基于压缩感知非精确重构信号的TDOA估计方法进展

近期,中国科学院国家授时中心研究人员基于压缩感知技术,在非精确重构原始信号的条件下实现了一种信号到达时间差(TDOA)的估计方法。

信号的到达时刻差(Time Difference of Arrival,TDOA) 在无源定位、干扰源定位和时间同步等方面具有重要的应用价值。对于机会信号,当无法提高信号的信噪比或带宽时,通常需要提高采样率或增加采样时间,以提高TDOA估计精度,但这样会显著提高数据采集、传输和存储的困难。

由于压缩感知能够降低采样数据,但对于机会信号找到该信号的稀疏表达是非常困难的一件事情,因此研究人员提出一种基于非精确重构的TDOA估计方法。尽管重构之后信号可能与原始信号相差较大,但依然能够保证TDOA的估计精度。

图1表明,当接收信号的信噪比(SNR)不低于 0 dB 且压缩采样长度超过原始信号长度的十分之一时(图1中M指压缩采样后的信号长度,原始信号长度为512),文章所提方法的 TDOA 估计结果(EIRCS)与利用原始信号进行TDOA的估计结果(CC)几乎相同,为提高TODA估计效率提供了技术支撑。

该成果以《The Time Difference of Arrival Estimation Method Utilizing an Inexact Reconstruction Within the Framework of Compressed Sensing》为题发表在学术期刊Remote Sensing


1 基于压缩感知非精确重构信号的TDOA估计方法及估计结果


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