水聲多輸入多輸出信道的分布式壓縮感知估計
本文選題:多輸入多輸出 + 水聲通信; 參考:《聲學學報》2015年04期
【摘要】:多輸入多輸出技術通過采用多個陣元進行多發(fā)多收空間復用信道可在極其有限的通信帶寬下實現(xiàn)高速水聲通信,但由于同時存在通道間干擾和多徑干擾,水聲MIMO信道估計變得困難。提出利用MIMO水聲信道多徑稀疏結構存在的相關性,在經(jīng)典聯(lián)合稀疏模型的基礎上對MIMO觀測矩陣進行重組,從而建立基于分布式壓縮感知的單載波水聲MIMO通信信道聯(lián)合稀疏模型;同時,針對信道響應中具有相同多徑位置的稀疏部分和特有稀疏部分設計區(qū)分性正交匹配追蹤算法進行聯(lián)合重構,進一步抑制通道間干擾的影響。最后通過仿真和海上實驗進行本方法有效性的驗證,實現(xiàn)16 kbps的MIMO水聲通信。通過算法推導、仿真和實驗可得到結論:利用MIMO水聲信道多徑相關性進行分布式壓縮感知估計可提高估計性能。
[Abstract]:Multi-input multiple-output (MIMO) technology can realize high speed underwater acoustic communication under extremely limited communication bandwidth by using multiple array elements to carry out multi-channel multiplexing channel. However, due to the existence of inter-channel interference and multi-path interference, the multi-input and multi-output technology can achieve high speed underwater acoustic communication under very limited communication bandwidth. Underwater acoustic MIMO channel estimation becomes difficult. Taking advantage of the correlation of multipath sparse structure in MIMO underwater acoustic channel, this paper recombines the MIMO observation matrix on the basis of classical joint sparse model, and then establishes the joint sparse model of single carrier underwater acoustic MIMO communication channel based on distributed compression perception. At the same time, the orthogonal matching tracking algorithm with the same multi-path position and the unique sparse part in channel response is designed for joint reconstruction to further suppress the influence of inter-channel interference. Finally, the validity of this method is verified by simulation and sea experiment, and the 16 kbps MIMO underwater acoustic communication is realized. Through the derivation of the algorithm, simulation and experiment, it is concluded that the performance of the estimation can be improved by using multipath correlation of MIMO underwater acoustic channel for distributed compression sensing estimation.
【作者單位】: 廈門大學水聲通信與海洋信息技術教育部重點實驗室;
【基金】:國家自然科學基金(11274259) 教育部高等學校博士學科點專項基金(20120121110030)資助
【分類號】:TN919.3
【參考文獻】
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【共引文獻】
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,本文編號:1782065
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