[发明专利]一种基于正交匹配追踪的低复杂度水声信道估计算法

摘要

一种基于正交匹配追踪的低复杂度水声信道估计算法，涉及基于正交匹配追踪的低复杂度水声信道估计算法。首先忽略多普勒扩展因子，在时延维度上建立PSO算法所需的解空间；其次优化PSO算法中的惯性权重系数，搜索解空间中最匹配原子集，即初估计的路径时延集；然后扩展初估计的路径时延集，并联合多普勒扩展因子，再次建立PSO算法所需的解空间；最后采用PSO算法搜索最匹配原子集，获得水声信道冲激响应估计值。两次搜索最匹配原子的过程中均建立内积存储索引表，以避免内积的重复计算，并提高搜索速度。在已有OMP算法的基础上，采用分两步估计方法，能够减少计算内积次数，有效地降低已有OMP算法的复杂度。

主权项

1.一种基于正交匹配追踪的低复杂度水声信道估计算法，其特征在于包括以下步骤：1)针对OFDM系统构造双扩展稀疏信道压缩感知模型，推导观测矩阵Ψ；2)由于大尺度多普勒重采样后的等效信道在一个符号周期内看作时不变或缓慢变化的信道，残余多普勒扩展因子很小，若忽略此多普勒扩展因子，令b_j≡1,j∈[1,N_b]，重写公式(13)，获得第一次最匹配原子搜索时的观测矩阵：和解空间3)运行OMP算法，其中的最佳匹配原子搜索采用PSO算法，其解空间为在步骤2)中所推导的解空间，得到初估计的路径时延集，4)扩展初估计的时延集，并联合多普勒因子，再次建立解空间，扩展方法为以每个时延作为中心，向两侧增加时延估计的网格点；重构后的时延‑多普勒域的网格点集合为[τ,b]：m为扩展网格点数，Δ为每个时延网格的时延间隔；获得第二次最匹配原子搜索时的观测矩阵：5)再次运行OMP算法，并采用PSO算法在步骤4)所建立的解空间中搜索最佳匹配原子，估计得多径时延集合和多普勒扩展因子估计值集合