信号稀疏分解降噪在DOA估计中的应用

提出了一种基于稀疏分解的阵列信号降噪方法。该算法是通过匹配跟踪(MP)的稀疏分解对阵列接收信号进行降噪,然后结合一般的MUSIC算法实现DOA估计。首先将对阵列接收数据分阵元通道独立进行基于MP分解的降噪处理,在不改变阵列流型的前提下,达到了对阵列信号降噪的效果,且在实际算法中分析了MP分解迭代终止阈值的确定。通过仿真分析证实了信号MP分解降噪的方法应用于DOA估计中的可行性。仿真结果显示,在低信噪比环境中,基于MP分解降噪后的MUSIC估计方法取得了更好的估计性能,因此证实了该算法的有效性。     

基于遗传算法的DOA估计

针对阵列天线上对多个远场信号源入射方向、功率估计问题 ,提出了一种基于实数遗传算法的解决方法 .通过增加合并算子 ,使遗传算法成为解决此类问题的有效方法之一 .仿真实验获得了良好的结果 .这一算法无需进行特征值分解 ,减小了计算量 .     

基于矢量传感器阵列空间谱DOA估计

研究了两种典型的空间谱估计方法在水声矢量传感器阵列定向中的应用，推导了空间谱的解析表达式，与标量传感器阵相比，基于矢量传感器阵列空间谱的DOA估计方法对阵列定向性能有明显改善，数值算例证明了这一点。     

调频信号DOA估计的研究

针对传统信号DOA估计技术的不足,采用近年来时频分析技术与传统DOA估计相结合的估计方法—时频MUSIC,对线性调频信号进行DOA估计,得到了较传统DOA估计方法精度高的估计结果,并简叙了这种方法的主要基本思想及适用背景。     

基于抵消干扰信号相关阵的DOA估计

讨论了异步直接序列码分多址(DS-CDMA)系统中多用户环境下的波达方向(DOA)估计问题,针对路径总数大干天线阵元数这一问题,提出了一种有效的DOA估计模式．通过抵消干扰信号的相关阵,可方便地提取出感兴趣信息;此时,采用传统的DOA估计算法即可逐次估计出各DOA信息．为改善系统性能,本文提出了2种改进措施：Mahalanobis变换法及矩阵点除算法．前者能够大幅度地提高估计精度,而后者则可避免特征值分解运算,大大降低算法复杂度．仿真实验验证了算法的有效性．     

强干扰背景下基于局部空间差分算法的相干目标DOA估计

针对传统算法对强干扰背景下相干目标的波达方向(direction of arrival, DOA)估计效率低、精度不高等问题,在构造干扰阻塞矩阵消除特定方向强干扰的基础上,基于局部空间差分算法进行相干目标的DOA估计。首先通过接收信号矩阵的角度信息构造阻塞矩阵来剔除协方差矩阵的强干扰信息,然后利用局部空间差分算法将协方差矩阵划分为若干子阵,从而充分提取有效信息并实现解相干,最后利用线性算子算法完成对目标的DOA估计,避免高复杂度的谱峰搜索。结果表明：该算法有效提高了数据利用率,有较好的解相干效果,能够在不同的信噪比和快拍数条件下获得比传统算法更低的估计偏差和更高的成功概率。     

直接数据特征值分解的相干源DOA估计

提出一种基于均匀圆阵单次快拍数据的相干信源波达方向(direction of arrival,DOA)估计方法——直接数据特征值分解(direct data eigenvalue decomposition,DD-EVD)法. 算法通过模式空间转换将均匀圆阵虚拟为均匀线阵,再直接利用波束空间的快拍数据,构造一个Toeplitz矩阵,并对矩阵按阵列流形分解. 理论推导证明,矩阵的秩得到恢复,只与入射信号个数有关. 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,进而完成相干信源DOA估计. 算法使用单次快拍数据构造矩阵,适合非平稳信号参数的估计,同时不需要快拍累计和相关运算,降低了计算复杂度. 仿真结果验证了算法的有效性.      

传感器网络中基于节点数据相关的DOA估计

 波达方向(DOA)估计是水声阵列信号处理的重要研究方向.由多个矢量水听器组成的传感器网络利用各节点所在位置的声压、质点振速可以实现DOA估计,节点的协同合作能够确定目标声源的位置.本文根据矢量水听器的特点、相关性及DOA算法等理论,仿真分析相关性对DOA算法的影响,并结合实际湖试对节点数据的相关性进行分析处理.由于各节点数据包含严重的噪声,导致其频谱情况很差,处理后节点数据的频谱及节点间的互相关性明显改善,并能有效抑制宽带噪声干扰.结果表明,处理后节点线谱信号突显出来,各节点的互相关性得到了提高,且满足DOA算法对数据相关性的要求,具有一定的工程实用性.     

平面六边形天线阵列波达方向估计

分析了智能天线自适应算法波达方向估计（DOA）问题,在一维MUSIC算法的基础上讨论了二维六边形天线阵列的空间谱并进行了Matlab仿真实验;仿真结果表明,六边形天线阵列不仅可以判断波达方向的俯仰角而且可以判断方位角;同时讨论了DOA算法的分辨率,与一维MUSIC算法相似,二维条件下六边形天线阵列具有良好的角分辨率,可以满足非相干信号的工程要求。     

阵列天线MC-CDMA系统用户波达方向估计

提出了一种阵列天线MC-CDMA系统用户波达方向估计算法.该算法首先利用MC-CDMA系统用户扩频码的正交性、子载波频域分集性,进行用户信号的分离、多址干扰的抑制和用户信号的增强,然后再通过传统波达方向估计的子空间算法实现用户信号波达方向的估计.仿真结果显示所提出算法在估计阵列天线MC-CDMA系统用户波达方向时,波达角估计误差很小,表明了算法的有效性.     

