CN102057644A - 用于估计iq不平衡的方法和布置 - Google Patents

Abstract

本文公开了一种估计收到的OFDM信号的IQ不平衡的布置。布置包括适用于将收到的OFDM信号变换到频域的FFT单元(410)。频域包括多个副载频，并且变换的收到的OFDM信号包括一个或多个副载频上的导频符号和一个或多个其它副载频上的不同于导频符号的符号。布置也包括信道估计电路(430，445)和适用于基于至少导频符号之一、至少一个导频符号的副载频的确定的估计信道值、在与至少一个导频符号相关联的对应镜像副载频上传送的信息符号的估计及与至少一个导频符号相关联的对应镜像副载频的估计信道值来估计IQ不平衡的IQ不平衡估计单元(440)。其中，对应镜像副载频包括不同于导频符号的符号。也公开了对应的方法和计算机程序产品。

Description

用于估计IQ不平衡的方法和布置

技术领域

本发明一般涉及估计同相/正交不平衡(IQ不平衡)的领域。更具体地说，它涉及估计收到的正交频分复用信号(OFDM信号)的IQ不平衡。

背景技术

诸如通用移动电信标准长期演进(UMTS LTE)等许多基于OFDM的系统要求系统的接收器能够处理收到的OFDM信号以获得较高的信噪比(SNR)。接收器应能够处理信号而不带来损害或噪声(或至少不带来有严重性质的损害或噪声)。此外，服务器应能够为由传送收到的OFDM信号通过的信道带来的损害和/或噪声进行调整。

还有，许多基于OFDM的系统采用复杂的传输方案，如多输入多输出(MIMO)和/或大信号星座，这可进一步增大对接收器的需求。

为能够满足在OFDM系统中操作的接收器中高SNR的此类需求，可能需要昂贵的无线电设计。可采用能够处理由非最佳无线电设计产生的无线电缺陷的备选(或附加)方法。

一个无线电缺陷是IQ不平衡。IQ不平衡是更多限制性无线电缺陷之一，并且因此对至少抑制的处理很重要。

IQ不平衡可由以不同方式影响收到的OFDM信号的同相(I)和正交(Q)分量的任何事物生成。IQ不平衡的一个示例来源是接收器或发送器(或两者)的本地振荡器。IQ不平衡的另一示例来源是在接收器链的相应I和Q路径中一个或多个块之间的失配。可遇到此类失配的块的示例是放大器和信道滤波器。

IQ不平衡能够在接收器中建模为在同相与正交振荡器分量(即，载波)之间相位和幅度的差别。在下变频混频器中将收到的信号下变频为基带信号后，相位和幅度的此差别导致了在基带信号的同相与正交分量之间的泄漏。因此，符号的实部将影响符号的虚部，且反之亦然。

在OFDM中，在多个副载波(或副载频)上并行传送数据，这可通过在发送器中使用快速傅立叶逆变换(IFFT)，以及在接收器中使用快速傅立叶变换(FFT)而有效地实现。如果FFT的大小为N，则在FFT的输出的N个样本称为OFDM符号(即，频域OFDM符号)。

每个OFDM符号因此包括N个副载波上的数据。每个此类数据段将称为符号(与OFDM符号不同)，并且可包括导频符号或信息符号。在UMTS LTE中，如上所述的符号可称为资源元素，并且导频符号可称为参考信号。

在基于OFDM的系统中，基带信号因此在接收器中变换成频域信号，并且这一般通过应用FFT到基带信号来实现。变换到频域时，IQ不平衡影响频率对中的频域信号。因此，在副载波N-k上的符号泄漏到副载波k上，且反之亦然。这可通过以下频域表达式表示：

$Y_{\mathrm{IQ}}\left(k\right)=K_1{Y}_0\left(k\right)+K_2{Y}_0^{*}(N-k),---\left(1\right)$

其中，^*表示共轭，K₁和K₂是取决于相位和幅度失配的因子(例如，在接收器链的相应I和Q路径中块的本地振荡器中)，Y₀(k)是在没有IQ不平衡时收到的信号本应是的值，以及Y_IQ(k)是实际收到的信号。可注意到的是，副载波N-k的表示与副载波-k相当。这是由于FFT的N周期性的原因。在本申请通篇中，副载波N-k将表示副载波k的镜像副载波，并且副载波k和N-k将表示频率对。

从一个副载波到另一副载波的泄漏是某种形式的载波间干扰(ICI)，并且将降低接收器中的SNR。因此，为在顾及更不昂贵的无线电设计的同时实现高SNR，最好可测量(或估计)IQ不平衡，并且在收到的信号上对于估计IQ不平衡而执行补偿。例如，能够估计值ρ＝K₂/K₁ ^*。估计值随后能用于在收到的信号上执行补偿。例如可基于已知导频值和已知信道值(例如，信道估计)确定估计值

如果值

估计准确，则补偿将完全抵消来自镜像副载波的泄漏。

准确地估计值ρ要求有关信道及估计中使用的每个频率对传送的符号的知识。例如能够从信道估计器获得信道信息。一般通过使用导频符号获得有关传送的符号的知识。因此，为能够执行值ρ的准确估计，导频需要分布在估计中使用的每个频率对的两个副载波上。

