基于信道估计的MIMO系统上行链路抗干扰性能分析

发布时间：2020-05-16 01:59

【摘要】：近几年无线通信技术飞速发展,无线通信技术的发展使人们日常生活更加便捷。MIMO系统是下一代无线通信中的重要技术,MIMO系统的速度快、低时延和大容量受到人们的青睐。然而,当有干扰存在时会大大影响合法用户的正常通信及通信的安全性,人们希望在利用MIMO系统各种优点的基础上还能更加安全的通信,因而,MIMO抗干扰技术受到许多专家学者的重视。在目前诸多的MIMO抗干扰技术中,利用导频信道估计技术来抗干扰是目前主要的抗干扰方法之一。本文首先对导频信道估计抗干扰进行了介绍,然后分别采用了导频重传优选抗干扰和联合信道估计抗干扰优选方法,利用可达速率作为衡量指标对系统的抗干扰性能进行了分析。本文的主要研究工作如下:1、首先对现有的MIMO技术、信道估计技术和抗干扰技术的国内外发展现状进行了介绍。根据在信道估计时是否采用了导频序列,将信道估计算法大致分为三种:导频信道估计法、半盲信道估计法和盲信道估计法。在导频信道估计中,介绍了最小二乘(LS)算法和最小均方误差(MMSE)算法。在盲估计中,对基于虚子载波的盲估计进行了重点研究。在半盲估计中主要研究了基于子空间的半盲估计和最小均方半盲估计算法。2、利用现有MIMO信道估计抗干扰方法,对存在随机干扰和确定性干扰情况下分别采取不同的导频重传优选策略来进行抗干扰。为衡量所提出的导频重传优选策略的算法性能,采用合法用户的可达速率为衡量指标,分别对确定性干扰、随机干扰和无导频重传三种情况下的系统性能进行了分析。仿真结果表明:无论是在在随机干扰情况下还是在确定性干扰情况下,所采取的策略都能够减弱有意干扰给系统带来的不良影响,提高合法用户的可达速率,增强了系统的抗干扰性能。3、当干扰信号功率大时,导频估计抗干扰效果变差,针对这种情况,引入合法用户信道和干扰用户信道的联合信道估计优选方法来对抗干扰。利用MIMO系统的近似特性,分析得到有效信干噪比SINR?的大尺度近似表达式,并对最优RZF接收机和强干扰下的系统性能进行了分析。利用合法用户的可达速率作为衡量指标,分别从天线数量和干扰信号功率两方面对ZF滤波器、MMSE滤波器和联合信道估计法的抗干扰性能进行了比较。实验结果表明:在信噪比不同的情况下,随着MIMO系统中天线数量的增加,采用联合信道估计优选抗干扰方法所达到的可达速率大于最小均方误差滤波器(MMSE)、迫零滤波器(ZF)法和联合信道估计法。在干扰功率变化的两种情况下,联合信道估计优选抗干扰方法所达到的可达速率远高于其他三种方法。即所提出的联合信道估计优选法使得合法用户达到的可达速率更高,抗干扰效果更好。
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN929.5;TN973.3

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本文编号：2665970