專利名稱：Mimo系統(tǒng)訓(xùn)練信號(hào)暗遞和信道跟蹤的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種移動(dòng)通訊技術(shù)領(lǐng)域的方法，具體地說，是一種MIMO(多輸入多輸出)系統(tǒng)訓(xùn)練信號(hào)暗遞和信道跟蹤的方法背景技術(shù)為了適應(yīng)數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)不斷增長(zhǎng)的需求，新一代移動(dòng)通信系統(tǒng)對(duì)通訊信息通量、質(zhì)量、可靠性等提出了更高的要求。隨著移動(dòng)通信、衛(wèi)星通信的發(fā)展，移動(dòng)通信的業(yè)務(wù)量迅速增加和有限的頻譜資源的矛盾日益突出。如何更有效地利用有限的頻譜資源，提高普效率，是新一代移動(dòng)通訊系統(tǒng)面臨的關(guān)鍵問題?；诙噍斎攵噍敵?MIMO)模型的智能天線(Smart Antenna，SA)利用信號(hào)傳輸?shù)目臻g特性和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，在不用提高通訊帶寬的條件下，降低干擾、增加容量、擴(kuò)大覆蓋、改善通信質(zhì)量、降低發(fā)射功率和提高無線數(shù)據(jù)傳輸速率，使通信系統(tǒng)能夠提高頻譜的利用率和提供足夠的容量。但是由于無線移動(dòng)通信MIMO信道是一個(gè)時(shí)變、非平穩(wěn)多入多出系統(tǒng)。由于MIMO系統(tǒng)的空間分集性質(zhì)，可能出現(xiàn)碼間干擾(ISI)和信道間干擾(CCI)。為消除這些干擾，需要引入信號(hào)的估計(jì)技術(shù)/信道估計(jì)技術(shù)。在IEEE802.11的國際標(biāo)準(zhǔn)中采用周期發(fā)送導(dǎo)頻(Pilot)訓(xùn)練信號(hào)，實(shí)現(xiàn)信道的快速估計(jì)。發(fā)送導(dǎo)頻的信號(hào)方法是從發(fā)送端發(fā)送接收端已知的導(dǎo)頻信號(hào)，利用最小二乘技術(shù)估計(jì)信道，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的均衡。然而由于發(fā)送訓(xùn)練信號(hào)學(xué)要占用信道時(shí)間資源，另外一方面，發(fā)送的導(dǎo)頻信號(hào)所占的比例不能太大，影響信道估計(jì)的速度和信號(hào)均衡的質(zhì)量。但是如果用戶端移動(dòng)速度過快，導(dǎo)致無線通訊信道變化非?？?，利用有限的時(shí)間片斷發(fā)送訓(xùn)練信號(hào)無法得到足夠精確的信道，恢復(fù)發(fā)送的信號(hào)。如何通過無線信道發(fā)送訓(xùn)練信號(hào)，快速信道估計(jì)是實(shí)現(xiàn)高通量無線通訊的關(guān)鍵技術(shù)。
經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的無限局域網(wǎng)的信道估計(jì)方法，均采用無限局域網(wǎng)IEEE802.11的國際標(biāo)準(zhǔn)，利用發(fā)送信號(hào)每一楨的頭部，發(fā)送訓(xùn)練信號(hào)，并且利用該訓(xùn)練信號(hào)對(duì)信道進(jìn)行估計(jì)。具體實(shí)現(xiàn)方法可參照下列文獻(xiàn)“Allert van Zelst and Tim C.W.Schenk，Implementation of a MIMOOFDM-Based Wireless LAN System，IEEE Transactions on Signal Processing，VOL.52，NO.2，pp483-494，2004”中，(作者Allert van Zelst and TimC.W.Sehenk，題目基于多輸入多輸出正交頻分復(fù)用的無線局域系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，雜志信號(hào)處理IEEE會(huì)刊，2004年52卷，第2期，482-494頁)。