相干信號(hào)源的陣列測(cè)向算法研究.pdf

《相干信號(hào)源的陣列測(cè)向算法研究.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。

1、電子科技大學(xué)UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA碩士學(xué)位論文MASTERTHESIS（電子科技大學(xué)圖標(biāo)）論文題目相干信號(hào)源的陣列測(cè)向算法研究學(xué)科專業(yè)信號(hào)與信息處理學(xué)號(hào)201221240611作者姓名裴旭指導(dǎo)教師曹建蜀副研究員分類號(hào)密級(jí)注1UDC學(xué)位論文相干信號(hào)源的陣列測(cè)向算法研究（題名和副題名）裴旭（作者姓名）指導(dǎo)教師曹建蜀副研究員電子科技大學(xué)成都（姓名、職稱、單位名稱）申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別碩士學(xué)科專業(yè)信號(hào)與信息處理提交論文日期2015年5月12日論文答辯日期2015年5月27日學(xué)位授予單位和日期電子科技大學(xué)2015年6月27日答辯委員會(huì)

2、主席評(píng)閱人注1：注明《國(guó)際十進(jìn)分類法UDC》的類號(hào)。RESEARCHONDIRECTIONOFARRIVALAlGORITHMSINCOHERENTSIGNALSAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:SignalandInformationProcessingAuthor:PeiXuAdvisor:CaoJianshuSchool:ResearchInstituteElectronicScienceandTechnology獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)

3、下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果，也不包含為獲得電子科技大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使用過(guò)的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示謝意。作者簽名：日期：年月日論文使用授權(quán)本學(xué)位論文作者完全了解電子科技大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)電子科技大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。（保密的學(xué)位論文在解密后

4、應(yīng)遵守此規(guī)定）作者簽名：導(dǎo)師簽名：日期：年月日摘要摘要波達(dá)方向估計(jì)(DOA)一直是陣列信號(hào)處理中一個(gè)較為熱門的研究方向。目前大部分DOA算法都是基于空域信號(hào)是相互獨(dú)立或不相關(guān)這一假設(shè)的。然而在實(shí)際應(yīng)用中，相干信號(hào)是普遍存在的。針對(duì)相干信號(hào)源的一般DOA算法所面臨的陣列利用率低，低信噪比表現(xiàn)差等問(wèn)題，本文給出了一些基于子空間算法的相干信源處理方法。近年來(lái)，壓縮感知和稀疏重構(gòu)理論引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注，并將其應(yīng)用于DOA估計(jì)算法中。由于其在處理相干信號(hào)時(shí)的天然優(yōu)勢(shì)，本文基于稀疏重構(gòu)理論給出了一些更加優(yōu)越的算法。全文工作內(nèi)容可以概括如下：(1)給出一種可以分開(kāi)估計(jì)獨(dú)立信號(hào)與各個(gè)相干群DOA的新

5、方法?；诰鶆蚓€陣的導(dǎo)向矢量的線性組合不產(chǎn)生新導(dǎo)向矢量這一結(jié)論，首先采用多重信號(hào)分類(MUSIC)算法直接估計(jì)獨(dú)立信號(hào)源的DOA信息。然后利用陣列接收數(shù)據(jù)二階項(xiàng)中獨(dú)立信號(hào)和噪聲的Toeplitz特性，采用差分操作去除獨(dú)立信號(hào)和噪聲的影響，接著構(gòu)造無(wú)交互影響的虛擬陣列流型矩陣，針對(duì)該矩陣的每一列采用改進(jìn)的矢量奇異值算法估計(jì)每個(gè)相干群的DOA信息。(2)當(dāng)接收信號(hào)中相干群較多時(shí)，上一算法需要進(jìn)行多次奇異值分解，且所有操作都是基于復(fù)數(shù)域的，因此計(jì)算量較大。通過(guò)將虛擬陣列流型矩陣中的每一列看做是一個(gè)單次快拍虛擬數(shù)據(jù)，采用擴(kuò)展孔徑的實(shí)值旋轉(zhuǎn)不變子空間(ESPRIT)算法估計(jì)各個(gè)相干群的來(lái)波信息，進(jìn)而在

6、一定程度上減小了計(jì)算量。同時(shí)由于差分操作去除了噪聲污染，所提算法很好的克服了低信噪比條件下，實(shí)值算法不穩(wěn)定的弊端。(3)針對(duì)傳統(tǒng)子空間算法需要預(yù)知信源個(gè)數(shù)作為先驗(yàn)信息這一弊端，采用正交匹配追蹤(OMP)算法估計(jì)每個(gè)相干群的DOA信息。由于不利用子空間的正交性，因此所提算法進(jìn)一步提高了陣列利用率。由于差分操作抑制了噪聲的干擾，同時(shí)所構(gòu)造的虛擬陣列流型消除了相干群的交互影響，所提算法很好的克服了OMP算法在低信噪比下不穩(wěn)定的缺點(diǎn)。(4)討論了基于陣元空間和基于波束空間的DOA算法基本原理。將稀疏重構(gòu)思路擴(kuò)展至波束空間，給出基于波束空間協(xié)方差稀疏重構(gòu)的算法。所提算法通過(guò)合理的設(shè)置波束形成矩陣，將維

7、度較高的陣元空間接收數(shù)據(jù)映射至維數(shù)相對(duì)較低的波束空間，最后采用基追蹤(BP)算法估計(jì)信號(hào)DOA。關(guān)鍵詞：相干信號(hào)，波達(dá)方向估計(jì)，陣列孔徑擴(kuò)展，稀疏重構(gòu)，波束空間IABSTRACTABSTRACTDirectionofarrival(DOA)estimationinarraysignalprocessinghasbeenapopularresearchdirection.Currently,mostDOAest