基于稀疏表示的杂波抑制方法
专利汇可以提供基于稀疏表示的杂波抑制方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种基于稀疏表示的杂波抑制方法，主要解决 现有技术 运算复杂度高的问题。其方案是：1)产生线性调频 信号 ；2)产生具有对数分布的杂 波数 据；3)由产生的线性调频信号和杂波数据构建回波信号；4)对构建的回波信号进行滤波；5)对滤波后的输出数据进行匹配滤波；6)对匹配滤波后的数据进行稀疏约束，建立稀疏条件约束模型；7)对建立的稀疏条件约束模型利用交替 迭代 法进行求解，输出 滤波器 最优加权因子和杂波抑制后的回波数据。本发明增加了稀疏约束，不需要进行杂波中心谱估计，具有计算方法简单，运算复杂度小的优点，可用于雷达回波信号的目标检测。，下面是基于稀疏表示的杂波抑制方法专利的具体信息内容。
1.一种基于稀疏表示的杂波抑制方法，包括：
(1)设定一个由脉冲宽度为Tp、调频率为μ和载频为f0组成的线性调频信号rect(·)表示矩形信号，t表示快时间，j表示虚数单位；
(2)应用零记忆非线性变换法ZMNL产生具有对数分布的杂波数据Cu；
(3)构建回波信号表达式：X＝S(t-N·Tr-τ)+Cu，τ为时间延迟，Tr为脉冲重复周期，N为脉冲重复周期数；
(4)初始化滤波器的加权系数W，将回波信号X通过滤波器进行滤波处理，得到滤波器输出数据Y；
(5)对滤波器输出数据Y进行匹配滤波处理，得到抑制杂波后的数据Z：
Z＝H*Y
其中，*表示卷积操作；H＝S*(-t)表示匹配滤波函数，即对S(t)的取反共轭；
(6)根据稀疏表示和最小功率理论建立条件约束模型：
其中||·||1表示l1范数，||·||2表示l2范数，ε为常数；
(7)求解上述条件约束模型：
(7a)将上述条件约束模型转化为无约束优化问题，得到拉格朗日函数f如下：
其中γ为拉格朗日乘子；
(7b)对拉格朗日函数f中的Z进行变量分裂，得到条件约束模型：
s.t.Z＝AWT
其中，T为矩阵转置符号，A为回波信号X进行匹配滤波后的数据；
(7c)将上述条件约束模型转化为无约束优化问题，得到增广拉格朗日函数L(W,Z,γ,d)如下：
其中，μ为惩罚因子，d为一个待求解的向量，并按式dn+1＝dn-(AWT-Z)进行求解，dn为第n次求解得到的向量，dn+1为第n+1次求解得到的向量；
(7d)通过交替迭代法对增广拉格朗日函数L(W,Z,γ,d)进行优化求解，输出最优加权系数W和抑制杂波后的数据Z。
2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(2)中应用零记忆非线性变换法ZMNL产生具有对数分布的杂波数据Cu，按如下步骤进行：
(2a)将独立不相关的服从N(0,1)分布的高斯随机序列n通过线性滤波器H1(ω)，得到相关高斯随机分布序列y；
(2b)设定对数分布的均值为μc、对数分布的方差为σc，将得到的相关高斯随机分布序列y与对数分布的方差σc相乘，再将得到的乘积与对数分布的均值μc的自然对数值ln(μc)相加，得到服从 的高斯正态分布序列g；
(2c)将高斯正态分布序列g进行非线性变换exp(g)，得到对数分布杂波随机序列q；
(2d)将对数分布杂波随机序列q乘以相位项 得到杂波数据Cu；其中，
为设定的杂波初始相位、fd为杂波多普勒频移、Δt为时域采样间隔。
3.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(7d)中通过交替迭代法对增广拉格朗日函数L(W,Z,γ,d)进行优化求解，按如下步骤进行：
(7d1)初始化：
将滤波器加权系数W初始化为长度为N的单位向量，将向量d初始化为长度为N的零向量；
设惩罚因子μ＝0.2，迭代次数n＝1,2…K，迭代阈值δ＝10-3，K＝100为迭代总次数；
(7d2)通过交替迭代法求解最优加权系数W和抑制杂波后的数据Z：
(7d21)将第n次迭代得到的加权系数Wn和抑制杂波后的数据Zn的值代入以下两式，求解第n次迭代后的拉格朗日乘子γn和向量dn：
其中，var(·)为求方差函数，dn-1为第n-1次迭代得到的向量；
(7d22)按下式求解第n次迭代得到的惩罚因子μn：
μn＝μn-1+n0.2
其中，μn-1为第n-1次迭代得到的惩罚因子；
(7d23)保持第n次迭代得到的抑制杂波后的数据Zn不变，按下式求解第n+1次迭代后的加权系数Wn+1：
其中，Wn为第n次迭代后得到的加权系数，μn为第n次迭代后得到的惩罚因子，dn为第n次迭代后得到的向量；
(7d24)将第n+1次迭代得到的加权系数Wn+1代入下式，求解第n+1次迭代后的抑制杂波后的数据Zn+1：
其中，γn为第n次迭代后得到的拉格朗日乘子；
(7d25)判断是否满足迭代终止条件：
如果前后两次迭代得到的抑制杂波后的数据Zn和Zn+1满足∑(|Zn|-|Zn+1|)＜δ，则迭代终止，输出加权系数Wn+1作为最优加权系数W，输出数据Zn+1作为抑制杂波后的数据Z；否则,返回步骤(7d21)继续迭代。
基于稀疏表示的杂波抑制方法
技术领域
背景技术
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具体实施方式
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