无线多径信道中基于相关原理的迭代信道估计算法

摘要

在陆地无线通信系统中，由于各种障碍物、散射体以及传播路径上其他发射源的存在，传输信号可能会发生比较严重的畸变。受多径效应、高斯白噪声、同信道干扰及其他因素的影响，接收端的信号会发生衰减，进而影响数据传输的准确性。在这些干扰条件中，由多径效应引起的码间干扰是造成信号衰减的一个关键因素，是应被着力解决的问题。在实际应用中，信道均衡技术是抗衰落，消除码间干扰的有效手段。信道均衡通常是在信道估计的基础上，在接收端针对信道特性进行补偿，因此准确的信道估计是均衡器有效运作的前提，是提高系统性能的保证。
　　在极低信噪比的条件下，由于信号完全被噪声和干扰淹没，一些常用的信道估计算法如最小二乘（LS）算法、最小均方（LMS）算法将不再适用。基于相关原理的快速信道估计算法是这种环境下的一种有效算法，它具有抗噪能力强，处理速度快的特点。然而，这种算法本身在估计信道时由于多径信道的干扰会引入误差，在多径效应比较严重时，这种误差会影响到估计结果的准确度。
　　本文首先对无线信道中的衰落现象及相关的参数特征进行研究，并对两种衰落下的各个不同的衰落模型进行了仿真和分析。随后，本文研究了如何来建立单输入单输出（SISO）信道下的几种经典的信道模型，其中包括室内信道模型与室外信道模型。在所建立的信道模型中，指数模型是用于解决多径时延问题的有效模型，本文选择这种模型来进行信道估计的研究。在此基础上，针对现有估计算法存在的问题，本文通过理论分析，提出了两种新的迭代信道估计算法，这两种算法对基于相关原理的信道估计算法进行改进，利用迭代的思路消除其引入的估计误差，逐步逼近信道的精确估计值。除此之外，为了给新算法提供理论依据，本文还推导了相应的数学结论，其中包括估计值与迭代次数的关系，算法的复杂度分析，均方误差的克拉美罗界等。仿真结果表明，这两种新算法都能消除快速相关算法引入的估计误差，并在性能上较原算法具有较大的提升。

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第一章 绪论

1.1选题背景及选题意义

1.2信道估计的研究现状

1.3本文的主要创新点及内容安排

第二章 无线通信系统中的衰落

2.1引言

2.2大尺度衰落

2.3小尺度衰落

2.4本章小结

第三章 SISO信道模型的建立与分析

3.1室内信道模型的建立

3.2室外信道模型的建立

3.3本章小结

第四章 基于相关原理的迭代信道估计算法

4.1基于训练序列的辅助信息估计算法

4.2基于迭代抵消的信道估计算法

4.3基于最陡下降法的迭代信道估计算法

4.4本章小结

第五章 总结与展望

5.1全文总结

5.2新算法在MPSK调制下的应用

参考文献

致谢

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