信号相关性与修正MUSIC算法二维波达方向估计

实际环境中相干信号源是普遍存在的,但传统的多信号分类(MUSIC)二维测向算法不能处理相干信号的问题,为此,采用修正MUSIC(MMUSIC)算法进行二维波达方向(DOA)估计,将修正MMUSIC算法的应用范围由一维的均匀线阵(ULA)扩展到二维中心对称阵,并理论推导出MMUSIC算法的测向性能与信号相差的余弦值呈反比。仿真实验中,二维MMUSIC对相隔4°以上两相干信号的分辨概率能够达到90%以上。     

宽带信号波达方向估计算法的研究

相干信号子空间方法(CSM)一直是宽带信号波达方位(DOA)估计的研究热点.首先建立了宽带阵列信号处理的模型,在此基础上,分析了宽带高分辨方位估计在不同聚焦矩阵下的几种CSM算法.进行了计算机仿真试验,在理论上分析和比较了各种方法的性能,验证了宽带DOA估计算法的有效性.仿真结果表明,CSM方法具有良好的分辨性能,在低信噪比的条件下仍具有一定的分辨能力,但是需要进行方向的预估.     

单快拍二维波达方向估计算法

在双平行均匀线阵的基础上,提出了一种利用单快拍数据进行二维波达方向估计的算法.该算法利用单次快拍数据构造出两个具有特定关系的矩阵,再构造一个波达方向矩阵,根据该矩阵的特征值和特征向量,可以估计出入射信号的二维波达方向.该算法无需多项式搜索和参数的配对过程,计算量小,且不论信号源的相关性如何都同样适用.因此,该算法适合于瞬时信号和快速运动信号的波达方向估计.     

基于离散多项式变换的宽带线性调频信号波达方向估计

为了解决宽带信号处理的问题,研究了一种宽带线性调频(LFM)信号的波达方向(DOA)估计方法。该方法采用离散多项式变换(DPT)将宽带的LFM信号变换成窄带的,经过变换后,即变换为单个正弦信号和新的噪声。这样可将时变的方向向量转化为时不变的方向向量,再采用常规的窄带信号处理方法--多信号分类(MUSIC)算法,对信号的波达方向进行估计。理论分析和仿真结果表明,该方法能够精确地估计信号的波达方向;不仅计算量小,易于实现,而且估计性能好。     

DSP实现CDMA信号波达方向与多径时延联合估计

本文针对CDMA系统,提出使用DSP器件ADSP21160实现对感兴趣用户的波达方向和多径时延进行联合估计的算法.该算法是对传统MUSIC方法的推广与变形,克服了要求接收信号数小于阵元数的局限,能有效估计时延不同、波达方向相差很小的多径信号的参数.     

DSP实现CDMA信号波达方向与多径时延联合估计

本文针对CDMA系统,提出使用DSP器件ADSP21160实现对感兴趣用户的波达方向和多径时延进行联合估计的算法。该算法是对传统MUSIC方法的推广与变形,克服了要求接收信号数小于阵元数的局限,能有效估计时延不同、波达方向相差很小的多径信号的参数。     

一种估计多用户多径信号DOA的改进方法

Cardoso于1989年提出了一种盲源分离方法。本文将这种方法加以推广， 使其可以适用于阵元数多于用户数的情况。同时，本文还根据推广的Cardoso方法计算出的方向矢量，利用前后向线性预测方法估计信号的到达角。该方法不但可以估计独立信号的到达角，而且可以对多径信号进行处理。此方法所能估计的信号个数要远远多于MUSIC算法，计算量较MUSIC算法少，而且本方法可以在较低的信噪比下估计出正确的结果。     

