ofdm系统中iq失衡与载波频偏联合估计技术研究

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1、OFDM系统中IQ失衡与载波频偏联合估计技术研究重庆大学硕士学位论文(学术学位）学生姓名：王雨晴指导教师：许炜阳副教授专业：通信与信息系统学科门类：工学重庆大学通信工程学院二O一六年四月JointEstimationofCarrierFrequencyOffsetandIQImbalanceinOFDMSystemsAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofE

2、ngineeringByWangYu-qingSupervisor:Ass.Prof.XuWei-yangSpecialty:CommunicationandInformationSystemCollegeofCommunicationEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaApril,2016中文摘要摘要正交频分复用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing,OFDM)技术能够提供较高的数据传输速率和频谱效率，

3、抗多径衰落能力强，是新一代宽带无线通信的核心技术。OFDM系统对子载波间的正交性要求非常高，而同相正交(In-phaseandQuadrature-phase,IQ)两路不平衡又会产生严重的镜像干扰，从而使子载波间的正交性遭到严重的破坏，极大地损害了系统性能，因此基于OFDM技术的移动通信系统对IQ不平衡是十分敏感的。当系统存在载波频偏时，IQ不平衡会产生载波频偏的镜像，从而增加了载波频偏估计与补偿的难度。因此研究如何在系统存在载波频偏和多径干扰的情况下准确地估计和补偿IQ不平衡具有很重要的现实意义。论文

4、主要工作有：①本文介绍了IQ不平衡时的OFDM系统模型，仿真论证了多径衰落信道下IQ不平衡对OFDM系统的影响，同时也仿真验证了多径衰落信道下载波频偏对OFDM系统的影响，分析IQ不平衡和载波频偏同时存在对OFDM系统的影响。②针对传统OFDM的IQ不平衡估计算法多以信道的平滑性为度量条件来估计IQ不平衡参数，由于载波频偏也会影响信道的平滑性，因此当载波频偏存在时，会严重影响IQ不平衡的估计，而IQ不平衡的存在，也增加了载波频偏的估计与补偿的难度。论文研究了一种基于频域三段序列算法，利用训练序列的频域信息

5、估计IQ不平衡和载波频偏，仿真结果证明了本文提出的方案的可行性和有效性。③针对基于数据辅助的算法会降低频谱利用率，而传统盲估计算法多数都是基于能量进行载波频偏和IQ不平衡的估计与补偿，存在实现复杂度高、估计的均方误差大不能满足突发通信的需要的情况。论文提出了利用空载波估计IQ不平衡和载波频偏的盲估计算法，通过对信号分别补偿正负频偏值，利用傅里叶共轭变换的关系，估计IQ不平衡和载波频偏，该算法得频偏估计不仅准确；而且算法复杂度更低。通过仿真其他经典的算法和改进算法，对算法的仿真结果进行对比，证明了本文提出的

6、方案的可行性和有效性。关键词：OFDM，训练序列，载波频偏，IQ不平衡，空载波I英文摘要ABSTRACTOrthogonalfrequency-divisionmultiplexing(OFDM)provideshigherdatatransmissionrateandspectralefficiencyandtheabilitytoovercomemultipathfadingeffect,whichmakeitavitaltechnologyofnextgenerationwirelesscommun

7、icationsystems.AsisknownthatOFDMsystemisverysensitivetotheorthogonalitybetweenthesub-carriers,unfortunately,IQimbalancewillresultinimageinterferenceandthusdestroytheorthogonalitybetweensub-carriersofthesystem.Inaddition,theIQimbalancewillcausethecarrierfr

8、equencyoffset(CFO)estimationandcompensationtobeinaccurate.Takingintoaccount,theactualsystemmultipathinterferencewhichcancausefrequencyselectivefading,willworkwithinter-carrierfrequencyoffsetandIQimbalancecausedbythe