[发明专利]一种基于相关峰值搜索的正交匹配跟踪信道估计方法

权利要求书

1.一种基于相关峰值搜索的正交匹配跟踪信道估计方法，水声信道近似由线性时不变有限冲激响应滤波器表示，冲激响应为其中，M为多径数量，A_m为第m条多径的归一化幅度，τ_m为第m条多径相对于直达径的相对时延，m＝1,2,…,M；发送的线性调频信号实数形式表示为s(t)＝cos(2πf₀t+πkt²)，调频斜率T为持续时间，信号带宽B＝f_H-f_L，f_H为终止频率，f_L为起始频率；相对应的离散序列为s(n)，长度为f_s为采样频率，则接收到的信号y(t)表示为：其中，ω(t)为零均值高斯白噪声；

采样量化后估计模型表示为：y(n)＝Ψh(n)+ω(n)；h(n)为信道冲激响应序列，y(n)为接收信号矢量；ω(n)为噪声矢量，Ψ为s(n)及其时延后的矢量构成的字典矩阵，h(n)＝[h(0)h(1)…h(L-1)]^T，L为信道有效长度，L＜N，上标T表示转置，

其特征在于，发送线性调频信号进行信道估计，具体估计方法如下：

步骤(1)参数初始化；

初始化残差向量r＝y(n)，子字典集索引集重构原子集设置相关峰搜索阈值η和估计误差容限σ，初始化迭代次数count＝1；

步骤(2)将接收信号矢量y(n)与本地生成的线性调频信号s(n)进行匹配滤波，得到：其中，为第m条多径所对应时延的采样点数，ε(n)为匹配滤波后的噪声；

搜索并筛选归一化幅值后相关峰峰值大于阈值η的相关峰，记录筛选的相关峰位置个数L′，以及各相关峰所对应的时延采样位置值c_l，l＝1,2,…,L′，L′＜＜L，简化字典集后得到子字典集为：

其中，Ψ_i表示字典矩阵Ψ中的列向量i；

c₁,c₂,…,c_L′随索引l的增加呈阶梯状的变化趋势，统计跳变次数即为稀疏度κ；

步骤(3)计算残差向量与子字典集中列向量的相关度，并选出相关性最大的原子及其对应的列索引λ_count；

步骤(4)更新子字典集、索引集与重构原子集中的元素；

步骤(5)基于最小均方误差准则，估计信道冲激响应，信道冲激响应序列的估计值采用最小二乘法进行求解，则信号冲激响应的解为：上标H表示共轭转置；

步骤(6)计算y(n)的近似矢量为更新残差向量：

若残差没有低于估计误差容限，即其中运算符|| ||²表示矢量模的平方，或者迭代次数没有达到最大值，即count＜κ，则count加1，执行步骤(3)～(6)，否则执行步骤(7)；

步骤(7)输出信道冲激响应的最终估计结果

2.如权利要求1所述的一种基于相关峰值搜索的正交匹配跟踪信道估计方法，其特征在于，步骤(3)中，其中，Γ_i为子字典集Γ中的列向量i，|＜·＞|运算符为计算内积后取绝对值。

3.如权利要求2所述的一种基于相关峰值搜索的正交匹配跟踪信道估计方法，其特征在于，步骤(4)更新方法为：Γ_λcount为列索引λ_count的子字典集。