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专利号: 2021109898509
申请人: 大连工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种超分辨多径数量及时延联合估计方法,其特征在于,包括如下步骤:S1、建立通用的多径接收信号离散时间系统模型;

S2、利用信号的频域变换,构造互谱函数以消除未知源信号波形的影响;

S3、对构造的互谱函数波形的超分辨显示进行谱峰搜索;

S4、根据互谱函数局部峰值确定多径相对时延及对应幅度值,重建潜在信号与互谱函数进行匹配对应;

S5、构造代价函数,通过最大似然估计对多径数量及相应的时延值进行联合估计,得出时间延迟值。

2.根据权利要求1所述的超分辨多径数量及时延联合估计方法,其特征在于,所述步骤S1的具体实现过程如下:

S11、将接收到的离散时域信号进行建模,如下:其中,n=1,2,...,K,n为离散采样点,K表示总采样点数, 是第一路源信号到接收站之间的信道衰减系数, 是第二路源信号到接收站之间的信道衰减系数,J1为第一路接收信号的多径数量,J2为第二路接收信号的多径数量, 是第一路接收信号的每一条多径数相对应的时延值, 是第二路接收信号的每一条多径数相对应的时延值,ω1(t)是第一路接收的加性零均值噪声,ω2(t)是第二路接收的加性零均值噪声;

S12、对离散时域信号作频域变换,表达式如下:其中,k=1,2,...,K,R1(k)是r1(n)的离散傅立叶变换,R2(k)是r2(n)的离散傅立叶变换,S(k)是s(n)的离散傅立叶变换,W1(k)是ω1(n)的离散傅立叶变换,W2(k)是ω2(n)的离散傅立叶变换。

3.根据权利要求1所述的超分辨多径数量及时延联合估计方法,其特征在于,所述步骤S2的具体实现过程如下:

l

S21、设置一组时间延迟点D ,l=1,2,...,N,其中N是等间隔采样的总点数,对步骤S12中的表达式作归一化处理,得到互谱函数如下:其中,H表示共轭;

S22、对傅里叶的采样平均值进行离散来抑制噪声的部分,令将互谱函数重写为:

l

S23、基于步骤S22的互谱函数,设置的时间延迟点D最接近真实的时间延迟点时会有较l l

大的谱峰,即当时间延迟点D=τi‑λj时,φ的幅值最大,即:l

S24、若设置的时间延时点D不接近真实的时延值,则表示频率差依然存在,复正弦波形在几个完整周期的平均值为零。

4.根据权利要求1所述的超分辨多径数量及时延联合估计方法,其特征在于,所述步骤S3的具体实现过程如下:

l

S31、令m=1,2,...,M,搜索|φ|的相应M峰的信息,利用 函数得到相应的时延信息 和幅度信息

l * *

S32、定义间隔宽度Δl,并将|φ|的值在[l‑Δl,l+Δl]范围内设置为零;

S33、若m=M,则表示多径数与所设值相匹配,否则m=m+1,返回执行步骤S31。

5.根据权利要求1所述的超分辨多径数量及时延联合估计方法,其特征在于,所述步骤S4的具体实现过程如下:

在步骤S3中可知,互谱函数由复正弦信号组成,通过加权和组合,由于每个接收站的路径数都是未知的,所以需要恢复一组具有普适性的信号来处理所有的可能性,在每个假设中,m时从1,2,...,M间延迟数得到的参数,如下:由于已知幅度和时延信息,则将重构的信号表示为:

6.根据权利要求1所述的超分辨多径数量及时延联合估计方法,其特征在于,所述步骤S5的具体实现过程如下:

S51、定义代价函数,如下:S52、由上述代价函数得出,代价函数输出越小,代表所重构的信号与互谱函数有极大的相似性,即重构的信号接近于含有真实时延的谱,所以通过使代价函数输出最小化来搜索每个数的最优值,表达式如下:S53、遍历每个代价函数的可能取值,得到最小的值,即得到时延的估计,如下: