CN110568428A - 外辐射源雷达参考信道系数估算方法及装置 - Google Patents

外辐射源雷达参考信道系数估算方法及装置 Download PDF

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CN110568428A CN201910847149.6A CN201910847149A CN110568428A CN 110568428 A CN110568428 A CN 110568428A CN 201910847149 A CN201910847149 A CN 201910847149A CN 110568428 A CN110568428 A CN 110568428A
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Abstract

本申请实施例提供了一种外辐射源雷达参考信道系数估算方法及装置,用于对至少一帧的接收信号的信道系数进行估算,所述方法包括:获取第t帧的信道系数估算值、第t帧的原子集以及第t帧的索引集;获取第t+1帧的接收信号;根据所述第t+1帧的接收信号、第t帧的信道系数估算值、第t帧的原子集以及第t帧的索引集,计算第t+1帧的信道系数估算值。由于让上一帧的结果数据参与到本帧的估计运算中,可以在保证估计准确性的同时减少计算量。

Description

外辐射源雷达参考信道系数估算方法及装置
技术领域
本申请涉及通信技术领域,具体而言,涉及一种外辐射源雷达参考信道系数估算方法及装置。
背景技术
在进行多径信道信号的信道系数的估算时,通常利用外辐射源雷达获得接收信号,然后再对接收信号进行信道系数的估算。接收信号为多径信道信号经传输环境影响后的信号。
现有技术中通常通过最小二乘(Least Square,简称LS)法或正交匹配追踪(Orthogonal Matching Pursuit,简称OMP)算法对信道系数进行估算。
然而,在使用LS算法进行估算的过程中,当多径信道信号的采样速率与符号速率为非整数倍的关系时,会严重影响LS算法在噪声环境下的估计效果。在使用OMP算法进行估算的过程中,由于接收信号的数据量较大,对于每一帧的接收信号均需运用OMP算法进行信道估计,计算量高,可能导致无法对接收信号进行实时处理。
发明内容
有鉴于此,本申请实施例提供了一种外辐射源雷达参考信道系数估算方法及装置,以改善现有技术中进行信道估计时计算量高的问题。
第一方面,本申请实施例提供了一种外辐射源雷达参考信道系数估算方法,用于对至少一帧的接收信号的信道系数进行估算,所述方法包括:获取第t帧的信道系数估算值、第t帧的原子集以及第t帧的索引集;获取第t+1帧的接收信号;根据所述第t+1帧的接收信号、第t帧的信道系数估算值、第t帧的原子集以及第t帧的索引集,计算第t+1帧的信道系数估算值。
由于让上一帧的结果数据参与到本帧的估计运算中,可以在保证估计准确性的同时减少计算量。
在一个可能的设计中,所述根据所述第t+1帧的接收信号、第t帧的信道系数估算值、第t帧的原子集以及第t帧的索引集,计算第t+1帧的信道系数估算值,包括:根据所述第t+1帧的接收信号、第t帧的信道系数估算值以及第t帧的原子集,计算第t+1帧的残差初始值;从信号空间集中选择出与所述第t+1帧的残差初始值匹配的第一原子;获得所述第一原子在所述信号空间集对应的第一向量;取所述第t帧的原子集与所述第一向量的并集,所述第t帧的原子集与所述第一向量的并集为所述第t+1帧的原子集;取所述第t帧的索引集与所述第一原子的并集,所述第t帧的索引集与所述第一原子的并集为所述第t+1帧的索引集;根据所述第t+1帧的接收信号、第t+1帧的原子集以及第t+1帧的索引集计算所述第t+1帧的信道系数估算值。
在进行第t+1帧的第一次迭代时,根据第t帧的结果数据计算出残差初始值,再从信号空间集中选择出与第t+1帧的残差初始值匹配的第一原子,获得第一原子对应的第一向量;然后根据第一向量更新第t+1帧的原子集,根据第一原子更新第t+1帧的索引集,再利用第t+1帧的接收信号、第t+1帧的原子集以及第t+1帧的索引集计算所述第t+1帧的信道系数估算值。计算第t+1帧的信道系数估算值时,由于运用到了上一帧(第t帧)的结果数据来计算残差初始值,减小了运算过程中的计算量,可节约运算时间。
在一个可能的设计中,所述根据所述第t+1帧的接收信号、第t+1帧的原子集以及第t+1帧的索引集计算所述第t+1帧的信道系数估算值,包括:根据所述第t+1帧的接收信号、第t+1帧的原子集以及第t+1帧的索引集计算所述第t+1帧的初步估算值;根据所述初步估算值、所述第t+1帧的残差初始值以及所述第t+1帧的原子集的原子集获得所述第t+1帧的新的残差值;若所述新的残差值满足第一预设关系,则将所述初步估算值作为所述信道系数估算值。
在一个可能的设计中,所述根据所述第t+1帧的接收信号、第t帧的信道系数估算值以及第t帧的原子集,计算第t+1帧的残差初始值,包括:根据公式计算第t+1帧的残差初始值b0”,其中,Zt+1为所述第t+1帧的接收信号,Ωt为所述第t帧的原子集,为第t帧的信道系数估算值;所述从信号空间集中选择出与所述第t+1帧的残差初始值匹配的第一原子,包括:根据公式λ1=argmaxl(<Sl,b0”>),l=1,2...N从信号空间集S中选择出与残差初始值b0”匹配的第一原子λ1,其中,l为行数,Sl为信号空间集S的第l列;所述取所述第t帧的原子集与所述第一向量的并集,所述第t帧的原子集与所述第一向量的并集为所述第t+1帧的原子集,包括:根据公式计算所述第t+1帧的原子集,其中,为λ1在所述信号空间集S中对应的第一向量;所述取所述第t帧的索引集与所述第一原子的并集,所述第t帧的索引集与所述第一原子的并集为所述第t+1帧的索引集,包括:根据公式Λ1=Λt∪{λ1}计算第t+1帧的索引集。
在一个可能的设计中,所述根据所述第t+1帧的接收信号、第t+1帧的原子集以及第t+1帧的索引集计算所述第t+1帧的信道系数估算值,包括:根据公式所述第t+1帧的信道系数估算值计算其中,h为脉冲响应函数;根据公式获得所述第t+1帧的新的残差值b1;若||bj||2≤ε3成立,将作为第t+1帧的信道系数估算值将Ω1作为第t+1帧的原子集Ωt+1”、将Λ1作为第t+1帧的索引集Λt+1”,其中,ε3为预先设置的第t+1帧的迭代门限。
