基于压缩感知的MIMO-OFDM系统自适应信道估计*

李姣军，蒋 扬，邱 天，左 迅，杨 凡

(重庆理工大学 电气与电子工程学院，重庆400054)

0 引 言

将多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)与频谱利用率高、抗多径干扰的正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)结合[1]可有效提高频谱利用率。随着天线数量的不断增长，热噪声对系统的影响变得微乎其微，发送给目标用户的信息对其他用户的干扰趋于消失[2-4]。为获取这些增益，基站(Base Station,BS)侧需要对发射的下行链路信道的传输信号做预编码处理，这就需要BS预先获得下行链路的信道状态信息。下行链路的信道信息获取越精确，做预编码得到的效果就越好，越能有效克服干扰和失真。为减少信道估计中导频使用开销，多数研究集中在时分双工模式下，利用上下行链路互易性避免导频开销偏大。然而，上下行链路的互易性并不严格成立，需要复杂的校准，且相干时间有限，依据互易性获得的下行链路信道状态信息(Channel State Information,CSI)准确度可能不高，难以满足基站侧预编码的要求[5]。为达到5G中对于用户体验速率的要求，超密集组网的趋势不可阻挡，为此不可避免在相邻小区使用非正交导频，其带来的干扰将严重影响信道估计准确性，限制MIMO-OFDM系统的性能，因此利用短导频进行下行链路信道估计成为当今的研究热点[6-8]。

在宽带通信系统中，信道多呈现稀疏性[9]，即信道具有很大的时延扩展，但其能量集中在少数路径上，其他路径能量很小。由于信道所具有的特性，故可以利用压缩感知技术，通过少量观测值得到良好的信道估计性能，且较于传统算法复杂度更低[10]。……