[發明專利]高速下基于SAGE的分布式MIMO頻偏和信道估計

在審

• 申請號: 201310476191.4
• 申請日: 2013-10-12
• 公開（公告）號: CN103532883A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 雷霞;孔昭富;宋陽;陳曉;羅陽;樂榮臻;曹海波;李垠澤
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02;H04L25/06;H04L29/08
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務所(普通合伙) 51227
• 代理人: 李順德;王睿

技術領域

本發明屬于無線與移動通信技術領域，具體涉及一種高速移動環境下分布式多輸入多輸出系統聯合頻偏和信道估計算法。

背景技術

在未來的無線通信領域，廣泛應用于長期演進（Long?Term?Evolution,LTE）的MIMO(Multiple-Input?Multiple-Out-put)技術以其得天獨厚的優勢受到越來越多的關注和研究。分布式MIMO系統組網靈活、可以根據具體需要設置收發天線而且能夠提供更高的系統容量，因而成為MIMO技術應用的主要形式。另外，隨著高速移動通信的飛速發展，針對高速環境下的分布式MIMO系統的關鍵技術研究具有重要意義。由于發射天線和接收天線可能分布在不同的地理位置，信號經歷了不同的傳輸信道和衰落，因此分布式MIMO系統對聯合頻偏和信道估計提出了更高的要求。尤其是在高速移動環境中，如何高效地聯合估計分布式MIMO系統的頻偏和信道是未來無線通信傳輸系統的核心技術之一。

由于分布式MIMO系統的所有發射天線和接收天線各自分布在不同的地理位置，信號從發射天線到達接收天線經歷了不同的大尺度衰落和小尺度衰落，因此其存在多個不同的頻偏。分布式MIMO系統的參數估計實際上是多參數聯合估計。而基于最大似然（Maximum?Likelihood，ML）原理的參數估計是最實用的估計，但是一般情況下，基于最大似然原理的多參數估計的解通常沒有閉合形式因而其求解的復雜度比較高，在分布式MIMO系統環境下這個問題變得更加突出。在最大似然同步算法難以得到充分實現的情況下，次優的準最大似然估計算法是一個不錯的選擇，比如基于相關原理的多參數估計算法。

基于相關原理的多參數估計方法忽略了多天線帶來的干擾，因此該方法具有MSE平臺，即隨著信噪比的增加，MSE不會繼續減小。針對此問題，基于期望條件最大化（Expectation?Conditional?Maximization,ECM）迭代的聯合頻偏和信道估計算法可以有效的解決相關估計方法隨信噪比增高產生MSE平臺的問題。不過基于ECM的算法中，噪聲分布在整個所定義的完備數據空間中，數據空間的費歇爾信息響應較大，因此其收斂速度變慢。

由上可知，對于分布式MIMO系統，采用基于相關的方法估計出頻偏和信道值作為進行SAGE迭代的初始值，然后不斷迭代直到估計出的頻偏和信道值滿足要求，這種思路可以獲得較好的性能。但在高速移動環境下，如何采用SAGE迭代方法對分布式MIMO系統進行聯合頻偏和信道估計，至今很少有文獻討論，本發明就是基于此展開的。

發明內容

本發明的目的是為了解決分布式MIMO系統的頻偏和信道聯合估計由慢時變信道向快時變信道推過時遇到的問題，提出了一種高速移動環境下的分布式MIMO系統頻偏和信道聯合估計的方法。

為了實現上述目的，本發明提供一種在高速移動環境下基于SAGE迭代的分布式MIMO系統的聯合頻偏和信道估計算法，具體步驟如下：

S1、構建系統模型：

一個高速移動環境下的分布式MIMO系統，具有N_T個發射天線和N_R個接收天線，每對收發天線之間都有一個不同的頻偏值，所述分布式MIMO系統具有N_TN_R個不同的頻偏值，所述分布式MIMO系統第k個接收天線在時刻t接收到的信號可以表示為