MIMO-FDE系統(tǒng)基于子空間盲信道估計算法研究.pdf

1、多輸入多輸出（MIMO）技術可以在不增加帶寬和發(fā)送功率前提下，顯著地提升信道容量和提高頻譜利用率。同時，以正交頻分復用（OFDM）技術和單載波循環(huán)前綴（CPSC）技術為代表的頻域均衡技術（FDE），可以有效地抵抗頻率選擇性衰落的影響并且降低接收機設計的復雜度。將二者相結合的MIMO-FDE技術被公認為是下一代移動通信系統(tǒng)最具潛力的技術，而實現(xiàn)其優(yōu)異性能的關鍵是接收端能夠較為準確地估計出無線信道狀態(tài)信息（CSI）。
　　信道估計技術

2、可以分為基于導頻或訓練序列的估計算法和盲估計算法兩大類。盲信道估計算法僅僅依靠少量導頻符號消除估計中的模糊，因此其提高了系統(tǒng)的傳輸效率。在盲信道估計算法中，基于子空間的盲信道估計算法是最受關注的盲信道計算法，其利用了接收符號的二階統(tǒng)計信息，根據(jù)噪聲子空間與信號子空間相互正交的關系，以較低的復雜度實現(xiàn)了信道的盲估計。本文主要就MIMO-FDE系統(tǒng)中基于子空間的盲信道估計算法展開研究，主要工作及創(chuàng)新點如下：
　　1．在傳統(tǒng)的基于噪聲子

3、空間的盲信道估計算法上，提出了一種接收天線個數(shù)大于發(fā)送天線個數(shù)的MIMO-FDE系統(tǒng)中基于信號特征向量的盲信道估計算法，該算法利用了信道矩陣的特殊結構，將信道估計轉化為一系列根據(jù)信號特征向量生成的線性方程求解的問題，其充分利用了信號特征向量所包含的信息，提高了估計的精度。
　　2．在MIMO-FDE系統(tǒng)中，利用接收符號塊中的循環(huán)前綴（CP）部分以及MIMO-FDE系統(tǒng)信道矩陣所特有的塊循環(huán)特性，提出了一種基于移位擴展的盲信道估計算

4、法。一般地，子空間盲信道估計算法獲得較好性能的前提是通過大量觀測數(shù)據(jù)獲得一個較為準確的二階統(tǒng)計信息，由于無線信道是時變的，如果觀測數(shù)據(jù)選擇過多，則可能在一次信道估計過程中獲得的信道估計值不能很好的表征信道，這反而會惡化系統(tǒng)的性能。該算法利用CP信號保證信道可辨識，并且通過接收符號塊的移位擴展，減少了信道估計中所需接收符號塊的個數(shù)。
　　3．對于基于子空間盲信道估計算法，信道可辨識的充分必要條件是信道矩陣列滿秩，在收發(fā)天線數(shù)相等時，

5、需要在發(fā)送端發(fā)送一些冗余信息來保證信道矩陣列滿秩。針對CPSC系統(tǒng)，提出了一種基于重復冗余的發(fā)送模式，該方案通過在連續(xù)兩個發(fā)送符號塊發(fā)送少量的重復信息，無需利用CP信號，依然保證信道滿足可辨識的條件，并且該算法在接收端不需要預先知道信道的階數(shù)，具有較低的復雜度。此外，當發(fā)送多個重復信號時，通過對接收符號塊循環(huán)移位，可以顯著降低用來估計接收符號塊的個數(shù)，能夠正確地對快變信道作出估計。
　　4．提出了一種在MIMO-FDE系統(tǒng)中基于預

6、編碼盲信道估計算法，通過對發(fā)送符號塊進行預編碼，從而利用接收信號的相關矩陣與預編碼矩陣估計出信道的頻域響應。與傳統(tǒng)的子空間盲信道估計算法相比，基于預編碼盲信道估計算法可以對任意收發(fā)天線個數(shù)以及信道存在零點時的系統(tǒng)進行盲估計，并且對信道階數(shù)過估計不敏感。分析了預編碼矩陣對系統(tǒng)性能的影響，預編碼會造成一定的信噪比損失，其在估計精度與判決誤差之間存在一個折中，但是由于其不需要聯(lián)合多個接收符號塊來計算相關矩陣，與其它盲信道估計算法相比，具有較低