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信道估计方法

信道估计方法
信道估计方法

信息论复习知识点汇总

1、平均自信息为 表示信源的平均不确定度,也表示平均每个信源消息所提供的信息量。 平均互信息 表示从Y获得的关于每个X的平均信息量,也表示发X前后Y的平均不确定性减少的量,还表示通信前后整个系统不确定性减少的量。 2、最大离散熵定理为:离散无记忆信源,等概率分布时熵最大。 3、最大熵值为。 4、通信系统模型如下: 5、香农公式为为保证足够大的信道容量,可采用(1)用频带换信噪比;(2)用信噪比换频带。 6、只要,当N足够长时,一定存在一种无失真编码。 7、当R<C时,只要码长足够长,一定能找到一种编码方法和译码规则,使译码错误概率无穷小。 8、在认识论层次上研究信息的时候,必须同时考虑到形式、含义和效用三个方面的因素。 9、1948年,美国数学家香农发表了题为“通信的数学理论”的长篇论文,从而创立了信息论。 按照信息的性质,可以把信息分成语法信息、语义信息和语用信息。

按照信息的地位,可以把信息分成 客观信息和主观信息 。 人们研究信息论的目的是为了 高效、可靠、安全 地交换和利用各种各样的信息。 信息的 可度量性 是建立信息论的基础。 统计度量 是信息度量最常用的方法。 熵 是香农信息论最基本最重要的概念。 事物的不确定度是用时间统计发生 概率的对数 来描述的。 10、单符号离散信源一般用随机变量描述,而多符号离散信源一般用 随机矢量 描述。 11、一个随机事件发生某一结果后所带来的信息量称为自信息量,定义为 其发生概率对数的负值 。 12、自信息量的单位一般有 比特、奈特和哈特 。 13、必然事件的自信息是 0 。 14、不可能事件的自信息量是 ∞ 。 15、两个相互独立的随机变量的联合自信息量等于 两个自信息量之和 。 16、数据处理定理:当消息经过多级处理后,随着处理器数目的增多,输入消息与输出消息之间的平均互信息量 趋于变小 。 17、离散平稳无记忆信源X 的N 次扩展信源的熵等于离散信源X 的熵的 N 倍 。 18、离散平稳有记忆信源的极限熵,=∞H )/(lim 121-∞→N N N X X X X H Λ。 19、对于n 元m 阶马尔可夫信源,其状态空间共有 nm 个不同的状态。 20、一维连续随即变量X 在[a ,b]区间内均匀分布时,其信源熵为 log2(b-a ) 。 21、平均功率为P 的高斯分布的连续信源,其信源熵,Hc (X )=eP π2log 21 2。 22、对于限峰值功率的N 维连续信源,当概率密度 均匀分布 时连续信源熵具

信道估计

寒假信道估计技术相关内容总结 目录 第一章无线信道 (3) 1.1 概述 (3) 1.2 信号传播方式 (3) 1.3 移动无线信道的衰落特性 (3) 1.4 多径衰落信道的物理特性 (5) 1.5 无线信道的数学模型 (7) 1.6 本章小结 (7) 第二章MIMO-OFDM系统 (8) 2.1 MIMO无线通信技术 (8) 2.1.1 MIMO系统模型 (9) 2.1.2 MIMO系统优缺点 (11) 2.2 OFDM技术 (12) 2.2.1 OFDM系统模型 (12) 2.2.2 OFDM系统的优缺点 (14) 2.3 MIMO-OFDM技术 (16) 2.3.1 MIMO、OFDM系统组合的必要性 (16) 2.3.1 MIMO-OFDM系统模型 (16) 2.4 本章小结 (17) 第三章MIMO信道估计技术 (18) 3.1 MIMO信道技术概述 (18) 3.2 MIMO系统的信号模型 (19) 3.3 信道估计原理 (21) 3.3.1 最小二乘(LS)信道估计算法 (21) 3.3.2 最大似然(ML)估计算法 (23) 3.3.3 最小均方误差(MMSE)信道估计算法 (24) 3.3.4 最大后验概率(MAP)信道估计算法 (25) 3.3.5 导频辅助信道估计算法 (26) 3.3.6 信道估计算法的性能比较 (26) 3.4 基于训练序列的信道估计 (28) 3.5 基于导频的信道估计 (28) 3.5.1 导频信号的选择 (29) 3.5.2 信道估计算法 (31) 3.5.3 插值算法 (31) 3.5.3.1 线性插值 (31) 3.5.3.2 高斯插值 (32) 3.5.3.3 样条插值 (33) 3.5.3.4 DFT算法 (33) 3.5.4 IFFT/FFT低通滤波 (33) 3.6 盲的和半盲的信道估计 (34)

信道估计算法

LS 信道估计 假设OFDM 系统模型用下式表示: P P P Y X H W =+ (1) 式中H 为信道响应;P X 为已知的导频发送信号;P Y 为接收到的导频信号;P W 为在导频子信道上叠加的A WGN 矢量。 LS 为最小二乘(Least —Square)信道估计, LS 算法就是对(1)式中的参数H 进行估计,使函数(2)最小。 ????()()()()H H P P P P P P P P J Y Y Y Y Y X H Y X H =--=-- (2) 其中P Y 是接收端导频子载波处的接受信号组成的向量;??P P Y X H =是经过信道估计后得到的导频输出信号;?H 是信道响应H 的估计值。 ??{()()}0?H P P P P Y X H Y X H H ?--?=? 由此可以得到LS 算法的信道估计值为: 11,()H H P LS P P P P P P H X X X Y X Y --== 可见,LS 估计只需要知道发送信号P X ,对于待定的参数H ,观测噪声P W ,以及接收信号P Y 的其它统计特征,都不需要其它的信息,因此LS 信道估计算法的最大优点是结构简单,计算量小,仅通过在各载波上进行一次除法运算即可得到导频位置子载波的信道特征。但是,LS 估计算法由于在估计时忽略了噪声的影响,所以信道估计值对噪声干扰以及ICI 的影响比较敏感。在信道噪声较大时,估计的准确性大大降低,从而影响数据子信道的参数估计。 LMMSE 算法的实现流程: 首先我们得到LMMSE 算法的相关公式: 211??*((()()))P P P P H LMMSE H H H H W LS H R R diag X diag X H σ--=+ 其中=()P P H H H P P R E H H 为信道矢量H 的自相关矩阵, ?LM M SE H 代表采用LMMSE 算法时信道

