CN103701732B - 实现通信系统中iq原点偏移和直流偏移估计的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种实现通信系统中IQ原点偏移和直流偏移估计的方法，其中包括对通信系统的参考符号进行解调得到频域信号并根据参考序列进行信道估计得到信道响应系数；对所述的信道响应系数进行修正并根据参考序列得到修正后的频域序列；根据所述的频域信号和修正后的频域序列计算IQ原点偏移；对所述的修正后的频域序列进行二次修正得到参考时序序列并计算直流偏移。采用该种实现通信系统中IQ原点偏移和直流偏移估计的方法，提供了一种利用参考符号的频域特性，很好地估计IQ原点偏移和直流偏移的方法，通过修正频域响应来获取IQ原点偏移，测量精度满足要求，更适用于各种如LTE系统等采用OFDM技术的通信系统，具有更广泛的应用范围。

Description

实现通信系统中IQ原点偏移和直流偏移估计的方法

技术领域

本发明涉及无线通信计算领域，尤其涉及IQ原点偏移和直流偏移估计领域，具体是指一种实现通信系统中IQ原点偏移和直流偏移估计的方法。

背景技术

在3GPP TS36.521测试标准中要求对IQ原点偏移（I/Q origin offset）进行测量，IQ原点偏移是由于串扰以及直流偏移等原因导致的一种信号失真。

与LTE（Long Term Evolution，长期演进）系统的IQ原点偏移测量相关的文章很少见到。对于直流偏移的测量，通用的方法是：设定一个估计周期，采样信号在此估计周期内的所有样点的均值，作为直流偏移的估计值。

在LTE系统中，时域数据并不是规则的相位调制信号，以上这些基于时域处理的估计方法往往测量误差较大。而对于射频一致性测试仪器等设备而言，则需要很高的直流偏移测量精度。上述估计方法往往达不到要求。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种能够实现利用参考符号的频域特性来获取IQ原点偏移和直流偏移、测量精度满足要求、更适用于各种如LTE系统的应用OFDM技术的通信系统、具有更广泛应用范围的实现通信系统中IQ原点偏移和直流偏移估计的方法。

为了实现上述目的，本发明的实现通信系统中IQ原点偏移和直流偏移估计的方法具有如下构成：

该实现通信系统中IQ原点偏移和直流偏移估计的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：

（1）对通信系统的参考符号进行解调得到频域信号并根据参考序列进行信道估计得到信道响应系数；

（2）对所述的信道响应系数进行修正并根据参考序列得到修正后的频域序列；

（3）根据所述的频域信号和修正后的频域序列计算IQ原点偏移；

（4）对所述的修正后的频域序列进行二次修正得到参考时序序列并计算直流偏移。

较佳地，所述的对通信系统的参考符号进行解调得到频域信号并根据参考序列进行信道估计得到信道响应系数，包括以下步骤：

（1）对通信系统的参考符号进行OFDM解调得到频域信号；

（2）按照以下公式根据通信系统的参考序列对频域信号进行信道估计得到信道响应系数：

H₀＝X₀R；

其中，R表示所述的通信系统的参考序列，H₀为信道响应系数。

更佳地，所述的对通信系统的参考符号进行OFDM解调得到频域信号，具体为：

对通信系统的参考符号按照以下公式进行OFDM解调得到频域信号：

X₀＝fft(x)；

其中，X₀为频域信号；x为通信系统的参考符号，fft()表示快速傅立叶变换。

较佳地，所述的对所述的信道响应系数进行修正并根据参考序列得到修正后的频域序列，包括以下步骤：

（21）计算所述的信道响应系数的初始相位和旋转角并计算拟合的信号响应系数；

（22）按照以下公式根据所述的通信系统的参考序列计算修正后的频域序列：

X₁＝R×H₁；

其中，H₁为为拟合的信号响应系数，R为通信系统的参考序列，X₁为修正后的频域序列。

较佳地，所述的根据所述的频域信号和修正后的频域序列计算IQ原点偏移，具体为：

按照以下公式根据所述的频域信号和修正后的频域序列计算IQ原点偏移：

IQ_offset＝mean(X₀-X₁)；

其中，X₀为频域信号，X₁为修正后的频域序列，IQ_offset为IQ原点偏移。

较佳地，所述的对所述的修正后的频域序列进行二次修正得到参考时序序列并计算直流偏移，包括以下步骤：

（41）对所述的修正后的频域序列进行二次修正得到参考时序序列；

（42）按照以下公式根据所述的通信系统的参考符号和参考时序序列计算直流偏移：

DC_offset＝mean(x-y)；

其中，x为所述的通信系统的参考符号，y为参考时序序列，mean()表示求平均值。

更佳地，所述的对所述的修正后的频域序列进行二次修正得到参考时序序列，包括以下步骤：

（411）对所述的修正后的频域序列中直流附近的系数进行幅度归一化得到频域系数；

（412）按照以下公式对所述的频域系数进行逆傅立叶变换得到参考时序序列：

y＝ifft(X₂)；

其中，X₂为频域系数，y为参考时序序列，ifft()表示逆傅立叶变换。

采用了该发明中的实现通信系统中IQ原点偏移和直流偏移估计的方法，提供了一种利用参考符号的频域特性，很好地估计IQ原点偏移和直流偏移的方法，通过修正频域响应来获取IQ原点偏移，通过修正频域信号获得直流偏移，测量精度满足要求，不仅适用于LTE系统，也适用于各种其他应用OFDM技术的通信系统，具有更广泛的应用范围。