在該文獻(xiàn)中，采用IEEE802.11的國際標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于兩個(gè)輸入兩個(gè)輸出系統(tǒng)，在發(fā)送信號(hào)的每一個(gè)信包中的頭部，含有用于信道估計(jì)的兩個(gè)長(zhǎng)度為64的訓(xùn)練信號(hào)。隨著接收天線的個(gè)數(shù)增加，該訓(xùn)練信號(hào)的長(zhǎng)度線性增加。發(fā)送這些訓(xùn)練信號(hào)占用了發(fā)送信號(hào)的時(shí)間資源，對(duì)于復(fù)雜無線信道，發(fā)送訓(xùn)練信號(hào)可能占用20％左右的時(shí)間。另一方面，采用該框架發(fā)送訓(xùn)練信號(hào)，信道估計(jì)只能在發(fā)送訓(xùn)練信號(hào)的時(shí)間片斷進(jìn)行。對(duì)于快速變化的時(shí)變信道，有可能因?yàn)楣烙?jì)信道更新跟不上，導(dǎo)致通信質(zhì)量下降。因此，需要研發(fā)新型的無線通訊結(jié)構(gòu)、信道估計(jì)技術(shù)以及在快速移動(dòng)條件下的信道跟蹤技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種MIMO系統(tǒng)訓(xùn)練信號(hào)暗遞和信道跟蹤的方法，使其采用訓(xùn)練信號(hào)和發(fā)送信號(hào)直接混疊的方法暗遞訓(xùn)練信號(hào)，通過基于暗遞模型的信道估計(jì)方法，解決快速移動(dòng)通訊時(shí)的信道均衡與發(fā)送訓(xùn)練信號(hào)占用時(shí)間資源的矛盾，減少訓(xùn)練信號(hào)發(fā)送占用的時(shí)間，提高信道更新的速度。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明利用發(fā)送信號(hào)的零均值性質(zhì)，在給定長(zhǎng)度是將片段上通過線性混疊方式加入常數(shù)向量，即在該時(shí)間片斷里加入取值為1或者-1的常數(shù)向量，在接收端收到的信號(hào)中，通過該時(shí)間片斷接收到信號(hào)的均值來估計(jì)無線信道。本發(fā)明提出的訓(xùn)練信號(hào)發(fā)送模型與傳統(tǒng)的IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)完全不同，不用專門適用時(shí)間片斷，也不用專門使用的某個(gè)天線來發(fā)送訓(xùn)練信號(hào)，而是通過訓(xùn)練信號(hào)與發(fā)送信號(hào)線性混疊后一起發(fā)送。在接收端利用訓(xùn)練信號(hào)的特性來估計(jì)無線信道，這是本發(fā)明的核心創(chuàng)新點(diǎn)。
本發(fā)明包括以下步驟(1)訓(xùn)練信號(hào)的構(gòu)造訓(xùn)練信號(hào)的構(gòu)造是實(shí)現(xiàn)訓(xùn)練信號(hào)連續(xù)發(fā)送的核心，具有特殊結(jié)構(gòu)的訓(xùn)練信號(hào)才有可能實(shí)現(xiàn)同時(shí)發(fā)送訓(xùn)練信號(hào)和通訊信號(hào)的條件下估計(jì)信道和信號(hào)均衡。
訓(xùn)練信號(hào)的構(gòu)造滿足如下的條件①訓(xùn)練信號(hào)兩兩正交②訓(xùn)練信號(hào)是對(duì)成的二值信號(hào)，且信號(hào)的均值為零。
③訓(xùn)練信號(hào)在一個(gè)小區(qū)間內(nèi)是常數(shù)。這一點(diǎn)在信道估計(jì)是非常重要，需要用接收信號(hào)的均值來重構(gòu)訓(xùn)練信號(hào)。
對(duì)于滿足條件①和②的信號(hào)，稱之為正交訓(xùn)練信號(hào)。
