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《西安电子科技大学》 2003年
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非平稳、色噪声环境下的参数估计方法研究

吴云韬  
【摘要】: 参数估计是信号处理中一个重要的研究领域,由于其在雷达、声纳、通信、生物医学、地震探测等领域有着广泛而重要的应用背景而受到广大研究工作者的重视,因而对各种参数估计方法的研究有着重要的理论和现实应用价值。本文就不同的应用背景和实际环境围绕阵列信号处理中的波达方向、距离、频率以及时延等参数估计方法做了研究,主要工作概括如下: 1.在空间相关色噪声环境及存在阵列模型误差情况下,首先给出了基于最大似然的DOA及阵列幅相误差联合估计算法,该算法对信号和噪声无任何约束,且适用于任意阵列结构。算法可以利用交替投影迭代搜索实现,计算机仿真实验和外场实测数据表明,本章算法能给出比传统的最大似然方法更高的估计性能。 2.在第三章讨论了一种在环境噪声为白噪声而阵元噪声为空间非平稳情况下的DOA估计问题,给出了一种有效的估计阵元噪声功率的方法,进而利用估计的噪声协方差矩阵进行预处理而实现色噪声环境下的DOA估计,理论分析和仿真结果均表明了本章提出的方法的有效性。最后,给出了另一个应用,即自适应波束形成,仿真结果表明能有效克服色噪声引起的波束畸变而改善了波束方向图。 3.提出了一种非平稳环境下的最大似然DOA估计方法,该算法适合于时变DOA的情形,并分析了其参数估计性能,给出了角度估计的渐进方差的解析表达式,表明了常规的最大似然DOA估计是本文的一特殊情形。最后,计算机模拟试验验证了其有效性。 4.利用四阶累积量,第五章首先给出了一种载频已知的情况下基于近场源的距离和波达方向联合估计算法,通过构造的阵列输出信号四阶累量矩阵使空间信号到达方向和距离估计无需谱峰搜索,且参数自动配对,适合于任意高斯噪声环境。进一步在第三节提出了一种载频未知的情况下的多个近场窄带信号源DOA、距离和频率联合估计的3-D ESPRIT算法。方位、距离及频率参数分别由所构造矩阵的特征值估计,并且估计参数能很好配对。最后,计算机仿真结果证实了本章所提方法的有效性。 5.在第六章基于传播算子方法给出了频率、角度联合估计的一种快速算法,由于其避免了高维矩阵的特征分解,因而具有更低的计算复杂度,且算法适用于一般的阵列结构,二维参数自动配对,易于实时实现。计算机仿真实验表明,该算法在一定信噪 摘要 比或阵元数较大条件下,其性能接近于现有的JAFE及2一D ESP咫T算法。 6.在第七章提出了一种基于状态空间实现的频率、时延联合估计算法,正弦波的频率 首先用状态过渡矩阵的特征值估计得到,然后时延由估计的频率和观测矩阵直接给 出。计算机模拟实验表明,本章方法的估计性能在较低信噪比情况下能达到相应 的CRLB下界。最后,应用到实测语音数据,实验结果显示本章方法给出了较好的基 音周期和时延估计结果。 7.在第八章提出了一种对LFM脉冲雷达回波D叩Pler频移和多径时延进行联合估计 的方法。该方法利用wHT变换对D叩pler频移进行估计,为了估计多径时延,本 章提出了修正时频相关函数的概念,并利用修正时频相关函数估计多径时延。该 方法只需一个周期的脉冲信号,对加性高斯白噪声具有强的鲁棒性,运算量小。 仿真结果验证了该方法的有效性。 8.第九章提出了一种在高斯白噪声环境下,基于L型阵列结构的二维DOA估计方法, 算法通过构造一个特殊矩阵并由其特征分解获得信号子空间的估计,进而获得两 个独立的矩阵,并由其特征分解的特征值给出二维到达方向的估计。该算法运算 量低,精度较高,具有一定的实用性。然后在第三节根据基于相位模式激励的椭 圆阵的波束空间流形具有超分辨估计的ESP甩T算法所需的特殊结构,推导出了基 于椭圆阵的2一D DOA估计算法一EA一ESP刃T算法,它具有闭式解,能够将仰角和 方位角自动配对。计算机仿真实验及实测数据分别验证了本章相应算法的性能。
【学位授予单位】:西安电子科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TN911

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 刘闯;王洪洋;廖桂生;;被动直升机声信号波达方向估计[J];无线电通信技术;2005年06期
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 李军;宽带无线通信系统中的同步和信道估计算法[D];西安电子科技大学;2005年
2 居太亮;基于麦克风阵列的声源定位算法研究[D];电子科技大学;2006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 包志强;快速稳健的参数估计及波束形成技术研究[D];西安电子科技大学;2006年
5 周祎;空间信号检测与参数估计算法研究[D];西安电子科技大学;2006年
6 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
7 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
8 柳艾飞;阵列测向与阵列校正技术研究[D];西安电子科技大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 叶健;冲击噪声背景下的二维测向算法研究[D];电子科技大学;2011年
2 黄龙庭;多维正弦信号参数估计算法研究[D];武汉工程大学;2011年
3 孙洪亮;近场源参数联合估计算法仿真研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
4 黄志强;基于高阶累积量的近场源定位方法研究[D];吉林大学;2006年
5 舒汀;低复杂度的阵列信号多参数估计技术[D];南京理工大学;2006年
