收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于盲源分离的阵列信号波达参数估计

胡增辉  
【摘要】:波达参数估计是阵列信号处理的重要研究内容,它在雷达、通信、声纳、地震等众多领域有着广阔的应用前景,对波达参数估计方法的研究有着重要的理论和应用价值。盲源分离是近年来提出的非常有效的数据分析工具,它充分利用信号的独立、稀疏等统计特性,揭示随机变量、测量数据或信号中的隐藏成分。本论文利用盲源分离理论和算法,系统研究了远场、远场互耦、近场、相干条件下波达角和距离等参数的估计问题,给出了有效的算法,并通过仿真实验进行了验证。全文的主要工作包括: 1.介绍了盲源分离,尤其是独立成分分析的基本原理。从目标函数构造出发,将独立成分分析算法大致分为两类,分别介绍了两种经典的独立成分分析算法,FastICA算法和JADE算法。将盲源分离和阵列信号波达参数估计问题进行比较分析,讨论基于盲源分离的阵列信号波达参数估计的可行性。 2.研究了远场条件下均匀线阵、均匀圆阵、L阵波达角估计问题,基于盲源分离,提出了相应的波达角估计算法。除利用阵列构型的空间信息外,基于盲源分离的波达角估计算法还充分利用了源信号的高阶累积量、时间结构等先验信息。基于盲源分离的波达角估计算法中,每个源信号对应的波达角分别进行估计,所需阵元数少。波达角相差较小时,基于盲源分离的波达角估计算法优于经典的高分辨率算法。 3.利用盲源分离和互耦矩阵特性,对均匀线阵和均匀圆阵的互耦条件下波达角估计问题进行了研究。首先利用盲源分离算法,估计出广义阵列流形矩阵,利用均匀线阵互耦矩阵为带状、对称Toeplitz矩阵,均匀圆阵互耦矩阵为循环对称Toeplitz矩阵的性质,将均匀线阵和均匀圆阵互耦条件下波达角估计问题转化为多个可分离非线性最小二乘问题,通过搜索多个空间谱函数的最大值获得波达角的估计。所提算法无需对互耦参数进行估计,通过搜索多个空间谱函数的最大值而非单个空间谱函数的多个峰值来获得波达角的估计,不会陷入局部极值。 4.研究了基于均匀线阵和均匀圆阵的近场信号源距离—波达角联合估计问题。对于均匀线阵,首先利用盲源分离算法,实现阵列流形矩阵估计,结合Fresnel近似,得到距离和波达角的初始估计。为了提高参数估计性能及消除Fresnel近似带来的估计偏差,利用非线性最小二乘和距离—波达角的初始估计,得到更高精度的距离—波达角估计。该算法无需参数配对,所需阵元数少,消除了Fresnel近似带来的固定估计偏差。对于均匀圆阵,首先由盲源分离算法估计阵列流形矩阵,利用近场和远场条件下方位角相同的结论,由阵列流形矩阵的估计得到方位角的估计。然后结合Fresnel近似和非线性最小二乘,获得距离—方位角—俯仰角的联合估计。该算法同样不需要进行参数配对,也无需多维频域搜索,无需考虑全局收敛的问题。 5.针对相干源波达角估计问题,首先利用均匀线阵的旋转不变性,提出了一种无需特征分解和峰值搜索的完全相干源快速波达角估计算法。该算法充分利用均匀线阵的旋转不变特性,仅利用观测数据的协方差矩阵,通过多项式求根获得波达角的闭合解。结合相位模式激励技术,该算法还可以直接应用于均匀圆阵相干源一维波达角估计。基于该快速算法和盲源分离,提出一种均匀线阵部分相干源波达角估计算法。算法利用均匀线阵的旋转不变性,消除了盲源分离算法带来的顺序不确定性。 论文最后给出了本文工作的系统总结,对今后的研究进行了展望。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 张道信,周爱毓,郭晓静,吴小培;结合中值滤波技术的盲源分离算法[J];微机发展;2004年07期
2 张文爱;刘俊豪;;基于粒子群算法的盲源分离算法[J];太原理工大学学报;2006年02期
3 李鸿燕;郝润芳;马建芬;王华奎;;基于独立分量分析的图像增强[J];弹箭与制导学报;2007年05期
4 张莉珍;梅铁民;;盲源分离在扫描图像增强中的应用[J];科技创新导报;2008年30期
5 王春华;公茂法;衡泽超;;盲源分离技术及其发展[J];信息化纵横;2009年18期
6 权友波;王甲峰;岳旸;李蕾;严俊;;盲源分离技术现状及发展趋势[J];通信技术;2011年04期
7 吴微东,庄哲民;基于盲源分离的一种快速独立分量分析算法[J];汕头大学学报(自然科学版);2004年02期
8 赵杰;刘云海;;基于小波变换ICA盲源分离[J];电子测量技术;2004年05期
9 李广彪,张剑云,毛云祥;盲源分离中的非高斯性极大准则[J];舰船电子对抗;2005年05期
10 范乐昊;邱晓晖;司海飞;;基于独立分量分析的噪声消除技术[J];金陵科技学院学报;2006年04期
11 付卫红;杨小牛;刘乃安;;基于盲源分离的CDMA多用户检测与伪码估计[J];电子学报;2008年07期
