[发明专利]适用于MIMO-OFDM系统的IQ不平衡和信道联合估计方法

说明书

本发明属于无线通信技术领域，涉及受接收机的同相和正交支路的相位和幅度不平衡干扰的MIMO‑OFDM系统中的一种IQ不平衡和信道联合估计方法。本发明主要包括以下步骤：利用DATA域的导频信号估计IQ平衡和信道联合响应；利用估计的联合响应求解IQ幅度不匹配因子和相位不匹配因子；然后对IQ不平衡进行补偿；利用补偿后的长训练序列进行信道估计。本发明可以显著提升受IQ不平衡干扰的MIMO‑OFDM系统的性能，可靠地恢复信道响应。此外，本发明具有很强的实用性和可移植性。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，是一种涉及受接收机的同相和正交支路的相位和幅度不平衡干扰的MIMO-OFDM系统中的一种IQ不平衡和信道联合估计方法。

背景技术

如何提高频谱利用效率，增加通信系统信道容量，对抗无线信道多径衰落的影响，适应宽带无线环境下高速数据传输是新一代通信系统必须解决的问题。OFDM技术具有频带利用率高、抗频率选择性衰落强并且保持较高的传输速率的潜力和优势。而MIMO技术则可以在略微增加频谱资源和额外功率的条件下使系统容量成倍地增加、性能得以极大地提升。所以MIMO和OFDM技术的结合成为一种必然的趋势。

MIMO-OFDM系统的一个重要研究方面是信道估计，信道估计的精确度直接影响整个系统的性能。在接收端进行相干解调和空时解码时，都需要精确的信道状态信息。为了恢复发送的信号，接收端需要估计出信道的状态信息，并对接收到的信号进行校正和恢复。

在无线通信系统中，发射机和接收机两端不可避免地会存在同相和正交支路间的相位和幅度不匹配的情况，即IQ不平衡，这将破坏OFDM系统子载波间的正交性，对信道产生镜像干扰，造成系统的整体性能下降。

目前，关于信道估计和IQ不平衡估计的研究已经有很多成熟的算法，但是IQ不平衡和信道联合估计的算法比较少，能应用在MIMO-OFDM系统的算法则更是少之又少。因此，研究一种能适用于MIMO-OFDM系统的IQ不平衡和信道联合估计算法是一项非常具有现实意义和挑战的工作。

发明内容

发明目的：针对现有技术的不足，本发明目的在于提供一种能适用于MIMO-OFDM系统的IQ不平衡和信道联合估计方法。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种适用于MIMO-OFDM系统的IQ不平衡和信道联合估计方法，主要包括IQ不平衡估计和补偿、信道估计，具体步骤如下：

(1)对接收到的基带信号进行同步，包括定时同步、载波频率同步和采样时钟同步；

(2)对同步过后的信号进行解析，提取出信号中的长训练序列以及插入在数据字段的导频信号；

(3)利用提取的导频信号估计IQ不平衡和信道联合响应；

(4)根据估计得到的联合响应求解IQ幅度不匹配因子和相位不匹配因子；

(5)利用求得的IQ幅度不匹配因子和相位不匹配因子对数据进行IQ不平衡补偿；

(6)利用IQ不平衡补偿过后的长训练序列进行信道估计。

步骤(3)中将受IQ不平衡干扰的MIMO-OFDM系统的接收信号频域表达式为z_k＝s_kΓ_k+V_k，其中，s_k表示第k个子载波上发送的频域信号，Γ_k表示第k个子载波上的IQ不平衡和信道联合响应，V_k表示第k个子载波上的高斯白噪声；利用导频信号估计得到的IQ平衡和信道联合响应为Γ_k＝(s_k^Hs_k)^-1s_k^Hz_k。