中继信道相位响应模型和其估计算法探究

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1、中继信道相位响应模型和其估计算法探究　　摘要：中继能够提高信息传输质量及覆盖区域，是一种近年来得到迅速发展且前景广阔的无线通信技术。而性能优良的中继信道估计构成了改善通信环境的其他技术的基础前提。针对中继信道估计中的相位响应部分，首先建立了在任意信噪比条件下的相位噪声模型。考虑到估计过程快速的现实要求，通过将模型中原有复杂的表达噪声形式用高斯的方法近似化，得到了较为简洁的结果，并根据不同的简化形式给出对应的若干相位响应估计算法。为了比较这些算法之间的性能，重点推导了估计算法所能达到的CRLB。最后结合计算机数值仿真验证了结论的正确性。关键词：中继信道；相位响应；估计算法；相位噪声模型中图

2、分类号：TN911?34文献标识码：A文章编号：1004?373X（2014）04?0013?04ModelofrelaychannelphaseresponseanditsestimationalgorithmsHUANGChun?wen（JiangxiYuchuangNetworkTechnologyCo.，Ltd，ChinaComservice，Nanchang330096，China）Abstract：Recently，Relayhasbecomeabooming12andpromisingwirelesscommunicationtechnology，whichcanimpro

3、vetheinformationtransmissionqualityandenlargetheservicecoveragearea.Meanwhile，effectiverelaychannelestimationmakesupafoundationofothertechnologiesforimprovingcommunicationinvironment，suchasrelaybeamformingandrelayselection.Focusingonthephaseresponseinrelaychannelestimation，themodelofphasenoiseina

4、rbitrarySNRwasbuildup.Inordertodecreasetheamountofestimatorcalculation，thecomplicatedformulaoforiginalnoisemodelisapproximatedbytherelativelysimpleGaussiancounterparttogetrelativelysuccinctresult.Accordingonthedifferentsimplifiedform，severalphaseestimationalgorithmsaregiven.TheCRLB（Cramer?RaoLowe

5、rBound）isalsoderivedwiththepurposeofcomparingtheperformanceofthealgorithms.Theconclusioncorrectnesswasverifiedbycomputernumericalsimulation.Keyword：relaychannel；phaseresponse；estimationalgorithm；phasenoisemodel0引言12中继通信作为一种有效对抗无线信道衰落特性的手段，具有广阔的应用前景[1]。但是，采用中继波束成形和中继选择等主要技术的前提为完全获知信道状态信息，现实中通过发送各方

6、已知的训练序列进行估计。信道对发送信号的影响包括幅度改变和相位改变两部分，目前文献[2?6]讨论较多集中在幅度改变影响方面，而相位改变方面考虑不足。然而，在信道相位响应未知条件下，仅仅对幅度相应进行估计是没有意义的。因此，研究性能较好的相位响应估计方法对于降低整体信道估计误差具有重要意义。针对相位估计，文献[7]提出将接收到的信号进行频谱分析，找出频域峰值所在位置对应的频率值作为估计结果，思路较为直观，其不足之处在于运算量巨大，难于在实时环境下采用。文献[8]对上述方法有所改进，应用最大似然算法估计出频谱中的峰值处，较为适合进行频率估计。同时，在运算量和估计性能上进行了折中，但并未完全改

7、变在运算形式复杂的弊端。文献[9]在高信噪比环境下，将噪声线性叠加造成的影响近似为相位上摆动，将非线性估计问题转化为线性估计问题。文献[10]受此启发，给出了准确的相位关系模型，并对比了几种相位估计方法性能表现。然而，上面文献讨论时均需已知信道的幅度相应，不能直接用于中继信道幅度相应未知情况。12基于这一问题，本文根据文献的思想，提出了改进的中继信道相位响应估计算法，与此同时推导了在高信噪比条件下的CRLB表达式，可以作为衡量几种算