(完整版)计算机网络考试知识点超强总结

计算机网络考试重点总结(完整必看) 1.计算机网络:利用通信手段,把地理上分散的、能够以相互共享资源(硬件、软件和数据等)的方式有机地连接起来的、而各自又具备独立功能的自主计算机系统的集合 外部特征:自主计算机系统、互连和共享资源。内部:协议 2.网络分类:1)根据网络中的交换技术分类:电路交换网;报文交换网;分组交换网;帧中继网;ATM网等。2)网络拓朴结构进行:星型网;树形网;总线型网;环形网;网状网;混合网等。4)网络的作用地理范围:广域网。局域网。城域网(范围在广域网和局域网之间)个域网 网络协议三要素:语义、语法、时序或同步。语义:协议元素的定义。语法:协议元素的结构与格式。规则(时序):协议事件执行顺序。 计算机网络体系结构:计算机网络层次结构模型和各层协议的集合。 3.TCP/IP的四层功能:1)应用层:应用层协议提供远程访问和资源共享及各种应用服务。2)传输层:提供端到端的数据传送服务;为应用层隐藏底层网络的细节。3)网络层:处理来自传输层的报文发送请求;处理入境数据报;处理ICMP报文。4)网络接口层:包括用于物理连接、传输的所有功能。 为何分层:目的是把各种特定的功能分离开来,使其实现对其他层次来说是可见的。分层结构使各个层次的设计和测试相对独立。各层分别实现不同的功能,下层为上层提供服务,各层不必理会其他的服务是如何实现的,因此,层1实现方式的改变将不会影响层2。 协议分层的原则:保证通信双方收到的内容和发出的内容完全一致。每层都建立在它的下层之上,下层向上层提供透明服务,上层调用下层服务,并屏蔽下层工作过程。 OSI七层,TCP/IP五层,四层:

OFDM-信道估计技术综述

OFDM 信道估计技术综述 专业:080411卓越 学生姓名:李震 指导教师:姚如贵 完成时间:2020年5月19日

OFDM 信道估计技术综述 一国内外研究进展 (3) 二导频插入方式 (4) 三OFDM 系统原理 (5) 四信道估计的重要意义 (6) 五OFDM系统信道估计研究现状 (7) 六简单算法介绍 (9) 七小结 (11)

一国内外研究进展 20世纪70年代,韦斯坦(Weistein)和艾伯特(Ebert)等人应用离散傅里叶变换(DFT)和快速傅里叶方法(FFT)研制了一个完整的多载波传输系统,叫做正交频分复用(OFDM)系统。正交频分复用(OFDM)是一种特殊的多载波传输方案,它可以被看作是一种调制技术,也可以被看作是一种复用技术,OFDM应用DFT和其逆变换IDFT方法解决了产生多个互相正交的子载波和从子载波中恢复原信号的问题。OFDM技术的应用已有近40年的历史,主要用于军用的无线高频通信系统。但是OFDM 系统的结构非常复杂,从而限制了其进一步推广。直到20世纪70年代,人们采用离散傅立叶变换来实现多个载波的调制,简化了系统结构,使得OFDM技术更趋于实用化。80年代,人们研究如何将OFDM技术应用于高速MODEM。进入90年代以来,OFDM技术的研究深入到无线调频信道上的宽带数据传输。 由于OFDM的频率利用率最高,又适用于FFT算法处理,近年来在多种系统得到成功的应用,在理论和技术上已经成熟。因此,3GPP/3GPP2成员多数推荐OFDM作为第四代移动通讯无线接入技术之一。目前,OFDM技术在4G LTE技术中已得到使用,是LTE三大关键技术之一,预计在5G仍然作为主要的调制方式。 它相对于单载波主要优点在于 ①频谱利用率高 在传统的频分复用多路传输方式中,将频带分为若干个不相交的子频带来传输并行的数据流,在接收端用一组滤波器来分离各个子信道。此种方法简单、直接,缺点是频谱利用率低,此外子信道之间要留有足够的保护频带,而且多个滤波器的实现也有不少困难。而OFDM 系统由于各个子载波之间存在正交性,允许子信道的频谱相互重叠,因此OFDM 系统可以最大限度地利用频谱资源 ②抗多径干扰 把高速数据流通过串并转换,使得每个子载波上的数据符号持续长度相应增加,从而可以减小无线信道的时间弥散性所带来的符号间干扰(Inter Symbol Interferences, ISI),这样就减小了接收机均衡的复杂度,有时甚至可以不采用均衡器,仅通过采用插入循环前缀(Cyclic Prefix, CP)的方法就可以消除ISI 的不利影响。 ③实现相对比较简单 各个子信道间的正交性的调制与解调可以利用 IDFT 和DFT 实现,对于子载波数比较大的情况下,可以通过IFFT/FFT 算法来实现。不需要使用多个发送和接收滤波器组,相对传统通信系统复杂度大大降低。 ④上、下行链路可以使用不同的传输速率

