本文關(guān)鍵詞：基于壓縮感知的多載波系統(tǒng)信道估計研究

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【摘要】：信道估計技術(shù)是無線通信系統(tǒng)的關(guān)鍵性技術(shù)之一,由于受到奈奎斯特采樣定理的限制,傳統(tǒng)信道估計算法很難做到一個較高的信道估計準確度,而且傳統(tǒng)算法并沒有考慮信道的稀疏性,算法的計算復(fù)雜度較高。針對信道的這種稀疏特性,學者們將壓縮感知理論運用于信道估計中,有效的提高了信道估計的精確度,降低了計算的復(fù)雜度。本論文圍繞著OFDM技術(shù)展開,首先分析了基于壓縮感知理論的OFDM系統(tǒng)信道估計技術(shù),然后將CDMA系統(tǒng)與OFDM技術(shù)結(jié)合產(chǎn)生MC-CDMA系統(tǒng),利用壓縮感知分析MC-CDMA的信道估計過程。最后在OFDM的基礎(chǔ)上引入了MIMO技術(shù),利用MIMO-OFDM系統(tǒng)各個天線之間的相關(guān)性,論文研究了分布式壓縮感知技術(shù)在MIMO-OFDM系統(tǒng)中做信道估計。論文首先研究了經(jīng)典的OMP算法在OFDM中信道估計的應(yīng)用,并將OMP算法與傳統(tǒng)的信道估計算法做比較。然后具體研究了導(dǎo)頻數(shù)量對信道估計準確度的影響,并通過仿真得出當導(dǎo)頻數(shù)量小于六倍的多徑數(shù)量時,導(dǎo)頻數(shù)量對信道估計MSE的影響和對系統(tǒng)BER的影響較大。然后論文將壓縮感知理論引入到MC-CDMA系統(tǒng)中做信道估計研究。經(jīng)典的OMP算法由于需要以信道的稀疏度作為信道估計的先驗條件,但是在實際的過程中,信道的稀疏度一般是未知的,論文引入的SAMP算法可以在信道稀疏度未知的時候有效的估計出信道的沖擊響應(yīng),更符合實際的應(yīng)用要求。通過仿真表明,SAMP算法付出了一定的時間復(fù)雜度作為代價。最后針對MIMO-OFDM通信系統(tǒng),論文選擇了分布式壓縮感知作為信道估計理論,一般的基于壓縮感知算法并沒有考慮多個天線之間的相關(guān)性,而本論文引入的分布式壓縮感知理論在做信道估計過程中,可以獲得更好的信道估計性能。仿真結(jié)果表明,相對于基于CS的CoSAMP算法,DCS算法可以獲得5dB的性能優(yōu)勢。
【關(guān)鍵詞】：壓縮感知 正交頻分復(fù)用 信道估計 分布式壓縮感知 匹配追蹤
【學位授予單位】：南京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN929.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 專用術(shù)語注釋表9-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 課題研究的背景和意義10-11
• 1.2 課題的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 壓縮感知研究和應(yīng)用現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 信道估計研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 多載波系統(tǒng)特點13
• 1.4 論文的結(jié)構(gòu)安排13-15
• 第二章 壓縮感知理論15-28
• 2.1 傳統(tǒng)采樣過程15-16
• 2.2 壓縮感知理論框架16-21
• 2.2.1 信號的稀疏表示17-18
• 2.2.2 觀測矩陣的設(shè)計18-19
• 2.2.3 信號的重構(gòu)19-21
• 2.3 經(jīng)典信號重構(gòu)算法21-25
• 2.3.1 貪婪迭代算法22-24
• 2.3.2 凸優(yōu)化方法24-25
• 2.4 壓縮感知理論在信道估計中的應(yīng)用25-28
• 第三章 基于壓縮感知的OFDM系統(tǒng)信道估計28-46
• 3.1 OFDM系統(tǒng)原理28-31
• 3.1.1 系統(tǒng)框架28-29
• 3.1.2 調(diào)制解調(diào)原理29-30
• 3.1.3 保護間隔和循環(huán)前綴30-31
• 3.2 無線衰落信道特性31-33
• 3.2.1 無線信道的多徑衰落32
• 3.2.2 無線信道的時變性和多普勒頻移32-33
• 3.3 信道估計算法33-37
• 3.3.1 導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)34-36
• 3.3.2 基于LS算法信道估計36-37
• 3.3.3 基于MMSE算法信道估計37
• 3.4 壓縮感知信道估計37-40
• 3.4.1 壓縮感知信道估計數(shù)學模型37-38
• 3.4.2 正交匹配追蹤算法38-40
• 3.4.3 影響信道估計性能的因素40
• 3.5 仿真與性能分析40-46
• 3.5.1 導(dǎo)頻數(shù)量對性能的影響41-43
• 3.5.2 性能比較43-46
• 第四章 基于壓縮感知的MC-CDMA系統(tǒng)信道估計46-59
• 4.1 MC-CDMA系統(tǒng)模型46-50
• 4.1.1 MC-CDMA發(fā)射端模型47-48
• 4.1.2 信道模型48-49
• 4.1.3 MC-CDMA接收端模型49-50
• 4.2 傳統(tǒng)信道估計方法50-51
• 4.3 基于壓縮感知的信道估計51-54
• 4.3.1 基于OMP算法信道估計51-53
• 4.3.2 基于SAMP算法信道估計53-54
• 4.4 仿真與性能分析54-59
• 第五章 分布式壓縮感知信道估計59-73
• 5.1 MIMO理論與分布式壓縮感知59-65
• 5.1.1 MIMO技術(shù)原理59-61
• 5.1.2 分布式信源編碼61-63
• 5.1.3 分布式壓縮感知63-65
• 5.2 系統(tǒng)模型65-66
• 5.3 基于CoSAMP信道估計66-67
• 5.4 基于DCS信道估計67-69
• 5.5 仿真與性能分析69-73
• 第六章 總結(jié)和展望73-75
• 6.1 論文總結(jié)73-74
• 6.2 下一步工作展望74-75
• 參考文獻75-77
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文77-78
• 致謝78

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本文編號：909391