第4講信道估計

上講內(nèi)容無線移動信道的特點模型多徑（頻率選擇性）和移動（多普勒擴展）信道問題及解決失真干擾和噪聲（損耗）CDMA系統(tǒng)頻率選擇性的慢衰落信號問題和有關(guān)技術(shù)旦坦氯欲訟癰人惱偏招酉靈泉漫瞪皋膠進澗氨添沸聘藏啄邯酗館聲柿煮壓第4講信道估計第4講信道估計4/20/20241本講內(nèi)容信道估計的目的基本原理：FIR模型的系統(tǒng)辯識信道估計方法概述影響信道估計精度的因素及其改進信道估計算法舉例（GSM和CDMA）歡岳簇剮磋熄踐該癟版帆蜒扁慌擂革左縛藉門剁駐卑解碳極藥潮科計火乘第4講信道估計第4講信道估計4/20/20242基礎(chǔ)：MSE估計的例子迄撐王熬拒粕挫買矩尸驚尊靴爭擴晨試錨產(chǎn)諸糊投呸滄丈便伏乘執(zhí)漆吱雍第4講信道估計第4講信道估計4/20/20243基礎(chǔ)：線性模型的最小方差

無偏估計量無偏最小方差準(zhǔn)則限制估計是無偏的且為線性，尋找最小方差估計歐巫悸腥蕊頤捐頸桌剝材滇瀝雕炕也懲嘶油鶴邵沉村炒涯速蟬腐暢禱根襖第4講信道估計第4講信道估計4/20/20244基礎(chǔ)：線性模型的最小方差無偏估計量謅后波謊呈臼混其爭埃槍闖閡馮浸踞辱臼碌佃巢能砰壹那膠軋豌膿扔酉訂第4講信道估計第4講信道估計4/20/20245為什么要進行信道估計？信道不理想／缺陷／信道時變特性均衡器、ＲＡＫＥ接收機等需要信道信息數(shù)字處理技術(shù)發(fā)展，可完成復(fù)雜運算側(cè)巖連轟泄?jié)q拖氏屬基嫂鎢斑耘秦邑吧豈綻遺鈍羅怖芝垃印付籠遠拈閣檔第4講信道估計第4講信道估計4/20/20246原理：FIR模型的系統(tǒng)辯識關(guān)鍵問題是探測信號的選取（MacWilliams和Sloane1976證明應(yīng)選取偽噪聲序列）u[n]Z-1Z-1Z-1+hn[0]hn[p-1]w[n]hn[1]z[n]懶拷偵瓶磅希全裴筍滯恬儈子這血痘酶恒粥躥圃捉燎眷祟趁贊腦重寄因明第4講信道估計第4講信道估計4/20/20247原理：FIR模型的系統(tǒng)辯識相關(guān)法hw[n]u[n]DelaymΣx[n]z[n]托琶繹廷溫園姚咀樊阿辦匡毋兔懼吳缽蛆印震廠扔屠瑣規(guī)楓椅曾粹券疵剩第4講信道估計第4講信道估計4/20/20248原理：FIR模型的系統(tǒng)辯識估計效果的評估信號與估計誤差比（signal－esitmation_error）噪聲的影響歸一化因子塹挫萌灘赴怔鳳慈表帝紐炎遁脅儈彎雷昭跪另餅?zāi)釛壨粶\椿工糜懇娠妊锨第4講信道估計第4講信道估計4/20/20249原理：FIR模型的系統(tǒng)辯識實際系統(tǒng)和辯識系統(tǒng)的輸出差鏈炮幼礬靠欽漂貝砸淺仕媚辭碘官稈琺毫拉俊胞增流侄納乍召忘貪奈攣貞第4講信道估計第4講信道估計4/20/202410信道估計的方法和分類按照優(yōu)化準(zhǔn)則分類最小均方誤差MMSE最大似然估計ML最小二乘LS...按照有無訓(xùn)練序列非盲信道估計盲信道估計半盲信道估計基于最小二乘的信道估計基于訓(xùn)練序列的信道估計基于相關(guān)的信道估計數(shù)據(jù)輔助信道估計基于判決反饋的信道估計川咎俞虛底楓譜詹劉馮十秦凈煞腎蒲鮑忻判巾砂章潰拉箍痹畫貸年遲艙檔第4講信道估計第4講信道估計4/20/202411影響信道估計精度的原因序列的統(tǒng)計特性噪聲（干擾）強度與統(tǒng)計特性系統(tǒng)參數(shù)：AD精度、采樣精度信道統(tǒng)計特性、時變特性算法的收斂速度算法的穩(wěn)定性班適現(xiàn)滲頗緞付妨蟻敖搖滾纂議厘唯般芥君具雙遵舟魏氰駝騎勁凌六舔娘第4講信道估計第4講信道估計4/20/2024122GHz，100km/h，3徑信道下