然而，通常在要应用的标准中定义导频符号分布。因此，对频率对上导频信息的访问取决于在标准中如何定义导频分布。例如，在UMTS LTE中，导频不放置在镜像频率对上。这在估计值ρ和执行IQ不平衡补偿时是一个严重的障碍，并且限制了直接使用此方案的可能性。

因此，需要用于估计收到的OFDM信号的IQ不平衡的改进方法和布置。

发明内容

应强调的是，术语“包括”在本说明书中使用时用于表示所述特性、整体、步骤或组件的存在，而不排除存在或添加一个或多个其它特性、整体、步骤、组件或其组合。

本发明的目的是减轻至少一些上述缺点，并提供用于估计收到的OFDM信号的IQ不平衡的改进方法和布置。

根据本发明的第一方面，这通过一种估计收到的正交频分复用信号(OFDM信号)的同相/正交不平衡(IQ不平衡)的方法实现。方法适合在通信接收器中使用。方法包括将收到的OFDM信号变换到频域，其中，频域包括多个副载频，并且变换的收到的OFDM信号包括一个或多个副载频上的第一类型的符号和一个或多个其它副载频上的第二类型的符号，第一类型的符号是导频符号，并且第二类型的符号是不同于导频符号的符号。方法也包括确定至少一个副载频的估计信道值，其中，变换的收到的OFDM信号包括第一类型的符号。方法还包括基于至少一个所述第一类型的符号、至少一个所述第一类型的符号的副载频的确定的估计信道值及与至少一个所述第一类型的符号相关联的对应镜像副载频有关的信息，估计IQ不平衡，其中，对应镜像副载频包括第二类型的符号。

在一些实施例中，对应镜像副载频有关的信息可包括对应镜像副载频上传送的信息符号的估计和对应镜像副载频的估计信道值，以及方法还可包括确定传送的信息符号的估计和确定对应镜像副载频的估计信道值。

在一些实施例中，确定传送的信息符号的估计的步骤可包括以下之一：将收到的符号除以估计信道值，做出有关传送的信息符号的判决，以及将收到的OFDM信号解码，并基于解码的OFDM信号重新生成传送的信息符号的估计。

在一些实施例中，对应镜像副载频有关的信息可包括对应镜像副载频上收到的符号。

确定估计信道值的步骤可包括确定信道估计，并且方法可还包括应用偏置补偿换算因子到IQ不平衡估计或信道估计。确定副载频的估计信道值的步骤可包括从估计中排除副载频的符号。

在一些实施例中，估计IQ不平衡的步骤可包括基于第一类型的多个符号和基于对应镜像副载频估计IQ不平衡。在一些实施例中，估计IQ不平衡的步骤可包括基于多个OFDM符号估计IQ不平衡。在一些实施例中，估计IQ不平衡的步骤包括基于第一类型的可用符号的子集估计IQ不平衡。

在一些实施例中，方法可还包括使用估计IQ不平衡执行收到的OFDM信号的IQ不平衡补偿。

根据本发明的第二方面，提供了一种计算机程序产品，包括上面具有计算机程序的计算机可读介质，计算机程序包括程序指令。计算机程序可加载到数据处理单元中并适用于在计算机程序由数据处理单元运行时促使数据处理单元执行根据本发明的第一方面的方法步骤。

本发明的第三方面是一种用于估计收到的OFDM信号的IQ不平衡的布置。布置包括快速傅立叶变换单元(FFT单元)，该单元适用于将收到的OFDM信号变换到频域，其中，频域包括多个副载频，以及变换的收到的OFDM信号包括一个或多个副载频上的第一类型的符号和一个或多个其它副载频上的第二类型的符号，第一类型的符号是导频符号，并且第二类型的符号是不同于导频符号的符号。布置也包括信道估计电路，该电路适用于确定至少一个副载频的估计信道值，其中变换的收到的OFDM信号包括第一类型的符号。布置还包括IQ不平衡估计单元，该单元适用于基于至少一个所述第一类型的符号、至少一个所述第一类型的符号的副载频的确定的估计信道值及与至少一个所述第一类型的符号相关联的对应镜像副载频有关的信息来估计IQ不平衡，其中，对应镜像副载频包括第二类型的符号。