在一个可能的设计中,所述根据所述第t+1帧的接收信号、第t帧的信道系数估算值、第t帧的原子集以及第t帧的索引集,计算第t+1帧的信道系数估算值,包括:从信号空间集中选择出与所述第t+1帧的j-1次迭代所对应的残差匹配的第j原子,j是迭代次数,j>1且j为整数;获得所述第j原子在所述信号空间集对应的第j向量;取所述第t+1帧的第j-1次迭代所对应的原子集与所述第j向量的并集,所述第t+1帧的第j-1次迭代所对应的原子集与所述第j向量的并集为所述第t+1帧的第j次迭代所对应的原子集;取所述第t+1帧的第j-1次迭代所对应的索引集与所述第j原子的并集,所述第t+1帧的第j-1次迭代所对应的索引集与所述第j原子的并集为所述第t+1帧的第j次迭代所对应的索引集;根据所述第t+1帧的接收信号、第t+1帧的第j次迭代所对应的原子集、第t+1帧的第j次迭代所对应的索引集计算所述第t+1帧的第j次迭代所对应的信道系数估算值;根据所述第t+1帧的j-1次迭代所对应的残差、第t+1帧的第j次迭代所对应的信道系数估算值以及第t+1帧的第j次迭代所对应的原子集,获得所述第t+1帧的j次迭代所对应的残差;判断所述第t+1帧的j次迭代所对应的残差是否满足第二预设关系;若否,令j=j+1,跳转到步骤:从信号空间集中选择出与所述第t+1帧的j-1次迭代所对应的残差匹配的第j原子。
上述的实施方式中,说明了第t+1帧的第j次迭代时需要进行的运算,在进行第j次迭代运算时,需用到第j-1次迭代计算过程中得到的结果。
在一个可能的设计中,所述判断所述第t+1帧的j次迭代所对应的残差是否满足第二预设关系之后,所述方法还包括:若所述第t+1帧的j次迭代所对应的残差满足第二预设关系,获得截止到当前时刻的第t+1帧的全部迭代所对应的信道系数估算值,第t+1帧的全部迭代所对应的原子集,第t+1帧的全部迭代所对应的索引集;判断所述第t+1帧的全部迭代所对应的信道系数估算值中,是否存在小于或等于信道消失门限的信道系数估算值;若是,从所述第t+1帧的全部迭代所对应的信道系数估算值中删除小于或等于信道消失门限的信道系数估算值,从所述第t+1帧的全部迭代所对应的原子集中删除与所述小于或等于信道消失门限的信道系数估算值对应的值,从所述第t+1帧的全部迭代所对应的索引集中删除与所述小于或等于信道消失门限的信道系数估算值对应的值。
第t+1帧的接收信号与第t帧的接收信号相比,可能增加了m径信道的信号,减少了n径信道的信号,因此,可通过上述实施方式来删除减少的n径信道所对应的信道系数。
在一个可能的设计中,所述从信号空间集中选择出与所述第t+1帧的j-1次迭代所对应的残差匹配的第j原子,包括:根据公式λj=argmaxl(<Sl,bj-1>),l=1,2...N从信号空间集中选择出与bj-1匹配的λj,其中,j是迭代次数,j>1且j为整数,bj-1为所述第t+1帧的j-1次迭代所对应的残差,λj为第j次迭代匹配的第j原子,l为列数,Sl为信号空间集S的第l列;所述取所述第t+1帧的第j-1次迭代所对应的原子集与所述第j向量的并集,所述第t+1帧的第j-1次迭代所对应的原子集与所述第j向量的并集为所述第t+1帧的第j次迭代所对应的原子集,包括:根据公式对原子集进行更新,其中,Ωj为所述第t+1帧的第j次迭代所对应的原子集,Ωj-1为所述第t+1帧的第j-1次迭代所对应的原子集,为λj在信号空间集S中对应的第j向量;所述取所述第t+1帧的第j-1次迭代所对应的索引集与所述第j原子的并集,所述第t+1帧的第j-1次迭代所对应的索引集与所述第j原子的并集为所述第t+1帧的第j次迭代所对应的索引集,包括:根据公式Λj=Λj-1∪{λj}对索引集进行更新,其中,Λj为所述第t+1帧的第j次迭代所对应的索引集,Λj-1为所述第t+1帧的第j-1次迭代所对应的索引集;所述根据所述第t+1帧的接收信号、第t+1帧的第j次迭代所对应的原子集、第t+1帧的第j次迭代所对应的索引集计算所述第t+1帧的第j次迭代所对应的信道系数估算值,包括:根据公式计算第t+1帧的第j次迭代所对应的信道系数估算值其中,h为脉冲响应函数;所述根据所述第t+1帧的j-1次迭代所对应的残差、第t+1帧的第j次迭代所对应的信道系数估算值以及第t+1帧的第j次迭代所对应的原子集,获得所述第t+1帧的j次迭代所对应的残差,包括:根据公式将残差更新为bj,bj-1为第t+1帧的j-1次迭代所对应的残差,bj为第t+1帧的j次迭代所对应的残差;所述判断所述第t+1帧的j次迭代所对应的残差是否满足第二预设关系,包括:判断公式||bj||2≤ε3是否成立;所述令j=j+1,跳转到步骤:从信号空间集中选择出与所述第t+1帧的j-1次迭代所对应的残差匹配的第j原子,包括:令j=j+1,跳转回步骤:根据公式λj=argmaxl(<Sl,bj-1>),l=1,2...N从信号空间集中选择出与bj-1匹配的λj
在一个可能的设计中,所述若所述第t+1帧的j次迭代所对应的残差满足第二预设关系,获得截止到当前时刻的第t+1帧的全部迭代所对应的信道系数估算值,第t+1帧的全部迭代所对应的原子集,第t+1帧的全部迭代所对应的索引集,包括:若||bj||2≤ε3成立,获得截止到当前时刻的第t+1帧的全部迭代所对应的信道系数估算值截止到当前时刻的第t+1帧的全部迭代所对应的原子集Ωt+1”,截止到当前时刻的第t+1帧的全部迭代所对应的索引集Λt+1”;所述判断所述第t+1帧的全部迭代所对应的信道系数估算值中,是否存在小于或等于信道消失门限的信道系数估算值,包括:判断中是否存在其中,m=1,2,3...,σ为信道消失门限;所述从所述第t+1帧的全部迭代所对应的信道系数估算值中删除小于或等于信道消失门限的信道系数估算值,从所述第t+1帧的全部迭代所对应的原子集中删除与所述小于或等于信道消失门限的信道系数估算值对应的值,从所述第t+1帧的全部迭代所对应的索引集中删除与所述小于或等于信道消失门限的信道系数估算值对应的值,包括:从中删除小于或等于σ的在原子集Ωt+1”以及索引集Λt+1”中删除小于或等于σ的对应的值。
第二方面,本申请实施例提供了一种外辐射源雷达参考信道系数估算装置,用于对至少一帧的接收信号的信道系数进行估算,所述装置包括:第t帧信息获取模块,用于获取第t帧的信道系数估算值、第t帧的原子集以及第t帧的索引集;接收信号获取模块,用于获取第t+1帧的接收信号;信道系数估算模块,用于根据所述第t+1帧的接收信号、第t帧的信道系数估算值、第t帧的原子集以及第t帧的索引集,计算第t+1帧的信道系数估算值。
在一个可能的设计中,信道系数估算模块包括:残差初始值子模块,用于根据所述第t+1帧的接收信号、第t帧的信道系数估算值以及第t帧的原子集,计算第t+1帧的残差初始值;第一原子子模块,用于从信号空间集中选择出与所述第t+1帧的残差初始值匹配的第一原子;第一向量子模块,用于获得所述第一原子在所述信号空间集对应的第一向量;第t+1帧原子集子模块,用于取所述第t帧的原子集与所述第一向量的并集,所述第t帧的原子集与所述第一向量的并集为所述第t+1帧的原子集;第t+1帧索引集子模块,取所述第t帧的索引集与所述第一原子的并集,所述第t帧的索引集与所述第一原子的并集为所述第t+1帧的索引集;估算值子模块,用于根据所述第t+1帧的接收信号、第t+1帧的原子集以及第t+1帧的索引集计算所述第t+1帧的信道系数估算值。
