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《吉林大学》 2014年
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基于稀疏重构的阵列信号多参数估计

田野  
【摘要】:信源参数估计是阵列信号处理领域的主要研究内容之一,在雷达、声呐、无线通信、医学成像、电子对抗及地震勘探等领域有着重要的应用价值。传统的信源参数估计方法中以子空间类方法最具代表性,然而正是由于子空间理论框架的限制,其存在的共有以及特有的一些缺点目前还无法被完全突破。近年来,随着压缩感知理论体系的出现和不断完善,作为其核心理论的稀疏信号重构引起了国内外学者的广泛关注。从稀疏信号重构角度进行阵列信号参数估计可以获得诸如高分辨率、强噪声鲁棒性和无需信源数的先验信息等诸多潜在优势,稀疏重构理论和方法为解决或者规避传统信源参数估计方法中存在的问题提供了一条可能的途径。 现有基于稀疏重构的信源参数估计方法主要集中于远场源的一维DOA参数估计,且大多存在估计偏或者全局最优性不能保证等问题。本文以鲁棒的阵列信号多参数估计的理论需求为牵引,以稀疏信号重构为数学处理手段,在系统分析与评价现有代表性稀疏重构算法在信源参数估计中的适用性的基础上,由浅入深、循序渐进的对阵列远场源DOA和功率参数估计、阵列远近场混合源DOA和距离参数估计,以及极化敏感阵列下的远场源DOA、功率和极化参数估计问题进行深入的研究。旨在稀疏信号重构框架下为不同场景下的阵列信号多参数估计问题研究提供新而有效的解决思路。 本文的主要贡献与创新性工作包括: 1.在高斯白噪声、未知非均匀噪声背景下,应用TLP、DC分解理论以及求和平均运算,提出了基于二阶统计量向量稀疏表示和l0范数逼近的DOA和功率参数联合估计新算法。从理论上证明了所提的l0范数逼近稀疏重构算法不仅是收敛的,而且是稳定的、渐进无偏的。分别采用差异原则和交叉验证选择合理的正则化参数和调整参数。该算法不仅可以有效地抑制高斯白噪声和未知非均匀噪声,而且克服了现有l1范数约束方法(如LASSO、BPDN或Group LASSO)中普遍存在的估计偏的问题,获得了更高的分辨率、估计精度和噪声鲁棒性,而且无需精确的初始条件。 2.在未知色噪声背景下,利用协方差差分可以有效抑制具有对称Topelitz结构的色噪声的特性,提出了基于Adaptive LASSO和协方差差分的DOA和功率估计新算法。借助过完备基矩阵的特殊结构,利用留一交叉验证的一种特殊形式来选择合理的正则化参数。该算法不仅有效地抑制了色噪声的影响,获得了更高的DOA和功率参数估计精度,而且避免了噪声协方差矩阵的估计以及无需信源数的先验信息。同时还可以通过对谱峰值正负号的判断,简单而有效地解决应用协方差差分技术带来的伪峰区分问题。 3.针对对称均匀线性阵列,分别在二阶统计量域和四阶累积量域构建稀疏观测模型,基于多维参数求解转化为多个一维参数分别求解的思想,提出了基于四阶累积量向量稀疏表示和重加权l1范数约束的远近场混合源参数估计方法、基于加权l1范数约束和MUSIC的远近场混合源参数估计方法。分别采用交叉验证和L曲线法选择合理的正则化参数。所提的两种新算法在保证参数估计精度的同时,不仅有效地降低了计算复杂度、避免了不必要的网格划分和参数配对过程,而且还适用于远场源和近场源情况下的参数估计,是一类通用的算法。 4.率先将稀疏重构思想拓展至极化敏感阵列,提出了交叉电偶极子阵下基于稀疏重构的DOA、功率和极化参数估计新算法。讨论了如何在极化敏感阵列下基于稀疏重构获得精确的多参数估计以及如何借助极化信息来进一步改善算法的适用性和参数估计性能。仿真结果显示所提算法不仅可以同时估计信源的DOA、功率和极化参数,而且可以获得改进的分辨率和噪声鲁棒性,同时还可借助极化信息有效地区分两个入射角度一样的信源信号。 本文在稀疏信号重构理论框架下,对标量阵列和矢量阵列下的信号多参数估计问题进行了深入的研究。提出的上述新算法,在估计精度、噪声鲁棒性、分辨率和对信源数的敏感性等方面较现有方法均有一定的改善,为进一步研究基于稀疏重构理论的阵列信号处理相关问题提供参考。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TN911.23

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 龚晓峰;刘志文;徐友根;;电磁矢量传感器阵列信号波达方向估计:双模MUSIC[J];电子学报;2008年09期
2 刘国红;孙晓颖;王波;;非均匀噪声下频率及二维到达角的联合估计[J];电子学报;2011年10期
3 家会臣;靳竹萱;李济洪;;Logistic模型选择中三种交叉验证策略的比较[J];太原师范学院学报(自然科学版);2012年01期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 符渭波;MIMO雷达参数估计技术研究[D];西安电子科技大学;2012年
2 孙林慧;语音压缩感知关键技术研究[D];南京邮电大学;2012年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘新永;蔡凤丽;裴晓根;;基于MATLAB的m序列的产生及相关特性仿真[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2009年05期
2 蔡凤丽;刘新永;江力;;基于LP法对截断巴克码旁瓣抑制MATLAB仿真分析[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2012年01期
3 王志杨;刘金龙;;一种基于MATLAB的瑞利信道仿真方法研究[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2012年03期
4 王登伟;吕英华;张博;刘兵;;基于光纤无线电的优化自适应波束形成算法[J];半导体光电;2007年05期
5 赵红;刘桥;;一种低旁瓣的子阵级数字波束形成方法[J];兵工自动化;2009年11期
6 周召发,陶建忠,陈雪松,黄先祥;基于无线遥测的大型装备在线监测与故障诊断[J];兵工学报;2005年04期
7 杨小明;陶然;;基于分数阶Fourier变换和ESPRIT算法的LFM信号2D波达方向估计[J];兵工学报;2007年12期
8 吴海洲;陶然;单涛;;数字电视辐射源雷达基于空域滤波的直达波获取[J];兵工学报;2009年02期
9 梁国龙;张锴;付进;张瑶;李利;;单矢量水听器的高分辨方位估计应用研究[J];兵工学报;2011年08期
10 卢海杰;章新华;熊鑫;;流形分离在非均匀圆阵上的应用[J];兵工学报;2011年09期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李军;蔡润泽;吴越;;基于复倒谱的水声信道均衡[A];2011'中国西部声学学术交流会论文集[C];2011年
2 林亭;曾新吾;孙海洋;;欠空间采样率下相位在DOA估计中的应用[A];中国声学学会第九届青年学术会议论文集[C];2011年
3 王向红;王海涛;;空间信号处理中的信息融合技术研究[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
4 刘艳萍;胡斌杰;;改进MUSIC算法在二维天线阵列中的DOA估计[A];2005年海峡两岸三地无线科技学术会论文集[C];2005年
5 周围;周正中;张德民;;基于高阶累积量的空间特征估计方法[A];第十二届全国信号处理学术年会(CCSP-2005)论文集[C];2005年
6 苏保伟;王永良;周良柱;;辅助天线不同排列形式及位置变化对SLC影响[A];第十二届全国信号处理学术年会(CCSP-2005)论文集[C];2005年
7 肖瑛;李振兴;刘国枝;张琳波;;双模式神经网络盲均衡算法研究[A];第十二届全国信号处理学术年会(CCSP-2005)论文集[C];2005年
8 张立毅;吴青松;张晓琴;刘婷;王华奎;;基于输出信号峰度的时变步长恒模盲均衡算法的研究[A];第十二届全国信号处理学术年会(CCSP-2005)论文集[C];2005年
9 杨玲君;孙洪;韩谷静;;基于实值系统的自适应波束形成[A];第十三届全国信号处理学术年会(CCSP-2007)论文集[C];2007年
10 姜一;杨华;邱天爽;;基于内插阵列变换的均匀圆阵DOA估计[A];第十三届全国信号处理学术年会(CCSP-2007)论文集[C];2007年
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1 张驰;基于BICM调制的MIMO-OFDM系统的高效编译码技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 陆满君;通信辐射源个体识别与参数估计[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 于志明;无线通信系统中的信号识别技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 丁国强;惯性导航系统传递对准技术关键问题研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 宋洪涛;GPS接收机抗干扰技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 李关防;模态域信号处理在水声中的应用[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 梅继丹;水声声图测量技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 于蕾;OFDM系统的信道估计技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
9 么彬;多子阵波束域高分辨水声成像技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
10 赵国清;因子图上基于迭代检测的伪随机序列快速捕获算法及其应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张海社;智能天线算法的研究[D];山东科技大学;2010年
2 蒋静;基于子空间的二阶统计量盲信道辨识算法研究[D];郑州大学;2010年
3 李婧琳;基于探地雷达的刚性路面板下脱空系统识别方法[D];郑州大学;2010年
4 陈乃锋;MFSK水声通信信号处理子系统的设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 边峦剑;基于改进粒子群的盲源分离算法及其应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 宋俊才;超分辨DOA估计方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 吕学龙;基于IR-UWB的室内无线通信定位技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 陈超;传播算子算法DOA估计研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 魏挺;相干信号二维DOA估计研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 孙成朋;DS-SS信号源定位技术研究及仿真[D];哈尔滨工程大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 梁军利;杨树元;张军英;;一种信号频率及二维到达角联合估计新方法[J];电波科学学报;2007年06期
2 贾永康,保铮;利用多普勒信息的波达方向最大似然估计方法[J];电子学报;1997年06期
3 贾永康,保铮;时-空二维信号模型下波达方向估计的克拉美·罗界[J];电子学报;1997年09期
4 贾永康,保铮;时-空二维信号模型下的波达方向估计方法及其性能分析[J];电子学报;1997年09期
5 雷中定,黄绣坤,张树京,马承敏;宽带非高斯信号波达方向的估计方法[J];电子学报;1998年10期
6 金梁,殷勤业;时空DOA矩阵方法[J];电子学报;2000年06期
7 金梁,殷勤业;时空DOA矩阵方法的分析与推广[J];电子学报;2001年03期
8 鲍长春;高质量的4kb/s散布脉冲CELP语音编码算法[J];电子学报;2003年02期
9 赵永波,张守宏;雷达低角跟踪环境下的最大似然波达方向估计方法[J];电子学报;2004年09期
10 徐友根,刘志文;基于累积量的极化敏感阵列信号DOA和极化参数的同时估计[J];电子学报;2004年12期
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 郭海燕;基于稀疏分解的单通道混合语音分离算法研究[D];南京邮电大学;2011年
2 吴云韬;非平稳、色噪声环境下的参数估计方法研究[D];西安电子科技大学;2003年
3 张光斌;双/多基地雷达参数估计算法研究[D];西安电子科技大学;2006年
4 刘波;MIMO雷达正交波形设计及信号处理研究[D];电子科技大学;2008年
5 夏铁骑;二维波达方向估计方法研究[D];电子科技大学;2008年
6 曾建奎;MIMO雷达信号检测的若干问题研究[D];电子科技大学;2008年
7 张娟;MIMO雷达信号检测与参数估计算法研究[D];西安电子科技大学;2009年
8 金明;MIMO雷达波形优化与信号处理方法研究[D];西安电子科技大学;2010年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘小雄,章卫国,黄宜军;解析余度关键技术研究与发展趋势[J];计算机测量与控制;2005年07期
2 韩成宇;侯朝桢;徐勇;;带失效因子的J-M软件可靠性预计模型[J];火力与指挥控制;2006年03期
3 刘震;周明天;;基于有监督Bayesian网络的垃圾邮件过滤[J];计算机应用;2006年03期
4 柯晶;姜静;乔谊正;;应用混合进化策略辨识Wiener-Hammerstein模型[J];系统工程与电子技术;2006年07期
5 陈平;罗晶;;基于神经网络的控制图模式识别和参数估计[J];机械与电子;2006年09期
6 张丹丹;徐振;孙希宁;万平;夏亚伟;;基于MATLAB的AR模型参数估计[J];中国水运(理论版);2006年11期
7 吴玮;周建中;杨俊杰;莫莉;;基于混合贝叶斯SVM的电价分类与预测[J];计算机工程;2007年18期
8 殷敬伟;惠俊英;蔡平;王逸林;;基于分数阶Fourier变换的水声信道参数估计[J];系统工程与电子技术;2007年10期