在一些实施例中，信道估计电路可包括信道估计器，估计信道值可以是信道估计，并且IQ不平衡估计单元可还适用于将偏置补偿换算因子应用到IQ不平衡估计或信道估计。

在一些实施例中，信道估计电路可包括在IQ不平衡估计单元中，并且可适用于通过从估计中排除副载频的符号来确定副载频的估计信道值。

在一些实施例中，布置可还包括IQ不平衡补偿器，该补偿器适用于基于估计IQ不平衡执行收到的OFDM信号的IQ不平衡补偿。

在一些实施例中，本发明的第三方面可附加地具有与如上为本发明的第一方面所解释的多种特性中的任一特性相同或对应的特性。

本发明的第四方面是包括根据第三方面的布置的OFDM接收器。

本发明的第五方面是包括根据第四方面的OFDM接收器的电子通信装置。在一些实施例中，电子通信装置可符合UMTS LTE。

本发明的实施例的优点之一是IQ不平衡的准确估计可能实现。

本发明的实施例有关的另一优点是提供了精确的IQ不平衡补偿。

本发明的实施例的又一优点是提供了对抗衰落方面健壮的IQ不平衡的估计。

本发明的实施例的又一优点是提供了IQ不平衡的低复杂度估计。

附图说明

从下面参照附图对本发明的实施例的详细描述中，可明白本发明的其它目的、特性和优点，其中：

图1是通过无线电链路连接到基站站点的移动终端的示意前视图，其中，移动终端可包括根据本发明的一些实施例的布置；

图2是示出在OFDM信号中导频符号位置的示例的图形；

图3是示出根据本发明的一些实施例的示例方法步骤的流程图；

图4A是示出根据本发明的一些实施例的部分示例布置的框图；

图4B是示出根据本发明的一些实施例的部分示例布置的框图；

图5是示出根据本发明的一些实施例的优点的曲线图；以及

图6是示出根据本发明的一些实施例的优点的曲线图。

具体实施方式

在下述内容中，将描述本发明的示例实施例，其中，基于导频符号、信道值及在一些实施例中也基于传送的符号的估计，估计收到的OFDM信号的IQ不平衡。

在一些实施例中，基于一个或多个频率对估计IQ不平衡，其中，导频符号只在频率对的一个副载波上可用。在此类实施例中，可在估计中使用频率对的另一(镜像)副载波有关的信息。在一些实施例中，镜像副载波有关的信息可以是在频率对的镜像副载波上传送的符号的估计。在一些实施例中，镜像副载波有关的信息可以是频率对的镜像副载波的收到的符号。

传送的符号的估计可以各种方式实现。例如，估计可不显式计算得出，而是隐含在IQ不平衡估计中。在一些实施例中，估计是收到的符号除以信道估计和软符号估计结果。估计可根据以下等式计算得出

$\hat{S}(N-k)=\frac{Y_{\mathrm{IQ}}(N-k)-\widetilde{\mathrm{\ρ}}{\left(\hat{H}\left(k\right)P\left(k\right)\right)}^{*}}{\hat{H}(N-k)},---\left(2\right)$

其中，P(k)表示副载波k上的已知导频符号值，并且

和

分别表示副载波k和镜像副载波N-k上信道值的估计。旧的ρ估计例如可用作

如果

设为零，则产生特殊的情况

在一些实施例中，做出有关传送的符号的硬判决，并且将其用作估计。在一些实施例中，对收到的信号解码，并且重新生成对应的信号并将其用于提供传送的符号的估计。

估计的IQ不平衡在一些实施例中可以用于执行收到的OFDM信号的IQ不平衡补偿。

在一些实施例中，估计IQ不平衡可包括使用UMTS LTE的同步信道(SCH)。SCH能用于小区搜索和初始时间与频率同步。

值得注意的是，SCH具有对称放置的导频，即导频放置在镜像副载波上。这提供的优点是可仅仅基于导频符号和信道值来估计IQ不平衡，并且不必使用传送的符号的估计。

SCH只占用DC(直流电、基带信号的中心频率)周围的1.25MHz的频带。使用SCH进行IQ不平衡估计有关的一个缺点因此是不可能进行靠近基带信号的边缘频率的IQ不平衡的估计。这可能是一个重要缺陷，例如，在IQ不平衡与频率相关时。

根据本发明的实施例，由值ρ表示的IQ不平衡可估计为

$\widehat{\mathrm{\ρ}}=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{k}H(N-k)P(N-k)(Y_{\mathrm{IQ}}\left(k\right)-H\left(k\right)P\left(k\right))}{{\mathrm{\Σ}}_k{\left|P(N-k)\right|}^2{\left|H(N-k)\right|}^2},---\left(3\right)$

其中，P(k)和P(N-k)表示频率对的已知导频值，并且H(k)和H(N-k)表示已知信道值。

通常，信道值是未知的，并且必须替代为估计

和

在导频符号只在一对子载波的一个副载波上可用的实施例中，可在估计中使用该对的镜像副载波上传送的符号的估计而不是导频符号。例如，如果在副载波N-k上无导频可用，则P(N-k)可替代为传送的符号的估计

并且IQ不平衡估计将表示为

$\widehat{\mathrm{\ρ}}=\frac{{\mathrm{\Σ}}_k\tilde{H}(N-k)\hat{S}(N-k)(Y_{\mathrm{IQ}}\left(k\right)-\hat{H}\left(k\right)P\left(k\right))}{{\mathrm{\Σ}}_k{\left|\hat{S}(N-k)\right|}^2{\left|\hat{H}(N-k)\right|}^2}.---\left(4\right)$

进行相反的替代是可能的，即将P(k)替代为传送的符号的估计

$\widehat{\mathrm{\ρ}}=\frac{{\mathrm{\Σ}}_k\hat{H}(N-k)P(N-k)(Y_{\mathrm{IQ}}\left(k\right)-\hat{H}\left(k\right)\hat{S}\left(k\right))}{{\mathrm{\Σ}}_k{\left|P(N-k)\right|}^2{\left|\hat{H}(N-k)\right|}^2}.---\left(5\right)$

