高速下基于sage的分布式mimo頻偏和信道估計(jì)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于無(wú)線與移動(dòng)通信【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種高速移動(dòng)環(huán)境下分布式多輸入多輸出系統(tǒng)聯(lián)合頻偏和信道估計(jì)算法。本發(fā)明的目的是為了解決分布式MIMO系統(tǒng)的頻偏和信道聯(lián)合估計(jì)由慢時(shí)變信道向快時(shí)變信道推過(guò)時(shí)遇到的問(wèn)題，提出了一種高速移動(dòng)環(huán)境下的分布式MIMO系統(tǒng)頻偏和信道聯(lián)合估計(jì)的方法,包括：構(gòu)建系統(tǒng)模型、初始化、計(jì)算隱藏?cái)?shù)據(jù)空間的期望、最大化隱藏?cái)?shù)據(jù)空間的期望、更新頻偏值、更新信道值、重復(fù)迭代直到估計(jì)值滿足要求。本發(fā)明從慢變條件下的分布式MIMO系統(tǒng)的聯(lián)合頻偏信道估計(jì)算法出發(fā)，分析高速移動(dòng)條件給系統(tǒng)帶來(lái)的影響，然后采用采用基于SAGE迭代的方法克服高速移動(dòng)帶來(lái)的影響，使系統(tǒng)在高速移動(dòng)環(huán)境下獲得較好的參數(shù)估計(jì)性能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】高速下基于SAGE的分布式MIMO頻偏和信道估計(jì)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無(wú)線與移動(dòng)通信【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種高速移動(dòng)環(huán)境下分布式多輸入多輸出系統(tǒng)聯(lián)合頻偏和信道估計(jì)算法。
【背景技術(shù)】
[0002]在未來(lái)的無(wú)線通信領(lǐng)域，廣泛應(yīng)用于長(zhǎng)期演進(jìn)(Long Term Evolution, LTE)的MIMO (Multiple-1nput Multiple-Out-put)技術(shù)以其得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)受到越來(lái)越多的關(guān)注和研究。分布式MIMO系統(tǒng)組網(wǎng)靈活、可以根據(jù)具體需要設(shè)置收發(fā)天線而且能夠提供更高的系統(tǒng)容量，因而成為MMO技術(shù)應(yīng)用的主要形式。另外，隨著高速移動(dòng)通信的飛速發(fā)展，針對(duì)高速環(huán)境下的分布式MIMO系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究具有重要意義。由于發(fā)射天線和接收天線可能分布在不同的地理位置，信號(hào)經(jīng)歷了不同的傳輸信道和衰落，因此分布式MMO系統(tǒng)對(duì)聯(lián)合頻偏和信道估計(jì)提出了更高的要求。尤其是在高速移動(dòng)環(huán)境中，如何高效地聯(lián)合估計(jì)分布式MIMO系統(tǒng)的頻偏和信道是未來(lái)無(wú)線通信傳輸系統(tǒng)的核心技術(shù)之一。
[0003]由于分布式MMO系統(tǒng)的所有發(fā)射天線和接收天線各自分布在不同的地理位置，信號(hào)從發(fā)射天線到達(dá)接收天線經(jīng)歷了不同的大尺度衰落和小尺度衰落，因此其存在多個(gè)不同的頻偏。分布式MMO系統(tǒng)的參數(shù)估計(jì)實(shí)際上是多參數(shù)聯(lián)合估計(jì)。而基于最大似然(Maximum Likelihood, ML)原理的參數(shù)估計(jì)是最實(shí)用的估計(jì),但是一般情況下,基于最大似然原理的多參數(shù)估計(jì)的解通常沒(méi)有閉合形式因而其求解的復(fù)雜度比較高，在分布式MMO系統(tǒng)環(huán)境下這個(gè)問(wèn)題變得更加突出。在最大似然同步算法難以得到充分實(shí)現(xiàn)的情況下，次優(yōu)的準(zhǔn)最大似然估計(jì)算法是一個(gè)不錯(cuò)的選擇，比如基于相關(guān)原理的多參數(shù)估計(jì)算法。
