基于中值滤波预处理的强冲击噪声背景测向方法

冲击噪声环境下的测向算法大多基于分数低阶统计量,其不仅计算复杂度较高,而且对强冲击噪声的适应性也较差.通过对冲击噪声的分布特性进行研究和分析,利用其冲击成分出现概率相对较低且具有随机性的特点,提出了基于中值滤波的测向新方法,并推导了冲击噪声背景测向的克拉美罗界.首先,引入中值滤波方法对阵列接收数据进行平滑处理,滤除冲击噪声,并提出了针对强冲击噪声的改进方法,然后利用传统的二阶矩方法求阵列接收数据协方差矩阵并进行波达方向(Direction Of Arrival,DOA)估计.理论分析和仿真验证结果表明:所提方法处理过程简单,对低信噪比和强冲击噪声情况下的测向性能有很大的改善和提高.     

基于分数阶矩的测向算法研究

在SαS噪声环境中基于阵列输出信号分数阶矩的TLS-ESPRIT测向算法，该算法在保持了原TLS-ESPRIT算法无需谱峰搜索，计算量和存储量小等优点的基础上，对加性SαS噪声有较好的抑制作用，扩展了ESPRIT算法的信号模型和应用环境，计算机仿真验证了该算法的何行性和有效性。     

冲击噪声背景下相干信源DOA估计方法研究

研究了冲击噪声环境下相干信源波达方向(DOA)估计问题.在对称α稳定分布冲击噪声假设下,基于共变和分数低阶矩的MUSIC(即ROC-MUSIC和FLOM-MUSIC)方法不能用于相干信源DOA估计.本文首次将空间平滑思想应用于共变系数矩阵和分数低阶矩矩阵中,定义了新的前后向平滑共变系数矩阵和前后向平滑分数低阶矩矩阵,提出了两种新的适用于冲击噪声环境的相干信源DOA估计方法:基于前后向平滑共变系数矩阵的空间平滑(ROC-SS)算法和基于前后向平滑分数低阶矩矩阵的空间平滑(FLOM-SS)算法.理论分析表明,可以通过前后向平滑共变系数矩阵和前后向平滑分数低阶矩矩阵的特征分解来估计噪声子空间,从而实现对相干信源的DOA估计.论文还对提出的ROC-SS算法和FLOM-SS算法进行了性能对比分析.计算机仿真结果证明了ROC-SS算法和FLOM-SS算法的有效性和正确性.     

冲击噪声背景下相干信号源的DOA估计方法

针对冲击噪声背景下相干信号源的波达方向(Direction of Arrival,DOA)估计问题,提出一种基于时延分数低阶矩的分组解相干算法——FLOM-TDD(Fractional Lower Order Moment Time Delay Decorrelation)。首先基于两个时延不同的分数低阶矩矩阵,利用DOA矩阵方法得到每组相干源的广义导向矢量;然后根据多径衰减的特征,对每组相干源进行时域解相干,得到相干源的波达方向估计。该方法适用于冲击噪声背景下的波达方向估计而且可以估计大于阵元数目的相干源,计算机仿真分析验证了算法的性能优势。     

冲激噪声背景下基于幅度预处理的测向新方法

冲激噪声环境下的测向算法大多基于分数低阶统计量提出的,其计算复杂度相对传统的二阶矩测向算法大大增加.通过对冲激噪声幅值特征进行分析,分别提出基于阵列接收数据幅度均值和中值进行幅度预处理的测向新方法.两种方法都是利用了冲激噪声分布的统计特性,首先根据阵列接收数据估计出幅值门限,然后对阵列接收数据进行幅度预处理,可以有效抑制噪声的冲激特性,从而可以利用传统的二阶矩类测向算法进行波达方向估计.理论分析和实验仿真结果表明,两种方法均处理简便,计算复杂度低,无需估计先验参数;基于中值的幅度预处理方法更是具有估计精度优良,对低信噪比时的测向性能有较大改善,且适用于强冲激噪声环境等优点.     

