快時變MIMO OFDM信道建模分析與信道估計技術(shù)研究.pdf

1、未來無線通信系統(tǒng)需要滿足在高速移動的環(huán)境下能夠提供高速、可靠的數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊螅瑢τ贛IMO OFDM系統(tǒng)，數(shù)據(jù)率的提高需要更大的帶寬，而帶寬的增大會使信號的采樣間隔小于信道的時延擴展，在多徑傳播環(huán)境中信道出現(xiàn)頻率選擇性衰落，引起符號間干擾(ISI，InterSymbol Interference)。同時移動臺和基站之間的相對移動帶來多普勒擴展，使傳輸信道隨時間快速變化，造成信道的時間選擇性衰落，引起子載波間干擾(ICI，InterCar

2、rier Interference)。在這種雙選擇性衰落信道的條件下，接收端獲取準(zhǔn)確的信道信息對后續(xù)信道均衡等處理具有重要的意義。
　　論文在分析MIMO OFDM系統(tǒng)時頻雙選擇性衰落信道特征的基礎(chǔ)上，利用基擴展模型(BEM，Basis Expansion Model)刻畫時變信道以減少信道參數(shù)個數(shù)，并且分析比較不同的基擴展模型的擬合效果。基于這種信道建模方法，利用卡爾曼濾波器和最大似然算法分別進(jìn)行信道估計。其次，論文從信道本身的

3、稀疏性出發(fā)，研究快衰落信道在時延多普勒域的稀疏表示，推導(dǎo)出基于稀疏表示下的接收信號模型，結(jié)合壓縮感知理論，利用傳統(tǒng)正交匹配追蹤(OMP，Othogonal Matching Pursuit)算法重構(gòu)出信道信息。由于傳統(tǒng)OMP算法中設(shè)定的信道稀疏度值對信道估計性能存在影響，論文提出了一種不依賴于信道稀疏度預(yù)設(shè)值的改進(jìn)的OMP算法，確保算法的穩(wěn)定良好性。
　　由于實際系統(tǒng)中存在載波頻偏的影響，因此論文考慮了接收端存在載波頻率偏移下的快

4、衰落信道和頻偏聯(lián)合估計技術(shù)?；诨鶖U展模型的MIMO OFDM系統(tǒng)中，利用擴展卡爾曼濾波器對信道和頻偏進(jìn)行跟蹤估計，除了這種方法外，也可采用期望最大算法(EM，Expectation Maximization)結(jié)合卡爾曼濾波器迭代的估計出信道和頻偏。論文提出了一種低復(fù)雜度的改進(jìn)EM算法，通過最大似然算法估計的頻偏作為EM算法中頻偏的粗估計值，并且根據(jù)跡函數(shù)性質(zhì)改進(jìn)Q函數(shù)，達(dá)到降低算法復(fù)雜度的目的。論文仿真分析表明，與原EM算法的性能相比