[發明專利]基于ARIMA濾波器的SAGE信道參數估計方法有效
| 申請號： | 202010399019.3 | 申請日： | 2020-05-12 |
| 公開（公告）號： | CN111600665B | 公開（公告）日： | 2022-02-01 |
| 發明（設計）人： | 王威;姜蘇英;侯俊;劉鑫一;張旭;賈愛琳;暢田田 | 申請（專利權）人： | 長安大學 |
| 主分類號： | H04B17/309 | 分類號： | H04B17/309;H04B17/364;H04B17/391;H04W24/08 |
| 代理公司： | 西安通大專利代理有限責任公司 61200 | 代理人： | 王艾華 |
| 地址： | 710064*** | 國省代碼： | 陜西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 基于 arima 濾波器 sage 信道 參數估計 方法 | ||
1.基于ARIMA濾波器的SAGE信道參數估計方法，其特征在于，包括以下步驟：
S1，初始化所有路徑的信道參數，具體包括每條路徑的時延和復振幅；
S2，基于S1初始化的信道參數，計算初始漫散射分量，并基于所述初始漫散射分量，建立漫散射分量的ARIMA模型，基于漫散射分量的ARIMA模型，建立ARIMA濾波器；
S3，基于S2所得ARIMA濾波器，對測量信號進行濾波處理，然后使用SAGE算法基于濾波后的信號進行迭代優化，估計每條路徑的信道參數，每迭代一次，對ARIMA濾波器的參數也進行更新；
S4，估計漫散射分量；
S3具體包括以下步驟：
(1)設置迭代次數T的初始值為1；迭代的次數的最大值或估計誤差小于設定值err作為迭代終止條件；
(2)設有L條路徑，將路徑序號i初始值設置為1，最大值設置為L；
(3)使用SAGE-ARIMA算法估計第i條路徑的時延和復振幅；
基于ARIMA濾波器從待測量信號中過濾掉漫散射分量，留下強反射分量，對過濾之后的測量信號進行參數估計；
首先，計算第i條路徑的條件期望；然后，計算第i條路徑的似然函數，通過使第i條路徑的似然函數最大化，得到第i條路徑的估計參數，即時延和復振幅；
(4)路徑序號更新為i+1；判斷此時路徑序號是否等于L，若等于L則進行下一步；反之，跳至步驟(3)；
(5)基于步驟(3)計算得到的每條路徑的估計參數，重新計算漫散射分量，并更新ARIMA濾波器的時延和復振幅；
(6)根據迭代次數是否達到最大值或迭代結果是否收斂，判斷是否終止迭代；
若迭代次數T達到最大值或第T次的迭代結果與第T-1次的迭代結果的差值小于誤差值0.000001，則跳出迭代循環，當前測量快照的信道參數估計結束；若迭代次數小于等于設定值且迭代結果的差值大于設定值err，則迭代次數T加1，跳至步驟(1)繼續進行；
S4具體如下：
(1)根據S3得到的信道參數復振幅和時延，對信道進行估計得到信道頻域響應
(2)使用實際測量的信道頻域響應數據減去估計得到的信道頻域響應獲得估計的漫散射分量；
其中，R1(fm)為最終估計到的漫散射分量，對信道進行估計得到的信道頻域響應；fm為第m個頻帶的頻率。
2.根據權利要求1中所述的基于ARIMA濾波器的SAGE信道參數估計方法，其特征在于，S2中，計算初始漫散射分量具體如下：
使用測量的信道頻域響應減去初始化時估計得到的信道頻域響應，得到的剩余信號記為漫散射分量；該處估計得到的漫散射分量為初始漫散射分量；
初始漫散射分量為：
其中，初始化時估計得到的信道頻域響應；fm為第m個頻帶的頻率。
3.根據權利要求1中所述的基于ARIMA濾波器的SAGE信道參數估計方法，其特征在于，S2中，建立漫散射分量的ARIMA模型為：
其中，s(n)為線性系統第n個時間序列，s(n-g)為線性系統第n-g個時間序列；v(n)為第n個輸入序列,v(n-w)為第n-w個輸入序列；p為自回歸項數，即AR的階數；q為滑動平均項數；ag、bw分別為AR模型和MA模型的系數；根據AR模型及MA模型的系數初始化ARIMA濾波器。
4.根據權利要求1所述基于ARIMA濾波器的SAGE信道參數估計方法，其特征在于，S2中，確定漫散射分量的ARIMA模型具體如下：
(1)判斷漫散射分量序列是否平穩，若序列平穩，則直接確定AR模型和MA模型的階數，并計算AR模型和MA模型的參數；若序列非平穩，則對非平穩的漫散射分量序列數據進行差分處理，得到差分階數d，將其轉換為平穩序列，然后確定AR模型和MA模型的階數；
(2)確定ARIMA模型的參數。
5.根據權利要求4所述基于ARIMA濾波器的SAGE信道參數估計方法，其特征在于，采用ACF檢驗或ADF單位根檢驗方法，判斷漫散射分量序列是否平穩，根據AIC準則、SC準則或FPE準則確定AR和MA的階數。
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