寬帶移動通信系統(tǒng)中信道估計和信號檢測技術的研究.pdf

1、寬帶移動通信系統(tǒng)通常采用兩項先進技術：其一，采用了頻域均衡(FDE)技術。頻域均衡的復雜度與多徑信道時延擴展的相對長度無關，非常適于補償寬帶移動通信中傳輸信號的頻率選擇性衰落，其典型應用包括正交頻分復用(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。MIMO能夠形成多條獨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、移動通信系統(tǒng)，本論文重點就信道估計和信號檢測這兩方面的問題進行了研究。 由于導頻信號的存在會導致系統(tǒng)頻帶利用率的下降，本論文對非導頻輔助的信道估計方法進行了研究。首先考慮如何利用額外的保護間隔進行信道估計，提出了一種新的保護間隔設計方案，它能夠獲得與導頻輔助信道估計相同的性能。隨后對OFDM系統(tǒng)中利用有限字符集特性的盲信道估計算法進行了改進。改進算法通過減少盲搜索的信號空間維數來降低算法復雜度，還更好地實現了系統(tǒng)性能與復雜度的折

3、中設計。 目前，導頻輔助的信道估計仍然是3GPP中LTE項目的研究熱點。本論文也對LTE下行鏈路的時頻域導頻分布方案進行了研究，針對原方案中兩個發(fā)射天線的信道估計性能不一致問題提出了一種改進方案。此外，本文還對LTE上行鏈路中兩種CDM導頻方案進行了研究，并改進了信道估計算法的設計方案。 接著本論文分析了時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)定地工作于時變信道環(huán)境的改進方案

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接收機技術。兩種方案都極大地改善了SC-FDE系統(tǒng)在快時變信道中的工作性能。此外，方案二中時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的通信系統(tǒng)。 基于最大似然準則，本論文對非理想信道估計條件下OFDM系統(tǒng)最優(yōu)檢測算法進行了研究。通過理論分析和數值仿真證明，當發(fā)送信號為16QAM或更高階的QAM調制時

5、，傳統(tǒng)的迫零檢測并不等價于最大似然檢測，此時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檢測算法進行了改進。改進算法能夠更靈活地實現系統(tǒng)性能和復雜度的折衷設計，可以在相同或相近復雜度的條件下獲得更好的性能。將被檢測信號預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，本論文設計了