1.一种基于压缩感知的OFDM稀疏信道估计中的导频优化方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:S1:把测量矩阵互相关值最小(MIP)准则作为二进制粒子群算法的目标优化函数,然后确定二进制粒子群算法的基本参数;
S2:利用混沌初始化对粒子的速度和位置进行初始化;
S3:求出对应的粒子的适应度函数,并且根据适应度计算出粒子群的个体最优值和全局最优值;检查结束条件是否满足,满足则结束,否则继续对粒子的速度和位置进行更新;
S4:对更新之后的粒子中,对不符合要求的粒子进行变异,然后返回步骤S3进行迭代。
2.根据权利要求1所述的一种基于压缩感知的OFDM稀疏信道估计中的导频优化方法,其特征在于:在步骤S1中:在基于压缩感知的OFDM稀疏信道估计中,假设当前所有子载波的构成的集合为c={c1,c2,c3,...,cN},其中N表示子载波的总数,从c中的N个子载波中选择出P个子载波用于发送导频符号,则导频子载波构成的信号P×P维矩阵XP×P表示导频处发送的信号,P×L维矩阵:
是对应的P个导频处的快速傅里叶变换矩阵;根据测量矩阵互相关值最小(MIP)准则,测量矩阵T的互相关值 越小,稀疏信号的重构精度越高;则μ{T}的最小值是该二进制粒子群算法的优化目标,其中,τm和τn分别表示测量矩阵T的第m列和第n列元素,L表示信道的长度,则可以得:上式中的P表示导频总数,ci表示从N个子载波中选择出的第i个子载波用于发送导频符号,||Xi||2表示第i个导频对应的信号的功率;
其中影响矩阵XP×PFP×L取值的共有两个因素,一个是导频符号在子载波中的位置,另一个是导频符号的信号功率;假定所有的导频符号的信号功率都相同,都等于1,则此时μ{T}的大小只与导频的位置有关,那么问题就是如何从N个子载波中选择出P个子载波作为导频进行传输,使得μ{T}最小,设a=n-m,μ{T}用目标函数f(p)表示,则求最优导频序列问题可以表示为求 的值,然后得出对应的导频。
3.根据权利要求1所述的一种基于压缩感知的OFDM稀疏信道估计中的导频优化方法,其特征在于:在步骤S2中:选用混沌初始化方法,利用Logistic映射的方法,公式如下zk+1=μzk(1-zk)其中zk是Logistic映射的混沌变量,μ是混沌因子,其中μ取值为4。
4.根据权利要求1所述的一种基于压缩感知的OFDM稀疏信道估计中的导频优化方法,其特征在于:在步骤S3中:由于每个粒子都由二进制编码表示,速度则决定在[0,1]区间上的转变概率参数,该参数的取值就是位变量取数值“1”的概率,为了将速度的值映射到[0,
1]区间内,利用sigmod函数,表示如下:
BPSO中粒子的速度和位置更新可以表示:
在式中, 和 分别表示粒子i在第t+1代的第m维空间的速度和位置,rand是一个0与
1之间的随机数,c1,c2是学习因子,r1,r2是0和1之间的随机数;w是惯性权重, 表示第i个粒子进化到第t代的最好位置, 表示整个种群进化到第t代的最好位置。
5.根据权利要求1所述的一种基于压缩感知的OFDM稀疏信道估计中的导频优化方法,其特征在于:在步骤S4中:为了保证粒子的快速收敛,引入了一种粒子的变异机制;具体包括:如果每一代的粒子群迭代后经过粒子位置更新之后,这一代粒子群中若发现某个粒子的取值为数值“1”的维数之和Q大于规定的导频个数P时,则对该粒子进行变异,变异的机制是:从该粒子的Q维取值为数值“1”的元素中随机选取Q-P维元素,将其都突变为0,则突变后的该粒子取值为数值“1”的维数之和变为P。