阵列接收宽带信号的建模方法及仿真

总结了窄带信号的定义，对阵列接收窄带信号进行建模，提出三种宽带信号的建模方法，仿真了带宽对MUSIC算法和源个数估计算法的影响，指出了后续研究方向。     

未知信源数的宽带波束域相干源测向算法

对MUSIC算法进行了改进,提出了一种无需估计信源数的宽带波束域相干源测向算法,避免了由于信源数估计不准确以及存在相干源扰动时的测向失效问题,并通过恒定束宽波束形成,在减少测向计算量的同时,对宽带信号进行了空间聚焦,可同时适用于窄带信号和宽带信号测向,大大拓展了MUSIC算法的适应能力,为其在不同领域获得广泛应用扫清了算法上的障碍。仿真结果证实了所提出改进算法的有效性。     

一种快速的宽带相干源DOA估计算法

在现有的投影子空间正交性测试(TOPS)基础上,提出了一种解决宽带相干信源的快速空间谱估计的新方法。该方法通过将窄带快速子空间算法和能量门限算法相结合运用到频域子空间正交性测试算法中,对每个过门限的窄带信号运用窄带快速子空间算法,将共轭重构运用到TOFS算法对宽带相干信号进行目标达到方向(DOA)估计。该算法不需要角度和参考频率的预估计,且去相关处理简单易实现,运算量降低,是一种快速的宽带相干源DOA估计算法。通过计算机仿真结果,验证了该算法在信噪比6 dB以上有较小的均方根误差及较高的分辨概率。     

Kalman滤波下的多信号单通道盲源分离

窄带物联网环境中,接收机收到的信号通常为多路混合信号,对单通道接收来说,利用常规盲源分离方法很难实现混合信号的分离和源信号提取。针对这一问题,本文提出了一种利用Kalman滤波算法进行信号估计,解决单通道盲源分离的方法。该方法利用信号间的时序结构,通过Kalman滤波算法对多信号混合中的源信号不断估计并迭代更新,最终得到分离信号。仿真实验结果表明,该方法能有效估计并分离出源信号。      

模糊函数在宽带近场源ISM及CSM算法中的应用

为了更好地处理宽带近场源非平稳信号,将模糊函数引进到经典的宽带ISM及CSM算法中,提出了AF-ISM及AF-CSM算法。该算法利用了模糊函数在模糊域内能有效滤除干扰逐一处理信号的优势,将信号与噪声、交叉项分离,从而达到对宽带近场源信号各参数进行估计的目的。为了验证算法的优越性,本文对其进行了仿真实验,并对实验结果进行了分析。     

宽带独立信号和相干信号的DOA估计

当独立信号和相干信号共存时,传统四阶累积量方法无法估计出宽带相干信号的来波方向(DOA),针对这个问题提出了一种新方法。该方法首先通过离散傅里叶变换,将宽带阵列接收数据分解为若干个窄带信号,构造出各个窄带频率处的自相关矩阵,再通过MUSIC(Multiple Signal Classification)算法估计出各个窄带信号的DOA,将各个窄带信号的空间谱相加求平均,通过谱峰搜索得到宽带独立信号的DOA;然后分离出独立信号的信息,构造出一个只包含宽带相干信号信息的矩阵,最后通过稀疏重构的方法估计出相干信号的DOA。计算机仿真结果证明该算法的正确性和有效性。     

基于拉普拉斯势函数的欠定盲分离中源数的估计

本文提出了一种新的欠定盲源分离中源信号个数的估计算法,利用稀疏混合信号的特征,引入拉普拉斯势函数,并采用聚类算法来估计其局部最大值,由此得到源信号的个数估计.所提出的算法具有较好的抗噪声性能,对信号的稀疏度要求低.仿真实验结果说明了该算法的有效性.     

基于均匀圆阵的宽带相干LFM信号定位方法

本文提出一种基于均匀圆阵的宽带相干LFM信号定位方法。首先，算法根据LFM信号在分数阶傅里叶域的能量聚焦性，对接收信号做分数阶傅里叶变换，实现宽带信号的窄带化处理；其次，利用圆阵的虚拟轴向平移形成的相位差构造空间平滑矩阵，完成相干信号的解相干处理；最后，对空间平滑矩阵进行奇异值分解得到相邻阵元接收数据的相位差，结合相位差反演参数估计算法得到二维角度参数估计的闭式解。仿真实验验证了算法对宽带相干LFM信号定位的有效性。     

基于空间时频分布的宽带源波达方向估计

研究了空间时频分布在宽带阵列处理中的应用。在信号时频特征可分的情况,提出一种新的时频域宽带DoA估计算法,充分利用信号不同的时频特征,结合宽带聚集思想对每个源单独处理得到多个源的DoA估计。该方法具有很好的信号选择性以及抑制干扰和噪声的能力,估计性能优干传统空间时频分布方法。仿真结果验证了新方法的有效性。     

