無(wú)線信道有限反饋技術(shù)研究.pdf

1、本文基于壓縮感知理論，對(duì)無(wú)線通信系統(tǒng)中信道有限反饋技術(shù)進(jìn)行了深入的研究，主要研究工作包括：第二章從對(duì)現(xiàn)有無(wú)線信道有限反饋技術(shù)分析展開，接著對(duì)壓縮感知理論與分布式壓縮感知進(jìn)行深入研究，探索基于壓縮感知的信道有限反饋技術(shù)；第三章研究自適應(yīng)OFDM系統(tǒng)中基于壓縮感知的信道質(zhì)量信息反饋壓縮新方法；第四章研究認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中基于壓縮感知的信道干擾狀態(tài)信息有限反饋；第五章研究具有空時(shí)相關(guān)性的大規(guī)模MIMO系統(tǒng)基于分布式壓縮感知的信道有限反饋；第六章

2、研究認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)基于主系統(tǒng)有限反饋的頻譜共享方案；第七章總結(jié)全文并展望下一步工作。本研究主要內(nèi)容包括：
　?、判诺烙邢薹答伡夹g(shù)研究分析。對(duì)現(xiàn)有文獻(xiàn)中所提出的信道有限反饋技術(shù)進(jìn)行了分類，并對(duì)已有的各種信道有限反饋技術(shù)進(jìn)行了詳盡分析，跟蹤了國(guó)內(nèi)外最新相關(guān)研究進(jìn)展，探討了在具有空間、頻率、時(shí)間相關(guān)性的無(wú)線衰落信道環(huán)境下，是否可以充分利用某種相關(guān)特性進(jìn)一步降低反饋信息量，為展開本論文的研究工作明確了方向。
　?、茐嚎s感知理論與分布

3、式壓縮感知研究分析。對(duì)新興的壓縮感知理論進(jìn)行了研究，跟蹤了國(guó)內(nèi)外對(duì)于壓縮感知信號(hào)稀疏表示、測(cè)量矩陣、重建算法以及應(yīng)用領(lǐng)域等相關(guān)研究進(jìn)展，對(duì)分布式壓縮感知聯(lián)合稀疏模型及相應(yīng)重建算法進(jìn)行了詳細(xì)的分析，給出了無(wú)線通信領(lǐng)域的聯(lián)合稀疏模型，確立了本論文圍繞基于壓縮感知的信道有限反饋技術(shù)展開研究的方向。
　　⑶提出了自適應(yīng)OFDM系統(tǒng)基于壓縮感知的信道信息反饋壓縮新方法。在自適應(yīng)多載波正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency D

4、ivision Multiplexing，OFDM)系統(tǒng)中信道質(zhì)量指示(Channel Quality Indication，CQI)反饋量非常大，必須對(duì)其進(jìn)行壓縮。本文提出了自適應(yīng)OFDM系統(tǒng)中基于壓縮感知的CQI反饋壓縮新方法。本文仿真結(jié)果表明，在相同的反饋速率條件下，CS壓縮方法對(duì)信道質(zhì)量信息的重建性能好于DCT，系統(tǒng)吞吐量性能與DCT反饋壓縮方法相比，提高了0.1bits/s/Hz。
　?、日J(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)基于壓縮感知的信道

5、有限反饋新技術(shù)。提出了一種基于壓縮感知的認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)有限反饋技術(shù)，以信道路徑損耗矩陣作為感知矩陣，反饋帶寬僅與感知接收機(jī)個(gè)數(shù)的對(duì)數(shù)呈線性增長(zhǎng)。在兩種信道誤差模型下，采用壓縮感知有噪情況下的重建算法（LASSO方法），仿真研究了系統(tǒng)的重建性能。結(jié)果表明，在信道信息不完整的情況下，能夠保持較好的重建性能，同時(shí)還表明，通過(guò)適當(dāng)增加反饋帶寬可換取系統(tǒng)對(duì)差錯(cuò)容忍程度的大幅提高。
　?、删哂锌諘r(shí)相關(guān)性的大規(guī)模MIMO系統(tǒng)基于分布式壓縮感知的

6、信道有限反饋新技術(shù)。在大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中，信道信息反饋量龐大，必須對(duì)其加以壓縮降低。本文提出了將分布式壓縮感知應(yīng)用于具有空時(shí)相關(guān)性的大規(guī)模MIMO系統(tǒng)信道信息反饋壓縮，所提出的新方法使反饋量大幅降低，同時(shí)能夠保證基站接收端以較大概率準(zhǔn)確重建出信道信息。仿真結(jié)果顯示，新方法與基于傳統(tǒng)CS的有限反饋技術(shù)相比，能夠進(jìn)一步節(jié)省反饋資源，而MSE性能與吞吐量性能卻更加優(yōu)越;另外，基于DCS的反饋壓縮新方法其MSE性能隨著聯(lián)合重建的信號(hào)個(gè)數(shù)的增加

7、變得越來(lái)越好，但隨著多普勒頻移的增大MSE性能有所下降。
　　⑹認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)基于主系統(tǒng)有限反饋的頻譜共享方案。提出了一種適用于同時(shí)存在多個(gè)主用戶和一對(duì)次用戶場(chǎng)景的頻譜共享方案。次用戶根據(jù)偷聽到的主系統(tǒng)有限信道質(zhì)量信息(CQI)反饋，以適當(dāng)?shù)陌l(fā)送功率及速率接入信道，以致主系統(tǒng)傳輸速率遭受損失。本文在主用戶速率損失約束(Rate Loss Constraint，RLC)下，研究得出了使次系統(tǒng)吞吐量最大化的發(fā)送功率與傳輸速率最佳分配方