杨 剑,蒋 挺,赵成林,周 正

(北京邮电大学泛网无线通信教育部重点实验室,北京100876)

0 引言

UWB是近年来通信领域兴起的一种无线通信技术,在无线通信系统中的应用越来越多,可以与现有窄带系统共存。但是为了在接收机中有效捕获多径信号的能量,超宽带系统要解决信道估计的问题,因此信道估计也成为超宽带系统研究中的一个热点。

近年来出现的压缩感知理论,能够对稀疏信号以低于奈奎斯特采样速率进行随机采样和重构。在利用压缩感知对超宽带系统进行信道估计时,信号重构算法对于恢复性能有着重要的影响。这里研究了正则正交匹配追踪算法在UWB系统信道估计中的应用。ROMP算法对于只需恢复一组最大径时的UWB信道估计很有益。最后与近似最优的DS算法进行对比,综合分析了ROMP算法和DS算法之间的性能。

1 压缩感知及系统模型

1.1 压缩感知

压缩感知理论是一种在采样的同时实现压缩目的的理论框架,其直接对信号进行较少采样得到信号的压缩表示,且不经过进行N次采样的中间阶段,从而在节约采样和传输成本的情况下,达到了采样的同时进行压缩的目的。其实现过程主要涉及信号的稀疏表示、观测矩阵的设计以及信号重构等3个问题,其压缩采样过程如图1所示[1]。

图1 压缩感知理论框架

1.2 UWB通信系统模型

在UWB系统的信道估计过程中,接收信号可以表示为:

<1)，且各件产品是否为不合格品相互独立．

式中,y为接收信号;S由Nx+N-1个已知符号(训练序列)组成;h=[h[0],h[1],…,h[N-1]]T,表示N×1的信道脉冲响应,其减采样后得到的观测点数是M,即仅仅有M个非零元素具有稀疏性;v为噪声[2]。……