专利名称：实现同相分量正交分量iq失衡估计的方法、装置及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种实现同相分量正交分量IQ失衡估计的方法、装置及系统。
背景技术：
在相干接收机设计中，理论上要求I (inphase,同相分量)路和Q (quadrature,正交分量)路的混频增益相等，且相位差为90度。然而，在实际系统中器件无法严格满足设计需求，从而造成了接收机I路和Q路的增益和相位出现失衡，即IQ失衡。IQ失衡会引起接收信号星座点产生偏移，使误码性能下降，影响通信质量。对于高频通信(如60GHz频段，E-band微波等)的零中频接收机，混频器下变频量很大，I路和Q路更难以实现准确的匹配，故IQ失衡问题特别突出。IQ失衡估计与补偿就是要从接收到的失衡信号中估计出失衡参数，并基于失衡参数恢复出正确的信号。除了 IQ失衡外，实际系统中还存在着信道多径干扰，收发两端载波相偏和载波频偏，IQ失衡估计需要从受综合非理想因素影响的信号中估计出失衡参数。现有一种技术方案是通过设计前后两段相同的辅助序列来避开信道多径和载波相偏的影响，并对IQ失衡及载波频偏利用EM (expectation maximization,期望最大化)算法进行联合估计，该方案IQ失衡估计辅助序列的设计如图I所示，其由三部分构成，分别为 t0[k]、tjtk]与 t2[k],长度分别为 D, L, L0 其中 tjtk] =t2[k], t0[k]与 t^k]或 t2[k]的后D位相同，即满足循环前缀特性。为了对抗信道多径干扰，D不小于信道响应长度Dtl，而L 一般为128的整数倍，可以根据需求取不同倍数，例如精度要求越高则L为128的更高整数倍。通过该技术方案虽然能够避开信道多径和载波相偏的干扰，可以对IQ失衡和载波频偏进行联合估计，然而，EM算法采用迭代运算对相关参数进行估计，计算复杂度十分高，并且为了得到较为理想的估计结果需要较多的迭代次数，因此难以用于实际系统设计；并且根据该方案得到IQ失衡的估计结果需要经过近似处理，而近似处理的前提条件是IQ失衡程度足够小，否则这种近似无效，相应估计的性能将变得很差。然而，对于60GHz频段及E-band微波等闻频通/[目，IQ失衡影响的程度可能较大，从而使得该方案在理论上就失去应用价值；另外除了有用信号部分会受到IQ失衡影响之外，噪声分布也会因为IQ失衡出现变化，相关研究已经证明当引入噪声为高期白噪声时，IQ增益失衡会使得I路和Q路噪声的功率不同，而IQ相位失衡会使I路和Q路噪声不再独立，然而上述方案并未考虑噪声受IQ失衡的影响，这有悖于实际情况。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种实现同相分量正交分量IQ失 衡估计的方法、装置及系统，能够应用简单的估计算法得到IQ失衡参数，并能基于估计结果方便地完成IQ失衡补偿。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种实现同相分量正交分量IQ失衡估计的方法，所述方法包括构造辅助序列，所述辅助序列中包括多个符号且各符号的相位依次增加/2 ；发送所述辅助序列，所述辅助序列被接收装置用于通过估计算法进行处理得到IQ失衡参数。相应地，本发明实施例还提供了一种实现同相分量正交分量IQ失衡估计的方法，所述方法包括通过信道接收辅助序列的信号，所述辅助序列中包括多个符号且各符号的相位依次增加n /2 ；通过估计算法处理所述辅助序列得到IQ失衡参数。
相应地，本发明实施例还提供了一种用于实现同相分量正交分量IQ失衡估计的发送装置，所述用于实现同相分量正交分量IQ失衡估计的发送装置包括辅助序列构造模块，用于构造辅助序列，所述辅助序列中包括多个符号且各符号的相位依次增加/2 ；辅助序列发送模块，用于发送所述辅助序列，所述辅助序列被接收装置用于通过估计算法进行处理得到IQ失衡参数。相应地，本发明实施例还提供了一种用于实现同相分量正交分量IQ失衡估计的接收装置，所述用于实现同相分量正交分量IQ失衡估计的接收装置包括辅助序列接收模块，用于通过信道接收辅助序列的信号，所述辅助序列中包括多个符号且各符号的相位依次增加n/2;IQ失衡参数估计模块，用于通过估计算法处理所述辅助序列得到IQ失衡参数。