然而，在此类实施例中，使用通过将收到的符号除以信道估计而实现的传送的符号的估计可能是一个低劣的解决方案。(这是因为如果在等式(5)中将

替代为表达式变为0。)但可以采用使用传送的符号的任何其它估计。备选，

在(5)中可设为0，并且IQ不平衡估计将从以下等式得出

$\widehat{\mathrm{\ρ}}=\frac{{\mathrm{\Σ}}_k\hat{H}(N-k)P(N-k)Y_{\mathrm{IQ}}\left(k\right)}{{\mathrm{\Σ}}_k{\left|P(N-k)\right|}^2{\left|\hat{H}(N-k)\right|}^2},---\left(6\right)$

由此，依赖数据信号S(k)的零平均值。然而，此IQ不平衡估计将更不准确，这是因为数据信号S(k)未建模，因此影响作为噪声的IQ不平衡估计。也要注意的是，由于依赖数据信号的零平均值的原因，此IQ不平衡估计随着测量时间而得以改进。

使用等式(4)、(5)还是(6)也可取决于镜像频率上信息数据符号的存在与否。如果在一些频率块上无信息数据发送，则这些频率称为静寂频率。然而，即使未传送信息数据，导频仍可存在(取决于使用的通信标准)。例如，如果N-k属于静寂频率的范围，则等式(5)或(6)可以是优选的，而如果k属于静寂频率的范围，则等式(4)可以是优选的。

在本发明的一些实施例中，估计值

能用于补偿时域信号或频域信号。如果在频域信号上执行，则补偿可包括

$Y_{\mathrm{comp}}\left(k\right)=Y_{\mathrm{IQ}}\left(k\right)-\widehat{\mathrm{\ρ}}{Y}_{\mathrm{IQ}}^{*}(N-k).---\left(7\right)$

如果

估计准确，则此操作将抵消来自镜像副载波N-k的泄漏。

在一些实施例中，可使用MMSE(最小均方差)因子其中，例如

不平衡估计的方差表示为

并且取决于例如使用的估计方法、估计时间和滤波参数。因此，在这些实施例中，补偿可根据以下等式执行：

$Y_{\mathrm{MMSEcomp}}\left(k\right)=Y_{\mathrm{IQ}}\left(k\right)-{\widehat{\mathrm{\ρ}}}_{\mathrm{MMSE}}\·Y_{\mathrm{IQ}}^{*}(N-k).---\left(8\right)$

如果估计的IQ不平衡小，则因子β可赋予补偿更低的权重。在例如

受到暂时大的估计噪声影响时，可应用此方案以避免良好的情况变得更坏。

补偿可如上所述是FFT之前或FFT之后。此外，它可在反馈回路中或不在其中执行。

如果要在反馈回路中执行补偿，则以前的IQ不平衡估计ρ₀可与新的IQ不平衡估计Δρ组合以改进结果。这是由于基于已经补偿的信号(通过以前估计进行补偿)对IQ不平衡进行估计的原因，并且新的IQ不平衡估计表示残余IQ不平衡的估计。在一些实施例中，新的IQ不平衡估计和以前的IQ不平衡估计的组合可执行为

并在等式(7)或(8)中使用(在等式(8)中使用时，

替代为

)。因子α(0＜α≤1)指定平滑处理不平衡估计的第一阶滤波器。

因此，根据本发明的一些实施例，在频率对的一个副载波上导频值用于IQ不平衡估计。在镜像副载波上，IQ不平衡计算中的导频值可替代(显式或隐式)为传送的信息符号的估计。

在一些实施例中，此估计可通过将收到的信号除以信道估计而生成，即根据本发明的一些实施例，可选择如此使用的信道估计以致于它取决于多于一个导频符号。如果使用传送的信息符号的此估计，则可将等式(4)的IQ不平衡估计表示为

$\widehat{\mathrm{\ρ}}=\frac{{\mathrm{\Σ}}_k{Y}_{\mathrm{IQ}}(N-k)(Y_{\mathrm{IQ}}\left(k\right)-\hat{H}\left(k\right)P\left(k\right))}{{\mathrm{\Σ}}_k{\left|Y_{\mathrm{IQ}}(N-k)\right|}^2}.---\left(9\right)$

因此，无需计算传送的信息符号的实际估计，而是隐含在等式(9)的IQ不平衡估计中。

在一些实施例中，传送的信息符号的估计可通过判决引导方案生成。在这些实施例中，做出有关传送的符号的判决

在这些实施例的一些实施例中，基于

做出判决。

在仍有的一些实施例中，收到的信号被解码，并且传送的信息符号的估计

可通过从解码信号重新生成对应假定发送的信号而生成。

根据本发明的一些实施例，可从OFDM接收器的信道估计器检索估计信道值，和在其它实施例中，可在IQ不平衡估计器中单独生成

和

在此类实施例中，可使用在信道估计器中使用的不同算法生成和

在本发明的一些实施例中，可从比仅P(k)更多的导频生成信道估计

例如，信道估计可计算为

$\hat{H}\left(k\right)=\frac{1}{3}\frac{Y\left(k\right)+Y\left(k_{-1}\right)+Y\left(k_1\right)}{P\left(k\right)+P\left(k_{-1}\right)+P\left(k_1\right)},---\left(10\right)$

其中，k_-1和k₁对应于相邻导频符号(在频率上或在时间上)的位置。

在本发明的一些实施例中，在等式(3)、(4)和(9)的求和中使用的频率对的样本取自不同OFDM符号。因此，可能基于覆盖相当长时间的频率对估计IQ不平衡。这具有的优点是估计对于防止衰落变化变得更健壮。

等式(4)、(5)、(6)和(9)的求和中使用的频率对越多，IQ不平衡估计变得越复杂。为降低复杂性，根据本发明的一些实施例，能够使用较少数量的样本。因此，在一个OFDM符号中(或在多个OFDM符号中)，可用导频符号中，仅一个子集可用于IQ不平衡估计。在这些实施例中，例如可根据在可用时间和频率范围内伪随机模式选择要在IQ不平衡估计中使用的导频符号(及因此的频率对)。

图1示出通过无线电链路120连接到基站站点130的示例移动终端110。基站站点130包括一根或多根天线135和至少一个基站150。根据本发明的实施例，移动终端110可包括用于估计IQ不平衡的布置。

移动终端110在示意前视图中示为移动电话。此示例移动终端110包括安装在设备的外壳上的天线111。备选，移动终端110可具有安装在设备的外壳内的内置天线。移动终端110甚至可包括多根天线。移动终端110可还包括显示器、键盘、扬声器和麦克风，它们一起提供用于操作移动终端110的人机接口。

示例移动终端110适用于经由到无线电基站150的无线链路120连接到移动电信网络。因此，移动终端110的用户可使用常规电路交换电信服务，如话音呼叫、数据呼叫、视频呼叫及传真传输，和/或基于分组的服务，如电子消息传递、VoIP、因特网浏览、电子商务等。为此，移动终端110和基站150可符合采用OFDM的至少一个移动电信标准，例如，UMTS LTE、IEEE 802.11a、IEEE 802.11g和/或WiMAX(IEEE 802.16)。备选或附加地，移动终端110可适用于连接到数字广播系统和根据诸如DVB-T、DBV-H、T-DMB和/或DAB等采用OFDM的数字广播的至少一个标准接收信号。

图2示出在OFDM系统中传送的信号的时间频率网格200内导频符号210a-h的示例分布。本发明的实施例可用于估计信号的IQ不平衡，如在此图中所示的一个信号。在图2中，示出了在发送器中IFFT处理前的示例OFDM信号。在FFT处理后，在接收器中将发现对应的时间频率网格。

在图2中，可注意到的是，在OFDM符号201中传送导频符号210a和210b，在OFDM符号205中传送导频符号210c和210d，以及这些中间OFDM符号不包括任何导频符号。此外，可注意到的是，与导频符号210c和210d相比，导频符号210a和210b在不同的副载波上传送。也可注意到的是，在此示例时间频率网格200中，在镜像副载波上没有导频符号。例如，在作为导频符号210b的镜像副载波的副载波220b上没有导频符号。

在诸如图2所示的一个信号等信号上执行信道估计时，可使用任何熟知的信道估计方法，首先估计有导频符号可用的位置的信道。之后，也可在时间频率网格中的其它位置估计信道。执行此估计的一种方式是借助于在频率上和/或在时间上的内插。

图3示出根据本发明的一些实施例的示例方法300。在步骤310中，通过在OFDM接收器中应用FFT，将收到的基带OFDM信号变换到频域。

在步骤320中，估计一个或多个信道值。可基于一个或多个导频符号估计信道值。

估计信道值可由信道估计器生成，并且可包括如步骤321所示的常规信道估计。如果等式(4)或(9)要用于IQ不平衡估计，并且如果信道估计将计算为

则IQ不平衡估计的结果将为0。为避免此情况，如果要使用等式(4)或(9)，则信道估计可基于多个副载波(在时间上和/或在频率上)。

如步骤323所示，估计信道值可备选专门为IQ不平衡估计生成。在这些实施例中，可从信道值估计中排除在估计的副载波的收到的符号，由此不必进行偏置补偿。

在步骤330中，可为导频符号的至少一个镜像频率确定传送的符号的估计。传送的符号可如上所述以各种方式估计。在一些实施例中(参见例如等式(9))，传送的符号的估计实际上未计算得出，而是隐含在IQ不平衡估计中。因此，步骤330示为可选步骤。

在步骤340中，估计IQ不平衡。至少基于一个或多个频率对的导频符号、对应的估计信道值和导频符号的镜像频率有关的信息，估计IQ不平衡，其中，至少一个镜像频率不包括导频符号。在一些实施例中，镜像频率有关的信息是估计的传送的符号和对应的估计信道值(例如参见等式(4))。在一些实施例中，镜像频率有关的信息是收到的符号(例如参见等式(6)和(9)。在估计中可使用一个或多个频率对。频率对可从单个OFDM符号或从多个OFDM符号中挑选。此外，频率对可包括在时间频率间隔中的所有可用频率对(对应于所有可用导频符号)，或者它们可只包括在时间频率间隔中的一些可用频率对。

