發(fā)布時(shí)間：2018-03-04 07:19

  本文選題：MIMO　切入點(diǎn)：壓縮感知　出處：《南京信息工程大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：無(wú)線信道估計(jì)是MIMO通信系統(tǒng)的重要研究方向,而壓縮感知理論作為一項(xiàng)新型的采樣理論,利用了MIMO無(wú)線信道的固有稀疏特性,以遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)奈奎斯特的采樣頻率對(duì)信息進(jìn)行采樣,在一定程度上降低了導(dǎo)頻的采用個(gè)數(shù),增大了頻譜的效率,使得信道估計(jì)性能得到了很大的提高。波達(dá)方向(DOA)的估計(jì)作為天線陣列信號(hào)處理領(lǐng)域的重要方向,在空間定位目標(biāo)信號(hào)的同時(shí),還能夠在接收過(guò)程中對(duì)信號(hào)增強(qiáng)進(jìn)行技術(shù)支持。近幾年出現(xiàn)的壓縮感知理論,使得DOA估計(jì)可以從稀疏重構(gòu)的角度進(jìn)行分析求解,通過(guò)少量的測(cè)量數(shù)據(jù)就可以實(shí)現(xiàn)高分辨DOA估計(jì),推動(dòng)了DOA技術(shù)朝著更加成熟的方向發(fā)展。本論文的具體工作包括以下幾個(gè)方面。 第一,介紹了MIMO無(wú)線通信傳播過(guò)程中的特點(diǎn),具體包括由路徑損耗和陰影衰落所引起的大尺度衰落,多徑傳播造成頻率選擇性衰落、信道的時(shí)變性引起的時(shí)間選擇性衰落以及角度擴(kuò)展產(chǎn)生的空間選擇性衰落；然后,詳細(xì)闡述了壓縮感知理論在信號(hào)的稀疏表示、測(cè)量矩陣的設(shè)計(jì)以及信號(hào)的重構(gòu)算法這三個(gè)方面的原理及應(yīng)用,提出了壓縮感知在MIMO無(wú)線信道應(yīng)用中的方向,并且根據(jù)多徑信道的特點(diǎn)分析了基于壓縮感知理論在信道進(jìn)行估計(jì)方面的可行性。 第二,針對(duì)MIMO無(wú)線通信系統(tǒng)中經(jīng)常出現(xiàn)的多徑稀疏信道,在壓縮感知理論的基礎(chǔ)上,建立了局部聚類稀疏多徑信道的數(shù)學(xué)模型,并且從數(shù)學(xué)的角度對(duì)其進(jìn)行了完整有效的推導(dǎo),驗(yàn)證了此模型在稀疏多徑信道估計(jì)中實(shí)現(xiàn)的可能性。不同于以往信道估計(jì)所采用的純密集型信道或者純稀疏型信道,局部聚類稀疏信道的模型能夠更準(zhǔn)確地重構(gòu)并估計(jì)出原始發(fā)射信號(hào),同時(shí)還能有效抑制干擾,降低了錯(cuò)誤率。而且,采用新穎的平滑LO范式估計(jì)算法,在均方誤差、重構(gòu)精度、匹配度以及算法復(fù)雜度等方面都有了很大的提高,并且此算法計(jì)算速度快,對(duì)噪聲不敏感,估計(jì)量穩(wěn)健,魯棒性良好。仿真結(jié)果表明了局部聚類稀疏信道模型的實(shí)用性以及平滑L0范式算法的高效性。 第三,針對(duì)通信系統(tǒng)中不可避免存在的碼間干擾現(xiàn)象,提出了利用信道估計(jì)和調(diào)整均衡器系數(shù)的方法來(lái)抑制ISI對(duì)信號(hào)序列的負(fù)面影響。引入了改進(jìn)型平滑LO范數(shù)的算法,克服了平滑L0范數(shù)在平滑系數(shù)比較小的情況下所導(dǎo)致的代價(jià)函數(shù)的不連續(xù)性,加強(qiáng)了對(duì)加性噪聲的魯棒性,信道估計(jì)結(jié)果更為精確。設(shè)計(jì)了類似梳形形狀的信道模型,在改善ISI性能方面的效果較好。在信道均衡方面,試驗(yàn)表明系統(tǒng)增設(shè)的FIR預(yù)濾波器更好地解決了ISI的干擾問(wèn)題。提出的ISLO-預(yù)濾波器維特比算法在計(jì)算復(fù)雜度降低的情況下,重構(gòu)原始信號(hào)的效果較好,并且還提高了運(yùn)算速度以及信號(hào)匹配度,同時(shí),在接收機(jī)處獲取的信號(hào)幾乎無(wú)性能損失。 第四,介紹了DOA估計(jì)的重要性,引入了L2,0范式的估計(jì)算法,結(jié)合多路向量測(cè)試MMV,將此方法應(yīng)用于窄帶信號(hào)和寬帶信號(hào)的空域角度估計(jì)中,仿真結(jié)果顯示,L2,0算法在這兩種情況下的DOA估計(jì)結(jié)果都很準(zhǔn)確,性能要優(yōu)于MUSIC算法和MNM算法,而且基本上是不存在其他的雜波干擾的。同時(shí),目前大部分的DOA研究基本上都是針對(duì)滿足均勻線陣分布的天線陣,雖然也能識(shí)別定位出信號(hào)的具體位置,但是由于均勻線陣有比較強(qiáng)的方向選擇性,可能會(huì)造成行為模糊的現(xiàn)象,所以在此將研究擴(kuò)展到均勻圓陣中去,試驗(yàn)結(jié)果表明,在均勻圓陣下,基本可以完成無(wú)模糊的目標(biāo)識(shí)別定位。在此基礎(chǔ)上,分析了L2,0算法下的波束成形,仿真結(jié)果顯示,信號(hào)的增強(qiáng)效果較好。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TN919.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1564681