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、接收機檢測性能。
　　本文面向超寬帶接收機設(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