[0004]基于相關(guān)原理的多參數(shù)估計(jì)方法忽略了多天線帶來(lái)的干擾，因此該方法具有MSE平臺(tái)，即隨著信噪比的增加，MSE不會(huì)繼續(xù)減小。針對(duì)此問(wèn)題，基于期望條件最大化(Expectation Conditional Maximization, ECM)迭代的聯(lián)合頻偏和信道估計(jì)算法可以有效的解決相關(guān)估計(jì)方法隨信噪比增高產(chǎn)生MSE平臺(tái)的問(wèn)題。不過(guò)基于ECM的算法中，噪聲分布在整個(gè)所定義的完備數(shù)據(jù)空間中，數(shù)據(jù)空間的費(fèi)歇爾信息響應(yīng)較大，因此其收斂速度變慢。
[0005]由上可知，對(duì)于分布式MMO系統(tǒng)，采用基于相關(guān)的方法估計(jì)出頻偏和信道值作為進(jìn)行SAGE迭代的初始值，然后不斷迭代直到估計(jì)出的頻偏和信道值滿足要求，這種思路可以獲得較好的性能。但在高速移動(dòng)環(huán)境下，如何采用SAGE迭代方法對(duì)分布式MIMO系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合頻偏和信道估計(jì)，至今很少有文獻(xiàn)討論，本發(fā)明就是基于此展開(kāi)的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是為了解決分布式MIMO系統(tǒng)的頻偏和信道聯(lián)合估計(jì)由慢時(shí)變信道向快時(shí)變信道推過(guò)時(shí)遇到的問(wèn)題，提出了一種高速移動(dòng)環(huán)境下的分布式MIMO系統(tǒng)頻偏和信道聯(lián)合估計(jì)的方法。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種在高速移動(dòng)環(huán)境下基于SAGE迭代的分布式MIMO系統(tǒng)的聯(lián)合頻偏和信道估計(jì)算法，具體步驟如下:
[0008]S1、構(gòu)建系統(tǒng)模型:
[0009]一個(gè)高速移動(dòng)環(huán)境下的分布式MIMO系統(tǒng)，具有Nt個(gè)發(fā)射天線和Nk個(gè)接收天線，每對(duì)收發(fā)天線之間都有一個(gè)不同的頻偏值，所述分布式MMO系統(tǒng)具有NtNk個(gè)不同的頻偏值，所述分布式MIMO系統(tǒng)第k個(gè)接收天線在時(shí)刻t接收到的信號(hào)可以表示為
[0010]
【權(quán)利要求】
1.一種高速環(huán)境下基于SAGE的分布式MIMO頻偏和信道估計(jì)，其特征在于，步驟如下: 51、構(gòu)建系統(tǒng)模型: 一個(gè)高速移動(dòng)環(huán)境下的分布式MIMO系統(tǒng)，具有Nt個(gè)發(fā)射天線和Nk個(gè)接收天線，每對(duì)收發(fā)天線之間都有一個(gè)不同的頻偏值，所述分布式MIMO系統(tǒng)具有NtNk個(gè)不同的頻偏值，所述分布式MIMO系統(tǒng)第k個(gè)接收天線在時(shí)刻t接收到的信號(hào)可以表示為
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速環(huán)境下基于SAGE的分布式MIMO頻偏和信道估計(jì)，其特征在于: S3所述計(jì)算隱藏?cái)?shù)據(jù)空間的期望包括: 定義第I個(gè)發(fā)射天線發(fā)射的訓(xùn)練序列和頻偏的形式為
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高速環(huán)境下基于SAGE的分布式MIMO頻偏和信道估計(jì)，其特征在于:所述C3和C4是獨(dú)立于θ 1的兩個(gè)常數(shù)。
【文檔編號(hào)】H04L29/08GK103532883SQ201310476191
【公開(kāi)日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年10月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月12日
【發(fā)明者】雷霞, 孔昭富, 宋陽(yáng), 陳曉, 羅陽(yáng), 樂(lè)榮臻, 曹海波, 李垠澤 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)