计算机工程

作者：卢以纯, 徐明

单位：1. 上海海事大学信息工程学院, 上海 2013062. 同济大学电子与信息工程学院, 上海 201804

关键词：水声跳频信号,参数估计,原子范数,无网格压缩感知,多径效应

基金：国家自然科学基金(62172269); 中国博士后科学基金(2014M561512)

为了有效估计在水声信道多径效应影响下的跳频信号, 针对现有对跳频信号进行稀疏表示时存在的基不匹配问题, 提出一种基于原子范数的水声跳频信号参数估计算法。首先考虑到信号经过水声信道所受的影响, 对水声跳频信号进行数学建模时时间变量上会多一个时延, 之后按照采样频率对信号进行离散化表示, 然后定义原子集合并将水声跳频信号频率估计问题转化为原子范数最小化问题。通过凸公式的强对偶性证明目标位置可以通过求解原问题的对偶问题得到, 接着进一步将问题转化为一个对偶问题, 通过交替方向乘子法(ADMM)计算出对偶多项式在单位圆上模的值为1的点, 进而完成对信号支撑集的估计。最后对每段信号频率分量的个数进行分析, 估计出含有跳变点的分段信号, 再通过对分段信号进行处理, 精确估计出跳变时刻。仿真结果表明, 该算法采用无网格压缩感知理论, 能够有效地避免基不匹配问题, 与现有算法相比, 使用该算法估计水声跳频信号的参数具有更高的估计精度。

来源：2025年第3期

《计算机工程》期刊编辑部

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