相应地，本发明实施例还提供了一种用于实现同相分量正交分量IQ失衡估计的通信系统，包括发送装置和接收装置，其中所述发送装置用于构造辅助序列，所述辅助序列中包括多个符号且各符号的相位依次增加n/2 ;发送所述辅助序列；所述接收装置用于通过估计算法处理所述辅助序列得到IQ失衡参数。实施本发明实施例，具有如下有益效果通过提出一种基于/2相位变化辅助序列，IQ失衡估计与补偿方案可以通过简单的设计得以实现，不仅能使IQ失衡估计避开信道多径和载波相偏的影响，还能与载波频偏独立，能够应用简单的估计算法得到IQ失衡参数，并能基于估计结果方便地完成IQ失衡补偿。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I是现有技术中用于对同相分量正交分量IQ失衡进行估计的辅助序列结构示意图；图2是本发明实施例中一种用于实现同相分量正交分量IQ失衡估计的通信系统的结构不意图； 图3是本发明实施例中一种用于实现同相分量正交分量IQ失衡估计的发送装置的结构不意图；图4是本发明实施例中一种用于实现同相分量正交分量IQ失衡估计的接收装置的结构不意图；图5是本发明实施例中一种实现同相分量正交分量IQ失衡估计的方法流程示意图；图6是本发明实施例中不同大小的IQ增益失衡在不同情况下的估计均值与真实值的比较结果示意图；图7是本发明实施例中不同大小的IQ相位失衡在不同情况下的估计均值与真实值的比较结果示意图；图8是本发明实施例中不同大小IQ增益失衡在不同情况下的估计归一化均方差性能示意图；图9是本发明实施例中不同大小IQ相位失衡在不同情况下的估计归一化均方差性能示意图；图10是本发明实施例中60GHz有视距LOS模式信道下IQ失衡补偿前后的误码率BER性能对比示意图；图11是本发明实施例中60GHz无视距模式NLOS信道下IQ失衡补偿前后的误码率BER性能对比示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。图2是本发明实施例中一种用于实现同相分量正交分量IQ失衡估计的通信系统的结构示意图。如图所示本发明实施例中的通信系统包括发送装置10和接收装置20，其中发送装置10用于构造长度为D+2L的辅助序列，其中D不小于信道响应长度D。，L为128的整数倍，所述辅助序列中各符号的相位依次增加/2，S卩t[k] =e^/2，k=l^-，D+2L，其中t[k]为所述辅助序列中的各符号，k为各符号的标号，即该符号在序列中对应的序号；发送所述辅助序列。所述辅助序列与背景技术中的辅助序列的区别就在于本发明实施例中的辅助序列中的各已知符号的相位依次增加n/2，在调制到射频Oci后，发送至信道中。接收装置20用于通过估计算法处理所述辅助序列得到IQ失衡参数。发送装置10将辅助序列经过调制发送到信道中的信号经过多径信道响应hKF[n](这里n表示产生多径信道响应的多径信道数量)以及叠加频带高斯白噪声nKF[k]后，到达接收装置20，接收装
. 2
置20通过估计算法处理所述接收到的辅助序列获取IQ失衡参数，^ = I--TTT，相位
1+va/b失衡为
权利要求
1.一种实现同相分量正交分量IQ失衡估计的方法，其特征在于，所述方法包括 构造辅助序列，所述辅助序列中包括多个符号且各符号的相位依次增加n/2 ； 发送所述辅助序列，所述辅助序列被接收装置用于通过估计算法进行处理得到IQ失衡参数。
2.如权利要求I所述的实现同相分量正交分量IQ失衡估计的方法，其特征在于，所述辅助序列为t[k]=e^/2，k=l，…，D+2L，其中t[k]为所述辅助序列中的各符号，k为各符号的标号，D+2L为序列长度，D不小于信道响应长度Dtl, L为128的整数倍。
3.如权利要求I或2所述的实现同相分量正交分量IQ失衡估计的方法，其特征在于，所述发送所述辅助序列包括 将所述辅助序列调制到射频； 发送经过调制的辅助序列。
4.一种实现同相分量正交分量IQ失衡估计的方法，其特征在于，所述方法包括 接收辅助序列，所述辅助序列中包括多个符号且各符号的相位依次增加n/2 ； 通过估计算法处理所述辅助序列得到IQ失衡参数。
