基于改进聚类算法的I/Q不平衡指标测量算法

射频发射机往往将矢量调制信号分为I/Q两个完全正交的通路处理,即I/Q两路增益和时延严格一致,都不存在直流偏置,且本振信号相位严格相差90°。在实际工程中,器件的非理想因素往往会带来I/Q的不平衡,进而导致信号星座图失真,系统传输性能恶化,因此对发射机I/Q不平衡参数的测量与补偿至关重要。针对I/Q不平衡问题建模研究了3类不平衡因素对于I/Q通路的影响,提出了利用已知调制方式的星座图作为先验信息的改进聚类算法,进行I/Q不平衡参数估计,并进一步利用测量参数补偿射频信号的方法。针对不同信噪比条件和不平衡情况进行了仿真,仿真表明在不同的不平衡情况下,该算法都能有效完成I/Q不平衡参数测量和补偿,尤其是在信噪比条件较好,I/Q不平衡程度较高的情况下,该算法相较于传统的线性拟合算法有3 dB左右的信噪比增益。

低中频接收机I/Q不平衡的数字估计和补偿

相对于传统的超外差式接收机,低中频接收机由于不需要镜像抑制滤波器、中频滤波器等片外大体积昂贵器件,因而系统设计可以更加灵活,体积更小,成本更低,集成度更高。低中频接收机采用I/Q下变频进行镜像分离,但模拟前端I/Q不平衡导致的镜像抑制不足问题却是其一大缺点。本文提出了一种利用测试信号数字估计和补偿I/Q不平衡的方法来提高镜像抑制能力。仿真结果表明,在幅度不平衡不大于10%和相位不平衡不大于10°时,经补偿后的镜像抑制比能够达到50d B以上。

TDD-MIMO系统中由I/Q不平衡引起的信道非互易性补偿方法

分析了I/Q不平衡引起的信道互易性丧失对系统容量的影响,提出了一种基于信道状态测量的补偿算法。该算法中基站(BS)和移动台(MS)各自对接收信道进行测量而得到上下行链路的信道状态信息(CSI),然后将2条链路的CSI汇集到BS处,BS计算出分别用于BS和MS的校准矩阵。仿真结果表明所提算法能够有效地对I/Q不平衡进行校准,使信道互易性得到保持,从而使系统容量的损失得以弥补。

基于STBC的MIMO OFDM系统中的I/Q不平衡及CFO的联合均衡策略

基于STBC方案,针对MIMO OFDM通信系统中同时存在发射机和接收机I/Q不平衡、前端滤波器失配、CFO和频率选择性信道失真的组合影响进行了深入研究,并提出了一种适用的联合均衡策略;具体实现是首先通过对MIMO OFDM系统中只存在发射机I/Q不平衡和多径信道干扰的分析,得到一种频域均衡器;然后再考虑同时存在接收机I/Q不平衡和CFO的情况,得到了2个时域均衡器;最后把2个时域均衡器变换到频域,并结合消除发射机I/Q不平衡和多径信道干扰的频域均衡技术,提出了一种全面的联合均衡技术即频域子载波均衡器。仿真结果表明,针对MIMO OFDM系统提出的频域子载波均衡技术不仅能扩展到其他高阶STBC系统,而且使均衡后的系统BER性能得到了明显的提高。

基于LS的OFDM零中频接收机IQ不平衡数字补偿技术

零中频接收机已成为未来无线终端发展潮流,但是零中频的结构会引入较大的射频损伤;本文首先介绍了射频I/Q不平衡时对高斯以及频率选择性信道下OFDM接收机性能的影响;通过特殊导频设计,解耦合I、Q路的相互影响;如此可以方便地估计和补偿射频I/Q不平衡对高斯以及频率选择性信道的影响。仿真表明本文所示方法大大提高了OFDM零中频接收机的性能。

一种补偿低中频接收机I/Q不平衡的方法

相对于传统的超外差接收机,低中频接收机的一个优点就是采用I/Q下变频替代固定的镜像抑制滤波器来实现对镜像信号的抑制,因而具有集成度高、灵活性强和成本低的优点。然而,I/Q不平衡会导致低中频接收机对镜像信号抑制不充分,一般需要采用额外的数字信号处理技术来提高镜像抑制能力。文章提出了一种利用理想的中频信号的圆卷积特性,基于广义线性估计技术盲补偿I/Q不平衡的方法。理论分析和仿真结果表明这种方法能够有效地实现I/Q不平衡的补偿。

