一级黄色片免费播放|中国黄色视频播放片|日本三级a|可以直接考播黄片影视免费一级毛片

高級搜索

留言板

尊敬的讀者、作者、審稿人, 關(guān)于本刊的投稿、審稿、編輯和出版的任何問題, 您可以本頁添加留言。我們將盡快給您答復(fù)。謝謝您的支持!

姓名
郵箱
手機(jī)號碼
標(biāo)題
留言內(nèi)容
驗證碼

基于循環(huán)匹配追蹤的稀疏重構(gòu)時延估計算法

崔維嘉 張鵬 巴斌

崔維嘉, 張鵬, 巴斌. 基于循環(huán)匹配追蹤的稀疏重構(gòu)時延估計算法[J]. 電子與信息學(xué)報, 2019, 41(3): 523-529. doi: 10.11999/JEIT180460
引用本文: 崔維嘉, 張鵬, 巴斌. 基于循環(huán)匹配追蹤的稀疏重構(gòu)時延估計算法[J]. 電子與信息學(xué)報, 2019, 41(3): 523-529. doi: 10.11999/JEIT180460
Weijia CUI, Peng ZHANG, Bin BA. Time of Arrival Estimation Based on Sparse Reconstruction Loop Matching Pursuit Algorithm[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2019, 41(3): 523-529. doi: 10.11999/JEIT180460
Citation: Weijia CUI, Peng ZHANG, Bin BA. Time of Arrival Estimation Based on Sparse Reconstruction Loop Matching Pursuit Algorithm[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2019, 41(3): 523-529. doi: 10.11999/JEIT180460

基于循環(huán)匹配追蹤的稀疏重構(gòu)時延估計算法

doi: 10.11999/JEIT180460
基金項目: 國家自然科學(xué)基金(61401513)
詳細(xì)信息
    作者簡介:

    崔維嘉:男,1976年生,博士,副教授,研究方向為移動通信、信號處理等

    張鵬:男,1993年生,碩士生,研究方向為通信信號處理、稀疏重構(gòu)等

    巴斌:男,1987年生,博士,講師,研究方向為陣列信號處理、參數(shù)估計等

    通訊作者:

    張鵬 ieu_zp@outlook.com

  • 中圖分類號: TN911.7

Time of Arrival Estimation Based on Sparse Reconstruction Loop Matching Pursuit Algorithm

Funds: The National Natural Science Foundation of China (61401513)
  • 摘要:

    在單樣本(SMV)、低信噪比條件下,稀疏重構(gòu)方法可提升時延估計精度,但現(xiàn)有的重構(gòu)算法在支撐集元素的選擇中存在錯選和漏選的情況,從而導(dǎo)致估計精度受限。針對上述問題,該文提出一種基于循環(huán)匹配追蹤(LMP)的稀疏重構(gòu)時延估計算法。該方法引入了“循環(huán)刪除,匹配添加”的思想,有效提升了直達(dá)徑的估計精度。算法首先建立信道沖激響應(yīng)稀疏表示模型;然后在獲得初始支撐集的前提下,先循環(huán)刪除支撐集內(nèi)的元素,再從支撐集補(bǔ)集中依據(jù)與當(dāng)前殘差內(nèi)積值最大來匹配添加新元素,直至殘差內(nèi)積基本不變;最后利用時延值與稀疏支撐集的關(guān)系得到了時延的估計值。仿真結(jié)果表明,所提算法相比于傳統(tǒng)稀疏重構(gòu)時延估計算法具有更高的估計精度。同時基于USRP平臺,利用實(shí)際信號對所提算法進(jìn)行了有效性驗證。

