基于仿射投影自适应的I/Q不平衡抵消算法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106961402A(43)申请公布日2017.07.18(21)申请号201710202878.7(22)申请日2017.03.30(71)申请人东南大学地址211189江苏省南京市江宁区东南大学路2号(72)发明人夏亦犁朱玲燕裴文江王开(74)专利代理机构南京众联专利代理有限公司32206代理人蒋昱(51)Int.Cl.H04L25/03(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图3页(54)发明名称基于仿射投影自适应的I/Q不平衡抵消算法(57)摘要本发明提出了一种基于仿射投影自适应滤波的I/Q不平衡抵消算法，是一种不需要训练序列的盲抵消算法。整个抵消过程被建模成自适应滤波的形式，以宽线性模型作为抵消滤波器的滤波结构原型，以还原受到I/Q不平衡干扰信号的“适中性”为目的，基于仿射投影自适应的原理，推导得到滤波器的自适应过程，即滤波器抽头权值的更新迭代规则。此外结合I/Q不平衡的实际情境做一些改进，使算法可以应用于工程实际。最终可以得到该抵消算法运行的整体流程。由计算机仿真结果可以验证该算法可以有效抵消I/Q不平衡对信号的影响，同时该算法与传统抵消算法相比具有更快的收敛速率和更稳定的MSE性能。CN106961402ACN106961402A权利要求书1/2页1.基于仿射投影自适应的I/Q不平衡抵消算法，具体步骤如下，其特征在于：1)接收机接收从信道传输来的射频信号，经过带通滤波器，筛去其他频带的噪声，再经过低噪声放大器，使得信号的功率得以放大，然后令信号经过本地振荡机以进行下变频操作，得到基带信号，信号在下变频的过程中，会受到本地振荡机两路正交解调信号间相位和幅度不匹配而产生的I/Q不平衡的干扰；2)将步骤(1)中受到I/Q不平衡干扰的基带信号作为I/Q不平衡抵消滤波器的输入，建立基于仿射投影的自适应I/Q不平衡抵消器，并基于宽线性模型先确定抵消滤波器的滤波结构；3)基于仿射投影自适应的原理推导得到自适应抵消器的自适应过程，即滤波器抽头权值的迭代更新规则，从而得到完整的滤波器闭合工作模式；4)针对理论推导得到的滤波器工作流程中可能存在的问题，结合实际情况进行正则化改进，保证算法的完整性和正确性；5)结合实际改进基于仿射投影的自适应抵消滤波器之后，以步骤(1)中受到I/Q不平衡干扰的信号作为滤波器的基本输入，以滤波器的输出信号反馈激励自适应过程，即滤波器抽头权值的迭代更新，最终趋于平稳，达到最优值；6)以滤波器自适应过程最终得到的平稳值作为抽头权值，与作为输入的受到I/Q不平衡干扰的信号进行卷积，即得到经过抵消处理后的信号。2.根据权利要求1所述的基于仿射投影自适应的I/Q不平衡抵消算法，其特征在于：步骤一受到I/Q不平衡的信号可以用宽线性模型表示如下：y(n)＝v(n)+ξv*(n)(1)；其中，g和分别表示本地振荡机中两路正交解调信号之间的相对幅度偏差和相位偏差。基于输入信号的宽线性模式，将滤波器的滤波结构用下式表示：u(n)＝y(n)-w(n)y*(n)(2)；其中，w(n)表示n时刻的滤波器抽头权值。3.根据权利要求1所述的基于仿射投影自适应的I/Q不平衡抵消算法，其特征在于：步骤三基于仿射投影自适应的原理，重复利用输入信号的过去值，在滤波器中引入一个参数N用来表示输入信号向量的阶数，引入以下几个定义：1)N×1拉格朗日乘子向量：Tλ＝[λ0，λ1，...λN-1](3)；2)N×1基本输入向量：y(n)＝[y(n)，y(n-1)，...，y(n-N+1)]T(4)；3)N×1参考输入向量：v(n)＝[v(n),v(n-1),...,v(n-N+1)]H(5)；则滤波器抽头权值的迭代更新公式可以写为以下形式：HH-1w(n+1)＝w(n)+μAv(n)(v(n)v(n))e(n)(6)；其中，μA为步长因子，e(n)＝y(n)-v(n)w(n)。但在实际情境中，v(n)中元素的具体数值是未知的，结合式(1)与式(2)可知按照下式进行估计：2CN106961402A权利要求书2/2页其中，因而可以将抽头权值更新规则重写如下：4.根据权利要求3所述的基于仿射投影自适应的I/Q不平衡抵消算法，其特征在于：对于N×N阶矩阵乘积v(n)vH(n)的逆矩阵的计算可能会存在困难，可以在该矩阵乘积上加上一个因子σI来修改该乘积，其中σ是一个很小的正常数，而I是N×N阶的单位矩阵。将这个修正引入到式(6)中，可以得到下式：HH-1w(n+1)＝w(n)+μAv(n)(v(n)v(n)+σI)e(n)(9)；这样的修正被称为正则化，参数σ被称为正则化参数。3CN106961402A说明书1/8页基于仿射投影自适应的I/Q不平衡抵消算法技术领域[0001]本