MIMO通信系统的信道估计与信号检测

MIMO通信系统的信道估计与信号检测项目意义义 一项目意 多输入多输出(MIMO)技术由于能够在不增加传输带宽的条件下成倍的提高无线信道的信道容量,因而被认为是下一代移动通信系统4G的关键技术之一。MIMO技术是未来无线通信系统中实现高数据速率传输、改善传输质量、提高系统容量的重要途径。MIMO信道模型无论是在MIMO技术的理论研究阶段还是在MIMO系统的应用阶段都是必需的。因此,MIMO信道的建模是MIMO理论研究中的重要内容。多输入多输出(MIMO)衰落信道是迄今为止所考虑的单输入单输出(SISO)随机信道的多变量推广。从SISO入手,逐步增加天线数,通过对MIMO 信道的建模和仿真,深刻理解MIMO的系统的内涵。 二项目内容 1.MIMO信道的建模。搭建1*1,2*2,4*4,8*8,MIMO-任一路的信道符合 Rayleigh Fading。 2.在接收端基于导频的信道估计。 3.利用估计的信道分别进行MLD和Zero-forcing信号检测。 4.1×1,2×2,4×4,8×8,(理想信道)模型的传输性能比较。 5.1×1,2×2,4×4,8×8,(估计信道)模型的传输性能比较。 6.估计信道和理想信道(4×4)之间的传输性能比较。 三项目原理 (1)MIMO系统模型

以2×2MIMO为例: r1=H11*S1+H21*S2+n1 n2 r2=H12*S1+H22*S2 + 说明:H信道符合Rayleigh衰落。n为信道的高斯白噪声。S为发射信号,r为接收端接收信号。 (2)基于导频的信道估计 在2×2MIMO信道模型中,导引信号的数量可以是2 当导引信号时p1p2=[10], r1=H11*p1+H21*p2+n1(p1=0),不考虑噪声的影响 n2(p1=0),不考虑噪声的影响。 r2=H12*S1+H22*S2 + 则有: H11=r1/p1; H12=r2/p1; 当导引信号时p1p2=[01],

(完整版)老师整理的信息论知识点

Chp02知识点: 自信息量: 1) )(log )(i i x p x I -= 2)对数采用的底不同,自信息量的单位不同。 2----比特(bit )、e----奈特(nat )、10----哈特(Hart ) 3)物理意义:事件i x 发生以前,表示事件i x 发生的不确定性的大小;事件i x 发生以后,表示事件i x 所含有或所能提供的信息量。 平均自信息量(信息熵): 1))(log )()]([)(1i q i i i x p x p x I E x H ∑=-== 2)对数采用的底不同,平均自信息量的单位不同。 2----比特/符号、e----奈特/符号、10----哈特/符号。 3)物理意义:对信源的整体的不确定性的统计描述。 表示信源输出前,信源的平均不确定性;信源输出后每个消息或符号所提供的平均信息量。 4)信息熵的基本性质:对称性、确定性、非负性、扩展性、连续性、递推性、极值性、上凸性。 互信息: 1)) ()|(log )|()();(i j i j i i j i x p y x p y x I x I y x I =-= 2)含义:已知事件j y 后所消除的关于事件i x 的不确定性,对

信息的传递起到了定量表示。 平均互信息:1)定义: 2)性质: 联合熵和条件熵: 各类熵之间的关系: 数据处理定理:

Chp03知识点: 依据不同标准信源的分类: 离散单符号信源: 1)概率空间表示: 2)信息熵:)(log )()]([)(1 i q i i i x p x p x I E x H ∑=-==,表示离散单符号信 源的平均不确定性。 离散多符号信源:用平均符号熵和极限熵来描述离散多符号信源的平均不确定性。 平均符号熵:)...(1 )(21N N X X X H N X H = 极限熵(熵率):)(lim )(X H X H N N ∞ >-∞= (1)离散平稳信源(各维联合概率分布均与时间起点无关的信源。) (2)离散无记忆信源:信源各消息符号彼此互不相关。 ①最简单的二进制信源:01()X p x p q ???? =???? ? ???,信源输出符号只有两个:“0”和“1”。 ②离散无记忆信源的N 次扩展:若信源符号有q 个,其N 次扩展后的信源符号共有q N 个。 离散无记忆信源X 的N 次扩展信源X N 的熵: () ()()()()12121 01,(1,2,,);1 r r r i i i a a a X p a p a p a P p a i r p a =????=??????? ? ≤≤==∑L L L

LTE信道详解

LTE信道详解 信道及信号 逻辑、传输、物理信道 逻辑、传输、物理信道映射 逻辑信道定义传送信息的类型,这些数据流是包括所有用户的数据。 传输信道是在对逻辑信道信息进行特定处理后再加上传输格式等指示信息后的数据流。 物理信道是将属于不同用户、不同功用的传输信道数据流分别按照相应的规则确定其载频、扰码、扩频码、开始结束时间等进行相关的操作,并在最终调制为模拟射频信号发射出去;不同物理信道上的数据流分别属于不同的用户或者是不同的功用。 下行信道映射关系上行信道映射关系 对于上行来说,逻辑信道公共控制信道CCCH、专用控制信道DCCH以及专用业务信道DTCH都映射到上行共享信道UL-SCH,对应的物理信道为PUSCH。上行传输信道RACH 对应的物理信道为PRACH。 对于下行来说,逻辑信道寻呼控制信道PCCH对应的传输信道为PCH,对应物理信道为PDSCH承载;逻辑信道BCCH映射到传输信道分为两部分,一部分映射到BCH,对应物理信道PBCH,主要是承载MIB(MasterInformationBlock)信息,另一部分映射到DL-SCH,对应物理信道PDSCH,承载其它系统消息。CCCH、DCCH、DTCH、MCCH (Multicast Control Channel)都映射到DL-SCH,对应物理信道PDSCH。MTCH (Multicast Traffic Channel)承载单小区数据时映射到DL-SCH,对应物理信道PDSCH。承载多小区数据时映射到MCH,对应物理信道PMCH。