在一个可能的设计中,所述估算值子模块包括:初步值次子模块,用于根据所述第t+1帧的接收信号、第t+1帧的原子集以及第t+1帧的索引集计算所述第t+1帧的初步估算值;新残差次子模块,用于根据所述初步估算值、所述第t+1帧的残差初始值以及所述第t+1帧的原子集的原子集获得所述第t+1帧的新的残差值;残差判断次子模块,用于若所述新的残差值满足第一预设关系,则将所述初步估算值作为所述信道系数估算值。
在一个可能的设计中,残差初始值子模块,用于根据公式计算第t+1帧的残差初始值b0”,其中,Zt+1为所述第t+1帧的接收信号,Ωt为所述第t帧的原子集,为第t帧的信道系数估算值;第一原子子模块,用于根据公式λ1=argmaxl(<Sl,b0”>),l=1,2...N从信号空间集S中选择出与残差初始值b0”匹配的第一原子λ1,其中,l为行数,Sl为信号空间集S的第l列;第t+1帧原子集子模块,用于根据公式计算所述第t+1帧的原子集,其中,为λ1在所述信号空间集S中对应的第一向量;第t+1帧索引集子模块,用于根据公式Λ1=Λt∪{λ1}计算第t+1帧的索引集。
在一个可能的设计中,初步值次子模块,用于根据公式所述第t+1帧的信道系数估算值计算其中,h为脉冲响应函数;新残差次子模块,用于根据公式获得所述第t+1帧的新的残差值b1;残差判断次子模块,用于若||bj||2≤ε3成立,将作为第t+1帧的信道系数估算值将Ω1作为第t+1帧的原子集Ωt+1”、将Λ1作为第t+1帧的索引集Λt+1”,其中,ε3为预先设置的第t+1帧的迭代门限。
在一个可能的设计中,信道系数估算模块包括:第j原子子模块,用于从信号空间集中选择出与所述第t+1帧的j-1次迭代所对应的残差匹配的第j原子,j是迭代次数,j>1且j为整数;第j向量子模块,用于获得所述第j原子在所述信号空间集对应的第j向量;原子集获得子模块,用于取所述第t+1帧的第j-1次迭代所对应的原子集与所述第j向量的并集,所述第t+1帧的第j-1次迭代所对应的原子集与所述第j向量的并集为所述第t+1帧的第j次迭代所对应的原子集;索引集获得子模块,用于取所述第t+1帧的第j-1次迭代所对应的索引集与所述第j原子的并集,所述第t+1帧的第j-1次迭代所对应的索引集与所述第j原子的并集为所述第t+1帧的第j次迭代所对应的索引集;第j迭代估算子模块,用于根据所述第t+1帧的接收信号、第t+1帧的第j次迭代所对应的原子集、第t+1帧的第j次迭代所对应的索引集计算所述第t+1帧的第j次迭代所对应的信道系数估算值;残差更新子模块,用于根据所述第t+1帧的j-1次迭代所对应的残差、第t+1帧的第j次迭代所对应的信道系数估算值以及第t+1帧的第j次迭代所对应的原子集,获得所述第t+1帧的j次迭代所对应的残差;残差判断子模块,用于判断所述第t+1帧的j次迭代所对应的残差是否满足第二预设关系;步骤跳转子模块,用于当第t+1帧的j次迭代所对应的残差不满足第二预设关系时,令j=j+1,跳转到步骤:从信号空间集中选择出与所述第t+1帧的j-1次迭代所对应的残差匹配的第j原子。
在一个可能的设计中,信道系数估算模块还包括:信息获取子模块,用于当所述第t+1帧的j次迭代所对应的残差满足第二预设关系时,获得截止到当前时刻的第t+1帧的全部迭代所对应的信道系数估算值,第t+1帧的全部迭代所对应的原子集,第t+1帧的全部迭代所对应的索引集;消失门限判断子模块,用于判断所述第t+1帧的全部迭代所对应的信道系数估算值中,是否存在小于或等于信道消失门限的信道系数估算值;信息删除子模块,用于在存在小于或等于信道消失门限的信道系数估算值时,从所述第t+1帧的全部迭代所对应的信道系数估算值中删除小于或等于信道消失门限的信道系数估算值,从所述第t+1帧的全部迭代所对应的原子集中删除与所述小于或等于信道消失门限的信道系数估算值对应的值,从所述第t+1帧的全部迭代所对应的索引集中删除与所述小于或等于信道消失门限的信道系数估算值对应的值。
在一个可能的设计中,第j原子子模块,用于根据公式λj=argmaxl(<Sl,bj-1>),l=1,2...N从信号空间集中选择出与bj-1匹配的λj,其中,j是迭代次数,j>1且j为整数,bj-1为所述第t+1帧的j-1次迭代所对应的残差,λj为第j次迭代匹配的第j原子,l为列数,Sl为信号空间集S的第l列;原子集获得子模块,用于根据公式对原子集进行更新,其中,Ωj为所述第t+1帧的第j次迭代所对应的原子集,Ωj-1为所述第t+1帧的第j-1次迭代所对应的原子集,为λj在信号空间集S中对应的第j向量;索引集获得子模块,用于根据公式Λj=Λj-1∪{λj}对索引集进行更新,其中,Λj为所述第t+1帧的第j次迭代所对应的索引集,Λj-1为所述第t+1帧的第j-1次迭代所对应的索引集;第j迭代估算子模块,用于根据公式计算第t+1帧的第j次迭代所对应的信道系数估算值其中,h为脉冲响应函数;残差更新子模块,用于根据公式将残差更新为bj,bj-1为第t+1帧的j-1次迭代所对应的残差,bj为第t+1帧的j次迭代所对应的残差;残差判断子模块,用于判断公式||bj||2≤ε3是否成立;步骤跳转子模块,用于令j=j+1,跳转回步骤:根据公式λj=argmaxl(<Sl,bj-1>),l=1,2...N从信号空间集中选择出与bj-1匹配的λj
在一个可能的设计中,信息获取子模块,用于若||bj||2≤ε3成立,获得截止到当前时刻的第t+1帧的全部迭代所对应的信道系数估算值截止到当前时刻的第t+1帧的全部迭代所对应的原子集Ωt+1”,截止到当前时刻的第t+1帧的全部迭代所对应的索引集Λt+1”;消失门限判断子模块,用于判断中是否存在其中,m=1,2,3...,σ为信道消失门限;信息删除子模块,用于从中删除小于或等于σ的在原子集Ωt+1”以及索引集Λt+1”中删除小于或等于σ的对应的值。
第三方面,本申请提供一种电子设备,包括:处理器、存储器和总线,所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令,当所述电子设备运行时,所述处理器与所述存储器之间通过总线通信,所述机器可读指令被所述处理器执行时执行第一方面或第一方面的任一可选的实现方式所述的方法。
第四方面,本申请提供一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器运行时执行第一方面或第一方面的任一可选的实现方式所述的方法。
