超寬帶系統(tǒng)中基于壓縮感知理論的信道估計研究

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3、＞可眾－：，■．Ｖ韋＾，ｔｏ－；ｔｄ；．／，．南京郵電大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的研究成果。盡‘我所知，除了文中特別加標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得南京郵電大學(xué)或其它教育機構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。一與我同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。一本人學(xué)位論文及涉及相關(guān)資料若有不實，愿意承擔(dān)切相關(guān)的法律責(zé)任。

4、研巧生簽名：下拿日期：義。１巧ａＢｉ。日南京郵電大學(xué)學(xué)位論文使用授權(quán)聲明本人授權(quán)南京郵電大學(xué)可保留并向國家有關(guān)部口或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子文檔可；允許論文被查閱和借閱；可將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索；心：！采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編本學(xué)位論文。本文電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)一論文的內(nèi)容相致。論文的公布（包括刊登）授權(quán)南京郵電大學(xué)研究生院辦理。涉密學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)書。補＾研究生簽名：下身４＾啤寒導(dǎo)師簽名：＿日期：分瓜卞１０卻R

5、esearchonUltra-WidebandChannelEstimationBasedonCompressiveSensingThesisSubmittedtoNanjingUniversityofPostsandTelecommunicationsfortheDegreeofMasterofEngineeringByXianheChenSupervisor:Prof.LinaQiApril2016摘要超寬帶（Ultra-Wideband，UWB）系統(tǒng)由于其低功耗、高傳輸速率以及高保密性等優(yōu)于傳

6、統(tǒng)系統(tǒng)的特點，在短距離室內(nèi)通信領(lǐng)域嶄露頭角。但是在超寬帶系統(tǒng)中，原始發(fā)射信號通過無線信道傳輸后，由于信道環(huán)境的不確定性會導(dǎo)致接收到的超寬帶信號嚴重失真。因此為了較為精準(zhǔn)地重現(xiàn)發(fā)射信號，信道估計技術(shù)成為超寬帶系統(tǒng)領(lǐng)域的研究熱點。在系統(tǒng)接收端，超寬帶信號需要極高的采樣速率才能完成模數(shù)轉(zhuǎn)換，這給目前的硬件工藝水平以及信道估計技術(shù)帶來了極大的挑戰(zhàn)。區(qū)別于傳統(tǒng)的奈奎斯特采樣定理，新興的壓縮感知（CompressiveSensing，CS）理論為解決超寬帶系統(tǒng)中的采樣問題帶來了新的機遇。因為UWB信號和UWB信

7、道都具有稀疏性，將CS理論應(yīng)用在UWB系統(tǒng)中具有可行性和重大的研究意義。本文主要針對基于CS的UWB信道估計問題進行研究。一方面，在傳統(tǒng)的方法中，正交匹配追蹤重構(gòu)算法通過匹配觀測信號中能量最強的原子，來迭代估計信道中對應(yīng)的幅度和時延參數(shù)。但在有噪聲污染的情況下，重構(gòu)算法會錯誤地選擇觀測矩陣中能量并不強的虛假原子，這會導(dǎo)致整個系統(tǒng)重構(gòu)性能的降低。另一方面，在傳統(tǒng)模擬超寬帶信道估計方案中，對信號進行觀測采樣的同時，放大了信道噪聲的不利影響，并且接收機的復(fù)雜度很高?；谏鲜鰡栴}，為了抑制噪聲對估計信道結(jié)果

8、的不利影響、降低UWB系統(tǒng)的復(fù)雜度，本文在CS稀疏表示基和觀測矩陣的設(shè)計上進行了改進，具體內(nèi)容如下：（1）在本文第三章中，為了避免選用受到噪聲污染的虛假原子去進行重構(gòu)，對稀疏表示字典賦予加權(quán)因子。從信道沖激響應(yīng)的平均功率延遲剖面中能看到，其接收功率隨著不同多徑分量到達時間的增大而呈指數(shù)衰減。本文以此剖面曲線作為多徑字典的加權(quán)系數(shù)，對時延小的路徑賦予較大的加權(quán)因子，對時延大的路徑賦予較小的加權(quán)因子，使多徑脈沖能量按照PDP指數(shù)衰減的規(guī)律在變化。時延小的具有較高的能量，這