SC-FDE系统中基于压缩感知的慢衰落航空稀疏信道估计

发布时间：2025-02-07 19:55

　　 针对慢衰落时变航空多径信道码间串扰严重、接收端误码率高的实际问题,在SC-FDE系统的基础上,分析了航空多径信道的稀疏性,将航空信道估计建模为稀疏信号的恢复问题,采用PN序列构造确定性测量矩阵,以基于稀疏度自适应匹配追踪算法作为恢复算法,建立PN-SAMP信道估计算法;比较了压缩感知类算法和传统的PN算法、LS算法的估计均方误差,并结合MMSE均衡比较了几种估计方法应用在SC-FDE系统中的误码性能。仿真结果表明,压缩感知类算法比传统PN算法和LS算法的估计误差要小,误码率也更低,在信噪比为20dB的条件下,压缩感知类算法的误码率小于10-4。在稀疏度未知的情况下,PN-SAMP算法比正交匹配追踪算法更稳健,更能满足对时变慢衰落航空稀疏信道的估计需求。

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【部分图文】：

图1 传输帧结构

在发射端，待发送的连续比特流被映射成离散符号并用矢量表示，实现正交调制，同时添加循环前缀完成数据块的构建。在数据块前面添加导频块，得到完整传输帧结构，如图1所示。传输帧成形滤波器变为连续波，再由载波调制发射出去。在接收端，利用滑动相关器对导频信号进行定位，去除CP，提取导频用于信....

图2 单载波频域均衡系统

图1传输帧结构根据MMSE频域均衡的原理，得到均衡器的频域表达式[6]:

图3 飞机巡航场景

飞机巡航场景如图3所示，机载天线接收到的信号主要分为2部分，一部分是来自地面发射的直射路径（LOS）信号，另一部分是通过反射路径反射回来的信号，反射信号由多个服从高斯分布的独立信号相叠加，故反射信号服从瑞利分布，机上接收天线接收信号整体服从莱斯分布。复数值的信道响应：

图4 两径信道时延功率谱与多普勒功率谱

此外，实测信道[1-2]表明航空信道除了零时刻和最大延时时刻有能量外，在其他时刻也存在能量分布，但整体仍呈现稀疏特性。2.2压缩感知原理

本文编号：4031217