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MIMO无线信道参数估计方法研究
作 者: 李桑榆
导 师: 张业荣
学 校: 南京邮电大学
专 业: 电磁场与微波技术
关键词: MIMO DOA估计 SAGE算法 MUSIC算法
分类号: TN919.3
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要
收发两端都采用多天线的MIMO通信系统具有潜在的巨大的信道容量,近年来引起了广泛的关注。未来的移动无线通信系统必须满足不断增长的传输容量的要求,而MIMO通信系统的性能很大程度上取决于无线信道的衰落特性。表征信道特性的参数包括相关时延、方位角、多普勒频移以及极化参数等。为了提高无线通信系统的性能,保证信号的可靠传输,需要有效的算法对这些参数作出快速准确的估计,所以研究多径信号参数估计方法具有重要意义。该文在MIMO无线传播信道的前提下,讨论了多种高分辨力的信道估计方法。这些方法可以归纳为三类:谱估计方法,基于参数子空间的估计方法和确定性参数估计方法。主要研究内容如下:(1)概述了无线衰落传播信道的基本特征,并讨论多径信号参数估计的意义;(2)分类讨论和研究了目前信道参数估计的各种算法,列举出各种算法的性能优缺点,做出理论对比;(3)概述空间谱估计方法的系统结构和数学模型,并对目前重要的几种MUSIC算法:经典MUSIC算法、求根MUSIC算法、四阶累积量MUSIC算法以及基于解相干的双向空间平滑算法和Toeplitz MUSIC算法进行理论研究,并且通过Matlab仿真软件,分别实现五种算法的DOA估计仿真;(4)在分别研究经典MUSIC算法、求根MUSIC算法、四阶累积量MUSIC算法以及基于解相干的双向空间平滑算法和Toeplitz MUSIC算法的前提下,综合比较各算法在不同假设环境下的性能优缺点。
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全文目录
摘要 4-5 Abstract 5-6 目录 6-8 中英文注释对照表 8-9 第一章 绪论 9-13 1.1 MIMO系统的研究背景 9-10 1.2 MIMO系统的研究意义 10 1.3 MIMO系统的主要特征 10-12 1.4 本论文主要内容和体系结构 12-13 第二章 无线传播信道特性 13-26 2.1 引言 13 2.2 无线衰落信道的基本特征 13-25 2.2.1 传输衰减 14 2.2.2 时间色散参数(频率选择性衰落) 14-18 2.2.3 频率色散参数(时间选择性衰落) 18-20 2.2.4 角度色散参数(空间选择性衰落) 20-25 2.4 本章小结 25-26 第三章 信道参数估计算法 26-38 3.1 引言 26-27 3.1.1 多径信号参数估计的意义 26-27 3.1.2 多径信号参数估计算法研究现状 27 3.2 DOA估计算法 27-28 3.2.1 传统DOA估计方法 27 3.2.2 高阶统计量DOA估计方法 27-28 3.3 时延估计算法 28-29 3.4 联合DOA和时延估计算法 29-37 3.5 本章小结 37-38 第四章 谱估计方法-MUSIC 38-61 4.1 空间谱估计理论基础 38-42 4.1.1 空间谱估计的系统结构 38-39 4.1.2 空间谱估计的数学模型 39-42 4.2 基本MUSIC算法 42-49 4.2.1 经典MUSIC算法 43-45 4.2.2 求根MUSIC算法 45-47 4.2.3 四阶累积量MUSIC算法 47-49 4.3 基于解相干的MUSIC算法 49-53 4.3.1 空间平滑算法 49-51 4.3.2 矩阵重构类算法 51-53 4.4 几种MUSIC算法仿真性能比较 53-59 4.4.1 基本MUSIC算法的信噪比仿真 53-54 4.4.2 基本MUSIC算法的阵元数目仿真 54-56 4.4.3 基于解相干的MUSIC算法的仿真比较 56-57 4.4.4 五种MUSIC算法的仿真综合比较 57-59 4.5 本章小结 59-61 第五章 总结 61-63 5.1 主要工作总结 61 5.2 下一步研究方向 61-63 致谢 63-64 参考文献 64-66
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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 数据通信 > 数据传输技术
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