全双工终端的收发I/Q不平衡估计与补偿算法

针对直接变换收发结构的全双工通信终端中存在的I/Q不平衡问题,提出基于直接自干扰信号的收发I/Q不平衡参数估计与补偿算法。该算法无需外接标准的发射机或接收机进行参数估计,利用全双工结构中发射端泄露到接收端的直接自干扰信号,进行估计与分离,可分别获得收发I/Q不平衡参数,再进行发射前的预补偿和接收后的校正,使从外部来看该全双工终端的I/Q支路是平衡的,无需对其进行参数估计,从而降低整个系统信号处理的复杂度。仿真结果表明,所提算法不仅能够有效估计全双工终端的I/Q不平衡参数,还能对终端的收发I/Q不平衡分别进行补偿,从而提升系统整体性能。

I/Q不平衡对卫星高速数据中继系统的影响

卫星高速数传中继系统中采用QPSK调制传输高达300 Mbit/s的数据,在调制过程 中由于调制系统的不理想造成I/Q支路增益不平衡和相位不平衡,由此对传输系统的误比特 率带来影响。着重分析了卫星高速数据中继传输业务中,I/Q支路增益不平衡和相位不平衡 对误比特率带来的影响,随后对失真情况进行计算机仿真,得出可信的结果,即在高速数传业 务中,增益不平衡在±0．5 dB之内和相位不平衡在土5°之内所带来的对误比特率的影响非 常小。

衰落信道下OFDM系统中I/Q不平衡的估计和补偿技术(英文)

为了研制低价格、低功耗、小尺寸的OFDM终端,零中频的接收机结构越来越倍受关注。但是相对于经典的超外差结构,在零中频结构的接收机中射频损伤将更为严重。首先介绍了由零中频接收机产生的1/ Q不平衡在衰落信道下对性能的影响;为了克服I/Q不平衡的影响,设计了一种特殊前导训练符号,方便地估计和补偿I/Q不平衡在衰落信道下对性能的影响。为了进一步减小估计方差,又提出了一种基于低通滤波的自适应补偿方法。仿真表明以上方法大大提高了OFDM零中频接收机的性能。

存在I/Q不平衡的OFDM全双工双向译码转发中继系统及其性能分析

全双工技术可以使频谱利用率翻倍,是5 G系统的关键技术之一。采用直接变换结构的全双工系统中残余自干扰(Residual Self-Interference,RSI)和同相/正交(In-phase/Quadrature,I/Q)不平衡是限制系统性能的两大主要因素。该文针对存在I/Q不平衡的OFDM全双工双向中继系统,建立了译码转发中继模式下的全双工系统信号模型,分析了瑞利衰落信道下系统的中断性能,获得了系统中断概率的闭式表达式。仿真结果不仅验证了理论分析的正确性,还得到结论:随着I/Q不平衡程度和残余自干扰强度的降低,系统中断性能将得到改善;只有沿着最速下降路线降低I/Q不平衡或中继节点RSI,才能实现最优的性能提升;通过系统I/Q不平衡与RSI参数所在的坐标点和最速下降路线的相对位置关系,来确定改善全双工双向中继系统中断性能的最优措施。

OFDM无线局域网接收机中I/Q不平衡性补偿研究

为了克服OFDM系统中高阶正交幅度调制中的RF非理想性,研究了I/Q不平衡效应与解决方法,提出了一种基于IEEE802.11a标准,在OFDM系统零中频接收机上的I/Q不平衡补偿电路,并给出取代传统高阶均衡的低复杂度时域补偿算法。通过Matlab对IEEE802.11a收发端包含通道模型在内的整体系统进行了模拟。仿真结果表明,该设计有助于形成一个非常有效和易于执行OFDM无线局域网接收机。

基于模拟退火算法的I/Q不平衡校正

零中频发射机架构是目前集成度最高的发射机架构之一,直流偏置不平衡和I/Q不平衡的问题会大大降低其发射效率,并且会产生显著的镜像干扰信号、本振泄露信号和与有用信号同频的干扰信号.为了解决零中频发射机架构的I/Q不平衡问题,提出利用发射机和接收机射频前端的反馈回路,在数字域使用模拟退火算法(SAA)对I/Q不平衡的补偿因子进行闭环搜索,提出I/Q不平衡校正的新方法.在Simulink软件中进行建模仿真,模拟结果表明,所提方法在不同强度的高斯白噪声条件下能够有效地对I/Q不平衡进行校正.在LMS7002M集成式收发芯片的基础上,搭建了所需要的零中频发射机校正实验平台.实验结果表明,所提方法具有良好的温度适应性和频率适应性,在-20～50℃的温度条件下,所提方法的平均镜像抑制度为-60.5 dBc;在1 600～2 400 MHz的频率条件下,平均镜像抑制度为-57.5 dBc.

