第5讲信道估计.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 本讲内容 基本原理： FIR模型的系统辩识 信道估计方法概述 信道估计算法举例 GSM CDMA * * 例一： GSM系统 发射端 数据源（含CRC、卷积编码、交织器） GMSK调制器 移动信道 接收端 解调器/均衡器 解交织器和解码器 * * 源数据序列 全速率语音业务（TCH/FS，13.3kbps）信道 正常突发序列包括前后各58个信息比特、中间的26比特训练序列以及首尾各3个尾比特 训练序列的一种：00100101110000100010010111 * * 0 1 2 3 6 7 4 5 尾 3bit 数据 57bit 1b 训练序列 26bit 1b 尾 3bit 数据 57bit GMSK调制 在进行GMSK调制之前先对源数据序列进行差分编码 高斯滤波＋调制 信道模型采用GSM05.05的C.3中的信道模型C.3.1和C.3.4 * * 解调和均衡 * * 信道估计原理 * * rchannel(t) Demux r(t) rdata(t) GSM系统中的信道估计算法 按最小二乘准则，寻找使误差平方和最小的参数序列作为对信道系数的估计 其中an是26比特的训练序列 * * GSM系统中的信道估计算法 * * 例二： WCDMA／cdma2000上行链路框图 * * * * 信道估计的前提条件 信道系数h[n]在0～N-1区间内保持恒定值（慢变）化 训练序列的自相关条件 信道系数的后处理 改善噪声性能 因果—滤波 （a）（b） 非因果—平滑 （c）（d） 改善跟踪性能 慢速刷新 （a）（c） 快速刷新 （b）（d） * 结果比较 滤波 平滑 * 有效径的选择 不同类型的接收机 分集接收机要求估计离散信道 均衡器要求估计连续信道 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 上讲内容（1） 无线移动信道的特点 模型 多径（频率选择性）和移动（多普勒扩展） * * 上讲内容（2） 信道问题及解决 失真 干扰和噪声（损耗） * * 上讲内容（3） CDMA系统 频率选择性的慢衰落 信号问题和有关技术 * * 本讲内容 基本原理： FIR模型的系统辩识 信道估计方法概述 信道估计算法举例（GSM和CDMA） * * * * 信道估计 为什么需要信道估计 信道不理想（缺陷／信道时变特性） MLSE均衡器（接收错误最小化）、自适应均衡器（对抗ISI）、分集接收机（匹配）等需要信道信息 使相干解调成为可能 数字处理技术发展，可完成复杂运算 估计什么 信道profile 复系数值（频率、相位、幅度） 信噪比 基础：线性模型的最小方差无偏估计量（1） 无偏 最小方差准则 限制估计是无偏的且为线性，寻找最小方差估计 * * 基础：线性模型的最小方差无偏估计量（2） * * 原理：FIR模型的系统辩识（1） 关键问题是探测信号的选取（MacWilliams和Sloane 1976证明应选取伪噪声序列） * * u[n] Z-1 Z-1 Z-1 + hn[0] hn[p-1] w[n] hn[1] z[n] 原理：FIR模型的系统辩识（2） 相关法 * * h w[n] u[n] Delay m Σ x[n] z[n] 原理：FIR模型的系统辩识（3） 估计效果的评估 信号与估计误差比（signal－esitmation_error） 噪声的影响 归一化因子 * * 原理：FIR模型的系统辩识（4） 实际系统和辩识系统的输出差 * * 原理：时变系统的跟踪（1） 模型 （信道估计）滤波器输入平稳，抽头是时变的 （自适应均衡）滤波器输入和抽头都是时变的 * * w0(n) u(n) w(n) Σ y(n) d(n) ＋ e(n) Σ v(n) 信道模型 自适应滤波器 － 原理：时变系统的跟踪（2） 一阶马尔科夫过程 多重回归过程 * * z-1I ω(n) aI uH(n) Σ v(n) d(n) w0(n) w0(n+1) 马尔科夫过程 多重回归过程 本讲内容 基本原理： FIR模型的系统辩识 信道估计方法概述 方法分类 估计准确度 改进 信道估计算法举例（GSM和CDMA） * * * * 信道估计的方法和分类 按照优化准则分类 最小二乘LS 最小均方误差LMMSE 按照有无训练序列 导频辅助信道估计 盲信道估计 其它分类：强调某些特点 基于最小二乘的信道估计 基于训练序列的信道估计 基于相关的信道估计 数据辅助信道估计 基于判决反馈的信道估计 无训练序列：差分检测（1） 使用条件：当符号间相位变化很小 实现简单 * 匹配滤波器 延迟T rk r