為了在高頻的發(fā)送信號(hào)中發(fā)送訓(xùn)練序列(或者稱為參考信號(hào))p(k)＝(p1(k)，...，pn(k))T，設(shè)計(jì)訓(xùn)練信號(hào)具有如下性質(zhì)p1(k)，...，pn(k)取值為1或者-1，是以T為周期的周期信號(hào)，并且信號(hào)間兩兩正交，即<pi(k)，pj(k)>＝0，對(duì)任意i，j成立。
對(duì)于正交訓(xùn)練信號(hào)的構(gòu)造，可以采用如下方法進(jìn)行。設(shè)每個(gè)片斷的長(zhǎng)度為N，共有M個(gè)片斷，序列的總長(zhǎng)度為L(zhǎng)。記Li＝(i-1)N+1。
構(gòu)造的訓(xùn)練序列在每個(gè)片段上是一個(gè)常數(shù)，即對(duì)于i＝1，2，...，Mpi(t)＝±1，t＝Li，Li+1，...，Li+1-1。
(2)訓(xùn)練信號(hào)隱遞模型的建立對(duì)于暗送訓(xùn)練信號(hào)模型x(k)＝A[s(k)+p(k)]+n(k)，其中，s(k)＝(s1(k)，...，sn(k))T是發(fā)送天線的發(fā)送信號(hào)向量，要求滿足零均值條件，A是多輸入多輸出的信道混合矩陣，表現(xiàn)為頻率復(fù)用時(shí)信道間的干擾。x(k)是接收端收到的信號(hào)向量，n(k)是零均值測(cè)量噪音向量。
訓(xùn)練信號(hào)暗送模型的建立，是將訓(xùn)練信號(hào)與通信信號(hào)利用線性混合在一起，通過發(fā)送端天線發(fā)送。這時(shí)，信號(hào)的能量增加，但是沒有增加通訊信號(hào)的容量，也沒有占用發(fā)送的時(shí)間。在接收端，收到的信號(hào)是含有訓(xùn)練信號(hào)的混合信號(hào)，目的是通過接受端，收到信號(hào)估計(jì)信道混合矩陣以及發(fā)送的原始信號(hào)。
(3)接收信號(hào)的同步估計(jì)記每個(gè)時(shí)間片斷窗口的長(zhǎng)度為N。因?yàn)樵谛盘?hào)傳輸過程中有時(shí)間滯后，首先，需要對(duì)發(fā)送信號(hào)的起點(diǎn)進(jìn)行估計(jì)，估計(jì)方法使用測(cè)量信號(hào)與訓(xùn)練信號(hào)的相關(guān)性來定義測(cè)量信號(hào)的起點(diǎn)。
Ω(τ)=Σi=1n<xi(·),pi(·-τ)>N]]>=Σi=1nΣk=1Nxi(k),pi(k-τ),τ=0,1,···,N-1.]]>當(dāng)訓(xùn)練信號(hào)與測(cè)量信號(hào)同步時(shí)，函數(shù)Ω(τ)取最大值。記 是相關(guān)函數(shù)Ω(τ)的最大值點(diǎn)。
(4)信道自適應(yīng)估計(jì)基本假設(shè)設(shè)原始信號(hào)是隨機(jī)的零均值的隨機(jī)變量。
當(dāng)確定測(cè)量信號(hào)的起始點(diǎn)后，可以通過下列的模型來估計(jì)混合模型的參數(shù)矩陣A
其中<x(k)>N=1NΣj=1Nx(k+j-1)]]>是變量x(k)的N個(gè)點(diǎn)的均值。當(dāng)假設(shè)原始的信號(hào)均值為零時(shí)，有<s(k)>N≈0和<n(k)>N≈0。上面的方程簡(jiǎn)化為 因此，混合矩陣的估計(jì)為<x^(k),p^(k-τ)>T=A<p^(k-τ),p^(k-τ)>T,]]>或者A=<x^(k),p^(k-τ)>T×<p^(k-τ),p^(k-τ)>T-1.]]>如果選擇訓(xùn)練信號(hào)是單位方差，則上個(gè)估計(jì)式可以表示為A=<x^(k),p^(k-τ)>T.]]>信號(hào)均衡的解混合信道為W＝A-1。
為了減少噪音對(duì)信道估計(jì)的干擾，可采用最小二乘估計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)方法如下<p(k)>N＝W<x(k)>N。
記x^(k)=<x(k)>N,p^(k-τ)=<p(k)>N,]]>得到p^(k-τ)=Wx^(k).]]>兩邊同時(shí)乘以 并對(duì)時(shí)間求平均，得到
<p^(k-τ),x^(k)T>=W<x^(k),x^(k)T>]]>=Wσx,x]]>利用最小二乘估計(jì)方法，信號(hào)均衡的解混合信道為W=<p^(k-τ),x^(k)T>σx,xT(σx,xσx,xT)-1.]]>(5)采用信號(hào)均衡算法有了矩陣的估計(jì)，則信號(hào)估計(jì)可以由下列公式給出s(k)＝Wx(k)-p(k-τ)。
