超宽带系统中基于压缩感知理论的信道估计研究

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3、＞可众－：，■．Ｖ韦＾，ｔｏ－；ｔｄ；．／，．南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽‘我所知，除了文中特别加标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。一与我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。一本人学位论文及涉及相关资料若有不实，愿意承担切相关的法律责任。

4、研巧生签名：下拿日期：义。１巧ａＢｉ。日南京邮电大学学位论文使用授权声明本人授权南京邮电大学可保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子文档可；允许论文被查阅和借阅；可将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索；心：！采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。本文电子文档的内容和纸质一论文的内容相致。论文的公布（包括刊登）授权南京邮电大学研究生院办理。涉密学位论文在解密后适用本授权书。補＾研究生签名：下身４＾啤寒导师签名：＿日期：分瓜卞１０却R

5、esearchonUltra-WidebandChannelEstimationBasedonCompressiveSensingThesisSubmittedtoNanjingUniversityofPostsandTelecommunicationsfortheDegreeofMasterofEngineeringByXianheChenSupervisor:Prof.LinaQiApril2016摘要超宽带（Ultra-Wideband，UWB）系统由于其低功耗、高传输速率以及高保密性等优于传

6、统系统的特点，在短距离室内通信领域崭露头角。但是在超宽带系统中，原始发射信号通过无线信道传输后，由于信道环境的不确定性会导致接收到的超宽带信号严重失真。因此为了较为精准地重现发射信号，信道估计技术成为超宽带系统领域的研究热点。在系统接收端，超宽带信号需要极高的采样速率才能完成模数转换，这给目前的硬件工艺水平以及信道估计技术带来了极大的挑战。区别于传统的奈奎斯特采样定理，新兴的压缩感知（CompressiveSensing，CS）理论为解决超宽带系统中的采样问题带来了新的机遇。因为UWB信号和UWB信

7、道都具有稀疏性，将CS理论应用在UWB系统中具有可行性和重大的研究意义。本文主要针对基于CS的UWB信道估计问题进行研究。一方面，在传统的方法中，正交匹配追踪重构算法通过匹配观测信号中能量最强的原子，来迭代估计信道中对应的幅度和时延参数。但在有噪声污染的情况下，重构算法会错误地选择观测矩阵中能量并不强的虚假原子，这会导致整个系统重构性能的降低。另一方面，在传统模拟超宽带信道估计方案中，对信号进行观测采样的同时，放大了信道噪声的不利影响，并且接收机的复杂度很高。基于上述问题，为了抑制噪声对估计信道结果

8、的不利影响、降低UWB系统的复杂度，本文在CS稀疏表示基和观测矩阵的设计上进行了改进，具体内容如下：（1）在本文第三章中，为了避免选用受到噪声污染的虚假原子去进行重构，对稀疏表示字典赋予加权因子。从信道冲激响应的平均功率延迟剖面中能看到，其接收功率随着不同多径分量到达时间的增大而呈指数衰减。本文以此剖面曲线作为多径字典的加权系数，对时延小的路径赋予较大的加权因子，对时延大的路径赋予较小的加权因子，使多径脉冲能量按照PDP指数衰减的规律在变化。时延小的具有较高的能量，这