OFDM系统中一种双选择性稀疏信道压缩感知方法
2012-11-27刘开华陈伟凯马永涛
天津大学学报(自然科学与工程技术版) 2012年12期
刘开华,陈伟凯,马永涛
(天津大学电子信息工程学院,天津 300072)
正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)是下一代移动通信的核心技术,所采用的多载波高速传输技术允许子信道的频谱相互重叠,从而可以实现极高的频谱利用率.然而,OFDM 系统对相位噪声和载波频偏非常敏感,这对子载波之间的正交性提出了严格的要求.因此,在OFDM 系统接收端,往往需要知道精确的信道状态信息(channel state information,CSI)才能有效对抗信道衰落,实现信号的准确接收.
在实际的无线信号传输中,双选择性的多径信道通常由少数的主要路径簇所主导,因此所呈现的物理信道常具有稀疏特性.而当信号的传输带宽较大或天线个数较多时,信道的稀疏特性尤为明显[1]. 由于稀疏信道只有少数非零抽头,传统的基于导频序列的方法(如基于导频的线性插值和 FFT插值法)极有可能采样到信道的零抽头,而无法准确地插值出信道响应[2].为了突破传统算法的瓶颈,近几年来,国内外相继有一些学者将压缩感知技术[3-6]应用到对稀疏信道的估计[7-12]中,其中包括 OFDM 系统[9-10]、超宽带(ultra wide band,UWB)系统[11]和水声通信系统[12]等.作为应用数学和信号处理领域的一大突破,压缩感知(compressive sensing,CS)理论表示当信号是可压缩的或是在某个变换域具有稀疏性时,通过采样少量信号就能实现信号的准确或近似重构[3].在该理论框架下,压缩感知技术可以充分挖掘信道的稀疏特性,能利用非常有限的导频有效地恢复稀疏的信道脉冲响应,在实现对稀疏信道准确……
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