6 张月云;基于时频分析的Chirp信号的参数估计方法研究[D];吉林大学;2007年
7 屈海涛;基于分数阶Fourier变换的LFM类信号DOA估计算法研究[D];郑州大学;2007年
8 杨巍;基于小波累量的Chirp信号时延和多普勒伸缩系数估计的理论方法研究[D];吉林大学;2009年
9 苏恺;色噪声环境下的波达方向估计技术研究[D];西南交通大学;2009年
10 张静;不同噪声环境下的宽带LFM信号DOA估计[D];西南交通大学;2009年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 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
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10 葛凤翔,万群,刘申建,彭应宁;基于特征分析和二次规划的窄带信号超分辨率频率估计[J];电子学报;2002年09期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李晶;谷彩连;;小电流接地系统单相接地故障选线的算法研究[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2008年01期
2 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
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4 徐尚志,吴先良;复杂噪声中基于累积量的二维DOA估计[J];安徽大学学报(自然科学版);2002年02期
5 叶中付,沈凤麟;基于混合波达方向矩阵的测向方法[J];安徽大学学报(自然科学版);1996年02期
6 段文亮 ,刘涤尘;发电厂暂态电磁环境的小波分析法[J];安全与电磁兼容;2005年04期
7 谢永乐;李西峰;;模拟集成电路参数型故障定位方法[J];半导体学报;2008年03期
8 田芬,李开成;MEM在铁路UM2000轨道电路信号接收中的应用[J];北方交通大学学报;2003年03期
9 吴才成;测试系统中的数据融合技术[J];车辆与动力技术;2005年03期
10 庞学亮,张效民,杨向锋;利用圆锥阵的低空声目标定向分析[J];兵工自动化;2005年01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 王辉辉;张群飞;;光纤水听器阵列超增益波束形成研究[A];2011'中国西部声学学术交流会论文集[C];2011年
3 李凡;郭圣明;郭新毅;陈耀明;;环境不确定条件下的声纳性能预报[A];2011'中国西部声学学术交流会论文集[C];2011年
4 赵慧;王艳;陆玲兰;;一款可组合使用的圆柱换能器阵[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
5 王敏慧;王艳;欧阳荀;;球形系列声源换能器的研究[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
6 赵学慧;林书玉;付志强;贺洋洋;李力怡;李娜;;径向极化压电陶瓷圆管的耦合振动研究[A];第二届西安-上海两地声学学术会议论文集[C];2011年
7 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
8 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
9 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
10 应怀樵;沈松;刘进明;董书伟;;传递函数的测试及实时控制和反演[A];现代振动与噪声技术(第九卷)[C];2011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 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
4 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
5 朱广平;混响干扰中的信号检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 刘文海;水下被动目标瞬态特征检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 宫宇;基于STBC-OFDM技术的海上移动通信新框架体系的研究[D];大连海事大学;2010年
8 苏晓宏;海杂波的特性分析与目标检测处理[D];大连海事大学;2010年
9 王德才;基于能量分析的地震动输入选择及能量谱研究[D];合肥工业大学;2010年
10 赵晓丹;基于非先验函数系的信号识别[D];江苏大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 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
3 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
4 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
5 任泉;基于光纤传感的细纱小张力检测技术研究[D];浙江理工大学;2010年
6 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
7 李卫鹏;正交小波变换支持向量数据描述方法在故障诊断中的应用研究[D];郑州大学;2010年
8 郑宁;离散分数阶Fourier变换算法的仿真研究及FPGA实现[D];郑州大学;2010年
9 李会臣;基于时频分析的齿轮故障机理及诊断研究[D];郑州大学;2010年
