[发明专利]一种OFDM系统水声信道冲激响应重构方法

摘要

本发明公开了一种OFDM系统水声信道冲激响应重构方法，包括：初始化步骤，迭代步骤，包括：（21）、获取第i次迭代的中间集,其中，i的取值范围为正整数；（22）、更新第i次迭代的索引集与支撑集；（23）、计算冲激响应初步估计值；（24）、将冲激响应初步估计值的所有元素值按大小顺序排序，选取前K大的值作为本次迭代水声信道时域冲激响应的估计值；（25）二次更新索引集与支撑集；（26）、更新残差；（27）更新位置矢量。本发明的OFDM系统水声信道估计方法，首先，更新残差步骤中采用优化的支撑集，减小计算量。其次使传感矩阵中小于动态门限的列不参与下次迭代过程的内积运算，以减少内积运算次数最终实现高准确度、低复杂度的水声信道估计。

主权项

1.一种OFDM系统水声信道冲激响应重构方法，其特征在于，包括以下步骤：初始化步骤，包括：初始化残差r₀、索引集Ω₀、支撑集Λ₀和位置矢量v₀，设定迭代次数K，其中位置矢量v₀为一行多列的矢量，其列数与传感矩阵A的列数一致，K为正整数；迭代步骤，包括：(21)、获取第i次迭代的中间集J,其中，i的取值范围为正整数；中间集J的获取方法为：首先获取第i次迭代的内积中的元素，获取方法为：(211)、逐列判断位置矢量v_i‑1中的各元素的值，若第s列的元素不为零，则计算传感矩阵A中的第s列与残差r_i‑1的内积u_i(s)，若第s列的元素为零，则跳过该列不计算内积，u_i(s)的计算方法如下：u_i(s)＝<r_i‑1,a_s>；其中，a_s为传感矩阵A的第s列元素，(212)、当第一次迭代，即i＝1时，从内积矩阵u_i中查找出前2K大的内积，该部分内积所对应的传感矩阵A中的位置索引组成中间集J；当i＞1时，首先从内积矩阵u_i中查找出前2K大的内积，然后以这2K个内积中的最大内积u_max的1/2为基准，从该2K个内积中查找出值大于u_max/2的内积，该部分内积所对应的传感矩阵A中的位置索引组成中间集J；(22)、更新第i次迭代的索引集Ω_i与支撑集Λ_i：是指传感矩阵A中索引值为Ω_i的列组成的集合；(23)、计算冲激响应的初步估计值h′：h′＝(Λ_i^TΛ_i)^‑1Λ_iy_P；y_P为接收端所接收到的p×1维导频信息，为已知矢量；(24)、将h′中的所有元素值按大小顺序排序，选取前K大的值作为本次迭代水声信道时域冲激响应的估计值：第K次迭代水声信道时域冲激响应的估计值即为重构的OFDM系统水声信道冲激响应估计值；(25)、将中K个值对应的传感矩阵A的位置索引重新赋值给索引集Ω_i，将这K个值对应的传感矩阵A的列重新赋值给支撑集Λ_i；(26)、更新残差：其中，Λ_iK为：将内积矩阵u_i中所有内积排序并从中查找出前K大的内积，该部分内积在传感矩阵A中所对应的列组成的矩阵为Λ_iK；(27)、更新位置矢量v_i：设定动态门限C_i，将内积矩阵u_i中的各内积分别与动态门限C_i进行比较，对于内积矩阵u_i中值大于动态门限C_i的内积，位置矢量v_i中与该内积相对应的元素值设为1，对于内积矩阵u_i中值不大于动态门限C_i的内积，位置矢量v_i中与该内积相对应的元素值设为0。