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基于压缩感知的无线信道估计算法研究-通信与信息系统专业论文.docx


文档分类:通信/电子 | 页数:约63页 举报非法文档有奖
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学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品,知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅;本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时,第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。摘要在追求高效快速的现今时代,快速语音通信、快速传递信息,已经成为人们不可或缺的通信需求。无线通信系统中,正交频分复用(OrthogonalFrequency-DivisionMultiplexing,OFDM)技术,利用子载波间的正交性,提高了传输效率,并且能够有效的抵抗信道衰落,提高了传输精度。多输入多输出(MultipleInputMultipleOutput,MIMO)技术,能够提高无线通信系统的空间利用范围,充分利用了有效空间,更加提高了信息传输效率。但不管是OFDM系统或MIMO-OFDM系统,在信号传输中,会受到环境以及周围建筑物的影响,产生衰落和时延,造成符号间干扰(InterSymbolInterference,ISI)和子载波间干扰(InterCarrierInterference,ICI)。因此,能够精准且有效获取信道状态信息(ChannelStateInformation,CSI)从而准确的恢复发送信号尤为重要。研究表明,无线多径信道往往在时域中表现出稀疏特性,然而传统的信道估计方法不能充分利用这一特性,所以需要研究新的方法,利用这一先验信息,提高估计的精度。压缩感知技术,能够根据信号的稀疏性,利用少量的,但是占主导作用的采样信息,来恢复和重建原始信号。目前,压缩感知技术已经在各个行业得到应用,例如,无线通信、图像处理、模式识别等领域。在本文中,我们将压缩感知应用于无线信道估计中,利用信道的稀疏特性,通过少量的导频符号进行信道估计。本文的研究工作是在OFDM以及MIMO-OFDM系统中,采用基于压缩感知的信道估计方法对无线通信信道进行信道估计。主要包括两个方面工作:第一、我们给出了基于快速贝叶斯匹配追踪算法的信道估计算法,并将其应用在OFDM系统无线信道估计中。该算法利用贝叶斯原理,对无线稀疏信道建立贝叶斯先验模型,利用信道先验信息,根据最大后验概率参数估计方法,对模型参数以及参数分布进行匹配追踪求解,最终精确的重构稀疏信道。第二、论文提出了改进的混合优化光滑l0范数信道估计重构算法,用来估计MIMO-OFDM系统的无线稀疏信道。该算法采用逼近性能更好的双曲正切函数来替代高斯函数,双曲正切函数的“陡峭性”更好,比高斯函数更快速的收I敛于零,因此,更近似l0范数。该算法将最速下降法结合修正牛顿法进行混合优化,其中最速下降法用于算法的初始化,修正牛顿法用于算法的收敛,使算法达到了很好的收敛速度,并提高了重构精度,通过仿真验证了该算法的有效性。关键词:无线信道估计,压缩感知技术,正交频分复用,多输入多输出,贝叶斯匹配追踪算法,l0范数重构算法。IIAbstractWiththedevelopmentofscienceandtechnology,people’municationisgrowinginrapid,-DivisionMultiplexing(OFDM)technologycanreducetheinfluenceofthechannelfrequency-(MIMO),intheOFDMorMIMO-OFDMsystem,intheprocessofsignaltransmission,thesignalmaygeneratepowerattenuation

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  • 时间2019-01-24