CN104486285A - Ofdm***接收机存在iq不平衡的补偿方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种OFDM***接收机存在IQ不平衡的补偿方法，OFDM***接收机的IQ补偿模块是在得到IQ不平衡信道参数估计基础上，对IQ不平衡进行的有效补偿。本发明设计了一种高斯消元补偿方法，取代频域LS补偿方法，显著降低了计算复杂度（频域LS补偿方法需进行矩阵求逆而复杂度较高），并且本方法的SNR损失要比频域LS补偿方法低。

Description

OFDM***接收机存在IQ不平衡的补偿方法

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别涉及一种OFDM***接收机存在IQ不平衡的补偿方法。

背景技术

正交频分复用(OFDM，Orthogonal frequency division multiplexing)是一种多载波调制技术，频谱利用率较高，并且抗多径干扰的能力较强，已经成为下一代无线移动通信的关键技术之一，而OFDM***中信道参数估计方法已成为国内外学者研究的热点之一。

然而无线通信中信道条件相当复杂，无线电波在传输过程中因传输介质的不均匀会受到反射、折射及散射等传播方式的影响，并且移动终端之间的相对运动会引起多普勒效应，这些因素都会导致信号在传输过程中的衰落。此外，以OFDM技术为基础的物理层中，信号在发送端及接收端的上下变频中会受到同相、正交支路(IQ,In-phase and Quadrature-phase)不平衡的影响，IQ不平衡的产生会严重影响数据符号的传输速率、接收信号的信噪比等。

因此，需要一种新的方法来解决OFDM***接收机中IQ不平衡的补偿问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的缺陷，提供一种OFDM***接收机存在IQ不平衡的补偿方法，以显著减少计算复杂度，并且降低SNR损失。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案。首先，对受到IQ不平衡影响的OFDM接收时域信号进行FFT操作，得到接收的频域信号z。然后，对接收的频域信号两边同时取#操作得到z^#。最后，假设κ＝ν/μ^*已知，将接收的频域信号z减去κz^#，得到发送信号的估计值，这样即可对IQ不平衡进行补偿，其中失真参数μ、ν取决于I、Q路的幅度及相位的不平衡α、θ。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

采用的OFDM***接收机存在IQ不平衡的补偿方法，在得到IQ不平衡信道参数估计值的基础上，采用高斯消元补偿方法，取代频域LS补偿方法，计算复杂度(频域LS补偿方法需进行矩阵求逆而复杂度较高)明显减少，并且显著降低了SNR损失。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的实施框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

本发明一种OFDM***接收机存在IQ不平衡的信道参数估计补偿方法包括：在得到IQ不平衡信道参数估计值的基础上，采用高斯消元补偿方法，取代频域LS补偿方法。

作为优选方案，高斯消元补偿方法包含以下五个步骤。

第一步，对受到IQ不平衡影响的OFDM接收时域信号进行FFT操作，得到接收的频域信号：

z＝μdiag{H}s+νdiag{H^#}s^#+v

其中， $H=F\left(\begin{array}{c}h\\ 0_{(N-L-1)\×1}\end{array}\right),$ F是归一化傅里叶变换矩阵，α、θ是相位不平衡度，失真参数μ、ν取决于I、Q路的幅度及相位的不平衡α、θ，s是每个OFDM发送的数据，v是加性噪声受IQ不平衡影响之后的FFT变换。

第二步，对接收的频域信号两边同时取#操作得到：

z^#＝ν^*diag{H}s+μ^*diag{H}^#s^#+v^#

第三步，假设κ＝ν/μ^*已知，将接收的频域信号z减去κz^#，得到发送信号的估计值：

$\hat{s}={\left\{\mathrm{diag}\right\{\mathrm{\μH}\}-\mathrm{\κdiag}\{{\mathrm{\ν}}^{*}H\left\}\right\}}^{-1}(z-{\mathrm{\κz}}^{\#})$

也即

$\hat{s}\left(k\right)=\frac{z\left(k\right)-{\mathrm{\κz}}^{\#}\left(k\right)}{\mathrm{\μH}\left(k\right)-\mathrm{\κ}{\mathrm{\ν}}^{*}H\left(k\right)}$

这样即可对IQ不平衡进行补偿。

作为优选方案，对接收的频域信号进行一种特殊的#操作，所述操作定义为：首先对一个向量中所有元素取共轭，然后向量的第一个元素位置保持不变，其他元素位置以中心元素的位置为轴做轴对称替换。

本发明设计了一种OFDM***接收机的IQ补偿模块，在得到IQ不平衡信道参数估计基础上，对IQ不平衡进行的有效补偿，采用高斯消元补偿方法，取代频域LS补偿方法，显著降低了计算复杂度(频域LS补偿方法需进行矩阵求逆而复杂度较高)，并且本方法的SNR损失要比频域LS补偿方法低。

Claims (3)

1.一种OFDM***接收机存在IQ不平衡的补偿方法，其特征在于：OFDM***接收机的IQ不平衡补偿方法是在得到IQ不平衡信道参数估计值的基础上，采用高斯消元补偿方法。

2.根据权利要求1所述的OFDM***接收机存在IQ不平衡的补偿方法，其特征在于:高斯消元补偿方法具体步骤如下：

步骤1)，对受到IQ不平衡影响的OFDM接收时域信号进行FFT操作，得到接收的频域信号z；

步骤2)，对接收的频域信号两边同时取#操作得到z^#；

步骤3)，假设κ＝ν/μ^*已知，将接收的频域信号z减去κz^#，得到发送信号的估计值，这样即可对IQ不平衡进行补偿，其中失真参数μ、ν取决于I、Q路的幅度及相位的不平衡α、θ。

3.根据权利要求2所述的OFDM***接收机存在IQ不平衡的补偿方法，其特征在于:对接收的频域信号进行一种特殊的#操作，所述操作定义为：首先对向量中所有元素取共轭，然后向量的第一个元素位置保持不变，其他元素位置以中心元素的位置为轴做轴对称替换。