寒假信道估计技术相关内容总结目录第一章无线信道 (3)1.1 概述 (3)1.2 信号传播方式 (3)1.3 移动无线信道的衰落特性 (3)1.4 多径衰落信道的物理特性 (5)1.5 无线信道的数学模型 (7)1.6 本章小结 (7)第二章MIMO-OFDM系统 (8)2.1 MIMO无线通信技术 (8)2.1.1 MIMO系统模型 (9)2.1.2 MIMO系统优缺点 (11)2.2 OFDM技术 (12)2.2.1 OFDM系统模型 (12)2.2.2 OFDM系统的优缺点 (14)2.3 MIMO-OFDM技术 (16)2.3.1 MIMO、OFDM系统组合的必要性 (16)2.3.1 MIMO-OFDM系统模型 (16)2.4 本章小结 (17)第三章MIMO信道估计技术 (18)3.1 MIMO信道技术概述 (18)3.2 MIMO系统的信号模型 (19)3.3 信道估计原理 (21)3.3.1 最小二乘（LS）信道估计算法 (21)3.3.2 最大似然（ML）估计算法 (23)3.3.3 最小均方误差（MMSE）信道估计算法 (24)3.3.4 最大后验概率（MAP）信道估计算法 (25)3.3.5 导频辅助信道估计算法 (26)3.3.6 信道估计算法的性能比较 (26)3.4 基于训练序列的信道估计 (28)3.5 基于导频的信道估计 (28)3.5.1 导频信号的选择 (29)3.5.2 信道估计算法 (31)3.5.3 插值算法 (31)3.5.3.1 线性插值 (31)3.5.3.2 高斯插值 (32)3.5.3.3 样条插值 (33)3.5.3.4 DFT算法 (33)3.5.4 IFFT/FFT低通滤波 (33)3.6 盲的和半盲的信道估计 (34)第四章信道估计论文方法小计 (36)4.1 《MIMO-OFDM系统的信道估计研究》西南交大2007 (36)4.1.1 基本LS信道估计 (37)4.1.2 基于STC的LS信道估计 (37)4.1.3 简化LS信道估计 (38)4.1.4 传统基于导频的二维信道估计 (39)4.1.5 基于导频的低秩二维信道估计 (40)4.1.6 几种方法性能比较和结论 (40)4.2 《MIMO多载波移动通信系统中信道估计方法及硬件实现》东南大学2006 (40)4.3 《MIMO-OFDM系统采用扩频码的信道估计方法》北邮2007 (41)4.3.1 MIMO-OFDM梳状导频信道估计原理 (42)4.3.2 MIMO-OFDM扩频码导频信道估计 (43)4.4 《MIMO系统的检测算法和信道估计技术仿真研究》西南交大2006 (44)4.4.1 频率非选择性MIMO信道估计 (44)4.4.2 频率选择性MIMO信道估计 (45)4.5 《MIMO-OFDM系统中信道估计技术的研究》西电2003 (45)4.5.1 基于训练序列的信道估计 (45)4.5.2 基于导频符号的信道估计 (46)4.5.2.1梳状导频信道估计 (46)4.5.2.2二维散布导频信道估计 (47)4.6 《Channel Estimation in Correlated flat MIMO systems》IEEE西电2008 (48)第五章MIMO同步技术 (50)5.1 MIMO-OFDM同步技术概述 (50)5.1.1 OFDM同步需要解决的问题 (50)5.1.2 同步算法的分类 (51)5.1.3 同步算法的过程 (53)5.1.4 频率偏移产生原因 (53)5.2 常用的OFDM时间频率同步技术 (53)5.2.1 时间同步和频率同步的概念 (53)5.2.2 同步性能考察指标 (54)5.2.3 利用循环前缀的同步方法 (55)5.2.4 利用PN序列的同步 (56)5.2.5 利用重复符号的时域相关同步法 (58)第一章无线信道1.1 概述无线信道系统主要借助无线电波在空中或水中的媒介传播来实现无线通信，其性能主要受到移动无线信道的制约和影响。

与有线通信不同，无线通信系统的发射机和接收机之间的传播路径非常复杂，从简单的室内传播到几千米或几十千米的视距（LOS）传播，会遭遇各种复杂的地物，如建筑物、山脉和树叶等障碍物的非视距（NLOS）传播。

由于无线信道不像有线信道那样固定并可预见，而是具有很大的随机性，甚至移动台的速度都会对信号电平的衰减产生影响，以上因素都造成无线信道非常难以分析。

仔细分析无线信道的传输特点，是提高无线传输效率和质量的前提，一般用统计方法来分析和建模无线信道。

1.2 信号传播方式在无线环境下进行通信，信号可能要经过许多的障碍物，如大楼、街道、树木以及移动的汽车等。

信号的传播途径大致可分为4种：（1）直线传播在较广阔的地区，如郊区或农村。

然而在城市环境中，直线传播很少见。

（2）反射信号往往经过大的建筑物、平坦的地面和高山反射。

反射是信号传播的一种重要途径。

（3）折射信号经过障碍物的边界时，经折射绕过障碍物而到达目的地，信号经折射后衰减很大。

因此，在无线信道模型中，一般忽略这种传播途径。

（4）散射当信号遇到一个或多个较小的障碍物时，出现散射现象，即信号分成了许多个随机方向的信号。

散射在城市通信中为最重要的一种传播方式。

信号经散射后很难预测，因此理论上的建模往往建立在统计分析的基础上。

在实际环境中，信号利用障碍物的反射、散射或直线传播等，经多条路径到达接收端，即多径传播，从而形成了多径传播。

1.3 移动无线信道的衰落特性移动无线信道是一种时变多径信道。

无线电信号通过移动信道时会遭受来自不同途径的衰减损害，这些来自不同途径的衰减损害对通信系统的性能带来极大的影响。

这些算还可以归纳为三类。

接收信号的功率可用公式（2-1）表示为：也是时间的函数。

式（2-1）表明了信道对传输信号的三类影响：1. 自由空间传播损耗与弥散，用nd 表示，它是移动台与基站之间距离的函数，描述的是大尺度范围内（数百米或者数千米）接收信号强度随发射-接收距离而变换的特性。

