论文题目: 多天线系统盲信道估计算法及估计、检测对容量的影响
论文类型: 博士论文
论文专业: 信息与通信工程
作者: 高春艳
导师: 姚彦,赵明
关键词: 系统,盲信道估计,信道容量
文献来源: 清华大学
发表年度: 2005
论文摘要: 实际系统中受诸多因素的影响,MIMO 系统随天线数线性增长的理论信道容量难以完全获得。在诸影响因素中,论文主要考虑了和接收密切相关的两点,接收算法的不理想和信道估计的不理想。首先,实际系统为了降低接收机复杂度,往往采用非最优接收算法,造成信道容量损失。另外,接收端对信道状态信息的了解是系统获得理论信道容量的先决条件。实际上信道估计的开销和误差都不可避免地对信道容量产生很大影响。基于这种考虑,论文从以下两方面进行了研究。论文第一部分假设多天线系统采用训练方法得到信道估计,并采用并行的ZF、MMSE 检测技术。我们首次在综合考虑信道估计开销,估计误差以及非理想接收信息量损失的情况下,推导出系统可获得的容量公式;基于对容量公式的分析得到了在训练和数据等功率情况下,使非理想接收的多天线系统获得最大容量的训练长度。接下来基于对非理想接收情况下传输中断概率和容量分布的分析,提出了简单的天线选择方案,在不增加发送复杂度和RF 设备的情况下,大大改善了容量特性。论文第二部分针对采用盲信道估计算法的MIMO 系统。由于OFDM 可以极大降低MIMO系统接收机的复杂度,我们的研究主要着眼于MIMO-OFDM系统。借助于对MIMO-OFDM 系统子载波信道和子载波信号相关特性的研究,论文提出了两种新的MIMO-OFDM 盲信道估计算法结构。结构I 利用多径引入的子载波信道相关性,有效地降低了估计复杂度,同时使估计可以借助于一到两个OFDM 符号完成,适用于快速变化的信道环境。结构II 的提出是借鉴一种单入单出OFDM 系统的子载波预编码方法。借助于编码产生的子载波信号相关性,只需要估计一个子载波信道,就可以通过简单的互相关操作恢复其它子信道。优势在于复杂度很低。论文论述了每一种算法结构的原理,从理论分析和计算机仿真两方面对算法性能进行了研究。同时基于对采用不同算法结构的MIMO系统容量的分析,给出了不同应用环境下的推荐方案。
论文目录:
摘要
英文摘要(ABSTRACT)
第一章 引言
1.1 无线通信的发展及面临的挑战
1.2 MIMO 系统的提出
1.3 MIMO 系统的容量
1.4 论文的研究动机和章节安排
第二章 MIMO 系统信道容量研究背景
2.1 关于MIMO 系统容量的研究
2.1.1 独立信道、发端无CSI 时的容量
2.1.2 独立信道、发端有CSI 时的容量
2.1.3 相关信道、发端无CSI 的容量
2.1.4 时变和频率选择性信道中 MIMO 系统的容量
2.2 第一部分研究内容概述
第三章 训练信道估计的 MIMO 系统接收非理想时的容量
3.1 系统模型
3.2 理想接收的 MIMO 系统中训练序列的选择
3.3 训练信道估计时并行 ZF 接收的 MIMO 系统可获得的容量
3.4 训练信道估计时并行 MMSE 接收的 MIMO 系统可获得的容量
3.5 平均容量结果和讨论
3.6 非理想接收 MIMO 系统的最优训练长度
3.6.1 并行 ZF 接收系统的最优训练长度
3.6.2 数值结果和讨论
3.7 小结
第四章 采用最优训练长度和非理想接收的 MIMO 系统容量研究
4.1 平均容量
4.2 传输中断概率
4.2.1 仿真结果及分析
4.2.2 中断概率的讨论
4.3 小结
第五章 天线选择 MIMO 系统
5.1 天线选择方案的原理
5.2 两种简单的天线选择方案
5.3 天线选择 MIMO 系统的容量统计结果
5.4 小结
第六章 盲信道估计算法综述
6.1 比较盲信道估计与训练信道估计对容量的影响
6.2 盲信道估计的系统模型与表示方法
6.3 盲信道估计中的基本数学定义
6.4 盲信道估计的性能界(CRB)
6.5 MIMO 系统盲信道估计算法综述
6.5 第二部分研究内容概述
第七章 MIMO-OFDM 盲信道估计算法结构I
7.1 系统模型
7.2 子信道相关性
7.3 盲信道识别算法结构 I
7.4 算法结构 I 的理论估计性能
7.5 改进算法提高估计精度
7.6 子载波信道识别算法及性能
7.6.1 用SOBI 算法得到BLAST-OFDM 系统子载波信道初步估计
7.6.2 信道初步估计的 MRL 性能
7.6.3 去除初步估计的模糊度
7.6.4 改进子载波盲信道估计算法
7.6.5 针对STBC-OFDM 系统的算法
7.7 MIMO-OFDM 盲信道估计算法结构 I 在时变信道中的性能
7.8 小结
第八章 MIMO-OFDM 盲信道估计算法结构II
8.1 OFDM 子载波线性预编码
8.2 MIMO-OFDM 盲信道估计算法结构 II
8.3 盲信道估计结构 II 的理论性能
8.4 子信道 HT 的识别及系统结构
8.5 算法的性能结果
8.6 算法的改进
8.7 小结
第九章 盲信道估计算法对容量的影响
9.1 预滤波对容量的影响
9.2 导频和估计误差对容量的影响
9.3 结果和讨论
9.4 小结
第十章 结论
参考文献
致谢及声明
附录
个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文
发布时间: 2005-11-16
参考文献
- [1].MIMO-FDE系统基于子空间盲信道估计算法研究[D]. 郝黎宏.电子科技大学2011
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