如果估计信道值如步骤321所示由信道估计器生成，并且信道估计是基于多个副载波，则也可应用如可选步骤341所示的偏置补偿。例如，如果信道估计是基于来自三个副载波的符号，则仅未对应于副载波k的两个符号实际上将对IQ不平衡估计做贡献。在此特定情况下，贡献将(在平均上)是实值的2/3，并且因此3/2的偏置补偿可应用到IQ不平衡估计。然而，如果IQ不平衡补偿在反馈回路中实现，则偏置将随每次迭代自动降低，并且偏置补偿可以不必进行。

最后，在步骤350中，IQ不平衡估计用于在时域中或在频域中补偿收到信号的IQ不平衡。

图4A示出根据本发明的一些实施例的部分示例布置400。布置例如可执行如图3所述示例方法300的方法步骤。布置400可执行根据本发明的实施例的IQ不平衡估计和补偿，并且可包括在电子通信装置的OFDM接收器中。

布置400包括FFT单元410。FFT单元410将FFT应用到收到的OFDM信号以将它变换到频域。在馈送到FFT单元410前，收到的OFDM信号一般可通过一根或多根天线接收，并且已在接收器前端中进行滤波、下变频等。

布置400还包括IQ补偿单元(IQ-comp.)420。在此实施例中，IQ补偿单元420基于IQ不平衡估计，在变换的收到的OFDM信号上(即，在FFT 410后)执行补偿。在其它实施例中，IQ补偿单元420可位于FFT 410之前。从IQ不平衡估计单元(IQ-est.)440经由延迟元件450接收IQ不平衡估计。

布置可还包括信道估计器(Ch.est.)430和均衡器(Eq.)460。在均衡后，收到的OFDM信号可转发到判决单元(DU)470和/或解码器(Dec.)480。

如前面所述，IQ估计单元440可适用于基于导频符号、(隐式或显式)估计的传送的符号和估计信道值，估计IQ不平衡。估计信道值可从信道估计器430接收，或者它们可在IQ不平衡估计单元440中包括的信道值计算单元445中计算得出。如果传送的符号未隐含在IQ不平衡估计(与等式(9)比较)中，则传送的符号可由IQ不平衡估计单元440内的电路443估计。备选，传送的符号可由判决单元470估计并馈送到IQ不平衡估计单元440。仍然备选的是，可通过基于解码器480的输出在重新生成电路(Re-gen.)490中重新生成假定传送的信号，并将结果馈送到IQ不平衡估计单元440，估计传送的符号。

图4A示出在反馈回路中FFT后执行补偿的情况。因此，IQ不平衡估计是如前面所述的残余IQ不平衡的估计Δρ，并且能够与以前的IQ不平衡估计ρ₀组合以改进结果。

在一个备选实施例中，补偿在反馈回路中FFT之前执行，并且在接收器链中方框420被放置在方框410之前。

图4B示出根据本发明的一些实施例的部分示例布置400′。布置例如可执行如图3所述示例方法300的方法步骤。布置400′可执行根据本发明的实施例的IQ不平衡估计和补偿，并且可包括在电子通信装置的OFDM接收器中。

布置400′包括FFT单元410′。FFT单元410′将FFT应用到收到的OFDM信号以将它变换到频域。在馈送到FFT单元410′前，收到的OFDM信号一般可通过一根或多根天线接收，并且已在接收器前端中进行滤波、下变频等。

布置400′还包括IQ补偿单元(IQ-comp.)420′。在此实施例中，IQ补偿单元420′基于IQ不平衡估计，在变换的收到的OFDM信号上执行补偿。从IQ不平衡估计单元(IQ-est.)440′接收IQ不平衡估计。

布置可还包括信道估计器(Ch.est.)430′和均衡器(Eq.)460′。在均衡后，收到的OFDM信号可转发到判决单元(DU)470′和/或解码器(Dec.)480′。

如前面所述，IQ估计单元440′可适用于基于导频符号、(隐式或显式)估计的传送的符号和估计信道值而估计IQ不平衡。估计信道值可从信道估计器430′接收，或者它们可在IQ不平衡估计单元440′中包括的信道值计算单元445′中计算得出。如果传送的符号未隐含在IQ不平衡估计(与等式(9)比较)中，则传送的符号可由IQ不平衡估计单元440′内的电路443′估计。备选，传送的符号可由判决单元470′估计并馈送到IQ不平衡估计单元440′。仍然备选的是，可通过基于解码器480′的输出在重新生成电路(Re-gen.)490′中重新生成假定传送的信号，并将结果馈送到IQ不平衡估计单元440′，估计传送的符号。

图4B示出在FFT后而不在反馈回路中执行补偿的情况。

图5和6示出不同IQ不平衡估计技术的性能。在图5中，IQ不平衡估计的均方根(RMS)误差示为SNR的函数。在模拟中，为整个OFDM频带的所有副载波进行了单一平坦估计(single flat estimation)(即，已假设IQ不平衡不是频率相关的)。在模拟中，使用了带有1200个副载波，每个15kHz的18MHz的OFDM频带。

