基于壓縮感知的高分辨率TOA估計(jì).pdf

1、信號(hào)到達(dá)時(shí)間(Time Of Arrive，TOA)估計(jì)是無(wú)線電定位系統(tǒng)中重要的組成部分。除應(yīng)用于傳統(tǒng)的導(dǎo)航定位系統(tǒng)外，高精度的用戶位置信息還可以幫助通信系統(tǒng)更加有效地分配頻譜和計(jì)算資源。
　　目前應(yīng)用最廣泛的TOA估計(jì)技術(shù)是基于直接擴(kuò)頻系統(tǒng)的相關(guān)峰檢測(cè)法。由于其分辨率受到帶寬的限制，在實(shí)際中無(wú)法提供高精度的位置估計(jì)。基于反卷積的方法可以由接收信號(hào)的頻譜經(jīng)反卷積得到類似于沖激串的信道沖激響應(yīng)，因而具有較高的分辨率。但反卷積會(huì)引入嚴(yán)

2、重的噪聲放大效應(yīng)?；谧涌臻g的超分辨率方法雖然能提高估計(jì)的精度，但其運(yùn)算量大，且在低信噪比下性能會(huì)顯著下降。
　　為此，本文結(jié)合了近幾年提出的壓縮感知(Compressed Sensing，CS)的信號(hào)處理技術(shù)，提出了一種高分辨率，抗噪性能良好的TOA估計(jì)技術(shù)。通過利用無(wú)線信道在時(shí)間上的稀疏性，本文先估計(jì)出信道沖激響應(yīng)稀疏的估計(jì)值，然后根據(jù)基于能量的判斷準(zhǔn)則確定時(shí)延最短路徑，進(jìn)而確定 TOA。本文從理論上推導(dǎo)了所提出方案求解信道沖

3、激響應(yīng)的誤差界。結(jié)果表明，誤差解近似與稀疏度與噪聲方差的乘積成正比。仿真的結(jié)果表明，所提出的方案能夠準(zhǔn)確地分辨時(shí)延間隔小于碼片周期的多徑，且抗噪聲性能優(yōu)于現(xiàn)有的其他的高分辨率TOA估計(jì)方案。
　　此外，為了進(jìn)一步降低在TOA估計(jì)中壓縮感知算法的計(jì)算量，本文給出了一種提前停止壓縮感知迭代求解過程的方法。該方法對(duì)迭代過程中解向量的能量分布進(jìn)行檢測(cè)，在解向量的支撐集可以被確定時(shí)就停止當(dāng)前迭代，并由其估計(jì) TOA的值。仿真結(jié)果顯示，在TO