[發明專利]一種基于壓縮感知的脈沖超寬帶信號檢測方法

有效

• 申請號: 201310020850.3
• 申請日: 2013-01-18
• 公開（公告）號: CN103117819A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 李有明;朱星;王炯滔;趙翠茹;汪照;鄒婷;陳斌;劉小青
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: H04B17/00
• 分類號: H04B17/00;H04B1/7163
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務所(普通合伙) 33226
• 代理人: 周玨

1.一種基于壓縮感知的脈沖超寬帶信號檢測方法，其特征在于包括以下步驟：

①在脈沖超寬帶信號發射端，假定脈沖超寬帶信號發射機的參數設置如下：二進制信號源隨機產生的比特流的比特數目為n，脈沖超寬帶信號的抽樣頻率為f_c，二進制信號源隨機產生的比特流中的每個比特所映射的脈沖數目為N_s，平均脈沖重復時間為T_s，沖激響應的持續時間為T_m，其中，n≥0；并假設脈沖超寬帶信號發射機發射的信號向量為X，且信號向量X是N×1維向量，其中，N>>n，符號“>>”為遠大于符號；

②在脈沖超寬帶信號檢測端，根據壓縮感知理論中的隨機采樣原理，利用M×N維的高斯隨機矩陣A，對其接收到的信號向量進行隨機采樣，得到M×1維的樣本向量Y，Y=A(X+e)，其中，M為采樣點數，n×N_s×T_m×f_c<M≤N，e表示信號向量X在傳輸過程中夾雜的N×1維的噪聲向量；

③在脈沖超寬帶信號檢測端，通過迭代循環并根據樣本向量Y，部分重構出脈沖超寬帶信號發射機發射的信號向量X，具體過程為：③-1、令i表示迭代次數，i的初始值為1；令r₀表示初始殘差值，其值為Y，即r₀=Y；令Λ₀表示初始索引值集合，其值為空集即③-2、計算第i次迭代循環后的索引值，記為λ_i，該索引值λ_i能夠使高斯隨機矩陣A中的第λ_i列的所有元素與第i-1次迭代循環后的殘差值r_i-1的內積結果最大，其中，1≤λ_i≤N；③-3、計算第i次迭代循環后的索引值集合Λ_i和第i次迭代循環后加入高斯隨機矩陣A中的第λ_i列的所有元素后構成的集合Z_i，Λ_i=Λ_i-1∪{λ_i}，Zi=Zi-1tλi,]]>其中，Λi-1表示第i-1次迭代循環后的索引值集合，符號“U”為并集運算符號，符號“{}”為集合表示符號，Z_i-1表示第i-1次迭代循環后加入高斯隨機矩陣A中的第λ_i-1列的所有元素后構成的集合，當i＝1時Z_i-1=Z₀表示第1次迭代循環前的初始集合，且其值為空集表示高斯隨機矩陣A中的第λ_i-1列的所有元素，Zi-1tλi]]>表示將Z_i-1和合并為一個矩陣；③-4、利用加權最小二乘估計方法，計算第i次迭代循環后信號向量X在第i次迭代循環后的索引值集合Λ_i內的估計值，記為并令第i次迭代循環后信號向量X在第i次迭代循環后的索引值集合Λ_i外的估計值為0，其中，為Zi的共軛轉置矩陣，為的逆矩陣，W_i表示第i次迭代循環過程中的加權矩陣，當i＝1時W₁為單位矩陣，當i>1時W_i為對角矩陣，且其第k行第k列的元素為表示第i-1次迭代循環后的殘差值r_i-1中的第k個元素，符號“||”為求模運算符號，ε為設定的極小的正常數；③-5、計算第i次迭代循環后的殘差值r_i，③-6、判斷i<0.5×n×N_s×T_m×f_c是否成立，如果成立，則令i＝i+1，并返回步驟③-2繼續執行，否則，執行步驟③-7，其中，i＝i+1中的“=”表示賦值符號；③-7、輸出信號向量X的部分重構結果，記為其中，中的“=”表示賦值符號；

④在脈沖超寬帶信號檢測端，根據步驟③中對信號向量X的部分重構結果進行判決，判斷是否成立，如果成立，則判決結果為：有脈沖超寬帶信號存在，否則，判決結果為：沒有脈沖超寬帶信號存在，其中，符號“||||_∞”表示求取無窮范數，λ為判決閾值。