虚线510示出不平衡等级，即，对应于无任何IQ不平衡估计和补偿的性能。曲线520示出基于SCH的IQ不平衡估计的性能。曲线530示出根据本发明的一些实施例，基于在频率对的一个副载波上的导频而不是镜像副载波上估计的传送的符号(与等式(6)比较)的IQ不平衡估计的性能。曲线540示出根据本发明的一些实施例的IQ不平衡估计的性能，其中，IQ不平衡估计是基于在频率对的一个副载波上的导频和镜像副载波上(隐式)估计的传送的符号(与等式(9)比较)。

能够看到的是，根据本发明的实施例，后一IQ不平衡估计540性能比前两者520和530要好得多。

图6也示出作为SNR的函数的IQ不平衡估计的均方根(RMS)误差。在这些模拟中，在估计过程中顾及了频率相关性。因此，在此示例中，18MHz OFDM频带已分成每个900kHz的多个频率段。随后，已为每个频率段单独估计IQ不平衡。

虚线610示出不平衡等级，即，对应于无任何IQ不平衡估计和补偿的性能。在此情况下，使IQ不平衡估计基于SCH不是一种选择，这是因为如上所述，IQ不平衡是频率相关的，并且SCH未存在于整个频带内。曲线630示出根据本发明的一些实施例，基于在频率对的一个副载波上的导频而不基于镜像副载波上估计的传送的符号(与等式(6)比较)的IQ不平衡估计的性能。曲线640示出根据本发明的一些实施例的IQ不平衡估计的性能，其中，IQ不平衡估计是基于在频率对的一个副载波上的导频和镜像副载波上(隐式)估计的传送的符号(与等式(9)比较)。

此外，能够看到的是，根据本发明的实施例，后一IQ不平衡估计640性能比前者630要好得多。但应注意的是，如果在较长时间间隔内进行估计，由此降低均方根(rms)值，则使用等式(6)也可能产生良好的性能。然而，此类结果未在图5和6中示出。

本发明的所述实施例及其等效物可在硬件或软件中或硬件和软件的组合中执行。

本发明的实施例可由诸如数字信号处理器(DSP)、中央处理单元(CPU)、协处理器单元等与接收器相关联或作为接收器组成部分的通用电路执行，或者由诸如专用集成电路(ASIC)等专用电路执行。所有此类形式均预期在本发明的范围内。

本发明的实施例可在包括具有布置的接收器链或执行根据本发明的任何实施例的方法的电子设备内实现。电子设备例如可以是便携式或手持式移动无线电通信设备、移动无线电终端、移动电话、寻呼机、通信器(communicator)、电子记事本(electronic organizer)、智能电话、计算机、嵌入式驱动器、移动游戏装置或(腕)表。备选，电子设备可以是通信系统中的基站。

根据本发明的一些实施例，计算机程序产品包括诸如盘或CD-ROM等计算机可读介质。计算机可读介质可在上面存储有包括程序指令的计算机程序。计算机程序可以可加载到数据处理单元中，数据处理单元例如可包括在移动终端110中。在加载到数据处理单元中时，计算机程序可存储在与数据处理单元相关联或是其组成部分的存储器中。根据一些实施例，计算机程序在加载到数据处理单元中并由其运行时可促使数据处理单元执行根据例如图3所示方法的方法步骤。

本发明已在本文中参照各种实施例描述。然而，本领域的技术人员将认识到所述实施例的许多变化，这些变化将仍在本发明的范围内。例如，本文中所述的方法实施例描述通过以某个顺序执行的方法步骤的示例方法。然而，可认识到，事件的这些序列可以另一顺序发生而不脱离本发明的范围。此外，一些方法步骤即使已描述为按顺序执行，但它们也可并行执行。

同样地，应注意到，在本发明的实施例的描述中，将功能块划分成特定单元并无意于限制本发明。相反，这些划分只是示例。在本文中描述为一个单元的功能块可划分成两个或更多个单元。同样地，在本文中描述为作为两个或更多个单元实现的功能块可作为单个单元实现而不脱离本发明的范围。

因此，应理解的是，所述实施例的限制只是为了说明而并无意于限制。相反，本发明的范围由随附权利要求而不是由说明书定义，并且在权利要求范围内的所有变化旨在包含于其中。

Claims (21)

1.一种适合在通信接收器中使用的、估计收到的正交频分复用信号-OFDM信号-的同相/正交不平衡-I/Q不平衡-的方法，包括：

将所述收到的OFDM信号变换(310)到频域，其中所述频域包括多个副载频，并且所述变换的收到的OFDM信号包括一个或多个副载频上的第一类型的符号和一个或多个其它副载频上的第二类型的符号，所述第一类型的符号是导频符号，并且所述第二类型的符号是不同于导频符号的符号；以及

确定(320)至少一个所述副载频的估计信道值，其中所述变换的收到的OFDM信号包括所述第一类型的符号；

其特征在于

基于至少一个所述第一类型的符号、所述至少一个所述第一类型的符号的所述副载频的所述确定的估计信道值及与所述至少一个所述第一类型的符号相关联的对应镜像副载频有关的信息，估计(340)所述IQ不平衡，其中所述对应镜像副载频包括所述第二类型的符号。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述对应镜像副载频有关的所述信息包括在所述对应镜像副载频上传送的信息符号的估计和所述对应镜像副载频的估计信道值，以及其中所述方法还包括：

