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《华中科技大学》 2007年
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超分辨波达方向估计技术的研究

郭跃  
【摘要】: 随着微电子技术、数字信号处理技术、并行处理技术的迅猛发展,阵列信号处理理论及其实际应用领域也异常活跃起来,波达方向估计理论与技术也已经日益成熟,但是值得研究的方向还有很多。立足于阵列信号处理方法,本文将致力于研究超分辨波达方向估计领域中的估计算法空间分辨率及其评价标准、虚假谱峰和角度模糊、基于高阶循环累积量的波达方向估计及基于特征分解的子空间类估计算法的精确高速并行实现等相关问题。具体研究内容如下: 1.在给出波达方向估计中基本的MUSIC算法及其传统评价方法的基础上,以基本概率论为工具,将随机变量的置信区间的概念引入超分辨阵列测向系统中,较为详细地研究了利用阵列天线进行波达方向估计过程中影响测向性能的一些重要参数和性质,给出了一种全新的、更为简便直观的超分辨性能评估的方法。揭示了阵列测向算法的空间分辨能力和天线阵列阵元数目、天线阵列阵元间距、采样快拍数、信号接收信噪比、波达方向角度等参数之间的定性关系和定量数学表达式,该方法通过推广不但可以适用于不同的阵列流形的天线阵列,如均匀线阵、均匀圆阵等,还可以适用于基于阵列天线测向的不同算法,如ESPRIT算法、极大似然算法等。因此,该评价方法具有一定的普遍适用意义。 2.以天线阵列阵元间距作为参数,分析了阵元间距对测向模糊的影响,定量的分析了阵列测向系统中虚假谱峰出现的问题,得出了一些有实际意义的结论,并且给出了从阵列测向系统虚假谱峰中提取真实谱峰的实用方法,并通过了大量的仿真实验结果验证了该方法的正确性。 3.详细系统的介绍了高阶累积量和循环平稳的定义和基本性质。分析和比较了基于高阶累积量和循环平稳理论的现代信号处理方法与传统的基于高斯过程的信号处理方法的区别和联系。在此基础之上提出了一种基于高阶循环累积量的TLS-ESPRIT算法,并通过仿真实验验证了该算法的抗高斯噪声和不同循环频率的干扰优良性能,同时该算法又比传统的基于高阶累积量的测向算法具有更低的算法复杂度,具有良好的实时性能,大大提高了改进算法的实用价值。 4.基于目前使用最为广泛的MUSIC算法,从理论上划分了该算法的具体实现步骤:天线阵列接收信号自相关矩阵的计算、矩阵的特征分解、空间谱的构造和搜索。研究了这几个步骤在实际运算时所占时间的情况,根据这种情况提出了算法实时实现的不同硬件方案,并引入了流水线技术和数据交织处理技术,大大加快算法的运算时间。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TN911.23

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【引证文献】
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2 赵悦;孙明磊;谢俊好;;基于最大非圆率信号的改进SWEDE算法[J];信号处理;2011年05期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 范迪;沉渣厚度超声检测信号处理技术研究及应用[D];山东科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 焦计平;智能天线中波达估计与波束形成算法的研究[D];海南大学;2011年
2 赵悦;子空间类超分辨算法并行化研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 徐倩;目标方位超分辨方法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 赵悦;基于NC-MUSIC的实用超分辨测向算法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵瑞锋,谈振辉,蒋海林;无线系统中的智能天线[J];电子学报;2000年12期
2 田孝华;廖桂生;赵修斌;王晓薇;;面向CDMA蜂窝网的无线定位技术[J];电子学报;2005年12期
3 郭跃;王宏远;周陬;;阵元间距对MUSIC算法的影响[J];电子学报;2007年09期
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6 刘皓,魏平,肖先赐;一种实对称矩阵特征值提取的高效并行算法及实现[J];通信学报;2001年09期
7 郭跃;王宏远;陈思捷;姚华熊;;阵列测向中的精确高速并行谱峰搜索算法[J];微电子学与计算机;2007年12期
8 刘皓,魏平,肖先赐;特定并行处理机上MUSIC算法的并行实现[J];系统工程与电子技术;2001年01期
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10 姚敏立,蒋伯峰,殷勤业;基于高阶循环平稳特性的二维波达方向估计算法[J];信号处理;1999年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 黄辉;张伯虎;;COFDM技术及其在移动通信中的应用[J];安防科技;2008年12期
3 朱哲;钟伟红;;非平稳随机信号分析处理方法研究[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2008年06期
4 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
5 刘小英;陈晓明;朱勇;;“通信原理”课程建设探讨[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2010年02期
6 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
