OFDM系统中信道压缩估计技术研究

发布时间：2017-05-04 03:03

  本文关键词：OFDM系统中信道压缩估计技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：压缩感知理论是近几年来飞速发展的一个热门研究课题,它的出现开辟了一种信息获取的新方式。它打破了奈奎斯特采样定理的限制,使得以远低于奈奎斯特采样速率进行稀疏信号的采样并精确重构原始信号成为可能。考虑到在实际的无线通信系统中,无线信道的冲激响应通常具有稀疏性,因此本文主要研究了OFDM系统中的信道压缩估计方法,以大幅减少导频开销,提升系统性能。 论文首先验证了信道压缩估计算法的性能,并依据信道时延扩展不超过循环前缀的前提假设,在信道重构时缩小信道多径位置搜索区间大小,不仅降低了计算复杂度,同时提升了信道估计性能。针对随机导频在实际通信系统中应用不便的缺陷,基于最小化相关系数准则,在一系列备选矩阵集合中,寻找相关系数最小的矩阵作为感知矩阵,并验证了确定性导频方案能够达到接近随机导频的良好性能,最后为LTE系统的不同带宽配置设计了最佳的确定性导频方案。 当信道随时间快速变化时,需要信道跟踪技术实现信道状态参数的实时估计,接收端才能够确保接收的准确性。本文针对压缩感知信道与卡尔曼滤波方法迭代更新信道时变参数相结合的信道压缩跟踪估计方法,结合OFDM系统自身的特性,对该方法的初值条件进行了优化,加快了算法的收敛速度,提升了信道跟踪的性能。另外在进行仿真验证时,本文结合算法的迭代过程给出了所处环境下的多普勒频移估计。 针对多天线系统,本文在信道的三维空间模型基础上,充分利用俯仰角和方位角所构成的天线阵列矩阵呈现的特性,重点介绍了三种空间域的角度估计算法——联合MUSIC,分步MUSIC,基于稀疏字典集的压缩角度估计,并分析验证了它们在性能和复杂度上的差异。最后考虑到信道在时延域和空间角度域上的稀疏特性,根据现有文献,简要介绍了一种在时延-发射角-到达角三个维度上进行信道状态信息估计的压缩估计算法。与传统的基于训练序列的ML估计相比,该方法能获得更低的信道估计均方误差性能下界,且大大减少了导频开销。
【关键词】：OFDM系统 压缩感知理论 信道估计 卡尔曼滤波 角度估计
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.53;TN911.2
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-8
• 目录8-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 无线信道简介11-13
• 1.3 无线信道估计13-16
• 1.3.1 LS信道估计13-15
• 1.3.2 LMMSE信道估计15-16
• 1.3.3 DFT信道估计16
• 1.4 论文内容安排16-18
• 第二章 基于压缩感知的时延域信道估计18-38
• 2.1 OFDM系统简介18-20
• 2.2 压缩感知20-24
• 2.2.1 重构条件22-23
• 2.2.2 重构算法23-24
• 2.3 基于压缩感知的时延域信道估计24-26
• 2.4 性能仿真26-30
• 2.5 确定性导频图样优化设计30-36
• 2.5.1 最小化相关系数法31-32
• 2.5.2 修正的最小化相关系数法32-36
• 2.6 本章小结36-38
• 第三章 基于卡尔曼滤波算法的稀疏信道跟踪38-52
• 3.1 引言38
• 3.2 卡尔曼滤波简介38-40
• 3.3 基于kalman滤波算法的压缩信道状态跟踪40-52
• 第四章 基于压缩感知的空间角度估计52-66
• 4.1 引言52-53
• 4.2 基于联合MUSIC算法的空间角度估计53-56
• 4.3 基于分步MUSIC算法的空间角度估计56-58
• 4.4 基于压缩感知重构算法的空间角度估计58-60
• 4.5 联合时延域-空间域中基于压缩感知的信道信息整体估计60-66
• 4.5.1 窄带MIMO信道估计61-64
• 4.5.2 宽带MIMO信道估计64-66
• 第五章 总结和展望66-68
• 5.1 论文主要工作总结66
• 5.2 下一步的研究工作66-68
• 参考文献68-72
• 附录72-77
• 附录Ⅰ——线性插值下,LS估计的最小MSE推导72-74
• 附录Ⅱ——信道跟踪模型中误差参数所服从的概率分布推导74-75
• 附录Ⅲ——略缩语说明75-77
• 致谢77-78

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 李树涛;魏丹;;压缩传感综述[J];自动化学报;2009年11期

  本文关键词：OFDM系统中信道压缩估计技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：344239