物理信道简介 物理信道:对应 于一系列RE的集合,需 要承载来自高层的信息 称为物理信道;如 PDCCH、PDSCH等。 物理信号:对应 于物理层使用的一系列 RE,但这些RE不传递任 何来自高层的信息,如 参考信号(RS),同步信 号。 下行物理信道: PDSCH: Physical Downlink Shared Channel(物理下行共享 信道) 。主要用于传输 业务数据,也可以传输 信令。UE之间通过频分 进行调度, PDCCH: Physical Downlink Control Channel(物理下行控制信道)。承载导呼和用户数据的资源分配信息,以及与用户数据相关的HARQ信息。 PBCH: Physical Broadcast Channel(物理广播信道)。承载小区ID等系统信息,用于小区搜索过程。 PHICH: Physical Hybrid ARQ Indicator Channel(物理HARq指示信道) ,用于承载HARP的ACK/NACK反馈。

低复杂度联合信道估计和块衰落解码

低复杂度联合信道估计和块衰落信道的LDPC译码 摘要:本论文主要论述了低复杂度迭代联合信道估计和块衰落信道的LDPC译码算法。归一化最小算法,即比和积算法有更低的复杂度的算法,它主要作为LDPC 译码算法而被应用。通过选择最佳归一化因子,我们的算法可以跟使用和积算法得到近似一样的结果。而且跟我们所认知的最佳CSI 也就是信道边界信息只有0.3-0.5db的偏差。 1.引论 在时变无线信道,接受器通常无法获得正确的信道边界信息CSI。因此,在信道估计前是需要先进行解码的。近些年,随着迭代解码能力越来越接近错误更正码,就像是Turbo码和LDPC码,使得设计更为有效的迭代联合信道估计、解码算法和迭代接收器成为可能。 迭代联合信道估计和解码可以通过因子图建模而得到,这种方法最早是由Wiberg首先使用的。关于设计迭代接收器的统一的框架是由A.Worthern和 W.Stark他们两人提出来的。更多的学者诸如H.Niu, M.Shen和J.Chen等等也都致力于在不同信道模型下变量算法的设计和分析。他们中的大多数使用的都是SPA,即和积算法。诸如LDPC解码算法。虽说在加性高斯白噪声信道中,SPA被认为有更出色的性能。这样的结果是在牺牲相对来说较高复杂度的情况下得到的。与此同时,多数基于和积算法的低密度解码算法,正在被越来越多的诸如J.Chen, A.Dholakia等学者所研究。通过一些资料我们可以了解到:在加性高斯白噪声信道中,基于被修改的最小和算法,可以得到非常接近于和积算法的结果。同时维持在一个相对更低的复杂度下。但是,在联合信道估计和解码当中,较低复杂度的解码算法还没有得到完全的开发利用。 在本论文中,我们使用归一化最小和算法,它是被修改的最小和算法的其中一个,就像我们的LDPC解码算法应用于联合信道估计和解码一样。它在块衰落信道中的性能表现与其使用和积算法所得到的结果是相近的。通过仿真结果显示:与它所对应的副本比较,低复杂算法的性能也没有亏损。在解码器中,它只有0.3-0.5db的偏离,满足我们所熟知的理想的信道边界信息。此外,一个更好的用于找到最佳的归一化因数的蒙特卡洛方法也被人们所发现。 本论文的具体结构如下:第一部分是引言;在第二部分介绍一下块衰减信道的建模和一个使用规范最小和算法的低复杂迭代接收器的设计;第三部分介绍了如何选择最优化的归一化因子;第四部分列出了一些仿真的结果;最后第五部分是本论文得到的结论。 2.低复杂联合信道估计和解码 2.1块衰落信道模型 在LDPC解码之后,BPSK信号也就是双相移位键控信号将通过块衰落信道而

通信原理知识点归纳

第一章 1.通信—按照传统的理解就就是信息的传输。 2.通信的目的:传递消息中所包含的信息。 3.信息:就是消息中包含的有效内容。 4.通信系统模型: 5、通信系统分为:模拟通信系统模型与数字通信系统模型。 6、数字通信的特点: (1)优点: 抗干扰能力强,且噪声不积累 传输差错可控 便于处理、变换、存储 便于将来自不同信源的信号综合到一起传输 易于集成,使通信设备微型化,重量轻 易于加密处理,且保密性好 便于将来自不同信源的信号综合到一起传输 (2)缺点: 需要较大的传输带宽 对同步要求高 7、通信方式(信号的传输方式) (1)单工、半双工与全双工通信 (A)单工通信:消息只能单方向传输的工作方式 (B)半双工通信:通信双方都能收发消息,但不能同时收发的工作方式 (C)全双工通信:通信双方可同时进行收发消息的工作方式 (2)并行传输与串行传输 (A)并行传输:将代表信息的数字信号码元序列以成组的方式在两条或两条以上的并行信道上同时传输 优点:节省传输时间,速度快:不需要字符同步措施 缺点:需要n 条通信线路,成本高 (B)串行传输:将数字信号码元序列以串行方式一个码元接一个码元地在一条信道上传输 优点:只需一条通信信道,节省线路铺设费用 缺点:速度慢,需要外加码组或字符同步措施 8、则P(x) 与I 之间应该有如下关系: I 就是P(x) 的函数: I =I [P(x)] P(x) ↑,I ↓ ; P(x) ↓ ,I ↑; P(x) = 1时,I=0; P(x) = 0时,I=∞; 9、通信系统的主要性能指标:有效性与可靠性 码元传输速率R B:定义为单位时间(每秒)传送码元的数目,单位为波特(Baud),简记为B。

