1.算法仿真效果
matlab2022a仿真結(jié)果如下（完整代碼運行后無水映平）：
2.算法涉及理論知識概要
大規(guī)模MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）通信系統(tǒng)因其能夠顯著提高無線通信系統(tǒng)的容量和頻譜效率而受到廣泛關(guān)注没龙。在這樣的系統(tǒng)中眯牧，基站配備了大量的天線（通常數(shù)百個），而用戶設(shè)備通常只有少數(shù)幾個天線营搅。為了實現(xiàn)高效傳輸掺炭，需要準確地估計出信道狀態(tài)信息（Channel State Information, CSI）。
2.1 最小二乘法（LS）
最小二乘法是一種經(jīng)典的信道估計方法法绵，在大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中同樣適用箕速。假設(shè)基站有M個天線，用戶設(shè)備有K個天線朋譬，且基站與每個用戶設(shè)備之間存在稀疏信道模型盐茎，即每個用戶只與基站的一部分天線建立連接。假設(shè)在訓練階段徙赢，基站發(fā)送一個長度為T的導頻序列X字柠，用戶設(shè)備接收到的信號可以表示為：
其中，
Y是T×K的接收信號矩陣狡赐；
X是T×M的導頻信號矩陣窑业；
H是M×K的信道矩陣；
N是T×K的加性高斯白噪聲矩陣枕屉。
最小二乘估計的目標是最小化接收信號與預(yù)測信號之間的均方誤差常柄。對于信道矩陣H，最小二乘估計可以表示為：
2.2 正交匹配追蹤（OMP）
正交匹配追蹤是一種基于貪婪算法的稀疏恢復方法搀擂，適用于信道是稀疏或者近似稀疏的情況西潘。OMP算法通過迭代的方式選擇最相關(guān)的原子，逐步構(gòu)建信道的近似估計哨颂。
OMP算法停止的標準通常是達到預(yù)設(shè)的最大迭代次數(shù)或殘差低于某個閾值喷市。
2.3 多正交匹配追蹤（MOMP）
MOMP是OMP的一種擴展，它考慮了多個用戶的聯(lián)合信道估計問題威恼。在MIMO系統(tǒng)中品姓，多個用戶的信道矩陣可能具有相似的稀疏模式寝并。MOMP利用這一特性來提高估計的準確性。MOMP算法類似于OMP腹备，但是它同時考慮多個用戶的信道估計食茎，具體步驟如下：
2.4 CoSaMP
CoSaMP是一種高效的壓縮感知算法，它結(jié)合了OMP的優(yōu)點馏谨，并提高了計算效率别渔。CoSaMP算法適用于大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中，當信道矩陣高度稀疏時尤其有效惧互。
大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中的信道估計是一個重要的研究領(lǐng)域哎媚，不同的算法適合不同的應(yīng)用場景。最小二乘法適用于非稀疏信道喊儡，而OMP拨与、MOMP和CoSaMP更適合于稀疏信道情況。選擇合適的算法取決于實際應(yīng)用場景中的信道特性艾猜、計算資源和性能要求买喧。
3.MATLAB核心程序
for i1=1:MTKL
rng(i1);
for j1=1:length(SNR)
Y ?????????????= seqdH_ifft+Noise0;
Yfft ??????????= fft(Y);
%LS算法
MSE_LS ???????= func_LS(seqd,H,Yfft,N);
%OMP
MSE_OMP ??????= func_OMP(Yfft,seqd,H,invH,N,L,K);
%NOOMP
MSE_NOMP ?????= func_NOMP(Yfft,seqd,H,invH,N,L,K);
%CoSaMP
MSE_CoSaMP ???= func_CoSaMP(Yfft,seqd,H,invH,N,L,K);
end
end
figure;
semilogy(SNR,mean(R_LS),'-bs',...
'LineWidth',1,...
'MarkerSize',6,...
'MarkerEdgeColor','k',...
'MarkerFaceColor',[0.9,0.0,0.0]);
hold on;
semilogy(SNR,mean(R_OMP),'-b^',...
'LineWidth',1,...
'MarkerSize',6,...
'MarkerEdgeColor','k',...
'MarkerFaceColor',[0.2,0.9,0.5]);
hold on;
semilogy(SNR,mean(R_NOMP),'-r>',...
'LineWidth',1,...
'MarkerSize',6,...
'MarkerEdgeColor','k',...
'MarkerFaceColor',[0.9,0.9,0.0]);
hold on;
semilogy(SNR,mean(R_CoSaMP),'-k<',...
'LineWidth',1,...
'MarkerSize',6,...
'MarkerEdgeColor','k',...
'MarkerFaceColor',[0.9,0.3,0.3]);
hold on;
xlabel('SNR');
ylabel('MSE');
grid on
legend('LS','OMP','MOMP','CoSaMP');
0X_068m
