基于插值估計(jì)的時(shí)變信道下訓(xùn)練序列優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、信道估計(jì)一直是移動(dòng)通信研究中的熱門(mén)問(wèn)題，而在信道估計(jì)的技術(shù)中訓(xùn)練碼元輔助傳輸(PAT，pilot assisted transmission)一直是被廣泛研究和應(yīng)用的熱門(mén)技術(shù)之一。很多現(xiàn)行的無(wú)線(xiàn)通信標(biāo)準(zhǔn)中都采用了PAT的技術(shù)，例如GSM、TDMA和第三代通信系統(tǒng)中的WCDMA和CDMA-2000。因此如何通過(guò)優(yōu)化PAT中信道訓(xùn)練的參數(shù)，諸如信道訓(xùn)練序列長(zhǎng)度，訓(xùn)練的頻率和訓(xùn)練和數(shù)據(jù)階段的功率分配等來(lái)提高系統(tǒng)的性能，例如信道容量下界、BER

2、、數(shù)據(jù)階段的信道估計(jì)誤差能量等一直都是研究者們關(guān)注的熱點(diǎn)。
　　在PAT技術(shù)中訓(xùn)練碼元的插入方式有時(shí)域、頻域、碼域與空域，但對(duì)傳統(tǒng)時(shí)分PAT的研究仍然是當(dāng)前研究的重點(diǎn)，因此本文選取的研究場(chǎng)景是在時(shí)分PAT系統(tǒng)下。早期對(duì)時(shí)分PAT的研究工作主要集中在塊衰落(block fading)信道下，而由于目前無(wú)線(xiàn)通信的信道環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜，對(duì)信道系數(shù)滿(mǎn)足一階高斯馬爾可夫過(guò)程的時(shí)變SISO或MIMO信道下的時(shí)分PAT的研究越來(lái)越多。由于在塊衰落

3、場(chǎng)景下對(duì)于時(shí)分PAT的研究已有了比較成熟的方法和大量有用的結(jié)論，因此在時(shí)變高斯馬爾可夫信道下的工作都沿用的塊衰落下的研究模式，即仍然希望通過(guò)優(yōu)化訓(xùn)練參數(shù)來(lái)獲得系統(tǒng)性能的提升。
　　目前的時(shí)變高斯馬爾可夫信道和塊衰落信道下的工作對(duì)于數(shù)據(jù)階段的信道估計(jì)誤差來(lái)源只做了有限的討論，即雖然討論了時(shí)變信道下信道估計(jì)誤差的組成成分，但并未能給出一種新的估計(jì)策略來(lái)對(duì)抗信道時(shí)變性給信道估計(jì)誤差帶來(lái)的影響。因此本文中的信道估計(jì)采用了不同于傳統(tǒng)信道估計(jì)

4、策略的插值估計(jì)策略來(lái)進(jìn)行信道估計(jì)。插值信道估計(jì)策略與傳統(tǒng)估計(jì)策略的區(qū)別在于插值估計(jì)不僅僅如傳統(tǒng)時(shí)分PAT那樣只使用插入在數(shù)據(jù)序列之前的訓(xùn)練序列對(duì)數(shù)據(jù)序列的信道進(jìn)行估計(jì)，它還將數(shù)據(jù)序列之后的訓(xùn)練序列用于信道估計(jì)，即采用了緊鄰數(shù)據(jù)序列前后的兩端的訓(xùn)練序列對(duì)信道進(jìn)行估計(jì)。因此本文首先在SISO和MIMO的時(shí)變一階高斯馬爾可夫瑞利衰落信道下給出了采用插值估計(jì)策略所得到的數(shù)據(jù)階段的信道估計(jì)誤差功率表達(dá)式，并通過(guò)仿真說(shuō)明了采用插值估計(jì)策略可以比傳統(tǒng)

5、估計(jì)策略獲得更小的信道估計(jì)誤差。然后通過(guò)已獲取的信道插值估計(jì)誤差功率表達(dá)式,我們給出了SISO和MIMO信道下的容量下界表達(dá)式，并參考之前的工作，采用最大化信道容量下界的準(zhǔn)則分別對(duì)SISO和MIMO場(chǎng)景下的訓(xùn)練參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，并且討論了SISO和MIMO場(chǎng)景下不同參數(shù)，例如發(fā)射信噪比、信道變化快慢和發(fā)射接收天線(xiàn)數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能和參數(shù)優(yōu)化結(jié)果的影響。通過(guò)仿真說(shuō)明了采用插值估計(jì)策略可以獲得比傳統(tǒng)估計(jì)策略獲得更好的系統(tǒng)性能，并通過(guò)仿真分別在采用插