時(shí)變信道分布式MIMO系統(tǒng)多信道參數(shù)估計(jì)和補(bǔ)償技術(shù).pdf

1、作為長(zhǎng)期演進(jìn)計(jì)劃(Long Term Revolution,LTE)中的核心技術(shù)之一,多輸入多輸出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)可以有效的提供分集增益和功率增益。隨著對(duì)MIMO技術(shù)研究的深入,分布式MIMO系統(tǒng)以其高容量、廣覆蓋、低功耗、和易擴(kuò)展的優(yōu)勢(shì)受到了廣泛的關(guān)注和研究,成為未來(lái)移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)之一。
　　在分布式MIMO系統(tǒng)中,由于收發(fā)天線(xiàn)可能分布在不同的地理位置,從而導(dǎo)致各收發(fā)

2、天線(xiàn)對(duì)之間的頻偏可能各不相同。高速鐵路的飛速發(fā)展迫切需要適用于時(shí)變條件下的移動(dòng)通信技術(shù),因此研究分布式MIMO系統(tǒng)的多頻偏估計(jì)問(wèn)題并將這一問(wèn)題擴(kuò)展到時(shí)變條件下進(jìn)行研究具有較為重要的意義。
　　單輸入單輸出(Single Input Single Output,SISO)系統(tǒng)和集中式MIMO系統(tǒng)在接收端可以簡(jiǎn)單有效的補(bǔ)償頻偏,而分布式MIMO系統(tǒng)中發(fā)端天線(xiàn)存在多個(gè)不同頻偏使得接收端難以對(duì)頻偏進(jìn)行最優(yōu)補(bǔ)償,因此有必要研究基于預(yù)編碼技術(shù)

3、的多頻偏預(yù)糾正方法。
　　本文第二章研究了準(zhǔn)靜態(tài)條件下分布式MIMO系統(tǒng)的多參數(shù)估計(jì)算法。首先,理論推導(dǎo)了分布式MIMO系統(tǒng)中多頻偏估計(jì)的最大似然估計(jì)模型及估計(jì)的克拉美-羅限。然后,推導(dǎo)了基于訓(xùn)練序列相關(guān)的多頻偏估計(jì)算法,針對(duì)此算法存在均方誤差(Mean Square Error,MSE)平臺(tái)的缺點(diǎn),分析并推導(dǎo)了基于期望最大化(Expectation Maximization,EM)類(lèi)的迭代多參數(shù)最大似然估計(jì)算法。最后,通過(guò)仿真分

4、析了基于訓(xùn)練序列相關(guān)的估計(jì)算法和EM類(lèi)算法的性能,并進(jìn)一步對(duì)比了EM類(lèi)算法中期望最大化(Expectation Conditional Maximization,ECM)算法和空間交替期望最大化(space-Alternating Generalized Expectation-maximization,SAGE)算法的性能。理論分析和仿真結(jié)果證明,基于EM類(lèi)迭代的最大似然類(lèi)算法在較高信噪比時(shí)可以較好地克服多天線(xiàn)間干擾,從而較好的克服了

5、MSE平臺(tái)問(wèn)題,取得較好的多參數(shù)估計(jì)性能;相對(duì)于ECM算法,SAGE算法可以較快的達(dá)到收斂。
　　本文第三章研究了時(shí)變條件下分布式MIMO系統(tǒng)的多參數(shù)估計(jì)算法。首先,研究了時(shí)變條件下分布式MIMO系統(tǒng)中多頻偏估計(jì)的最大似然估計(jì)模型。其次,將ECM迭代算法推廣到時(shí)變條件下的多頻偏估計(jì)中,并完成理論推導(dǎo)。然后,針對(duì)ECM算法收斂速度慢的缺點(diǎn),推導(dǎo)出時(shí)變信道條件下SAGE算法,該算法將噪聲與隱藏?cái)?shù)據(jù)空間關(guān)聯(lián)以減少數(shù)據(jù)空間的費(fèi)歇爾信息從而

6、提高收斂速度,完成理論推導(dǎo)。理論分析和仿真結(jié)果證明,本章所提算法可以較好的克服信道的時(shí)變性,取得較好的多參數(shù)估計(jì)性能。
　　本文第四章研究了時(shí)變條件下分布式MIMO系統(tǒng)的多頻偏和天線(xiàn)增益的聯(lián)合預(yù)校準(zhǔn)技術(shù)。首先,研究了基于預(yù)編碼的多頻偏糾正技術(shù)。其次,在研究單天線(xiàn)校準(zhǔn)技術(shù)的基礎(chǔ)上研究了時(shí)變條件下的多天線(xiàn)校準(zhǔn)模型及校準(zhǔn)過(guò)程。然后,針對(duì)單獨(dú)進(jìn)行多頻偏預(yù)糾正或天線(xiàn)校準(zhǔn)都需要反饋信息的問(wèn)題,把多頻偏看做等效信道的一部分,使其與信道信息統(tǒng)一成

7、為等效信道,并對(duì)此等效信道進(jìn)行天線(xiàn)校準(zhǔn),從而可以在不增加反饋量的條件下同時(shí)實(shí)現(xiàn)多頻偏預(yù)糾正和天線(xiàn)校準(zhǔn)。理論推導(dǎo)和仿真結(jié)果證明,多頻偏和天線(xiàn)增益的聯(lián)合預(yù)校準(zhǔn)技術(shù)可以在不增加反饋量的條件下同時(shí)實(shí)現(xiàn)多頻偏預(yù)糾正和天線(xiàn)校準(zhǔn),取得較好的系統(tǒng)性能。
　　綜上,時(shí)變信道中多參數(shù)估計(jì)和補(bǔ)償技術(shù)是分布式MIMO系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一,本文對(duì)分布式MIMO系統(tǒng)的多參數(shù)估計(jì)作了較深入的研究,并研究了聯(lián)合多頻偏和天線(xiàn)增益預(yù)校準(zhǔn)的技術(shù),具有一定的理論研究和實(shí)際