基于信号子空间抽取的DOA估计

本文提出了一种新的DOA(direction of arrival)估计方法,通过对信号子空间进行抽取,形成信号子空间的两个子集,由于两个子集包含有来波方向信息,采用最小二乘算法,能估计出信号的DOA。该方法的分辨性能和LS-ESPRIT算法的性能相当,但运算量比LS-ESPRIT以及MUSIC的要小很多。计算机仿真试验证实了方法的有效性。     

一种波达方向和幅相误差联合估计的改进方法

阵列幅相误差的存在将大大影响波达方向的估计精度,反之在波达方向未知的情况下,幅相误差同样无法精确估计,两者相互耦合。在详细分析两者耦合情况的基础上,从工程应用角度出发,给出了一种改进的幅相误差校正方法。该方法能够在波达方向未知的条件下,精确估计阵列幅相误差,同时给出波达方向。由于仅需一次迭代,该方法的计算量较少,更易实现。仿真数据的处理结果证明了该方法的可行性。     

利用局域子空间投影提高子空间类DOA 估计算法的谱分辨力

本文提出一种新的用于子空间类DOA估计算法的阵列协方差矩阵噪声子空间投影矢量的选取方法——局域子空间投影(LSP).该投影矢量选取方法有利于压低真实信源方位附近,非信源方位对应的谱曲线高度,从而提高子空间类高分辨DOA估计算法的分辨力.LSP算法的估计偏差和信噪比分辨门限明显低于MUSIC算法,而估计方差几乎与MUSIC相同.计算机仿真结果证明了文中对LSP算法性能理论分析的正确性和LSP算法的有效性.     

宽带信号DOA估计处理方法研究

从频域上建立宽带阵列接收信号的模型,引出了2种宽带阵列信号处理的研究方法:非相干信号的处理方法(ISM)和相干信号子空间算法(CSM)。并利用MATLAB仿真软件,模拟远场、等功率、平稳的第三代移动通信手机信号,对2种算法性能进行对比。仿真结果表明,CSM算法相对ISM算法虽然加大了运算复杂度,但是能够更有效分辨出宽带相干信号。     

基于G-S正交的信号子空间宽带聚焦DOA估计算法

提出基于G-S（Gram-Schmidt）正交算法的信号子空间宽带聚焦DOA估计算法。该算法基于G-S正交方法,求得矩阵的信号子空间,并利用局域子空间投影算法（LSP）,构造宽带信号子空间最佳聚焦矩阵。分析表明,该算法不需矩阵特征分解,运算量小于双边变换（TCT）方法,性能优于TCT方法。仿真结果证明了算法的有效性。     

Computationally efficient DOA estimation for coprime linear array: a successive signal subspace fitting algorithm

ABSTRACT

In this paper, direction of arrival (DOA) estimation of multiple signals with coprime array is investigated and signal subspace fitting (SSF) method is linked to the coprime array, which achieves a better DOA estimation performance than the traditional uniform array. While the SSF method requires expensive computational cost in the case of multiple signals due to the multidimensional global angular searching, we propose a successive SSF (S-SSF) algorithm from a computationally efficient perspective. In the proposed algorithm, we employ rotational invariance and coprime property to obtain the initial estimates. Then, via a successive scheme, we transform the traditional multidimensional global angular searching problem into one-dimensional partial angular searching one. Consequently, the computational complexity has been significantly reduced. Specifically, the proposed S-SSF algorithm can obtain almost the same DOA estimation performance as SSF but with remarkably lower complexity. Finally, Cramer-Rao Bound (CRB) is provided and numerical simulations demonstrate the effectiveness of the proposed algorithm.     

加权伪噪声子空间投影的修正MUSIC算法

多重信号分类（multiple signal classification: MUSIC）方法通过计算搜索导向矢量与噪声或信号子空间的距离来估计波达方向,对采样协方差矩阵的依赖性较大。在小快拍或存在强弱临近信号条件下,采样协方差矩阵的估计值与真实值通常存在较大差异,导致估计的噪声或信号子空间发生畸变,严重恶化了MUSIC方法的波达角估计性能。针对该问题,本文提出采用加权伪噪声子空间投影的改进方法（称为wpnMUSIC）。该方法在修正数据相关矩阵的基础上估计与搜索导向矢量对应的伪噪声子空间并利用其在伪噪声子空间的投影值对MUSIC空间谱进行加权处理,在保持子空间处理方法高分辨能力的同时改善了对小快拍和强弱信号的稳健性。理论分析和仿真实验表明本文方法对强弱临近目标的分辨能力优于MUSIC方法。      

相干宽带线性调频信号的波达方向估计新方法

提出了一种相干宽带线性调频(LFM)信号的波达方向(DOA)估计新方法。该方法利用LFM信号在分数阶Fourier域上的解线调特性,构造出新的解线调域阵列数据模型,然后结合传统的矩阵重构解相干以及MUSIC算法实现相干LFM信号的DOA估计。若同时存在多组相干LFM信号入射,则首先在不同的能量聚集域上将各信号组分离,然后逐一进行各组内相干信号的DOA估计。该方法充分地挖掘了观测信号所包含的时频信息,增加了可检测的DOA数目,提高了分辨性能和抗噪声性能。此外,该方法无冗余阵元与孔径损失,且适用于任意流型阵列。仿真结果显示,在DOA估计的均方根误差(RMSE)相同时,与传统方法相比,本方法可获得8dB左右的信噪比增益。     

基于子空间投影的信道阶数盲估计算法

根据联合阶数估计最小二乘平滑算法(J-LSS)中投影误差矩阵的特点,利用其零空间向量形成的特殊矩阵的秩与信道阶数的关系,分别构造2个阶数估计代价函数。将2个代价函数归一化后联合构建成新的代价函数,新的代价函数较使用单一代价函数提升了在低信噪比下的辨识率。仿真结果表明,与传统算法相比,该算法在较低的信噪比和小样本观测数据条件下,有很好的估计性能。     

相干信源条件下的稀疏贝叶斯DOA估计

为了解决相干信源条件下的离格波达方向(Direction of Arrival,DOA)估计问题,在现阶段研究成果的基础上,将子空间平滑技术(Subspace Smoothing,SS)与离格稀疏贝叶斯算法(Off-grid Sparse Bayesian Interference,OGSBI)相结合,提出了SS-OG...     

