[发明专利]一种联合信道估计与IQ不平衡补偿的方法

摘要

本发明属于无线通信技术领域，特别涉及受同相正交两路不平衡干扰的无线通信系统中的一种联合信道估计与IQ不平衡补偿的方法。本发明包括以下步骤：对IQ不平衡参数的范围进行约束；构造目标函数；得出最优解的坐标值；解出IQ不平衡的最优参数；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。

主权项

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。