一种联合IQ补偿的信道均衡方法技术

本发明专利技术提供一种联合IQ补偿的信道均衡方法，通过对信道参数、IQ不平衡参数进行估计，然后基于估计的信道参数、IQ不平衡参数通过数字信号处理进行IQ补偿和信道均衡。本发明专利技术提供的方法能够实现数据的IQ补偿和信道均衡。

A channel equalization method based on joint IQ compensation

The invention provides a channel equalization method combined with IQ compensation. It estimates the channel parameters and IQ imbalance parameters, and then performs IQ compensation and channel equalization through digital signal processing based on the estimated channel parameters and IQ imbalance parameters. The method provided by the present invention can realize IQ compensation and channel equalization of data.

【技术实现步骤摘要】
一种联合IQ补偿的信道均衡方法
本专利技术涉及单载波频域均衡
，更具体地，涉及一种联合IQ补偿的信道均衡方法。
技术介绍
在无线通信技术中，设计一款小体积，价格低，功耗低的移动终端一直是热点问题。而直接变频的收发机就是满足设计需求的一种方案。直接变频的收发机在发送端将基带信号直接变频为射频信号，在接收端直接将射频信号变频为基带信号。这个过程中减少了中频部分，因而减低了设备的体积和价格，功耗也相应的减少了。但是，直接变频由于模拟器件的局限性，正交的I/Q两路信号的相位差并不是完全相差90度，两路信号的幅度增益也不是完全相同的，这两个原因将引起IQ不平衡。从硬件出发，选择高性能的模拟器件自然能解决IQ不平衡问题，然而其高成本，大体积使得从硬件出发解决IQ不平衡的问题不是最优的方案。因此从数字信号处理的手段出发对IQ不平衡问题进行抑制和补偿是目前的最优选择。在SC-FDE系统中，信号在无线信道中传输，会受到无线信道的多径衰减作用。因此需要在接收端对信号进行均衡以减少信号的失真。本专利技术正是针对以上提出的两个问题，将IQ不平衡的问题和信号均衡问题联立起来，通过数字信号处理的方式同时解决以上两个问题。
技术实现思路
本专利技术将现有技术存在的IQ不平衡问题和信号均衡问题联立起来，通过数字信号处理的方式同时解决以上两个问题。为实现以上专利技术目的，采用的技术方案是：一种联合IQ补偿的信道均衡方法，包括以下步骤：S1.在发送端对接收的输入信号的数据块的格式进行调整，使数据块满足公式：一个数据块中，除第1位和第位设置为1外，数据块的其他位关于第位对称；S2.在发送端对数据块进行加循环前缀操作后将数据块通过无线信道发送到接收端；S3.接收端接收到数据信号后，通过数据信号中分离出的UW序列进行信道的估计，获得信道参数的时域估计值hls和IQ不平衡参数的估计值kls1、kls2、kls3、kls4；S4.将信道参数的时域估计值hls进行补零和DFT，获得信道的频域估计值Gls、G1ls；S5.将获得的IQ不平衡参数kls1、kls2、kls3、kls4与Gls、G1ls进行乘法运算，得到信号G1和G2：G1＝kls1×Gls+kls2×G1lsG2＝kls3×Gls+kls4×G1lsS6.对信号G1和G2进行实虚部分离的处理后，得到信号g1、g2、g3、g4：其中，real(·)表示取实部操作，imag(·)表示取虚部操作；S7.接收端接收到数据信号rm＝[r1,r2,...,rN]T后，数据信号rm＝[r1,r2,...,rN]T先进行串并转换后进行DFT转换，转换为频域信号R；S8.将频域信号R进行实虚部分离处理后得到两路信号Rr和Ri，信号Rr和Ri与g1、g2、g3、g4进行运算后得到两路信号Xr和Xi：S9.将两路信号Xr和Xi合并为信号X，Xr作为信号X的信号实部，Xi作为信号X的信号虚部；X为经过IQ补偿和信道均衡的频域信号；S10.对信号X进行IDFT处理得到经过IQ补偿和信道均衡的时域信号sm。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的方法通过对信道参数、IQ不平衡参数进行估计，然后基于估计的信道参数、IQ不平衡参数通过数字信号处理进行IQ补偿和信道均衡。本专利技术提供的方法能够实现数据的IQ补偿和信道均衡。附图说明图1为数据块的示意图。图2为本专利技术提供的方法的流程图。图3为本专利技术提供的方法的具体实施示意图。图4为本专利技术的均衡方法与只进行信道均衡的方法的误码率对比图。图5为16QAM设置1下的系统IQ补偿均衡和ZF均衡后的星座图。图6为不同的IQ不平衡参数下本专利技术均衡方法与只进行信道均衡的方法的误码率对比图。图7为16QAM设置2下的系统IQ补偿均衡和ZF均衡后的星座图。具体实施方式附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；以下结合附图和实施例对本专利技术做进一步的阐述。实施例1如图1所示，本专利技术所涉及到的方法的输入信号的数据块首先需要在接收端处理成1-反向UW序列-数据序列-1-反向数据序列、UW序列的形式。其中，数据序列表示为反向数据序列表示为Ndata为数据序列的长度。同理，UW序列表示为[P1P2P3...PL-1PL]T，而反向UW序列表示为[PLPL-1PL-2...P2P1]T，L为UW序列的长度。在以上基础上，如图2、3所示，本专利技术提供的方法具体包括以下步骤：S1.在发送端对数据块进行加循环前缀操作后将数据块通过无线信道发送到接收端；S2.接收端接收到数据信号后，通过数据信号中分离出的UW序列进行信道的估计，获得信道参数的时域估计值hls和IQ不平衡参数的估计值kls1、kls2、kls3、kls4；S3.将信道参数的时域估计值hls进行补零和DFT，获得信道的频域估计值Gls、G1ls；其中，获得频域估计值Gls的具体过程如下：S4.将获得的IQ不平衡参数kls1、kls2、kls3、kls4与Gls、G1ls进行乘法运算，得到信号G1和G2：G1＝kls1×Gls+kls2×G1lsG2＝kls3×Gls+kls4×G1lsS5.对信号G1和G2进行实虚部分离的处理后，得到信号g1、g2、g3、g4：其中，real(·)表示取实部操作，imag(·)表示取虚部操作；S6.接收端接收到数据信号rm＝[r1,r2,...,rN]T后，数据信号rm＝[r1,r2,...,rN]T先进行串并转换后进行DFT转换，转换为频域信号R：其中N为数据序列的长度。S7.将频域信号R进行实虚部分离处理后得到两路信号Rr和Ri，信号Rr和Ri与g1、g2、g3、g4进行运算后得到两路信号Xr和Xi：S8.将两路信号Xr和Xi合并为信号X，Xr作为信号X的信号实部，Xi作为信号X的信号虚部；X为经过IQ补偿和信道均衡的频域信号：X＝Xr+j×Xi；S9.对信号X进行IDFT处理得到经过IQ补偿和信道均衡的时域信号sm：N为数据序列的长度。实施例2本实施例对实施例1的方法进行了具体的仿真实验，仿真实验的设置参数如下所示：实验的结果如图4、5、6、7所示，图4为本专利技术的均衡方法与只进行信道均衡的方法的误码率对比图。图5为16QAM设置1下的系统IQ补偿均衡和ZF均衡后的星座图。图6为不同的IQ不平衡参数下本专利技术均衡方法与只进行信道均衡的方法的误码率对比图。图7为16QAM设置2下的系统IQ补偿均衡和ZF均衡后的星座图。通过以上实验结果图可说明本专利技术提供的方法在不同的IQ不平衡参数下都有较好的补偿效果，且其补偿效果较之现有的补偿方法要好，能够较好的提高系统的性能。显然，本专利技术的上述实施例仅仅是为清楚地说明本专利技术所作的举例，而并非是对本专利技术的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本专利技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本专利技术权利要求的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种联合IQ补偿的信道均衡方法，其特征在于：包括以下步骤：S1.在发送端对接收的输入信号的数据块的格式进行调整，使数据块