附图说明

图1为本发明的实现通信系统中IQ原点偏移和直流偏移估计的方法的流程图。

具体实施方式

为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。

本发明的核心思想是：利用参考信号的频域特性来估计IQ原点偏移。以及通过对频域信号进行修正，以及利用IQ原点偏移的估计结果计算直流偏移。

本方法的操作步骤如下：

步骤1，对参考符号x进行OFDM解调，得到频域信号X₀，并进行信道估计，得到信道估计结果H₀。

X₀＝fft(x)；

H₀＝X₀R；

其中，R表示参考序列。

步骤2，对信道响应系数H₀进行修正，得到修正后的响应系数H₁以及修正后的频域序列X₁。

计算H₀的初始相位，以及旋转角，得到拟合的信道响应系数H₁。

按照以下公式计算修正后的频域序列X₁：

X₁＝R×H₁；

步骤3，计算IQ原点偏移。

IQ_offset＝mean(X₀-X₁)；

步骤4，继续对频域序列X₁进行修正，并得到参考时序序列y，从而得到直流偏移。

对X₁中DC（直流）附近的系数进行幅度归一化，得到系数X₂：

y＝ifft(X₂)；

按照以下公式计算直流偏移：

DC_offset＝mean(x-y)；

采用了该发明中的实现通信系统中IQ原点偏移和直流偏移估计的方法，提供了一种利用参考符号的频域特性，很好地估计IQ原点偏移和直流偏移的方法，通过修正频域响应来获取IQ原点偏移，通过修正频域信号获得直流偏移，测量精度满足要求，不仅适用于LTE系统，也适用于各种其他应用OFDM技术的通信系统，具有更广泛的应用范围。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (6)

1.一种实现通信系统中IQ原点偏移和直流偏移估计的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：

(1)对通信系统的参考符号进行解调得到频域信号并根据参考序列进行信道估计得到信道响应系数；

(2)对所述的信道响应系数进行修正并根据参考序列得到修正后的频域序列；

(3)根据所述的频域信号和修正后的频域序列计算IQ原点偏移；

(4)对所述的修正后的频域序列进行二次修正得到参考时序序列并计算直流偏移；

所述的对通信系统的参考符号进行解调得到频域信号并根据参考序列进行信道估计得到信道响应系数，包括以下步骤：

(1-1)对通信系统的参考符号进行OFDM解调得到频域信号；

(1-2)按照以下公式根据通信系统的参考序列对频域信号进行信道估计得到信道响应系数：

H₀＝X₀/R；

其中，R表示所述的通信系统的参考序列，H₀为信道响应系数，X₀为频域信号。

2.根据权利要求1所述的实现通信系统中IQ原点偏移和直流偏移估计的方法，其特征在于，所述的对通信系统的参考符号进行OFDM解调得到频域信号，具体为：

对通信系统的参考符号按照以下公式进行OFDM解调得到频域信号：

X₀＝fft(x)；

其中，X₀为频域信号；x为通信系统的参考符号，fft()表示快速傅立叶变换。

3.根据权利要求1所述的实现通信系统中IQ原点偏移和直流偏移估计的方法，其特征在于，所述的对所述的信道响应系数进行修正并根据参考序列得到修正后的频域序列，包括以下步骤：

(21)计算所述的信道响应系数的初始相位和旋转角并计算拟合的信号响应系数；

(22)按照以下公式根据所述的通信系统的参考序列计算修正后的频域序列：

X₁＝R×H₁；

其中，H₁为拟合的信号响应系数，R为通信系统的参考序列，X₁为修正后的频域序列。

4.根据权利要求1所述的实现通信系统中IQ原点偏移和直流偏移估计的方法，其特征在于，所述的根据所述的频域信号和修正后的频域序列计算IQ原点偏移，具体为：

按照以下公式根据所述的频域信号和修正后的频域序列计算IQ原点偏移：

IQ_offset＝mean(X₀-X₁)；

其中，X₀为频域信号，X₁为修正后的频域序列，IQ_offset为IQ原点偏移，mean()表示求平均值。

5.根据权利要求1所述的实现通信系统中IQ原点偏移和直流偏移估计的方法，其特征在于，所述的对所述的修正后的频域序列进行二次修正得到参考时序序列并计算直流偏移，包括以下步骤：

(41)对所述的修正后的频域序列进行二次修正得到参考时序序列；

(42)按照以下公式根据所述的通信系统的参考符号和参考时序序列计算直流偏移：

DC_offset＝mean(x-y)；

其中，x为所述的通信系统的参考符号，y为参考时序序列，mean()表示求平均值，DC_offset为直流偏移。

6.根据权利要求5所述的实现通信系统中IQ原点偏移和直流偏移估计的方法，其特征在于，所述的对所述的修正后的频域序列进行二次修正得到参考时序序列，包括以下步骤：

(411)对所述的修正后的频域序列中直流附近的系数进行幅度归一化得到频域系数；

(412)按照以下公式对所述的频域系数进行逆傅立叶变换得到参考时序序列：

y＝ifft(X₂)；

其中，X₂为频域系数，y为参考时序序列，ifft()表示逆傅立叶变换。