第五方面,本申请提供一种计算机程序产品,所述计算机程序产品在计算机上运行时,使得计算机执行第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的方法。
为使本申请实施例所要实现的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本申请实施例提供的外辐射源雷达参考信道系数估算方法的流程示意图;
图2示出了图1中步骤S130的具体流程示意图;
图3示出了本申请实施例提供的外辐射源雷达参考信道系数估算方法的部分流程示意图;
图4示出了本申请实施例提供的外辐射源雷达参考信道系数估算方法的部分流程示意图;
图5示出了本申请实施例提供的外辐射源雷达参考信道系数估算装置的示意性结构框图。
具体实施方式
本申请实施例提供了如下的外辐射源雷达参考信道系数估算方法及装置,下面将结合附图,对本申请实施例中的外辐射源雷达参考信道系数估算方法及装置进行详细介绍。
实施例
请参见图1,图1示出了本申请方法实施例提供的外辐射源雷达参考信道系数估算方法的流程示意图,具体包括如下步骤S110至步骤S130:
步骤S110,获取第t帧的信道系数估算值、第t帧的原子集以及第t帧的索引集。
在进行第t+1帧的信道系数估算值的估计过程中,可以获得上一帧(第t帧)估算出的信道系数估算值,以及与信道系数估算值对应的第t帧的原子集和第t帧的索引集。
步骤S120,获取第t+1帧的接收信号。
接收信号是多径信道信号经传输环境影响后的信号,接收信号可以由外辐射源雷达接收。
步骤S130,根据所述第t+1帧的接收信号、第t帧的信道系数估算值、第t帧的原子集以及第t帧的索引集,计算第t+1帧的信道系数估算值。
本申请实施例在进行第t+1帧的信道系数估算值的估算时,会利用第t帧的信道获得的结果数据(如第t帧的信道系数估算值、第t帧的原子集以及第t帧的索引集),由于让上一帧的结果数据参与到本帧的估计运算中,可以在保证估计准确性的同时减少计算量。
请参见图2,在一种具体实施方式中,在计算第t+1帧的信道系数估算值进行第一次迭代时,步骤S130具体包括如下步骤S210至步骤S260:
步骤S210,根据所述第t+1帧的接收信号、第t帧的信道系数估算值以及第t帧的原子集,计算第t+1帧的残差初始值。
根据公式计算第t+1帧的残差初始值b0”,其中,Zt+1为所述第t+1帧的接收信号,Ωt为所述第t帧的原子集,为第t帧的信道系数估算值。
步骤S220,从信号空间集中选择出与所述第t+1帧的残差初始值匹配的第一原子。
根据公式λ1=argmaxl(<Sl,b0”>),l=1,2...N从信号空间集S中选择出与残差初始值b0”匹配的第一原子λ1,其中,l为行数,Sl为信号空间集S的第l列;S=(s(1)s(2)s(3)...s(N)),S是由人为构造的外延矩阵,可看做一个过完备字典矩阵,N为信道的数量。
步骤S230,获得所述第一原子在所述信号空间集对应的第一向量。
可以从信号空间集S中查找与第一原子λ1对应的第一向量
步骤S240,取所述第t帧的原子集与所述第一向量的并集,所述第t帧的原子集与所述第一向量的并集为所述第t+1帧的原子集。
根据公式计算所述第t+1帧的原子集,其中,为λ1在所述信号空间集S中对应的第一向量。
步骤S250,取所述第t帧的索引集与所述第一原子的并集,所述第t帧的索引集与所述第一原子的并集为所述第t+1帧的索引集。
根据公式Λ1=Λt∪{λ1}计算第t+1帧的索引集Λ1。其中,Λt为第t帧的索引集。
步骤S260,根据所述第t+1帧的接收信号、第t+1帧的原子集以及第t+1帧的索引集计算所述第t+1帧的信道系数估算值。
步骤S260具体包括如下步骤:根据所述第t+1帧的接收信号、第t+1帧的原子集以及第t+1帧的索引集计算所述第t+1帧的初步估算值;根据所述初步估算值、所述第t+1帧的残差初始值以及所述第t+1帧的原子集的原子集获得所述第t+1帧的新的残差值;若所述新的残差值满足第一预设关系,则将所述初步估算值作为所述信道系数估算值。其中,第一预设关系为||bj||2≤ε3,ε3为预先设置的第t+1帧的迭代门限。
具体地,根据公式所述第t+1帧的信道系数估算值计算其中,h为脉冲响应函数;根据公式获得所述第t+1帧的新的残差值b1;若||bj||2≤ε3成立,将作为第t+1帧的信道系数估算值将Ω1作为第t+1帧的原子集Ωt+1”、将Λ1作为第t+1帧的索引集Λt+1”。
请参见图3,在计算第t+1帧的信道系数估算值进行多次迭代时,步骤S130包括如下步骤S310至步骤S380:
步骤S310,从信号空间集中选择出与所述第t+1帧的j-1次迭代所对应的残差匹配的第j原子。
根据公式λj=argmaxl(<Sl,bj-1>),l=1,2...N从信号空间集中选择出与bj-1匹配的λj,其中,j是迭代次数,j>1且j为整数,bj-1为所述第t+1帧的j-1次迭代所对应的残差,λj为第j次迭代匹配的第j原子,l为列数,Sl为信号空间集S的第l列。
步骤S320,获得所述第j原子在所述信号空间集对应的第j向量。
为λj在信号空间集S中对应的第j向量。
步骤S330,取所述第t+1帧的第j-1次迭代所对应的原子集与所述第j向量的并集,所述第t+1帧的第j-1次迭代所对应的原子集与所述第j向量的并集为所述第t+1帧的第j次迭代所对应的原子集。
根据公式对原子集进行更新,其中,Ωj为所述第t+1帧的第j次迭代所对应的原子集,Ωj-1为所述第t+1帧的第j-1次迭代所对应的原子集。
步骤S340,取所述第t+1帧的第j-1次迭代所对应的索引集与所述第j原子的并集,所述第t+1帧的第j-1次迭代所对应的索引集与所述第j原子的并集为所述第t+1帧的第j次迭代所对应的索引集。
根据公式Λj=Λj-1∪{λj}对索引集进行更新,其中,Λj为所述第t+1帧的第j次迭代所对应的索引集,Λj-1为所述第t+1帧的第j-1次迭代所对应的索引集。
步骤S350,根据所述第t+1帧的接收信号、第t+1帧的第j次迭代所对应的原子集、第t+1帧的第j次迭代所对应的索引集计算所述第t+1帧的第j次迭代所对应的信道系数估算值。
根据公式计算第t+1帧的第j次迭代所对应的信道系数估算值其中,h为脉冲响应函数。
步骤S360,根据所述第t+1帧的j-1次迭代所对应的残差、第t+1帧的第j次迭代所对应的信道系数估算值以及第t+1帧的第j次迭代所对应的原子集,获得所述第t+1帧的j次迭代所对应的残差。
根据公式将残差更新为bj,bj-1为第t+1帧的j-1次迭代所对应的残差,bj为第t+1帧的j次迭代所对应的残差。
步骤S370,判断所述第t+1帧的j次迭代所对应的残差是否满足第二预设关系,若否,执行步骤S380。
判断公式||bj||2≤ε3是否成立,若否,执行步骤S380。
