[發(fā)明專利]一種復(fù)數(shù)域稀疏水聲信道估計(jì)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910229124.X
• 申請(qǐng)日: 2019-03-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109995686A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓笑;田亞男;殷敬偉;葛威;李林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L25/02
• 分類號(hào): H04L25/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種復(fù)數(shù)域稀疏水聲信道估計(jì)方法，其特征是：

步驟1，發(fā)射端發(fā)射訓(xùn)練序列；

步驟2，接收端將通帶信號(hào)解調(diào)為基帶復(fù)信號(hào)作為估計(jì)器的期望信號(hào)；

步驟3，訓(xùn)練序列與估計(jì)器抽頭系數(shù)卷積得到估計(jì)器的輸出；

步驟4，計(jì)算期望信號(hào)與估計(jì)器的輸出之間的誤差；

步驟5，利用誤差，定義新的代價(jià)函數(shù)；按照CAP-LMS算法自適應(yīng)更新抽頭系數(shù)，直至誤差收斂。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)數(shù)域稀疏水聲信道估計(jì)方法，其特征是：訓(xùn)練序列與估計(jì)器抽頭卷積得到估計(jì)器輸出表示為其中：為信道估計(jì)值，N為信道長(zhǎng)度，上標(biāo)^T表示轉(zhuǎn)置，x(n)為n時(shí)刻估計(jì)器輸入的訓(xùn)練序列。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)數(shù)域稀疏水聲信道估計(jì)方法，其特征是：新的代價(jià)函數(shù)為其中：為新定義的復(fù)抽頭p范數(shù)約束，γ為正則化參數(shù)，用于平衡稀疏約束和穩(wěn)態(tài)誤差，將代價(jià)函數(shù)對(duì)求導(dǎo)得到CAP-LMS信道估計(jì)值更新公式。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)數(shù)域稀疏水聲信道估計(jì)方法，其特征是：CAP-LMS算法具體包括如下步驟：

步驟(1)，初始化信道估計(jì)值

步驟(2)，計(jì)算n-1時(shí)刻信道估計(jì)值的均值式中，||·||₁表示取l₁范數(shù)；

步驟(3)，將每一個(gè)抽頭系數(shù)與m(n)做比較，式中0≤i≤N-1；

當(dāng)時(shí)，式中，μ為迭代步長(zhǎng)，上標(biāo)^*表示取共軛，此時(shí)稀疏約束項(xiàng)消失以此減小對(duì)大抽頭系數(shù)的估計(jì)誤差；

當(dāng)時(shí)，式中，k＝μγ為稀疏約束參數(shù)，csgn(·)＝sign[Re(·)]+jsign[Im(·)]表示復(fù)數(shù)域符號(hào)函數(shù)，sign(·)為實(shí)數(shù)的符號(hào)函數(shù)，此時(shí)對(duì)小抽頭系數(shù)施加約束以加快其收斂速度；

步驟(4)，判斷誤差是否收斂，若收斂，則估計(jì)過(guò)程結(jié)束得到信道估計(jì)結(jié)果；若未收斂，返回步驟(2)繼續(xù)迭代。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)數(shù)域稀疏水聲信道估計(jì)方法，其特征是：CAP-LMS算法具體包括如下步驟：

步驟(1)，初始化信道估計(jì)值

步驟(2)，計(jì)算n-1時(shí)刻信道估計(jì)值的均值式中，||·||₁表示取l₁范數(shù)；

步驟(3)，將每一個(gè)抽頭系數(shù)與m(n)做比較，式中0≤i≤N-1；

當(dāng)時(shí)，式中，μ為迭代步長(zhǎng)，上標(biāo)^*表示取共軛，此時(shí)稀疏約束項(xiàng)消失以此減小對(duì)大抽頭系數(shù)的估計(jì)誤差；

當(dāng)時(shí)，式中，k＝μγ為稀疏約束參數(shù)，csgn(·)＝sign[Re(·)]+jsign[Im(·)]表示復(fù)數(shù)域符號(hào)函數(shù)，sign(·)為實(shí)數(shù)的符號(hào)函數(shù)，此時(shí)對(duì)小抽頭系數(shù)施加約束以加快其收斂速度；

步驟(4)，判斷誤差是否收斂，若收斂，則估計(jì)過(guò)程結(jié)束得到信道估計(jì)結(jié)果；若未收斂，返回步驟(2)繼續(xù)迭代。