  • 圖  1  基于稀疏重構(gòu)的時延估計算法框圖

    圖  2  時延在時域的稀疏化表示

    圖  3  SNR=15 dB, L=3條件下時延估計值分布圖

    圖  4  SNR=15 dB, L=3條件下時延誤差值分布圖

    圖  5  SNR=0 dB, L=3條件下時延估計值分布圖

    圖  6  不同算法時延均方根誤差對比圖

    圖  7  信號采集環(huán)境示意圖

    表  1  OFDM系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置

    參數(shù)數(shù)值
    FFT周期${T_{{\rm{FFT}}}}$3.2 μs
    系統(tǒng)帶寬$B$20 MHz
    子載波數(shù)64個
    載波頻率${f_c}$2.4 GHz
    下載: 導(dǎo)出CSV

    表  2  計算復(fù)雜度對比

    算法復(fù)雜度
    Root-Music$O\left( {{M^3}{\rm{ + 2}}{{\rm{M}}^2}{\rm{ + }}5M{\rm{ - }}LM} \right)$
    OMP$O\left( {{M^2}{L^2} + MNL} \right)$
    LMP$O\left( {2{M^2}{L^2} + 2MNL} \right)$
    CoSaMP$O\left( {3{M^2}{L^2} + MNL} \right)$
    NS$O\left( {{N^2} + ({M^2} + {L^2})N} \right)$
    下載: 導(dǎo)出CSV

    表  3  5種算法多徑估計結(jié)果比較

    算法第1條徑第2條徑第3條徑
    估計均值(m)標(biāo)準(zhǔn)差RMSE估計均值(m)標(biāo)準(zhǔn)差估計均值(m)標(biāo)準(zhǔn)差
    LMP50.01000.30150.301757.09000.380362.79000.3562
    OMP48.90001.43871.811156.84002.203761.56001.3537
    CoSaMP47.55002.59893.571758.48001.464859.82001.3563
    NS49.76000.65560.674255.89002.316260.51001.1623
    Root-Music49.82500.79150.792557.66000.946862.22000.9119
    下載: 導(dǎo)出CSV
  • CHEON J, HWANG H, KIM D, et al. IEEE 802.15.4 Zigbee-based time-of-arrival estimation for wireless sensor networks[J]. Sensors, 2016, 16(2): 203. doi: 10.3390/s16020203
    LI Xinya, DENG Zhiqun, RAUCHENSTEIN L T, et al. Contributed review: Source-localization algorithms and applications using time of arrival and time difference of arrival measurements[J]. Review of Scientific Instruments, 2016, 87(4): 921–960. doi: 10.1063/1.4947001
    ANASTOPOULOS C and SAVVIDOU N. Time-of-arrival correlations[J]. Physical Review A, 2017, 95(3): 100–105. doi: 10.1103/PhysRevA.95.032105
    AN S P, HU T Y, CUI Y F, et al. Cumulant-based time delay estimations based solution for statics correction of land data[C]. 79th EAGE Conference and Exhibition. Paris, France, 2017: 1–3.
    CHENG Lin, CHEN Gang, GAO Wenzhong, et al. Adaptive time delay compensator (ATDC) design for wide-area power system stabilizer[J]. IEEE Transactions on Smart Grid, 2014, 5(6): 2957–2966. doi: 10.1109/TSG.2014.2347401
    CHLMPAGNE B, EIZENMAN M, and PASUPATHY S. Exact maximum likelihood time delay estimation[C]. IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing, Washington, D.C., USA, 1991: 2633–2636.
    李雪梅, 陶然, 王越. 時延估計技術(shù)研究[J]. 雷達(dá)科學(xué)與技術(shù), 2010, 8(4): 362–371. doi: 10.3969/j.issn.1672-2337.2010.04.015