一种新的宽带信号DOA估计算法

本文针对均匀线性阵列,在正交投影子空间(TOPS)算法的基础上,提出了一种新的宽带非相关和相干信号的DOA估计算法。首先,利用TOPS算法直接估计出宽带非相关信号的DOA;其次,在各个频率点,使用空间差分技术消除非相关信号和噪声的分量,并构造新矩阵;最后,对新矩阵进行空间平滑操作,再利用TOPS算法估计出宽带相干信号的DOA。由于分开估计宽带非相关信号和相干信号的DOA,算法适用于信号个数多于阵元个数的场合。计算机仿真结果证明了算法的有效性。     

基于空间斜投影的宽带多相干组 DOA 估计算法

针对宽带多相干组信号条件下传统的聚焦类算法性能下降的问题,提出一种基于空间斜投影的宽带波达方向(DOA)估计算法。该算法首先利用窄带解相干算法得到初始的DOA估计值,接着通过求解约束最小化问题得到各相干组信号的衰落系数估计值;然后,利用空间斜投影技术将不同的相干组信号分离,并利用聚焦变换将分离的信号聚焦到单一频点处;最后,利用窄带高分辨算法得到最终的DOA估计值。仿真实验表明:与现有的聚焦类算法相比,文中算法具有更好的估计性能,在较低信噪比情况下尤为明显;同时,文中方法对于相关性较低的空间色噪声也有一定适用性。     

改善窄带PLL跟踪性能的电路研究

锁相环可对极低信噪比的信号实现相干接收和解调,是现代通讯不可缺少的部件,由于对输入加性噪声要求它具有窄带特性,而对调制型噪声又要求它有宽带特性,至今皆是根据维纳最佳滤波理论,适当设计滤波器参数折衷处理这种矛盾。本文提出了在锁相环内加入频－相换电路,它可以不增加环路的原有阶数,在保证窄带滤波的同时又可有效的抑制调制型噪声,使其具有更小的相位噪声或失锁概率,实验结果得到了证实。将它应用于锁相接收系统上     

基于数据阵共扼重构的宽带相干源DOA估计算法

提出了一种基于阵列接收数据阵共扼重构的宽带源DOA估计方法。该算法在保持原ISM算法无需构造复杂聚焦阵的基础上，取前后向平滑的特例——子阵长度与阵元数相等，在每一子带对接收数据阵进行共扼重构，在不损失阵列孔径的前提下实现了相干源的DOA估计，并可提高对非相干源的估计性能。仿真结果验证了新方法的有效性。     

窄带信号源数目与波达方向联合估计

基于最小描述长度(MDL)准则和最大似然准则,提出了一种窄带信号源数目与波达方向(DOA)联合估计方法。该方法通过最大似然准则来估计信号源的所有可能波达方向,然后通过MDL准则来估计信号源数目,同时得到DOA。该方法不仅适用于非相干信号源,而且适用于相干信号源,即能抗多径传播干扰。仿真实验验证了他的性能。     

利用空间平滑差分算法进行DOA估计

针对色噪声背景下的相干信源波达方向估计问题,提出了一种空间平滑差分算法。该算法通过对空间平滑矩阵进行差分运算来对消色噪声,并采用PM算法进行方向估计。在去除噪声、减小计算量的同时,可估计较多的信源。由于算法对非相关信源和相关(或相干)信源同时估计,因此减小了算法实际实现的复杂度。计算机仿真结果证明了空间平滑差分算法理论的正确性和有效性。     

宽带压缩感知信号源个数估计算法

基于压缩感知的信号采集系统是目前宽带信号采集的重要发展方向,将其应用于通信侦查或频谱监测等宽带接收任务时,接收信号实际是处于宽带范围内的多个时域重叠的窄带信号,此时多分量压缩感知信号中的信源个数是后续信号处理的关键。本文针对调制信号在双频率平面具有稀疏性和可区分性,提出一种基于重构稀疏循环谱特征的信源个数估计算法。算法以重构误差的变化率作为迭代终止条件,应用改进的正交匹配追踪算法重构混合信号的循环谱,并应用循环谱的对称性实现信源个数估计。仿真表明,算法在-12dB条件下,信源个数估计准确率可以达到99%。      

基于聚焦矩阵的超宽带信号DOA估计

超宽带(UWB-Ultra Wide Bandwidth)通信技术是无线通信中的一个非常有发展前途的技术.基于频域模型的UWB到达角估计方法只能解决非相干源问题,因此提出了一种改进的估计方法.该方法通过构造聚焦矩阵来估计相干源问题.仿真结果表明,该方法有效易行.     

宽带信号源数目和DOA快速估计

宽带信号源数目估计与其波达方向（DOA）估计是紧密相连的。文章综合考虑信号源数目和DOA估计,从减少算法的运算量出发,提出了一种新的宽带信号源数目和DOA快速估计方法。该方法首先利用多级维纳滤波器（MSWF）算法来估计信号子空间,避免了特征分解方法估计信号子空间所需要的大运算量;然后基于信号子空间的旋转不变性,提出了一种新的宽带信号源数目估计快速算法;最后利用信号子空间的旋转不变性来估计DOA,避免了谱峰搜索所需要的大运算量。计算机仿真试验验证了此方法的有效性。