2. 阴影衰落，又称慢衰落，用()S d表示。

这是由于传播环境中的地形起伏、建筑物及其障碍物对电波遮蔽所引起的衰落。

它反应中等尺度（数百波长）的区间内信号电平中值的慢变化特性，其衰落特性符号对数正态分布。

3．多径衰落，又称快衰落，用()R d表示。

这是由于移动传播环境的多径传输引起的衰落。

它描述的是在中等小尺度（数个或数个波长）范围内，接收信号强度的瞬时值呈现快速变化的特征，其衰落特性一般符合瑞利分布，主要是由接收端周围物体产生的反射波相叠加引起的。

图1-1 某一衰落信号的路径损失、慢衰落与快衰落图（1-1）给出了某一衰落信号的路径损失、慢衰落和快衰落的示意图。

从移动通信系统工程的角度看，传播损耗和阴影衰落主要影响到无线区的覆盖，而多径衰落则严重影响信号的传输质量，必须采用抗衰落技术来减少其影响。

要研究这些技术，首先工作便是深入了解移动信道本身的特性，并在此基础上研究信道的统计特性，要建立合适的随机信道模型。

1.4 多径衰落信道的物理特性移动信道是一种多径衰落信道，各条传播路径上的信号幅度、时延及相位随时随地发生变化，所以接收到的信号的电平是起伏不定的，这些多径信号相互就形成了衰落。

多径传播 对于数字信号传输有特殊的影响，包括角度扩展、时延扩展和频率扩展。

1. 角度扩展－空间选择性衰落角度扩展包括接收端的角度扩展和发射端的角度扩展。

接收端的角度扩展是指多径信号到达天线阵列的到达角度的展宽。

同样，发射端的角度扩展是指由多径的反射和散射引起的发射角展宽。

由于角度扩展，接收信号产生空间选择性衰落，也就是说，接收信号幅值与天线的空间位置有关。

空间选择性衰落用相干距离来描述。

相干距离定义为两根天线上的信道响应保持强相关的最大空间距离。

相干距离越短，角度扩展越大；反之，相干距离越长，则角度扩展越小。

2. 时延扩展－频率选择性衰落在多径传播条件下，接收信号会产生时延扩展。

当发射端发送一个极窄的脉冲信号δ(t)时，由于不同路径的传播距离不一样，信号沿各个路径到移动台的时间也就不同，接收信号r(t)由不同时延的脉冲组成，可表示为()()[()]n n nr t a t t t δτ=-∑ 其中，()n a t 是第n 条路径的反射系数，()n t τ是第n 条路径的时延。

最后一个可分辨的延时信号与第一个延时信号到达时间之差为最大时延扩散，记做m T 。

由于时延的扩展，接收信号中一个码元的波形会扩展到其他码元周期中，引起码间串扰。

与时延扩散有关的一个重要概念是相干带宽。

通常用最大时延的倒数来定义相干带宽。

对移动信号来说，当信号带宽小于相干带宽时，发生非频率选择性衰落，即传输后信号中各频率分量所遭受的衰落是一致的，因而衰落信号的波形不失真。

当信号带宽大于相干带宽时，发生频率选择性衰落，即传输信道对信号中不同频率分量有不同的随机响应，所以衰落信号波形将产生失真。

一般来说，窄带信号通过移动信道会引起平坦衰落，而宽带扩频信号将引起频率选择性衰落。

3 . 频率扩展－时间选择性衰落移动台在运动中通信时，接收信号频率会发生变化，称为多普勒效应，所导致的附加频 移称为多普勒频域，表示为其中，α是入射电波与移动台运动方向的夹角，v 是运动速度，λ是波长。

/m f v λ=是D f 的最大值，称为最大多普勒频移。

在多径环境中，衰落信号的频率随机变换称为随机调频。

对于移动台来说，由于周围物体的发射，其多径接收信号的入射角都不全相同。

假设移动台天线为全向天线，路径数较大，不存在直达径，则可认为多径波均匀来自各个方向，入射角α服从0 -2π的均匀分布，来自α与-α之间的电波有相同的多普勒频移，是接收信号的频率为c o s c mf f f α=+ 由上式可见，虽然发射频率为c f ，但接收信号的频率却扩展到从c m f f -到c m f f +范围，这就是多普勒频展。

时间选择性衰落信号的幅度变化符合瑞利分布，通常称为瑞利衰落。

瑞利衰落随时间急剧变化，又称为“快衰落”，衰落最快时每秒2V/λ次。

但瑞利衰落的中值场强只产生比较平缓的变化，故称为“慢衰落”。

最大多普勒频展宽度m f 的倒数定义为相干时间C T 。

相干时间表征的是时变信道对信号的衰落节拍，而这种衰落是由于多普勒效应引起的。

在时间间隔C T 之内，信道可以认为是不变的。

综上所述，频率选择性和时间选择性是衰落信道的两个不同特性。

将他们合在一起考虑，衰落信道一般可以被分为一下四种类型：（1） 平坦衰落信道（2） 频率选择性衰落信道（3） 时间选择性衰落信道（4） 双选择性衰落信道衰落信道的类型对无线通信系统的设计起着关键性的作用。