自適應重採樣粒子濾波算法的製作方法

2023-06-09 07:11:41 1

專利名稱：自適應重採樣粒子濾波算法的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種信號處理的方法。
背景技術：
粒子濾波是基於貝葉斯理論的蒙特卡羅方法。其主要思想是採用一組帶有權值的採樣粒子來近似後驗概率分布，根據採樣值和權值大小進行狀態估計。粒子濾波對狀態變量沒有任何限制，使用非常靈活，被廣泛應用於各個工程領域。在實時應用中，粒子濾波一個最大的問題就是計算量大。目前對粒子濾波算法的改進方向主要是提高精度，但同時也增加了計算量。為了減少計算量只能採取減少粒子數的方法，但這種做法是以降低估計精度為代價的，現有改進算法不能滿足降低計算量的同時提高估計精度。

發明內容
本發明的目的在於提供能降低計算量、提高估計精度的自適應重採樣粒子濾波算法。本發明的目的是這樣實現的本發明自適應重採樣粒子濾波算法，其特徵是(1)寫出待估計變量的狀態方程和觀測方程，從建議分布中採樣產生初始粒子和相應權值採用一階AR模型模擬瑞利衰落信道，狀態方程為Hk = aHH+Vn，觀測方程為Yk = XkHk+Wk，其中Hk為k時刻信道狀態值，a = J0 (2 π fdTs)，J0 為第一類零階Bessel函數，fdTs 為歸一化都卜勒頻移，Vlri為狀態噪聲、滿足復高斯分布，Yk為觀測值，&為已知發送符號信息，Wk為高斯觀測噪聲；粒子總數為N，k-Ι時刻N個粒子為i = 1，2，…，N，每個粒子對應的權值為 Ot1, i = 1，2，…，N，令付^滿足均值為0方差為1的高斯分布、權值均等，滿足=1/1, i
=1,2,…，N，從建議分布屍)採樣得到k時刻的N個初始粒子，即將好丨—jf入狀態
方程，得到j^i = 1,2,…，N，根據觀測方程，k時刻權值為4甩)；(2)估計實際輸入信噪比，通過引入用來分辨粒子大小的參數THdn確定粒子保留或捨棄的參數 2實現重採樣過程TH1 和 TH2 取值範圍為TH1 e (OjI)TH2 e (0,1),參數TH1和 2實現重採樣過程的具體步驟為①根據步驟⑴中k時刻粒子的權值，首先分別計算每個粒子權值ω丨與TH1ZiN的比值，即代=J^其中L」表示向下取整；通過比較氏來分辨粒子權值的大小，TH1取值越小，分辨精度越高；
②估計信噪比SNR，根據下式計算TH2取值 '0.1SNR < OdB
權利要求
1.自適應重採樣粒子濾波算法，其特徵是(1)寫出待估計變量的狀態方程和觀測方程，從建議分布中採樣產生初始粒子和相應權值
全文摘要
本發明的目的在於提供自適應重採樣粒子濾波算法，包括以下步驟寫出待估計變量的狀態方程和觀測方程，從建議分布中採樣產生初始粒子和相應權值，估計實際輸入信噪比，通過引入用來分辨粒子大小的參數和確定粒子保留或捨棄的參數實現重採樣過程，採樣後根據新粒子和權值計算狀態估計值。本發明既能降低計算量，又能提高估計精度，適用於任何非線性非高斯系統。
文檔編號G06F17/00GK102339270SQ20111016608
公開日2012年2月1日 申請日期2011年6月20日 優先權日2011年6月20日
發明者付進, 梁國龍, 韓雅菲 申請人:哈爾濱工程大學