[发明专利]基于最小误差熵和ε等级差分进化的多径估计器

说明书

基于最小误差熵和ε等级差分进化的多径估计器，属于信号处理领域，它包括自相关运算模块，自相关运算模块的输入为基带信号和本地伪码信号，自相关运算模块的输出连接存储模块的输入，存储模块的输出连接约束违背度计算模块的输入、目标函数计算模块的输入，约束违背度计算模块的输出、目标函数计算模块的输出均连接ε等级比较模块的输入，ε等级比较模块的输出连接尺度因子和变异率计算模块的输入，尺度因子和变异率计算模块的输出连接差分进化模块的输入，差分进化模块的输出连接多径参数估计模块的输入，多径参数估计模块输出多径参数，并用输出结果更新初始化模块，为下一时刻的多径参数估计做准备。提高了非高斯噪声下多径估计结果的平滑性。

技术领域

本发明涉及一种数字信号估计器，特别是涉及一种数字多径信号估计器。

背景技术

信号估计器是利用接收到的受干扰的发送信号序列尽可能精确地估计该发送信号的某些参数值的一种装置。数字信号估计器利用软件编程的方式实现对信号参数的估计,具有可实现复杂算法、精度高、造价低、更新容易等优点。数字信号估计器在通信信号、语音信号、图像信号和生物医学信号处理等方面有广泛的应用。

多径信号是GNSS系统中高精度定位的主要误差源之一，多径信号的存在导致接收机无法准确跟踪直接信号，致使伪距测量出现偏差，进而导致定位精度降低。多径信号带来的跟踪误差称为多径误差。现有的多径误差抑制方法主要可分为三类：基于前端的多径误差抑制方法，基于相关器和鉴相器的多径误差抑制方法以及基于数据处理的多径误差抑制方法。其中基于前端的方法主要是在天线端进行多径误差抑制，如扼流圈，定向天线阵等，这类方法的不足之处是通常具有较高的造价，而且通常无法抑制低仰角的多径干扰。基于相关器和鉴相器的多径误差抑制技术主要是通过改进延迟锁定环的鉴相函数或者相关输出函数的形状来抑制多径误差，这类技术是一类传统的多径误差抑制技术。而随着软件接收机的房展，基于数字信号处理的多径误差抑制技术引起了广泛关注，并在近年来取得了显著的研究成果。

基于数字信号处理的多径误差抑制方法通过对接收信号进行数据处理得到需要的参数，并根据这些参数重构多径信号，然后从接收信号中减去多径信号的影响得到直接信号，实现抑制多径误差的目的。这类方法的核心是参数估计，尤其是多径信号的参数估计。现有的多径信号估计方法主要适用于高斯噪声环境，在非高斯噪声下其多径估计性能显著下降。而在实际应用中，非高斯噪声是普遍存在的，如脉冲噪声。因此，设计一种非高斯噪声下的多径信号估计器具有广泛的应用前景。

发明内容

本发明的目的是为了解决非高斯噪声环境下的多径估计器性能下降问题，将非高斯噪声环境下的多径估计问题转化为有约束条件的优化问题，设计一种可以衡量估计结果随机性的目标函数，然后通过一种改进ε等级差分进化算法解决该优化问题，实现了一种基于最小误差熵和ε等级差分进化的多径估计器。

本发明技术方案：基于最小误差熵和ε等级差分进化的多径估计器，所述多径估计器由个人计算器或数字信号处理器实现；多径估计器包括自相关运算模块、存储模块、约束违背度计算模块、目标函数计算模块、ε等级比较模块、尺度因子和变异率计算模块、差分进化模块、多径参数输出模块和初始化模块。其中自相关运算模块的输入为基带信号和本地伪码信号，自相关运算模块的输出存储在存储模块中，存储模块的输出分别连接约束违背度计算模块的输入、目标函数计算模块的输入，约束违背度计算模块的输出、目标函数计算模块的输出均连接ε等级比较模块的输入，ε等级比较模块的输出连接尺度因子和变异率计算模块的输入，尺度因子和变异率计算模块的输出连接差分进化模块的输入，差分进化模块的输出连接多径参数估计模块的输入，多径参数估计模块输出多径参数，并用输出结果更新初始化模块，为下一时刻的多径参数估计做准备。