始值的设置以及迭代计算得到关于0参数的两组估计值，将其分别求均值作 为0参数的最终估计值，经验证这个估计值控制在一个合适的误差范围之内，即达到了一 定的准确度。再通过收发的训练序列以及估计出的参数做信道估计，最后通过得到的IQ不 平衡参数与信道估计对接收信号中真正需要传输的信息序列部分进行IQ不平衡补偿与信 道均衡，以恢复出院时发送信号。
[0038]S1、令长度为N的训练序列x[n]通过信道h[n]，考虑收发端IQ不平衡的引入，接 收端接收信号的频域表达为：?H^ +R，则忽略噪声后，得到关
于Hk的表达式： ，其中，Xk为所述x[n]经过Ns点的FFT ) 后的频域信号，XI为所述x[n]的共轭信号f[n]经过Ns点的FFT后的频域信号，Hk为 信道h[n]经过Ns点的FFT后的频域响应，，为信道h[n]的共轭h#[n]经过Ns点的FFT 后的频域响应，0彡k<Ns-l，0彡NS<N，k为整数，\为整数，R为噪声项并服从高斯分 布Ak、Bk为与收发端IQ不平衡参数aT、0T、a# 0 K相关联的参 量，=?而不 + 爲aj;-*，BA- 人―，? *表示取共轭，Ns= 512 ;
[0039]S2、由信道变化能量（CVE)的定义以及SI所述的Hk得到CVE表达式，基于最小化 CVE的目的，将所述CVE表达式分别对S1所述参数f3T、f3K求偏导，置0求得的偏导表达式， 得到0T和0K的闭式表达式，其中，0亦闭式表达式与aT、0T、Xk和Yk相关，0亦闭式 表达式与aK、0K、Xk和Yk相关，所述得到0 0R的闭式表达式具体步骤如下：
[0040]S21、由信道变化能量（CVE)的定义以及S1所述的Hk得到CVE表达式 为、丨口U1且；
[0048]S6、将S5所述aT、0T、a1(与0K代入S1所述的Hk的表达式得到Hk的估计值，完 成信道估计；
[0049]S7、发送信息序列，经过发射端IQ不平衡、信道与接收端IQ不平衡 的影响，得到接收信号，首先利用S5所述％与0 K对所述接收信号进行补偿
利用S6所述信道估计Hk移除信道影 响，得瓦=，利用S5所述aT与0T的估计值对旯进行补偿，得到
，即恢复出原始发送信号。 LUUSU」 ? 4定1史用?i的系统模型结构、图2的IQ不平衡模型结构和图3的算法流程，应 用到具体的通信系统中，仿真得到的本发明算法在SC-FDE系统中的误比特率（BER)性能曲 线图。图4表示在IEEE802. 15.ad信道标准定义的视距（L0S)信道模型中不同比特信噪比 Eb/NjdB)的性能曲线图。本例的仿真系统是属于高频高速超宽带通信系统，它主要仿真参 数是：载波频率为60GHz，符号率为1. 76Gbps，16QAM调制，发送和接收滚降滤波器的滚降因 子为0. 25,系统带宽为2. 16GHz，接收端频率相关IQ不平衡参数为eK=ldB，A(}> K= 5°， 物理层帧结构采用802. 11ad标准中定义的帧格式。前导码主要用于分组检测、自动增益 控制、频偏估计、同步、信道估计和调制方式表示等等，由短训练序列（STF,ShortTraining Field)和信道估计序列（CEF,ChannelEstimationField)组成。从图4我们可以看到，没 有对IQ不平衡补偿时，系统的性能很差，而对IQ不平衡补偿之后，系统性能改善很明显。
【主权项】
1. 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： 51、 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：Yt=A4- .X,-.而_4- +巧，则忽略噪声后，得到关于Hk的表达式：，其中，Xk为所述x[n]经过N,点的FFT后的频域信 号，X；y-为所述x[n]的共辆信号乃n]经过Ns点的FFT后的频域信号，H巧信道h[n] 经过N,点的FFT后的频域响应，为信道h[n]的共辆h叮n]经过N,点的FFT后的 频域响应，0《k《Ns-1，0《N，k为整数，Ns为整数，巧为噪声项并服从高斯分布； 巧~CAT(0,4./)，Ak、Bk为与收发端IQ不平衡参数aT、0T、与0K相关联的参量， A/' =a?a" 乂,, +Aa,,、，乂:、.，.， B& =/??々、，乂,;+a?./?"A',.*，?表不取共辆； 52、 由信道变化能量（CV巧的定义W及S1所述的Hk得到CVE表达式，将所述CVE表达 式分别对S1所述参数0T、0。求偏导，置0求得的偏导表达式，得到0T和0E的闭式表达 式，其中，0K的闭式表达式与aT、0T、Xk和Yk相关，0T的闭式表达式与aK、0K、Xk和Yk 相关； 53、 初始化aT= 1、0T= 0,代入S2所述0E的闭式表达式求得0E的估计值，，将所述0C和aE代入S2所述0T的闭式表达式求得 0T的估计值，记第一组0的估计值为（0T.。0K.1); 54、 初始化aE= 1、PE= 0,代入S2所述0T的闭式表达式求得0T的估计值，，将所述0T和aT代入S2所述的关于0E的闭式表达式 求得0K的估计值，记第二组0的估计值为（0T. 2, 0K. 2); 55、 利用S3所述第一组0的估计值和S4所述第二组0的估计值分别对0T、0K求 平均，得到代入S3所述中求得aT 和aK的估计值，其中， 作为0T的最终估计值， 作为0K的最终 估计值； 56、 将S5所述aT、0T、aK与0K代入S1所述的Hk的表达式得到Hk的估计值，完成信 道估计； 57、 发送信息序列，利用S5所述aE与0拥所述接收信号进行补偿利用S6所述信道估计Hk移除信道影 响，得马=馬义4+属而_;，利用S5所述Qt与0T的估计值对&进行补偿，得到即恢复出原始发送信号。2. 根据权利要求1所述的一种收发端IQ不平衡与信道的联合估计补偿改进方法，其特 征在于；S1所述N,= 512。3. 根据权利要求1所述的一种收发端IQ不平衡与信道的联合估计补偿改进方法，其特 征在于；S2所述得到0T和0E的闭式表达式具体步骤如下： 521、 由信道变化能量（CVE)的定义W及S1所述的Hk得到CVE表达式522、 将S21所述的CVE表达式分别对S1所述参数0T、0K求偏导，置0求得的偏导表 达式，得到0T和0E的闭式表达式，
【专利摘要】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βT、βR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。
【IPC分类】H04L25/03, H04L25/02
【公开号】CN104935537
【申请号】CN201510334917
【发明人】罗曾强, 成先涛, 李少谦
【申请人】电子科技大学
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年6月17日