IQ不平衡在OFDM系統(tǒng)中的估計(jì)與補(bǔ)償算法研究.pdf

1、下一代無線通信系統(tǒng)對(duì)通信性能，傳輸速率等提出了更高的要求，正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)因其較高的頻譜利用率，并能有效地對(duì)抗多徑衰落等優(yōu)勢(shì)，已成為寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。另外，在實(shí)際的無線傳輸系統(tǒng)中，直接變頻收發(fā)機(jī)因其體積小、能耗低等優(yōu)點(diǎn)逐漸成為移動(dòng)終端的主流發(fā)展趨勢(shì)，但是直接變頻收發(fā)機(jī)中由模擬器件的非理想特性引起的同相正交(In-phase and Quadrature—phase，IQ)支路不平衡現(xiàn)象很嚴(yán)重。OFDM系統(tǒng)對(duì)子

2、載波間的正交性要求很高，而IQ不平衡會(huì)在其子載波間產(chǎn)生嚴(yán)重的鏡像干擾，從而破壞掉子載波間的正交性，極大地?fù)p害系統(tǒng)性能，因此基于OFDM技術(shù)的移動(dòng)通信系統(tǒng)對(duì)IQ不平衡十分敏感。當(dāng)系統(tǒng)存在載波頻偏時(shí)，IQ不平衡還會(huì)引起載波頻偏的鏡像，從而增加了載波頻偏估計(jì)的難度。另外，載波頻偏會(huì)引起OFDM系統(tǒng)中各子載波上的幅度衰減和子載波間的干擾，這將與由IQ不平衡引起的子載波間的鏡像干擾疊加在一起，從而也會(huì)增大IQ不平衡估計(jì)的難度。考慮到實(shí)際系統(tǒng)中的多

3、徑干擾會(huì)引起頻率選擇性衰落，這會(huì)與由頻偏和IQ不平衡引起的子載波間干擾串?dāng)_在一起，從而進(jìn)一步降低系統(tǒng)性能。因此研究如何在系統(tǒng)存在載波頻偏和多徑干擾的情況下準(zhǔn)確地估計(jì)和補(bǔ)償IQ不平衡具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文先介紹了多徑衰落信道中同時(shí)存在IQ不平衡和載波頻偏時(shí)的OFDM系統(tǒng)模型，在此基礎(chǔ)上研究了如何準(zhǔn)確地估計(jì)并補(bǔ)償多徑信道中的IQ不平衡和載波頻偏。具體內(nèi)容如下所示:
　　(1)推導(dǎo)了存在IQ不平衡時(shí)的OFDM系統(tǒng)模型，對(duì)比了與頻率相

4、關(guān)和與頻率無關(guān)的IQ不平衡之間的差別，并分析了IQ不平衡對(duì)OFDM系統(tǒng)的影響。研究了IQ不平衡對(duì)載波頻偏的影響，分析了IQ不平衡和載波頻偏共同存在時(shí)對(duì)OFDM系統(tǒng)的影響。
　　(2)針對(duì)只存在與頻率無關(guān)的IQ不平衡的系統(tǒng)，本文首先研究了將接收端IQ不平衡和信道影響分開估計(jì)的方法，利用“IQ不平衡會(huì)破壞信道的平滑性”這個(gè)特點(diǎn)提出了一個(gè)能準(zhǔn)確地估計(jì)接收端IQ不平衡和信道參數(shù)的方法。仿真結(jié)果表明該方法只需要很少的訓(xùn)練序列就能接近理想情況

5、下系統(tǒng)不存在IQ不平衡時(shí)的性能。針對(duì)系統(tǒng)同時(shí)存在IQ不平衡和載波頻偏的情況，本文提出了利用訓(xùn)練序列的時(shí)域信息估計(jì)IQ不平衡和載波頻偏，利用訓(xùn)練序列的頻域信息估計(jì)信道參數(shù)的方案。仿真結(jié)果證明了本文提出的方案的可行性和有效性。
　　(3)針對(duì)同時(shí)存在與頻率無關(guān)和與頻率相關(guān)的IQ不平衡的系統(tǒng)，本文考慮了實(shí)際系統(tǒng)中很常見但目前研究成果較少的情況，即同時(shí)存在發(fā)送端IQ不平衡、接收端IQ不平衡、載波頻偏以及多徑干擾的情況。根據(jù)以上干擾的特點(diǎn)，