了解统计线性模型的通信理论术语

信息处理 信号分析 连续信号 高斯 数学 多通道
2022-02-13 18:19:00

来自统计背景,我理解以下公式:

y=Xβ+ϵ

作为线性回归模型,具有数据输入-输出对:(X,y), 噪声项,ϵ, 和回归系数向量 β.

现在我对通信理论中如何描述这个系统感到困惑。我看到了诸如Rayleigh FadingMIMOMulti-accessMulti-antennaBand-limited等......与看起来完全像统计线性回归的方程有关。

到目前为止,我想我可以为传播理论解决这个问题,

y=Hx+ϵ

x是发射机天线上的一些输入信号ϵ又是噪音,y是接收天线上的信号...但是什么是H? 我不明白应该如何描述这个术语,以及它是如何相对于我列出的所有之前的术语建模的?阅读期刊论文时,我看到上面描述的简单系统带有很多我无法理解的行话,而且我不知道这对建模有什么影响。

如果有人能为我澄清所有这些行话和联系,那将非常有帮助!

2个回答

方程y=hs+n是某种无线通信系统的离散时间模型。

  • s是一个复数,取自一个称为“星座”的有限集合,表示正在传输的信息。
  • n是一个复杂的、圆对称的高斯随机变量,均值和方差为零,通常表示为N0.
  • h代表沟通渠道的效果。在这个简单的无线信道模型中,h是一个复杂的高斯随机变量,均值为零,方差为 1。这种模型被称为瑞利衰落,因为|h|2是瑞利分布的随机变量。
  • y是接收到的复数。接收方必须据此估计s. 这个估计通常是通过第一次估计来计算的h,然后找到
    y=hy|h|2=s+hn|h|2
    在这里你可以看到它的重要性|h|2增强噪声,这就是为什么通道被称为瑞利。的估计s通过找到最接近(在欧几里得距离意义上)的星座元素来计算y.

您写下的方程式描述了窄带(平坦衰落)MIMO 系统的情况。

窄带/平坦衰落描述了信号带宽相对于信道带宽较小(反向延迟扩展)的情况。无论您正在建模什么系统,您都会对延迟扩展和信号带宽有所了解,并且可以将其用作使用该模型的理由:是的=HX+ε.

在频域,用这张图来理解为什么也叫flat flading。信号中的所有频率都将经历相同的通道,也就是说,通道响应在所有频率上都是“平坦的”(蓝色信号)。这与宽带或频率选择性衰落相反,后者对应于图片中的橙色信号。在谈论这个方程时经常使用术语 OFDM,因为 OF​​DM 的主要思想是将信号分成更小的子通道,以便每个子通道是平坦的(想象将橙色信号分成一堆更小的带宽槽,比如蓝色的)。

在此处输入图像描述

您也可以在时域中查看相同的内容。记住频域中的常数对时域意味着什么,即脉冲。对于窄带情况,即使通道中有多个抽头(永远不会是完全平坦的通道响应),如果它们都充分位于一个符号周期内,那么这些能量最终会组合在一起。这就是模型方程不包含对先前传输符号的任何依赖性的原因。但在宽带情况下,多通道抽头充分分散,因此即使在符号时刻采样后,不同符号的能量也会相互干扰。对于这种情况,使用模型:是的=HX+ε不合适。

在此处输入图像描述

MIMO代表多输入多输出,在通信系统环境中,这意味着多发射天线和多接收天线。你脑海中的画面是发射器使用多个天线将信号输入到通道中,而接收器使用多个天线从通道中获取输出信号。

你还提到瑞利是个未知数。矩阵H是一个ñRX×ñX具有零均值复高斯条目的矩阵。瑞利衰落一词的出现是因为幅度平方元素的分布,|H一世j|2, 遵循瑞利分布。