步骤S380,令j=j+1,跳转到步骤S310。
令j=j+1,跳转回步骤:根据公式λj=argmaxl(<Sl,bj-1>),l=1,2...N从信号空间集中选择出与bj-1匹配的λj
请参见图4示出的步骤S410至步骤S430,在一种具体实施方式中,在步骤S370之后,若第t+1帧的j次迭代所对应的残差满足第二预设关系,则跳转到步骤S410。
步骤S410,获得截止到当前时刻的第t+1帧的全部迭代所对应的信道系数估算值,第t+1帧的全部迭代所对应的原子集,第t+1帧的全部迭代所对应的索引集。
若||bj||2≤ε3成立,获得截止到当前时刻的第t+1帧的全部迭代所对应的信道系数估算值截止到当前时刻的第t+1帧的全部迭代所对应的原子集Ωt+1”,截止到当前时刻的第t+1帧的全部迭代所对应的索引集Λt+1”。
步骤S420,判断所述第t+1帧的全部迭代所对应的信道系数估算值中,是否存在小于或等于信道消失门限的信道系数估算值,若是,执行步骤S430。
判断中是否存在其中,m=1,2,3...,σ为信道消失门限,若是,执行步骤S430。
步骤S430,从所述第t+1帧的全部迭代所对应的信道系数估算值中删除小于或等于信道消失门限的信道系数估算值,从所述第t+1帧的全部迭代所对应的原子集中删除与所述小于或等于信道消失门限的信道系数估算值对应的值,从所述第t+1帧的全部迭代所对应的索引集中删除与所述小于或等于信道消失门限的信道系数估算值对应的值。
中删除小于或等于σ的在原子集Ωt+1”以及索引集Λt+1”中删除小于或等于σ的对应的值。
外辐射源雷达获得接收信号时,可能会在持续时间段内获得连续多帧的接收信号,不同帧的接收信号可能会随外辐射元雷达或外辐射源位置的变化而变化,因此,第t+1帧的接收信号与第t帧的接收信号相比,可能增加了m径信道的信号,减少了n径信道的信号,因此,可通过上述实施方式来删除减少的n径信道所对应的信道系数。
为了便于理解本申请实施例提供的外辐射源雷达参考信道系数估算方法,接下来不妨以第一帧的外辐射源雷达参考信道系数估算方法以及第二帧的外辐射源雷达参考信道系数估算方法为例进行说明:
对于第一帧来说,由于不存在第一帧的上一帧,因此可根据OMP-MP算法对第一帧的信道系数进行估算,其中,OMP-MP算法可根据接收信号的多径信道的强弱不同分别进行运算,对强径信道运用OMP算法,对弱径信道运用MP算法。具体地,第一帧的外辐射源雷达参考信道系数估算方法如下:
第一帧的残差初始值为b0=Z,其中,Z是外辐射源雷达接收到的第一帧的接收信号。s(i)为多径信道信号S中每一径信道中的信号,hi是每一径信道相应的系数,hi为本申请实施例的待估算量。S=(s(1)s(2)s(3)...s(N)),S是由人为构造的外延矩阵,可看做一个过完备字典矩阵,N为信道的数量。
第一帧的原子集初始值为空集索引集初始值为空集
利用公式λk=argmaxl(<Sl,bk-1>),l=1,2...N从信号空间集S中选择出与第一帧的残差bk-1最匹配的第一帧的原子λk。其中,k为迭代次数,λk为第k次迭代最匹配的原子,l为列数,Sl为信号空间集S的第l列。
利用公式对原子集进行更新。其中,为λk在信号空间集S中对应的向量,Ωk为第一帧的第k次迭代对应的原子集,Ωk-1为第一帧的第k-1次迭代对应的原子集。
利用公式Λk=Λk-1∪{λk}对索引集进行更新,Λk为第一帧的第k次迭代对应的索引集,Λk-1为第一帧的第k-1次迭代对应的索引集。
若k≤K,利用公式计算其中,K=round(0.08N)。
若k>K,利用公式以及公式计算其中,H表示共轭转置。
利用公式将第一帧的残差bk-1更新为bk。判断||bk||2≤ε是否成立,若成立,则获得截止到此时的信道系数估算值k=1,2,3…以及截止到此时的第一帧的原子集Ω1、第一帧的索引集Λ1。
若||bk||2≤ε不成立,则令k=k+1,然后跳转到利用公式λk=argmaxl(<Sl,bk-1>),l=1,2...N从信号空间集S中选择出与残差bk-1最匹配的原子λk。其中,ε为设置的第一帧的迭代门限。
可选地,令k=1,可得第一帧接收信号的第一次迭代运算的过程,具体如下:代入公式λk=argmaxl(<Sl,bk-1>),l=1,2...N可从信号空间集S中选择出与残差b0最匹配的原子λ1
公式变形为
公式Λk=Λk-1∪{λk}变形为Λ1=Λ0∪{λ1}。
若k≤K,将k=1代入可得
若k>K,将k=1代入公式以及公式可得
将k=1代入公式将残差b0更新为b1。再判断||b1||2≤ε是否成立,若成立,则获得信道系数估算值第一帧的原子集第一帧的原子集Λ1=Λ1=Λ0∪{λ1}。
若||b1||2≤ε不成立,则令k=2,然后跳转回利用公式λk=argmaxl(<Sl,bk-1>),l=1,2...N从信号空间集S中选择出与残差bk-1最匹配的原子λk
第二帧的外辐射源雷达参考信道系数估算方法如下:
在进行第二帧的信道系数估算时,需要用到上一帧(即第一帧)的信道系数估算值原子集Ω1以及索引集Λ1,其中,k=1,2,3…
不妨设外辐射源雷达接收到的第二帧的接收信号为Z2
第二帧的残差初始值为第二帧的原子集初始值Ω0'=Ω1,第二帧的索引集初始值Λ0'=Λ1。
利用公式λk=argmaxl(<Sl,bk-1>),l=1,2...N从信号空间集S中选择出与第二帧的残差bk-1最匹配的第二帧的原子λk。其中,k为迭代次数,λk为第k次迭代最匹配的原子,l为列数,Sl为信号空间集S的第l列。
利用公式对原子集进行更新。其中,为λk在信号空间集S中对应的向量,Ωk为第二帧的第k次迭代对应的原子集,Ωk-1为第二帧的第k-1次迭代对应的原子集。
利用公式Λk=Λk-1∪{λk}对索引集进行更新,Λk为第二帧的第k次迭代对应的索引集,Λk-1为第二帧的第k-1次迭代对应的索引集。
利用公式计算
利用公式将第二帧的残差bk-1更新为bk。判断||bk||2≤ε2是否成立,若成立,则获得截止到此时的信道系数估算值k=1,2,3…以及截止到此时的第二帧的原子集Ω2'、第二帧的索引集Λ2'。
若||bk||2≤ε2不成立,则令k=k+1,然后跳转回利用公式λk=argmaxl(<Sl,bk-1>),l=1,2...N从信号空间集S中选择出与残差bk-1最匹配的原子λk,其中,ε2为设置的第二帧的迭代门限。
中存在在原子集Ω2'以及索引集Λ2'中删除小于或等于σ的对应的值,得到最终的第二帧的原子集Ω2以及索引集Λ2。其中,σ为信道消失门限。
可选地,令k=1,可得第二帧接收信号的第一次迭代运算的过程,具体如下:代入公式λk=argmaxl(<Sl,bk-1>),l=1,2...N可从信号空间集S中选择出与残差b0'最匹配的原子λ1'。
