宽带移动通信信道预测技术研究

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宽带无线数字通信技术是未来移动通信的核心技术,随着无线通信业务种类繁多、对数据率要求日益提高的发展趋势,宽带无线通信系统必须具备强抗干扰能力、高频谱利用率和灵活性。基于正交频分复用(OFDM)技术的宽带无线移动通信系统能够利用有限的频谱资源提供高速可靠的宽带数据业务,成为当前的研究热点。在移动通信过程中,无线信道的时变特性会导致系统性能的降低,而自适应传输技术可以根据时变信道的特性随时调整传输系统的调制方式,发射功率,编码方式等,大大提高系统性能。在宽带无线通信系统中使用自适应传输技术,需要预先知道信道变化信息。信道预测可以在快变信道环境中预测得到比较准确的信道状态信息,为自适应传输技术提供及时可靠的数据。在宽带无线信道条件下,未来时刻信道的准确预测对信息的自适应传输,显得尤为重要。  了解无线信道的传播特性并建立准确有效的无线信道模型是对信道进行预测及采用自适应调制技术的基础。本文介绍了无线信道的传播机制及衰落特性,并在信道特性分析基础上着重介绍了当前存在的三种信道模型,并从信道的自相关等二阶矩特性角度仿真验证这三种信道模型。  可靠的信道预测对于实现信息的自适应传输非常重要。论文通过对窄带信道基本模型和特性的了解,采用三种算法对其进行了信道预测仿真,给出比较,为接下来对宽带系统信道预测的仿真提供理论基础。  为了保证宽带无线移动通信系统在恶劣的无线信道环境中具有良好性能,必须对时变的宽带无线多径衰落信道进行准确预测。论文将OFDM技术应用在宽带系统中来克服多径衰落的影响,同时结合自适应技术对系统进行分析,采用基于MMSE准则的信道预测算法对宽带系统的信道进行了预测。由于在实际系统中无法实时计算信道相关参数的逆矩阵,因此在该预测算法的基础上进一步提出能够降低复杂度的长距离信道预测算法。该算法采用自回归模型和最小均方误差方法,以过去大量的观测值为基础,预测未来信道衰落系数。论文综合考虑了各种复杂因素对预测性能的影响,并进行比较。从仿真结果可以看出,该方法有效的降低了宽带信道预测的均方误差,并且具有较低的复杂度,可很好地满足时变信道环境的要求。
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