基于波达方向的Steiner多天线信道估计算法

针对多天线OFDM系统中时域信道训练符号采用非正化的数字序列 而导致其矩阵求逆运算计算复杂度高的问题,采用多用户CDMA系统上行链路的信道训练符号设计方法,提出了多天线Steiner信道估计方法。该方法通过时域途径设计的训练符号,使所有发射天线的训练符号矩阵成为一个循环矩阵,从而接收机可用离散傅立叶变换矩阵进行对角化,避免了信道估计矩阵求逆运算。同时,根据Steiner初始信道估计分离出每条路径的有用信息,再用每条路径的空间冲激响应来估计该路径信号的波达方向(Direction of Arrival,DOA),去除天线间接收信号的相干性,有效地利用空间信息提高Steiner信道估计的精度。实验结果表明,通过估计接收信号在每个接收天线上的波达方向角,基于波达方向的Steiner估计算法,在QPSK调制模式下获得了近0.5dB的性能提升,而在16QAM调制方式下可获得近2dB的信噪比增益。     

低复杂度二维相干分布源解耦波达方向估计方法

现有的二维相干分布源波达方向估计算法都需要一维或多维搜索,算法复杂度高,而且大部分算法都针对分布源特定的角信号分布函数设计,当分布源角信号分布函数未知或不同分布的分布源共同存在时,算法性能将严重恶化.文中利用双均匀线阵,给出了一种无需搜索的低复杂度二维相干分布源波达方向解耦估计方法及参数配对方法,适用于分布源角信号分布函数未知及不同分布的分布源共同存在的情况.仿真结果验证了算法的有效性.     

基于数据矩阵的多个窄带信号频率和波达方向同时估计

以矩阵奇异值分解的性能研究为基础,针对等矩线阵提出了一种多个窄带信号波达方向和频率的同时估计方法。该方法用采集到的数据矩阵在最小二乘意义下低秩近似无噪数据矩阵,并根据信号的窄带假设构造了可用ESPRIT型方法求解待测参数的矩阵结构,频率和方向可自动配对,计算量较小。计算机模拟实验证实了该方法所作近似的有效性,显示了其高分辨率特性和在短数据条件下的鲁棒性。     

一种改进的信号子空间聚焦宽带DOA估计算法

信号子空间聚焦（FSS）算法可实现宽带相干信号的波达方向（DOA）估计,但其在短快拍条件下存在估计精度差、分辨率低的问题。提出一种改进的信号子空间聚焦（MFSS）算法。根据波长间隔与阵元间距的匹配度选取最佳参考频点及子频带,通过Hankel矩阵奇异值分解重构子频带的协方差矩阵,并利用信号子空间聚焦法构造聚焦协方差矩阵,使用Root-正交传播算子实现DOA估计。实验结果表明,相比FSS、MTOPS、LR-MUSIC算法,MFSS算法复杂度较低,能够有效提高估计精度和速度。     

一种相干信号DOA估计的新方法研究

针对自适应阵列信号处理中的关键问题之一波达方向(DOA)估计,首先介绍了阵列信号处理中DOA估计的一般处理方法,如先对信号进行解相干处理后用经典MUSIC算法进行估计,然后给出了一种用于相干信号DOA估计的基于扩展卡尔曼滤波理论的新方法,并通过详细理论分析与一般的相干信号DOA估计的处理方法比较表明,不依赖于输入信号的协方差矩阵的特征值属性,能够利用较少的阵元对相干信号DOA和功率同时进行准确估计,仿真效果良好,证明有实用性,对自适应阵列信号处理中对相干信号干扰的研究有一定意义.     

相参脉冲串多普勒频率变化率估计算法

给出了一种新的利用相参脉冲串进行多普勒频率变化率估计的算法,选取准最佳算法估计频率,减小了频率估计误差.对各脉冲进行脉内相关积累,将相参脉冲串变换成一个新的线性调频信号序列.该序列的样本点数是脉冲个数、采样间隔是脉冲重复周期、调频斜率是多普勒频率变化率、信噪比提高为输入信噪比的N倍(N是脉内采样点数).因此,可以在较低的信噪比条件下精确估计多普勒频率变化率.仿真结果表明,该算法能在比现有算法更低的信噪比条件下精确估计多普勒频率变化率,其性能接近相参脉冲串多普勒频率变化率估计的克拉美-罗限.     

