MIMO信道參數(shù)估計(jì)技術(shù)的研究.pdf

1、隨著實(shí)時(shí)多媒體通信、高速Internet接入等無(wú)線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展，提高通信系統(tǒng)的速率和頻帶利用率已成為急待解決的問題。在無(wú)線通信系統(tǒng)中，多輸入多輸出(Multi-Input and Multi-Output，MIMO)技術(shù)由于能有效利用多徑衰落，顯著地提高信道容量而成為未來(lái)移動(dòng)通信系統(tǒng)的熱點(diǎn)研究技術(shù)之一。同時(shí)MIMO技術(shù)是一項(xiàng)復(fù)雜的技術(shù)，其研究?jī)?nèi)容包括了信道容量、參數(shù)估計(jì)技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)等等。本文針對(duì)MIMO系統(tǒng)的參數(shù)估計(jì)技術(shù)做了深入的研

2、究，主要的創(chuàng)新性成果如下： 1)在MIMO頻率選擇性衰落信道下，推導(dǎo)了基于周期性訓(xùn)練序列的頻偏估計(jì)的漸進(jìn)克拉美·羅下界(Cramer-Rao Lower Bound，CRLB)，該漸進(jìn)CRLB具有非常簡(jiǎn)單的解析形式。給出了在相關(guān)信道下對(duì)頻偏估計(jì)最優(yōu)的訓(xùn)練序列設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。證明了所有對(duì)最大似然信道估計(jì)最優(yōu)的訓(xùn)練序列都具有相同的頻偏估計(jì)性能，并且指出在確定性信道下，對(duì)信道估計(jì)和頻偏估計(jì)聯(lián)合最優(yōu)的周期性訓(xùn)練序列不存在。但是在獨(dú)立Rayle

3、igh衰落信道的下，對(duì)于任何功率時(shí)延譜，信道估計(jì)和頻偏估計(jì)聯(lián)合最優(yōu)的周期性訓(xùn)練序列存在且能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的方式構(gòu)造。并且針對(duì)聯(lián)合估計(jì)最優(yōu)的訓(xùn)練序列設(shè)計(jì)了基于相關(guān)的頻偏估計(jì)器，證明了基于相關(guān)的頻偏估計(jì)方法是一種次優(yōu)的估計(jì)器，但是其能夠在性能和估計(jì)范圍之間做靈活的折衷。 2)在無(wú)線通信的頻偏估計(jì)問題中，級(jí)聯(lián)訓(xùn)練序列是常用的解決頻偏估計(jì)范圍和估計(jì)精度之間折衷的常用方法。一個(gè)級(jí)聯(lián)訓(xùn)練序列由若干個(gè)短序列和若干個(gè)長(zhǎng)序列組成。短序列是為了獲得更大

4、的估計(jì)范圍而長(zhǎng)序列是為了獲得更高的估計(jì)精度。本文基于CRLB分析了級(jí)聯(lián)訓(xùn)練序列的性能，推導(dǎo)了級(jí)聯(lián)訓(xùn)練序列的均方誤差公式，并且證明了事實(shí)上最優(yōu)的級(jí)聯(lián)訓(xùn)練序列結(jié)構(gòu)是將整個(gè)的序列全部分割成短序列，這樣能夠達(dá)到估計(jì)范圍最大、性能最優(yōu)、門限最小。 3)由于低復(fù)雜度的頻偏估計(jì)方法都受到相位模糊的影響而具有受限的估計(jì)范圍，本文提出了一種頻偏估計(jì)方法一混合頻偏估計(jì)?；旌项l偏估計(jì)器由一個(gè)現(xiàn)有的范圍受限的頻偏估計(jì)器和一個(gè)Bayes檢測(cè)器或者一個(gè)GL

5、RT檢測(cè)器組成，它能夠?qū)⑷魏我粋€(gè)范圍受限估計(jì)器的估計(jì)范圍提高到最大估計(jì)范圍。同時(shí)證明了如果范圍受限的頻偏估計(jì)器是一個(gè)優(yōu)效的估計(jì)器，那么整個(gè)混合頻偏估計(jì)器就是一個(gè)最大似然估計(jì)器；并且證明了混合頻偏估計(jì)器的性能漸進(jìn)等于原頻偏估計(jì)器。混合頻偏估計(jì)能夠在復(fù)雜度和估計(jì)范圍上做到良好的折衷。 4)在廣義MIMO平坦信道中，每個(gè)收發(fā)天線對(duì)之間的頻偏都不相同。在這種信道下，最大似然估計(jì)的計(jì)算復(fù)雜度非常高。而現(xiàn)有的低復(fù)雜參數(shù)估計(jì)方法主要是將不同發(fā)