[發(fā)明專利]一種密集環(huán)境中基于壓縮感知的多徑時(shí)延估計(jì)方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910640963.0
• 申請(qǐng)日: 2019-07-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110941980B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏爽;彭劍;陶春貴;龍艷花;楊春夏;張巧珍;李莉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海師范大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F18/20
• 分類號(hào): G06F18/20;G06F18/10;H03M7/30
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 趙繼明

1.一種密集環(huán)境中基于壓縮感知的多徑時(shí)延估計(jì)方法，其特征在于，包括：

步驟S1：設(shè)定參考信號(hào)，并預(yù)處理接收信號(hào)和參考信號(hào)至設(shè)定長(zhǎng)度；

步驟S2：將接收信號(hào)和參考信號(hào)做循環(huán)相關(guān)處理得到循環(huán)相關(guān)函數(shù)；

步驟S3：將得到的循環(huán)相關(guān)函數(shù)表示為其逆傅里葉變換形式作為參數(shù)信號(hào)；

步驟S4：根據(jù)參數(shù)信號(hào)生成參數(shù)矩陣；

步驟S5：采用測(cè)量矩陣，并構(gòu)造稀疏基字典，用壓縮感知算法對(duì)時(shí)延參數(shù)進(jìn)行壓縮采樣；

步驟S6：采用正交匹配算法對(duì)觀測(cè)信號(hào)進(jìn)行匹配追蹤，獲取多徑時(shí)延參數(shù)；

所述參數(shù)矩陣具體為：

X_A＝Φ_Aλ_A+N_A

其中：X_A為參數(shù)矩陣，Φ_A為稀疏表示的時(shí)延矩陣，λ_A為多徑信號(hào)的幅值矢量，N_A為噪聲相關(guān)函數(shù)；

所述步驟S5具體包括：

步驟S51：采用高斯隨機(jī)矩陣作為測(cè)量矩陣，通過(guò)對(duì)參數(shù)矩陣進(jìn)行壓縮采樣得到觀測(cè)矩陣；

步驟S52：根據(jù)參數(shù)矩陣的矩陣形式，構(gòu)造稀疏基：

其中：Ψ為稀疏基，為所有可能搜索到的時(shí)延值，為構(gòu)造潛在搜索時(shí)延的導(dǎo)向矢量，L_N為可能的時(shí)延值的個(gè)數(shù)；

所述步驟S6具體包括步驟：

步驟S61：初始化殘差、帶重構(gòu)系數(shù)向量、用于存放最佳線性組合的原子的索引集：

r_n＝y(tǒng)＝Θα＝ΦΨx

pos_array＝空集

其中：r_n為殘差，y為觀測(cè)矩陣，Θ為傳感矩陣，α為待求的稀疏矢量，Φ為測(cè)量矩陣，pos_array為索引集；

步驟S62：找出殘差與傳感矩陣中原子的積中絕對(duì)值最大值，得到其所對(duì)應(yīng)的原子在傳感矩陣中的位置，即：

其中：ξ_t為最大時(shí)延值所對(duì)應(yīng)的原子序號(hào)，r_n為殘差，j為導(dǎo)向矢量的序號(hào)，為第j個(gè)時(shí)延的導(dǎo)向矢量；

步驟S63：更新索引集pos_array_t＝pos_array_t-1∪{ξ_t}，并記錄傳感矩陣中本次迭代最佳線性組合的原子所在列，將其合并到空矩陣中，將選中的列清零；

步驟S64：通過(guò)最小二乘法得到第一次迭代的估計(jì)值，若滿足aug_y＝argmin||y-Aug_t*aug_y||，則執(zhí)行步驟S65；

步驟S65：更新殘差r_n＝y(tǒng)-Aug_t*aug_y；

步驟S66：判斷迭代次數(shù)t是否達(dá)到上限，若為是，則停止迭代，并執(zhí)行步驟S67，反之則進(jìn)行下一次迭代，并返回步驟S62；

步驟S67：基于索引集輸出多徑時(shí)延信息。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種密集環(huán)境中基于壓縮感知的多徑時(shí)延估計(jì)方法，其特征在于，所述步驟S1具體包括：

步驟S11：獲取接收信號(hào)，對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行采樣觀測(cè)得到采樣信號(hào)；

步驟S12：將經(jīng)過(guò)設(shè)定次采樣的傳輸信號(hào)均勻地進(jìn)行時(shí)移操作，得到參考信號(hào)；

步驟S13：對(duì)參考信號(hào)和接收信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)零處理至設(shè)定長(zhǎng)度。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種密集環(huán)境中基于壓縮感知的多徑時(shí)延估計(jì)方法，其特征在于，所述設(shè)定長(zhǎng)度具體為：

K_A＝2K_r-1

其中：K_A為補(bǔ)零后的長(zhǎng)度，K_r為采樣點(diǎn)數(shù)。