基于声矢量阵正则相关技术的信源数目估计

将声压阵正则相关技术(CCT)应用到声矢量阵,提出了3种基于声压、振速联合处理的声矢量阵正则相关算法.利用声矢量传感器可以获得更多信息量,避免了CCT算法因子阵划分引起孔径减小问题,同时利用声压、振速联合处理获得额外处理增益.仿真结果表明,与声压阵CCT算法相比,该算法具有更低的信噪比检测门限;在各向异性噪声背景下,其中两种算法性能明显提升.     

一种改进的基于奇异值分解的信源数目估计算法

信源数目估计问题在盲源分离中具有重要的意义。研究了传感器数目大于信源数目时的源数估计问题。首先分析了用奇异值分解法进行信源数目估计的优势与不足,然后提出了一种改进的基于奇异值分解的信源数目估计算法。该算法首先对含噪混合信号进行奇异值分解,然后检测信号分量与噪声分量之间的转折点,将信号分量与噪声分量区分开来,从而得到信号源的数目。实验仿真表明,该算法在低信噪比以及采样点数较少时仍然具有好的性能。     

无需信源数目的相干信号快速方位估计

针对空间平滑MUSIC算法会降低阵列孔径且运算量较大的难题,提出了一种新算法。该算 法通过对矩阵最大特征值对应的特征向量进行矢量重排,可实现不损失阵列孔径的解相干处 理。再利用重构矩阵逆的高阶次幂来逼近真实的噪声子空间,可避免特征分解,降低了运算 量且不需信源先验数目。计算机仿真结果证实了算法的有效性。     

信源数目估计方法的研究

盲信号处理（Blind Signal ProCessing）是近年来信号处理研究的热点之一,＂盲＂是指在没有任何先验信息或者先验信启、不足环境下的假设,因此,该处理方法对环境及信号的应用更加宽泛。盲信源数目是盲分离的首要前提,信源数目的确定更是直接关系到盲分离效果的正确性。本文主要研究了IAC准则,MDL准则和盖式圆准则的盲信源数目估计算法。在不同信噪比情况下,分别对噪声观测信号进行信源数目估计。通过实验证明,盖式圆在含有噪声的情况下,能够相对准确的估计出信源数目,IAC和MDL在低信噪比情况下,不能准确的估计出信源数目。     

未知信源数目的MUSIC算法研究

针对MUSIC算法需要预先确定信号源数目的应用前提，分析了信源数目过估计与欠估计情况下的MUSIC算法性能，提出一种改进算法，仿真结果证明在信源数目有误差的情况下该算法的性能良好。     

基于信源数目估计的超定盲信号分离

针对盲信号分离中信道噪声大、信号分离效果差等问题,在传统主分量分析和特征值分解方法的基础上,提出了一种基于信源数目估计的超定盲信号分离方法。首先,采用主分量分析和最大似然估计方法分别对混合矩阵和噪声协方差进行估计,用于对信道噪声的估计与去除;然后,采用交叉验证法对源信号维数进行估计,实现盲信号分离。为了验证提出算法的分离效果,对轻拖尾与轻拖尾混合信号以及重拖尾与轻拖尾信号混合情况进行仿真实验验证,结果表明该算法具有良好的分离效果。     

基于未知信源数目改进DOA估计的研究

针对智能天线信源数目SH准则和AIC准则算法复杂,具有人为因素干扰,以及传统DOA算法主要针对线阵分析,达不到应有的精度和测量整个空间的目的。首先介绍传统智能算法,阐述了SH准则、AIC准则的原理,同时给出了改进算法模型,以及改进DOA估计的模型。实验结果表明,在白噪声干扰情况下,运用改进准则可以减少人为因素的影响,加快算法速度;改进的DOA估计可以降低白噪声的干扰,在整个空间上对接收信号进行了分析,提高准确率。     

