頻率相關IQ(In?phase Quadrature，IQ)不平衡補償的方法。本發通過發送訓練序列，經過信道并引入接收端頻率相關IQ不平衡，得到接收信號及其頻域表達式；初始化參數α_R、β_R、h_I和h_Q；得到信道h[n]在頻域上的響應H_k和信道h[n]的共軛h^*[n]在頻域上的響應得到β_R、α_R、h_I＝[h_I1,h_I2,h_I3]和h_Q＝[h_Q1,h_Q2,h_Q3]的估計值；恢復出原始發送信號這些步驟來實現。本發明同時得到分離開的IQ不平衡的參數和估計信道，用估計到的IQ不平衡參數作為固定參數進行統一補償，無需再對IQ不平衡參數進行重復的參數估計，相對于以往的IQ不平衡補償方法大多將IQ不平衡與信道作為一個整體考慮，降低了系統計算的開銷。同時，本發明的整體算法主要涉及線性運算，復雜度低。

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，特別涉及無線通信系統中一種聯合信道估計與頻率相關IQ(In-phase Quadrature，IQ)不平衡補償的方法。

背景技術

無線通信通常需要載波調制，鑒于實際中模擬器件的非理想性，模擬前端(FE，front-end)的同相與正交(IQ,In-phase Quadrature)兩路信號在調制解調的過程中會產生信號的不平衡，即IQ兩路本振信號的幅度不再相同，相位差也不等于(IQ不平衡)，從而導致系統性能下降，這在載波頻率較高的系統(如毫米波通信系統)中更為嚴重，尤其是在當高頻通信系統采用高階調制或者射頻前端為了降低成本而采用低成本的直接變頻結構的情況下。一般來說，也有一些模擬域的技術可用來降低IQ不平衡的影響，如布線技術、使用不同的電路拓撲結構等等，但是這些技術往往會增加設備尺寸、功耗和成本，而且不能有效地消除IQ不平衡。相比之下，在數字域通過數字信號處理對IQ不平衡進行估計和補償不需要像模擬域一樣做各種權衡或折中，有著巨大優勢。因此，在數字基帶中進行IQ不平衡補償是必要和關鍵的。

造成IQ不平衡的原因分為兩種:一種是與頻率獨立的IQ不平衡(frequency-independent I/Q mismatch)，這種不平衡是由于混頻器產生的本振信號不準確引起，混頻器中本振信號相位差不為90°或者幅度不同導致IQ兩路信號不能發生正交的解調，這種不平衡的效果與信號中各個頻率分量相互獨立。另一種IQ不平衡與頻率相關，即IQ不平衡的效果根據信號中的頻率成分的不同而不同，這種不平衡產生的主要是源于IQ兩路中電路器件頻響特性的差距，例如兩支路中的濾波器頻率響應的不同，放大器、數模轉換器(DAC，Digital-to-Analog Converter)或模數轉換器(ADC，Analog-to-Digital Converter)輸出的不同等，這些都會造成I\Q兩路發生與頻率相關的不匹配的情況。