壓縮感知超寬帶信道估計中噪聲抑制方法的研究.pdf

1、超寬帶系統(tǒng)傳輸信息的速度快，具有良好的保密性和魯棒性，并且與無線局域網(wǎng)、藍(lán)牙、WIMAX等通信系統(tǒng)具有良好的共存性，是5G通訊系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。信道估計是超寬帶數(shù)字接收機(jī)進(jìn)行均衡、解調(diào)和檢測的基礎(chǔ)。由于超寬帶信號具有極寬的帶寬，所需的奈奎斯特采樣速率極高，對接收機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換電路和存儲空間都提出巨大的挑戰(zhàn)。近年來，壓縮感知理論被應(yīng)用于超寬帶信道估計，有效地降低了信號采樣速率。然而，壓縮感知固有的噪聲倍增效應(yīng)制約了信道估計精度，進(jìn)而惡化

2、接收機(jī)檢測性能。
　　本文面向超寬帶接收機(jī)設(shè)計與應(yīng)用需求，研究基于壓縮感知的超寬帶信道估計算法，力圖有效抑制噪聲倍增效應(yīng)，提高信道估計精度。具體工作內(nèi)容分為兩個部分:
　　1.為抑制壓縮感知過程中的噪聲倍增效應(yīng)，從超寬帶信號統(tǒng)計先驗知識入手，提出一種基于先驗知識的觀測矩陣構(gòu)建方法。所構(gòu)建的觀測矩陣將隨機(jī)矩陣與超寬帶信號特征向量字典進(jìn)行融合，可以保證有效捕獲超寬帶信號能量，同時濾除大部分噪聲。與傳統(tǒng)的隨機(jī)觀測矩陣相比，觀測向量

3、的信噪比得到大幅提升，有力地抑制了壓縮感知過程中的噪聲倍增效應(yīng)。仿真結(jié)果從信道波形匹配度、相關(guān)系數(shù)、觀測信號信噪比和相干接收機(jī)誤碼率等多個方面都證明了所提方法擁有良好的抗噪聲特性。
　　2.為進(jìn)一步提升信道估計精度，研究具有主分量保護(hù)能力的信號重構(gòu)算法，設(shè)計了一種新型的基于特征向量字典的重構(gòu)算法。該算法依據(jù)超寬帶信號在特征向量字典內(nèi)的先驗知識，預(yù)先挑選出全息字典內(nèi)對應(yīng)信號主分量的重要原子，避免了噪聲對貪婪算法正確匹配原子挑選過程的