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8 王新新;布挺;;基于图像表面积的置乱程度评价算法[J];安徽大学学报(自然科学版);2011年04期
9 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
10 陈寅杰;石瑞;曹建军;郑熠;;基于LabVIEW的数字信号生成在渔船通导设备测试中的应用[J];现代农业科技;2011年21期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 章大勇;吴文启;吴美平;;低成本MEMS-IMU/GPS组合导航的自适应滤波器设计[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
2 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
3 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
4 陈丽;吴仁彪;卢丹;;一种加权的直接解算GPS定位算法[A];第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S07北斗/GNSS用户终端技术[C];2012年
5 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
6 曾朝阳;贾鑫;张晓永;;线性调频连续波激光雷达测量方法研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
7 陈晓清;马君国;赵宏钟;付强;;基于二维小波变换的激光成像雷达目标识别算法[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
8 汤辰;毕传兴;徐亮;;球阵列在近场声源识别中的应用[A];现代振动与噪声技术(第九卷)[C];2011年
9 蒋瑜;陈循;陶俊勇;;非高斯随机振动试验控制技术研究[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
10 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
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 范迪;沉渣厚度超声检测信号处理技术研究及应用[D];山东科技大学;2010年
2 殷复莲;同步CDMA系统NBI识别及抑制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 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
4 吴冬梅;基于达芬振子的微弱信号检测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 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
6 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
7 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
8 邓志鑫;基于因子图消息传递算法的伪码快速捕获方法[D];哈尔滨工程大学;2009年
9 沈锋;中短波扩频导航接收机信号同步方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
10 宋洪涛;GPS接收机抗干扰技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
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1 刘甲玉;基于ARM的图像采集与无线传输技术的研究[D];安徽工程大学;2010年
2 李锦;基于声波的运动车辆行驶状态辨识理论研究[D];南昌航空大学;2010年
3 黄正荣;基于振动波的高速公路车辆行驶状态辨识理论研究[D];南昌航空大学;2010年
4 张亮;基于小波变换与希尔伯特黄变换的心音信号分析[D];山东科技大学;2010年
5 张海社;智能天线算法的研究[D];山东科技大学;2010年
6 孙磊;集成多路单体液压支柱密封质量监测仪的设计[D];山东科技大学;2010年
7 王永;消防单兵综合信息采集系统研究[D];山东科技大学;2010年
8 高鹏;基于DSP的WiMAX自适应调制解调器的设计[D];山东科技大学;2010年
9 孟令君;基于DSP试验机测控系统的研究[D];长春理工大学;2010年
10 陈磊;激光测风雷达回波信号处理技术的研究[D];长春理工大学;2010年
【同被引文献】
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1 时洁;杨德森;刘伯胜;;基于虚拟时间反转镜的噪声源近场定位方法研究[J];兵工学报;2008年10期
2 张建康;陈恩庆;穆晓敏;齐林;;OFDM系统中一种最大似然信道估计算法[J];兵工学报;2009年09期
3 胡秀娟;邓甲昊;桑会平;;Pulse Compression Technique of Radio Fuze[J];Journal of Beijing Institute of Technology(English Edition);2006年04期
4 顾春华;陶春辉;张金辉;周建平;周利生;李红星;刘财;;超宽频海底剖面仪实时采集显示系统EchoViewer的设计与实现[J];吉林大学学报(地球科学版);2008年03期
5 谢平,刘彬,林洪彬,王霄;多分辨率奇异谱熵及其在振动信号监测中的应用研究[J];传感技术学报;2004年04期
6 苏绍景;程晓畅;王跃科;;基于功率倒谱的超声测距时延估计方法研究[J];传感技术学报;2006年03期
