基于原子门限和回溯的压缩感知浅海水声信道估计方法技术

本发明专利技术公开基于原子门限和回溯的压缩感知浅海水声信道估计方法，涉及水下通信技术领域。本发明专利技术基于gOMP算法，通过设置合理的原子筛选门限、引入回溯思想和基于噪声的迭代停止条件三方面对gOMP算法进行改进，并将其应用于水声正交频分复用系统的压缩感知信道估计框架中，提出一种基于原子门限和回溯的gOMP信道估计方法；该方法通过设置合理的原子门限进行原子二次筛选、引入回溯步骤并设置噪声下的迭代条件，应用于稀疏浅海信道OFDM系统，实验表明提高了信道估计精度，通过降低算法计算量缩短了估计时间，使用较少导频提高了频谱利用率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
基于原子门限和回溯的压缩感知浅海水声信道估计方法


[0001]本专利技术涉及水下通信
，具体涉及基于原子门限和回溯的压缩感知浅海水声信道估计方法。

技术介绍

[0002]随着人类对海洋不断地开发利用，水下通信技术也得到不断提高。水声通信是水下高速、高可靠数据传输的唯一途径，如今水声通信已广泛应用于科研、军事和商业等领域，如海底数据收集、国家安全防御和海上石油远程遥控等。水声信道被认为是最复杂的信道，其中浅海水声信道受边界条件(海面和海底)以及海水温度分布的影响非常大，使得浅海信道环境更为复杂，是具有较大时延的典型多径传播信道。在复杂的浅海环境下实现水声通信的前提是通过信道估计获得准确的信道状态信息(Channel State Information,CSI)，信道估计也是发送端自适应调制、信道均衡技术、接收机设计的关键，更是信号高质量恢复的基础和衡量水下通信系统性能的重要指标。
[0003]OFDM系统采用多载波调制方式提高了频谱利用率和抗多径干扰的能力，因此被广泛应用于水声通信，因此被广泛应用于水声通信，但由于水下信道的时变和高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于原子门限和回溯的压缩感知浅海水声信道估计方法，其特征在于：在水声正交频分复用系统的压缩感知信道估计框架中，基于gOMP算法，提出合理的原子门限对原子精细筛选；并引入回溯思想消除gOMP算法中包含的误选原子；设置基于噪声的迭代停止条件进行浅海水声信道估算。2.如权利要求1所述的基于原子门限和回溯的压缩感知浅海水声信道估计方法，其特征在于，包括以下步骤：S0：初始化，令r0＝Y
p
，t＝1；其中，下标“0”表示迭代前的初始值，表示残差向量，r0表示r的初始值，P表示导频子载波的个数，表示包含导频数据的接收信号，即测量向量，Λ表示支撑集，Λ0表示Λ的初始支撑集，表示空集；S1：计算内积并取绝对值；其中，m
j
为矩阵M的第j列，表示传感矩阵，1≤j≤L，r
t
‑1表示第t
‑
1次迭代的残差向量，表示r
t
‑1与m
j
做内积并取绝对值后的向量，u
t
表示第t次迭代的内积向量，“＜
·
,
·
＞”表示做内积运算，“|
·
|”表示取绝对值运算；S2：挑选原子：选择u
t
中最大的前S个值，将此S个值对应于M的列序号i构成集合C
t
；其中，S为原子选择数，i为u
t
中最大的S个值对应于M的列序号，C为列序号i构成的集合，C
t
为第t次迭代中列序号所构成的集合；S3：计算原子门限值α
t
；S4：对原子进行二次筛选；S5：扩容支撑集；S6：通过最小二乘运算估计信道；S7：回溯：当length(h
t
)＞K时，从h
t
中选取绝对值最大的K项所对应的列序号，记为集合更新支撑集并通过支撑集更新和否则，直接进入步骤S8；S8：更新残差：S9：判断当满足条件t＞min(K,P/S)或||r
t
||2≤ε时，进入步骤S10；否则，令t＝t+1并返回步骤S1；S10：输出最终估计得到的稀疏信道冲激响应3.如权利要求2所述的基于原子门限和回溯的压缩感知浅海水声信道估计方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘增力，孟熹亚，赵宣植，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：