基于壓縮感知的MIMO-OFDM系統(tǒng)信道估計(jì)技術(shù)研究.pdf

1、MIMO-OFDM技術(shù)融合了多輸入多輸出技術(shù)與正交頻分復(fù)用技術(shù)的雙重優(yōu)勢(shì)，具有能成倍提升系統(tǒng)容量和抗頻率選擇性衰落等優(yōu)勢(shì)，在第四代移動(dòng)通信的物理層核心技術(shù)中得到了廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)的線性信道估計(jì)方法未充分利用無(wú)線信道的稀疏性，使用大量導(dǎo)頻來(lái)獲取信道狀態(tài)信息，導(dǎo)致系統(tǒng)頻譜利用率較低。壓縮感知技術(shù)可通過(guò)少量的觀測(cè)樣本精確地恢復(fù)出原始信號(hào)，為利用少量導(dǎo)頻實(shí)現(xiàn)信道估計(jì)提供了思路。
　　論文圍繞MIMO-OFDM系統(tǒng)壓縮感知信道估計(jì)展開(kāi)研究，探

2、討了導(dǎo)頻方案設(shè)計(jì)，以及信道稀疏度未知和脈沖噪聲條件下信道估計(jì)問(wèn)題。論文主要內(nèi)容如下：
　?、俸?jiǎn)要介紹了壓縮感知的基本原理及實(shí)際應(yīng)用情況，分析了 MIMO-OFDM系統(tǒng)壓縮感知信道估計(jì)的可行性，并舉例介紹了OMP和DCS-SOMP信道估計(jì)算法。
　　②研究了 MIMO-OFDM系統(tǒng)壓縮感知信道估計(jì)的導(dǎo)頻優(yōu)化算法，設(shè)計(jì)了一種基于模擬退火算法和空時(shí)塊碼的導(dǎo)頻方案?；谧钚』瘋鞲芯仃嚮ハ嚓P(guān)值的導(dǎo)頻優(yōu)化準(zhǔn)則，并針對(duì)基于遺傳算法和移位機(jī)

3、制的導(dǎo)頻方案收斂速度慢、占用導(dǎo)頻子載波較多的問(wèn)題，提出采用局部搜索能力更強(qiáng)的模擬退火算法進(jìn)行導(dǎo)頻優(yōu)化，并通過(guò)對(duì)導(dǎo)頻符號(hào)進(jìn)行空時(shí)編碼，使不同天線的導(dǎo)頻子載波位置相互重疊，以進(jìn)一步減少導(dǎo)頻數(shù)量，提高系統(tǒng)頻譜利用率。仿真表明，論文提出的導(dǎo)頻方案收斂時(shí)間更短，性能更優(yōu)。
　?、垩芯苛诵诺老∈瓒任粗闆r下的信道估計(jì)算法，針對(duì)SAMP信道估計(jì)算法復(fù)雜度高，且需要估計(jì)噪聲參數(shù)的問(wèn)題，論文提出了一種改進(jìn)的OMP信道估計(jì)算法，該算法通過(guò)對(duì)殘差能量求

4、二階差分來(lái)判斷是否停止迭代。該算法計(jì)算量低于SAMP算法，且不需要估計(jì)噪聲參數(shù)。仿真表明，改進(jìn)的OMP算法在信噪比較高時(shí)性能優(yōu)于 SAMP信道估計(jì)算法，系統(tǒng)誤碼率接近理想信道估計(jì)。將改進(jìn)算法與分布式壓縮感知相結(jié)合，進(jìn)一步改善了低信噪比下的信道估計(jì)性能。
　　④研究了脈沖噪聲環(huán)境下的信道估計(jì)方案。針對(duì)SPA-SAMP算法閾值計(jì)算復(fù)雜度高的問(wèn)題，論文采用改進(jìn)的DCS-SOMP算法實(shí)現(xiàn)脈沖噪聲和信道沖激響應(yīng)的估計(jì)。該算法不需要進(jìn)行復(fù)雜的