衰落信道基于卡尔曼滤波的信噪比估计*
2021-01-26刘世洪夏洪君蒋元兵颜浩洋
通信技术 2021年1期
刘世洪,夏洪君,蒋元兵,颜浩洋,穆 刚
(重庆金美通信有限责任公司,重庆 400030)
0 引言
无线通信场景中,由于复杂的电磁环境及移动通信双方之间的相对运动,使无线信道存在着严重的多径衰落及多普勒效应[1]。为均衡多径衰落或多普勒效应的影响,移动通信双方多采用协同降速、信道切换、分集接收、联合解码等策略,来克服信道影响,进而提高传输信息的可靠性。因此,如何获取无线通信中的信道特性,并选用合理的参数(如信噪比、多径、时延、衰落等)来评估信道及指导通信策略,成为无线通信的一个重要研究方向。
信噪比作为信道传输的关键参数,用于衡量通信信号质量,即经过衰落特性后的信号能量与本地噪声能量之比。在无线通信双方,需要根据信噪比自适应协商合理的传输速率及带宽等通信参数,同时在解调处理中也需要利用信噪比来获得信道均衡、迭代译码等步骤中的较优参数。通常,信噪比估计算法根据是否利用同步头辅助分为两种:基于非同步头辅助(Non-Preamble Aided,NPA)与同步头辅助(Preamble-Aided,PA)算法[2]。常用的NPA 算法如二阶/四阶矩估计算法[3],多用于PSK、QAM 类信号,主要对接收信号进行二阶矩或四阶矩处理,将信号与噪声分离,从而获取信噪比,但在衰落信道条件下估计性能较差,并且存在计算复杂度高等问题,难以适应无线通信的实时传输。在PA 算法中,如基于最大似然估计的方法多利用同步头序列构建似然函数来完成信噪比估计[4]。
本文主要针对多径衰落信道条件下的PA 信噪比估计算法开展研究,提出一种基于卡尔曼滤波辅助的信噪比估计算法。……
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