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《解放军信息工程大学》 2011年
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短波通信中的信道与信噪比估计技术研究

张金成  
【摘要】:近年来,为满足人们日益增长的对大数据量通信业务的需求,短波高速通信系统应运而生。目前,对短波高速通信的研究主要从块传输和突发传输两方面着手。前者大都需要在每块数据中适当地插入部分导频,以完成对信道的估计与均衡,如短波正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)系统和单载波频域均衡(single carrier-frequency domain equalization, SC-FDE)系统;后者在选定最佳通信信道并和对方握手后,瞬间将信号发送出去,如采用3G-ALE协议的系统。 信道估计和信噪比估计技术是通信信号接收解调中的关键技术,用于辅助后续均衡处理和译码算法时,能够大大提高系统的可靠性。本文主要研究了上述三类系统中的信道估计算法,并在总结近年来信噪比估计方法的基础上,重点研究了其中一种强鲁棒性的盲信噪比估计方法。本文工作依托实验室承担的某重点预研项目的部分展开,主要内容如下: 1、基于导频的OFDM信道估计。针对梳状导频无法很好地估出频响变化剧烈的信道和块状导频跟不上快时变信道的不足,研究了一种迭代的判决反馈信道估计方法,即利用判决后的发送符号估计更新信道系数估值,再依此信道估值对接收信号进行均衡,直至信道估值收敛后,迭代终止。该方法大大改善了短波恶劣信道下系统的性能。 2、双选信道下SC-FDE系统中的信道估计。提出了一种改进的信道估计算法,将两个相邻数据块的导频组成一个新导频,再根据循环卷积的时域循环移位性质对新导频进行处理,得到若干组不同移位时的信道系数估值,利用无线信道的稀疏特性,对每组信道估值进行降噪处理并求平均得到最终的信道估值,进而改善了信道估计性能和频域均衡效果。 3、短波高速突发通信系统中的信道估计。提出一种盲信道估计和盲均衡方法,利用粒子滤波估计发送符号的后验概率密度,并依此概率密度得到发送符号序列估值,根据最大似然准则更新信道系数和噪声方差,而后再重新估计后验概率密度,经过若干次这样的迭代后,信道系数估值收敛到稳态值。该方法无需训练序列即可实现对多径衰落信道的盲辨识与盲均衡,性能接近信道已知时的情形。 4、信噪比估计算法研究。系统总结了近年来主要的信噪比估计算法,并就不同条件下的方法进行了计算机仿真,得到了一些比较直观的结论,具有一定的参考价值。基于此,对其中基于子空间分解的盲信噪比估计方法进行深入的研究。提出一种改进的自相关矩阵构造方法,在估计性能和计算复杂度之间取得较好的折中。该方法能够对中频信号直接处理,与调制方式和发送端成型滤波器的滚降系数无关,在短波信道下也能较好地估计出信号的信噪比。
【学位授予单位】:解放军信息工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TN925

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