9 于丽;丁峰;;CARMA模型的多新息增广随机梯度辨识算法[J];科学技术与工程;2008年02期
10 吴少雄;黄恩洲;;基于支持向量机的控制图异常模式参数估计[J];福建工程学院学报;2008年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 贾沛璋;;关于卫星轨道参数的估计[A];1997年中国控制会议论文集[C];1997年
2 王根会;魏胜勇;;大跨度PC梁桥施工控制过程中的参数估计与修正[A];第十三届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ册)[C];2004年
3 刘继忠;周晓军;熊勇;;基于粒子群优化算法的超声信号参数估计[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(上)[C];2005年
4 宋志勇;喻晖;汪咬元;;一类随机线性系统的参数估计与状态滤波[A];1999中国控制与决策学术年会论文集[C];1999年
5 张颖;冯纯伯;;随机线性多变量系统的鲁棒辩识[A];1994年中国控制会议论文集[C];1994年
6 张端金;;Box-Jenkins模型全结构辩识[A];1994年中国控制会议论文集[C];1994年
7 钱新恩;;钢条——PZT系统的建模研究[A];1996年中国控制会议论文集[C];1996年
8 王松;;威布尔分布在寿命分析中的应用[A];2005年全国机械可靠性学术交流会暨“车辆与工程装备质量与可靠性论坛”论文集[C];2005年
9 陈启卷;张宇;徐枋同;;自校正PID水轮机调节器[A];1994中国控制与决策学术年会论文集[C];1994年
10 张帆;何青;童调生;;基于外定界自适应约束的集员参数估计[A];2004全国测控、计量与仪器仪表学术年会论文集(上册)[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前7条
1 李想 金挺 黄劼;福州电网开发参数辨识与实时拓扑检错系统[N];中国电力报;2006年
2 于洋;统计模型参数估计及其应用成功[N];科技日报;2007年
3 北京首创期货研发中心 张良贵 刘旭;股票分红事件对股指期现套利策略优化实证研究[N];期货日报;2008年
4 诸玲珍;多种技术融合演绎测试与测量行业新趋势[N];中国电子报;2008年
5 范超;浅谈如何备战统计建模大赛[N];中国信息报;2011年
6 赵艳丽;化工过程数据校正与模拟优化系统通过鉴定[N];中国化工报;2000年
7 杨卫东 魏童;基于GARCH模型的量价分析[N];期货日报;2009年
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1 何映霞;机载SAR运动目标实时检测方案若干技术问题的研究[D];中国科学院电子学研究所;2000年
2 祝雪妹;热集成精馏系统建模、优化与控制的若干问题研究[D];浙江大学;2005年
3 郭淑娟;复杂网络的混沌同步与参数估计[D];上海大学;2010年
4 田野;基于稀疏重构的阵列信号多参数估计[D];吉林大学;2014年
5 詹亚锋;通信信号自动制式识别及参数估计[D];清华大学;2004年
6 范影乐;混沌动力学在参数估计中的研究[D];浙江大学;2001年
7 尉宇;线性调频和非线性调频信号的检测与参数估计[D];华中科技大学;2005年
8 李丽;基于FRFT的双基地MIMO雷达目标参数估计[D];大连理工大学;2013年
9 颜刚;基于模糊马尔可夫场的图像分割算法研究[D];第一军医大学;2005年
10 卢振坤;参数化的超声回波模型及其参数估计[D];华南理工大学;2013年
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1 李凌;基于现代内点理论的电力系统加权非线性L_1范数状态及参数估计研究[D];广西大学;2002年
2 刘文忠;近场源多维参数估计方法研究[D];西安电子科技大学;2005年
3 麻晓敏;可靠性数据分析系统设计与研究[D];合肥工业大学;2007年
4 于柄林;基于广义误差分布的混合效应状态空间模型[D];大连理工大学;2007年
5 王佳;IRT框架下的多级评分模型应用研究[D];东北师范大学;2009年
6 张浩;数据融合在工程中的应用与研究[D];湖南大学;2001年
7 张文英;基于Delta算子的参数估计与滤波[D];郑州大学;2002年
8 文红艳;土壤溶质锋运移及参数估计的实验研究[D];湖南师范大学;2005年
9 程金路;高性能感应电机电流控制研究[D];山东大学;2005年
10 郭金先;时间编码结构光三维视觉系统的研究[D];哈尔滨理工大学;2005年
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