稀疏成分分析在信道估計中的應(yīng)用.pdf

1、無線電在空間傳播會遇到多徑效應(yīng)。多徑會使傳送的數(shù)據(jù)產(chǎn)生碼間串?dāng)_或符號間干擾，帶來信道的頻率選擇性衰落，從而降低了通信的質(zhì)量。為了克服這些問題，可以使用多種技術(shù)，但是許多技術(shù)都需要知道信道的信息，如信道的沖激響應(yīng)。本文首先介紹了無線電信號的傳播及多徑信道模型，包括Ray Tracing模型和統(tǒng)計多徑信道模型，在統(tǒng)計多徑信道模型基礎(chǔ)了得到了離散情況下信道估計模型，并給出了傳統(tǒng)的信道估計方法，如LS，MMSE等。 在一些特殊的場合，如

2、水下信道模型，高解析電視傳播信道，超寬帶信道，信道會有很長的時延擴展，但是信號卻只經(jīng)過少數(shù)幾條路徑，對于用FIR模型建模的信道，這種信道只有少數(shù)抽頭系數(shù)為非零值，稱這種信道為稀疏多徑信道。傳統(tǒng)的信道估計方法，如LS，MMSE，由于沒有利用稀疏這一先驗信息，估計出的稀疏多徑信道沖激響應(yīng)抽頭系數(shù)會有大量的非零值，降低了估計的精度。稀疏成分分析是研究如何開發(fā)利用稀疏先驗信息，以更精確的恢復(fù)和估計信號。本文介紹了兩類稀疏成分分析算法：1)以MP

3、，OMP為代表的吐故納新算法；2)以BP，Lp范數(shù)約束，F(xiàn)OCUSS為代表的競爭優(yōu)化算法，它們都利用了稀疏先驗信息。在稀疏多徑情況下，利用稀疏先驗信息能提高信道估計的性能。仿真表明稀疏算法所估計出的信道參數(shù)有更小的均方誤差。 多徑引起的頻率選擇性衰落對OFDM系統(tǒng)影響很大。OFDM信號也會遇到稀疏多徑，比如在超寬帶OFDM中。在稀疏多徑情況下，傳統(tǒng)估計方法給出的估計仍然使沖激響應(yīng)抽頭有大量非零值，這使得得到的頻域特性與實際頻域特