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零中频接收机由于具有成本低,功耗低,运算量小,适用于高速数字调制等优点,广泛应用于各种现代通信系统之中。然而,由于物理器件的缺陷,零中频接收机把射频(RF)信号直接变换成基带信号的过程中,容易造成IQ两支路信号的幅度失真和相位偏差,即I/Q失衡,引入镜像干扰。OFDM(orthogonal frequency division multiplexing)技术具有良好的抗多径性能和高频谱利用率。MIMO(multi-input multi-output)技术可以在不增加系统带宽的情况下提高传输速率,增大系统容量。MIMO-OFDM技术已经引起了人们的高度关注,并成为下一代宽带无线通信系统的主流技术。因此,研究OFDM零中频接收机的I/Q失衡对系统的影响以及I/Q失衡补偿算法具有非常重要的意义。
本文主要研究零中频接收机的I/Q失衡对SISO-OFDM和MIMO-OFDM信号的影响及其数学模型,分析了各种I/Q失衡补偿算法和相关研究,并提出了两种新的OFDM零中频接收机I/Q失衡补偿算法。
第一种:针对SISO-OFDM系统,首先构造一个结合了信道频率响应与I/Q失衡因子的复合信道模型,然后设计OFDM双导频符号实现复合信道均衡,从而能同时补偿多径衰落信道和I/Q失衡对OFDM信号造成的影响。仿真结果表明:在瑞利多径信道下,新算法能有效补偿I/Q失衡,大大提高了OFDM系统性能。
第二种:针对MIMO-OFDM系统,设计了特殊的导频符号,利用导频符号的时域形式估计I/Q失衡因子,利用导频符号的频域形式估计信道频率响应,从而可对失衡信号进行I/Q失衡时域补偿和实现有效的空时解码。仿真结果表明,此算法在静态信道中可以取得良好的I/Q失衡补偿性能,降低系统误码率,并优于一些同类算法。