无线基础知识与基本概念-知识点汇总

一.基础知识与基本概念 1. 第一代移动通信系统的主要特点是利用模拟传输方式实现话音业务;系统无线信道的随机变参特征使无线电波受多径快衰落和阴影慢衰落的影响 2. 第二代蜂窝移动通信系统以数字传输方式实现话音和低速数据业务。 3. 第三代蜂窝移动通信系统以更高速的数据业务和更好的频谱利用率为目标,采用宽带CDMA为主流技术,目前已形成两类三种空中接口标准,即WCDMA - FDD(简称WCDMA)、WCDMA - TDD(简称TD-SCDMA)和CDMA2000。 它的主要特点是:(可能多选题) 1) 新型的调制技术,包括多载波调制和可变速率调制技术; 2) 高效的信道编译码技术,除了沿用第二代的卷积码外,还对高速数据采用了Turbo 纠错编码技术; 3) Rake接收多径分集技术以提高接收灵敏度和实现软切换; 4) 软件无线电技术易于多模工作; 5) 智能天线技术有利于提高载干比; 6) 多用户检测技术以消除和降低多址干扰; 7) 可与固定网中的电路交换和分组交换网很好地相适应,满足各类用户对话音及高、中、低速率数据业务的需求。 4. “双工”两种方式:当收信和发信采用一对频率资源时,称为“频分双工”(FDD);而当收信和发信采用相同频率仅以时间分隔时称为“时分双工”(TDD)。 5. “多址”(Multi Access)技术:是指在多信道共用系统中,终端用户选择通信对象的传输方式,在蜂窝移动通信系统中,用户可以通过选择“频道”、“时隙”或“PN码”等多种方式进行选址,它们分别对应地被称为“频分(Frequency Division)多址”、“时分(Time Division)多址”和“码分(Code Division)多址”,简称FDMA、 TDMA和CDMA. 6. 发信功率及其单位换算: 1 dBW = 30dBm 7. 无线接收机的灵敏度是接收弱信号能力的量度,通常用μv、dBμv、dBmW表示; 电压电平(μv和dBμv)或功率电平(dBm) 8. 三阶互调干扰的特点(可能多选题): 1) 将发信频谱扩大了三倍; 2) 三阶互调产物以三倍(dB)数增加; 3) 互调产物对接收系统的影响应按被干扰系统的多址方式决定; 9. 香农定律:香农(shannon)信道容量公式可以用来论证信噪比,信道带宽和信道容量之间的关系,即: a) P?C=Blog2? 1+r???

信道及其对应关系

行物理信道-专用上行物理信道(UL-DPCH) Dedicated Physical Data Channel—DPDCH;Dedicated Physical Control Channel--DPCCH 功能:? 上行基本业务承载信道,用于UE在通信过程中传送话音, 数据和控制信息。UL-PDCH由两种信道组成:上行数据信道(UL-DPDCH)和上行控制信道(ULDPCCH)。内容:? 上行数据信道(UL-DPDCH):传输话音和低速数据;? 上行控制信道(UL-DPCCH ):传输物理层(Layer1)的控制消息。 帧长为10ms,分15个时隙,每时隙2560 chips,– DPDCH的扩频因子为4到256,–每个DPCCH时隙由Pilot,TFCI (Transport Format Combination Indicator),FBI (FeedBack Information),TPC (Transmit Power Control)构成。 上行物理信道-随机接入信道(PRACH)Physical Random Access Channel—PRACH –功能:属于上行公共物理信道,用于传送移动台的随机接入信息。它由两部分组成:? 前导部分(Preamble):4096chips,签名序列的256次重复。? 消息部分(Message): 10ms或20ms,话音和低速数据的接入请求消息。随机接入的传输方式:每两帧有15个接入时隙,每个接入时隙间隔为5120chips。 上行物理信道-物理公共分组信道(PCPCH)Physical Common Packet Channel--PCPCH –功能:属于公共物理信道,用于移动台传送快速和频繁的数据和控制信息。–内容:高速数据和控制信息。 下行物理信道-同步信道(SCH) Synchronization Channel – SCH 属于下行同步信道,用于给手机提供小区搜索导引,并区分不同的小区。 – SCH有两种类型:? 主同步信道P-SCH;? 辅同步信道S-SCH。 主同步信道(P-SCH) –功能:属于下行公共物理信道,在移动台接入系统时,为其提供搜索的同步基准 –内容:没有数据, 只有特定码组 –结构:? 一个无线帧的时长:10ms;? P-SCH由长度为256 chips的码组成,也称主同步码(PSC), 在每个时隙上发射;? 一个无线帧由15个时隙组成,每个时隙发送一次主同步码;? 主同步码具有良好的非周期自相关特性,便于移动台的捕获;? 所有小区的PSC均一样,手机里也有同样的码组; 辅同步信道(S-SCH) –功能:属于下行公共物理信道,在移动台接入系统时,为其提供获取该小区所使用的主扰码组信息 –内容:没有数据, 只有特定码组 下行物理信道-下行公共导频信道(DL-CPICH)Common Pilot Channel – CPICH属于下行导引信道, 在接收信号时的相位参考基准 – CPICH有两种类型:? 主用导频信道P-CPICH;? 辅用导频信道S-CPICH 主公共导频信道(P-CPICH) –功能:属于下行导引信道,作为UE在接收信号时的相位参考基准 –内容:全1码,通过加扰为UE提供接入某小区所使用的主扰码(Primary Scrambling Code )信息 –结构:? 一个无线帧的时长:10ms;? 数据传送速率: 30kbps;? 扩谱系数:256;? 使用固定的信道化编码Cch,256,0;? 扰码使用主扰码(PSC);? 每个小区仅有一个P-CPICH;

