一种收发端IQ不平衡与信道的联合估计补偿改进方法

摘要

本发明属于无线通信技术领域，尤其涉及无线通信系统中一种联合信道估计与收发端(In-phase Quadrature，IQ)不平衡补偿的改进方法。本发明基于收发端IQ不平衡对CVE的影响，通过最小化CVE，经一系列推导可得到关于IQ不平衡参数β_T、β_R的一组闭式表达式。通过两次独立开的初始值的设置以及迭代计算得到关于β参数的两组估计值，将其分别求均值作为β参数的最终估计值。本发明同时考虑了发射端与接收端的IQ不平衡，并同时适用于SC-FDE系统和OFDM系统，本发明算法基于训练序列，但对训练序列无特定要求，适用于诸多不同标准下的通信系统，具有良好的实际意义。

主权项

一种收发端IQ不平衡与信道的联合估计补偿改进方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、令长度为N的训练序列x[n]通过信道h[n]，接收端接收信号的频域表达为：则忽略噪声后，得到关于H_k的表达式：$\begin{array}{c}{H}_k=\frac{A_k^{*}{Y}_k-B_{N-k}{Y}_{N-k}^{*}}{{\left|A_k\right|}^2-{\left|B_{N-k}\right|}^2}\\ =\frac{{\alpha }_R^{*}{Y}_k-{\beta }_R{Y}_{N-k}^{*}}{({\left|{\alpha }_R\right|}^2-{\left|{\beta }_R\right|}^2)({\alpha }_T{X}_k+{\beta }_T{X}_{N-k}^{*})}\end{array},$其中，X_k为所述x[n]经过N_s点的FFT后的频域信号，为所述x[n]的共轭信号x^*[n]经过N_s点的FFT后的频域信号，H_k为信道h[n]经过N_s点的FFT后的频域响应，为信道h[n]的共轭h^*[n]经过N_s点的FFT后的频域响应，0≤k≤N_s‑1，0≤N_s≤N，k为整数，N_s为整数，为噪声项并服从高斯分布：A_k、B_k为与收发端IQ不平衡参数α_T、β_T、α_R与β_R相关联的参量，$A_k={\alpha }_T{\alpha }_R{X}_k+{\beta }_T{\alpha }_R{X}_{N-k}^{*},B_k={\beta }_T^{*}{\beta }_R{X}_k+{\alpha }_T^{*}{\beta }_R{X}_{N-k}^{*},$·^*表示取共轭；S2、由信道变化能量(CVE)的定义以及S1所述的H_k得到CVE表达式，将所述CVE表达式分别对S1所述参数β_T、β_R求偏导，置0求得的偏导表达式，得到β_T和β_R的闭式表达式，其中，β_R的闭式表达式与α_T、β_T、X_k和Y_k相关，β_T的闭式表达式与α_R、β_R、X_k和Y_k相关；S3、初始化α_T＝1、β_T＝0，代入S2所述β_R的闭式表达式求得β_R的估计值，将所述β_R和α_R代入S2所述β_T的闭式表达式求得β_T的估计值，记第一组β的估计值为(β_T·1,β_R·1)；S4、初始化α_R＝1、β_R＝0，代入S2所述β_T的闭式表达式求得β_T的估计值，将所述β_T和α_T代入S2所述的关于β_R的闭式表达式求得β_R的估计值，记第二组β的估计值为(β_T·2,β_R·2)；S5、利用S3所述第一组β的估计值和S4所述第二组β的估计值分别对β_T、β_R求平均，得到${\beta }_T=\frac{{\beta }_{T·1}+{\beta }_{T·2}}{2}$和${\beta }_R=\frac{{\beta }_{R·1}+{\beta }_{R·2}}{2},$将所述${\beta }_T=\frac{{\beta }_{T·1}+{\beta }_{T·2}}{2}$和${\beta }_R=\frac{{\beta }_{R·1}+{\beta }_{R·2}}{2}$代入S3所述和S4所述中求得α_T和α_R的估计值，其中，作为β_T的最终估计值，作为β_R的最终估计值；S6、将S5所述α_T、β_T、α_R与β_R代入S1所述的H_k的表达式得到H_k的估计值，完成信道估计；S7、发送信息序列，利用S5所述α_R与β_R对所述接收信号进行补偿利用S6所述信道估计H_k移除信道影响，得利用S5所述α_T与β_T的估计值对进行补偿，得到${\bar{X}}_k=\frac{{\alpha }_T^{*}{\bar{S}}_k-{\beta }_T{\bar{S}}_{N-k}^{*}}{{\left|{\alpha }_T\right|}^2-{\left|{\beta }_T\right|}^2}=X_k,$即恢复出原始发送信号。