基于壓縮感知的信道互易性補(bǔ)償方法分析與研究.pdf

1、移動(dòng)通信一般包括時(shí)分雙工（Time Division Duplex, TDD）和頻分雙工（Frequency Division Duplex, FDD）兩種制式，相比于FDD系統(tǒng)，TDD系統(tǒng)的一個(gè)主要優(yōu)勢(shì)就是上下行信道具有互易性，利用信道互易性可以有效地提高頻譜利用率。
　　然而有許多原因會(huì)導(dǎo)致TDD系統(tǒng)上下行信道互易性被破壞，若不對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的校準(zhǔn)補(bǔ)償，會(huì)導(dǎo)致TDD系統(tǒng)失去這一天然優(yōu)勢(shì)。本篇論文主要從系統(tǒng)容量和誤差的角度出發(fā)，分

2、析了信道估計(jì)誤差和信道時(shí)變特性對(duì)上下行信道互易性產(chǎn)生的影響，然后利用信道的稀疏特性，分別針對(duì)TDD-MIMO系統(tǒng)和大規(guī)模天線系統(tǒng)提出了相應(yīng)的信道互易性補(bǔ)償方法。本篇論文的主要工作包括：
　　（1）簡(jiǎn)單介紹了TDD系統(tǒng)和FDD系統(tǒng)以及各自的優(yōu)缺點(diǎn)，同時(shí)突出介紹了TDD系統(tǒng)中的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)：上下行信道互易性。隨后重點(diǎn)分析了導(dǎo)致TDD系統(tǒng)上下行信道互易性喪失的因素，主要包括信道估計(jì)誤差、射頻器件的非理想特性、干擾模式不對(duì)稱和信道時(shí)變特性

3、等?，F(xiàn)有許多關(guān)于信道互易性補(bǔ)償?shù)奈墨I(xiàn)只考慮信道時(shí)變特性產(chǎn)生的影響，而直接忽略了信道估計(jì)誤差，本篇論文綜合考慮信道估計(jì)誤差和信道時(shí)變特性這兩維因素，將壓縮感知算法運(yùn)用到信道互易性補(bǔ)償方法中，有效地提升了系統(tǒng)性能，降低了計(jì)算復(fù)雜度。
　?。?）重點(diǎn)分析了信道時(shí)變特性對(duì)TDD-MIMO系統(tǒng)容量所產(chǎn)生的影響。利用奇異值分解（Singular Value Decomposition, SVD）對(duì)MIMO系統(tǒng)容量進(jìn)行量化，然后通過對(duì)比信道時(shí)不

4、變和信道時(shí)變兩種情況下系統(tǒng)容量的差別，發(fā)現(xiàn)信道時(shí)變特性會(huì)導(dǎo)致上下行信道互易性被破壞，從而導(dǎo)致系統(tǒng)容量的下降。隨后基于上述分析，利用信道時(shí)域脈沖響應(yīng)所具有的稀疏特性，在考慮信道估計(jì)誤差的情況下，將壓縮感知技術(shù)運(yùn)用到信道互易性補(bǔ)償中，通過對(duì)重構(gòu)算法進(jìn)行改進(jìn)提出了一種針對(duì) TDD-MIMO系統(tǒng)的基于壓縮感知的信道互易性補(bǔ)償方法。仿真結(jié)果表明，基于壓縮感知的信道互易性補(bǔ)償方法可以有效地提高系統(tǒng)容量，且復(fù)雜度較低。
　　（3）簡(jiǎn)單介紹了近年