    LI Xuemei, TAO Ran, and WANG Yue. Research on time delay estimation technology[J]. Radar Science and Technology, 2010, 8(4): 362–371. doi: 10.3969/j.issn.1672-2337.2010.04.015
    DOGAN M C, and MENDEL J M. Applications of cumulants to array processing. I. aperture extension and array calibration[J]. IEEE Transactions on Signal Processing, 1995, 43(5): 1200–1216. doi: 10.1109/78.382404
    H?CKER P and YANG B. Single snapshot DOA estimation[J]. Advances in Radio Science, 2010, 8(2): 251–256. doi: 10.5194/ars-8-251-2010
    WANG Fangqiu and ZHANG Xiaofei. Joint estimation of TOA and DOA in IR-UWB system using sparse representation framework[J]. Etri Journal, 2014, 36(3): 460–468. doi: 10.4218/etrij.14.0113.0555
    冷雪冬, 巴斌, 逯志宇, 等. 基于回溯篩選的稀疏重構(gòu)時延估計算法[J]. 物理學(xué)報, 2016, 65(21): 88–96. doi: 10.7498/aps.65.210701

    LENG Xuedong, BA Bin, LU Zhiyu, et al. Backtracking-based sparse reconstruction delay estimation algorithm[J]. Acta Physica Sinica, 2016, 65(21): 88–96. doi: 10.7498/aps.65.210701
    NAFIE M, TEWFIK A H, ALI M, et al. Deterministic and iterative solutions to subset selection problems[J]. IEEE Transactions on Signal Processing, 2002(7): 1591–1601. doi: 10.1109/tsp.2002.1011200
    李智勇. 基于壓縮感知的脈沖超寬帶系統(tǒng)窄帶干擾抑制問題研究[D]. [博士論文], 山東大學(xué), 2014: 17–21.

    LI Zhiyong. Research on narrowband interference suppression in pulsed ultra-wideband systems based on Compressed Sensing[D]. [Ph.D. dissertation], Shandong University, 2014: 17–21.
    張宏洲. 稀疏場景合成孔徑雷達(dá)圖像壓縮研究[D]. [博士論文], 上海交通大學(xué), 2010: 13–15.

    ZHANG Hongzhou. Research on image compression of sparse scene synthetic aperture radar[D]. [Ph.D. dissertation], Shanghai Jiao Tong University, 2010: 13–15.
    胡南. 基于稀疏重構(gòu)的陣列信號波達(dá)方向估計算法研究[D]. [博士論文], 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué), 2013: 20–26.

    HU Nan. Research on direction of arrival estimation of array signals based on sparse reconstruction[D]. [Ph.D. dissertation], University of Science and Technology of China, 2013: 20–26.
    王方秋, 張小飛, 汪飛. IR-UWB系統(tǒng)中基于root-MUSIC算法的TOA和DOA聯(lián)合估計[J]. 通信學(xué)報, 2014, 35(2): 137–145. doi: 10.3969/j.issn.1000-436x.2014.02.018

    WANG Fangqiu, ZHANG Xiaofei, and WANG Fei. Joint estimation of TOA and DOA based on Root-MUSIC algorithm in IR-UWB system[J]. Journal of Communications, 2014, 35(2): 137–145. doi: 10.3969/j.issn.1000-436x.2014.02.018
    巴斌, 鄭娜娥, 朱世磊, 等. 利用蒙特卡羅的最大似然時延估計算法[J]. 西安交通大學(xué)學(xué)報, 2015, 49(8): 24–30. doi: 10.7652/xjtuxb201508005

    BA Bin, ZHENG Nae, ZHU Shilei, et al. A maximum likelihood time delay estimation algorithm using Monte Carlo method[J]. Journal of Xian Jiaotong University, 2015, 49(8): 24–30. doi: 10.7652/xjtuxb201508005
    MATTBEWS. GAST. Definitive Guide to 802.11 Wireless Networks[M]. Nanjing: Southeast University Press, 2007: 293–297.
  • 加載中
圖(7) / 表(3)
計量
  • 文章訪問數(shù):  2599
  • HTML全文瀏覽量:  924
  • PDF下載量:  94
  • 被引次數(shù): 0
出版歷程
  • 收稿日期:  2018-05-14
  • 修回日期:  2018-10-24
  • 網(wǎng)絡(luò)出版日期:  2018-11-14
  • 刊出日期:  2019-03-01

目錄

    /

    返回文章
    返回