一種mimo信號(hào)盲檢測(cè)中的信道模糊度去除方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種MIMO信號(hào)盲檢測(cè)中的信道模糊度去除方法，其特征在于，包括以下步驟：將MIMO系統(tǒng)的信道矩陣劃分為Mt個(gè)SIMO系統(tǒng)的信道；截取每個(gè)SIMO系統(tǒng)的接收信號(hào)；根據(jù)截取到的接收信號(hào)利用基于二階統(tǒng)計(jì)量的子空間盲信道估計(jì)算法分別估計(jì)各個(gè)SIMO系統(tǒng)的信道；估計(jì)得到的各個(gè)SIMO系統(tǒng)的信道和接收信號(hào)利用迫零法均衡出每個(gè)發(fā)射天線上的訓(xùn)練序列；利用第一幀內(nèi)均衡得到的訓(xùn)練序列和截取到的信號(hào)，對(duì)后續(xù)的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行信道的估計(jì)，將Mt個(gè)SIMO系統(tǒng)的信道參數(shù)組成MIMO系統(tǒng)的信道矩陣，獲得MIMO系統(tǒng)的信道估計(jì)值。本發(fā)明的有益之處在于：計(jì)算量小、復(fù)雜度低；消除了排序模糊度問題；降低了系統(tǒng)的歸一化均方根誤差和誤碼率，提高了非合作通信系統(tǒng)的可靠性。
【專利說明】—種MI MO信號(hào)盲檢測(cè)中的信道模糊度去除方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種盲信道估計(jì)技術(shù)，具體涉及一種MIMO信號(hào)盲檢測(cè)中的信道模糊度去除方法，可以應(yīng)用于各種多天線信號(hào)、協(xié)作通信信號(hào)的盲識(shí)別、盲檢測(cè)，屬于通信【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]信道估計(jì)是指接收端獲得信道狀態(tài)信息(Channel State Information, CSI)的過程和方法。信道估計(jì)的準(zhǔn)確性影響著接收性能和數(shù)據(jù)的傳輸質(zhì)量。由于接收端的解碼需要已知信道狀態(tài)信息才能完成，因此無線移動(dòng)信道的估計(jì)和辨識(shí)是無線通信信號(hào)處理中一個(gè)主要的研究領(lǐng)域。傳統(tǒng)的非盲信道估計(jì)一般通過設(shè)計(jì)訓(xùn)練序列或在數(shù)據(jù)包中插入導(dǎo)頻實(shí)現(xiàn)信道估計(jì)，這些方法的缺點(diǎn)在于明顯的降低了信道容量和頻譜利用率。盡管對(duì)于時(shí)不變信道來講，這一損失很小，然而在高速無線通信中，信道是時(shí)變的，這種損失就不可忽略。在合作通信系統(tǒng)中，接收端已知全部或者部分訓(xùn)練序列，可采用非盲或半盲的信道估計(jì)，而在非合作通信系統(tǒng)中，由于接收端對(duì)發(fā)射端所采用的訓(xùn)練序列是完全未知的，為了實(shí)現(xiàn)MIMO信號(hào)的盲檢測(cè)，必須利用盲信道估計(jì)方法估計(jì)信道狀態(tài)信息。由于MIMO信道盲估計(jì)技術(shù)可進(jìn)一步提高通信容量和頻帶率用率，尤其在高速無線通信中所導(dǎo)致的時(shí)變信道場(chǎng)景中，MIMO信道盲估計(jì)技術(shù)表現(xiàn)出了極大的優(yōu)越性，近年來引起了廣泛關(guān)注與探索。
[0003]MIMO系統(tǒng)的盲信道估計(jì)問題中，僅根據(jù)觀測(cè)信號(hào)實(shí)現(xiàn)信道矩陣的完全辨識(shí)及源信號(hào)的恢復(fù)是無法實(shí)現(xiàn)的，得到的信道信道值與實(shí)際的信道之間存在模糊度矩陣，SIMO系統(tǒng)下的模糊度是一個(gè)標(biāo)量因子，只存在相位旋轉(zhuǎn)的問題，在MIMO系統(tǒng)下則是一個(gè)矩陣，包括順序模糊度和相位模糊度，即估計(jì)得到的不同天線上的信道順序發(fā)生錯(cuò)位，且使均衡得到的信號(hào)星座圖與原始星座圖發(fā)生相位的旋轉(zhuǎn)；如果不能將該模糊度去除，則嚴(yán)重影響信道的估計(jì)值。在已有的算法中，一般都是插入部分訓(xùn)練序列或者導(dǎo)頻來進(jìn)行信道估計(jì)值的矯正來提高算法的性能，但是在信號(hào)盲檢測(cè)場(chǎng)景下，接收端無法獲知訓(xùn)練序列或者導(dǎo)頻，所以模糊度的問題是盲信道估計(jì)中的一大難點(diǎn)。
[0004]Changyong Shin 等人在 “Blind Channel Estimation for MIM0-0FDM Systems”中提出一種基于子空間算法的信道估計(jì)算法。該算法對(duì)收發(fā)端天線數(shù)目沒有要求，具有準(zhǔn)確度高，收斂快等特點(diǎn)，僅需要信道階數(shù)上限即可，即對(duì)信道階數(shù)不敏感。然而對(duì)于估計(jì)得到的信道矩陣存在排序模糊度和相位模糊度問題，是在已知實(shí)際信道的前提下利用最小均方誤差消除模糊度矩陣。在非合作通信中，實(shí)際信道值是未知的，所以該方法不能應(yīng)用于盲信道估計(jì)中。
[0005]Gao F，Nallanathan A等人在文章“Subspace-based blind channel estimationfor SIS0, MISO and MIM00FDM systems”中提出了一種子空間法的盲信道估計(jì)算法，再利用預(yù)編碼矩陣解決模糊度問題。在非合作通信中，預(yù)編碼矩陣是發(fā)端設(shè)計(jì)的，對(duì)接收端是未知的，所以不能利用預(yù)編碼矩陣解決非合作MMO通信中的模糊度問題。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服上述已有技術(shù)的不足，針對(duì)MMO系統(tǒng)，提出一種MMO信號(hào)盲檢測(cè)中的信道模糊度去除方法，該算法計(jì)算量小、復(fù)雜度低，可以消除排序模糊，降低系統(tǒng)的歸一化均方根誤差和誤碼率，提高非合作通信系統(tǒng)的可靠性。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