10 马天荣;基于Gabor变换的多载波调制技术研究[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 雷中定,黄绣坤,张树京;一种基于神经网络的宽带相干信号波达方向估计方法[J];北方交通大学学报;1997年01期
2 周忠来,施聚生,栗苹,周勇;子空间分解法在声目标特征提取中的应用[J];北京理工大学学报;1999年06期
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4 王波,王树勋;基于四阶累积量的近场源时-空域三维参数估计法[J];吉林大学学报(信息科学版);2005年03期
5 蒋忠进,林君,陈祖斌;小波包在Chirp信号检测与时延估计中的应用[J];电讯技术;2003年02期
6 陈隽永,徐庆,徐继麟;超宽带雷达中基于小波变换的时延估计方法[J];电波科学学报;2001年02期
7 吴云韬,廖桂生,田孝华;一种波达方向、频率联合估计快速算法[J];电波科学学报;2003年04期
8 王洪洋,廖桂生,王万林;近场源频率、波达方向和距离的联合估计方法[J];电波科学学报;2004年06期
9 陈永倩,顾建峰,肖先赐;用禁忌搜索实现DOA估计[J];电波科学学报;2005年01期
10 王建英;尹忠科;陈磊;;基于非正交分解的频率估计算法[J];电波科学学报;2007年01期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 居太亮;彭启琮;邵怀宗;林静然;;麦克风阵列的拓扑结构研究[A];通信理论与信号处理新进展——2005年通信理论与信号处理年会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 邵朝;稳健的超分辨算法研究——基于信号分离理论的算法研究[D];西安电子科技大学;1997年
2 王建英;阵列信号多参量联合估计技术研究[D];电子科技大学;2000年
3 王激扬;测频测向一体化新体制雷达侦察接收机研制——信号处理机[D];电子科技大学;2000年
4 黄佑勇;基于高阶累积量的阵列信号多参数估计技术[D];电子科技大学;2001年
5 杨益新;声呐波束形成与波束域高分辨方位估计技术研究[D];西北工业大学;2002年
6 田孝华;DS-CDMA蜂窝网中无线定位与参数估计技术[D];西安电子科技大学;2003年
7 陶建武;阵列信号处理在雷达和移动通信中的应用研究[D];吉林大学;2004年
8 郭欣;天波超视距雷达信号处理技术研究[D];南京理工大学;2004年
9 黄克骥;时频分析方法在阵列信号处理中的应用[D];电子科技大学;2004年
10 田达;非平稳信号阵列多参量估计技术研究[D];电子科技大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周浩洋;基于麦克风阵列的声源定位方法研究[D];大连理工大学;2002年
2 陆晓燕;基于麦克风阵列实现声源定位[D];大连理工大学;2003年
3 陈昊;空间谱估计算法的高速实现[D];电子科技大学;2003年
4 梁清泉;基于高阶统计量的波达方向估计技术的研究[D];西北工业大学;2002年
5 刘君;色噪声背景中信源数检测方法研究[D];西安电子科技大学;2004年
6 徐胜;基于智能麦克风阵列的说话人跟踪技术[D];电子科技大学;2004年
7 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
8 张瑞娟;色噪声环境下宽带信号参数估计方法研究[D];西安电子科技大学;2005年
9 李洁群;超宽带LFM信号检测和参数估计方法研究[D];电子科技大学;2005年
10 林静然;基于麦克风阵列的说话人跟踪及语音分离实现技术的研究[D];电子科技大学;2005年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 鲁祖坤;王阳;高鹰;石宇;李冬银;;阵列幅相误差背景下MUSIC算法的DSP实现[J];吉林大学学报(信息科学版);2012年03期
2 李堰;宋爱民;刘剑;;多级维纳滤波测向算法的参考信号优化方法[J];电讯技术;2010年12期
3 蔡卫平;吴镇扬;;一种基于离散时延的鲁棒声源三维定位方法[J];东南大学学报(自然科学版);2009年01期
4 叶永;陈建峰;程萍;冷欣;;用于麦克风阵列的阵元筛选方法研究[J];传感技术学报;2012年11期
5 彭迎标;杨尊先;林志贤;郭太良;;基于传声器阵列的改进的PHAT-GCC语音定位算法[J];电声技术;2013年02期
6 鲁祖坤;石宇;刘扬;蒋志彪;肖剑;;基于L型阵列的幅相误差自校正算法研究[J];电子信息对抗技术;2013年03期
7 季建朝;白龙;黄迅;;基于状态观测器的波束形成算法及其航空应用[J];航空学报;2011年01期
8 曲长文;王颖;黄宇;邓兵;;基于FRFT的FMCW SAR成像[J];火力与指挥控制;2010年06期
9 杜春鹏;王雨阳;陆鹏程;;基于FPGA和DSP的自适应旁瓣对消的工程实现[J];雷达与对抗;2010年01期
10 张怡典;;基于麦克风阵列的相容时延矢量声源定位方法[J];信息技术;2012年09期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 范京;罗倩;曾义芳;;平面麦克风阵列估计声源的方向和距离[A];全国第4届信号和智能信息处理与应用学术会议论文集[C];2010年
2 刘立州;李志农;范涛;;分数阶Fourier变换在齿轮故障诊断中的应用[A];2008年全国振动工程及应用学术会议暨第十一届全国设备故障诊断学术会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王建锋;激光路面三维检测专用车技术与理论研究[D];长安大学;2010年
