下一代移動(dòng)通信關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、本工作報(bào)告依托上海交通大學(xué)國(guó)家自然科學(xué)基金課題“寬帶移動(dòng)通信中自適應(yīng)信道估計(jì)技術(shù)研究(No.60572157)”，對(duì)下一代寬帶移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)展開研究。以收發(fā)端配置多根天線所構(gòu)成的多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)、正交頻分復(fù)用(OFDM)系統(tǒng)以及二者的結(jié)合系統(tǒng)為研究對(duì)象，開展了無(wú)線信道狀態(tài)信息的獲取、系統(tǒng)同步和動(dòng)態(tài)資源分配的研究，探索了信號(hào)檢測(cè)與估計(jì)、統(tǒng)計(jì)信號(hào)處理和整數(shù)規(guī)劃方法在這些對(duì)象中的應(yīng)用。主要工作分為五大部分：
　　 (一

2、)、分析總結(jié)了MIMO系統(tǒng)容量特征和物理實(shí)質(zhì)，及空時(shí)分組碼的編碼和譯碼方式，仿真給出了4發(fā)2收MIMO系統(tǒng)在編譯碼下的誤碼率性能；
　　 (二)、針對(duì)MIMO-OFDM系統(tǒng)，研究了在時(shí)域信道為有限沖激響應(yīng)模型時(shí)，其最優(yōu)的相移正交導(dǎo)頻設(shè)計(jì)方法，通過(guò)仿真比較了不同的導(dǎo)頻設(shè)計(jì)對(duì)估計(jì)性能的影響，以及存在相位噪聲和多普勒頻移時(shí)性能的魯棒性。然后，針對(duì)相關(guān)MIMO時(shí)域信道的有限沖激響應(yīng)，探索了在線獲得次優(yōu)最小均方誤差的估計(jì)算法，根據(jù)有限的測(cè)

3、量值個(gè)數(shù)，將遞推最小二乘估計(jì)作為觀測(cè)值，在已知信道階和功率延遲譜的前提下，預(yù)先確定信號(hào)子空間奇異值門檻，由子空間跟蹤算法來(lái)跟蹤信號(hào)子空間。該方法在相關(guān)信道的MIMO-OFDM系統(tǒng)中進(jìn)行了仿真研究，可比遞推最小二乘信道估計(jì)提升3dB信噪比。
　　 (三)、針對(duì)MIMO系統(tǒng)中耦合的多信道參數(shù)和多頻率偏置參數(shù)估計(jì)的同步問題，分析總結(jié)了其克拉美-羅界、極大似然估計(jì)算法和期望最大化算法；仿真研究了估計(jì)算法對(duì)估計(jì)界的逼近能力，及采用傅立葉變

4、換估計(jì)頻率偏置時(shí)的精度；
　　 (四)、針對(duì)MIMO及MIMO-OFDM系統(tǒng)同步時(shí)對(duì)多參數(shù)的時(shí)變信道、載頻偏置以及時(shí)延的聯(lián)合估計(jì)優(yōu)化問題，由于模型的非線性特性，研究了擴(kuò)展卡爾曼濾波、無(wú)跡卡爾曼濾波以及粒子濾波算法和性能。在收發(fā)天線各共享一個(gè)晶振的情形下，分別設(shè)計(jì)了粒子濾波算法進(jìn)行MIMO系統(tǒng)的多瑞利信道參數(shù)和一個(gè)頻偏和一個(gè)時(shí)延參數(shù)，以及MIMO-OFDM系統(tǒng)的多瑞利信道參數(shù)和一個(gè)頻偏參數(shù)的聯(lián)合估計(jì)，將信道參數(shù)從序列重要性采樣中分

5、離，采用卡爾曼濾波進(jìn)行估計(jì)，克服采樣空間維數(shù)較高而使采樣效率顯著下降的缺點(diǎn)。該混合濾波模式可顯著提高M(jìn)IMO及MIMO-OFDM系統(tǒng)中時(shí)延、頻偏和信道的估計(jì)精度，在同等情形下，可獲得優(yōu)于擴(kuò)展卡爾曼濾波和無(wú)跡卡爾曼濾波的均方誤差估計(jì)性能。
　　 (五)、分析總結(jié)單/多用戶OFDMA系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)資源分配模型與分配算法，包括容量最大化和功率最小化的比特、子載波和功率分配問題，以及按比例的子載波和功率分配；接著總結(jié)了分配算法，討論了整數(shù)規(guī)