基于时反-压缩感知的浅海目标DOA估计算法

浅海波导由于海底海面边界以及不均匀散射体的存在,使得其中声传播极其复杂,对信号处理造成了严重的干扰.本文针对浅海复杂环境下的多途效应对目标波达方向(Direction of Arrival, DOA)估计的不利影响,提出了一种基于时反-压缩感知(Time Reversal-Compressive Sensing, TR-CS)的目标DOA估计算法.该算法针对利用压缩感知(Compressive Sensing, CS)理论进行DOA估计时浅海多径对信道稀疏性的干扰,引入时间反转(Time Reversal, TR)理论对信号进行预处理,将时反处理后的信号再次送入信道,建立了基于时间反转理论的浅海目标DOA估计模型,利用时间反转理论的空时聚焦特性实现了对多途畸变的修正,并且以多径数目作为环境复杂度的度量,在不同复杂度环境下验证了该算法的有效性,最后分析了不同快拍数下该算法的性能.仿真结果表明:在低信噪比、小快拍的浅海条件下,时间反转理论的引入通过对接收信号的再次处理,虽然对计算量提出了要求,但是明显抑制了旁瓣杂波,提高了信道的稀疏性及阵列接收信号的信噪比,改善了复杂浅海环境下的DOA估计性能,并且在多途效应越为严重的环境中,性能提高越为明显.     

有色噪声背景下多径信号的二维DOA和极化参数同时估计算法

基于有色噪声背景下的电磁矢量传感器阵列,提出一种宽带多径循环平稳信号的二维波达方向和极化参数的同时估计算法。该算法充分利用信号的循环平稳特性,不仅解决了宽带多径信号的二维波达方向估计问题,而且具有选择估计信号波达方向的能力。该方法能够抑制有色噪声和宽带干扰的影响。计算机仿真验证了所提方法的有效性。     

冲击噪声环境下的快速DOA估计

目前已存在着一些适用于冲击噪声环境的稳健性DOA算法,但它们的计算量仍然较大.为了解决这一问题,对冲击噪声环境下的快速DOA估计进行了研究,并提出了一种新的分数低阶算法.新算法的原理是利用分数低阶矩阵的数据来直接构造与更新C的信号子空间.根据理论分析可知,由于新算法避免了计算量级为O(q3)(q为天线阵元数)的特征分解,其计算量级仅为O(Mq2)(M为信号数),因此它与现有算法相比,计算量更小并能更快速地估计DOA.计算机仿真证实在相同条件下,当子空间更新次数不小于2时,新算法有着与现有算法近似一致的DOA估计性能.     

智能天线中平面阵列的波达方向估计的研究

研究智能天线中平面阵列的波达方向估计．以等距线阵为基础,把每一线阵作为平面阵列的一个子线阵,信号在不同子线阵上形成的波达方向估计就构成平面阵列的波达方向估计．提出采用MUSIC算法来实现平面阵列波达方向估计的方法．阵元数目的增加,很大程度上提高了方向估计的准确性．文中模拟了现实的无线环境,在相同噪声情况下,讨论不同数目的入射信号对平面阵列的波达方向估计的影响,并在不同噪声情况下,通过多次实验得到噪声与入射角度分辨率的关系．     

DS-UWB信号DOA的估计方法

到达角估计是直接序列超宽带系统的关键技术之一。传统的到达角估计方法都基于窄带信号,不能直接应用在该系统。针对该问题,提出了一种基于四阶累积量的到达角估计方法。该方法建立在直接序列超宽带系统阵列信号的频域模型。仿真结果表明该算法有效易行,能准确估计直接序列超宽带信号的到达角。     

一种新的波达估计方法

分析了目前常用的波达角估计算法,研究了等距线阵和圆阵的特点,指出其存在关于横轴镜像对称信号源的空间模糊性,利用等距T型阵克服了这一困难。提出了一种新的基于训练序列波角达估计新算法,新算法基于如下假设:各个信号源的训练序列互相正交,并且各个信号源都是幅度为1的恒模信号。该文给出了新算法的数学推导过程,得到一个简单的波达角估计公式。应用Matlab对新算法进行了仿真,仿真结果表明新算法能够快速、精确地估计波达方向。     

