基于超寬帶脈沖信號的時／頻域信道估計
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近年來，超寬帶技術在工業應用和研究領域均受到廣泛關注。超寬帶技術具有高數據傳輸率、低功耗、低成本、強的抗多徑效應等特點，是當前公認的未來無線個域網應用的主流技術。不同與傳統窄帶無線系統的傳輸信號，超寬帶信號是具有很大帶寬的離散脈沖流，脈沖周期極小，因此多徑衰落信道下超寬帶系統擁有大量的可分辨的徑分量，有利于能量分集接收。在實際情況中，每個多徑分量對于傳輸中遇到的反射、衍射和散射等現象較傳統窄帶系統更加敏感，這對信道估計算法提出更高要求，因此基于超寬帶脈沖信號的信道估計算法是超寬帶技術的主要研究之一。
時域超寬帶接收機在實現上存在一些難題，如對極窄脈沖采樣，要求ADC的速率極高，若利用并行采樣，接收機結構會復雜化，在大搜索周期內捕獲極窄脈沖很耗時。為了解決這些問題，頻域超寬帶接收機的設計理念被提出，頻域方法能以適度的復雜性和功耗實現數字CMOS。對于頻域超寬帶接收機，頻域信道估計是其關鍵技術之一。基于上述考慮，文中著重研究基于超寬帶脈沖信號的時域ML信道估計和頻域子空間信道估計算法，同時計算機仿真驗證其性能，文中最后對兩者進行了性能比較分析。
2 系統模型
單用戶BPSK―UWB系統發送二進制脈沖信號，采用BPSK調制方式。發送信號s(t)表示為
其中p(t)是脈沖信號，脈沖周期為Tp，bi={±1)是調制數據符號，Tf是脈沖重復周期。
超寬帶多徑信道模型可以等效為離散的延遲線模型，表示如下
其中Lp表示多徑數，αk和τk表示第k條徑的衰減系數和延遲時間。接收信號y(t)表示為
其中，n(t)為零均值、雙邊功率譜密度為N0／2的高斯白噪聲。
3 最大似然信道估計
假設發射端發送了M個導頻脈沖信號，在時間周期0≤t≤T0內觀察接收信號波形(T0=MTf)，參數α=(α1，α2…αLp)和τ=(τ1，τ2…τLp)為未知的待估參數，假設L為已知量。令x表示參量x的估計值，定義如下量
其中s(t)為對應于信道參數a和τ的接收信號的可能實現。于是，參量[α，τ]的似然函數表示為
把式(4)帶入式(5)并化簡，同時忽略信號響應的相關性，即假設
把式(3)代入式(5)經過簡化后得
其中Ep為脈沖能量，即
為匹配濾波器p(一t)在t=iTf+τl時刻的響應，表達如下
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