基于Golay序列的壓縮感知信道估計(jì).pdf

1、正交頻分復(fù)用（Orthogonal Frequency Division Multiplex，OFDM）技術(shù)，在通信中具有許多優(yōu)越性，包括較好的抑制通信過程中產(chǎn)生的時(shí)延擴(kuò)展以及多徑衰落和具有很高的頻譜利用率，因此被廣泛應(yīng)用于目前的3G、4G通信系統(tǒng)中。OFDM系統(tǒng)的相干檢測(cè)需要對(duì)信道進(jìn)行估計(jì)，且估計(jì)精度將直接影響整個(gè)系統(tǒng)的性能，因此信道估計(jì)被列為OFDM系統(tǒng)的三大關(guān)鍵技術(shù)之一。傳統(tǒng)的信道估計(jì)是假設(shè)信道具有多條徑而且大部分徑上含有較高的能

2、量，而在實(shí)際上，信道往往具有稀疏性，即信道抽頭系數(shù)只有小部分非零大部分為零。在2006年，Donoho[1][2]與Candes[3]等提出了一種具有革命性的信號(hào)處理方法，被大家稱作為壓縮感知理論(Compressed Sensing，CS),該理論指出，如果信號(hào)是稀疏的或者是可壓縮的，在對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣時(shí)，可以遠(yuǎn)低于Nyquist采樣速率，然后利用優(yōu)化算法能夠高概率重構(gòu)出原始信號(hào)。目前，大部分基于壓縮感知的信道估計(jì)方法中，都是采用隨機(jī)序

3、列作為訓(xùn)練信號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)，由于隨機(jī)序列在硬件上難以產(chǎn)生，并且在重構(gòu)原始信號(hào)時(shí)計(jì)算量較大，在OFDM系統(tǒng)中會(huì)產(chǎn)生較高的峰均比。
　　本文針對(duì)上述研究的基礎(chǔ)，首先分析了無線信道是否滿足稀疏性，這樣為CS理論運(yùn)用到信道估計(jì)中提供了可靠的條件，依據(jù)通信原理當(dāng)中的卷積知識(shí)搭建估計(jì)模型，然后分析如何使用訓(xùn)練序列構(gòu)造一個(gè)托普利茲結(jié)構(gòu)的測(cè)量矩陣，最后利用確定性Golay序列良好的自相關(guān)性、定時(shí)同步性能良好、峰均比低的特點(diǎn)，使用Golay序列作為

4、訓(xùn)練序列對(duì)稀疏信道進(jìn)行信道估計(jì)，并將其對(duì)信道沖擊響應(yīng)估計(jì)值的性能影響與隨機(jī)高斯序列進(jìn)行比較，以及對(duì)比兩種序列在重構(gòu)信道沖擊響應(yīng)時(shí)的計(jì)算復(fù)雜度。最后，研究利用Golay序列作為訓(xùn)練序列，在接收端對(duì)信號(hào)進(jìn)行過采樣建立壓縮感知碼片內(nèi)的多徑時(shí)延估計(jì)模型。仿真表明：Golay序列以及隨機(jī)高斯序列兩種序列都可以重構(gòu)出稀疏信道非零抽頭系數(shù)，但是Golay確定性訓(xùn)練對(duì)稀疏信道沖激響應(yīng)估計(jì)值的均方誤差(Mean Square Error，MSE)要比隨機(jī)