空时二维信号处理要点讲解.pptVIP

盲空时均衡技术 以基于恒模的盲空时均衡器为例，天线阵列阵元数为M，码间干扰长度为L=[nmax- nmin]，信号在时间i发送的恒模信号为{s(i)}，码元周期为T，阵元k接收信号的等效信道滤波器基带冲激响应为hk(t)，阵元k在离散时刻n的接收信号为 天线阵列输出信号向量 令空域均衡器加权向量为 无噪情况下均衡输出应满足 ， 为固定时延。这样的空域均衡器加权向量满足 ，1出现在 的位置 盲空时均衡技术 为了利用上述表达式得到加权向量的唯一解，信道冲激响应矩阵必须是列满秩的，即秩为 L ，一般而言，经过校准之后的天线阵列不同阵元上的信道冲激响应是不相关的，即冲激响应矩阵的行是独立的，意味着矩阵的秩为L的充要条件是 ，即阵元数不能小于码间干扰长度 由于码间干扰长度近似与时延扩展成正比，对于宽带通信系统要求阵元数很多，不实际，这也是空域均衡存在的主要问题。空时均衡技术可以克服这种局限性，即在每个阵元上，除了空域处理部分之外，再引入一个长度为p的时域FIR滤波器，形成空时二维处理 盲空时均衡技术 空时二维均衡结构的输入信号模型为 空时均衡器加权向量 空时均衡器满足 盲空时均衡技术 假定信号具有恒模性质，利用恒模算法求取空时均衡器的加权向量，定义代价函数： 利用恒模算法更新权向量 针对盲空时均衡技术研究的热点：快速迭代算法 空时RAKE接收技术 针对DS-CDMA系统，将天线阵列空域波束形成和时域RAKE接收结合构成空时RAKE接收机，可将天线阵列接收到的期望用户多径信号合并，能同时获得时间分集和空间分集 在CDMA系统中，基站采用多天线接收，阵元数为M，用户数为K，其发射信号采用直序扩频调制，期望用户1经过多径信道L传输到达基站，路径时延为 ，用户k第l条路径的相移为 ，接收信号向量为 空时RAKE接收技术 假定通过估计能获得期望用户的路径时延 ，各阵元接收信号分别通过并行的多路(RAKE接收机通常为3路)下变频、解扩和相关运算后，第1条路径的输出信号为 令 为总的干扰和噪声，解扩前后信号协方差矩阵为 空时RAKE接收技术 由此可知，期望用户1的第1条路径的方向向量等于矩阵束 的最大广义特征值对应的广义特征向量 对天线阵列各个阵元对用户1的第1路解扩输出信号向量加权求和，依据最大信干噪比准则，最佳波束形成权向量为 相应的输出信干噪比为 此外，在执行解扩相关运算过程中，需要已知主要路径的传输时延，以便调整本地扩频序列的起始时刻，对传输时延的估计如下： 任意设置本地扩频码起始时刻，利用解扩前后信号样本的协方差矩阵组成矩阵束 ，并求该矩阵束的最大广义特征值 路径时延估计 盲空时RAKE接收技术 基本思想：针对CDMA通信系统，基于广义旁瓣相消原理对期望用户的多径分量进行多波束成形，然后将多径分量进行盲自适应RAKE接收，特点是具有良好的抗多径效应、抗多址干扰、抗远近效应能力，且实用 前述空时RAKE接收需要已知期望用户的特征波形、多径时延、信道参数和多径方向向量，而盲空时RAKE接收无需预估信道参数，其工作原理是首先利用广义旁瓣相消(GSC)技术设计自适应空域滤波器，使期望用户的多径信号通过空域滤波，部分抑制干扰信号，然后利用同样技术设计盲自适应多用户检测器解扩各个多径信号，最后进行最大比合并 盲空时RAKE接收技术 广义旁瓣相消(General sidelobe canceller: GSC)是实现自适应波束形成器的一种有效方法，其基本思想是将自适应波束形成优化问题转化为无约束优化问题，分解为自适应支路和非自适应支路(也称主支路和辅支路)，使期望用户信号通过主支路(非自适应)，而干扰用户信号和噪声通过辅支路(自适应) 基于线性约束最小方差(LCMV)准则的波束形成优化目标：在保证期望信号输出功率一定的前提下，通过调整阵列加权向量，使阵列输出干扰信号与噪声信号的方差最小，即使得 最小 线性约束条件是保证期望信号输出功率固定，即 根据拉格朗日乘子法，目标函数 对目标函数关于加权向量求导，并令其等于0，由此获得基于线性约束最小均方准则的最优加权向量 在GSC结构中，将加权向量分解为自适应部分和非自适应部分，即 其中，B为阻塞矩阵，与期望用户信号方向向量张成的子空间正交， 是使得主支路和辅支路均方误差最