時變信道下頻域均衡及天線校準技術研究.pdf

1、均衡是無線通信系統(tǒng)中一種有效對抗多徑干擾的關鍵技術。在接收端，單載波頻域均衡技術(Single Carrier FrequencyDomain Equalization，SC-FDE)可以有效地消除由多徑帶來的符號間干擾(Inter Symbol Interference，ISI)且具有較低的復雜度；在發(fā)射端，預均衡技術可以用來預先補償信道衰落及消除ISI，尤其對于時分雙工（TimeDivisionDuplex，TDD）系統(tǒng)，無需反饋，

2、只需利用天線校準技術來保證信道互易性，發(fā)射端就可以利用信道互易性來獲得信道信息，從而方便有效的進行預均衡。
　　但是無線移動信道又是一種時變信道，當信道時變加劇，由信道時變引起的子載波間干擾(Inter Carrier Interference，ICI)以及ISI會導致SC-FDE的性能迅速惡化并增大其復雜度。同時，信道時變性會給天線校準技術帶來校準誤差，造成信道互易性的損失，從而使預均衡的性能降低。因此，研究時變信道下頻域均衡及

3、天線校準技術具有重要的意義。
　　綜上所述，本文針對信道時變對接收端頻域均衡和發(fā)射端預均衡帶來的問題，分別展開如下研究工作：
　　本文研究了時變信道下的接收端頻域均衡技術。首先，理論推導并分析了時不變信道下采用線性頻域均衡的系統(tǒng)的誤碼率（Bit Error Rate，BER）性能；分析證明了時變信道下的頻域信道矩陣的特征為帶狀矩陣，可通過窗函數(shù)對矩陣頻帶寬度進行選取，從而在均衡性能和復雜度之間做出折中。數(shù)字仿真結果證明了頻域

4、線性均衡的理論性能的正確性，但是線性頻域均衡不能有效對抗ISI和ICI；
　　其次，對時變和非時變信道下頻域判決反饋均衡進行研究。通過對均衡后的信號進行建模，根據(jù)對符號塊求最小均方誤差的原則，數(shù)學推導了判決反饋均衡濾波器的數(shù)學表達式，理論分析和仿真結果證明了頻域判決反饋均衡的性能優(yōu)于線性均衡。通過研究均衡后信號的均衡增益、干擾和噪聲功率以及信號概率密度分布，得到了信息比特的軟信息計算公式，并通過對軟信息進行迭代更新，設計了頻域Tu

5、rbo迭代均衡，理論分析和數(shù)字仿真結果證明了Turbo迭代均衡消除ISI和ICI的有效性。
　　本文研究了時變信道下的發(fā)射端天線校準技術。首先，研究了單天線TDD預均衡系統(tǒng)的系統(tǒng)模型及天線校準模型，在時變信道下，通過理論推導得到了采用傳統(tǒng)校準技術后的系統(tǒng)誤碼率公式，基于此，本文提出了基于信道預測的天線校準方法，通過信道預測來降低信道時變給天線校準帶來的誤差，理論推導并得到此時的誤碼率公式。數(shù)字仿真和理論分析結果證明本文所推導的理論

6、誤碼性能與實際仿真相重合，且本文提出的先信道預測再天線校準的技術可以有效的對抗信道時變性，提高天線校準及預均衡系統(tǒng)的性能。
　　其次在時變信道下將單天線TDD預均衡系統(tǒng)中關于天線校準的結論推廣到了多天線TDD預編碼系統(tǒng)下，理論推導并得到了采用傳統(tǒng)天線校準技術和基于信道預測技術時的系統(tǒng)容量公式，通過數(shù)字仿真得到了與單天線情形下相一致的結論。
　　綜上，頻域均衡及天線校準技術是無線通信系統(tǒng)中保證系統(tǒng)性能的關鍵技術，本文對頻域均衡