FIR-MIMO系统可盲均衡信道矩阵的特征分解研究

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通信的目的是进行信息的传输,对于一个无线通信系统来说,多址干扰和码间干扰的存在影响了信息的传输以及信号的检测和恢复,在某种程度上,多址干扰可通过多用户检测技术来克服,而均衡技术则可以减弱因信道的非理想特性造成的码间干扰。显然,无线信道的均衡能力将直接影响和决定无线信道的传输能力和利用率。为了提高信道带宽利用率,“盲均衡”方法应运而生,该方法仅利用接收序列本身及其先验信息即可对信道进行均衡。FIR-MIMO无线信道的可盲均衡条件是学者们研究的重要问题之一,随着研究的深入,该条件得到了不断地扩展,从最初要求信道矩阵H(z)不可约的极其苛刻的条件扩展到可逆条件,后又扩展为半可逆条件。本文从理论上推导出了FIR-MIMO系统信道矩阵在不可约、可逆、半可逆三种可盲均衡条件下信道矩阵分解的统一形式H(z) =H1(z)D(z)Q,并证明了:不可约条件是可逆条件的一种特例,而半可逆条件包含了前两者,是三种条件下适用范围最广的可盲均衡条件。另外,从信道矩阵的特征分析中还能看出,不可约的信道矩阵是一个基础,可盲均衡条件的扩展在数学上可等价的表现为在不可约信道系统上级联一个特殊的系统,级联系统的不同性质就对应了相应的可盲均衡范围。作为前述理论的一个应用,以半可逆条件下的可盲均衡理论为基础,实现FIR-MIMO系统下QPSK复信号的高效、快速盲检测,本文通过矩阵变换的方法把实信道下QPSK复信号的盲多用户检测问题转化为一个二值约束的二次规划问题,在求解此二次规划时使用复杂度仅为多项式级别的e近似算法,最后进行实例仿真。仿真结果表明:该算法在FIR-MIMO信道可含公零点的情况下,扩大了适用范围,降低了计算复杂度。本文共有五章内容,首先介绍的是本课题的研究背景和意义;第二章概述了通信系统盲均衡技术;第三章详细描述了FIR-MIMO系统模型,并说明了在该模型下的三种可盲均衡条件,分析了不同条件下信道矩阵的特征,然后以上述模型和理论为基础,在传输信号属于有限字符集的条件下,研究含公零点系统的盲均衡问题,给出了该系统下复传输信号的直接盲检测方法;第四章给出了具体的仿真实验;第五章是对全文工作的总结及展望。
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