基于训练的最小二乘(LS)算法的信道估计

基于训练的最小二乘(LS )算法的信道估计 一、概述与背景 随着近年来无线通信系统的高速发展,基于阵列的接收机和空时分集方法逐渐成为研究热点。现在无论是在理论分析还是在富散射环境的实地测试中,MIMO (multiple-input multiple-output)系统都能够大幅度提高无线通信系统的容量。 设一个t 发射天线、r 接收天线的MIMO 系统,其接收信号可表示为: i i i v Hp s +=(1) H 表示随机信道复矩阵,i p 表示t×1发送信号复向量,i v 表示零均值白噪声复 向量。 为了估计信道矩阵H ,假设发送的训练信号为N p p ,…,1,其中t N ≥.其对应 的r×N 接收信号矩阵 ] [,1N s s S ,…=可表示为: V HP S +=(2) 其中 ] [,1N p p P ,…=表示t×N 训练矩阵, ] [,1N v v V ,…=表示r×N 噪声矩阵。 。而MIMO 技术的要点在于得到一个精确的信道状态信息(CSI)。而信道估计算法的任务是基于S 和P 的信息来恢复信道矩阵H 的信息. 信道估计有非盲信道估计方法、盲信道估计方法和半盲信道方法。目前使用最为广泛的MIMO 信道估计方法是非盲信道估计方法,也即使用导频信号(又称为训练序列)然后基于接收数据和训练序列的信息来实现信道估计。盲信道估计实质上是利用信道潜在的结构特征或者是输入信号的特征达到信道估计的目的。而半盲信道方法估计是上述两种信道估计方法的综合与平衡。 本文主要讲的是最小二乘算法的信道估计,并用matlab 对LS 算法进行仿真,仿真内容是ZF 下理想信道与LS 估计信道的性能比较和LS 估计信道的不同天线数MIMO 系统的性能比较。

数字通信知识点整理

第一章 绪论 1. 数字通信系统模型 通信系统结构:信源-发送设备-传输媒质-接收设备-收信 数字通信系统模型:信源-信源编码-信道编码-调制-信道-解调-信道解码-信源解码-收信 其中干扰主要来至传输媒质或信道部分 信源编码的作用: 信道编码的作用: 2. 香农信道容量公式 对上式进行变形后讨论其含义:令 0b E S C N N W =,代入上式有 ())021C W b E N C W =-,讨论当信 道容量C 固定时,0b E N 和W 的关系。注意,W 的单位是Hz ,S N 是瓦特比值! (1) 00b E N C W W ↑?↑?↓→,功率可以无限换取带宽 (2) 0 1.6b W C W E N dB ↑?↓?↓→-,带宽不能无限换取功率 (3) max 22log 1log 1P P R C I T W I TW N N ????=?=+?=+ ? ???? ?,信噪比P N 一定时,传输 时间和带宽也可以互换 第三章 模拟线性调制 1. 调制分类 A. AM (双边带幅度调制) 载波 () ()0cos c c C t A t ωθ=+ 已调信号产生方式:将调制信号() f t 加上一个直流分量0A 然后再乘以载波() cos c c t ωθ+

AM 调制信号信息包含在振幅中 其频谱为实现频谱的搬移,注意直流分量的存在。 B. DSB-SC (抑制载波双边带调制) 产生方式:相对于AM 调制,仅是00A =,即不包含直流分量 DSB-SC 调制信号信息包含在振幅和相位中 已调信号其频谱为 C. SSB (单边带调制) 产生方式:DSB 信号通过单边带滤波器......,滤除不要的边带 已调信号实际物理信号频谱都是ω的偶函数,可去掉其中一个边带,节省带宽和功率 任何信号....() f t 可以表示为正弦函数的级数形式,仅讨论单频正弦信号的单边带调制不失一般性................................... ()()()cos cos DSB m m c c s t t t ωθωθ=++ 令0c θ=,0m θ=,式中“-”取上边带,“+”取下边带 ()()()()()cos cos sin sin SSB m c m c s t t t t t ωωωω= 通过移相相加或相减可以得到相应边带的调制信号。 D. VSB (残留边带调制) 产生方式:DSB 信号通过残留边带滤波器.......可得VSB 信号 已调信号锐截止滤波器物理难实现,低频丰富的信号很难分力,故保留另一边带的一部分 滤波器在c ω处具有滚将特性,系统函数满足 ()()VSB c VSB c H H const ωωωω-++= 2. 模拟线性调制 信号生成模型

计网知识点总结2016-6-20 (1)