声矢量阵远程定向技术(一)--新的协方差矩阵生成方法

MUSIC等子空间类DOA(direction of arrival)估计算法,以其较高的分辨能力和相对较小的计算量而颇受关注．但如果将其简单引用到声矢量阵中,将矢量传感器(AVS)的振速信息仅仅作为独立的阵元来处理,则并没有充分利用AVS 中声压和振速的相干性,以及由此带来的抗各向同性噪声能力．基于AVS中声压和振速的相干性原理,提出了一种新的声矢量阵协方差矩阵牛成方法．该方法完全利用了AVS的平均声强抗噪原理,具有较强的抗各向同性噪声能力,可将子空间类DOA估计方法与声矢量阵技术更为有效地结合起来,实现远程高分辩DOA估计．理论分析和基于湖试数据的仿真实验证明了新方法的有效性．     

声矢量阵张量分解MUSIC算法

矢量水听器同时、共点测量声场中的声压和振速分量,因此相对于声压水听器能够获取更多的声场信息,多重信号分类算法(MUSIC)是一种具有高分辩能力的方位估计算法,本文对声矢量阵接收信号三阶张量建模,并通过高阶奇异值分解得到信号张量子空间,从而结合MUSIC算法对声源进行方位估计。基于三阶张量奇异值分解得到的信号子空间相比于传统的矩阵奇异值分解得到的信号子空间能够更好地抑制噪声,并且体现了多维数据之间的关联关系,因此方位估计精度更高。计算机仿真结果表明:矢量阵张量分解MUSIC算法性能优于传统矢量阵MUSIC方法。      

圆弧阵中加权子空间拟合算法对目标的估计性能分析

本文以声纳系统中常见的圆弧阵为例，通过将其投影到一条直线上而等效为一线列阵，分析了高分辨的加权子空间拟合算法在圆弧阵中对目标方位的估计性能。计算机仿真结果表明，是否考虑单个技能器的指向性，对算法性能的影响不大。当换能器基阵有一定的声学孔径之后；增加阵元的个数不会明显地改善算法的估计性能，而运算量却大幅度地增长。     

一种未知信源数的高分辨DOA估计算法

众多性能优良的超分辨波达方向(DOA)估计算法通常需要预先判定信源数目,然而,现有的信源数估计算法在有限采样快拍条件下,估计性能随着信噪比的降低而下降,错误概率也相应增加,最终导致DOA估计失败。该文提出一种超分辨的DOA估计算法,此算法不需要预判信源个数和进行特征值分解,同时在时变环境中,针对快拍数较少的情况下,依然保持较高的角度分辨能力,可以被认为是综合了Capon法和MUSIC法的优点。通过对实验数据和实测数据的计算机仿真及性能分析可得,与传统算法相比较,该算法有很好的鲁棒性和可行性。     

多径信号到达角和时延高分辨联合估计算法

本文提出了一种新的高分辨高精度的多径信号到达角和时延联合估计算法.该方法通过对多径信号与参考信号进行相关处理,再根据PRO-ESPRIT算法的思想,实现了DOA(Direction-Of-Arrival)估计;并对相关延迟向量进行变换,从互功率谱相位中提取时延信息,完成了高分辨的TOA(Time-Of-Arrival)估计.最后,本文推导了频域模型下到达角和时延联合估计的Cramer-Rao下界.并将通过仿真对本算法的性能进行了评估.     

Two-Dimensional DOA Estimation of Coherent Sources for Acoustic Vector-Sensor Array Using a Single Snapshot

In this paper, the Doppler shift due to satellite vehicle motion in Global Positioning System (GPS) is investigated via a computational geometric analysis for a stationary GPS receiver, which resides on the surface of the earth. For an in-plane stationary receiver, the Doppler shift is derived as a function of the satellite vehicle’s central angle. For an off-plane stationary receiver, the visible region is calculated as a function of the elevation angle and the Doppler shift is derived as a function of the central angle and of the elevation angle. Also, the difference between the Doppler shift corresponding to an off-plane stationary receiver and the Doppler shift corresponding to an in-plane stationary receiver is calculated.     

