无线通信信道盲均衡技术研究

论文摘要

本文致力于无线通信信道盲辨识与盲均衡关键技术研究,重点研究了不依赖或较少依赖信号调制方式的盲均衡方法,这对于非合作环境下的信号截获与盲接收具有重要意义。本课题是实验室承担的某重点工程项目的子课题。论文主要研究了信道阶数估计方法、基于信道盲辨识子空间方法和自适应方法的间接盲均衡。主要工作和创新点概括如下:1.在信道阶数估计方面,针对Liavas准则对信噪比要求太高的问题,提出了两种改进的信道阶数估计算法。该算法充分利用了接收信号自协方差矩阵的连续三个特征值之间的约束关系,使构造的两个目标函数能够更加准确地确定信号子空间的维数。与经典的Liavas准则相比,两种改进算法较大幅度地降低了对信噪比的要求,而且,当信道冲激响应含有较小的头部和尾部时,第二种改进算法的估计性能优于第一种改进算法。2.在基于信道盲辨识子空间方法的间接盲均衡方面,首先,为了提高无线多径稀疏信道的盲均衡性能,利用有效近似思想,基于本文提出的噪声方差估计算法,提出了一种改进的基于矩阵外积分解的信道盲辨识算法;与原算法相比,改进的OPD算法性能稳定,对信噪比的要求更低,能够获得更好的盲均衡效果。其次,针对TXK算法在过估计阶数较大时均衡结果不理想这一缺点,提出一种改进的盲均衡算法。该算法充分利用过估计信道滤波矩阵的稀疏性,提取信道响应的“有效部分”,去除信道过估计部分对盲均衡的影响,降低了码间干扰。3.在基于自适应信道盲辨识方法的间接盲均衡方面,本文讨论了几种基于各子信道输出之间CR(Cross Relation)性质的自适应信道盲辨识方法。针对归一化多信道频域LMS (NMCFLMS)算法仅适合于辨识阶数较高的信道,本文在其基础上利用频域选择矩阵对校正量进行约束,提出了一种改进的约束型NMCFLMS算法。该算法以增加较小的运算量为代价,很大程度上提高了算法的估计性能,减小了算法的稳态误差。另外,还把数据重用技术应用到自适应LMS算法中,提高了算法的收敛速度。

论文目录

• 表目录
• 图目录
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 信道盲辨识与盲均衡技术的研究历史与现状
• 1.3 本文主要工作及结构安排
• 第二章 信道盲辨识与盲均衡的基本原理
• 2.1 引言
• 2.2 SIMO 信道模型
• 2.2.1 过采样信道模型
• 2.2.2 多信道模型
• 2.2.3 SIMO 系统输出信号的循环平稳性
• 2.3 基于SIMO 模型的信道盲辨识
• 2.3.1 SIMO 信道盲辨识问题描述
• 2.3.2 信道的可辨识性条件
• 2.3.3 信道盲辨识算法估计性能的评估方法
• 2.4 基于SIMO 模型的信道盲均衡
• 2.5 本章小结
• 第三章 信道阶数估计算法
• 3.1 引言
• 3.2 系统模型
• 3.3 自协方差矩阵的构造方法
• 3.4 经典的信道阶数估计算法
• 3.4.1 信息论准则
• 3.4.2 Liavas 准则
• 3.4.3 ID-EQ 算法
• 3.5 改进的信道阶数估计算法
• 3.5.1 改进算法1
• 3.5.2 改进算法2
• 3.6 仿真实验及性能分析
• 3.7 本章小结
• 第四章 基于子空间信道盲辨识的间接盲均衡
• 4.1 引言
• 4.2 确定性子空间方法
• 4.2.1 CR 算法
• 4.2.2 SS 算法
• 4.2.3 实验仿真与性能分析
• 4.3 统计性子空间方法
• 4.3.1 OPD 算法及其改进
• 4.3.2 TXK 算法及其改进
• 4.4 本章小结
• 第五章 基于自适应信道盲辨识的间接盲均衡
• 5.1 引言
• 5.2 时域自适应算法
• 5.2.1 MCLMS 算法
• 5.2.2 MCN 算法
• 5.2.3 实验仿真与性能分析
• 5.3 频域自适应算法
• 5.3.1 MCFLMS 算法
• 5.3.2 NMCFLMS 算法
• 5.3.3 改进的约束型NMCFLMS
• 5.3.4 实验仿真与性能分析
• 5.4 本章小结
• 结束语
• 一、全文总结
• 二、课题展望
• 参考文献
• 作者简历 攻读硕士学位期间完成的主要工作
• 致谢