计算机网络复习资料 一、CRC计算。P.166 (目的:理解G(x)多项式,会进行计算判断接受的比特串是否正确) 1.CRC校验原理 具体来说,CRC校验原理就是以下几个步骤: (1)先选择(可以随机选择,也可按标准选择,具体在后面介绍)一个用于在接收端进行校验时,对接收的帧进行除法运算的除数(是二进制比较特串,通常是以多项方式表示,所以CRC又称多项式编码方法,这个多项式也称之为“生成多项式”)。 (2)看所选定的除数二进制位数(假设为k位),然后在要发送的数据帧(假设为m位)后面加上k-1位“0”,然后以这个加了k-1个“0“的新帧(一共是m+k-1位)以“模2除法”方式除以上面这个除数,所得到的余数(也是二进制的比特串)就是该帧的CRC校验码,也称之为FCS(帧校验序列)。但要注意的是,余数的位数一定要是比除数位数只能少一位,哪怕前面位是0,甚至是全为0(附带好整除时)也都不能省略。 (3)再把这个校验码附加在原数据帧(就是m位的帧,注意不是在后面形成的m+k-1位的帧)后面,构建一个新帧发送到接收端,最后在接收端再把这个新帧以“模2除法”方式除以前面选择的除数,如果没有余数,则表明该帧在传输过程中没出错,否则出现了差错。 【说明】“模2除法”与“算术除法”类似,但它既不向上位借位,也不比较除数和被除数的相同位数值的大小,只要以相同位数进行相除即可。模2加法运算为:1+1=0,0+1=1,0+0=0,无进位,也无借位;模2减法运算为:1-1=0,0-1=1,1-0=1,0-0=0,也无进位,无借位。相当于二进制中的逻辑异或运算。也就是比较后,两者对应位相同则结果为“0”,不同则结果为“1”。如100101除以1110,结果得到商为11,余数为1,如图5-9左图所示。如11×11=101,如图5-9右图所示。 图5-9 “模2除法”和“模2乘法”示例

LTE_同步过程

4.12 同步 一.O FDM系统中的不同步现象: 时间的不同步:接收端的抽样时刻和发射端的数据时刻没对齐,以及抽样端得不稳定,会导致时间的不同步。 频率的不同步:接收的信号出现整体的频移,原因在于晶体振荡器的不稳定度(收发两端上下变频的过程中,使用的振荡器的稳定性有限)和多普勒频移(通信双方的相对移动导致接收信号的整体频移)二.同步要解决什么问题: 同步要把上述偏移量估算出来,并做相应的补偿。 三.如何实现同步: 1时间和小数部分的频移的粗同步,在时域内用基于CP的自相关处理 2小区搜索和整数部分的频移,在频域内用主同步序列和辅同步序列估计。 3为了提高小区探测的可靠性,被估算出的小区ID要被小区专用参考信号验证。 小区搜索即终端获得与小区之间时间和频率的同步,并检测物理小区ID的过程。E-UTRA 小区搜索支持可扩展的所有传输带宽,对应于6个资源块以及更多。 为了实现小区搜索,在下行方向传输如下信号:主同步信号,辅同步信号。 注:小区搜索通过若干下行信道信道,包括同步信道(SCH),广播信道(BCH)和下行参考信号(RS)。随着功能的进一步划分,可将SCH分为主同步信道(PSCH),辅同步信道(SSCH),将BCH分为主广播信道(PBCH)和动态广播信道(DBCH) 1.SCH 和BCH 的时域结构: BCH 应在SCH 之后固定的时间τ内出现,这样UE只要取得了SCH定时,就自然获得BCH的时域位置。 在一个10ms中发送两次PSCH 和SSCH 。对于帧结构1,PSCH 和SSCH 在第0号 0.5ms和第10号时隙发送,对于帧结构2,PSCH 在每个5ms半帧的DwPTS 时隙发送, SSCH 在每个5ms半帧的时隙1中发送,10ms也是发送两次。 在时隙内,SCH符号位于0.5ms时隙的最后一个OFDM符号,SCH在时隙内发送定时是固定的,只要UE完成SCH检测后,就得到了时隙同步。 2.SCH 和BCH 的频率结构: SCH 信道在下行系统带宽内的频域位置:无论系统带宽多大,SCH总是占用系统带宽中央的1.25MHz 带宽。 BCH总是在小区带宽的中心位置发送。先用一个1.25MHz的主广播信道(PBCH)发送一部分系统信息,然后再用一个更大带宽的动态广播信道(DBCH)发送余下系统信息。 无论Node B 的传输带宽多大,UE都只依赖系统带宽的中央部分检测小区ID,然后UE 根据PBCH中广播系统信息转移到特定的频道开始数据传输。 3.PSCH 和SSCH 的复用方式:

信道估计总结 (2)

信道估计总结LS和半盲信道估计

目录 一、信道估计概述 (3) 二、MIMO系统模型 (4) 三、波束成形半盲信道估计 (4) 3.1波束成形半盲信道估计概述 (4) 3.2传统的最小二乘信道估计 (5) 3.3半盲信道估计 (6) A.正交导频设计 (6) B.接收波束成形估计u1 (6) C.发送波束成形估计v1 (7) 3.4CLSE和半盲信道估计比较 (8) 3.5总结 (10) 四、OPML半盲信道估计 (10) 4.1概述 (10) 4.2W已知的情况下,估计酋矩阵Q (11) A.正交导频ML估计(OPML) (11) B.通用导频的迭代ML估计(IGML) (11) 4.3盲估计W (13) 4.4仿真结果 (13) 4.5总结 (14) 参考文献 (14)