确定(330)所述传送的信息符号的所述估计；以及

确定(320)所述对应镜像副载频的所述估计信道值。

3.如权利要求2所述的方法，其中确定所述传送的信息符号的所述估计的所述步骤包括以下之一：

将收到的符号除以所述估计信道值；

做出有关所述传送的信息符号的判决；以及

将所述收到的OFDM信号解码，并基于所述解码的OFDM信号重新生成所述传送的信息符号的估计。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述对应镜像副载频有关的所述信息包括在所述对应镜像副载频上收到的符号。

5.如权利要求1到4任一项所述的方法，其中确定估计信道值的所述步骤包括确定(321)信道估计，所述方法还包括：

应用(322)偏置补偿换算因子到所述IQ不平衡估计或所述信道估计。

6.如权利要求1到4任一项所述的方法，其中确定副载频的估计信道值的所述步骤包括从所述估计中排除(323)所述副载频的符号。

7.如权利要求1到6任一项所述的方法，其中估计所述IQ不平衡的所述步骤包括基于所述第一类型的多个符号和基于所述对应镜像副载频估计所述IQ不平衡。

8.如权利要求1到7任一项所述的方法，其中估计所述IQ不平衡的所述步骤包括基于多个OFDM符号估计所述IQ不平衡。

9.如权利要求1到8任一项所述的方法，其中估计所述IQ不平衡的所述步骤包括基于所述第一类型的可用符号的子集估计所述IQ不平衡。

10.如权利要求1到9任一项所述的方法，还包括使用所述估计的IQ不平衡执行所述收到的OFDM信号的IQ不平衡补偿(350)。

11.一种计算机程序产品，包括上面存储有计算机程序的计算机可读介质，所述计算机程序包括程序指令，所述计算机程序可加载到数据处理单元中并适用于在所述计算机程序由所述数据处理单元运行时，促使所述数据处理单元执行如权利要求1到10任一项所述的方法步骤。

12.一种用于估计收到的正交频分复用信号-OFDM信号-的同相/正交不平衡-IQ不平衡-的布置，包括：

快速傅立叶变换单元-FFT单元(410，410′)，适用于将所述收到的OFDM信号变换到频域，其中所述频域包括多个副载频，以及所述变换的收到的OFDM信号包括一个或多个副载频上的第一类型的符号和一个或多个其它副载频上的第二类型的符号，所述第一类型的符号是导频符号，并且所述第二类型的符号是不同于导频符号的符号；以及

信道估计电路(430，430′，445，445′)适用于确定至少一个所述副载频的估计信道值，其中所述变换的收到的OFDM信号包括所述第一类型的符号；

其特征在于还包括：

IQ不平衡估计单元(440，440′)，适用于基于至少一个所述第一类型的符号、所述至少一个所述第一类型的符号的所述副载频的所述确定的估计信道值及与所述至少一个所述第一类型的符号相关联的对应镜像副载频有关的信息而估计所述IQ不平衡，其中所述对应镜像副载频包括所述第二类型的符号。

13.如权利要求12所述的布置，其中所述对应镜像副载频有关的所述信息包括在所述对应镜像副载频上传送的信息符号的估计和所述对应镜像副载频的估计信道值，其中所述信道估计电路(430，430′，445，445′)还适用于确定所述对应镜像副载频的估计信道值，以及其中所述布置还包括适用于确定在所述对应镜像副载频上所述传送的信息符号的所述估计的电路(443，443′，470，470′，480，480′，490，490′)。

14.如权利要求13所述的布置，其中适用于确定在所述对应镜像副载频上所述传送的信息符号的所述估计的所述电路(443，443′，470，470′，480，480′，490，490′)适用于：

将收到的符号除以所述估计信道值；或者

做出有关所述传送的信息符号的判决；或者

将所述收到的OFDM信号解码，并基于所述解码的OFDM信号重新生成所述传送的信息符号的估计。

15.如权利要求12所述的布置，其中所述对应镜像副载频有关的所述信息包括在所述对应镜像副载频上收到的符号。

16.如权利要求12到15任一项所述的布置，其中所述信道估计电路包括信道估计器(430，430′)，所述估计信道值是信道估计，并且所述IQ不平衡估计单元还适用于应用偏置补偿换算因子到所述IQ不平衡估计或所述信道估计。

17.如权利要求12到15任一项所述的布置，其中信道估计电路(445，445′)包括在所述IQ不平衡估计单元(440，440′)中，并适用于通过从所述估计中排除所述副载频的符号，确定副载频的估计信道值。

18.如权利要求12到17任一项所述的布置，还包括适用于基于所述估计的IQ不平衡，执行所述收到的OFDM信号的IQ不平衡补偿的IQ不平衡补偿器(420，420′)。

19.一种包括如权利要求12到18任一项所述布置的OFDM接收器。

20.一种包括如权利要求19所述OFDM接收器的电子通信装置。

21.如权利要求20所述的电子通信装置，其中所述电子装置符合通用移动电信标准长期演进-UMTS LTE。

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