基于压缩感知的信道互易性补偿方法分析与研究

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1、单位代码：１０巧３密级：，部＾４凌＾據硕女緣隹讼哪论文题目：基于压缩感知的信道互易性补偿方法分析与研究１０１３０１０１２９学号姓名孙照伟导＂币孙君广学科专业通信与信息系统硏究方向移动通信与无线技术学硕±申请学位类别王２０１６４论女提交日期年月—＜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巧工作及取得的研巧成果。尽我所知，除了文中特别加标巧和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过。的研巧成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学

2、位或证书而使用过的材料一与我同工作的同志对本研巧所做的任何贡献巧己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。妳邀＇Ｗ研充生签名：午日期：ｌ６．￡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レ；档；ッ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索；允许论文被查阅和借阅可可＾：＾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紙质论文的内容相一致。论文的公布（包括刊登）授权南京邮电大学研究生院办理。渉密学位论文在解密

3、后适用本授权书。研究生签名：紛坚导师签名：如泉日期：麟／ResearchonCompensationforChannelNon-reciprocityBasedonCompressiveSensingThesisSubmittedtoNanjingUniversityofPostsandTelecommunicationsfortheDegreeofMasterofEngineeringBySunZhaoweiSupervisor:Prof.SunJunApril2016摘要移动通信一般包括时分双工（TimeDivisionDuplex,TDD）和频分双工（FrequencyDi

4、visionDuplex,FDD）两种制式，相比于FDD系统，TDD系统的一个主要优势就是上下行信道具有互易性，利用信道互易性可以有效地提高频谱利用率。然而有许多原因会导致TDD系统上下行信道互易性被破坏，若不对其进行相应的校准补偿，会导致TDD系统失去这一天然优势。本篇论文主要从系统容量和误差的角度出发，分析了信道估计误差和信道时变特性对上下行信道互易性产生的影响，然后利用信道的稀疏特性，分别针对TDD-MIMO系统和大规模天线系统提出了相应的信道互易性补偿方法。本篇论文的主要工作包括：（1）简单介绍了TDD系统和FDD系统以及各自的优缺点，同时突出介绍了TDD系统中的一个重要优点：上下

5、行信道互易性。随后重点分析了导致TDD系统上下行信道互易性丧失的因素，主要包括信道估计误差、射频器件的非理想特性、干扰模式不对称和信道时变特性等。现有许多关于信道互易性补偿的文献只考虑信道时变特性产生的影响，而直接忽略了信道估计误差，本篇论文综合考虑信道估计误差和信道时变特性这两维因素，将压缩感知算法运用到信道互易性补偿方法中，有效地提升了系统性能，降低了计算复杂度。（2）重点分析了信道时变特性对TDD-MIMO系统容量所产生的影响。利用奇异值分解（SingularValueDecomposition,SVD）对MIMO系统容量进行量化，然后通过对比信道时不变和信道时变两种情况下系统容量的

6、差别，发现信道时变特性会导致上下行信道互易性被破坏，从而导致系统容量的下降。随后基于上述分析，利用信道时域脉冲响应所具有的稀疏特性，在考虑信道估计误差的情况下，将压缩感知技术运用到信道互易性补偿中，通过对重构算法进行改进提出了一种针对TDD-MIMO系统的基于压缩感知的信道互易性补偿方法。仿真结果表明，基于压缩感知的信道互易性补偿方法可以有效地提高系统容量，且复杂度较低。（3）简单介绍了近年来新出现的大规模天线技术，并分析了大规模天下系统中信道互易性的重要作用。然后就大规模天线系统中信道互易性丧失问题，在考虑信道估计误差的情况下，利用多天线信道的空时相关性，提出一种基于压缩感知的大规模天线

7、系统信道互易性补偿算法。仿真结果表明，该方法可以有效地提高系统性能，降低误差，从而补偿信道互易性的丧失。关键词:信道互易性，压缩感知，信道预测，大规模天线IAbstractTimeDivisionDuplex(TDD)andFrequencyDivisionDuplex(FDD)arebothavailableinmobilecommunication.ComparingwithFDDsystem,oneofthemai