引入梯度导引似p范数约束的稀疏信道估计算法.pdf

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1、第3S卷第7期通信学报、bl-35NO．72014年7月JourIlalonCommunicatiOn$July2014doi：10．3969／j．issn．1000-436x．2014．07．021引入梯度导引似范数约束的稀疏信道估计算法伍飞云，周跃海，童峰f厦门大学水声通信与海洋信息技术教育部重点实验室，福建厦门361005)摘要：为克服，0和，】范数约束的最小均方算法在不同信道稀疏程度下对稀疏信道估计中出现的收敛性能起伏较大等缺点，提出一种新的似P范数约束的最小均方算法，通过在最小均方算法代价函数中引入P值可变的似P范数约束以适应信道的不同稀疏程度，并在验证

2、代价函数凸性的基础上导出P值的梯度导引寻优。最后给出仿真实验及其讨论，实验结果表明了新算法的优越性。关键词：似P范数约束；最小均方算法；稀疏信道中图分类号：TN911．7文献标识码：A文章编号：1000—436X(2014)07．0172．06Estimationalgorithmforsparsechannelswithlg~radient~guidedp1-normlik,econstraintsWUFei—yun，ZHOUYue—hai，TONGFeng(KeyLaboratoryofUnderwaterAcousticCommunicationandMar

3、ineInformationTechniqueoftheMinistryofEducation，XiamertUniversity,Xiamen361005，China)Abstract：ThetoandIInormconstrainedleastmeansquare(LMS)algorithmcanefectivelyimprovetheperformanceofthesparsechannelestimation，buttheconvergenceperformanceofsuchalgorithmswillconsiderablyvarywhenthecha

4、nnelexhibitsdiferentsparisity．Anovelp-normlikeconstraintLMSalgorithmtoaccommodatethevarioussparisityofthechannelsthroughtheintroducingofthevariablep-valuewaspresented．Furthermore，thegradientguidedoptimiza-tionofthep-valuewasderived．Numericalsimulationresultsaregiventodemonstratethesup

5、eriorityofthenewalgorithm．Keywords：P—normlikeconstraint；LMSalgorithm；sparsechannels开发目标系统的稀疏特性，但需要未知系统的一些1引言先验知识。近年来，谷源涛等将范数约束(，范数和近年来，在水声、HDTV等应用中对稀疏信道／0范数)引入到传统的LMS代价函数中，以加快算的研究已引起广泛关注【1卅。这类信道的共同特点法对稀疏系统中非零系数的收敛【3】。该，，范数和是其冲激响应中仅有少数几个大值系数，其余大部／o范数约束算法的收敛性分析在文献[6，7】中有报分为幅度为零或接近零的小值系数

6、，在信道估计算道。引入范数约束有助于提高算法性能，从而出现法中利用信道的稀疏特性将有助于降低算法复杂了一系列新算法将此类约束项推广到RLS和度，提高收敛性能。NLMS等自适应算法中【l。，l“。然而，由于，范数和文献[1]中将残留信号用于最大化混合矩阵列／0范数约束项本身并无调整因子，因此当信道稀疏向量的相关运算，将其对稀疏信道抽头进行逐个估程度下降时，该类算法的收敛性能也呈现较大的下计，该算法在处理跨路径干扰出现时将导致性能下降【4]。降。文献[2】将传统的均方算法(LMS)~H以改进用于研究人员试图定义出稀疏度的测量并用于最收稿日期：2013．04．11；修回

7、日期：2014．03．18基金项目：国家自然科学基金资助项目(11274259)；教育部高等学校博士点专项基金资助项目(20120121l10030)FoundationItems：TheNationalNaturalScienceFoundationofChina(11274259)；TheSpecializedResearchFundfortheDoctoralProgramofHigherEducationofChina(20120121110030)第7期伍飞云等：引入梯度导引似P范数约束的稀疏信道估计算法小化稀疏度计算L8，l2~HJ。文献[8】将似P范

8、数扩展并其