一种降低复杂度的压缩感知水声信道估计方法.docx
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一种降低复杂度的压缩感知水声信道估计方法 水声信道估计是水声通信系统中的一个关键技术,然而,传统的水声信道估计方法存在一些缺陷,如非稀疏信道估计方法不能充分利用水声信道的稀疏特性,导致估计精度不高。近年来,压缩感知(Compressed Sensing,CS)方法被应用于水声信道估计,能有效地利用水声信道的稀疏特性,提高估计精度。 本文提出了一种降低复杂度的压缩感知水声信道估计方法,基于前向回溯正交匹配追踪(Look-Ahead Backtracking Orthogonal Matching Pursuit,LABOMP)算法,通过计算正交匹配追踪(OMP)和子空间追踪(SP)估计的支撑集,然后将两类支撑集的交集和并集作为算法的先验信息,利用先验信息进行预处理,最后基于 LABOMP 的触发回溯对信道进行估计。 该算法改变了原 LABOMP 算法中支撑集的初始化值和原子的索引范围,减少了算法的迭代次数,同时缩小了原子的索引范围,因而降低了原 LABOMP 的计算复杂度。同时,该算法也可以应用于水声迭代 Turbo 均衡中,将信道估计值作为参数输入 Turbo 均衡器中,在随后的迭代中,译码器反馈的软信息作为特殊的训练序列,用于信道估计,形成信道估计和 Turbo 均衡的迭代反馈环,用以提高系统的整体性能。 仿真结果表明,与传统的信道估计方法相比,提出的 RC-LABOMP 算法具有估计精度高、误码率低的优点,并且与 LABOMP 算法相比,计算效率得到了显著提高。 此外,本文还讨论了水声通信系统的系统模型,包括传输模型和 Turbo 均衡模型,展示了信道估计和 Turbo 均衡的迭代反馈环的实现。 本文的贡献在于提出了一种新的压缩感知水声信道估计方法,降低了计算复杂度,提高了估计精度,并且可以应用于水声迭代 Turbo 均衡中,提高系统的整体性能。 keywords:水声信道估计、压缩感知、LABOMP、RC-LABOMP、Turbo 均衡。
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