波束空间的超分辨测向算法研究

研究了将数字波束形成和超分辨测向相结合的方法。比较了波束形成算法和阵元空间超分辨测向算法的性能，介绍了波束空间MUISC算法的基本原理。仿真证明波束空间的超分辨算法具有计算量小、测向分辨力高和充分利用阵列孔径的特点。     

宽频段高精度信号到达角与极化联合估计算法

针对宽频段信号,提出一种高精度的到达角与极化联合估计算法.本算法采用正交偶极子稀疏均匀L型阵列,该阵列间距大于载波波长.首先通过ESPRIT算法估计出模糊的空间相位差,为解决阵列孔径与角度模糊的问题,利用正交偶极子中包含的方向信息进行解模糊.这种方法不需要损失阵元,而且能提高估计的精度.通过仿真,分析了本方法在不同信噪比下的估计性能、孔径的扩展能力以及在2-18GHz频段范围内的参数估计性能.     

采用单次快拍数据实现相干信号DOA估计

该文针对均匀线性阵列的相干信号DOA估计问题,提出了一种基于单次快拍数据的解相干算法,该算法直接利用快拍数据构造一个Toeplitz矩阵,经理论推导,该Toeplitz矩阵的秩不受信号的相干性影响,仅和入射信号的个数有关,因此对该矩阵进行特征值分解可得到正确的信号子空间和噪声子空间,结合MUSIC,ESPRIT等子空间算法,即可实现对相干信号的DOA估计。数值仿真验证了该算法的有效性。     

时变WOC信道的二阶盲辨识与估计研究

时变及干扰严重是室内光无线通信应用的主要限制.本文引入基于二阶统计量的盲辨识信道估计与去噪策略,对WOC室内信道变化进行自适应跟踪.采用不同的WOC信道作为研究对象,完成了对噪声的估计及信道系数的预测.模拟中对SNR的跟踪范围达30dB,结果证明该方法对信道变化具有适应性.利用该方法对WOC进行改进,可以获得稳定、高效的WOC室内应用系统.     

宽带DOA估计的频域时延补偿算法

针对宽带波达方向（Direction of Arrival,DOA）估计中导向矢量的频率不一致问题,提出一种新算法.首先对搜索方向信号进行时延补偿,使其与法线方向信号具有相同的阵列时延特征,同时将其它方向信号当作噪声处理,然后计算子空间的正交性并将其作为该搜索方向上空间谱值,最后给出快速算法以降低运算量.由于滤波器的群时延值不能任意改变,采用频域方法实现时延补偿.新算法不需要预估信号源数目和DOA初值,且仿真结果表明：在信号源互不相关和功率谱密度分布平坦的前提下,新算法分辨率更高、估计误差更小.     

一种矢量阵波束域高分辨估计方法

MUSIC方法在模型准确的前提下,对波达方向(DOA)的估计能够到达足够精度,但对相隔比较近的小信噪比信号源,MUSIC方法不能估计其DOA.提出了一种基于矢量传感器均匀线列阵的密集波束域MUSIC(DBMUSIC)方法.计算机仿真表明,在低信噪比的条件下,DBMUSIC法的高分辨估计性能得到明显改善,应用前景良好.     

一种改进的MVDR相干信源DOA估计算法

最小方差无失真响应(MVDR)算法是一种经典的波束形成算法,同时也能实现DOA估计,但是其分辨力往往比较低.针对这一不足,提出了一种改进的MVDR相干信源DOA估计算法.该算法首先对阵列接收数据阵进行共轭重排构造出增广数据矩阵,然后利用奇异值分解(SVD)求出增广矩阵的伪逆,再用传统的MVDR算法进行DOA估计.仿真结果表明,与传统的MVDR算法和前后向空间平滑算法相比,在阵元数较少和快拍数较低的情况下,该算法具有更高的DOA估计精度和分辨力,因而是一种很好的相干信号DOA估计算法.