(6)信道跟蹤當(dāng)信道快速變化時(shí)，需要有快速的信道跟蹤技術(shù)。本發(fā)明提出基于快速平均的信道平滑技術(shù)，實(shí)現(xiàn)方法如下對(duì)于接收到第t個(gè)長(zhǎng)度為N的數(shù)據(jù)包時(shí)，立即可以更新信道參數(shù)。考慮到信道過渡的平穩(wěn)性，利用平滑給出新的信道，其計(jì)算過程如下At+1=(1-λ)At+λ<x^(k),p^(k-τ)>T,]]>或者Wt+1=(1-λ)Wt+λ<p^(k-τ),x^(k)T>σx,xT(σx,xσx,xT)-1,]]>其中，λ是一個(gè)平滑系數(shù)，可以取0到1之間的數(shù)。
利用平滑模型，將原來的信道參數(shù)和新估計(jì)的信道進(jìn)行加權(quán)平均，加權(quán)系數(shù)取λ＝0.8。
訓(xùn)練信號(hào)隱遞方法的基本原理是利用發(fā)送信號(hào)的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)，當(dāng)發(fā)送信號(hào)的均值為零時(shí)，將一段長(zhǎng)度為N，取值全為1或-1的常數(shù)訓(xùn)練信號(hào)，通過線性疊加混入發(fā)送信號(hào)中，在接收端檢測(cè)到信號(hào)起點(diǎn)后，利用N個(gè)樣本點(diǎn)的均值重構(gòu)出訓(xùn)練信號(hào)。因此在該隱遞模型中，訓(xùn)練信號(hào)發(fā)送不占用通信信道資源，也不用占用通訊的時(shí)間資源，將訓(xùn)練的信號(hào)與要傳輸?shù)男盘?hào)線性疊加后，一起發(fā)送到接收端。利用接收端信號(hào)的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)和訓(xùn)練信號(hào)的結(jié)構(gòu)重構(gòu)出訓(xùn)練信號(hào)。由于訓(xùn)練信號(hào)在通訊過程中是連續(xù)發(fā)送的，所以本發(fā)明可以實(shí)時(shí)快速地進(jìn)行信道估計(jì)和信號(hào)均衡，提高復(fù)雜環(huán)境下易變信道的快速跟蹤速度，適合快速移動(dòng)通訊系統(tǒng)的信道估計(jì)和均衡問題。當(dāng)接收端天線接收到混合信號(hào)后，需要估計(jì)出訓(xùn)練信號(hào)的起始點(diǎn)，本發(fā)明提出一個(gè)同步檢測(cè)的方法確定訓(xùn)練信號(hào)的起始點(diǎn)。當(dāng)訓(xùn)練信號(hào)的起始點(diǎn)確定以后，本發(fā)明提出一個(gè)基于信號(hào)平均的信道估計(jì)技術(shù)以及相應(yīng)的信號(hào)均衡技術(shù)。
本發(fā)明的有益效果是(1)使用訓(xùn)練信號(hào)的暗送技術(shù)(AMTD)，可以避免占用專用的時(shí)間片斷發(fā)送訓(xùn)練信號(hào)，提高信號(hào)發(fā)送的效率。(2)因?yàn)橛?xùn)練信號(hào)一直隱含在接收信號(hào)中，本發(fā)明可以實(shí)時(shí)在線地估計(jì)信道，信道更新的頻率可以提高，根據(jù)信道模型和訓(xùn)練信號(hào)結(jié)構(gòu)，利用N個(gè)接收到的樣本既可以對(duì)信道進(jìn)行更新。相對(duì)現(xiàn)有的寬帶無線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，可以處理更高速移動(dòng)通訊問題。(3)由于采用即時(shí)信道跟蹤技術(shù)，不僅可以處理快速移動(dòng)通訊信道估計(jì)問題，而且提高通訊信道的可靠性。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例本發(fā)明包括如下步驟(1)訓(xùn)練信號(hào)的構(gòu)造以兩個(gè)輸入發(fā)射天線和兩個(gè)接收天線為例，給出訓(xùn)練信號(hào)的構(gòu)造方法。對(duì)于2輸入2輸出系統(tǒng)的構(gòu)造方法。首先構(gòu)造兩個(gè)正交的序列d1＝(1，1，-1，-1)，d2＝(1，-1，1，-1)。
