超寬帶信號(hào)雙核稀疏逼近與加窗法噪聲抑制.pdf

1、超寬帶無線通信作為下一代無線通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)之一，具有抗干擾性能強(qiáng)、帶寬極寬、功耗低、安全性高等特點(diǎn)，是無線通信中的研究熱點(diǎn)。超寬帶通信系統(tǒng)對(duì)信道衰落的敏感度高，因此，信道估計(jì)在超寬帶技術(shù)中扮演著非常重要的角色。根據(jù)奈奎斯特采樣定理，超寬帶數(shù)字接收機(jī)在信道估計(jì)之前需要以極高的速率對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣，這對(duì)現(xiàn)有的模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)來說是個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，也成為超寬帶技術(shù)發(fā)展亟需解決的瓶頸之一。
　　為了降低超寬帶數(shù)字接收機(jī)的采樣速率，J.Pare

2、des，G.R.Arce和Z.Wang提出了利用壓縮感知理論來解決超寬帶系統(tǒng)中信道估計(jì)的問題。壓縮感知理論指出，如果信號(hào)在某一字典或表達(dá)基下表現(xiàn)出稀疏性，那么我們就可以利用一組數(shù)量遠(yuǎn)小于Nyquist采樣點(diǎn)數(shù)的隨機(jī)觀測值，通過非線性重構(gòu)算法恢復(fù)出原始信號(hào)。通過壓縮感知的使用，可以大大降低超寬帶信號(hào)的采樣速率。
　　本文主要研究基于壓縮感知的脈沖超寬帶信道估計(jì)問題，論文的主要研究成果包括以下兩個(gè)方面:
　　1.以一致性采樣理論

3、為依據(jù)，探討了超寬帶信號(hào)的稀疏逼近問題，提出了超寬帶信號(hào)的雙核稀疏逼近方法。相比于傳統(tǒng)的單核稀疏逼近方法，雙核稀疏逼近方法能夠更有效地捕獲超寬帶信號(hào)能量，降低信號(hào)逼近誤差?；陔p核稀疏逼近思想，提出了一類雙核字典，包括雙核希爾伯特字典、雙核交叉希爾伯特字典和雙核疊加希爾伯特字典，并將他們應(yīng)用于基于壓縮感知的超寬帶信道估計(jì)。仿真結(jié)果表明:在單核字典中，希爾伯特生成核構(gòu)造的字典與超寬帶脈沖生成核構(gòu)造的字典性能一致，明顯優(yōu)于導(dǎo)數(shù)生成核構(gòu)造的字

4、典;與單核字典相比，提出的雙核字典可以獲得更高的信道估計(jì)精度，進(jìn)而有效地提升接收機(jī)的誤碼率性能。
　　2.為了抑制噪聲倍增效應(yīng)對(duì)壓縮感知超寬帶信道估計(jì)的影響，提出了時(shí)域加窗的方法。該方法針對(duì)超寬帶多徑信道的特點(diǎn)，利用信道模型的先驗(yàn)知識(shí)，即平均功率延遲剖面和均方根時(shí)延擴(kuò)展，在信道估計(jì)的過程中加入時(shí)域窗口，舍棄觀測窗口之外的信道波形，有效地降低了噪聲對(duì)信道估計(jì)過程的影響。仿真結(jié)果表明:當(dāng)采用相同數(shù)量的觀測值時(shí)，時(shí)域加窗方法相比于傳統(tǒng)的