用于MIMO-OFDM無(wú)線通信系統(tǒng)的一種新的自適應(yīng)半盲波束形成算法

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1、第26卷第6期2004年6月電子與信息學(xué)報(bào)JournalofElectronics&InformationTechnology用于MIMO?OFDM無(wú)線通信系統(tǒng)的一種新的自適應(yīng)半盲波束形成算法1彭啟琮俊(電子科技大學(xué)通信與信息工程學(xué)院成都610054)摘要：該文根據(jù)MIMO-OFDM物理層結(jié)構(gòu)和無(wú)線移動(dòng)矩陣信道的特性，從神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和信息論觀點(diǎn)詳細(xì)推導(dǎo)了一種新的多天線陣列自適應(yīng)半盲波束形成器算法.與常規(guī)的盲估計(jì)和導(dǎo)頻輔助信道估計(jì)算法不同的是，本文提岀的新的半盲算法在權(quán)矢量自適應(yīng)更新時(shí)，不斷地用基于導(dǎo)

2、頻估計(jì)的權(quán)矢量進(jìn)行修正.最后，用實(shí)際的HIPERLAN2協(xié)議進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真.結(jié)果表明這種算法不增加發(fā)射信號(hào)功率和不占用額外帶寬，能提高天線增益性能和有效地提取出期望的發(fā)射信號(hào)，在收斂速度和BER性能方面優(yōu)于常規(guī)的導(dǎo)頻輔助信道估計(jì)算法.該波束形成器能自適應(yīng)調(diào)整權(quán)矢量，其更新方式與TDMA和CDMA相似，所以本算法可直接用于有天線陣列的基于OFDM的第三代(3G)和三代后(3Gbeyond)的無(wú)線通信系統(tǒng).關(guān)鍵詞：矩陣信道，自適應(yīng)半盲算法，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，波束形成器，MIMO-OFDM,多天線陣列中圖分

3、類號(hào)：TN929.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)’1009-5896(2004)06-0989-06ANovelAdaptiveSemi-blindBeamformingAlgorithmforMIMO-OFDMWirelessCommunicationSystemsDuJiangPengQi-congZhongJun(Inst,ofComm,andInfo.Eng.,VESTofChina,Chengdu610054,China)AbstractInthispaperanoveladaptivese

4、mi-blindbeamformingalgorithmisproposedforOFDM-MIMOsystems?Firstthenonlinearneuralnetworkscombinedwithmaximizedmutualinformationruleareusedforestimatingthecoarseweightsofbeamformer,thenthebeamformingalgorithmadaptivelyadjuststhevectorweightsbymeansoft

5、heknownpilottonesinsertedintotheframestructure,thusthechannelequalizationcanbefurtherim-proved

6、semi-blindbeamformingalgorithmhasmuchbetteroverallperformanceintermsofBER,moreoverhashighaperturegainswithverygooddirectivityinthebeamformerpattern.KeywordsMatrixchannels,Adaptivesemi-blindalgorithm,Neuralnetwork,beamformer,MIMO-OFDM,Multipleantenna

7、arrays1引言HI在第三代無(wú)線移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)呼之欲出，第四代無(wú)線移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)正處于廣泛醞釀之際，人們注意到，為提高信道容量和傳輸速率以及通信質(zhì)量，這兩種標(biāo)準(zhǔn)都涉及到了基于OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)調(diào)制的MIMO(MultipleInputMultipleOutput)多天線陣列無(wú)線傳輸物理層體系結(jié)構(gòu)這項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)⑴.OFDM具有很好的抗多徑衰落的特性；天線陣列的增益性能取決于陣列的空間幾何分布的設(shè)計(jì)和分離接收信號(hào)的均衡權(quán)矢量的算法

8、，MIM0信道直接制約了無(wú)線通信的容量和質(zhì)量，是通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和收發(fā)機(jī)設(shè)計(jì)必須考慮的重要因素，同時(shí)MIM0天線陣列還是空分多址(SDMA)的核心構(gòu)架，所以，近年來(lái)對(duì)基于OFDM傳輸方案的MIM0信道的研究十分活躍⑵?目前，對(duì)MIM0無(wú)線信道的研究主要有兩大方2002-12-15收到，2003-09-22改回it子與信第26卷向，第一是建立概念性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，通過(guò)對(duì)無(wú)線通信的多天線陣列實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的分析，研究不同的視距(LineOfSight,LOS)和非視距(NonLineOfSight,NLOS)無(wú)線移