MIMO通信系統(tǒng)信道估計與跟蹤的研究.pdf

1、在現(xiàn)代通信中，數(shù)據(jù)高速傳輸?shù)囊笈c有限帶寬之間的矛盾促進了人們對無線通信系統(tǒng)空間資源的利用。近年來的研究表明，MIMO系統(tǒng)由于采用了空間分集和復(fù)用技術(shù)，大大提高了傳輸速率，因而獲得更大的系統(tǒng)容量。本論文研究了在MIMO無線通信系統(tǒng)中的信道估計與跟蹤問題，主要的工作如下： 1．提出了一種基于誤差修正的單載波多天線系統(tǒng)信道半盲估計的方法，該方法利用了已知訓(xùn)練序列和全部的數(shù)據(jù)幀信息。估計算法分為兩步進行，在第一步，信道參數(shù)的估計初值可

2、以利用由訓(xùn)練序列構(gòu)成的循環(huán)前綴得到，因而有效地節(jié)省了帶寬。在第二步，通過比較接收信號和估計信號之間的誤差，使用誤差信息對信道的估計初值進行修正，從而得到更為精確的信道估計值，且有比較低的計算復(fù)雜度，更易于實際實現(xiàn)。 2．提出了一種快速高效的MIMO CDMA系統(tǒng)信道盲估計方法，在接收機的前端，我們設(shè)計了一種特殊結(jié)構(gòu)的解相關(guān)匹配濾波器。該解相關(guān)器參數(shù)不依賴于未知的信道，而且具有很好的塊對角陣結(jié)構(gòu)，易于參數(shù)的實時更新。然后用一種簡單

3、的基于一階統(tǒng)計量的方法從解相關(guān)匹配濾波器的輸出信號估計出多徑信道。由于只使用了一階統(tǒng)計量，該算法的計算量遠小于其他有效的盲估計算法，而且具有很高的估計精度。且易于對緩慢時變信道進行跟蹤。 3．提出了基于聚類分析的MIMO CDMA信道盲估計算法，對于解相關(guān)器的輸出信號，使用k-均值聚類算法提取其中的信道信息，從而避免了矩陣的特征分解運算。而且均值運算可以很好地消除加性噪聲的影響，對于有色高斯噪聲無需進行預(yù)白化，因而降低了計算量。

4、另外還根據(jù)發(fā)射信號的特點，對K-均值聚類算法的初始值設(shè)定進行了改進，以提高收斂速度。而且該算法對于加性噪聲及信道階數(shù)過估計不敏感，有很好的魯棒性。 4．針對通信系統(tǒng)發(fā)射信號是取自有限符號集的特點，提出了基于EM算法的MIMOCDMA系統(tǒng)極大似然盲信道估計算法，在接收端將解相關(guān)器的輸出信號矢量建模為混合高斯分布的隨機變量，每個高斯分布的峰值即對應(yīng)于信道矢量，從而可以用EM算法通過迭代的方法得到信道參數(shù)的極大似然估計，在較少觀測樣本

5、情況下就能得到很好的估計性能。 5．提出了一種基于隱訓(xùn)練序列的信道估計方法，無需專門為訓(xùn)練序列分配時隙，在沒有帶寬損失的情況下估計出信道參數(shù)。不同于以往的利用接收信號循環(huán)周期性的信道估計方法，該算法主要是利用了訓(xùn)練序列與信息序列的不相關(guān)特性，因而具有估計精度高，計算量低，易于優(yōu)化訓(xùn)練序列等特點，算法不受接收端存在直流偏移的限制，而且該方法的自適應(yīng)形式還可以對時變信道進行很好的跟蹤。可以將其應(yīng)用于時變信道的實時跟蹤。 6