[发明专利]一种基于Golay互补序列的IQ不平衡补偿方法

说明书

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，具体涉及受同相正交（IQ,In-phase Quadrature）两路不平衡干扰的无线通信系统中的一种基于格雷（Golay）互补序列的IQ不平衡补偿的方法。 

背景技术

正交频分复用（OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing）技术由于其并行传输，使信号带宽小于信道的相干带宽而有效对抗多径，接收端均衡复杂度较低等优点被宽带通信广泛接受。单载波频域均衡（SC-FDE，Single Carrier Modulation with Frequency Domain Equalization）与OFDM一样，使通过频率选择性信道的接收数据在接收端的均衡复杂度大大降低，是有效对抗多径干扰的技术之一。与OFDM相比，它具有低峰均功率比（PAPR,Peak to Average Power Ratio）等优点。因此，OFDM和SC-FDE成为很多无线通信标准接入网的技术，如全球标准长期演进（LTE，Long Time Evolution）上行链路采样SC-FDE，下行链路采用OFDM；IEEE802.15、IEEE802.16等标准都包含了OFDM和SC-FDE调制体制。 

无线通信需要载波调制，模拟前端（FE，Front-End）受调制后或解调前（或两者都有）的同相正交（IQ,In-phase Quadrature）两路信号不平衡将会引起系统性能下降，尤其是采用低成本的直接变频结构或载波频率较高的系统如毫米波通信系统。IQ不平衡是指I分支和Q分支之间的幅度和相位的不匹配，既可以存在于发射机也可以存在于接收机。 

一般来说，IQ不平衡可分为频率无关（FI，Frequency Independent）和频率相关（FD，Frequency Dependent）的IQ不平衡。FI的IQ不平衡是由本地振荡器（LO，Local Oscillator）造成的。FD的IQ不平衡还包括由其他模拟器件，如模拟滤波器、放大器、数模转换器（DAC，Digital-to-Analog Converter）或模数转换器（ADC，Analog-to-Digital Converter）造成的影响。 

现有的一些IQ不平衡的补偿方案，大致分为两种：分别为不依赖或者依赖IQ不平衡参数估计的补偿方法。例如，以干扰抵消（IC，Interference Cancellation）为基础的补偿和盲源分离（BSS，Blind Source Separation）为基础的补偿，不需要任何训练序列，也不需要对IQ不平衡参数进行估计，其方法描述可以参考文献：M.Valkama,M.Renfors,and V.Koivunen.Blind signal estimation in conjugate signal models with application to I/Q imbalance compensation[J].IEEE Signal Process,2005，12（11）：733–736.和M.Valkama,M.Renfors,V.Koivunen.Advanced method for I/Q imbalance  compensation in communication receivers[J].IEEE Transaction on Signal Processing,2001,49（10）：2335-2344.另一方面，由于经过信道增益之后所发送的信号可以被检测，IQ不平衡参数也可以通过发送训练符号进行估计，这种补偿方案比盲补偿运算量小，易于实现，因此应用广泛。比如，对于OFDM系统中的IQ不平衡的影响，通过基于估计的系统级算法来补偿失真，包括最小二乘（LS，least squares）均衡，自适应均衡，基于快速傅立叶变换（FFT，fast fourier transform）的LS以及使用自适应信道估计和特殊的导频信号的预FFT校正，来实现准确、快速的估计和补偿,其方法描述可以参考文献：A.Tarighat and A.H.Sayed.Joint compensation of transmitter and receiver impairments in OFDM systems[J].IEEE Trans.Wireless Communications,2007，6(1):240–247.