低信噪比下陣列信號源數(shù)目估計算法研究

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1、分類號：TN911.7單位代碼：10183研究生學號：2013522012X密級：公開吉林大學碩士學位論文（學術學位）低信噪比下陣列信號源數(shù)目估計算法研究ResearchonArraySourceEnumerationAlgorithmforLowSignal-to-NoiseRatio作者姓名：姜畔專業(yè)：通信與信息系統(tǒng)研究方向：陣列信號處理指導教師：張海蓉副教授培養(yǎng)單位：通信工程學院2016年6月未經(jīng)本論女作者的書面授權，依法收存和保管本論文書面版本、電子版本的任何單位和個人，均不得對本論文的全部或部分

2、內容進行任何形式的復制、修改、發(fā)行、出租、改編等有礙作者著作權的商業(yè)性使用（但純學術性使用不在此限）。否則，應承擔侵權的法律責任。吉林大學碩±學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交學位論文，是本人在指導教師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研巧做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。學位論文作者簽名；日期：三０／作／月Ｘ自

3、———————————————————————————————低信噪比下陣列信號源數(shù)目估計算法研究———————————————————————————————ResearchonArraySourceEnumerationAlgorithmforLowSignal-to-NoiseRatio——————————————————————————————————作者姓名：姜畔專業(yè)名稱：通信與信息系統(tǒng)指導教師：張海蓉副教授學位類別：工學碩士答辯日期：2016年6月5日低信噪比下陣列信號源數(shù)目估計算法研究摘要陣列信號

4、處理中大部分高分辨算法均以信號源數(shù)目已知或預估計為前提，然而在實際應用中，信號源數(shù)目往往未知，其與真實信號數(shù)目之間的誤差會導致許多高分辨率波達方向估計算法的性能急劇惡化，同時現(xiàn)有的大部分信號源數(shù)目估計算法在高信噪下具有良好的估計性能，而在低信噪比環(huán)境中往往失效。因此，本文圍繞低信噪比下信號源數(shù)目估計算法進行深入研究。首先，本文介紹了陣列信號基礎知識，研究了窄帶信號源數(shù)目估計的經(jīng)典算法，包括特征值分解方法，信息論方法，平滑秩序列方法和蓋氏圓方法，對各個算法進行理論分析，并對算法性能進行比較和仿真。其次，從均勻線性陣

5、列差分時延特征出發(fā)，詳細介紹了基于接收信號空間互協(xié)方差函數(shù)的Hankel矩陣的構成和性質，并在此基礎上提出了基于Hankel矩陣奇異向量的低信噪比信號源數(shù)目估計算法，采用導向矩陣和Hankel矩陣左奇異值向量的內積的Euclidean范數(shù)估計信號源數(shù)目，利用盲波束成形技術估計導向矩陣，通過前向空間平滑思想解決導向矩陣和Hankel矩陣左奇異值向量維數(shù)不匹配問題。仿真結果表明新算法在低信噪比環(huán)境中信號源數(shù)目估計能力有很大提高，并且同時適用于非相干信號源和相干信號源情況，具有漸進一致性和較好的穩(wěn)定性。最后，本文分析了

6、寬帶信號源數(shù)目估計經(jīng)典算法，對非相干信號子空間ISM算法中基于噪聲特征值統(tǒng)計特性的信號源數(shù)目估計算法和相干信號子空間CSM算法中雙邊相關變換TCT算法的基礎和原理進行介紹。在ISM算法的基礎上，結合基于互協(xié)方差函數(shù)的Hankel矩陣，提出了新的寬帶信號源數(shù)目估計算法。仿真表明該方法可以實現(xiàn)寬帶信號源數(shù)目的估計，在低信噪比環(huán)境中表現(xiàn)出較好的魯棒性，并具有良好的解相干能力。關鍵詞：陣列信號處理，信號源數(shù)目估計，低信噪比，Hankel矩陣，奇異值分解1ResearchonArraySourceEnumerationAl

7、gorithmforLowSignal-to-noiseRatioABSTRACTMostoftheexistinghigh-resolutionarraysignalprocessingalgorithmshavethepremisethatthesourcenumberhasbeenknownorpre-estimated,which,however,isunknowninreality.Andthedeviationbetweenactualsourcenumberandestimatedsourcenum

8、bermaymaketheperformanceofmanydirection-of-arrivalestimationalgorithmsdeterioraterapidly.Mostexistingsourceenumerationtechniquesinsensor-basedstudieshaveasatisfactoryperformanceinhighormi