信道估计总结 ------LS和半盲信道估计 一、信道估计概述 移动无线通信系统的发送端所发送的信号经过无线信道传输后,由于无线信道的时变性和多径传播性,会引起传输信号的幅度和相位畸变,同时会产生符号间干扰。如果采用MIMO 系统,则各发送天线间也会互相干扰。在通信系统中,需要信道估计参数进行分集合并、相干解调检测和解码,在MIMO环境下,待估计的信道参数个数随着天线个数的增加线性增加,信道估计成为构建系统的难点。所以,为了在接收端恢复正确的发射信号,找到一种高精度低复杂度的信道估计方法是必要的。 所谓信道估计,就是从接收数据中将假定的某个信道模型的模型参数估计出来的过程。MIMO系统实现大容量的前提是接收机能对接收到的来自各发送天线的信号进行很好的去相关处理,而进行这一处理的必要条件是接收端对信道进行比较精确的估计,获得较准确的信道信息,从而能够正确地恢复被干扰和噪声污染的信号。 在MIMO通信系统中,空时信道的估计和跟踪相对于SISO系统更加复杂,同时对系统误码性能和容量有很大的影响。这一复杂性主要表现在两个方面:快速移动通信环境所导致的信道时变特性;多径时延扩展的长度较大使得信道变成频率选择性信道,即一个时变的FIR矩阵信道,此时估计与跟踪的实现是较困难的。 从信道估计算法输入数据的类型来分,MIMO信道估计方案可以划分为时域和频域两个类方法。频域方法主要针对多载波系统;时域方法适用于所有单载波和多载波MIMO系统,它借助于训练序列或发送数据的统计特性,估计衰落信道中各多径分量的衰落系数。从估计算法先验信息的角度,时域方法又可分为一下3类: (1)基于训练序列的估计按一定估计准则确定待估参数,或者按某些准则进行逐步跟踪和调整待估参数的估计值,其特点是需要借助参考信号,即导频或训练序列。在此,我们将基于训练序列和导频序列的估计统称为训练序列估计算法。 基于训练序列的信道估计适用于突发传输方式的系统。通过发送已知的训练序列,在接收端进行初始的信道估计,当发送有用的信息数据时,利用初始的信道估计结果进行一个判决更新,完成实时的信道估计。 基于导频符号的信道估计适用于连续传输的系统。通过在发送有用数据的过程中插入已经的导频符号,可以得到导频位置的信道估计结果;接着利用导频位置的信道估计结果,通过内插得到有用数据位置的信道估计结果,完成信道估计。 (2)盲估计利用调制信号本身固有的、与具体承载信息比特无关的一些特征,或是采用判决反对的方法来进行信道估计的方法。 (3)半盲估计结合盲估计与基于训练序列估计这良好总方法优点的信道估计方法。 一般来讲,通过设计训练序列或在数据中周期性地插入导频符号来进行估计的方法比较常用。而盲估计和半盲估计算法无需或者需要较短的训练序列,频谱效率高,因此获得了广泛的研究。但一般盲估计和半盲估计方法的计算复杂度较高,且可能出现相位模糊(基于子空间的方法)、误码传播(如判决反馈类方法)、收敛慢或陷入局部极小等问题,需要较长的观察数据,这一定程度上限制了它们的实用性。

最新LS信道估计算法

L S信道估计算法

LS 信道估计 假设OFDM 系统模型用下式表示: P P P Y X H W =+ (1) 式中H 为信道响应;P X 为已知的导频发送信号;P Y 为接收到的导频信号;P W 为在导频子信道上叠加的AWGN 矢量。 LS 为最小二乘(Least —Square)信道估计, LS 算法就是对(1)式中的参数H 进行估计,使函数(2)最小。 ????()()()()H H P P P P P P P P J Y Y Y Y Y X H Y X H =--=-- (2) 其中P Y 是接收端导频子载波处的接受信号组成的向量;??P P Y X H =是经过信道估计后得到的导频输出信号;?H 是信道响应H 的估计值。 ??{()()}0?H P P P P Y X H Y X H H ?--?=? 由此可以得到LS 算法的信道估计值为: 11 ,()H H P LS P P P P P P H X X X Y X Y --== 可见,LS 估计只需要知道发送信号P X ,对于待定的参数H ,观测噪声 P W ,以及接收信号P Y 的其它统计特征,都不需要其它的信息,因此LS 信道估 计算法的最大优点是结构简单,计算量小,仅通过在各载波上进行一次除法运算即可得到导频位置子载波的信道特征。但是,LS 估计算法由于在孤寂时忽略了噪声的影响,所以信道估计值对噪声干扰以及ICI 的影响比较敏感。在信道噪声较大时,估计的准确性大大降低,从而影响数据子信道的参数估计。

LMMSE 算法的实现流程: 首先我们得到LMMSE 算法的相关公式: 211??*((()()))P P P H LMMSE HH H H W LS H R R diag X diag X H σ--=+ 其中P H 为导频子载波的CFR (振幅因素衰减),P HH R 表示所有子载波与导频子载波的互协 方差,P P H H R 表示导频子载波的自协方差。?LMMSE H 代表信道的阶跃响应。从公式中可以看出LMMSE 使用子载波间的协方差以及SNR 等信息进行信道估计。 因为H -1(diag(X)diag(X))可以作为一个常量。则H -1(diag(X)diag(X))可以替换为其期望值:2H -1E{(diag(x)diag(x))}=I W SNR βσ,其中I 代表单位矩阵。 所以,上式又可变为1??*()P P P LMMSE HH H H LS H R R I H SNR β-=+。 其中,星座因子β与采用的调制方式有关:对于16QAM 调制为17/9;对于 QPSK 调制为1。SNR 是每个符号的信噪比;?LS H 表示参考信号处由LS 估计的信道冲激响应值; 因为要进行求逆运算,所以运算的复杂度较高。如果参考信号的子载波数目较多,则求逆运算会变得很复杂。下面则将对LMMSE 算法进行改进。 在这里我们采用了奇异值分解的方法对估计器进行低阶近似。将信道的自相关函数分解为:H HH R =U U Λ。 则原公式可以化为:0??00n H SVD LMMSE LS H U U H -???= ??? 其中11 1()diag(,....,)N N I SNR SNR SNR λλβββλλ-?=ΛΛ+=++.这样在某种程度上就可以大大减少运算量。

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