[发明专利]一种基于Golay互补序列的IQ不平衡补偿方法

权利要求书

1.一种基于Golay互补序列的IQ不平衡补偿方法，其特征在于：其步骤如下所述：

S1、构造训练序列对并发送，包括：

S11、构造长度为N的Golay互补序列对“a”和“b”，其中Golay互补序列是两种不同元素1和-1组成的长度相等的序列对（a，b），序列对（a，b）具有的性质，C(x,y)表示任意序列x和y的循环卷积，[□]^Τ表示向量的转置运算，C(x,y)的第k个元素为其中，k为循环移位数，序列长度N＝2^M，x_l和y_l分别表示向量x和y的第l个元素，“mod(l,N)”是l对N的取余数运算符；

S12、令Golay互补“a”序列中的a向后循环移位N/4记为a_c，其中，a_c作为特殊字（UW，Unique Word）的虚部，特殊字是为了在接收端进行同步或参数估计等，在发送端发送的具有某些特定特性的、对于接收端已知的特殊序列，其中，UW是收发双方已知且固定不变的，信号的每一帧的UW值始终相同；

S13、与S12中所述的“a”序列长度相同的Golay互补“b”序列b，b作为UW的实部；

S14、根据S12和S13所述的实部和虚部，构成UW块，UW块为记作UWa；

S15、重复S11-S14，构造另一个UW块记作UWb；

S16、在发送端发送时域型的训练序列（TS,Training Sequence），该训练序列由连续P个UWa紧随连续P个UWb组成；

S2、接收端接收到S1所述的训练序列对，并对接收到的序列分别进行循环相关处理，包括：

S21、接收端受IQ不平衡影响的时域接收信号表示为其中，向量r表示没有受IQ不平衡影响的信号，x表示没添加循环前缀（CP，Cyclic Prefix）的时域发送数据，表示向量的循环卷积，h＝[h(0),h(1),...,h(L-1)]^Τ是长度为L的等效的离散信道，复数α＝cos(Δφ)-jεsin(Δφ)，复数β＝εcos(Δφ)+jsin(Δφ)是由IQ幅度和相位不平衡引起的IQ不平衡参数，[□]^*表示变量或向量的共轭，表示均值为0，方差为的时域高斯白噪声（AWGN, Additive White Gaussian Noise）；

S22、令记y(1)为第2到P-1之间任意一个UWa的接收信号，y(2)为第2到P-1之间任意一个UWb的接收信号，在接收端分别用倍的UWa的实部a_c和虚部b对y(1)和y(2)进行循环相关，循环相关如下：

C(2ac,y(1))=αh⊗C(ac,ac)+jαh⊗C(ac,b)]]>

+βh*⊗C(ac,ac)-jβh*⊗C(ac,b)+w′(1)]]>

C(2b,y(2))=αh⊗C(b,b)+jαh⊗C(b,ac)]]>

+βh*⊗C(b,b)-jβh*⊗C(b,ac)+w′(2)]]>

C(2b,y(1))=αh⊗C(b,ac)+jαh⊗C(b,b)]]>

+βh*⊗C(b,ac)-jβh*⊗C(b,b)+w′′(1)]]>

C(2ac,y(2))=αh⊗C(ac,b)+jαh⊗C(ac,ac)]]>

+βh*⊗C(ac,b)-jβh*⊗C(ac,ac)+w′′(2),]]>其中，w′(1)、w′(2)、w′′(1)和w′′(2)分别表示a_c和b与y(1)中的AWGN和y(2)中的AWGN循环相关之后的AWGN噪声项；

S3、利用S1中所述的a_c和b的自相关和协相关具有的性质，即

C0(ac,ac)+C0(b,b)=1,Ck(ac,ac)+Ck(b,b)=0∀k∈{1:N-1}]]>

Ck(ac,b)+Ck(b,ac)=0,∀k∈{0:3N/8,5N/8:N-1}]]>对S2得到的循环相关结果进行特定的如下运算：

c(1)=14N{C(ac,y(1))+C(b,y(2))-j[C(b,y(1))+C(ac,y(2))]}]]>

=αh+w~1]]>

c(2)=14N{C(ac,y(1))+C(b,y(2))-j[C(b,y(1))+C(ac,y(2))]}]]>

=βh*+w~2]]>得到c(1)和c(2)；

S4、根据S3得到的c(1)和c(2)得出参数λ（λ＝β/α^*表示IQ不平衡复参数的比值），包括：

S41、因为α接近于1，β接近于0，选择c(1)来提取受IQ不平衡影响的有效信道，遍历向量c(1)所有元素，从中选取模的平方值最大的元素，把它记为：cmax(1)=max|ck(1)|2,∀k∈{0:N-1},]]>其中，模又叫功率；

S42、选出功率最大的元素c_max(1)之后，比较向量c(1)中的每个元素的功率与c_max(1)功率的一半的大小：如果c(1)中元素的功率比c_max(1)功率的一半大，则选中该元素当作一条有效复合信道，同时，从c(2)中选出相同位置的元素，把c(1)和c(2)选中的元素重新组合成新的向量和此过程可记为：

(c~(1),c~(2))={(ck(1),ck(2))|∀k∈{0:N-1}:|ck(1)|2>0.5cmax(1)};]]>

S43、令为新向量和的长度，λ＝β/α^*表示IQ不平衡复参数的比值，利用LS算法最小化代价函数：得到参数λ的估计值为：

λ^=βα*Σk=0L~-1c~k(2)c~k(1)Σk=0L~-1|c~k(1)|2;]]>

S5、根据S4得到的参数λ的估计值，补偿接收信号IQ不平衡的影响：由估计的参数λ和接收信号共轭可以补偿IQ不平衡为：y_c＝y-λy^*＝[(|α|²-|β|²)/α^*]r＝γr，其中，r=x⊗h,y=αr+βr*+w~.]]>