基于壓縮感知的多載波通信系統(tǒng)信道估計方法研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展,頻譜逐漸成為一種稀缺資源,而人們對通信服務(wù)的需求日益增長,運(yùn)營商也急于開展寬帶新業(yè)務(wù),如何能夠有效利用頻譜資源成為一個亟待解決的問題。認(rèn)知無線電(Cognitive Radio, CR)的提出,為合理利用、分配頻譜資源提供了可能。非連續(xù)正交頻分復(fù)用(Non-Contiguous Orthogonal Frequency Division Multiplexing, NC-OFDM)作為一種特殊的正交頻分復(fù)用(Or

2、thogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM),不但具有OFDM頻譜利用率高、抗多徑干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn),并且因為可以利用不連續(xù)子載波進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,使它成為認(rèn)知無線電的常用傳輸方式。信道估計是NC-OFDM系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一,目前卻缺乏系統(tǒng)深入的研究。
　　近年來,壓縮感知逐漸成為信號處理領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn),對于稀疏信號,該理論指出能夠以低于奈奎斯特采樣速率進(jìn)行采樣和信號重建,本文將對基于

3、壓縮感知的信道估計方法進(jìn)行深入的探討和研究。
　　本文首先介紹了NC-OFDM系統(tǒng)的原理及特點(diǎn),在對系統(tǒng)模型詳細(xì)敘述的基礎(chǔ)上，利用MATLAB軟件搭建了系統(tǒng)仿真平臺。之后,重點(diǎn)討論了系統(tǒng)中的信道估計技術(shù),包括導(dǎo)頻圖樣的設(shè)計、接收端估計算法及內(nèi)插均衡算法。接著對壓縮感知理論進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,通過介紹壓縮感知的理論框架,與傳統(tǒng)的基于采用奈奎斯特抽樣定理的信息采集系統(tǒng)對比,說明了壓縮感知算法的優(yōu)勢。之后以信號從觀測到重建的順序,著重研究

4、了壓縮感知的關(guān)鍵技術(shù),包括信號的稀疏表示,觀測矩陣的設(shè)計以及信號重構(gòu)算法三部分。在充分理解相關(guān)理論的基礎(chǔ)上，提出了將稀疏自適應(yīng)追蹤算法(Sparsity Adaptive Matching Pursuit,SAMP)應(yīng)用于NC-OFDM系統(tǒng)的信道估計模塊中,接著在NC-OFDM系統(tǒng)仿真平臺上對算法進(jìn)行了仿真,并根據(jù)仿真結(jié)果對基于SAMP的信道估計算法與傳統(tǒng)算法的估計性能進(jìn)行了分析比較,指出了基于壓縮感知的信道估計算法的優(yōu)越性,因其可以利