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现代无线通信高数据量、大数据流和大带宽的无线通信服务,极大推动了全世界范围内对60GHz毫米波频段通信技术的研究,60GHz毫米波通信发展的主要推动力是该频段高富余的频段资源,能够使得Gbps数量级的数据传输变为现实,同时该频段在世界范围内无需授权,因此吸引了大量的知名的设备制造厂商和有关学者的研究。本研究课题,从具体现实需求出发叙述了压缩感知的逻辑流程,指出了其对于高达60GHz频段数据传输的适用性。然后从压缩感知的具体步骤入手,详细阐述了其理论核心,最后总结了将该理论应用于实际所带来的巨大价值。接着,我们着重介绍了60GHz毫米波通信在信道估计方面的必要性,深入剖析了60GHz毫米波通信信道的特殊表征：60GHz无线通信占据了极大的通信带宽,但是由于其信道具有高度离散和稀疏分布的实际特点,我们考虑将压缩感知的信号处理方式引入到60GHz毫米波通信系统中来。此外,在研究分析中,我们总结分析了60GHz无线信道的特殊性,发现其与窄带系统有显著差别,除了整体表现出的稀疏外,在稀疏值的分布上也表现出了独特的一面,将这种特点加以抽象,我们提出了基于团簇的压缩感知算法——基于簇的压缩感知算法(Cluster Sparsity Compressive Sensing CS-CS),并对其在60GHz通信信道估计中的适应性做了仿真,结果也表明了其卓越的性能。文章最后对CS-CS算法和以往较为典型算法CS-ROMP、CS-OMP和CS-DS算法分别进行了MALTAB平台下的实验仿真。最后对60GHz毫米波通信系统和压缩感知的研究方向做了展望。本文的剩余部分组织如下：第一章,绪论,简要介绍了60GHz毫米波通信的发展由来,总结了该项技术的优点和创新性解决方案；由60GHz通信的理论难点,引出了压缩感知,并简要介绍其由来和背景。第二章,着重介绍了压缩感知的历史发展,详细论述了其关键技术与核心步骤,对其商业化应用做出总结。第三章,着重介绍了60GHz毫米波通信系统信道的数学模型,介绍了相关标准和技术特征,为下一章压缩感知应用做了铺垫。第四章,是本文的重点内容,本章完成了将压缩感知应用于60GHz信道估计的任务,对其应用性能做了实验仿真,对于各种传统算法性能也进行了仿真分析。第五章,是本文的创新点,基于60GHz毫米波通信信道的具体分析,提出了基于簇的压缩感知算法,并对应用性能做了仿真分析。文章最后对本文研究课题做了总结,对60GHz毫米波通信和压缩感知做了展望。