寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)中信道估計(jì)和信號檢測技術(shù)的研究.pdf

1、寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)通常采用兩項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)：其一，采用了頻域均衡(FDE)技術(shù)。頻域均衡的復(fù)雜度與多徑信道時(shí)延擴(kuò)展的相對長度無關(guān)，非常適于補(bǔ)償寬帶移動(dòng)通信中傳輸信號的頻率選擇性衰落，其典型應(yīng)用包括正交頻分復(fù)用(OFDM)系統(tǒng)和單載波頻域均衡(SC-FDE)系統(tǒng)等；其二，采用了多輸入多輸出(MIMO)的信號傳輸技術(shù)。MIMO能夠形成多條獨(dú)立的并行傳輸空間子信道，可以在不占用額外帶寬和增加天線發(fā)射功率的條件下成倍地提高系統(tǒng)頻帶利用率。針對此類寬帶

2、移動(dòng)通信系統(tǒng)，本論文重點(diǎn)就信道估計(jì)和信號檢測這兩方面的問題進(jìn)行了研究。 由于導(dǎo)頻信號的存在會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)頻帶利用率的下降，本論文對非導(dǎo)頻輔助的信道估計(jì)方法進(jìn)行了研究。首先考慮如何利用額外的保護(hù)間隔進(jìn)行信道估計(jì)，提出了一種新的保護(hù)間隔設(shè)計(jì)方案，它能夠獲得與導(dǎo)頻輔助信道估計(jì)相同的性能。隨后對OFDM系統(tǒng)中利用有限字符集特性的盲信道估計(jì)算法進(jìn)行了改進(jìn)。改進(jìn)算法通過減少盲搜索的信號空間維數(shù)來降低算法復(fù)雜度，還更好地實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)性能與復(fù)雜度的折

3、中設(shè)計(jì)。 目前，導(dǎo)頻輔助的信道估計(jì)仍然是3GPP中LTE項(xiàng)目的研究熱點(diǎn)。本論文也對LTE下行鏈路的時(shí)頻域?qū)ьl分布方案進(jìn)行了研究，針對原方案中兩個(gè)發(fā)射天線的信道估計(jì)性能不一致問題提出了一種改進(jìn)方案。此外，本文還對LTE上行鏈路中兩種CDM導(dǎo)頻方案進(jìn)行了研究，并改進(jìn)了信道估計(jì)算法的設(shè)計(jì)方案。 接著本論文分析了時(shí)變信道中子載波干擾對頻域均衡器性能的影響。對于SC-FDE系統(tǒng)，本文提出了兩種能夠穩(wěn)定地工作于時(shí)變信道環(huán)境的改進(jìn)方案

4、。方案之一將OFDM系統(tǒng)中的白干擾抵消方案推廣到SC-FDE系統(tǒng)，方案之二提出了一種分段頻域均衡的SC-FDE接收機(jī)技術(shù)。兩種方案都極大地改善了SC-FDE系統(tǒng)在快時(shí)變信道中的工作性能。此外，方案二中時(shí)域分段頻域均衡的思想同樣也適用于OFDM或其它采用頻域均衡技術(shù)的通信系統(tǒng)。 基于最大似然準(zhǔn)則，本論文對非理想信道估計(jì)條件下OFDM系統(tǒng)最優(yōu)檢測算法進(jìn)行了研究。通過理論分析和數(shù)值仿真證明，當(dāng)發(fā)送信號為16QAM或更高階的QAM調(diào)制時(shí)

5、，傳統(tǒng)的迫零檢測并不等價(jià)于最大似然檢測，此時(shí)采用最大似然檢測算法能夠獲得更好的性能。 最后，本論文對MIMO信號檢測中的QRD-M檢測算法進(jìn)行了研究。通過將QRD-M檢測等效為級聯(lián)檢測的方法，本文對傳統(tǒng)的QRD-M檢測算法進(jìn)行了改進(jìn)。改進(jìn)算法能夠更靈活地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性能和復(fù)雜度的折衷設(shè)計(jì)，可以在相同或相近復(fù)雜度的條件下獲得更好的性能。將被檢測信號預(yù)排序是另外一種改善QRD-M檢測性能的方法。綜合考慮QR分解對排序的影響，本論文設(shè)計(jì)了