基于EM的多天线信号合成权值估计算法.pdfVIP

第 12卷第 3期 信 息 工 程 大 学 学 报 VoI．12NO．3 2011年 6月 JournalofInformationEngineeringUniversity Jun．201l 基于EM的多天线信号合成权值估计算法 漆雪梅 ，张效义 (信息工程大学 信息工程学院，河南 郑州 ，450002) 摘要 ：针对多天线信号合成技术的权值估计 问题 ，提出了一种高斯信道下基于 EM 算法的权值 估计算法，该算法能够实现非数据辅助情况下权值幅度和相位的联合估计，推导了多路情况下 相位估计的Cramer-Rao下界 (CRLB)。对MPSK和MQAM信号进行大量计算机仿真 ，结果表 明该算法估计精度高，适用于多种调制方式，高信噪比下权值幅度与相位 的估计值能够达到 CRLB。 关键词：多天线信号合成；合成权值 ；EM算法 中图分类号 ：TN911．23 文献标识码 ：A 文章编号：1671—0673(2011)03—0302—05 CombiningW eightEstimationAlgorithm Based on EM forSignal CombiningTechniquesinM ulti-Antenna QIxUe．mei．ZHANGXiao—yi (InstituteofInformationEngineering，InformationEngineeringUniversity，Zhengzhou450002，China) Abstract：Aimingatcomputingthecombiningweightforsignalcombiningtechniquesinmulti-anten— na，thispaperpresentsacombiningweightestimationalgorithm basedonEM algorithm．Itisnon- dada-aided(NDA)，andcanestimateextentandphaseofthecombiningweightatthesametime． Cramer—Raolowerbound(CRLB)ofthephaseofmultipleoutputshasalsobeenderived．Simula— tionsareperformedofrMPSKandMQAM signals．Itisshownthatthisalgorithm isvalidofranyar- bitraryconstellationandoffersexcellentperformance．Theamplitudeandphaseestimationvalueof combiningweightcanbotharriveattheCRLB． Keywords：signalcombiningtechniquesinmulti—antenna；combiningweight；EM algorithm 0 引言 多天线信号合成技术随着深空探测 的历程而逐步发展起来 ，为实现微弱信号接 收的重要手段之 … 一 ， 其具有许多优势：性能更好 、工作更稳健 、建造费用较低 、灵活性更强并且可 以用来支持有关的科学 应用 。 信号相关与合成技术是天线组阵的关键技术 。理想合成情况下 ，合成输 出的信噪 比为所有组阵天线 信噪比之和。取得该最大信噪比的条件为各天线权值在相位上使得各加权信号对齐 ，在幅度上正比于各 加权信号幅度和噪声方差之比值 ¨。 。权值估计的直接方法是通过估计各路信号的信噪 比得到权值幅 度，通过相关估计得到权值相位。深空 网多天线信号合成技术常用 的权值估计算法主要有 SIMPLEL3、 收藕 日期 ：2011—02—25；修回 日期 ：2011—04—07 基金项目：国家 自然科学基金资助项 目 作者简介：漆雪梅(1984一)，女，硕