這兩個(gè)序列滿足正交條件。給定時(shí)間片段的長(zhǎng)度為N，那么通過這兩個(gè)序列構(gòu)造的正交訓(xùn)練信號(hào)為
p1＝Td1，p2＝Td2。
其中T為長(zhǎng)度為N，其每個(gè)元素為1的行向量，符號(hào)代表Kronecker的矩陣乘積。如果N＝4，那么有p1＝(1，1，1，1，1，1，1，1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)，p2＝(1，1，1，1，-1，-1，-1，-1，1，1，1，1，-1，-1，-1，-1)。
為了提高信道估計(jì)的精度，需要較長(zhǎng)的時(shí)間片斷，在實(shí)施過程中，取N＝100。這時(shí)，p1＝Td1是一個(gè)長(zhǎng)度為400的向量。根據(jù)本項(xiàng)技術(shù)信號(hào)傳遞模型，只要收到100個(gè)樣本點(diǎn)后，既可以更新估計(jì)的信道，具有信道的快速跟蹤特性，應(yīng)該指出該訓(xùn)練信號(hào)時(shí)間片段的長(zhǎng)度不會(huì)隨接收天線個(gè)數(shù)的增加而增加。
(2)訓(xùn)練信號(hào)的隱遞方式經(jīng)過信號(hào)編碼后，在發(fā)送前利用線性混疊模型將特殊訓(xùn)練信號(hào)加到傳輸信號(hào)中，通過無線信道發(fā)送到接收端x(k)＝A[s(k)+p(k)]+n(k)，其中，s(k)是待發(fā)送的信號(hào)，p(k)是具有特殊結(jié)構(gòu)的訓(xùn)練信號(hào)，訓(xùn)練信號(hào)的單元長(zhǎng)度N取100，n(k)是傳輸信道的噪音。x(k)是接收端接受的信號(hào)。訓(xùn)練信號(hào)與待發(fā)送信號(hào)的直接混合后通過無線信道發(fā)送到接收端。因此，本發(fā)明不需要單獨(dú)占用時(shí)間資源來發(fā)送訓(xùn)練信號(hào)。
(3)隱遞方式下訓(xùn)練信號(hào)同步點(diǎn)檢測(cè)當(dāng)接收端接收到無線信號(hào)后，利用與已知訓(xùn)練信號(hào)的相關(guān)性來檢測(cè)訓(xùn)練信號(hào)的同步點(diǎn)。計(jì)算方法如下，首先計(jì)算下面的相關(guān)性函數(shù)Ω(τ)=Σi=1nΣk=1Nxi(k),pi(k-τ),τ=0,1,···,N-1.]]>
取該相關(guān)函數(shù)Q(τ)的最大值作為同步點(diǎn)，記為 (4)隱遞方式下信道估計(jì)x^(k)=<x(k)>N=1NΣj=0N-1x(k+j),p^(k-τ^)=<p(k)>N=1NΣj=0N-1p(k+j-τ^).]]>信道模型參數(shù)的估計(jì)方程簡(jiǎn)化為p^(k-τ^)=Wx^(k).]]>利用最小二乘估計(jì)方法，信號(hào)均衡的解混合信道為W=<p^(k-τ),x^(k)T>σx,xT(σx,xσx,xT)-1.]]>其中σx,x=<x^(k),x^(k)T>]]>是 的相關(guān)矩陣。
(5)隱遞方式下的信號(hào)均衡方法有了解混合信道的估計(jì)，則原發(fā)送信號(hào)估計(jì)可以由下列公式給出s(k)=Wx(k)-p(k-τ^).]]>(6)隱遞方式下的信道跟蹤本發(fā)明提出基于快速平均的信道平滑技術(shù)。對(duì)于第t楨，可以估計(jì)一個(gè)信道估計(jì)，考慮到信道過渡的平穩(wěn)性，采用利用平滑給出新的信道，其計(jì)算過程如下Wt+1=(1-λ)Wt+λ<p^(k-τ^),x^(k)T>σx,xT(σx,xσx,xT)-1,]]>其中，λ是一個(gè)平滑系數(shù)，取λ＝0.8，σx,x=<x^(k),x^(k)T>]]>是 的相關(guān)矩陣。
