貝葉斯壓縮感知在脈沖超寬帶通信系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、脈沖超寬帶（Impulse Radio Ultra Wideband，IR-UWB）通信技術(shù)通過(guò)發(fā)送極短脈沖波形來(lái)攜帶信息，無(wú)需載波調(diào)制，在短距離范圍內(nèi)能實(shí)現(xiàn)高數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?。然而，IR-UWB信號(hào)在時(shí)域上的脈沖持續(xù)時(shí)間極短，使得其在頻域上的帶寬極高，這就給接收機(jī)的采樣單元帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)，現(xiàn)階段的高速模擬—數(shù)字轉(zhuǎn)換器（Analog to Digital Convertor，ADC）難以低成本實(shí)現(xiàn)，成為阻礙該技術(shù)發(fā)展的主要因素。

2、　　壓縮感知（Compressive Sensing，CS）的出現(xiàn)，為信號(hào)采樣提供了新的解決方案。CS理論指出，若一個(gè)信號(hào)可以在某個(gè)域（或基）進(jìn)行稀疏表示或是具有可壓縮特性，則通過(guò)少量的隨機(jī)采樣值便可以對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行重構(gòu)。IR-UWB信道和信號(hào)在時(shí)域上具備天然的稀疏特性，因此將CS理論引入IR-UWB用以降低系統(tǒng)采樣率，構(gòu)建CS-UWB系統(tǒng)來(lái)解決高速ADC難以低成本實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題，成為了近年來(lái)IR-UWB研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。
　　考慮到I

3、R-UWB多徑信道和調(diào)制信號(hào)特征具備遠(yuǎn)多于稀疏的統(tǒng)計(jì)及確定性先驗(yàn)，本文從貝葉斯視角出發(fā)，對(duì)CS框架下的IR-UWB系統(tǒng)展開(kāi)了深入研究，具體研究?jī)?nèi)容包括：首先將CS-UWB中的CS重構(gòu)描述為稀疏貝葉斯模型，提出了BCS-UWB系統(tǒng)架構(gòu)。在此框架下，基于對(duì)信道特征的統(tǒng)計(jì)先驗(yàn)分析和信道的準(zhǔn)靜態(tài)特性，提出了分兩階段來(lái)完成信道估計(jì)的方案，第一階段用來(lái)估計(jì)出信道的簇結(jié)構(gòu)信息，獲得信道的簇位置集，第二階段利用BCS重構(gòu)算法，結(jié)合得到的簇位置集來(lái)獲得信

4、道沖擊響應(yīng)幅值的估計(jì)，提高信道沖擊響應(yīng)的重構(gòu)信噪比，并將所得信道估計(jì)結(jié)果用于信號(hào)解調(diào)中，降低了比特誤碼率（Bits Error Rate）。進(jìn)一步，結(jié)合所設(shè)計(jì)的速率達(dá)150 Mbps的調(diào)制方案BPM-4PPM，研究了考慮調(diào)制信號(hào)所具備的位置、幅值等確定性先驗(yàn)信息的信號(hào)解調(diào)方法，提出了基于位置分組和幅值逼近的修正子空間追蹤（Modified Subspace Pursuit, Mod-SP）算法來(lái)完成信號(hào)的解調(diào)，進(jìn)一步降低了信號(hào)解調(diào)的比特