5.如权利要求6所述的实现同相分量正交分量IQ失衡估计的方法，其特征在于，所述辅助序列为t[k]=e^/2，k=l，…，D+2L，其中t[k]为所述辅助序列中的各符号，k为各符号的标号，D+2L为序列长度，D不小于信道响应长度Dtl, L为128的整数倍。
6.如权利要求4或5所述的实现同相分量正交分量IQ失衡估计的方法，其特征在于，所述通过估计算法处理所述辅助序列得到IQ失衡参数包括 基于如下方式处理得到增益失衡与相位失衡 接收到所述辅助序列的I路和Q路信号分别为rjk]和rQ[k]，则 增益失衡为
7.如权利要求6所述的实现同相分量正交分量IQ失衡估计的方法，其特征在于，所述方法还包括 根据IQ失衡参数对接收到的信号进行IQ失衡补偿，补偿公式为
8.一种用于实现同相分量正交分量IQ失衡估计的发送装置，其特征在于，所述用于实现同相分量正交分量IQ失衡估计的发送装置包括 辅助序列构造模块，用于构造辅助序列，所述辅助序列中包括多个符号且各符号的相位依次增加/2 ；辅助序列发送模块，用于发送所述辅助序列，所述辅助序列被接收装置用于通过估计算法进行处理得到IQ失衡参数。
9.如权利要求8所述的用于实现同相分量正交分量IQ失衡估计的发送装置，其特征在于，所述辅助序列为t[k]=e^/2，k=l，…，D+2L，其中t[k]为所述辅助序列中的各符号，k为各符号的标号，D+2L为序列长度，D不小于信道响应长度Dtl, L为128的整数倍。
10.如权利要求8或9所述的用于实现同相分量正交分量IQ失衡估计的发送装置，其特征在于，所述辅助序列发送模块包括 调制单元，用于将所述辅助序列调制到射频； 发送单元，用于发送经过调制的辅助序列。
11.一种用于实现同相分量正交分量IQ失衡估计的接收装置，其特征在于，所述用于实现同相分量正交分量IQ失衡估计的接收装置包括 辅助序列接收模块，用于接收辅助序列的信号，所述辅助序列中包括多个符号且各符号的相位依次增加/2 ； IQ失衡参数估计模块，用于通过估计算法处理所述辅助序列得到IQ失衡参数。
12.如权利要求11所述的用于实现同相分量正交分量IQ失衡估计的接收装置，其特征在于，所述辅助序列为t[k]=e^/2，k=l，…，D+2L，其中t[k]为所述辅助序列中的各符号，k为各符号的标号，D+2L为序列长度，D不小于信道响应长度Dtl, L为128的整数倍。
13.如权利要求11或12所述的用于实现同相分量正交分量IQ失衡估计的接收装置，其特征在于，所述IQ失衡参数估计模块通过估计算法处理所述辅助序列得到IQ失衡参数包括 基于如下方式处理得到增益失衡与相位失衡 所述辅助序列接收模块接收到的所述辅助序列的I路和Q路信号分别为rjk]和rQ[k]； 所述IQ失衡参数估计模块通过估计算法得到IQ失衡的增益失衡为
14.如权利要求13所述的用于实现同相分量正交分量IQ失衡估计的接收装置，其特征在于，所述用于实现同相分量正交分量IQ失衡估计的接收装置还包括 IQ失衡补偿模块，用于根据所述IQ失衡参数对接收到的信号进行IQ失衡补偿，补偿 公式为
15.一种用于实现同相分量正交分量IQ失衡估计的通信系统，其特征在于，包括发送装置和接收装置，其中 所述发送装置用于构造辅助序列，所述辅助序列中包括多个符号且各符号的相位依次增加n /2 ;发送所述辅助序列； 所述接收装置用于通过估计算法处理所述辅助序列得到IQ失衡参数。
16.如权利要求15所述的用于实现IQ失衡估计的通信系统，其特征在于，所述辅助序列为t[k]=e^/2，k=l，…，D+2L，其中t[k]为所述辅助序列中的各符号，k为各符号的标号，D+2L为序列长度，D不小于信道响应长度Dtl, L为128的整数倍。
全文摘要
本发明实施例公开了一种实现同相分量正交分量IQ失衡估计的方法、装置及系统。其中一种实现同相分量正交分量IQ失衡估计的方法包括构造辅助序列，所述辅助序列中包括多个符号且各符号的相位依次增加π/2；发送所述辅助序列，所述辅助序列被接收装置用于通过估计算法进行处理得到IQ失衡参数。采用本发明，能够应用简单的估计算法得到IQ失衡参数，并能基于估计结果方便地完成IQ失衡补偿。
文档编号H04L25/03GK102724150SQ20121018582
公开日2012年10月10日 申请日期2012年6月7日 优先权日2012年6月7日
发明者刘培, 张昌明, 肖振宇 申请人:华为技术有限公司