正交通道中I/Q不平衡估计与补偿研究

I/Q通道普遍存在于信号处理的正交调制和解调过程中。严格的正交过程要求I/Q两个通道的增益和时延完全一致且I/Q两路中都不存在直流分量,同时还要求I路和Q路的本振信号的相位精确的相差90°。然而,在实际的信号处理过程中,难免会存在误差和不匹配的情况。基于I/Q通道不平衡的基础,研究各种不平衡因子对I/Q通道性能的影响。利用提出的补偿算法,在对存在不同幅度和相位不平衡的情况进行仿真,仿真结果表明在不同的不平衡条件下,该算法都能够有效地补偿不平衡,改善了系统性能。

一种TDD模式下大规模MIMO的I/Q不平衡引起的信道非互易性补偿方法

大规模MIMO系统的基站对信道状态信息获取程度决定了其下行信道预编码性能,从而影响了整个下行信道速率。本文研究I/Q不平衡对TDD模式下的大规模MIMO上下行信道互易性的影响,证明了当无法实现理想的I/Q不平衡校准,随着基站天线数的增加,若基站采用多晶振变频器,基站端的I/Q不平衡出现随机特性将会对链路I/Q不平衡进行补偿,使系统容量损失得以补偿。仿真结果验证了结论的可靠性。

OFDM零中频接收机I/Q不平衡的数字估计与补偿

由于零中频接收机的优点,其已经成为未来无线终端发展的方向。但它也有固有缺陷,即引入较大的射频损伤。首先分析了I/Q不平衡的系统模型,接着推导出其在OFDM系统中对接收机的影响。提出了一种硬件容易实现的简便时域估计和补偿I/Q不平衡的算法。最后通过仿真给出了该算法的性能,仿真表明在AWGN和频率选择性衰落信道下能够明显提高接收机的误码率性能。

中频接收机IQ不平衡的数字估计与补偿

笔者在文中以信号统计为基础,提出一种新的IQ不平衡校准方法。首先对中频接收机进行了原理分析和模型建立,并分析了接收机性能的影响和IQ不平衡的关系,从而对IQ不平衡进行相应补偿。仿真表明本文所示方法大大提高了OFDM零中频接收机的性能。

新一代数字卫星接收机中I/Q不平衡的数字补偿

为了克服零中频结构的卫星接收机产生的I/Q不平衡的影响,本文提出了基于I路信号和Q路信号互相关的数字补偿方法。通过仿真结构可知,该方法能够补偿较大的I/Q增益不平衡和I/Q相位不平衡。

针对I/Q不平衡的多用户共存有源干扰抵消

宽带次用户必须确保不会干扰带内已分配频谱的窄带主用户。目前已提出多种技术用于限定宽带次用户在特定的窄带内的功率泄漏。有源干扰抵消（AIC）能灵活地在数字域解决这个问题，因此无需增加额外的模拟硬件。其主要的挑战是，最终的零陷深度会受模拟器件的影响而严重恶化，比如功率放大器的非线性、相位噪声以及I／Q不平衡等。本文研究了I／Q不平衡对有源干扰抵消技术性能的影响。分析结果表明，发射器有30相位不平衡和0．1dB增益不平衡时，零陷深度将从40dB（数字域）减少到28．7dB（无线电发射机的输出端）。为此本文介绍了一种补偿技术，并证明这种技术可以改善5-10dB的零陷深度，具体取决于I／Q不平衡的程度。

宽带信号I/Q采样不平衡校正方法研究

针对宽带信号模拟正交下变频时产生的I/Q信号不平衡问题,本文提出了一种在数字域对I/Q信号不平衡的校正方法,建立了I/Q信号不平衡的数字模型,分析了I/Q信号不平衡给系统带来的影响,推导了I/Q信号不平衡的校正方法,并对校正结果进行了仿真验证,该方法已在某设备中成功应用。

零中频接收数字阵列镜像抑制的性能分析与方法

为了解决零中频接收数字阵列波束合成的镜像抑制问题,从推导单通道零中频接收模型出发,首先给出了零中频接收数字阵列的数学模型,然后对同时存在通道间幅相误差、通道内I/Q不平衡误差时的阵列波束图、波束合成的镜像抑制性能进行理论分析。依据分析结果,阵列各通道引入随机辅助相位,提出了一种无需对通道内I/Q不平衡误差进行测量、波束合成输出镜像抑制比与阵元个数有关、适合于大规模数字阵列的波束合成镜像抑制方法。仿真实验验证了本文理论分析和所提方法的正确性。