本文關(guān)鍵詞：MIMO無線通信系統(tǒng)中信道與干擾協(xié)方差陣估計方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：作為LTE關(guān)鍵技術(shù)之一,MIMO技術(shù)能有效地提高頻譜效率,增加系統(tǒng)容量,具有廣泛的應用前景。在無線MIMO系統(tǒng)中,信道狀態(tài)信息對于相干解調(diào)、空時檢測與自適應傳輸?shù)戎陵P(guān)重要,信道估計的準確與否與系統(tǒng)性能密切相關(guān)。為了提高頻譜效率,現(xiàn)代移動通信系統(tǒng)的頻率復用率越來越高,小區(qū)間同信道干擾越來越強,嚴重制約系統(tǒng)系統(tǒng)性能。因此,論文將主要研究MIMO系統(tǒng)中信道和干擾協(xié)方差陣的估計方法,所完成工作包括以下三個方面：針對配備有二維天線陣列的MIMO-OFDM系統(tǒng),提出一種基于壓縮感知理論的信道估計方法。該方法聯(lián)合估計三維空時信道的路徑延時、方位角和仰角等參數(shù)。為了降低算法復雜度,提出一種分步估計方案：首先,利用信道在時延域的稀疏性,結(jié)合壓縮感知理論,估計出所有路徑的延時；然后,對于每條路徑,利用其在角度域的稀疏性,估計出該路徑的方位角和仰角；最后,將所估計出的信道參數(shù)代入空時信道模型,獲得MIMO信道矩陣。所提方案較之于最小二乘(LS)估計,能顯著地提高信道估計精度,同時減少導頻開銷。針對存在同信道干擾的MIMO-OFDM系統(tǒng),提出一種最大后驗概率的信道與干擾協(xié)方差陣估計方法。該方法聯(lián)合估計信道與干擾協(xié)方差陣,提高了信道與干擾協(xié)方差陣的估計精度,在采用干擾抑制合并接收后,能顯著地降低系統(tǒng)誤碼率。進一步,利用協(xié)方差陣的相關(guān)性和矩陣的秩,提出干擾協(xié)方差陣的兩種處理方法,不僅保證了干擾協(xié)方差陣的半正定性,而且提高了估計精度。同時,采用最小描述長度算法完成了干擾用戶數(shù)目和干擾信道多徑數(shù)目的估計。針對存在同信道干擾的MIMO系統(tǒng),分析了信道與干擾協(xié)方差陣的估計誤差對系統(tǒng)可達速率的性能影響。利用隨機矩陣理論,論文首先推導了系統(tǒng)可達速率的解析表達式,包括以下四種情況：a)理想信道、理想瞬時干擾協(xié)方差陣：b)估計信道、理想瞬時干擾協(xié)方差陣：c)估計信道、估計瞬時干擾協(xié)方差陣：d)估計信道、理想長時干擾協(xié)方差陣。通過與蒙特卡洛仿真結(jié)果對比,驗證了所推導結(jié)果的正確性。最后,分析了信道和干擾協(xié)方差陣的估計誤差對系統(tǒng)可達速率性能的影響。
【關(guān)鍵詞】：MIMO OFDM 信道估計 協(xié)方差陣估計 壓縮感知
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN919.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 本論文專用術(shù)語的注釋表11-13
• 第一章 緒論13-19
• 1.1 研究背景13-14
• 1.2 研究內(nèi)容14-15
• 1.3 內(nèi)容安排15-16
• 1.4 數(shù)學符號約定16-19
• 第二章 MIMO-OFDM無線通信系統(tǒng)概述19-27
• 2.1 引言19
• 2.2 無線通信信道19-21
• 2.2.1 路徑損耗19-20
• 2.2.2 陰影衰落20
• 2.2.3 小尺度衰落20-21
• 2.2.4 多徑信道數(shù)學模型21
• 2.3 MIMO與OFDM系統(tǒng)21-24
• 2.3.1 MIMO系統(tǒng)21-22
• 2.3.2 OFDM系統(tǒng)22-24
• 2.4 信道估計24-25
• 2.4.1 LS估計24
• 2.4.2 LMMSE估計24-25
• 2.5 本章小結(jié)25-27
• 第三章 基于壓縮感知的MIMO-OFDM系統(tǒng)信道估計27-43
• 3.1 引言27-28
• 3.2 壓縮感知理論28-30
• 3.2.1 信號稀疏表示28-29
• 3.2.2 觀測矩陣設(shè)計29
• 3.2.3 信號重構(gòu)算法29-30
• 3.3 系統(tǒng)模型30-33
• 3.4 稀疏信道估計33-38
• 3.4.1 路徑延時估計34-35
• 3.4.2 到達角估計35-36
• 3.4.3 修正的信道矩陣估計36-38
• 3.5 仿真結(jié)果38-42
• 3.6 本章小結(jié)42-43
• 第四章 MIMO-OFDM系統(tǒng)信道與干擾協(xié)方差陣估計43-61
• 4.1 引言43-44
• 4.2 系統(tǒng)模型44-46
• 4.3 最大后驗概率的信道與協(xié)方差陣估計46-51
• 4.3.1 方案一47-50
• 4.3.2 方案二50-51
• 4.4 參量估計51-53
• 4.4.1 干擾多徑數(shù)目的估計52
• 4.4.2 干擾用戶數(shù)目的估計52-53
• 4.5 仿真結(jié)果53-59
• 4.6 本章小結(jié)59-61
• 第五章 信道與協(xié)方差陣估計誤差下MIMO系統(tǒng)性能分析61-81
• 5.1 引言61
• 5.2 系統(tǒng)模型61-63
• 5.3 可達速率分析63-75
• 5.3.1 理想信道、理想瞬時干擾協(xié)方差陣63-66
• 5.3.2 估計信道、理想瞬時干擾協(xié)方差陣66-69
• 5.3.3 估計信道、估計瞬時干擾協(xié)方差陣69-72
• 5.3.4 估計信道、理想長時干擾協(xié)方差陣72-75
• 5.4 仿真結(jié)果75-79
• 5.5 本章小結(jié)79-81
• 第六章 全文總結(jié)81-83
• 參考文獻83-89
• 攻讀碩士學位期間投遞和發(fā)表的論文和專利89-91
• 致謝91

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