A new algorithm for 2-D DOA estimation

In this paper we present a new algorithm to estimate the 2-D direction of arrival (DOA) of narrowband sources lying in the far field of the array. The array consists of matched co-directional triplets, and can be considered as an extension of the 1-D ESPRIT scenario to 2-D. The proposed approach is simple and direct and does not require a search procedure or initialization. Existing algorithms require a search to match the correct elevation and azimuth angles and are computationally more expensive. This technique automatically pairs the azimuth and elevation angles by marking them. The computational complexity is twice that of 1-D ESPRIT. Simulation results and comparisons with other existing algorithms are presented to demonstrate the performance of the proposed technique.     

低信噪比中MUSIC算法研究

MUSIC（Multiple Signal ClaSSification）是一种超分辨率的DOA（Direction of hrrival）估计算法,其分辨率随着天线接收信号的信噪比的增大而增大。在低信噪比条件TMUSIC算法的分辨率快速下降,为解决此问题提出了一种改进的MUSIC算法,使它在低信噪比条件下有较高的分辨率。通过计算机仿真验证了改进后的算法在低信噪比条件下具有很高的分辨率,在信噪比高的条件下其分辨率也大于基本的MUSIC算法。     

GPS接收机抑制LFM干扰空时子空间投影方法

根据GPS接收机接收信号、噪声和线性调频(LFM)干扰在时频平面上的不同分布特点,用STFT-Hough变换进行干扰的检测和参数估计;将子空间投影方法与空时信号处理相结合,构造出空时二维干扰子空间,利用子空间投影方法进行干扰抑制.文中给出干扰参数估计和空时子空间投影抗干扰的具体步骤,推导出系统输出信干噪比的解析表达式,分析了干扰参数估计误差的影响.同其它抗LFM干扰方法相比,本文方法对干扰参数估计更准确、计算量更小;空时子空间投影方法引入更多自由度,抗干扰性能进一步提高;结构简单,具有较高的可行性和实用性.仿真试验验证了该方法能有效抑制LFM干扰.     

一种新颖的DOA估计算法

子空间类波达方向(Direction Of Arrival, DOA)估计算法的关键在于得到高质量的信号子空间估计。该文利用矩阵伪逆的双正交性,针对源信号不相关而其本身是色信号的情况,给出了一种新颖的DOA估计算法,它不需要知道噪声统计特性。该算法利用一组空时相关矩阵的结构化信息,能稳健而精确地估计出信号子空间,从而得到DOA的精确估计。仿真实验证实了所给算法的有效性。     

An efficient DOA estimation method in multipath environment

An efficient direction of arrival (DOA) estimation method is proposed with uniform linear array (ULA) in multipath environment. By applying a transformation, we can convert a constructed complex matrix to a real one, and then utilize the real matrix combined with our proposed criterion to estimate the DOAs of uncorrelated signals. Afterwards, the contributions of uncorrelated signals are eliminated, and then several new matrices without the information of uncorrelated signals are constructed to resolve the remaining coherent signals. The proposed estimation method overcomes the shortcomings of the existing methods and has satisfactory performance. Simulation results confirm the theoretical analysis and show the effectiveness of the proposed method.     

非圆信号快速高精度二维测向算法

针对窄带非圆信号,提出了一种基于共轭梯度迭代搜索的快速高精度二维来波方向估计算法。利用非圆信号椭圆协方差矩阵非零特性,将阵列接收数据矩阵共轭重排,增加了阵列自由度,扩展了阵列有效孔径,提高了多信号检测能力,改善了阵列测向性能。对扩展后的阵列接收数据利用共轭梯度迭代搜索方式求得信号子空间,避免了多次求解样本协方差矩阵及其特征分解过程,显著降低了运算复杂度。仿真实验验证了所提算法的有效性和实用性。     

基于十字阵的MIMO雷达的二维DOA估计

多输入多输出（MIMO）雷达使用多个天线同时发射独立波形,在不同位置的目标回波彼此线性独立,以获得较好的空间分辨率。文章提出了基于收发不共位的线阵在水平面内构成十字阵的MIMO雷达信号模型;研究利用MUSIC算法来估计该模型下的MIMO雷达的二维波达角;分析了基于均匀十字阵的MIMO雷达的优越性,并探讨了十字阵MIMO雷达性能与阵元间距的关系,仿真表明,在满足远场条件下,均匀十字阵比均匀线阵可以估计更多的目标而且精度更高;通过非均匀布阵,可以进一步提高MIMO雷达的二维波达角的估计精度。     

一种基于矩阵三对角化分解的DOA估计算法

针对DOA（Direction of Arrival）估计在低信噪比的情况下估计性能下降的问题, 根据阵列协方差矩阵共轭对称的特点,采用基于Givens变换的三对角化分解方法对协方 差矩阵进行三对角化,同时利用盖氏(Gerschgorin)圆递推方法准确估计信号子空间的秩, 然后再对三对角 矩阵进行对角化,估计出噪声子空间,利用噪声子空间与导向矢量正交实现波达方向估计, 改善了低信噪比背景下估计的误差性能和稳健性。计算机仿真证明了算法的有效性 。