基于壓縮感知的無線信道估計(jì)算法研究.pdf

1、在追求高效快速的現(xiàn)今時(shí)代，快速語音通信、快速傳遞信息，已經(jīng)成為人們不可或缺的通信需求。無線通信系統(tǒng)中，正交頻分復(fù)用（OFDM）技術(shù)，利用子載波間的正交性，提高了傳輸效率，并且能夠有效的抵抗信道衰落，提高了傳輸精度。多輸入多輸出（MIMO）技術(shù)，能夠提高無線通信系統(tǒng)的空間利用范圍，充分利用了有效空間，更加提高了信息傳輸效率。但不管是 OFDM系統(tǒng)或MIMO-OFDM系統(tǒng)，在信號傳輸中，會受到環(huán)境以及周圍建筑物的影響，產(chǎn)生衰落和時(shí)延，造成符

2、號間干擾（ISI）和子載波間干擾（ICI）。因此，能夠精準(zhǔn)且有效獲取信道狀態(tài)信息（CSI）從而準(zhǔn)確的恢復(fù)發(fā)送信號尤為重要。研究表明，無線多徑信道往往在時(shí)域中表現(xiàn)出稀疏特性，然而傳統(tǒng)的信道估計(jì)方法不能充分利用這一特性，所以需要研究新的方法，利用這一先驗(yàn)信息，提高估計(jì)的精度。
　　壓縮感知技術(shù)，能夠根據(jù)信號的稀疏性，利用少量的，但是占主導(dǎo)作用的采樣信息，來恢復(fù)和重建原始信號。目前，壓縮感知技術(shù)已經(jīng)在各個(gè)行業(yè)得到應(yīng)用，例如，無線通信、圖

3、像處理、模式識別等領(lǐng)域。在本文中將壓縮感知應(yīng)用于無線信道估計(jì)中，利用信道的稀疏特性，通過少量的導(dǎo)頻符號進(jìn)行信道估計(jì)。
　　本文的研究工作是在OFDM以及MIMO-OFDM系統(tǒng)中，采用基于壓縮感知的信道估計(jì)方法對無線通信信道進(jìn)行信道估計(jì)。主要包括兩個(gè)方面工作：
　　第一、給出了基于快速貝葉斯匹配追蹤算法的信道估計(jì)算法，并將其應(yīng)用在OFDM系統(tǒng)無線信道估計(jì)中。該算法利用貝葉斯原理，對無線稀疏信道建立貝葉斯先驗(yàn)?zāi)Ｐ?，利用信道先?yàn)信

4、息，根據(jù)最大后驗(yàn)概率參數(shù)估計(jì)方法，對模型參數(shù)以及參數(shù)分布進(jìn)行匹配追蹤求解，最終精確的重構(gòu)稀疏信道。
　　第二、論文提出了改進(jìn)的混合優(yōu)化光滑 l0范數(shù)信道估計(jì)重構(gòu)算法，用來估計(jì)MIMO-OFDM系統(tǒng)的無線稀疏信道。該算法采用逼近性能更好的雙曲正切函數(shù)來替代高斯函數(shù)，雙曲正切函數(shù)的“陡峭性”更好，比高斯函數(shù)更快速的收斂于零，因此，更近似 l0范數(shù)。該算法將最速下降法結(jié)合修正牛頓法進(jìn)行混合優(yōu)化，其中最速下降法用于算法的初始化，修正牛頓法