超寬帶信號雙核稀疏逼近與加窗法噪聲抑制.pdf

1、超寬帶無線通信作為下一代無線通信網(wǎng)絡的關鍵技術之一，具有抗干擾性能強、帶寬極寬、功耗低、安全性高等特點，是無線通信中的研究熱點。超寬帶通信系統(tǒng)對信道衰落的敏感度高，因此，信道估計在超寬帶技術中扮演著非常重要的角色。根據(jù)奈奎斯特采樣定理，超寬帶數(shù)字接收機在信道估計之前需要以極高的速率對信號進行采樣，這對現(xiàn)有的模數(shù)轉換技術來說是個巨大的挑戰(zhàn)，也成為超寬帶技術發(fā)展亟需解決的瓶頸之一。
　　為了降低超寬帶數(shù)字接收機的采樣速率，J.Pare

2、des，G.R.Arce和Z.Wang提出了利用壓縮感知理論來解決超寬帶系統(tǒng)中信道估計的問題。壓縮感知理論指出，如果信號在某一字典或表達基下表現(xiàn)出稀疏性，那么我們就可以利用一組數(shù)量遠小于Nyquist采樣點數(shù)的隨機觀測值，通過非線性重構算法恢復出原始信號。通過壓縮感知的使用，可以大大降低超寬帶信號的采樣速率。
　　本文主要研究基于壓縮感知的脈沖超寬帶信道估計問題，論文的主要研究成果包括以下兩個方面:
　　1.以一致性采樣理論

3、為依據(jù)，探討了超寬帶信號的稀疏逼近問題，提出了超寬帶信號的雙核稀疏逼近方法。相比于傳統(tǒng)的單核稀疏逼近方法，雙核稀疏逼近方法能夠更有效地捕獲超寬帶信號能量，降低信號逼近誤差。基于雙核稀疏逼近思想，提出了一類雙核字典，包括雙核希爾伯特字典、雙核交叉希爾伯特字典和雙核疊加希爾伯特字典，并將他們應用于基于壓縮感知的超寬帶信道估計。仿真結果表明:在單核字典中，希爾伯特生成核構造的字典與超寬帶脈沖生成核構造的字典性能一致，明顯優(yōu)于導數(shù)生成核構造的字

4、典;與單核字典相比，提出的雙核字典可以獲得更高的信道估計精度，進而有效地提升接收機的誤碼率性能。
　　2.為了抑制噪聲倍增效應對壓縮感知超寬帶信道估計的影響，提出了時域加窗的方法。該方法針對超寬帶多徑信道的特點，利用信道模型的先驗知識，即平均功率延遲剖面和均方根時延擴展，在信道估計的過程中加入時域窗口，舍棄觀測窗口之外的信道波形，有效地降低了噪聲對信道估計過程的影響。仿真結果表明:當采用相同數(shù)量的觀測值時，時域加窗方法相比于傳統(tǒng)的