MIMO-OFDM系统稀疏信道恢复算法的研究

发布时间：2017-05-22 19:08

  本文关键词：MIMO-OFDM系统稀疏信道恢复算法的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：MIMO-OFDM技术具有高速、高效、高可靠性的优势,是当今无线通信系统的核心技术。对于MIMO-OFDM系统,信道估计提供了MIMO技术编解码以及接收端的相干解调需要的信道状态信息。因此,信道估计是MIMO-OFDM系统中不可或缺的技术。传统的信道估计需要大量导频的辅助,降低了系统的频谱利用率和吞吐量。大量实验表明,实际中的无线信道常常具有稀疏特性。近年来提出的压缩感知理论,只需要很少的采样点就能以高概率重构稀疏信号。大量研究结果表明,基于压缩感知的稀疏信道估计,相较于传统的信道估计,不仅减少了导频的使用,提高了信道的频谱利用率,而且具有更高的信道估计精度。本文主要研究MIMO-OFDM系统稀疏信道估计的恢复算法,具体的研究内容及创新成果如下:1、本文详细分析了MIMO-OFDM系统传统的稠密型信道模型以及在信道呈现稀疏特性情况下的模型。本文将LS算法和MMSE算法在MIMO-OFDM系统中进行了仿真,并且对比了这两种经典的传统信道估计算法的估计性能。详细介绍了压缩感知理论在信道估计中的应用,将OMP、Co Sa MP、ROMP算法在MIMO-OFDM系统的稀疏信道模型下进行了仿真对比和分析,同时将OMP算法与LS算法进行了仿真对比,突出了稀疏信道估计相对于传统信道估计的优势。2、本文提出了一种改进的CoSaMP算法,通过在循环迭代过程结束后,对估计结果进行二次筛选,使最终的估计结果更加准确。同时,改进的Co Sa MP算法优化了每次迭代所取的相关值最大的列数,简化了迭代结束的判别,减少了循环迭代次数,在保证信道估计精度的同时进一步加快了估计的速度。仿真结果表明,改进算法拥有比原算法更高的估计精度,更快的估计速度。3、本文将组合学基本思想引入到信道估计中,将一种新的多径匹配追踪(MMP)信道估计算法及其简化算法应用到MIMO-OFDM系统中,该算法结合了组合学的多路径追踪的思想和贪婪算法循环迭代的思想,能够从理论上保证估计结果的准确性,并且抗噪声干扰的能力强。其简化算法旨在降低MMP算法的复杂度。仿真结果表明,MMP算法和其简化算法的估计性能优于现有的经典贪婪算法。
【关键词】：MIMO-OFDM 稀疏信道估计 贪婪算法 OMP CoSaMP MMP
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN919.3
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第1章 绪论12-23
• 1.1 引言12-14
• 1.2 MIMO-OFDM技术发展现状14-19
• 1.2.1 OFDM技术概述14-17
• 1.2.2 MIMO技术概述17-18
• 1.2.3 MIMO-OFDM技术概述18-19
• 1.3 压缩感知技术发展现状19
• 1.4 MIMO-OFDM系统信道估计技术发展现状19-21
• 1.5 本文主要工作和章节安排21-23
• 第2章 MIMO-OFDM系统基于导频的传统信道估计23-37
• 2.1 MIMO-OFDM系统收发模型23-29
• 2.1.1 无线信道的特性23-26
• 2.1.1.1 衰落特性23-24
• 2.1.1.2 扩展特性24-26
• 2.1.2 OFDM系统收发模型26-27
• 2.1.3 MIMO-OFDM系统收发模型27-29
• 2.2 导频图案的选择29-30
• 2.3 基于导频的信道估计算法30-33
• 2.4 内插方法33-34
• 2.5 仿真结果与性能分析34-37
• 第3章 MIMO-OFDM系统的稀疏信道估计37-52
• 3.1 序言37
• 3.2 压缩感知理论37-41
• 3.2.1 理论概述37-38
• 3.2.2 信号的稀疏表示38
• 3.2.3 测量矩阵的设计38-39
• 3.2.4 稀疏重构算法39-41
• 3.3 MIMO-OFDM系统的稀疏信道模型41-43
• 3.3.1 OFDM稀疏信道模型41-42
• 3.3.2 MIMO-OFDM稀疏信道模型42-43
• 3.4 稀疏恢复算法43-46
• 3.4.1 OMP算法43-44
• 3.4.2 CoSaMP算法44-45
• 3.4.3 ROMP算法45-46
• 3.5 仿真结果与性能分析46-52
• 第4章 一种改进的CoSaMP算法52-58
• 4.1 引言52
• 4.2 改进的CoSaMP算法52-53
• 4.2.1 改进基本思想52-53
• 4.2.2 改进算法步骤53
• 4.3 仿真结果与性能分析53-58
• 第5章 多径匹配追踪稀疏信道恢复算法58-73
• 5.1 引言58
• 5.2 多径匹配追踪稀疏恢复算法基本思想58-60
• 5.2.1 组合学概述58-59
• 5.2.2 组合学与贪婪算法思想结合59-60
• 5.3 多径匹配追踪稀疏信道估计算法60-65
• 5.3.1 算法步骤60-61
• 5.3.2 算法准确性证明61-65
• 5.4 简化的多径匹配追踪信道估计算法65-68
• 5.4.1 基本思想65-67
• 5.4.2 算法步骤67-68
• 5.5 仿真结果与性能分析68-73
• 结论73-75
• 参考文献75-79
• 攻读学位期间发表的论文与研究成果清单79-80
• 致谢80

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

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中国博士学位论文全文数据库 前3条

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本文编号：386591