MIMO信道參數(shù)估計技術(shù)的研究.pdf

1、隨著實時多媒體通信、高速Internet接入等無線數(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移動通信系統(tǒng)的熱點研究技術(shù)之一。同時MIMO技術(shù)是一項復(fù)雜的技術(shù)，其研究內(nèi)容包括了信道容量、參數(shù)估計技術(shù)、檢測技術(shù)等等。本文針對MIMO系統(tǒng)的參數(shù)估計技術(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)練序列的頻偏估計的漸進克拉美·羅下界(Cramer-Rao Lower Bound，CRLB)，該漸進CRLB具有非常簡單的解析形式。給出了在相關(guān)信道下對頻偏估計最優(yōu)的訓(xùn)練序列設(shè)計準則。證明了所有對最大似然信道估計最優(yōu)的訓(xùn)練序列都具有相同的頻偏估計性能，并且指出在確定性信道下，對信道估計和頻偏估計聯(lián)合最優(yōu)的周期性訓(xùn)練序列不存在。但是在獨立Rayle

3、igh衰落信道的下，對于任何功率時延譜，信道估計和頻偏估計聯(lián)合最優(yōu)的周期性訓(xùn)練序列存在且能夠通過簡單的方式構(gòu)造。并且針對聯(lián)合估計最優(yōu)的訓(xùn)練序列設(shè)計了基于相關(guān)的頻偏估計器，證明了基于相關(guān)的頻偏估計方法是一種次優(yōu)的估計器，但是其能夠在性能和估計范圍之間做靈活的折衷。 2)在無線通信的頻偏估計問題中，級聯(lián)訓(xùn)練序列是常用的解決頻偏估計范圍和估計精度之間折衷的常用方法。一個級聯(lián)訓(xùn)練序列由若干個短序列和若干個長序列組成。短序列是為了獲得更大

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

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