一种强干扰条件下阵列天线波达方向估计方法

为解决强干扰条件下阵列天线的波达方向估计问题,定义了保向正交性和特征波束的概念,证明了信源同时满足功率差和角度差较大条件时,所对应的特征矢量具有保向正交性,提出了一种基于干扰特征矢量剔除的波达方向估计算法．最后,通过计算机仿真,验证了所提算法在强干扰条件下比干扰阻塞算法有更高的估计性能．     

相干分布式目标一维波达方向搜索迭代估计方法

在信号源角分布函数具体的数学形式未知的情况下,基于角分布函数共轭对称性约束条件,提出了一种相干分布式目标一维波达方向搜索迭代估计方法,该方法不用多维参数搜索,并适用于角信号分布函数形式不同的分布式目标同时存在的情况。     

声矢量阵快速子空间方位估计算法

针对声矢量阵高分辨方位估计算法运算量大的问题,基于声压振速联合信息处理,提出了一种快速的声矢量阵高分辨方位估计算法．该算法选择参考阵元的电子旋转矢量作为期望信号,运用多级维纳滤波器(MSWF)对信号子空间进行快速估计,不需要计算声矢量阵的互协方差矩阵,不用进行特征值分解,从而大大缩减了计算量．另外,该算法基于矢量传感器声压与振速的相干性原理,充分利用了声压振速组合抗干扰能力,有效抑制了各向同性噪声．理论分析和计算机仿真表明,该算法在拥有良好DOA估计性能的同时,大大减小计算量．     

联合DOA估计与主波束形成的干扰抑制方法

为克服测距仪(DME)发射的高强度脉冲信号干扰L频段数字航空通信系统1(L-DACS1)OFDM接收机的问题,提出联合DOA估计与主波束形成的干扰抑制方法.首先接收机通过波达方向矩阵算法估计接收信号来向;然后基于信号来向通过线性约束最小方差波束形成算法提取各个方向信号;随后通过频域功率与时域功率比较算法分辨各来向信号的类型;最后输出OFDM直射径信号.仿真结果表明:该方法可显著克服DME与OFDM散射径信号干扰,提高L-DACS1系统链路传输的可靠性.     

恒模信号波达方向和阵列天线互耦系数的联合估计算法

提出了1种针对恒模信号的波达方向和阵列天线互耦系数的联合估计算法。新算法不需要方位已知的辅助校正源,可以在线完成实际信源的方位估计。仿真结果证明了新算法的估计精度取决于信源的信噪比、方位组合和快拍数等因素。     

基于DOA估计的CDMA智能天线系统

CDMA信号经解扩后,采用传统高分辨率算法MUSIC和ESPRIT,估计信号的DOA方向。然后,用阵列响应矢量作为加权系数,保证基站接收到最大的信号能量．通过仿真,研究了这一系统在移动通信环境下的性能,包括信道衰落、信号角度扩散及同频干扰用户等对DOA估计的影响,仿真结果表明：DOA估计误差和误码率与信号衰落、信号角度扩散及同频干扰用户等有密切关系。     

基于两垂直方向虚拟平移的波达方向判定算法

提出了一种针对均匀圆阵接收信号波达方向(direction of arrival,DOA)判定的算法,该算法相对于其他算法,更能充分利用信号中的有用信息,达到提高算法判定精度的目的.算法将接收信号数学模型在Z轴和X轴方向分别进行虚拟平移,通过模式激励,构造出两个包含接收信号DOA信息的满秩Toeplitz矩阵,达到相干信号解相干的目的.先后根据Z轴、X轴方向旋转因子特性的不同,先得出信号俯仰角的估计值,再得出方位角的估计值,完成二维波达方向的判定.仿真结果验证了该算法对于相干信号DOA判定的正确性,而且对于强相干和低信噪比的入射信号DOA也能有效区分和判定.     