冲击噪声下基于矩阵预处理的稀疏重构DoA估计

针对冲击噪声下用稀疏重构的方法不能准确估计波达方向的问题,该文提出基于多项式矩阵预处理的稀疏重构的波达方向(DoA)估计方法。由于冲击噪声的二阶矩不存在,基于二阶矩估计的子空间类算法和稀疏重构类算法不能有效估计出波达方向,且不能很好地处理相干信源。为了解决这个问题,采用多项式预处理技术对接收信号的自相关函数和方向矢量进行预处理,并在此基础上利用稀疏重构技术进行DoA估计。多项式预处理可以缩小矩阵的奇异值分布,使得反映噪声能量的奇异值分布更加明显,从而有利于减小冲击噪声的影响。仿真结果表明,算法在冲击噪声环境下能准确稳定地估计出两种信源的波达方向,尤其是在冲击噪声较强的情况下表现出灵敏度高、鲁棒性好的优点。     

基于ESPRIT宽带信号测向技术研究

研究了基于ESPRIT宽带信号测向技术,采用信号子空间变换方法分别对2个平移矩阵聚焦处理,并利用窄带ESPRIT测向方法计算出来波方向,提出利用ESPRIT与聚焦处理相结合测向的方法,解决了ESPRIT宽带信号测向精度差问题。通过聚焦处理有效抑制噪声,提高信噪比,从而获得高精度、高分辨率的渐进无偏估计信号方向。计算机仿真验证了算法的有效性。     

基于Screened Ratio原理的冲击噪声环境下DOA估计算法

该文提出了一种冲击噪声环境中DOA估计的算法。算法首先根据Screened ratio原理构造阵列信号的相关矩阵,然后利用MUSIC算法实现DOA估计。与基于分数低阶矩(FLOM)的算法相比,该文算法不需要选择FLOM参数p。计算机仿真表明该文算法在冲击噪声环境下具有更佳的稳定性和估计精度。     

用于非圆信号二维测向的扩展Root-MUSIC算法

利用双平行线阵的阵列结构,提出了用于非圆信号二维测向的扩展root-MUSIC(ERM)算法.ERM算法估计得到的俯仰角与方位角一一对应,自动配对,无需搜索,其可测向信号数大于子阵阵元数,方位测角精度优于同样基于双平|亍线阵的二维测向波达方向矩阵法(DOAM),俯仰测角精度在低信噪比下优于DOAM算法,俯仰角兼并时算法仍有效.     

一种冲击噪声环境下的最优波束形成算法

针对冲击噪声（包括所有对称α稳定分布噪声）环境下一般未知噪声统计特性,提出了一种最小几何功率无失真响应波束形成算法。该算法利用求取有限对数矩时无需噪声统计特性的特点,用对数矩代替二阶矩在约束期望信号增益为1的条件下使快拍信号的几何功率最小,最终使输出信号能达到更高的几何信干噪比。并通过一种新的迭代的方法得到最优权向量。仿真实验证明了该算法的有效性。     

稳定分布噪声下基于粒子滤波的多径时变信道盲均衡算法

提出了一种基于粒子滤波的多径时变信道盲均衡算法,并在此基础上进行扩展,提出了一种基于延迟抽样的盲均衡算法。新算法的贡献可总结为：推导出对称α稳定分布（SαS）噪声下对传输码元进行最大后验估计的盲贯序算法;对SαS分布噪声进行高斯近似并递推出信道及噪声未知参数的联合后验分布。仿真结果表明,所提出的算法是有效的,特别是在较强脉冲噪声情况下要优于其他算法。     

脉冲噪声环境下基于矩阵差分的远近场混合源定位

为了提高脉冲噪声环境下基于二阶协方差矩阵差分（COV-MD）的远近场混合源定位算法的估计性能,本文提出了基于分数低阶协方差矩阵差分（FLOC-MD）和基于压缩变换协方差矩阵差分（CTC-MD）的远近场混合源定位算法。所提出的算法首先利用一维MUSIC谱峰搜索获得远场源信号的方位角估计,然后利用矩阵差分法实现远近场信号源的分离得到扩展的近场源分数低阶协方差矩阵（或压缩变换协方差矩阵）,最后在利用类旋转不变方法（ESPRIT-Like）估计得到的近场源方位角的基础上,再次利用一维MUSIC谱峰搜索获得近场源距离的估计。计算机仿真结果表明:CTC-MD算法和FLOC-MD算法在强脉冲和低信噪比情况下的估计性能都要明显优于COV-MD算法和其他基于二阶统计量的远近场混合源定位算法,同时CTC-MD算法的性能要好于FLOC-MD算法并且不依赖于脉冲噪声的先验信息。      

广义复相关熵与相干分布式非圆信号DOA估计

针对相干分布式非圆信号参数估计算法在脉冲噪声环境下性能退化的问题,本文提出了广义复相关熵的概念,并给出了基于广义复相关熵的相干分布式非圆信号DOA（Direction of Arrival）估计方法。该算法首先由分布式信源模型获得入射信号的阵列输出信号,利用信号的非圆特性得到扩展阵列输出信号,再通过扩展阵列输出信号的广义复相关熵矩阵获取信号子空间,避开了传统二阶统计量算法在脉冲噪声下不适应的问题,最后由信号子空间旋转不变特性得到信号的中心波达方向角度。仿真实验结果表明,在Alpha稳定分布噪声条件下,与传统算法相比,本文所提算法具有更好的性能。      

