mimo-ofdm系统稀疏信道恢复算法的研究

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1、MIMO-OFDM系统稀疏信道恢复算法的研究潘红云2016年1月中图分类号：TN911.7UDC分类号：654.1MIMO-OFDM系统稀疏信道恢复算法的研究作者姓名潘红云学院名称信息与电子学院指导教师薛艳明答辩委员会主席李祥明教授申请学位工学硕士学科专业信息与通信工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2016年1月SparseChannelRecoveryAlgorithminMIMO-OFDMSystemCandidateName：HongyunPanSchoolorDepartment:Infor

2、mationandElectronicsFacultyMentor:YanmingXueChair,ThesisCommittee：Prof.XiangmingLiDegreeApplied:MasterofPhilosophyMajor：InformationandCommunicationDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：Jan，2016研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究

3、成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要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MIM

4、O-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

5、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、CoSaMP、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

6、SaMP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，M

7、MP算法和其简化算法的估计性能优于现有的经典贪婪算法。I北京理工大学硕士学位论文关键字：MIMO-OFDM，稀疏信道估计，贪婪算法，OMP，CoSaMP，MMPII北京理工大学硕士学位论文AbstractMIMO-OFDMtechnologyhastheadvantagesofhighspeed,highefficiencyandhighreliability.Itbecomesthecoretechnologyinthewirelesscommunicationsystem.Channelestimat

8、ionisanindispensabletechnologyinMIMO-OFDMsystem.ItprovidesthechannelstateinformationthatMIMOsystempre-coding,space-timedecodingandcoherentdemodulationatthereceiverneeded.Traditionalchannelestimationalgorithmsbasedon