12 王昆;;盲源分离问题的分析研究[J];科技信息;2008年29期
13 王昆;刘勃妮;;基于自然梯度算法及其改进算法的盲源分离[J];科技资讯;2008年32期
14 徐文浩;马明;张庆海;;基于盲源分离和小波滤波的胎儿心电检测[J];国外电子测量技术;2009年01期
15 岳阳光;许世宏;张虎城;;盲源分离技术在气象雷达中的应用[J];微计算机信息;2009年22期
16 杨晓梅;;基于稀疏表征的欠定盲源分离的研究[J];科技信息;2011年01期
17 杨晓梅;;欠定盲源分离在语音信号处理中的应用研究[J];科技创新导报;2011年06期
18 王荣博;侯朝焕;杨俊;;瞬时混合盲源分离和最优波束形成的关系研究[J];应用声学;2011年04期
19 倪晋平,马远良,张忠兵;一种强干扰下超弱水声信号自适应盲分离的快速算法[J];声学技术;2002年03期
20 申丽岩;方滨;沈毅;;基于负熵极大的独立分量分析方法[J];中北大学学报;2005年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 解德鹏;景新幸;杨海燕;高珊;;基于声源定位和盲源分离的语音提取技术[A];中国声学学会第九届青年学术会议论文集[C];2011年
2 周祥;樊涛;;基于盲源分离的储油罐底腐蚀混叠信号的识别与分离[A];第八届沈阳科学学术年会论文集[C];2011年
3 柴晶晶;陈文超;高静怀;;基于欠定盲源分离的地震盲反褶积方法[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年
4 徐旭;郭崇慧;;稀疏成分分析的简要综述[A];中国运筹学会第十届学术交流会论文集[C];2010年
5 钟振茂;陈进;钟平;;机械故障诊断中的多源分离方法[A];中国声学学会2001年青年学术会议[CYCA'01]论文集[C];2001年
6 高磊;陈文超;高静怀;;基于盲源分离的面波压制方法[A];中国地球物理·2009[C];2009年
7 章新华;;盲源分离技术及其水声信号处理中的应用[A];2004年全国水声学学术会议论文集[C];2004年
8 焦卫东;杨世锡;吴昭同;;用盲源分离技术创建独立的虚拟传感器[A];中国仪器仪表学会学术论文集[C];2004年
9 范文涛;章新华;徐莉;;波束域盲源分离与MUSIC融合的方位估计算法[A];2008年全国声学学术会议论文集[C];2008年
10 马明;王新军;;一种Walsh变换域的盲源分离算法[A];2008年中国高校通信类院系学术研讨会论文集(下册)[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李灯熬;基于循环平衡理论的盲源分离算法[D];太原理工大学;2010年
2 高建彬;盲源分离算法及相关理论研究[D];电子科技大学;2012年
3 徐先峰;利用参量结构解盲源分离算法研究[D];西安电子科技大学;2010年
4 张晓丹;基于盲源分离技术的工程结构模态参数识别方法研究[D];北京交通大学;2010年
5 刘佳;单通道盲源分离及其在水声信号处理中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
6 郭靖;盲源分离的时频域算法研究[D];重庆大学;2012年
7 付卫红;盲源分离及其在通信侦察中的应用研究[D];西安电子科技大学;2007年
8 李昌利;盲源分离的若干算法及应用研究[D];西安电子科技大学;2010年
9 胡增辉;基于盲源分离的阵列信号波达参数估计[D];国防科学技术大学;2012年
10 王卫华;盲源分离算法及应用研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周鋆卿;运动平台盲源分离技术研究[D];西安电子科技大学;2010年
2 刘卫菠;通信信号盲源分离的高效算法研究[D];西安电子科技大学;2011年
3 赵军;基于独立分量分析和基音提取技术的盲源分离[D];西安理工大学;2005年
4 牛奕龙;盲源分离算法研究[D];西北工业大学;2005年
5 贺海港;盲源分离在通信信号分离中的应用[D];西安电子科技大学;2010年
6 焦东立;基于压缩感知的盲信号处理技术研究[D];电子科技大学;2011年
7 宋跃辉;基于DSP的语音信号盲源分离[D];西安理工大学;2005年
8 许鹏飞;卷积混合数字通信信号的盲源分离[D];西安电子科技大学;2010年
9 李叶华;盲源分离在智能天线波束形成技术中应用的理论探讨[D];燕山大学;2010年
10 雷衍斌;航空发动机振动信号分离技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978