[发明专利]一种脉冲噪声环境下的窄带多径信号超分辨率时延估计的方法

权利要求书

1.一种脉冲噪声环境下的窄带多径信号超分辨率时延估计的方法，其特征在于，步骤如下：

第一步，建立多径信号的超分辨率时延估计的信号模型

理想无线信号传播模型假设空间中Q个天线接收到的信号为源信号延迟、衰减后的信号以及加性噪声的组合；第q个天线接收到的信号r_q表示成：

r_q＝λ_qs(n-t-f_q(τ))+w_q(n),q＝0,1,2…,Q-1 (1)

式中，λ_q是传播造成的衰减系数，s(n)是源信号，t是源信号到某个参考接收机处的绝对时间延迟，f_q(τ)＝kτ是线性排列的参考接收机与其他接收机之间的相对延迟，w_q(n)为与源信号和其他接收机处噪声均不相关的脉冲噪声；

在实际环境中，由于多径现象，每个接收机接收到的信号为不同路径时延信号的叠加；在这种情况下，第q个天线接收到的信号表示成：

式中，d为多径信号的数目，λ_qi是第i径信号到达第q个接收机的衰减系数，τ_qi为到达第q个接收机的第i径信号相对于参考接收机的相对时延；

对于单天线信号模型来说，上述信号模型简化为：

式中，r(n)为接收信号，n为拍数，N_r为接收信号的长度，λ_i是第i径信号传播造成的衰减系数，τ_i为天线接收到的第i径信号相对于参考信号的相对时延，w(n)为与源信号和其他接收机处噪声均不相关的脉冲噪声；

第二步，计算r(n)和s(n)的基于指数核函数的相关R(τ)：

式中，E(·)为求均值，(·)^*为求共轭的操作，k为进行傅里叶变换时引入的变量，τ为求相关函数时引入时移变量，j为虚数单位，π为圆周率，β(k)为β(n)的傅里叶变换，σ为核函数的核长，K_A＝N_r+N_s-1，N_s为源信号长度，M(k)，S(k)分别为m(n)，s(n)的傅里叶变换，ζ为求卷积时引入的变量，W(k)为w(n)的傅里叶变换；

第三步，利用基于指数核函数的相关推导伪信号模型：

从式(4)可以提取出伪信号模型，其表达式为：

比较式(4)与式(5)可知R(τ)包络的平方值可看作y(k)的功率谱：

|R(τ)|²＝|DFT[y(k)]|² (6)

第四步，利用MUSIC算法进行时延估计

4.1)计算伪信号模型的协方差矩阵

4.2)对进行特征值分解；

4.3)将信号特征值与噪声特征值分别张成信号子空间和噪声子空间；

4.4)谱峰搜索，获取时延估计值。