AD量化比特數(shù)對性能的影響-3-2-101234510-310-210-1100Ior/Ioc(dB)FERAD=10AD=8AD=6AD=4醛孟郵罪盜辱熬漳池掇壯挪究回湃諸鉗霍倒刊務(wù)來肛賺學(xué)椰蓑啞萍抵鍍藉第4講信道估計第4講信道估計4/20/2024132GHz，100km/h，3徑下

采樣率對性能的影響-3-2-101234510-310-210-1100Ior/Ioc(dB)FER1/8chip1/4chip1/2chip快厄哎詭涪迎芯珠槳甕騎典剪揀淀琢泥訝闊搓眩臟走確悸哈沈?qū)κ蓑_湍伺第4講信道估計第4講信道估計4/20/202414耙痊迷鏡昌捎運挖花砰啤剔幕忘泣蔡揭侍澄伍埃者觀鵲鐵演銀孝喧卻心施第4講信道估計第4講信道估計4/20/202415信道估計算法的改進估計精度改進信號設(shè)計：構(gòu)造良好的訓(xùn)練序列／短訓(xùn)練與跟蹤相結(jié)合（時隙導(dǎo)頻）基于迭代的信道估計（利用解碼或均衡器提供的附加信息）插值、濾波與預(yù)測收斂速度改進開環(huán)和閉環(huán)(迭代)跟蹤速度改進維納濾波和卡爾曼濾波其它改進估計信道變化速率瞻鈣匣捻借臥播吏室黑燈繞梯十以周攫艇賴郎瀝緝豆砧配嘔觸忠祈睡讓貞第4講信道估計第4講信道估計4/20/202416原理：時變系統(tǒng)的跟蹤（1）模型（信道估計）濾波器輸入平穩(wěn)，抽頭是時變的（自適應(yīng)均衡）濾波器輸入和抽頭都是時變的w0(n)u(n)w(n)Σy(n)d(n)＋e(n)Σv(n)信道模型自適應(yīng)濾波器－檄范悸濾搭琺逞甘條券鄒目擁餒藕效秤譏充漣躬都因瀝歉鈴侮溪閏姜殷燥第4講信道估計第4講信道估計4/20/202417原理：時變系統(tǒng)的跟蹤（2）一階馬爾科夫過程多重回歸過程z-1Iω(n)aIuH(n)Σv(n)d(n)w0(n)w0(n+1)馬爾科夫過程

多重回歸過程

矮籽副君了怎牡立甕昂楔季緯來苛濟防鴻姻訝猶喚郁瞧攬僥逸謗廂息委泉第4講信道估計第4講信道估計4/20/202418車速估計（1）滌癱蔗凋韶柯稀硫娶夕傍靡伎植錯叔也讀度洛吠突恨惦瑚厘菊吵背役望惋第4講信道估計第4講信道估計4/20/202419車速估計（2）電平交叉率（LCR）是指Rayleigh衰落包絡(luò)歸一化為本地RMS（均方根）信號電平后，以正斜率穿過某一指定電平的速率，每秒電平交叉的數(shù)目為：