7 程晓畅;苏绍景;王跃科;潘仲明;祝琴;;超声回波信号解调及其包络相关时延估计算法[J];传感技术学报;2006年06期
8 鲁铁定;宁津生;周世健;臧德彦;;最小二乘配置的SVD分解解法[J];测绘科学;2008年03期
9 黄万伟,邵高平,李建新;测井声波首波检测及其相关性校正[J];测井技术;2005年02期
10 周吟秋;王秀明;陈德华;;套管井声波测井中首波幅度衰减研究[J];测井技术;2007年04期
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1 ;QPY—1型浅地层剖面仪设计指标论证[A];水下浅地层剖面仪专辑[C];1982年
2 华乐荪;;参量阵和相关技术在海底剖面仪中的应用[A];水下浅地层剖面仪专辑[C];1982年
3 刘瑞冬;尚社;张洪太;;噪声对雷达去卷积角度超分辨的性能影响分析[A];2008年中国西部青年通信学术会议论文集[C];2008年
4 殷敬伟;惠俊英;;虚拟时间反转镜技术[A];2005年全国水声学学术会议论文集[C];2005年
5 童峰;许肖梅;刘胜兴;;一种水声信道进化估计算法[A];2005年全国水声学学术会议论文集[C];2005年
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1 吕泽均;高分辨阵列测向技术研究[D];电子科技大学;2003年
2 吴群英;TD-SCDMA系统空时处理技术研究[D];电子科技大学;2005年
3 杨林;阵列天线综合方法研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
4 闫发军;TD-SCDMA系统的干扰消除研究[D];北京邮电大学;2006年
5 苏保伟;阵列数字波束形成技术研究[D];国防科学技术大学;2006年
6 王平卫;全套管灌注桩承载性状及施工工艺的研究[D];中南大学;2007年
7 刘剑;非圆信号波达方向估计算法研究[D];国防科学技术大学;2007年
8 谢泽明;CDMA系统中的智能天线技术的研究[D];华南理工大学;2004年
9 王继胜;小平台剖面声纳的信号处理技术研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
10 周围;移动通信智能天线关键技术研究[D];电子科技大学;2008年
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1 何畏;智能天线中的关键技术研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
2 陈昊;空间谱估计算法的高速实现[D];电子科技大学;2003年
3 王珺;智能天线仿真研究[D];西北工业大学;2006年
4 方玺;混凝土结构的超声探伤信号处理及二维CT软件设计[D];武汉理工大学;2006年
5 李从英;基于四阶累积量的时延估计研究[D];西南交通大学;2006年
6 刘宏奏;阵列方向图综合和自适应波束形成研究[D];西南交通大学;2006年
7 韩荣苍;基于遗传算法的阵列天线综合[D];电子科技大学;2006年
8 张晓愚;智能天线DOA估计MUSIC算法的改进研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
9 陶锐;冲激脉冲探地雷达接收机技术的研究[D];大连理工大学;2006年
10 雷婧;混凝土结构超声探伤的信号仿真与处理[D];武汉理工大学;2006年
【二级引证文献】
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1 蒋柏峰;吕晓德;;一种基于导向矢量变换的DOA估计预处理方法[J];电子与信息学报;2012年07期
2 陈浩;贾伟;李思佳;;基于内插阵列变换的扩展传播算子实值算法[J];计算机应用;2012年08期
【二级参考文献】
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1 万群,刘申建,彭应宁;基于目标三线坐标校正的定位方法[J];电子学报;2002年06期
2 田孝华,廖桂生;时变信道中CDMA信号的波达方向 和直接扩频序列盲估计[J];电子学报;2002年09期
3 田孝华,廖桂生,王洪洋;用一种新的空时导向矢量联合估计CDMA信号波达方向与多径时延[J];电子学报;2002年12期
4 田孝华,廖桂生;一种有效减小非视距传播影响的TOA定位方法[J];电子学报;2003年09期
5 吴仁彪;一种通用的高分辨率波达方向估计预处理新方法[J];电子科学学刊;1993年03期
6 叶中付,沈凤麟;一种快速的二维高分辨波达方向估计方法——混合波达方向矩阵法[J];电子科学学刊;1996年06期
7 田孝华,廖桂生;减轻TOA和AOA定位系统非视距影响的方法[J];电子与信息学报;2003年12期
8 高勇,刘皓,肖先赐,魏平;MUSIC算法在高速DSP上的并行实现[J];通信学报;2000年04期
9 王昕,王宗欣,刘石;一种考虑非视线传播影响的TOA定位算法[J];通信学报;2001年03期
10 刘皓,魏平,肖先赐;一种实对称矩阵特征值提取的高效并行算法及实现[J];通信学报;2001年09期
【相似文献】
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1 辛兵;邱国防;杨海川;陈希有;崔立辉;赵栋;常青;;波达方向估计算法的性能分析与仿真[J];兵工自动化;2007年01期
2 崔园;张军鹏;;一种新的相干源波达方向估计算法[J];微计算机信息;2007年19期
3 何轲;相敬林;韩鹏;于洋;赵延安;;空间任意阵的MUSIC算法性能研究[J];计算机测量与控制;2010年03期
4 游鸿;黄建国;金勇;徐贵民;;基于加权信号子空间投影的MUSIC改进算法[J];系统工程与电子技术;2008年05期
5 刘波;高本庆;薛峰;;利用时域散射场进行目标方位探测研究[J];电波科学学报;2005年06期
6 谢维华;左继章;;基于Y形阵的空时二维DOA估计[J];现代雷达;2007年01期
