基于导频叠加的中继系统时变独立信道估计

发布时间：2017-06-10 12:05

  本文关键词：基于导频叠加的中继系统时变独立信道估计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,在无线通信系统增益上的优势使得中继技术已发展成为无线通信中的关键技术之一。而无线信道信息的获取是提高中继系统增益的关键。准静态信道环境下的中继信道估计已经得到了深入的研究。然而,准静态或慢衰落环境并不能很好的切合实际的移动通信场景,因此,本文主要关注鲜有研究的时变快衰落环境下一径三节点中继系统中独立信道估计。首先,本文总结了多种无线信道衰落环境和无线中继网络模型的特点,为研究时变快衰落环境中信道估计建模提供了理论基础,与此同时,对现有经典信道估计算法和相关领域已有的研究成果做了总结。其次,本文提出了一种导频辅助的中继系统时变快衰落独立信道估计方法。在源节点不发送导频的情况下,本算法通过在中继节点叠加导频,使用无迹卡尔曼滤波器(UKF)技术来获得两跳独立信道信息。同时,该算法利用之前的信道估计值对当前时刻的信道进行预测,在均衡时使用了预测的信道值来代替信道估计值,得到了具有鲁棒性的最小均方误差均衡结果,然后用当前时刻的测量值对当前信道估计值做修正,解决了无线信道估计中的时延问题,优化了系统性能,整个过程并没有来自源节点的导频辅助信息,故而在节约了导频开销的同时又保证了系统性能。再次,为充分利用一段时间内信道之间的相关信息来提高信道估计精度,本文提出基于完全导频辅助(FDA)和部分导频辅助(PDA)两种模式下,两跳独立信道动态在线跟踪与离线平滑处理两种估计思想,以改进两跳独立信道估计的性能。其中FDA指的是目的节点知道来自源节点和中继节点的导频符号信息,而PDA是在目的节点仅仅知道来自中继的信号和导频叠加的信息。本文在FDA和PDA情况下,分别推导出其在线/离线信道估计器的卡尔美罗下界(BCRB)用来评估信道估计算法的性能,并分析了节点的移动性、跟踪时间窗口大小等因素对估计性能的影响。最后,通过大量的MATLAB仿真验证了本文的研究成果。
【关键词】：OWRN 独立信道 信道估计 UKF FDA PDA BCRB
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN92
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 符号对照表9-10
• 缩略语对照表10-14
• 第一章 绪论14-20
• 1.1 论文研究背景14-16
• 1.2 中继系统信道估计研究现状及面临问题16-17
• 1.3 本文主要内容和相关章节安排17-20
• 第二章 无线中继系统模型和独立信道估计算法分析20-32
• 2.1 无线信道的衰落特性及其建模方式20-22
• 2.2 中继网络模型22-26
• 2.2.1 经典的中继模型22-25
• 2.2.2 放大转发中继模型25-26
• 2.3 经典信道估计算法及分析26-28
• 2.3.1 LS估计算法26-27
• 2.3.2 ML估计算法27
• 2.3.3 LMMSE估计方法27-28
• 2.4 放大转发中继网络信道估计28-31
• 2.4.1 Co-Channel信道估计算法分析28-29
• 2.4.2 In-Channel信道估计算法分析29-31
• 2.5 本章小结31-32
• 第三章 基于UKF的中继导频叠加信道估计与跟踪算法32-44
• 3.1 OWRN环境下使用导频叠加思想的系统模型32-34
• 3.2 时变信道模型下基于UKF的信道估计与预测算法34-37
• 3.2.1 时变信道建模34-35
• 3.2.2 基于UKF的信道估计与预测算法35-37
• 3.3 具有鲁棒性的MMSE数据均衡与信道跟踪技术37-38
• 3.4 算法仿真结果分析38-42
• 3.5 本章小结42-44
• 第四章 时变快衰落信道的在线/离线估计及卡尔美罗下界求解44-64
• 4.1 OWRN环境中的信道模型及其估计算法44-47
• 4.2 动态FDA独立信道估计的BCRB47-52
• 4.2.1 FDA离线独立信道估计的BCRB47-51
• 4.2.2 FDA在线独立信道估计的BCRB51-52
• 4.3 动态PDA独立信道估计的BCRB52-56
• 4.3.1 PDA离线独立信道估计的BCRB52-55
• 4.3.2 PDA在线独立信道估计的BCRB55-56
• 4.4 算法仿真结果分析56-62
• 4.5 本章小结62-64
• 第五章 总结与展望64-66
• 5.1 本文贡献64-65
• 5.2 论文展望65-66
• 参考文献66-70
• 致谢70-72
• 作者简介72-74

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