2 徐青;多通道雷达系统阵列误差校正方法研究[D];西安电子科技大学;2011年
3 吴晓;基于声传感器阵列的油气管道内检测器地面标记跟踪技术研究[D];天津大学;2010年
4 苏永振;航空材料结构低速冲击健康监测研究[D];南京航空航天大学;2010年
5 战金龙;MIMO-OFDM系统新型发射分集方法研究[D];西安电子科技大学;2007年
6 金乃高;音视频联合说话人定位与跟踪方法研究[D];大连理工大学;2008年
7 石宇;阵列信号处理中信号参数估计的研究[D];吉林大学;2008年
8 安志娟;高频地波超视距雷达海洋表面流探测方法研究[D];西安电子科技大学;2008年
9 曾操;多通道地面动目标检测雷达稳健阵列处理方法研究[D];西安电子科技大学;2008年
10 黎英云;微弱多径信号时延估计技术研究[D];华中科技大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王洋;直扩系统中线性调频干扰抑制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 卢亮;三维成像声纳成像算法仿真研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 代巍;嘈杂背景下的AE信号提取技术研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
4 任勇;基于麦克风阵列的声源定位算法的FPGA实现[D];西安电子科技大学;2011年
5 李璟;矿难检测系统上位机的设计及定位算法的应用实现[D];北京邮电大学;2011年
6 孟君;阵列数字助听系统核心问题的研究[D];南京信息工程大学;2011年
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8 汪健;基于空域滤波的语音分离研究[D];西南交通大学;2011年
9 娄学伟;基于分数阶Fourier变换的LFM信号的DOA估计分析[D];浙江工业大学;2010年
10 赵楠;基于声信号处理的激光焊接过程实时检测研究[D];天津大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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4 殷勤业,倪志芳,钱世锷,陈大庞;自适应旋转投影分解法[J];电子学报;1997年04期
5 张林让,廖桂生,保铮;色噪声环境下自适应波束形成[J];电子学报;1998年12期
6 唐斌,肖先赐,施太和;空间信号二维到达方向估计的新方法[J];电子学报;1999年03期
7 王建英,陈天麒;频率、二维到达角和极化联合估计[J];电子学报;1999年11期
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9 唐斌,施太和,肖先赐;基于四阶累积量的空间信号2-D DOA分离估计[J];电子科学学刊;1998年06期
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【相似文献】
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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
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1 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
2 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
3 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
4 郭淑娟;复杂网络的混沌同步与参数估计[D];上海大学;2010年
5 罗晓琴;不同类型的色噪声对非线性光学系统的影响[D];苏州大学;2003年
6 李英祥;低截获概率信号非平稳处理技术研究[D];电子科技大学;2003年
7 吴建新;机载相控阵雷达STAP及目标参数估计方法研究[D];西安电子科技大学;2009年
8 张杰;稳健的阵列参数估计及应用研究[D];西安电子科技大学;2005年
9 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
10 范影乐;混沌动力学在参数估计中的研究[D];浙江大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张瑞娟;色噪声环境下宽带信号参数估计方法研究[D];西安电子科技大学;2005年
2 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
3 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
4 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
5 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
6 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
7 张浩;数据融合在工程中的应用与研究[D];湖南大学;2001年
8 张文英;基于Delta算子的参数估计与滤波[D];郑州大学;2002年
9 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
10 程金路;高性能感应电机电流控制研究[D];山东大学;2005年
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