用于MIMO-OFDM无线通信系统的一种新的自适应半盲波束形成算法

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1、第26卷第6期2004年6月电子与信息学报JournalofElectronics&InformationTechnology用于MIMO・OFDM无线通信系统的一种新的自适应半盲波束形成算法1彭启琮俊(电子科技大学通信与信息工程学院成都610054)摘要：该文根据MIMO-OFDM物理层结构和无线移动矩阵信道的特性，从神经网络和信息论观点详细推导了一种新的多天线阵列自适应半盲波束形成器算法.与常规的盲估计和导频辅助信道估计算法不同的是，本文提岀的新的半盲算法在权矢量自适应更新时，不断地用基于导

2、频估计的权矢量进行修正.最后，用实际的HIPERLAN2协议进行了计算机仿真.结果表明这种算法不增加发射信号功率和不占用额外带宽，能提高天线增益性能和有效地提取出期望的发射信号，在收敛速度和BER性能方面优于常规的导频辅助信道估计算法.该波束形成器能自适应调整权矢量，其更新方式与TDMA和CDMA相似，所以本算法可直接用于有天线阵列的基于OFDM的第三代(3G)和三代后(3Gbeyond)的无线通信系统.关键词：矩阵信道，自适应半盲算法，神经网络，波束形成器，MIMO-OFDM,多天线阵列中图分

3、类号：TN929.5文献标识码：A文章编号’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在第三代无线移动通信标准呼之欲出，第四代无线移动通信标准正处于广泛酝酿之际，人们注意到，为提高信道容量和传输速率以及通信质量，这两种标准都涉及到了基于OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)调制的MIMO(MultipleInputMultipleOutput)多天线阵列无线传输物理层体系结构这项关键技术⑴.OFDM具有很好的抗多径衰落的特性；天线阵列的增益性能取决于阵列的空间几何分布的设计和分离接收信号的均衡权矢量的算法

8、，MIM0信道直接制约了无线通信的容量和质量，是通信网络规划和收发机设计必须考虑的重要因素，同时MIM0天线阵列还是空分多址(SDMA)的核心构架，所以，近年来对基于OFDM传输方案的MIM0信道的研究十分活跃⑵•目前，对MIM0无线信道的研究主要有两大方2002-12-15收到，2003-09-22改回it子与信第26卷向，第一是建立概念性实验平台，通过对无线通信的多天线阵列实测数据的分析，研究不同的视距(LineOfSight,LOS)和非视距(NonLineOfSight,NLOS)无线移