基于压缩感知的码片内多径时延估计.pdfVIP

第 12卷第3期 信 息 工 程 大 学 学报 Vol_12NO．3 2011年 6月 JournalofInformationEngineeringUniversity Jun．20ll 基于压缩感知的码片内多径时延估计 付龙飞，张水莲，辛 刚，刘 松 (信息工程大学 信息工程学院，河南 郑州 450002) 摘要 ：针对码片 内多径时延难 以估计的问题，结合 PN序列的伪随机特性和一般信道冲激响应 的稀疏特性，提 出了一种基于压缩感知的时延估计算法，将时延估计 问题转化为稀疏 向量的估 计 问题 。利用压缩感知方法估计稀疏 向量，对 向量只有稀疏度要求，而对 向量中非零值的位置 没有任何要求，所以本文提 出的算法对码片 内多径具有分辨能力。通过仿真实验验证 了文 中 提 出的算法在低信噪比下对码片内多径时延估计具有鲁棒性，并且得 出了算法运算量与稀疏 向量维数之 间的关系。 关键词 ：PN序列；信道稀疏性；压缩感知；码片 内多径时延 中图分类号：TN911．6 文献标识码：A 文章编号 ：1671—0673(2011)03—0342—05 Subchip Time-DelayEstimation Basedon CompressedSensing FU Long—fei，ZHANG Shui—lian，XIN Gang，LIU Song (InstituteofInformationEngineering，InformationEngineeringUniversity，Zhengzhou450002，China) Abstract：Accordingtothe pseudo—random characteristicsofPN sequenceand sparsepropertyof generalchannelresponses，atime—delayestimationalgorithm based on compressed sensing ispro· posedtosolvethetroublesomesubchip muhipathtime—delayproblem．Bytheproposedalgorithm ， time-delayestimationisconvertedintosparsevectorestimation．Whencompressedsensingmethodis appliedtosparsevectorestimation，thesparsityofvectoristheonlysignificantparameterforaSUC— cessfulestimation．Consequently，theproposedalgorithm possessessuper—resolutiontime—delayesti— marion ability in subchip．Simulation showsthattheproposedmethodisexcellentlyrobustinthelow SNR environment．And，therelationbetweencomputationalcomplexityandthedimensionofsparse vectorisalsoverifiedbythesimulationresults． Keywords：PN sequence；thesparsityofchannel；compressedsensing；subchipmultipathtime-delay 0 引言 多径时延参数的估计是现代信号处理领域非常活跃 的研究课题 ，广泛地应用于通信 、雷达 、地质勘探 等领域 ，PN序列是应用广泛的无线信道训练序列。基于 PN序列的匹配相关法是估计信道多径时延的经 典方法 ，具有高鲁棒性 、低计算量等优点 ，其多径分辨力的极限是一个码片宽度。为 了突破匹配相关法 的 分辨力极限，人们提出了基于代价函数