[0008]一種MIMO信號(hào)盲檢測(cè)中的信道模糊度去除方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0009](1)將MMO系統(tǒng)的信道矩陣劃分為Mt個(gè)SMO系統(tǒng)的信道；
[0010](2)截取每個(gè)SMO系統(tǒng)的接收信號(hào)；
[0011](3)根據(jù)截取到的接收信號(hào)，利用基于二階統(tǒng)計(jì)量的子空間盲信道估計(jì)算法分別估計(jì)各個(gè)SMO系統(tǒng)的信道；
[0012](4)估計(jì)得到的各個(gè)SIMO系統(tǒng)的信道和接收信號(hào)利用迫零法均衡出每個(gè)發(fā)射天線上的訓(xùn)練序列；
[0013](5)利用前端數(shù)據(jù)塊的第一幀內(nèi)均衡得到的訓(xùn)練序列和截取到的信號(hào)，對(duì)后續(xù)的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行信道的估計(jì)；
[0014](6)將Mt個(gè)SMO系統(tǒng)的信道參數(shù)組成MMO系統(tǒng)的信道矩陣，獲得MMO系統(tǒng)的信道估計(jì)值。
[0015]前述的MMO信號(hào)盲檢測(cè)中的信道模糊度去除方法，其特征在于，在步驟(3)中，估計(jì)SMO系統(tǒng)的信道包括以下步驟:
[0016]a.假設(shè)SMO系統(tǒng)是平坦瑞利衰落信道，在同一個(gè)數(shù)據(jù)塊內(nèi)連續(xù)的Nf幀信號(hào)經(jīng)歷的信道狀態(tài)相同，則η時(shí)刻SIMO系統(tǒng)的第i根接收天線的接收數(shù)據(jù)yi(n)表示為:
[0017]Yi (n) =hi (k) s (n-k) +bj (η)
[0018]式中，I≤i≤Μ,Λ為發(fā)送天線到第i根接收天線的信道衰落系數(shù)；s (n-k)為n-k時(shí)刻第i根發(fā)射天線上的發(fā)射數(shù)據(jù)；bi(n)是均值為O、方差為σ 2的高斯白噪聲；
[0019]b.對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行連續(xù)N個(gè)采樣，得到:
[0020]式中
【權(quán)利要求】
1.一種MIMO信號(hào)盲檢測(cè)中的信道模糊度去除方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將MMO系統(tǒng)的信道矩陣劃分為Mt個(gè)SMO系統(tǒng)的信道； (2)截取每個(gè)SMO系統(tǒng)的接收信號(hào)； (3)根據(jù)截取到的接收信號(hào)，利用基于二階統(tǒng)計(jì)量的子空間盲信道估計(jì)算法分別估計(jì)各個(gè)SMO系統(tǒng)的信道； (4)估計(jì)得到的各個(gè)SMO系統(tǒng)的信道和接收信號(hào)利用迫零法均衡出每個(gè)發(fā)射天線上的訓(xùn)練序列； (5)利用前端數(shù)據(jù)塊的第一幀內(nèi)均衡得到的訓(xùn)練序列和截取到的信號(hào)，對(duì)后續(xù)的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行信道的估計(jì)； (6)將Mt個(gè)SMO系統(tǒng)的信道參數(shù)組成MMO系統(tǒng)的信道矩陣，獲得MMO系統(tǒng)的信道估計(jì)值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MIMO信號(hào)盲檢測(cè)中的信道模糊度去除方法，其特征在于，在步驟(3)中，估計(jì)SIMO系統(tǒng)的信道包括以下步驟: a.假設(shè)SMO系統(tǒng)是平坦瑞利衰落信道，在同一個(gè)數(shù)據(jù)塊內(nèi)連續(xù)的Nf幀信號(hào)經(jīng)歷的信道狀態(tài)相同，則η時(shí)刻SIMO系統(tǒng)的第i根接收天線的接收數(shù)據(jù)yi(n)表示為:
Yi (n) =hi (k) s (n-k) +IDi (η) 式中，I ( i ( Mphi為發(fā)送天線到第i根接收天線的信道衰落系數(shù)；s(n-k)為n-k時(shí)刻第1根發(fā)射天線上的發(fā)射數(shù)據(jù)；bi(n)是均值為O、方差為σ 2的高斯白噪聲； b.對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行連續(xù)N個(gè)采樣，得到:

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的MMO信號(hào)盲檢測(cè)中的信道模糊度去除方法，其特征在于，
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的MMO信號(hào)盲檢測(cè)中的信道模糊度去除方法，其特征在于，信道估計(jì)11//與實(shí)際的信道值H存在一個(gè)標(biāo)量的模糊因子α ,有下式:
【文檔編號(hào)】H04L25/02GK103763222SQ201410019861
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月16日
【發(fā)明者】劉毅, 張海林, 李勇朝, 胡梅霞, 賈曉婷, 李丹萍, 趙玉婷 申請(qǐng)人:西安電子科技大學(xué)