现代无线移动通信系统的信道估计算法研究

在无线移动通信中,由于时延扩展和信道带宽限制,引起码间串扰,产生频率选择性衰落。由于基站与移动台之间的相对运动,每条路径都会有一个明显的多普勒频移,导致信道的随机频率调制,也称时间选择性衰落。一般的,信道既是频率选择性的又是时间选择性的。为了得到可靠的通信,接收端需要对信道进行估计和均衡以克服衰落信道的影响。本文主要研究在现代无线移动通信系统中如何估计同时存在频率选择性和时间选择性衰落的信道,包括WCDMA 上行链路,采用双天线空时发射分集的WCDMA 下行链路和MIMO 系统。本文的研究工作主要在以下几个方面: 深入研究了WCDMA 上行链路中时变信道的估计方法,分析比较了平均滤波、多时隙加权平均和内插等算法的性能,并把判决反馈的思想用在信道估计算法中,得到了比原方法更好的性能。对阵列天线接收时的情况也作了简单地介绍。 分析了WCDMA 下行链路STTD 发射分集的结构,给出了利用公共导频信道进行信道估计的算法及性能。由于公共导频信道无功率控制,有可能在接收端接收到的公共导频信号的功率很低,使得信道估计的误差变大。为了在公共导频信号较低时也有准确的信道估计,本文还介绍了利用公共导频信道和专用物理控制信道进行联合加权的信道估计方法。 研究了在频率选择性时变Rayleigh 衰落信道中,MIMO 系统中的信道估计与均衡问题。利用Kalman 滤波算法来跟踪信道的变化,利用最小均方判决反馈均衡器来均衡信道,通过多项式拟合的方法来连接卡尔曼滤波器和均衡器之间的时间间隔。 对于各种算法,文中都给出了计算机仿真结果,使得各种算法的性能比较显得很清晰。