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改进鲸鱼优化算法辅助RIS级联信道估计
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Improved Whale Optimization Algorithm Assisted RIS Cascade Channel Estimation
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    摘要:

    针对可重构智能表面辅助无线通信系统进行级联信道估计时存在导频开销大、自适应能力差等问题,提出一种结合改进鲸鱼优化算法的双结构稀疏分段弱正交匹配追踪算法.该算法首先采用自适应门限分段弱正交匹配追踪算法选择多个强相关性的原子来构成原子支撑集,并通过改进鲸鱼优化算法优化原子门限阈值,使其能够根据无线信道的变化动态调整,有效提取原子支撑集,提高信道估计精度,降低算法运行时间.仿真结果表明,相较于传统的级联信道估计方案,本文所提方案在归一化均方根误差方面表现出较好的性能,能以更小的导频开销获得更好的信道精度,且在不同的信道条件下具有更好的自适应性和鲁棒性.

    Abstract:

    To address the challenges of excessive pilot overhead and limited adaptability in cascade channel estimation for reconfigurable intelligent surface (RIS) assisted wireless communication systems,this paper proposes an improved whale optimization algorithm integrated with a dual-structure sparse stagewise weak orthogonal matching pursuit algorithm (IWOA-DS-SWOMP). The framework employs an adaptive threshold-controlled SWOMP mechanism to iteratively select multiple highly correlated atoms for constructing atomic support sets, while the atomic selection threshold via IWOA is dynamically optimized to adapt to real-time channel variations. This dual optimization strategy enhances atomic support set extraction accuracy, improves channel estimation precision, and reduces algorithm runtime. Simulation results demonstrate that the proposed scheme achieves superior normalized mean square error (NMSE) performance compared to conventional RIS cascade channel estimation methods, attaining higher channel estimation accuracy with reduced pilot overhead while exhibiting enhanced adaptability and robustness under diverse channel conditions.

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彭艺 ,王俊 ,杨青青 ?,王健明 ,李辉 .改进鲸鱼优化算法辅助RIS级联信道估计[J].湖南大学学报:自然科学版,2025,52(12):206~218

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  • 在线发布日期: 2026-01-06
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