MIMO通信系统的盲均衡算法研究

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多输入多输出(Multiple Input Multiple Output)系统是指发射端和接收端都为多天线的通信系统,在不增加带宽的前提下该系统可以成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率。但是,在高速的无线通信系统中,信号通过无线信道时,由于多径衰落的影响,在接收端的信号会受到严重的符号间干扰(ISI),使得误码率大大提高。而均衡正是克服符号间干扰的一种技术,可以补偿信道中由于多径效应产生的符号间干扰。盲均衡技术是一种不借助于训练序列,仅利用接收序列本身的先验信息来均衡信道特性,使其输出序列尽量逼近发送序列的新兴自适应均衡技术。因此,在数据通信系统中不必发送训练序列,可以提高信道效率,同时盲均衡技术还可以有效地补偿信道的非理想特性,克服符号间干扰,减小误码率,提高通信质量,获得更好的均衡性能。因此,深入研究盲均衡技术具有非常重要的理论意义和实用价值。   本论文的研究重点基于恒模算法改进的盲均衡算法,即恒模算法和字符匹配算法的联合算法,是两种算法的线性组合。通过验证了该联合算法在SISO系统下的有效性,进一步将该盲均衡联合算法推广到MIMO信道中进行研究和验证。   恒模算法和字符匹配算法的联合算法是一种基于盲均衡算法的自动识别算法。将接收到的符号星座图通过一组并行的自适应盲均衡器,当盲均衡器与星座图匹配时其代价函数收敛到最小。所以直接利用盲均衡的代价函数作为调制识别特征,当代价函数收敛后,将具有最小代价函数值的均衡器所对应的信号判为识别结果。   恒模和字符匹配联合算法盲均衡将联合算法代价函数最小化。在SISO和SIMO环境中,该联合算法可以有效地恢复QAM信号。在MIMO系统环境下,联合算法盲均衡器将级联的多个MISO盲均衡器应用于数据符号的接收,使MIMO均衡器的权重参数在迭代过程中得到修正和更新,从而恢复所有发送的数据符号。   本文所作的主要工作如下:   第一、系统地分析了移动无线信道的基本理论和MIMO系统技术。   第二、详细阐述了MIMO盲均衡技术、盲均衡采用的基本算法和衡量算法收敛性能的指标。   第三、全面地介绍了传统恒模盲均衡算法。同时,重点研究了基于SISO系统的恒模算法和字符匹配算法联合算法的性能。根据该联合算法在SISO系统的有效性,进一步研究了这种恒模算法和字符匹配算法联合算法在MIMO系统下的均衡性能和有效性能。
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