[发明专利]一种联合信道估计与IQ不平衡补偿的方法

权利要求书

1.一种联合信道估计与IQ不平衡补偿的方法，其特征在于：其步骤如下所述：

S1、对IQ不平衡参数的范围进行约束：令发射机IQ幅度不平衡ε_T和接收机IQ幅度不平衡ε_R的取值约束到0:dB和0:范围内，其中和是步长，和分别是ε_T和ε_R取值范围的上界，令发射机IQ相位不平衡Δφ_T和接收机IQ相位不平衡Δφ_R的取值约束到0:和0:范围内，其中和为步长，和分别为Δφ_T和Δφ_R取值范围的上界；

S2、根据S1所确定的范围，构造目标函数F，包括：

S21、当发送已知训练序列时，对及其共轭信号经过FFT后的频域接收信号Y_k和构造参数W_k和V_k，Wk=αR*Yk-βRYN-k*,]]>Vk=αTX~k+βTX~N-k*,]]>其中，N是数据块长度，N也是是FFT的长度，k表示第k个子载波，为信号的N点的FFT,为的共轭信号的N点的FFT，α_T＝cos(Δφ_T)+jε_Tsin(Δφ_T)，β_T＝ε_Tcos(Δφ_T)+jsin(Δφ_T)，α_R＝cos(Δφ_R)-jε_Rsin(Δφ_R)，β_R＝ε_Rcos(Δφ_R)+jsin(Δφ_R)，其中，参数α_T和β_T表示了发射端IQ不平衡对发送信号的影响，当两个分支完全相同时，α_T＝1，β_T＝0，幅度偏移为ε_T，相位偏移为Δφ_T，参数α_R和β_R表示了接收端IQ不平衡对接收信号的影响，当两个分支完全相同时，α_R＝1，β_R＝0，幅度偏移为ε_R，相位偏移为Δφ_R；

S22、根据S21构造的参数W_k和V_k结合发送的训练序列和其频域接收信号，构造目标函数F，对其中的参数f和g分别定义为：其中，

β^T=-Σk(X~kWk+1-X~k+1Wk)(X~N-k*Wk+1-X~N-k-1*Wk)*Σk|X~N-k*Wk+1-X~N-k-1*Wk|2,]]>

β^R=Σk(VkYk+1-Vk+1Yk)(VkYN-k-1*-Vk+1YN-k*)*Σk|VkYN-k-1*-Vk+1YN-k*|2;]]>

S3、通过改进的Rosenbrock搜索算法搜索S2所构造的目标函数F的最大值，当F取得最大值时，得到最优解的坐标值(p_opt,q_opt)，包括:

S31、初始化阶段：令计数器为k，k为非负整数，初始化k＝1，初始方向向量为d⁽ⁱ⁾(i＝1,2)，其中，d⁽¹⁾＝(1,0)^T，d⁽²⁾＝(0,1)^T且两向量正交，初始探测的起点向量为s⁽¹⁾＝[p⁽¹⁾,q⁽¹⁾]，p⁽¹⁾、q⁽¹⁾分别为d⁽¹⁾、d⁽²⁾方向的坐标值，且1≤p⁽¹⁾≤P,1≤q⁽¹⁾≤Q，初始步长为每个方向d⁽ⁱ⁾(i＝1,2)的搜索步长分别为ξ₁和ξ₂，初始探测向量为y(1)=[y1(1),y2(1)]=s(1);]]>

S32、探测阶段,包括：

S321、沿d⁽¹⁾方向进行探测，令y^(k+1)＝y^(k)+ξ₁d⁽¹⁾（k≥1），如果那么此次探测成功，令s^(k+1)＝y^(k+1)，如果那么此次探测失败，令s^(k+1)＝s^(k)，重复探测过程，直至该方向上的点都被探测完成；

S322、沿d⁽²⁾方向进行探测，令y^(k+1)＝y^(k)+ξ₁d⁽¹⁾（k≥1），如果那么此次探测成功，令s^(k+1)＝y^(k+1)，如果那么此次探测失败，令s^(k+1)＝s^(k)，重复探测过程，直至该方向上的点都被探测完成；

S33、转轴阶段：当S32完成之后，得到其中λ_i为d⁽ⁱ⁾方向的累计移动步长，根据向量p＝s^(k+1)-s^(k)给出可能的梯度方向，并建立新的单位探测向量d‾(j)=q(j)/||q(j)||,]]>其中q(j)=p(j)j=1p(j)-Σi=1j-1q(j)Tp(j)q(j)Tq(j)q(j)j≥2,]]>q^(j)是p(j)(j=1,2)=d(j)λj=0Σi=j2λid(j)λj≠0]]>通过施密特正交化（Gram-Schmidt orthogonalization）获得的正交向量；

S34、重复S32和S33，直到||s^(k+1)-s^(k)||≤η，算法停止，得到最优解的坐标值(p_opt,q_opt)；

S4、通过S3中得到的最优解的坐标值(p_opt,q_opt)求解IQ不平衡的最优参数进而求解出

其中，是取实部运算，是取虚部运算；

S5、根据S4求解出的IQ不平衡参数和恢复出理想的CFR，然后对IQ不平衡进行补偿，完成信道估计和对IQ不平衡的校正。