一种新的宽带DOA估计自聚焦算法

具有较高精度的宽带信号波达方向（DOA）快速估计算法是其实用化所要解决的重要问题。提出了一种新的相干子空间（CSM）类宽带DOA估计自聚焦算法。算法利用子空间投影变换将信号分离后分别处理,通过不断更新聚焦方向实现自聚焦。与已有算法相比,不受DOA初始值的影响,有更小的聚焦误差;不同目标在聚焦矩阵更新过程中无需再做奇异值分解,有较低的实时计算量。仿真实验表明,算法以较小的计算代价实现了近乎最优的聚焦性能,有较高的DOA估计精度。     

互耦效应下多组相干源的波达方位估计算法

对于实际环境中存在的多径现象和阵元间的互耦效应,提出一种互耦效应下针对相干源的波达方向估计算法。首先,通过波达方向矩阵法利用二阶矩求出互耦效应下的广义导向矢量;然后对广义导向矢量进行 子空间平滑,通过矩阵变换得到一个线性约束下的规划问题,实现相干源方位和互耦系数的级联估计。该算法只需利用二阶矩求得广义导向矢量,相比常规的四阶累积量方法,减少了计算量;本文算法在解互耦和解相干过程中都没有损失阵列孔径,极大提高了阵元利用效率。计算机仿真结果验证了该算法的有效性。     

基于广义相位平滑的矢量阵列波达方向估计

研究如何利用信号的非圆性提高声矢量阵列信号波达方向(Directon of arrival,DOA)估计的精度.提出通过广义相位平滑预处理提高多重信号分类(Multiple signal classification,MUSIC)DOA估计方法特征子空间对数据协方差矩阵扰动的鲁棒性.该法适用于任意中心对称声矢量阵列,且无需子阵划分,不存在孔径损失,并可完成两个多径信号的解相干.仿真结果表明,广义相位平滑处理可明显改善恶劣条件下(低信噪比,小快拍教)基于MUSIC的非圆信号DOA估计精度.     

一种附加约束的ESPRIT测向方法

经典旋转不变技术（ESPRIT）算法测向估计性能在大多理论情况下接近于克拉美罗下界,且其在计算量方面要明显优于多信号分类算法（MUSIC）。本文首先论述了经典ESPRIT方法,描述了广义特征值分布在单位圆附近的实际工程应用情况,并提出了一种将广义特征值附加约束在单位圆上的修正ESPRIT算法。理论分析和仿真实验表明,该算法同经典的ESPRIT算法相比,当阵列存在几何误差的情况下,可明显改善测向估计的性能。     

基于混合型MUSIC算法对相干信源DOA估计

在实际通信环境中,由于传播环境的复杂性使空间中存在大量的相干信号,从而导致信源协方差矩阵的秩亏缺。为使得矩阵的秩恢复到等于信号源数并解决相干信源波达方向（direction of arrival ,DOA）估计问题,提出了一种混合型MUSIC算法。该算法通过前后向空间平滑技术对天线阵列进行预处理,并将得到的新协方差矢量矩阵应用于改进的IMUSIC算法进行信号数据处理分析,得到相干信号的DOA角度估计。仿真结果表明,在信噪比低的情况下,信号间隔很小且存在相关信号时,混合型MUSIC算法能准确地估计出信源的DOA,验证了该算法的高分辨率和高性能。     

DOA和频率联合估计高分辨算法

提出了一种基于双L型阵列结构针对空间非相干多个窄带信号源的中心频率、方位角和俯仰角三维参数的联合估计方法.该方法首先利用阵列接收数据构造时空矩阵,进而对时空矩阵进行特征分解,信号的三维参数由特征值和对应的特征向量直接得到.该方法不需要进行谱峰搜索,运算量小,可实现频率、方位角和俯仰角的同时估计与自动配对,具有较高的分辨率,同时解决了角度兼并问题,在无线电通信领域有很好的应用前景.给出的计算机仿真结果证明了该方法的有效性.     

一种基于实值化技术的循环平稳DOA算法

针对EC—MUSIC算法的高维复矩阵计算量大、硬件实现成本高等缺点,提出一种基于实值化技术的循环平稳DOA算法．重新构造了具有中心厄尔米特性质的高维矩阵,将复数矩阵映射成实数矩阵进行处理,不仅具有信号选择特性,提高了算法性能,而且降低了算法的计算量,有利于算法实用化和通信产品小型化．仿真结果验证了所提出算法的有效性。