在訓(xùn)練信號(hào)隱遞的模式下，訓(xùn)練信號(hào)不占用發(fā)送的時(shí)間資源，比現(xiàn)在IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)發(fā)送能力提高約20％，因?yàn)楫?dāng)信道快速變化時(shí)，在IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)中需要用20％的時(shí)間資源發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)。另外，本發(fā)明取得的優(yōu)勢(shì)是快速信道跟蹤能力?？梢栽谟?xùn)練信號(hào)中每一個(gè)時(shí)間片斷對(duì)信道進(jìn)行修正，即當(dāng)接收端收到N個(gè)樣本后，立即可以對(duì)信道進(jìn)行修正。在IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)中只能在接收到一楨信號(hào)后才能對(duì)信道進(jìn)行修正一次。對(duì)快速移動(dòng)情況下，本發(fā)明具有更高的信道跟蹤能力。
權(quán)利要求
1.一種MIMO系統(tǒng)訓(xùn)練信號(hào)暗遞和信道跟蹤的方法，其特征在于，利用發(fā)送信號(hào)的零均值性質(zhì)，在給定長(zhǎng)度是將片段上通過線性混疊方式加入常數(shù)向量，即在該時(shí)間片斷里加入取值為1或者-1的常數(shù)向量，在接收端收到的信號(hào)中，通過該時(shí)間片斷接收到信號(hào)的均值來估計(jì)無線信道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MIMO系統(tǒng)訓(xùn)練信號(hào)暗遞和信道跟蹤的方法，其特征是，包括以下步驟(1)訓(xùn)練信號(hào)的構(gòu)造訓(xùn)練信號(hào)的構(gòu)造滿足如下的條件①訓(xùn)練信號(hào)兩兩正交，②訓(xùn)練信號(hào)是對(duì)成的二值信號(hào)，且信號(hào)的均值為零，③訓(xùn)練信號(hào)在一個(gè)小區(qū)間內(nèi)是常數(shù)，為了在高頻的發(fā)送信號(hào)中發(fā)送訓(xùn)練序列p(k)＝(p1(k)，…，pn(k))T，設(shè)計(jì)訓(xùn)練信號(hào)具有如下性質(zhì)p1(k)，…，pn(k)取值為1或者-1，是以T為周期的周期信號(hào)，并且信號(hào)間兩兩正交，即<pi(k)，pj(k)>＝0，對(duì)任意i，j成立，對(duì)于正交訓(xùn)練信號(hào)的構(gòu)造，可以采用如下方法進(jìn)行設(shè)每個(gè)片斷的長(zhǎng)度為N，共有M個(gè)片斷，序列的總長(zhǎng)度為L(zhǎng)，記Li＝(i-1)N+1，構(gòu)造的訓(xùn)練序列在每個(gè)片段上是一個(gè)常數(shù)，即對(duì)于i＝1，2，…，Mpi(t)＝±1，t＝Li，Li+1，…，Li+1-1；(2)訓(xùn)練信號(hào)隱遞模型的建立將訓(xùn)練信號(hào)與通信信號(hào)利用線性混合在一起，通過發(fā)送端天線發(fā)送，在接收端，收到的信號(hào)是含有訓(xùn)練信號(hào)的混合信號(hào)；(3)接收信號(hào)的同步估計(jì)記每個(gè)時(shí)間片斷窗口的長(zhǎng)度為N，因?yàn)樵谛盘?hào)傳輸過程中有時(shí)間滯后，首先需要對(duì)發(fā)送信號(hào)的起點(diǎn)進(jìn)行估計(jì)，估計(jì)方法使用測(cè)量信號(hào)與訓(xùn)練信號(hào)的相關(guān)性來定義測(cè)量信號(hào)的起點(diǎn)，Ω(τ)=Σi=1n⟨xi(·),pi(·-τ)⟩N]]>=Σi=1nΣk=1Nxi(k),pi(k-τ),τ=0,1,···,N-1.]]