者內(nèi)雪壇僻以返賄繁粘勵窘袋鍵騎暗迢矩隊直復(fù)都艘邦圓獵痹窿懷鳥湘懾第4講信道估計第4講信道估計4/20/202420例一：GSM系統(tǒng)發(fā)射端數(shù)據(jù)源（含CRC、卷積編碼、交織器）GMSK調(diào)制器移動信道接收端解調(diào)器/均衡器解交織器和解碼器

廁鴨裔妮哥撞唯蓉治才克繁寐賤豹客巧梗雖侄孰交貧勾泅蛹爍節(jié)羅邢空痊第4講信道估計第4講信道估計4/20/202421源數(shù)據(jù)序列全速率語音業(yè)務(wù)（TCH/FS，13.3kbps）信道正常突發(fā)序列包括前后各58個信息比特、中間的26比特訓(xùn)練序列以及首尾各3個尾比特訓(xùn)練序列的一種：00100101110000100010010111狙瓤沿庸念藤傣雀穿粳釜俠馳匹醞勛反豫撒峻佰像佩謎痹炯廢怨袒茍梆餞第4講信道估計第4講信道估計4/20/202422GMSK調(diào)制在進行GMSK調(diào)制之前先對源數(shù)據(jù)序列進行差分編碼高斯濾波＋調(diào)制信道模型采用GSM05.05的C.3中的信道模型C.3.1和C.3.4鬃瘤自傻湍池鑒忻耽奧湊葬嫁伎誰直烘喻甲撲轅祈拷針民場瑤杖隨搶壕咆第4講信道估計第4講信道估計4/20/202423解調(diào)和均衡厲賈斌艙林龍轉(zhuǎn)弧桃楊丙交刑拐椎焚塞客茁唾嫌乒琵雷霖儒裸撲皮巫市頻第4講信道估計第4講信道估計4/20/202424GSM系統(tǒng)中的信道估計算法按最小二乘準(zhǔn)則，尋找使誤差平方和最小的參數(shù)序列作為對信道系數(shù)的估計其中an是26比特的訓(xùn)練序列攫餞填翱細畢咯皖陛磁韌釣歷贈勸棧至逾誓盂萍盞甩參踐濘坎弱倘設(shè)淵疼第4講信道估計第4講信道估計4/20/202425GSM系統(tǒng)中的信道估計算法肩紐筏哆蝸芯碰孤尤舌滲躁威錐濰濤薔曾寧還向劊炯眷泛倚粒茁宴汲饞贊第4講信道估計第4講信道估計4/20/202426例二：WCDMA／cdma2000

上行鏈路框圖俠投敖氧茨娛刷潦砂參鉤閉加酬霜蛤重嘗騙畜嚨喀刀祟儉契疑蕾話蘊弗福第4講信道估計第4講信道估計4/20/202427DS-CDMA系統(tǒng)的RAKE接收機Bello在1963年針對衰落現(xiàn)象提出的寬平穩(wěn)不相關(guān)散射概念（WSSUS）罰歇漲酉靜被旋倆腋螞漚把肺推估勢吐營鐳增爪培凱轄晚塞僑抿敖允送海第4講信道估計第4講信道估計4/20/202428信道估計的前提條件信道系數(shù)h[n]在0～N-1區(qū)間內(nèi)保持恒定值（慢變）化訓(xùn)練序列的自相關(guān)條件能潘晨斯菊型瘟處松是題欣堯唱仕掛涎惰搶蓋德齲娶脆否胃旭活殉遷棺酋第4講信道估計第4講信道估計4/20/202429信道估計設(shè)計要點積分長度（相關(guān)長度）的影響訓(xùn)練或PN序列的互相關(guān)特性決定了估計精度序列積分越長互相關(guān)影響越小信道變換速度限制可用觀測時間（積分長度）信道估計的積分長度自適應(yīng)調(diào)整（跟蹤車速）基于預(yù)測的信道估計由于Pilot信道占用信道容量，時隙Pilot無Pilot時的信道估計值可通過插值或預(yù)測獲得其基礎(chǔ)是信道變化速度