MIMO无线通信中FIR均衡器稀疏算法设计

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多输入多输出(MIMO)技术是无线通信领域中的智能天线技术的重大发展之一,它能在不增加带宽的情况下,成倍地提高无线通信系统的容量以及频谱资源利用率。随着对该技术的不断研究和发展, MIMO已经成为下一代移动通信系统采用的关键技术之一。均衡器是MIMO系统中必要的组成部分,是提高传输质量的重要保证。随着通信速率的提高,使得发送信号的符号间隔缩小。在信道的多径延时不变的情况下,按照采样间隔归一化后的信道延时扩展增大。这导致均衡器需要更多的抽头阶数,使得系统计算和应用的复杂度增高。因此,高效低复杂度的稀疏均衡器设计成为现代无线信道均衡的研究热点之一。由于均衡器的抽头系数的阶数与发送、接收端天线数的乘积成比例增加,当发送接收天线数较多时,MIMO稀疏均衡器的设计就显得更为重要。   本文针对MIMO系统下的稀疏均衡器的设计问题,对以下问题进行了研究:⑴针对无线多径信道的特点,本文提出了一种新的基于最小角回归的稀疏的有限长冲激响应均衡器设计算法。利用最小角回归算法,可以在不需要求出所有的均衡器系数的条件下,将稀疏的均衡器设计问题转化为L1范数优化问题。在系统误比特率几乎不变的情况下,能够有效地降低均衡器中非零抽头系数的阶数,从而降低系统的设计和运算复杂度。本文通过仿真,验证了该算法的可行性及有效性。⑵为了进一步提高稀疏均衡器的性能,降低系统误比特率,本文将上述提出的基于最小角回归算法的稀疏均衡器做了进一步改进:将最小角回归算法与线性最小二乘算法结合,利用线性最小二乘算法,对得到的均衡器的抽头系数进行修正。仿真结果表明,将最小角回归算法与最小二乘算法结合可以降低系统的误比特率,进一步提高稀疏均衡器的性能。
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