[發明專利]基于信號強度自適應禁忌搜索的提升小波雙閾值去噪算法

有效

• 申請號: 201410436400.7
• 申請日: 2014-08-29
• 公開（公告）號: CN104267413B
• 公開（公告）日: 2016-10-19
• 發明（設計）人: 劉崇華;姜竹青;王璐;趙毅;王宇鵬;黃承愷;王雪旸;劉欣萌;李超;楊玉瑩
• 申請（專利權）人: 北京空間飛行器總體設計部;北京郵電大學
• 主分類號: G01S19/21
• 分類號: G01S19/21;G01S19/30
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 王利文

技術領域

本發明屬于微弱信號處理技術領域，尤其是一種基于信號強度自適應禁忌搜索的提升小波雙域值去噪算法。

背景技術

近年來，為了獲得更精確的導航信息，比如高度、速度和位置，全球導航衛星系統(GNSS)技術被廣泛應用于軍事領域，并在車載導航、個人手持終端及多種民用領域都扮演著非常重要的角色。然而，在比較惡劣的環境下，比如鄉村、森林、峽谷及室內環境，由于傳播損耗和多徑衰落的原因使得接收到的信號的信噪比非常低，與開放的環境相比，信號會產生15dB-20dB的衰減。另外，導航衛星微弱信號的功率遠低于一般接收機工作功率的適用范圍。因此，傳統的GNSS信號接收機在高要求的環境下并不能捕獲GPS信號，更不用說跟蹤和定位了。綜上所述，需要更多地關注微弱GNSS信號的捕獲，且接收機在捕獲振幅較低的且嵌入在噪聲中的微弱信號方面要求足夠靈敏,同時，累積時間、較高的信噪比以及靈敏度的提升都是需要研究和關注的方向。

微弱信號測量的方法不同于一般信號的檢測，傳統的信號檢測方法一般關注于噪聲的降低和信噪比的提高。但在處理微弱信號時，這些常規方法往往失效，因為常規方法不能有效地提高被噪聲腐蝕的微弱信號的信噪比，且在傳統的信號放大的過程中，微弱信號極易扭曲變形。另外，一些傳統的微弱信號獲取的方法(比如低頻相位敏感濾波器)需要一些有關信號的特定的信息，比如相位、頻率等。因此，需要發明一些獲取微弱信號的新方法并將其用于解決實際問題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種設計合理、精度高且時間成本低的基于信號強度自適應禁忌搜索的提升小波雙域值去噪算法。

本發明解決現有的技術問題是采取以下技術方案實現的：

一種基于信號強度自適應禁忌搜索的提升小波雙域值去噪算法，包括以下步驟：

步驟1、利用微分相干累積算法捕獲微弱全球導航衛星系統信號；

步驟2、應用提升小波分解對微弱全球導航衛星系統信號進行分析；

步驟3、應用信號強度自適應禁忌搜索算法對提升小波去噪中的雙閾值選擇進行優化；

步驟4、利用最優化的雙閾值對捕獲的微弱全球導航衛星系統信號進行后處理。

而且，所述步驟1的實現方法為：通過微分相干累積獲取微弱信號，然后將累積結果輸入小波去噪濾波器以發現其碼相位及多普勒頻移，從而完成捕獲過程。

而且，所述步驟2的具體處理步驟為：

(1)分解步驟，將原始信號序列Sj根據奇偶性分解為兩個子部分——even_j-1和odd_j-1：

(odd_j-1,even_j-1)＝Split(S_j)

(2)預測步驟，按下述預測機進行預測：

d_j-1＝odd_j-1-P(even_j-1)

其中，P(even_j-1)是通過偶數項來預測奇數值，具體信息d_j-1通過odd_j-1與預測P(even_j-1)之間誤差來表示；

(3)更新步驟，按下式更新均值：

S_j-1＝even_j-1+U(d_j-1)。

而且，所述步驟3的具體處理步驟為：

(1)假定閾值上限和下限——T′_min和T′_max

(2)將閾值優化的初始區間設為[T_min,T_max]，將上限T_max設為T_max＝3σ，其中σ被估計為：σ≈Mid/0.6745，式中，Mid為分解層數最低時小波系數按數值排序后的中位數，下限T_min是第j層小波分解中除零以外最小系數的絕對值；

(3)在T′_min和T′_max之間產生一個候選解的子集，然后根據如下的適應度函數對其進行排序：