两阶段MIMO无线局域网信道估计方法

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无线局域网(WLAN)技术是20世纪90年代计算机网络和无线通信技术相结合的产物,在现代实际的生活工作中有着广泛的应用,如高速计算机网络,家庭多媒体服务,医院的医疗数据、图像传输,以及手机,PDA。现在的无线局域网标准主要包括:IEEE 802.11系列和欧洲电信标准化协会(ETSI)的HiperLAN/1和HiperLAN/2标准等。IEEE 802.11b工作在2.4-2.483GHz频段,数据速率为11Mb/s,IEEE 802.11a提供了更高的速度,其速率高达54Mb/s,工作频段在5GHz。然而对于今后无线局域网中将要提供的多媒体业务来说,最高54Mbit/s的数据速率还远远不够,所以如何提高无线网络的性能和容量就变得非常重要。 在IEEE 802.11a及HiperLAN/2中都采用了正交频分复用(OFDM)技术, 正交频分复用(OFDM)是一种多载波调制方式,其基本原理是把高速数据流分成若干低速数据流并行地在相互正交的子载波上传输,这样,多径衰落相对减少,频率选择性衰落信道转化成为若干平坦衰落子信道,大大减小了码间干扰(ISI)。多输入多输出(MIMO)技术能在不增加带宽的情况下成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率,MIMO技术基本上可以分为两组:空时编码(STC)和空分复用(SDM)。空时编码通过对不同发送分支进行编码来提高通信系统的性能,而空分复用在各个分支上以相同载波频率并行地传递独立的数据流来提高吞吐率。 在本文中,我们主要目标是提高传输的比特速率,因此主要讨论空分复用技术。无线信号在传输过程中,由于信道传输特性极其复杂,产生了码间干扰和信道间干扰。为了减小误码率,提高通信质量,需要使用MIMO信道估计和信号解卷技术。因此, 盲/半盲解卷技术应运而生,它能够仅仅依据一些源信号的统计知识,就直接从观测信号中提取出独立源信号。近年来,盲解卷出现了许许多多优秀的算法,可以大致分为两类:基于高阶统计的盲解卷算法(HOS),基于二阶统计的算法(SOS)。然而高阶算法收敛速度太慢以至于很难应用于实时环境,相比较而言,二阶算法效率要高很多,但是它要求事先知道信道的长度。 本文针对这一问题,提出了一种新型的两步骤信道盲估计算法。我们知道,仅仅依靠二阶统计量是不能从空间系统分离出信号的,但是我们可以利用二阶统计量对观测信号进行去相关。去相关之后,在混和信号中只剩下了瞬时混和,可以用一个瞬时ICA算法进行信号分离。最后我们做了大量模拟实验证明了这种方法的有效性。结果表明,这种方法在误码率不高的前提下,又极大地降低了计算复杂度。
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