基于压缩感知的mimo-ofdm系统信道估计算法研究

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1、中图分类号：ＴＮ９２９．Ｓ密级：公开ＵＤＣ：：本校编号讀Ｗ义遷乂肇硕±学位论文论文题－目：基于压缩感知的ＭＩＭＯＯＦＤＭ系统信道估计算法研究研究生姓名：路畅学号：０２１３０６２９学校指导教师姓名：刘玉紅职称：副教授申请学位等级：工学硕击专业：通信与信魚系统论文提交日期；２０１６．４论文答辩日期；，０１６Ｇ独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研，除了文中特别加标注和致谢之处外究成果，也不包含获得兰州巧通大学

2、或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：赛冬签字日期：＆化年月苗日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解兰州巧通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权兰州交通大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编供查阅和借阅。同意学校向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）签表心学位论文作如者签名：齡畅导师签名：ｉ至《字日期：（年＾月日签字日期

3、：年月乃日硕士学位论文基于压缩感知的MIMO-OFDM系统信道估计算法研究ResearchofchannelestimationalgorithminMIMO-OFDMsystembasedonCompressedSensing作者姓名：路畅学科、专业：通信与信息系统研究方向：无线通信学号：02130629指导教师：刘玉红完成日期：2016.03兰州交通大学LanzhouJiaotongUniversity兰州交通大学硕士学位论文摘要自人类诞生开始，我们从未放弃对通信技术的研究。在2004年12月的3GPP多伦多会议上，LTE（LongTermEvolution，长期演进)正式立项

4、并启动，标志着第四代移动通信（4G）技术的时代已经到来。LTE是3G的演进技术，采用OFDM（正交频分复用）技术和MIMO（多输入多输出）技术作为唯一标准，堪称目前民用移动通信领域的顶尖技术。MIMO-OFDM无线通信系统凭借高信道容量和高频谱利用率已经被广泛地应用于需要高速、大数据量的通信场合。MIMO-OFDM系统优势显著，但缺点也不容忽视，那就是在信息的获取环节极其依赖信道的状态信息参数。所以信道估计作为MIMO-OFDM无线通信系统中的关键步骤，算法的好坏会直接影响到整个系统的性能表现。所谓信道估计，就是利用导频对无线信道进行采样，并在系统接收端应用相应的恢复算法计算出信道参数

5、。信道估计效果的好坏，决定着信息传递质量的高低。无线信道环境非常复杂，参数并不像有线信道那样固定可预见。在某些环境下，缺少信道估计环节的无线通信系统的性能会受到很大影响。在传统的MIMO-OFDM系统信道估计算法中，导频的放置均必须满足奈奎斯特定理。对于快速变化的无线信道，这意味着系统需要传输大量的导频信号，占用大量的频带资源。尽管OFDM技术可以提高系统的频谱效率，但如果节省下的频带资源被不携带任何信息的导频信号占用，节省出来的频段将被白白浪费，这与MIMO-OFDM系统设计的初衷背道而驰。压缩感知理论指出，若被采样信号是稀疏的，那么就能够以远低于奈奎斯特定理所需的采样值个数采样信号

6、，并通过重构算法精确地恢复出原始信号。本文研究的最终目的是减少信道估计所需传输的导频数量，节省系统的频带资源，同时不影响系统的整体性能。由于大多数MIMO-OFDM信道具有稀疏或近似稀疏的信道参数，因此本文应用压缩感知理论代替奈奎斯特定理对信道参数进行采样，并运用压缩感知重构算法重构信道参数。为了在确保估计性能的同时弥补随机导频的不足，本文设计了一种确定导频来代替传统的均匀分布和随机导频。仿真结果表明，确定导频与随机导频保持了相同的信道估计性能。虽然在传统的MIMO-OFDM信道估计中，均匀分布的导频可以为系统带来最佳的性能表现，但在基于压缩感知的算法中，均匀分布的导频却不能得到很好的

7、信道估计效果。最后的仿真实验结果显示，基于压缩感知的MIMO-OFDM信道估计算法不仅可以使得所需传送的导频数量大大减少，同时又可以确保高精确度的估计性能，达到本论文题目的研究目的。-I-基于压缩感知的MIMO-OFDM系统信道估计算法研究关键词：MIMO-OFDM；信道估计；压缩感知；确定导频论文类型：应用研究-II-兰州交通大学硕士学位论文AbstractSincethebirthofhuman,wehavenevergivenupthes