MIMO無線通信系統(tǒng)中信道與干擾協(xié)方差陣估計(jì)方法研究.pdf

1、作為LTE關(guān)鍵技術(shù)之一，MIMO技術(shù)能有效地提高頻譜效率，增加系統(tǒng)容量，具有廣泛的應(yīng)用前景。在無線MIMO系統(tǒng)中，信道狀態(tài)信息對于相干解調(diào)、空時(shí)檢測與自適應(yīng)傳輸?shù)戎陵P(guān)重要，信道估計(jì)的準(zhǔn)確與否與系統(tǒng)性能密切相關(guān)。為了提高頻譜效率，現(xiàn)代移動(dòng)通信系統(tǒng)的頻率復(fù)用率越來越高，小區(qū)間同信道干擾越來越強(qiáng)，嚴(yán)重制約系統(tǒng)系統(tǒng)性能。因此，論文將主要研究MIMO系統(tǒng)中信道和干擾協(xié)方差陣的估計(jì)方法，所完成工作包括以下三個(gè)方面:
　　針對配備有二維天線陣列

2、的MIMO-OFDM系統(tǒng)，提出一種基于壓縮感知理論的信道估計(jì)方法。該方法聯(lián)合估計(jì)三維空時(shí)信道的路徑延時(shí)、方位角和仰角等參數(shù)。為了降低算法復(fù)雜度，提出一種分步估計(jì)方案:首先，利用信道在時(shí)延域的稀疏性，結(jié)合壓縮感知理論，估計(jì)出所有路徑的延時(shí);然后，對于每條路徑，利用其在角度域的稀疏性，估計(jì)出該路徑的方位角和仰角;最后，將所估計(jì)出的信道參數(shù)代入空時(shí)信道模型，獲得MIMO信道矩陣。所提方案較之于最小二乘(LS)估計(jì)，能顯著地提高信道估計(jì)精度，同

3、時(shí)減少導(dǎo)頻開銷。
　　針對存在同信道干擾的MIMO-OFDM系統(tǒng)，提出一種最大后驗(yàn)概率的信道與干擾協(xié)方差陣估計(jì)方法。該方法聯(lián)合估計(jì)信道與干擾協(xié)方差陣，提高了信道與干擾協(xié)方差陣的估計(jì)精度，在采用干擾抑制合并接收后，能顯著地降低系統(tǒng)誤碼率。進(jìn)一步，利用協(xié)方差陣的相關(guān)性和矩陣的秩，提出干擾協(xié)方差陣的兩種處理方法，不僅保證了干擾協(xié)方差陣的半正定性，而且提高了估計(jì)精度。同時(shí)，采用最小描述長度算法完成了干擾用戶數(shù)目和干擾信道多徑數(shù)目的估計(jì)。<

4、br>　　針對存在同信道干擾的MIMO系統(tǒng)，分析了信道與干擾協(xié)方差陣的估計(jì)誤差對系統(tǒng)可達(dá)速率的性能影響。利用隨機(jī)矩陣?yán)碚摚撐氖紫韧茖?dǎo)了系統(tǒng)可達(dá)速率的解析表達(dá)式，包括以下四種情況:a)理想信道、理想瞬時(shí)干擾協(xié)方差陣;b）估計(jì)信道、理想瞬時(shí)干擾協(xié)方差陣;c）估計(jì)信道、估計(jì)瞬時(shí)干擾協(xié)方差陣;d）估計(jì)信道、理想長時(shí)干擾協(xié)方差陣。通過與蒙特卡洛仿真結(jié)果對比，驗(yàn)證了所推導(dǎo)結(jié)果的正確性。最后，分析了信道和干擾協(xié)方差陣的估計(jì)誤差對系統(tǒng)可達(dá)速率性能的影