公式变形为为λ1'在信号空间集S中对应的向量。
公式Λk=Λk-1∪{λk}变形为Λ1'=Λ0'∪{λ1'}。
将k=1代入可得
将k=1代入公式将残差b0'更新为b1'。再判断||b1'||2≤ε2是否成立,若成立,则获得信道系数估算值k=1,2,3…、第二帧的原子集第二帧的原子集Λ2'=Λ1'=Λ0'∪{λ1'}。
若||b1'||2≤ε2不成立,则令k=2,然后跳转回利用公式λk=argmaxl(<Sl,bk-1>),l=1,2...N从信号空间集S中选择出与残差bk-1最匹配的原子λk
由于第二帧的外辐射源雷达参考信道系数估算方法是在第一帧的信道系数估算结果的基础上进行的,而第一帧的信道系数估算是运用OMP-MP算法进行,因此,不妨将本申请实施例提供的外辐射源雷达参考信道系数估算方法命名为DOMP-MP算法。
请参见图5,图5示出了本申请实施例提供的外辐射源雷达参考信道系数估算装置,该装置500包括:
第t帧信息获取模块510,用于获取第t帧的信道系数估算值、第t帧的原子集以及第t帧的索引集。
接收信号获取模块520,用于获取第t+1帧的接收信号。
信道系数估算模块530,用于根据所述第t+1帧的接收信号、第t帧的信道系数估算值、第t帧的原子集以及第t帧的索引集,计算第t+1帧的信道系数估算值。
信道系数估算模块530包括:残差初始值子模块,用于根据所述第t+1帧的接收信号、第t帧的信道系数估算值以及第t帧的原子集,计算第t+1帧的残差初始值;第一原子子模块,用于从信号空间集中选择出与所述第t+1帧的残差初始值匹配的第一原子;第一向量子模块,用于获得所述第一原子在所述信号空间集对应的第一向量;第t+1帧原子集子模块,用于取所述第t帧的原子集与所述第一向量的并集,所述第t帧的原子集与所述第一向量的并集为所述第t+1帧的原子集;第t+1帧索引集子模块,取所述第t帧的索引集与所述第一原子的并集,所述第t帧的索引集与所述第一原子的并集为所述第t+1帧的索引集;估算值子模块,用于根据所述第t+1帧的接收信号、第t+1帧的原子集以及第t+1帧的索引集计算所述第t+1帧的信道系数估算值。
所述估算值子模块包括:初步值次子模块,用于根据所述第t+1帧的接收信号、第t+1帧的原子集以及第t+1帧的索引集计算所述第t+1帧的初步估算值;新残差次子模块,用于根据所述初步估算值、所述第t+1帧的残差初始值以及所述第t+1帧的原子集的原子集获得所述第t+1帧的新的残差值;残差判断次子模块,用于若所述新的残差值满足第一预设关系,则将所述初步估算值作为所述信道系数估算值。
残差初始值子模块,用于根据公式计算第t+1帧的残差初始值b0”,其中,Zt+1为所述第t+1帧的接收信号,Ωt为所述第t帧的原子集,为第t帧的信道系数估算值;第一原子子模块,用于根据公式λ1=argmaxl(<Sl,b0”>),l=1,2...N从信号空间集S中选择出与残差初始值b0”匹配的第一原子λ1,其中,l为行数,Sl为信号空间集S的第l列;第t+1帧原子集子模块,用于根据公式计算所述第t+1帧的原子集,其中,为λ1在所述信号空间集S中对应的第一向量;第t+1帧索引集子模块,用于根据公式Λ1=Λt∪{λ1}计算第t+1帧的索引集。
初步值次子模块,用于根据公式所述第t+1帧的信道系数估算值计算其中,h为脉冲响应函数;新残差次子模块,用于根据公式获得所述第t+1帧的新的残差值b1;残差判断次子模块,用于若||bj||2≤ε3成立,将作为第t+1帧的信道系数估算值将Ω1作为第t+1帧的原子集Ωt+1”、将Λ1作为第t+1帧的索引集Λt+1”,其中,ε3为预先设置的第t+1帧的迭代门限。
信道系数估算模块530包括:第j原子子模块,用于从信号空间集中选择出与所述第t+1帧的j-1次迭代所对应的残差匹配的第j原子,j是迭代次数,j>1且j为整数;第j向量子模块,用于获得所述第j原子在所述信号空间集对应的第j向量;原子集获得子模块,用于取所述第t+1帧的第j-1次迭代所对应的原子集与所述第j向量的并集,所述第t+1帧的第j-1次迭代所对应的原子集与所述第j向量的并集为所述第t+1帧的第j次迭代所对应的原子集;索引集获得子模块,用于取所述第t+1帧的第j-1次迭代所对应的索引集与所述第j原子的并集,所述第t+1帧的第j-1次迭代所对应的索引集与所述第j原子的并集为所述第t+1帧的第j次迭代所对应的索引集;第j迭代估算子模块,用于根据所述第t+1帧的接收信号、第t+1帧的第j次迭代所对应的原子集、第t+1帧的第j次迭代所对应的索引集计算所述第t+1帧的第j次迭代所对应的信道系数估算值;残差更新子模块,用于根据所述第t+1帧的j-1次迭代所对应的残差、第t+1帧的第j次迭代所对应的信道系数估算值以及第t+1帧的第j次迭代所对应的原子集,获得所述第t+1帧的j次迭代所对应的残差;残差判断子模块,用于判断所述第t+1帧的j次迭代所对应的残差是否满足第二预设关系;步骤跳转子模块,用于当第t+1帧的j次迭代所对应的残差不满足第二预设关系时,令j=j+1,跳转到步骤:从信号空间集中选择出与所述第t+1帧的j-1次迭代所对应的残差匹配的第j原子。
信息获取子模块,用于当所述第t+1帧的j次迭代所对应的残差满足第二预设关系时,获得截止到当前时刻的第t+1帧的全部迭代所对应的信道系数估算值,第t+1帧的全部迭代所对应的原子集,第t+1帧的全部迭代所对应的索引集;消失门限判断子模块,用于判断所述第t+1帧的全部迭代所对应的信道系数估算值中,是否存在小于或等于信道消失门限的信道系数估算值;信息删除子模块,用于在存在小于或等于信道消失门限的信道系数估算值时,从所述第t+1帧的全部迭代所对应的信道系数估算值中删除小于或等于信道消失门限的信道系数估算值,从所述第t+1帧的全部迭代所对应的原子集中删除与所述小于或等于信道消失门限的信道系数估算值对应的值,从所述第t+1帧的全部迭代所对应的索引集中删除与所述小于或等于信道消失门限的信道系数估算值对应的值。
第j原子子模块,用于根据公式λj=argmaxl(<Sl,bj-1>),l=1,2...N从信号空间集中选择出与bj-1匹配的λj,其中,j是迭代次数,j>1且j为整数,bj-1为所述第t+1帧的j-1次迭代所对应的残差,λj为第j次迭代匹配的第j原子,l为列数,Sl为信号空间集S的第l列;原子集获得子模块,用于根据公式对原子集进行更新,其中,Ωj为所述第t+1帧的第j次迭代所对应的原子集,Ωj-1为所述第t+1帧的第j-1次迭代所对应的原子集,为λj在信号空间集S中对应的第j向量;索引集获得子模块,用于根据公式Λj=Λj-1∪{λj}对索引集进行更新,其中,Λj为所述第t+1帧的第j次迭代所对应的索引集,Λj-1为所述第t+1帧的第j-1次迭代所对应的索引集;第j迭代估算子模块,用于根据公式计算第t+1帧的第j次迭代所对应的信道系数估算值其中,h为脉冲响应函数;残差更新子模块,用于根据公式将残差更新为bj,bj-1为第t+1帧的j-1次迭代所对应的残差,bj为第t+1帧的j次迭代所对应的残差;残差判断子模块,用于判断公式||bj||2≤ε3是否成立;步骤跳转子模块,用于令j=j+1,跳转回步骤:根据公式λj=argmaxl(<Sl,bj-1>),l=1,2...N从信号空间集中选择出与bj-1匹配的λj
