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斜投影理论及其在盲信道估计中的应用

作　者: 张艳群
导　师: 张钦宇
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: 斜投影盲信道估计 FIR信道 ST-OFDM
分类号: TN911.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

斜投影是自20世纪30年代开始就有的一种数学方法,与盛行已久的正交投影比起来,斜投影在国内信号处理方面的发展缓慢,受关注程度较低。随着新概念例如结构噪声的提出以及新的信号处理模型的出现,正交投影的弊端也逐渐显现,斜投影才越来越受到人们的关注。本论文从投影的起源出发,通过研究斜投影算子的构造,斜投影算子的性质:代数方面、几何方面以及信号处理方面,与广义逆的关系,数值稳定性以及如何计算斜投影等内容,系统而全面的研究了斜投影理论。其中斜投影与加权最小平方之间的关系,表明斜投影是更一般化的信号估计方法。当存在子空间噪声的影响时,用斜投影可以实现较好的信号分离。盲信道估计作为实现高频谱效率的传输技术的一种必须手段,现在越来越受到关注。论文第二部分总结了一些常用的信道的数学模型,包括单输入单输出,单输入多输出直至复杂的多输入多输出以及现在流行的OFDM信道,这些信道的数学模型是彼此承接的,共同的基础都是离散信道基带模型——FIR模型。理解信道的数学模型对算法的理解以及研究新的算法有很重要的指导作用。斜投影进行盲信道估计需要首先满足系统因子? ?0,即接收天线的个数大于发送天线的个数(空间过采样)。其次是对信道的要求保证输入输出间的同构。信道的托普利兹结构,输入输出的汉克结构是算法使用的基础。对系统进行合理而有效的建模是很重要的,只有设计出恰当的模型,再结合有效的信号处理方法,才能得到好的信道估计算法。从这一点也说明应该考虑将算法与系统设计结合起来。论文最后将斜投影算法用于分组预编码的ST-OFDM系统中,通过与子空间方法进行对比,仿真结果表明在适当的信噪比下,斜投影盲信道估计方法可以用相对比较少的符号数就可以得到很有竞争力的性能。这种优势表明能够在慢衰落(几个符号持续时间内信道是不变的)环境下使用斜投影算法进行盲信道估计。至此完善了斜投影在盲信道估计中的应用。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-13
  1.1 引言  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-11
    1.2.1 斜投影理论研究现状  9-10
    1.2.2 盲信道估计研究现状  10-11
  1.3 本文主要研究内容  11-13
第2章斜投影理论  13-33
  2.1 斜投影的构造  13-17
    2.1.1 正交投影算子PU  13-14
    2.1.2 斜投影算子EU|V  14-15
    2.1.3 多个子空间的斜投影算子Li  15-17
    2.1.4 到行空间的斜投影算子EU|V  17
  2.2 斜投影(算子)的性质  17-25
    2.2.1 斜投影与加权最小平方  19-20
    2.2.2 斜投影与广义逆  20-21
    2.2.3 斜投影算子的数值稳定性  21-25
  2.3 斜投影的计算  25-29
    2.3.1 公式法  26
    2.3.2 QR分解  26-27
    2.3.3 最小平方算法  27-28
    2.3.4 迭代算法  28-29
  2.4 列(行)不满秩时的斜投影  29-32
  2.5 本章小结  32-33
第3章盲信道估计  33-51
  3.1 无线信道的基本知识  33-38
    3.1.1 无线信道的特征  33-34
    3.1.2 无线信道的参数描述  34-36
    3.1.3 几种无线信道  36-37
    3.1.4 多径衰落信道的滤波器抽头模型  37-38
  3.2 信道估计的数学模型  38-45
    3.2.1 单输入多输出信道  38-41
    3.2.2 多输入多输出信道  41-42
    3.2.3 OFDM信道  42-45
  3.3 盲信道估计方法  45-50
    3.3.1 子空间方法  45-47
    3.3.2 Monte Carol方法  47
    3.3.3 斜投影方法  47-50
  3.4 本章小结  50-51
第4章斜投影盲信道估计  51-59
  4.1 系统模型  51-53
  4.2 基于斜投影的多信道估计  53-54
  4.3 信道可估计性  54-55
  4.4 解决酉模糊  55-56
  4.5 仿真结果及分析  56-58
  4.6 本章小结  58-59
结论  59-61
参考文献  61-65
攻读学位期间发表的学术论文  65-67
致谢  67

斜投影理论及其在盲信道估计中的应用

内容摘要

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