无线移动通信与信道估计算法概述

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1、无线移动通信与信道估计算法概述第1章绪论1.1研究背景及意义随着通信技术和计算机技术、语音业务和数据业务日趋融合，无线移动通信系统把无线通信、计算机和互联网结合起来。新技术新业务为用户提供的覆盖范围更广、接入方式更便捷[1]。然而，由于无线频谱资源是有限的，越来越多的学者们开始关注如何更加合理有效的利用频谱资源。在现阶段，第三代网络系统本身已经较为复杂，这使得它的网络性能也得到了提高。它的多业务特性使得相互的关联性更加复杂，与传统的2G网络规划非常不同。因此，我们需要通过规划工具来仿真预测网络性能，如果仿真中出现了问题，那么实际网络中

2、肯定会出问题，如果仿真中没有问题，实际网络中也是可能出问题的。因此网络规划对于合理规划建设，节约宝贵的频谱资源，提供着重要的参考依据。在第四代移动通信系统众多新技术中，多天线正交频分复用系统采用多个发射接收天线，对于某对特定的发射接收天线来说，其他的天线信号是干扰信号，会导致系统性能的下降，出现系统较大的估计误差。为了能够在接收端准确的恢复出发射信号，有准确的信道状态信息是十分关键的，信道状态信息如无线信道阶数、信道的单位冲击响应等等。在多天线正交频分复用系统中，为了进一步提高系统的频谱效率，精准的信道估计就很重要。1.2移动通信发展

3、历程在我国，移动通信系统从第一代模拟系统，到第二代数字系统，发展到了目前正在大规模应用的第三代宽带数字系统[2]。2013年12月4日，我国的三家网络运营商得到了TD-LTE的经营许可。在当今无线移动通信系统正式投入商用前，最早的移动网络使用者，可以从美国警方车载无线电系统谈起，然而，这个网络是专用的，工作频谱2MHz，是相当低的。随后，贝尔在圣路易斯为公用汽车建立了网，这个网络是公用网络。自此，移动网络的蓬勃发展的时期便到来了，如表1所示。第一代移动通信系统（1G,TheFirstGeneration），属于模拟通信。一个用户被分配

4、一个独自的占用一个载频的信道，在窄带系统中实现。由于系统中基站复杂庞大，容易产生信道间的干扰，并且越区切换复杂，保密性差，提供的业务单一，只能实现语音通话，不能进行长途漫游[3]。现在已经被淘汰。第二代移动通信系统（2G，TheSecondGeneration），属于数字通信。第二代系统已经使语音业务进入了无线方式。它主要采用TDMA和CDMA技术。1992年，GSM系统在欧洲开始应用，现在已经有120多个国家，250多个运营商在使用GSM系统。这里主要介绍全球移动通信系统（GSM，GlobalSystemforMobilemunic

5、ation）。GSM主要组成部分[1][4]，基站子系统(BSS，BaseStationSubsystem)由基站收发台(BTS,BaseTransceiverStation)、基站控制器(BSC,BaseStationController)和码型转换及速率适配单元(TRAU,TranscodingandrateAdaptation)组成；交换子系统由移动服务交换中心(MSC,MobileServicesSeLocationRegister)、访问位置寄存器(VLR,VisitorLocationRegister)、鉴权中心(AUC,

6、AuthenticateCenter)和设备标志寄存器(EIR,EquipmentIdentificationRegister)等组成。..第2章移动通信中的信道2.1移动通信中的干扰与噪声在移动系统中的信道由于它是开放的，噪声干扰现象很容易被引入进来，这种现象在平时收听广播的过程中，便深有体会了。在理想的情况下，接收端除了包含有用的接收信号，同时也会接收到热噪声，噪声在通信信号传播过程中夹杂着这是一个不可避免的随机过程。同频道干扰就是信号在传播过程中受到无用信号的干扰，原因在于它们的载波频率相同，在接收端对于接收到的拥有相同频率干扰

7、的有用信号来说造成的干扰现象。例如，对于移动蜂窝系统来说，为了提高频谱利用率而减少复用距离，这样会造成同频干扰源的增加，一般情况下会带来如语音通话过程中的背景噪声，严重情况甚至会产生掉话现象。.2.2移动通信中的衰落在移动通信系统中，定义基站侧到移动终端之间的无线链路为下行链路，移动终端到基站侧之间的无线链路为上行链路，在上行与下行链路之间的传输信号会经过各种干扰因素的影响引起衰落现象的出现，传播环境是很复杂的，有用信号在传播过程中会受衰落信道的影响，这里，例举无线信道的衰落[30][31]，主要表现形式如图5所示。快衰落的主要传播原

8、因是由于收发信机之间的运动产生不同的信号传播路径，引起信号到达时间差产生相互干扰，造成接收信号强度的瞬时值的迅速变化。对于无线移动通信系统，用户终端在移动的过程中，由于车行环境、步行环境和室内环境等环境类型造成或引起的多