7 于红旗;刘剑;黄知涛;周一宇;;一种改进的MUSIC方法[J];现代雷达;2007年09期
8 刘剑;黄知涛;周一宇;;一种新的共轭增强MUSIC测向算法(英文)[J];宇航学报;2007年05期
9 马静艳;徐友根;刘志文;;阵元指向未知条件下的信号波达方向估计[J];航天电子对抗;2011年02期
10 顾涓涓;增元通道增益不一致情况下一种新的DOA快速估计算法[J];安徽大学学报(自然科学版);2003年02期
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1 肖立胜;史建锋;朱良学;;阵列信号处理中基于循环平稳特性DOA估计的研究现状及发展展望[A];现代通信理论与信号处理进展——2003年通信理论与信号处理年会论文集[C];2003年
2 王向红;;数据融合技术在空间谱估计测向方案中的应用[A];第八届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2010年
3 叶中付;;相干信号源空间谱的超分辨估计方法研究[A];1999年中国神经网络与信号处理学术会议论文集[C];1999年
4 徐友根;刘志文;;波前幅度畸变非圆信号的波达方向估计[A];全国第一届信号处理学术会议暨中国高科技产业化研究会信号处理分会筹备工作委员会第三次工作会议专刊[C];2007年
5 李志臣;何培宇;董薇薇;;基于传播算子的宽带DOA估计新算法[A];第十四届全国信号处理学术年会(CCSP-2009)论文集[C];2009年
6 刘志文;徐友根;齐晓东;;矢量传感器阵列信号处理技术进展与展望[A];提高全民科学素质、建设创新型国家——2006中国科协年会论文集(下册)[C];2006年
7 查代奉;邱天爽;;基于分数阶相关的最小范数平面波达方向估计新方法[A];2008通信理论与技术新发展——第十三届全国青年通信学术会议论文集(下)[C];2008年
8 谢维华;左继章;;基于Y形阵的高分辨空时二维DOA估计[A];'2006系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2006年
9 刘志文;徐友根;齐晓东;;矢量传感器阵列信号处理技术进展与展望[A];2006中国科协年会论文集(第13分会场)[C];2006年
10 翟明岳;刘元安;;利用MUSIC算法估计多径信号的时延[A];开创新世纪的通信技术——第七届全国青年通信学术会议论文集[C];2001年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 杨春霞;TOYOTA联手ESPRIT演绎特锐激情[N];中国房地产报;2005年
2 商报实习记者 刘一博;昔日大牌Esprit缘何脆败?[N];北京商报;2011年
3 ;女装:艾格ESPRIT哥弟稳坐前三[N];中国纺织报;2003年
4 ;艾格蝉联冠军ESPRIT紧随其后[N];中国纺织报;2004年
5 ;MUSIC Telecom: SmartTAP DP[N];计算机世界;2002年
6 本报记者 卢曦;“老臣”退出 Esprit何以丧失先发优势[N];中国经营报;2011年
7 本报记者 彭芳;与国外同行比创新 和国内产品比价格[N];中国计算机报;2000年
8 广文;枝头春意闹[N];计算机世界;2002年
9 ;引领突破之道[N];中国计算机报;2002年
10 特约记者 舒时 实习记者 李潮文;思捷环球欲做大内地市场[N];第一财经日报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郭跃;超分辨波达方向估计技术的研究[D];华中科技大学;2007年
2 刘剑;非圆信号波达方向估计算法研究[D];国防科学技术大学;2007年
3 陈显宁;基于非循环特性的阵列信号处理方法研究[D];电子科技大学;2010年
4 杨雪亚;米波雷达阵列超分辨和测高方法研究[D];西安电子科技大学;2011年
5 张裕峰;多径传播条件下的波达方向估计算法研究[D];中国科学技术大学;2010年
6 刘超;阵列信号处理中的自校正技术[D];中国科学技术大学;2009年
7 孙学军;阵列信号处理的关键技术研究[D];电子科技大学;2010年
8 吴湘霖;非理想系统假设下阵列信号多信源多参数联合估计[D];西北工业大学;2005年
9 陈洪光;稳健的阵列处理波达方向估计算法研究[D];国防科学技术大学;2005年
10 陈德莉;波达方向估计中阵列误差校正技术研究[D];国防科学技术大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 唐马可;基于MUSIC算法的空间谱估计技术的研究[D];重庆大学;2008年
2 李春来;联合高阶累积量和稀疏分解的DOA估计算法研究[D];西南交通大学;2008年
3 张辉;基于阵列信号处理的信源DOA估计算法研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
4 隋然;基于多极化圆阵的信号波达方向估计方法的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 王静宇;矢量阵自适应波束形成技术研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
6 赵悦;基于NC-MUSIC的实用超分辨测向算法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
7 牟建明;基于非均匀线阵的空间谱估计测向算法研究[D];南京理工大学;2005年
8 李新潮;相干信源稳健的DOA估计算法研究[D];西安电子科技大学;2009年
9 张迎辉;超分辨波达方向估计关键技术研究[D];重庆大学;2010年
10 王浩;基于矢量传感器阵列的空间谱估计技术的研究[D];昆明理工大学;2008年
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