【技术特征摘要】
1.一种联合IQ补偿的信道均衡方法，其特征在于：包括以下步骤：S1.在发送端对接收的输入信号的数据块的格式进行调整，使数据块满足公式：一个数据块中，除第1位和第位设置为1外，数据块的其他位关于第位对称；S2.在发送端对数据块进行加循环前缀操作后将数据块通过无线信道发送到接收端；S3.接收端接收到数据信号后，通过数据信号中分离出的UW序列进行信道的估计，获得信道参数的时域估计值hls和IQ不平衡参数的估计值kls1、kls2、kls3、kls4；S4.将信道参数的时域估计值hls进行补零和DFT，获得信道的频域估计值Gls、G1ls；S5.将获得的IQ不平衡参数kls1、kls2、kls3、kls4与Gls、G1ls进行乘法运算，得到信号G1和G2：G1＝kls1×Gls+kls2×G1lsG2＝kls3×Gls+kls4×G1lsS6.对信号G1和G2进行实虚部分离的处理后，得到信号g1、g2、g3、g4：其中，real(·)表示取实部操作，imag(·)表示取虚部操作；S7.接收端接收到数据信号rm＝[r1,r2,...,rN]T后，数据信号rm＝[r1,r2,...,rN]T先进行串并转换后进行DFT转换，转换为频域信号R；S8.将频域信号R进行实虚部分离处理后得到两路信号Rr和Ri，信号Rr和Ri与g1、g2、g3、g4进行运算后得到两路信号Xr和Xi：

【专利技术属性】
技术研发人员：李宇，李培炜，路崇，谭洪舟，
申请(专利权)人：佛山市顺德区中山大学研究院，中山大学，广东顺德中山大学卡内基梅隆大学国际联合研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44