>當(dāng)訓(xùn)練信號(hào)與測(cè)量信號(hào)同步時(shí)，函數(shù)Ω(τ)取最大值，記 是相關(guān)函數(shù)Ω(τ)的最大值點(diǎn)；(4)信道自適應(yīng)估計(jì)基本假設(shè)設(shè)原始信號(hào)是隨機(jī)的零均值的隨機(jī)變量，當(dāng)確定測(cè)量信號(hào)的起始點(diǎn)后，可以通過下列的模型來估計(jì)混合模型的參數(shù)矩陣A 因此，混合矩陣的估計(jì)為A=⟨x^(k),p^(k-τ)⟩T×⟨p^(k-τ),p^(k-τ)⟩T-1,]]>信號(hào)均衡的解混合信道為W＝A-1，為了減少噪音對(duì)信道估計(jì)的干擾，可采用最小二乘估計(jì)方法，信號(hào)均衡的解混合信道為W=⟨p^(k-τ),x^(k)T⟩σx,xT(σx,xσx,xT)-1;]]>(5)采用信號(hào)均衡算法有了矩陣的估計(jì)，則信號(hào)估計(jì)可以由下列公式給出s(k)＝Wx(k)-p(k-τ)；(6)信道跟蹤當(dāng)信道快速變化時(shí)，需要有快速的信道跟蹤技術(shù)，實(shí)現(xiàn)方法如下對(duì)于第t楨，估計(jì)一個(gè)信道估計(jì)，考慮到信道過渡的平穩(wěn)性，利用平滑給出新的信道，其計(jì)算過程如下At+1=(1-λ)At+λ⟨x^(k),p^(k-τ)⟩T,]]>或者Wt+1=(1-λ)Wt+λ⟨p^(k-τ),x^(k)T⟩σx,xT(σx,xσx,xT)-1,]]>其中，λ是一個(gè)平滑系數(shù)，可以取0到1之間的數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的MIMO系統(tǒng)訓(xùn)練信號(hào)暗遞和信道跟蹤的方法，其特征是，所述的訓(xùn)練信號(hào)隱遞模型的建立，其方法是對(duì)于暗送訓(xùn)練信號(hào)模型x(k)＝A[s(k)+p(k)]+n(k)，其中，s(k)＝(s1(k)，…，sn(k))T是發(fā)送天線的發(fā)送信號(hào)向量，要求滿足零均值條件，A是多輸入多輸出的信道混合矩陣，表現(xiàn)為頻率復(fù)用時(shí)信道間的干擾，x(k)是接收端收到的信號(hào)向量，n(k)是零均值測(cè)量噪音向量。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的MIMO系統(tǒng)訓(xùn)練信號(hào)暗遞和信道跟蹤的方法，其特征是，所述的信道自適應(yīng)估計(jì)，其方法是如果選擇訓(xùn)練信號(hào)是單位方差，則混合矩陣的估計(jì)式可以表示為A=⟨x^(k),p^(k-τ)⟩T.]]>
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的MIMO系統(tǒng)訓(xùn)練信號(hào)暗遞和信道跟蹤的方法，其特征是，所述的信道跟蹤，其方法是利用平滑模型，將原來的信道參數(shù)和新估計(jì)的信道進(jìn)行加權(quán)平均，加權(quán)系數(shù)取λ＝0.8。
全文摘要
一種MIMO系統(tǒng)訓(xùn)練信號(hào)暗遞和信道跟蹤的方法，屬于移動(dòng)通訊技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明利用發(fā)送信號(hào)的零均值性質(zhì)，在給定長(zhǎng)度是將片段上通過線性混疊方式加入常數(shù)向量，即在該時(shí)間片斷里加入取值為1或者－1的常數(shù)向量，在接收端收到的信號(hào)中，通過該時(shí)間片斷接收到信號(hào)的均值來估計(jì)無線信道。本發(fā)明采用訓(xùn)練信號(hào)和發(fā)送信號(hào)直接混疊的方法暗遞訓(xùn)練信號(hào)，提出了基于暗遞模型的信道估計(jì)方法，使其解決快速移動(dòng)通訊時(shí)的信道均衡與發(fā)送訓(xùn)練信號(hào)占用時(shí)間資源的矛盾，減少訓(xùn)練信號(hào)發(fā)送占用的時(shí)間，提高信道更新的速度。
文檔編號(hào)H04L25/02GK1750522SQ20051003012
公開日2006年3月22日 申請(qǐng)日期2005年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月29日
發(fā)明者張麗清 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)