[發明專利]基于壓縮采樣的脈沖超寬帶信號到達時間估計方法

有效

• 申請號: 201010260588.6
• 申請日: 2010-08-24
• 公開（公告）號: CN101944926A
• 公開（公告）日: 2011-01-12
• 發明（設計）人: 吳紹華;張欽宇;張凌雁;王野;姚海平
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學深圳研究生院
• 主分類號: H04B1/69
• 分類號: H04B1/69;H04B17/00
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所 44248
• 代理人: 胡吉科

1.一種基于壓縮采樣的脈沖超寬帶信號到達時間估計方法，包括脈沖超寬帶信號壓縮采樣接收系統，其特征在于，所述脈沖超寬帶信號壓縮采樣接收系統包括對所述脈沖超寬帶信號分多個通道進行采樣的多通道并行采樣單元，分別向所述多通道采樣單元的各通道發送測量波形的測量波形發生器，接收經過所述多通道采樣單元采樣的測量值的數字后端處理組件，各通道分別根據所述測量波形發生器產生的測量波形對所述脈沖超寬帶信號進行線性投影，包括如下步驟：

確定投影區間：以各幀接收信號的峰值位置作為參考點確定投影區域[τ_peak-T_prj，τ_peak+T_p/2]，其中：τ_peak表示脈沖超寬帶信號峰值位置相對幀起點位置的長度，T_prj表示投影長度；T_p表示脈沖寬度。

獲得采樣序列：通過對連續的多幀接收信號的壓縮測量，獲取測距符號接收信號的壓縮采樣序列；

獲得到達時間的估計：采用壓縮感知TOA估計算法依據采樣序列得到到達時間估計值其中：τ_peak表示脈沖超寬帶信號峰值位置的長度，T_prj表示脈沖超寬帶信號投影長度，i_DP表示檢測到的直達單徑DP的中心位置在重構序列中的序號，F_s表示重構序列的采樣頻率。

2.根據權利要求1所述基于壓縮采樣的脈沖超寬帶信號到達時間估計方法，其特征在于，設所用測距符號數為N_t，各符號使用的脈沖重復發送次數為N_f，到達時間估計所需的M個測量值分攤到對連續的D幀信號的測量之上，令N_D＝N_f/D，則一共有N_tN_D批壓縮測量序列，第n批序列為y[n]＝ΦΨh_prj+Φw[n]，其中：Ф為對應的壓縮測量矩陣，Ψ是稀疏表達矩陣，h_prj是信道沖擊響應落在壓縮投影范圍內的虛擬采樣序列，w[n]是接收信號中的噪聲的虛擬采樣序列。

3.根據權利要求1所述基于壓縮采樣的脈沖超寬帶信號到達時間估計方法，其特征在于，在獲得到達時間的估計步驟中，通過迭代搜索得到了包含直達單徑DP的高分辨率序列，具體包括如下步驟：

初始化：字典矩陣V＝ФΨ(v_i表示矩陣V的第i列)、測量殘差估計結果及迭代次數t＝1。

獲取與殘差最匹配原子的序號：從字典矩陣中尋找與殘差最匹配原子的序號，

獲取當前原子的系數并更新殘差：即，獲取當前原子的系數并更新殘差

判斷是否終止：設迭代次數門限為T₀，殘差相對門限為ε，若t＞T₀或則迭代終止；否則更新t＝t+1，并跳轉回第一步；

獲得到達時間估計：對原子系數的估計結果使用門限比較得到DP徑的位置序號，其中γ是門限因子；TOA估計值即為

4.根據權利要求1所述基于壓縮采樣的脈沖超寬帶信號到達時間估計方法，其特征在于，還包括反饋回路，所述反饋回路將所述數字后端處理組件的處理結果部分反饋至所述測量波形發生器，測量波形發生器依據反饋信息產生新的測量波形，此后的壓縮測量將使用新產生的測量波形。