一种可用于莱斯衰落信道的信噪比估计算法
发布时间:2022-11-08 08:17:27 来源:文档文库
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一种可用于莱斯衰落信道的信噪比估计算法陈萍;熊蔚明【摘要】AimedattheproblemsinRicianfadingchannel,i.e.generalNon-Data-Aidedsignal-tonoiseratio(SNRestimationalgorithmswereverycomplexandusuallysuitableforacertainmodulationpattern.ThispaperproposedanSNRestimationalgorithm.Onthebasisofestablishingequivalentsystemmodel,therelationshipexpressionofSNR,expectationandvarianceofreceivedsignalswerededuced.UndertheconditionsoftheRicianfadingchannel,thededucedexpressionhadnoanalyticsolutions,thususingthepolynomialfittingmethodtoobtainapproximatesolutionsofSNRduringacertainrange.Simulationsandcomparisonexperimentsshowthat,thealgorithmdoesnotneedanytrainingsequenceandisuniversalforbothlowerandhigherordermodulations.IfthechannelRicianfactorK=10dBandtheSNRisbetween5and25dB,thenormalizationbiasislowerthan0.2,thecomputationalcomplexityiscomparablewithM2M4algorithm,thussatisfyingrequirementsofgeneralengineeringapplication.%针对莱斯衰落信道条件下,常规非数据辅助信噪比估计算法复杂度高、适用调制类型单一等问题,提出了一种信噪比估计算法.在建立系统等效模型的基础上,推导出信噪比与接收信号期望和方差的关系表达式.由于在莱斯衰落信道下,该表达式无解析解,故提出用多项式拟合法得到一定范围内的信噪比近似解.仿真和对比分析实验表明,提出的信噪比估计算法不需要使用训练序列,不仅对低阶和高阶多种调制方式具有普适性,而且当信道莱斯因子K=10dB且信噪比为
5~25dB时,归一化估计偏差均小于0.2,计算时间复杂度与M2M4算法相当,适合一般工程应用需要.【期刊名称】《东南大学学报(自然科学版)》【年(卷,期】2017(047002【总页数】6页(P209-214【关键词】信噪比估计;莱斯衰落信道;多项式拟合;非数据辅助【作者】陈萍;熊蔚明【作者单位】中国科学院国家空间科学中心,北京100190;中国科学院大学,北京100049;中国船舶工业系统工程研究院,北京100094;中国科学院国家空间科学中心,北京100190【正文语种】中文【中图分类】TN911.22信噪比是衡量通信质量的重要指标,也是无线通信技术的研究热点之一.由于信号在传输过程中受到复杂传播环境的影响,因此需要针对不同应用场景设计高效的信噪比估计方法[1].目前,对于SNR的估计方法主要分为2类:一类为基于数据辅助(data-aided,DA的方法,另一类则不需要数据辅助(non-data-aided,NDA.NDA类算法包括最大似然类算法[2]、矩估计类算法[3-4]、子空间类算法[5]等.NDA类算法无需训练序列,因而被广泛应用.根据样本选取的差异,NDA类信噪比估计算法可以分为:判决域和非判决域的信噪比估计[6].判决域的信噪比估计是指用于估计的信号样本已经经过了同步和均衡操作,其调制方式已知.非判决域的信噪比估计指信号未进行同步和均衡处理(如中频信
号,其调制方式未知.针对高斯白噪声(AWGN信道,许多学者对信噪比估计方法开展了深入研究.经典信噪比估计算法有最大似然(ML估计、信号噪声方差(SNV估计、分离符号矩估计(SSME、二阶-四阶矩估计(M2M4以及信号-变换比估计(SVR算法等.Pauluzzi等[7]利用均方误差(MSE对上述5种估计方法进行了详细的分析和比较,并通过与克拉美罗界(CRB[8]的比较,得出了M2M4算法、SNV算法和ML算法有较好估计效果的结论.在莱斯衰落信道下,由于存在乘性衰落因子,信噪比估计方法一般比在AWGN信道中更复杂.在准静态平坦衰落信道下,对于恒幅调制信号,矩估计器(如M2M4估计器可以用于衰落信号信噪比估计[9].针对移动通信中广泛使用的