基于无网格压缩感知的波达方向估计方法

针对密集分布目标的波达方向(DOA)估计,是当前高精度定位技术的难点和热点.已有的基于压缩感知原理的DOA估计方法往往存在离散网格与连续域参数匹配难度高、离散网格之间相关性高、计算效率低等问题.针对DOA密集分布、低信噪比的非理想情况,分别采用稀疏参数法(SPA)和连续压缩传感(CCS)算法,设计了无网格的压缩感知密集DOA估计方法,分析了这两种算法的性能特点.通过对比仿真实验证明:该方法可以有效提高密集DOA的估计精度.     

基于支持向量机的波达方向估计

波达方向(DOA) 估计是智能天线系统中的一个关键技术之一。在本文中,通过一种基于支持向量机(SVM)的回归技术对信号的波达方向进行估计,这种方法经过训练以后,可以识别在训练样本里的和未知的信号的到达方向。仿真结果可以证明这种方法的有效性。     

基于自适应降调频的LFM信号参数估计新算法

为解决现有基于压缩感知理论的线性调频(liner frequency modulation,LFM)信号参数估计中冗余字典规模庞大的问题,提出了一种基于改进谱形熵和降调频的参数估计新算法。该算法首先进行LFM信号的步进降调频处理,通过检测改进谱形熵的极小值获取调频斜率的预估值。其次构建降调频观测矩阵,在压缩采样的同时完成信号的降调频处理。最后通过部分重构算法获得参数估计值。实验结果表明,该算法在SNR≤-3 d B和M≤N/8条件下相比于同类算法具备更好的估计效果,同时运算复杂度得到显著降低。     

基于压缩感知的智能天线 DOA 估计算法

波达方向（direction of arrival,DOA）估计是利用具有一定空间结构的天线阵元对空间信源的来波方向进行估计。为解决MUSIC算法和ESPRIT算法在智能天线DOA估计中空间谱分辨率和抗噪声性能方面的不足,依据压缩感知理论的贪婪算法思想,将匹配追踪（matching pursuit,MP）算法和子空间追踪（subspace pursuit,SP）算法应用在DOA估计中,即提出2种新的算法MP-DOA和SP-DOA。这2种算法主要包括原子库建立、信号投影、最佳匹配原子筛选及信号特征提取等过程。4种算法的仿真实验与对比分析结果表明,MP-DOA算法在低信噪比情况下较其他3种算法性能更优越,SP-DOA算法在角度分辨率和对信源数的包容方面的性能较其他3种算法优越,也验证了应用压缩感知理论的优越性。     

线性模型统计估计在智能天线同步中的应用

随着移动通信的发展, 移动用户迅速增加,移动通信业务量的增长与有限的频谱资源的矛盾日益突出. 解决上述矛盾的一种途径是提高频谱的有效利用率.近年来,智能天线作为提高频谱有效利用率的一种技术受到了广泛的关注. 智能天线是利用各用户信号空间特征的差异,根据某个接收准则自动调节天线阵列的增益,使得在同一信道上可以接收和发送多个用户的信号而互相不干扰. 但是人们必须解决由于信号通过不同的硬件和空间路径传播而在天线阵列接收和发射上引起的不同步问题. 本文作者通过分析相位差的产生,从理论上证明了相位差满足线性模型,并研究了如何通过参数估计来解决这一问题.     

基于两层压缩感知的频率-角度联合估计方法

介绍了一种基于两层压缩感知的频率/角度联合估计方法,第一层压缩感知算法采用单快拍模型求解方向波数,第二层压缩感知算法利用方向波数形成的参数逆矩阵求解频率参数,以此求得角度.为验证所提方法的性能,利用3路不同频率和角度的信号分别在不同信噪比(SNR)、快拍条件下对信源频率/角度进行估计.仿真实验结果表明:该方法在少快拍条件下可对信源的频率和角度进行精确估计.     

一种联合角度时延估计新方法

为了实现DOA和时延的联合估计,提出了一个无线通信中高分辨率的联合角度和时延估计方法,该方法不需要对参数进行搜索,利用空时矩阵的特征向量和特征值分别估计DOA和时延,通过特征值和特征向量的对应关系,估计的参数可以自动实现配对,只要各路径信号的DOA和时延不同时接近此方法都可以适用,与JADE-MUSIC,JADE-ESPRIT和SI-JADE算法相比,该算法具有较好的鲁棒性和较小的估计误差。仿真结果证明了该算法的有效性。     

圆形传感器阵列多运动声源二维波达方向估计

针对超定条件下多运动声源目标二维波达方向角估计中,传统的波束形成法、MUSIC法等不能分辨临近目标、需要设置立体传感器阵列等问题,提出了基于圆形传感器阵列的独立分量分析算法。算法结合完全正交分解和GIVENS旋转实现数据的在线预白化并更新,采用向量来表示传感器和运动目标的方位角,通过结合独立分量分析算法和波束形成法,间接估计出了运动源的二维方向角,最后进行了数值模拟实验并与传统MUSIC方法进行比较。结果表明,该方法能够准确地探测和识别多运动声源目标的数目并估计其二维波达方向,为智能地雷目标探测提供了新方法。     

阵列信号波达方向-频率的同时估计方法

入射信号的参数估计是阵列信号处理中的基本问题．基于阵列信号处理中高分辨率波达方向－频率的同时估计问题,提出了针对等距线阵的方法．利用时延数据,以时间变元作为旋转因子,在此基础上实现ＥＳＰＲＩＴ技术,对波达方向和频率同时进行估计．方向和频率之间的配对问题可以对应关系自动解决．这样不但可以完全避免多项式搜索,运算量少,而且分辨率也相当高．给出的计算机模拟实验证实了该方法的有效性．