基于改进MUSIC算法的二维DOA估计方法

提出了一种改进的二维MUSIC算法,该算法通过重构阵列接收数据协方差矩阵来降低入射信号源间的相关性,抑制信号子空间向噪声子空间的扩散,从而解决用MUSIC算法估计相干信号源到达方向(DOA)时的漏估计问题.该方法不仅对相关信号源的DOA估计有好的特性,也可以提高非相关信号源的DOA估计特性,而且计算量也没有大的增加.仿真试验证明了改进算法的有效性.     

非均匀天线阵的超分辨测向

提出了一种基于非均匀天线阵的超分辨测向算法。该算法利用了数字波束形成技术（DBF）,因而设备简单,适应性强。为实现超分辨测向,算法基于Gram-Schmidt正交（GSO）网络,将干扰对消的原理用于信号的方向自适应定位。算法可同时估计波达方向及信源个数,不需预先知道或估计信源数,而且算法简单,便于硬件实现。仿真结果表明,算法可实现超分辨测向,而且在一定条件下,测向精度可分辨率优于MUSIC算法。     

色噪声下圆阵的全加权MUSIC算法

针对色噪声下多重信号分类(Mutiple Signal Classification,MUSIC)算法方位估计的不准确问题,提出一种预处理修正的全加权MUSIC算法。该算法利用估计的噪声相关矩阵对圆阵接收数据进行预处理后即可消除色噪声对方位估计的影响,然后应用修正的全加权MUSIC算法,在不需要知道信源数目的条件下就可实现目标的准确估计。仿真结果证实该方法有效。     

基于矢量阵的自初始化MUSIC方位估计算法

MUSIC空间谱估计突破了常规波束形成中的锐利限,能够对目标进行高精度方位估计.探讨了MUSIC算法在矢量阵上的应用,给出了矢量线阵MUSIC噪声子空间谱估计表达式,利用单个矢量阵元的阵簇估计提供的初始参数,对MUSIC噪声子空间谱进行迭代搜索谱峰实现目标的方位估计,用以提高目标方位估计的精度.对单目标和双目标方位估计进行了仿真研究,在文中的仿真条件下,当满足信噪比大于5dB的条件时,可对目标方位进行较好估计.研究结果表明,通过单个矢量阵元阵簇得出的目标方位估计精度较差,而迭代搜索MUSIC谱峰方法提高了方位估计精度.     

An effective DOA method via virtual array transformation

A new DOA estimation method is presented for the virtual array transformation and the improved spatial smoothing algorithm. The new method not only overcomes the weakness of the ambiguity of DOA estimation of arbitrary array, but also improves the abilities of resolution and de-correlation. It is proven to be effective by theoretical analyses and computer simulations. What is more, the method can improve the estimation and resolution of DOA under the condition of sparse practical array.     

基于盲信号分离的分布式目标DOA估计方法

在分布函数未知或数学形式不同的分布式目标同时存在的情况下,研究了一种基于盲信号分离的相干分布式目标一维搜索DOA估计方法。仿真实验结果表明,这种分布式目标DOA估计方法具有分布参数门限现象,DOA估计性能对其他信号源的分布参数不敏感。     

基于nested阵列的高分辨DOA估计

针对nested阵列对邻近信号的分辨力受信噪比和快拍数等因素限制的问题,提出了基于nested阵列的加权子空间平滑M USIC算法.该算法对协方差矩阵向量化以提高整个阵列的自由度,使用空间平滑恢复新接收数据矢量阵的秩,采用校正的噪声特征值对噪声子空间进行加权,并对信号子空间进行空间谱合成,得到新算法的空间谱函数.通过搜索空间谱函数极大值实现DOA估计.结果表明,该算法在低信噪比及小快拍数条件下,对间隔较近的信号具有高分辨力.