脉冲噪声下基于相关熵的相干分布源DOA估计新方法

针对复杂电磁环境下被动无线监测定位问题,该文提出广义相关熵的概念,推导了广义相关熵的性质,用以抑制阵列输出信号中的脉冲噪声。为了实现脉冲噪声环境下相干分布源中心DOA和扩散角的联合估计,提出基于广义相关熵的DOA估计新方法,并证明了该方法的有界性。为进一步提升算法的鲁棒性,推导了一种仅依赖阵列输出信号的自适应核函数。仿真结果表明,该算法能够实现脉冲噪声环境下相干分布源参数的联合估计,相比已有算法,具有更高的估计精度和鲁棒性。     

脉冲噪声中的盲源分离方法

盲源分离的目的在于只利用接收数据把被瞬时线性混合的源信号恢复出来,该文讨论的是一种在复各向同性的SS噪声中的盲源分离方法,SS过程能够很好地描述许多具有冲激特性的信号和噪声,但其二阶和高阶统计量是不存在的,所以首先用基于子空间逼近和白化的方法对观测数据进行处理,然后利用特征矩阵近似联合对角化方法来估计源信号和混合矩阵。仿真结果说明该方法具有良好的性能。     

无限方差噪声环境下的分数低阶空间时频盲源分离

对脉冲噪声α稳定分布环境下的时频分布进行了研究,改进了适合α稳定分布信号或强脉冲噪声环境的分数低阶时频分布方法,用分数低阶空间时频矩阵代替空间时频矩阵,基于时频盲分离算法提出了一种改进的分数低阶空间时频盲源分离算法,并归纳了算法步骤。通过对FLO-TF-UBSS算法和已有的TF-UBSS算法及MD-BSS算法进行详细比较,仿真结果表明,所提出的FLO-TF-UBSS算法有效的降低了信号的均方误差（MSE）,能较好的对α稳定分布噪声环境下的非平稳信号进行盲分离,并实现了对实际的稳定分布舰船信号的盲提取,性能优于已有TF-UBSS算法和MD-BSS算法,且具有一定的韧性。      

浅海非高斯噪声下基于变分贝叶斯推断的波达角估计

传统基于高斯统计特性的波达角(DOA)估计方法在高斯背景噪声中可以获得较好的估计性能,然而受脉冲噪声影响的浅海环境噪声不再服从高斯分布,若直接利用传统波达角估计方法会引入较大误差。为提升非高斯噪声环境下的波达角估计性能,该文提出一种浅海非高斯噪声下的基于变分贝叶斯推断的波达角估计方法。首先利用信号与脉冲噪声的稀疏性构建多测量向量稀疏信号恢复(SSR)模型;其次,考虑信号的共稀疏特性与脉冲噪声的独立稀疏性,构建层次化贝叶斯估计框架;然后利用变分贝叶斯推断估计信号与噪声的后验概率估计。稀疏信号模型中考虑离网格误差,利用根稀疏贝叶斯估计实现离网格误差修正,解决离网格误差引起的基失配问题;最后通过迭代更新获得较为精确的波达角估计,同时消除脉冲噪声的影响。仿真结果表明:所提方法在非高斯噪声环境下具有较好的波达角估计性能,同时对于脉冲噪声具有较强的抗干扰特性。     

SαS分布噪声环境下高分辨率二维DOA估计算法及快速实现

本文设计出一种针对脉冲噪声的二维鲁棒高分辨率波达方向（DOA,Direction of Arrival）估计算法,以解决雷达、声纳等无线通信领域中脉冲噪声环境下IAA（Iterative Adaptive Approach）无法准确估计出DOA的问题.该算法中,用最小p阶范数代替WLS（Weighted Least Squares）作为最优化求解的代价函数.此外,根据Toeplitz-Block-Toeplitz（TBT）矩阵性质和FFT简化计算过程,提出该算法的快速实现方法,提高算法的计算效率.该算法在对称α-稳定（SαS,Symmetric Alpha-Stable）分布噪声环境下建模,仿真结果表明：与CRCO-MUSIC（CoRrentropy based COrrelation-MUltiple Signal Classification）算法和MUSIC-FLOM（MUltiple Signal Classification-Fractional Lower-Order Moment）算法相比,二维lp-IAA算法可以在低信噪比、单快拍条件下有效分辨出相邻多目标信号;快速算法可以在保证高分辨率的前提下,算法平均运算时间降低至原来的约1/40.