IQ不平衡在OFDM系統(tǒng)中的估計與補償算法研究.pdf

1、下一代無線通信系統(tǒng)對通信性能，傳輸速率等提出了更高的要求，正交頻分復用(OFDM)技術因其較高的頻譜利用率，并能有效地對抗多徑衰落等優(yōu)勢，已成為寬帶移動通信系統(tǒng)中的關鍵技術之一。另外，在實際的無線傳輸系統(tǒng)中，直接變頻收發(fā)機因其體積小、能耗低等優(yōu)點逐漸成為移動終端的主流發(fā)展趨勢，但是直接變頻收發(fā)機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)支路不平衡現象很嚴重。OFDM系統(tǒng)對子

2、載波間的正交性要求很高，而IQ不平衡會在其子載波間產生嚴重的鏡像干擾，從而破壞掉子載波間的正交性，極大地損害系統(tǒng)性能，因此基于OFDM技術的移動通信系統(tǒng)對IQ不平衡十分敏感。當系統(tǒng)存在載波頻偏時，IQ不平衡還會引起載波頻偏的鏡像，從而增加了載波頻偏估計的難度。另外，載波頻偏會引起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，從而也會增大IQ不平衡估計的難度?？紤]到實際系統(tǒng)中的多

3、徑干擾會引起頻率選擇性衰落，這會與由頻偏和IQ不平衡引起的子載波間干擾串擾在一起，從而進一步降低系統(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確地估計和補償IQ不平衡具有很重要的現實意義。本文先介紹了多徑衰落信道中同時存在IQ不平衡和載波頻偏時的OFDM系統(tǒng)模型，在此基礎上研究了如何準確地估計并補償多徑信道中的IQ不平衡和載波頻偏。具體內容如下所示:
　　(1)推導了存在IQ不平衡時的OFDM系統(tǒng)模型，對比了與頻率相

4、關和與頻率無關的IQ不平衡之間的差別，并分析了IQ不平衡對OFDM系統(tǒng)的影響。研究了IQ不平衡對載波頻偏的影響，分析了IQ不平衡和載波頻偏共同存在時對OFDM系統(tǒng)的影響。
　　(2)針對只存在與頻率無關的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的方法，利用“IQ不平衡會破壞信道的平滑性”這個特點提出了一個能準確地估計接收端IQ不平衡和信道參數的方法。仿真結果表明該方法只需要很少的訓練序列就能接近理想情況

5、下系統(tǒng)不存在IQ不平衡時的性能。針對系統(tǒng)同時存在IQ不平衡和載波頻偏的情況，本文提出了利用訓練序列的時域信息估計IQ不平衡和載波頻偏，利用訓練序列的頻域信息估計信道參數的方案。仿真結果證明了本文提出的方案的可行性和有效性。
　　(3)針對同時存在與頻率無關和與頻率相關的IQ不平衡的系統(tǒng)，本文考慮了實際系統(tǒng)中很常見但目前研究成果較少的情況，即同時存在發(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。根據以上干擾的特點，