信息获取子模块,用于若||bj||2≤ε3成立,获得截止到当前时刻的第t+1帧的全部迭代所对应的信道系数估算值截止到当前时刻的第t+1帧的全部迭代所对应的原子集Ωt+1”,截止到当前时刻的第t+1帧的全部迭代所对应的索引集Λt+1”;消失门限判断子模块,用于判断中是否存在其中,m=1,2,3...,σ为信道消失门限;信息删除子模块,用于从中删除小于或等于σ的在原子集Ωt+1”以及索引集Λt+1”中删除小于或等于σ的对应的值。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的装置的具体工作过程,可以参考前述方法中的对应过程,在此不再过多赘述。
本申请还提供一种电子设备,包括:处理器、存储器和总线,所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令,当所述电子设备运行时,所述处理器与所述存储器之间通过总线通信,所述机器可读指令被所述处理器执行时执行方法实施例所述的方法。
本申请还提供一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器运行时执行方法实施例所述的方法。
本申请还提供一种计算机程序产品,所述计算机程序产品在计算机上运行时,使得计算机执行方法实施例所述的方法。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统的具体工作过程,可以参考前述方法中的对应过程,在此不再过多赘述。
需要说明的是,本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言,由于其与方法实施例基本相似,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上,流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分,所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意,在有些作为替换的实现方式中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个连续的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。也要注意的是,框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种外辐射源雷达参考信道系数估算方法,其特征在于,用于对至少一帧的接收信号的信道系数进行估算,所述方法包括:
获取第t帧的信道系数估算值、第t帧的原子集以及第t帧的索引集;
获取第t+1帧的接收信号;
根据所述第t+1帧的接收信号、第t帧的信道系数估算值、第t帧的原子集以及第t帧的索引集,计算第t+1帧的信道系数估算值。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述第t+1帧的接收信号、第t帧的信道系数估算值、第t帧的原子集以及第t帧的索引集,计算第t+1帧的信道系数估算值,包括:
根据所述第t+1帧的接收信号、第t帧的信道系数估算值以及第t帧的原子集,计算第t+1帧的残差初始值;
从信号空间集中选择出与所述第t+1帧的残差初始值匹配的第一原子;
获得所述第一原子在所述信号空间集对应的第一向量;
取所述第t帧的原子集与所述第一向量的并集,所述第t帧的原子集与所述第一向量的并集为所述第t+1帧的原子集;
取所述第t帧的索引集与所述第一原子的并集,所述第t帧的索引集与所述第一原子的并集为所述第t+1帧的索引集;
根据所述第t+1帧的接收信号、第t+1帧的原子集以及第t+1帧的索引集计算所述第t+1帧的信道系数估算值。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述第t+1帧的接收信号、第t+1帧的原子集以及第t+1帧的索引集计算所述第t+1帧的信道系数估算值,包括:
根据所述第t+1帧的接收信号、第t+1帧的原子集以及第t+1帧的索引集计算所述第t+1帧的初步估算值;
根据所述初步估算值、所述第t+1帧的残差初始值以及所述第t+1帧的原子集的原子集获得所述第t+1帧的新的残差值;
若所述新的残差值满足第一预设关系,则将所述初步估算值作为所述信道系数估算值。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于:
所述根据所述第t+1帧的接收信号、第t帧的信道系数估算值以及第t帧的原子集,计算第t+1帧的残差初始值,包括:
根据公式计算第t+1帧的残差初始值b0”,其中,Zt+1为所述第t+1帧的接收信号,Ωt为所述第t帧的原子集,为第t帧的信道系数估算值;
所述从信号空间集中选择出与所述第t+1帧的残差初始值匹配的第一原子,包括:
根据公式λ1=argmaxl(<Sl,b0”>),l=1,2...N从信号空间集S中选择出与残差初始值b0”匹配的第一原子λ1,其中,l为行数,Sl为信号空间集S的第l列;
所述取所述第t帧的原子集与所述第一向量的并集,所述第t帧的原子集与所述第一向量的并集为所述第t+1帧的原子集,包括:
根据公式计算所述第t+1帧的原子集,其中,为λ1在所述信号空间集S中对应的第一向量;
所述取所述第t帧的索引集与所述第一原子的并集,所述第t帧的索引集与所述第一原子的并集为所述第t+1帧的索引集,包括:
根据公式Λ1=Λt∪{λ1}计算第t+1帧的索引集。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述根据所述第t+1帧的接收信号、第t+1帧的原子集以及第t+1帧的索引集计算所述第t+1帧的信道系数估算值,包括:
根据公式所述第t+1帧的信道系数估算值计算其中,h为脉冲响应函数;
根据公式获得所述第t+1帧的新的残差值b1
