[发明专利]一种水声稀疏信道估计变步长稀疏度自适应匹配追踪方法

摘要

本发明公开了一种水声稀疏信道估计变步长稀疏度自适应匹配追踪方法，充分利用水声信道稀疏多径特性，避免传统信道估计技术中导频数目过多造成频谱资源的浪费。并且该方法无需稀疏度作为先验信息，通过步长扩充支撑集，迭代终止时支撑集大小即为估计稀疏度。此外，融入分阶段思想和变步长，将信号重构过程划分为多个阶段，在某一阶段支撑集原子数目保持恒定，相邻阶段通过不同大小的步长逐步扩充支撑集。本发明在不显著增加计算量的前提下提高恢复准确度，即在重构精度和计算复杂度之间获得更优权衡；与现有的经典贪婪算法相比，本发明无需稀疏度作为先验信息，同时步长自适应变化能够兼顾算法精度和运行效率。

主权项

1.一种水声稀疏信道估计变步长稀疏度自适应匹配追踪方法，其特征在于，包含以下步骤：输入：接收导频信号YP，恢复矩阵T＝XPFP，步长调整阈值γ，迭代终止阈值ε，初始步长s；步骤1：初始化目标信号残差r⁰＝Y_P，索引值集合候选集支撑集稀疏度J＝s，阶段计数t＝1，迭代计数i＝1；步骤2：计算u＝|THri‑1|，选取u中J个最大元素值的索引存入集合Si；步骤3：通过下式对候选集进行更新：Ci＝Si∪Fi‑1；步骤4：通过下式进行最小二乘估计：步骤5：选取中J个最大元素值记为将索引放入集合F_new，更新矩阵步骤6：通过下式更新残差：步骤7：判断是否符合若符合则执行步骤8，若不符合则执行步骤9，其中ζ为变步长阈值；步骤8：判断是否符合若符合终止迭代，输出若不符合则执行步骤10；步骤9：判断是否符合||rnew||2≥||ri‑1||2，若符合则计算t＝t+1，J＝J+s，ri＝ri‑1，Fi＝Fi‑1，i＝i+1，重复步骤2；若不符合，则计算Fi＝Fnew，ri＝rnew，i＝i+1，重复步骤2；步骤10：判断是否符合||r_new||₂≥||r^i‑1||₂，若符合则计算t＝t+1，J＝J+s，rⁱ＝r^i‑1，Fⁱ＝F^i‑1，i＝i+1，重复步骤2；若不符合，则计算Fⁱ＝F_new，rⁱ＝r_new，i＝i+1，重复步骤2。