快速时变信道下单载波MIMO系统时域自适应信道估计与均衡技术研究

信道的快速时变特性一直是制约MIMO系统信道估计与均衡性能的一个重要原因。单载波（SC）技术以其逐点跟踪性能较好、峰均比低，常被用于移动通信系统的上行链路。本项目以申请人对在高动态信道下SC-SISO传输系统的前期研究工作为基础，对MIMO动态信道模型进行研究；结合SC-MIMO系统的特点，对信道估计、均衡、信号检测及相关算法中的计算"死区"进行理论分析，以寻求突破对付快速时变信道的技术瓶颈；拟通过"虚拟中心"技术解决MIMO子信道间的强干扰问题；拟通过最小相位预滤波技术，截短信道以降低系统处理的复杂度；在以上技术基础之上，拟与编码结合，并利用自适应迭代技术，抑制误码扩散并加速信道估计或均衡算法的收敛。研究方案综合了信道建模、MIMO通信理论、自适应信号处理等、信号检测等多个领域的研究进展，有望获得MIMO系统移动性能的突破，对提高我国移动通信的基础研究水平和成果的原创性将起到积极的作用。

在更高移动速度和更高频段下，提高无线通信链路的频谱效率是当前无线通信研究的热点。通过MIMO技术对空间进行复用，就可以提高单位频带内传输的数据率。本课题重点研究了在移动台快速移动条件下的单载波MIMO系统时域自适应信道估计与均衡技术。为了对付由时间扩展和频率扩展带来的双选信道衰落，本课题的主要研究了：. 1) 快速时变MIMO信道模型；2)快速时变信道下，单载波MIMO(SC-MIMO)信道估计技术；. 3)快速时变信道下，单载波MIMO(SC-MIMO)信道均衡技术；4)快速时变信道下，基于基函数扩展模型的信道估计与均衡技术；主要的研究成果有：. 1)在信道建模方面：基于Winner II信道模型，研究了适合于快速时变条件下的MIMO信道模型，并对于相关的信道进行了建模；. 2)在信道估计方面：研究了两种适合于SC-MIMO系统的基于ISI&ICI消除信道估计算法；包括：基于迭代的干扰消除的信道估计算法、基于干扰解析消除的信道估计算法；. 3)在信道均衡方面：研究了三种适合于SC-MIMO系统的均衡方法，包括：基于叠加结构MIMO均衡方法、基于串行干扰消除的均衡及MIMO检测算法、基于ISI和CCI迭代消除的低复杂度时域均衡算法；. 4)在基于BEM的研究方面：在快速时变信道下，研究了基于小波的基扩展模型(BEM)的信道估计算法，可以很好地近似时变信道，且不需要信道统计量，其性能比复指数和多项式基有更高的建模精度；为了与单载波系统性能进行比较研究，对多载波OFDM也进行了研究，提出了一种基于BEM的OFDM系统频域非线性低复杂度均衡，有效地实现了性能和复杂度折中。 . 该课题的研究结果对快速变信道下的单载波MIMO系统的设计具有较大的参考价值，对提高我国移动通信的基础研究水平和成果的原创性将起到了积极的作用。