线性与非线性MtoM通信信道的建模与估计

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1、目录Contents中文摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1英文摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2线性与非线性M-to．M通信信道的建模与估计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3§1引论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3§1．1研究背景及意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．⋯⋯⋯3§1．2国内外研究状况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4§2Kalman滤波理论与EM算法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6§2．1Kalman滤波理论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．6§2．

2、1．1L-擞Kalman滤波理论及其算法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6§2．1．2离散系统的Kalman滤波算法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7§2．1．3扩展Kalman滤波理论及其算法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8§2．2EM算法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．12§3线·I生M-to．M通信信道的建模与估计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．13§3．1确定的DPSD下的M—to．M信道⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13§3．2随机M．to．M通信信道模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

3、⋯⋯⋯15I111111111111111111lY2372351§3．2．1时变的通信信道的一般表达式．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15§3．2．2确定的M．to．M信道DPSD的逼近．．．．．．．．．．．．．．．．．．15§3．2．3随机M．to．M信道模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17§3．2．4随机状态空间的求解．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20§3．3由Kalnlan滤波和EM算法对M．to．M信道进行参数估计⋯⋯⋯⋯⋯．．21§3．3．1信道参数的确

4、定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22§4非线·[生M-to．M信道的建模与估计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·26§4．1非线性M—to．M信道的建模⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯26§4．2非线性M．to．M信道的状态空间估计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯27§4．3非线性M．to—M信道的状态空间参数估计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．27§5总结与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯29§5．1内容总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯29§5．2展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

5、．29参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．30致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯33II中文摘要毕业论文题目：线性与非线性M．to．M通信信道的建模与估计概率论与数理统计专业2008级硕士生姓名：李新年指导教师(姓名、职称)：戴万阳教授在移动自组织网络(Ad—hoe)、基于中继的蜂窝网和智能传输系统中，发射端和接收端都处在移动状态的移动到移动(M．to．M)通信系统发挥着越来越重要的作用。由于信号的传播环境随着结点的移动具有时变性，从而引起多普勒功率谱密度(DPSD)的跳跃，

6、此前模型没能很好的模拟这种动态特征。本文将利用随机微分方程(SDE)建一个动态的M．to．M状态空间模型，并对其状态空间模型进行求解，通过该线性模型进行离散化，然后利用离散Kalman滤波对其状态空间进行估计，最后，再利用基于滤波的EM算法对该离散空间模型参数进行参数估计。本文的主要研究工作及创新点如下：(1)鉴于Kalman滤波器的重要性和应用的广泛性，本文首先对Kalman滤波器的各种情形进行了总结，同时也作为本文后续部分的基础，进行了较为详尽的叙述。(2)由于M—to—M通信信道的时变特性，作为主要创新

7、点，本文利用随机微分方程分别建立了线性和非线性时变的动态模型，并对该模型给出了随机微分方程解。(3)通过对连续模型的离散化，利用Kalman滤波器和扩展Kalman滤波器对该模型的状态空间进行估计，再利用基于滤波的EM算法对该模型系数矩阵进行了参数估计。关键词：Kalman滤波；M．to．M；多普勒功率谱密度；EM算法；随机微分方程英文摘要THE：SIS：ModeIsandEstimationOfLinearandNonlinearM．to．MCommunicationChannelsSPECIALIZATI

8、ON：ProbabilityandStatisticsPOSTGRADUATE：LiXinnianMENTOR：ProfessorDaiWanyangMobile．to．mobile(M．to．M)communicationchannels，whereboththetransmitterandthereceiverareinmotion，playanimportantroleinad—hocwire