基于插值估計的時變信道下訓練序列優(yōu)化設計.pdf

1、信道估計一直是移動通信研究中的熱門問題，而在信道估計的技術中訓練碼元輔助傳輸(PAT，pilot assisted transmission)一直是被廣泛研究和應用的熱門技術之一。很多現(xiàn)行的無線通信標準中都采用了PAT的技術，例如GSM、TDMA和第三代通信系統(tǒng)中的WCDMA和CDMA-2000。因此如何通過優(yōu)化PAT中信道訓練的參數(shù)，諸如信道訓練序列長度，訓練的頻率和訓練和數(shù)據(jù)階段的功率分配等來提高系統(tǒng)的性能，例如信道容量下界、BER

2、、數(shù)據(jù)階段的信道估計誤差能量等一直都是研究者們關注的熱點。
　　在PAT技術中訓練碼元的插入方式有時域、頻域、碼域與空域，但對傳統(tǒng)時分PAT的研究仍然是當前研究的重點，因此本文選取的研究場景是在時分PAT系統(tǒng)下。早期對時分PAT的研究工作主要集中在塊衰落(block fading)信道下，而由于目前無線通信的信道環(huán)境越來越復雜，對信道系數(shù)滿足一階高斯馬爾可夫過程的時變SISO或MIMO信道下的時分PAT的研究越來越多。由于在塊衰落

3、場景下對于時分PAT的研究已有了比較成熟的方法和大量有用的結論，因此在時變高斯馬爾可夫信道下的工作都沿用的塊衰落下的研究模式，即仍然希望通過優(yōu)化訓練參數(shù)來獲得系統(tǒng)性能的提升。
　　目前的時變高斯馬爾可夫信道和塊衰落信道下的工作對于數(shù)據(jù)階段的信道估計誤差來源只做了有限的討論，即雖然討論了時變信道下信道估計誤差的組成成分，但并未能給出一種新的估計策略來對抗信道時變性給信道估計誤差帶來的影響。因此本文中的信道估計采用了不同于傳統(tǒng)信道估計

4、策略的插值估計策略來進行信道估計。插值信道估計策略與傳統(tǒng)估計策略的區(qū)別在于插值估計不僅僅如傳統(tǒng)時分PAT那樣只使用插入在數(shù)據(jù)序列之前的訓練序列對數(shù)據(jù)序列的信道進行估計，它還將數(shù)據(jù)序列之后的訓練序列用于信道估計，即采用了緊鄰數(shù)據(jù)序列前后的兩端的訓練序列對信道進行估計。因此本文首先在SISO和MIMO的時變一階高斯馬爾可夫瑞利衰落信道下給出了采用插值估計策略所得到的數(shù)據(jù)階段的信道估計誤差功率表達式，并通過仿真說明了采用插值估計策略可以比傳統(tǒng)

5、估計策略獲得更小的信道估計誤差。然后通過已獲取的信道插值估計誤差功率表達式,我們給出了SISO和MIMO信道下的容量下界表達式，并參考之前的工作，采用最大化信道容量下界的準則分別對SISO和MIMO場景下的訓練參數(shù)進行了優(yōu)化，并且討論了SISO和MIMO場景下不同參數(shù)，例如發(fā)射信噪比、信道變化快慢和發(fā)射接收天線數(shù)對系統(tǒng)性能和參數(shù)優(yōu)化結果的影響。通過仿真說明了采用插值估計策略可以獲得比傳統(tǒng)估計策略獲得更好的系統(tǒng)性能，并通過仿真分別在采用插