無(wú)線通信MIMO中的頻率同步技術(shù)研究.pdf

1、作為能有效提高無(wú)線通信頻譜利用率和系統(tǒng)容量的重要技術(shù)手段，多入多出(MIMO)技術(shù)特別是采用分布式天線的分布式MIMO技術(shù)，近年來(lái)得到了人們的廣泛關(guān)注。正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)能夠有效的對(duì)抗無(wú)線信道的頻率選擇性衰落，成為無(wú)線通信領(lǐng)域的另一個(gè)研究熱點(diǎn)。因此，MIMO技術(shù)與OFDM技術(shù)的結(jié)合將是新一代無(wú)線通信發(fā)展的趨勢(shì)和潮流。 與單天線系統(tǒng)中類似，由于振蕩器的不穩(wěn)定性以及發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，MIMO系統(tǒng)中不可避免的會(huì)存

2、在載波頻偏(CFO)，而頻偏的存在會(huì)嚴(yán)重降低系統(tǒng)的信號(hào)檢測(cè)性能。特別是在MIMO-OFDM系統(tǒng)中，頻偏的存在會(huì)使子載波間的正交性遭到破壞，產(chǎn)生載波間干擾(ICI)，因而其性能對(duì)頻偏非常敏感。由此可見，在檢測(cè)之前對(duì)頻偏進(jìn)行準(zhǔn)確的估計(jì)和有效的補(bǔ)償是非常重要的，這便是頻率同步所要完成的任務(wù)。由于分布式MIMO系統(tǒng)中可能存在多個(gè)頻偏，使得其頻偏估計(jì)和補(bǔ)償問(wèn)題變得更為復(fù)雜。 本文研究MIMO中的頻率同步問(wèn)題，具體研究?jī)?nèi)容包括空間相關(guān)MIM

3、O信道下的最大似然(ML)頻偏估計(jì)、分布式MIMO中的頻偏估計(jì)以及分布式空間復(fù)用MIMO-OFDM中的頻偏補(bǔ)償三個(gè)方面。 首先，在考慮MIMO信道各收發(fā)支路之間的空間相關(guān)性的情況下，提出了一種基于平均似然函數(shù)的數(shù)據(jù)輔助(DA)最大似然頻偏估計(jì)器，它能夠利用MIMO信道提供的空間分集以及信道空間相關(guān)性這一統(tǒng)計(jì)信息。同時(shí)推導(dǎo)了空間相關(guān)MIMO信道下的頻偏估計(jì)問(wèn)題的克拉美-羅界(CRB)。 接下來(lái)，考慮各發(fā)射天線與接收機(jī)之間的

4、時(shí)延和頻偏均可能不同這一普遍情況，給出了分布式MIMO系統(tǒng)中頻偏估計(jì)問(wèn)題的一般系統(tǒng)模型。并通過(guò)適當(dāng)選擇訓(xùn)練序列，提出了一種基于最大似然的次優(yōu)頻偏估計(jì)器，它能對(duì)各個(gè)發(fā)射天線的頻偏分別進(jìn)行估計(jì)并能利用空間分集。 最后，研究了分布式空間復(fù)用MIMO-OFDM系統(tǒng)中的頻偏補(bǔ)償問(wèn)題。首先在考慮大尺度衰落和多徑瑞利衰落的條件下，推導(dǎo)出了使平均信干噪比(SINR)最大的最優(yōu)初始頻偏校正值；然后利用迫零(ZF)檢測(cè)的固有特性，提出了一種適用于低