若||bj||2≤ε3成立,将作为第t+1帧的信道系数估算值将Ω1作为第t+1帧的原子集Ωt+1”、将Λ1作为第t+1帧的索引集Λt+1”,其中,ε3为预先设置的第t+1帧的迭代门限。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述第t+1帧的接收信号、第t帧的信道系数估算值、第t帧的原子集以及第t帧的索引集,计算第t+1帧的信道系数估算值,包括:
从信号空间集中选择出与所述第t+1帧的j-1次迭代所对应的残差匹配的第j原子,j是迭代次数,j>1且j为整数;
获得所述第j原子在所述信号空间集对应的第j向量;
取所述第t+1帧的第j-1次迭代所对应的原子集与所述第j向量的并集,所述第t+1帧的第j-1次迭代所对应的原子集与所述第j向量的并集为所述第t+1帧的第j次迭代所对应的原子集;
取所述第t+1帧的第j-1次迭代所对应的索引集与所述第j原子的并集,所述第t+1帧的第j-1次迭代所对应的索引集与所述第j原子的并集为所述第t+1帧的第j次迭代所对应的索引集;
根据所述第t+1帧的接收信号、第t+1帧的第j次迭代所对应的原子集、第t+1帧的第j次迭代所对应的索引集计算所述第t+1帧的第j次迭代所对应的信道系数估算值;
根据所述第t+1帧的j-1次迭代所对应的残差、第t+1帧的第j次迭代所对应的信道系数估算值以及第t+1帧的第j次迭代所对应的原子集,获得所述第t+1帧的j次迭代所对应的残差;
判断所述第t+1帧的j次迭代所对应的残差是否满足第二预设关系;
若否,令j=j+1,跳转到步骤:从信号空间集中选择出与所述第t+1帧的j-1次迭代所对应的残差匹配的第j原子。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述判断所述第t+1帧的j次迭代所对应的残差是否满足第二预设关系之后,所述方法还包括:
若所述第t+1帧的j次迭代所对应的残差满足第二预设关系,获得截止到当前时刻的第t+1帧的全部迭代所对应的信道系数估算值,第t+1帧的全部迭代所对应的原子集,第t+1帧的全部迭代所对应的索引集;
判断所述第t+1帧的全部迭代所对应的信道系数估算值中,是否存在小于或等于信道消失门限的信道系数估算值;
若是,从所述第t+1帧的全部迭代所对应的信道系数估算值中删除小于或等于信道消失门限的信道系数估算值,从所述第t+1帧的全部迭代所对应的原子集中删除与所述小于或等于信道消失门限的信道系数估算值对应的值,从所述第t+1帧的全部迭代所对应的索引集中删除与所述小于或等于信道消失门限的信道系数估算值对应的值。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,
所述从信号空间集中选择出与所述第t+1帧的j-1次迭代所对应的残差匹配的第j原子,包括:
根据公式λj=argmaxl(<Sl,bj-1>),l=1,2...N从信号空间集中选择出与bj-1匹配的λj,其中,j是迭代次数,j>1且j为整数,bj-1为所述第t+1帧的j-1次迭代所对应的残差,λj为第j次迭代匹配的第j原子,l为列数,Sl为信号空间集S的第l列;
所述取所述第t+1帧的第j-1次迭代所对应的原子集与所述第j向量的并集,所述第t+1帧的第j-1次迭代所对应的原子集与所述第j向量的并集为所述第t+1帧的第j次迭代所对应的原子集,包括:
根据公式对原子集进行更新,其中,Ωj为所述第t+1帧的第j次迭代所对应的原子集,Ωj-1为所述第t+1帧的第j-1次迭代所对应的原子集,为λj在信号空间集S中对应的第j向量;
所述取所述第t+1帧的第j-1次迭代所对应的索引集与所述第j原子的并集,所述第t+1帧的第j-1次迭代所对应的索引集与所述第j原子的并集为所述第t+1帧的第j次迭代所对应的索引集,包括:
根据公式Λj=Λj-1∪{λj}对索引集进行更新,其中,Λj为所述第t+1帧的第j次迭代所对应的索引集,Λj-1为所述第t+1帧的第j-1次迭代所对应的索引集;
所述根据所述第t+1帧的接收信号、第t+1帧的第j次迭代所对应的原子集、第t+1帧的第j次迭代所对应的索引集计算所述第t+1帧的第j次迭代所对应的信道系数估算值,包括:
根据公式计算第t+1帧的第j次迭代所对应的信道系数估算值其中,h为脉冲响应函数;
所述根据所述第t+1帧的j-1次迭代所对应的残差、第t+1帧的第j次迭代所对应的信道系数估算值以及第t+1帧的第j次迭代所对应的原子集,获得所述第t+1帧的j次迭代所对应的残差,包括:
根据公式将残差更新为bj,bj-1为第t+1帧的j-1次迭代所对应的残差,bj为第t+1帧的j次迭代所对应的残差;
所述判断所述第t+1帧的j次迭代所对应的残差是否满足第二预设关系,包括:
判断公式||bj||2≤ε3是否成立;
所述令j=j+1,跳转到步骤:从信号空间集中选择出与所述第t+1帧的j-1次迭代所对应的残差匹配的第j原子,包括:
令j=j+1,跳转回步骤:根据公式λj=argmaxl(<Sl,bj-1>),l=1,2...N从信号空间集中选择出与bj-1匹配的λj
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,
所述若所述第t+1帧的j次迭代所对应的残差满足第二预设关系,获得截止到当前时刻的第t+1帧的全部迭代所对应的信道系数估算值,第t+1帧的全部迭代所对应的原子集,第t+1帧的全部迭代所对应的索引集,包括:
若||bj||2≤ε3成立,获得截止到当前时刻的第t+1帧的全部迭代所对应的信道系数估算值截止到当前时刻的第t+1帧的全部迭代所对应的原子集Ωt+1”,截止到当前时刻的第t+1帧的全部迭代所对应的索引集Λt+1”;
所述判断所述第t+1帧的全部迭代所对应的信道系数估算值中,是否存在小于或等于信道消失门限的信道系数估算值,包括:
判断中是否存在其中,m=1,2,3...,σ为信道消失门限;
所述从所述第t+1帧的全部迭代所对应的信道系数估算值中删除小于或等于信道消失门限的信道系数估算值,从所述第t+1帧的全部迭代所对应的原子集中删除与所述小于或等于信道消失门限的信道系数估算值对应的值,从所述第t+1帧的全部迭代所对应的索引集中删除与所述小于或等于信道消失门限的信道系数估算值对应的值,包括:
中删除小于或等于σ的在原子集Ωt+1”以及索引集Λt+1”中删除小于或等于σ的对应的值。
10.一种外辐射源雷达参考信道系数估算装置,其特征在于,用于对至少一帧的接收信号的信道系数进行估算,所述装置包括:
第t帧信息获取模块,用于获取第t帧的信道系数估算值、第t帧的原子集以及第t帧的索引集;
接收信号获取模块,用于获取第t+1帧的接收信号;
信道系数估算模块,用于根据所述第t+1帧的接收信号、第t帧的信道系数估算值、第t帧的原子集以及第t帧的索引集,计算第t+1帧的信道系数估算值。
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