收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

近场源参数估计算法研究

王立国  
【摘要】:信源定位问题是阵列信号处理中的一个重要的研究方向,它的任务是根据天线阵列接收到的数据估计出感兴趣信源的空间位置信息。根据信源与接收阵列之间的距离,信源定位可分为近场定位和远场定位,本文主要对近场源源定位问题进行研究。 八十年代至今,对信源定位技术的研究主要集中在远场源上,对于近场源参数估计理论方面的研究相对较少。近年来,对近场源参数估计理论方面的研究逐渐引起国内外学者的关注,成为阵列信号处理领域中的一个新的热点。经过十余年的发展,国内外很多学者对近场源参数估计问题进行了研究,取得了许多优秀的成果,但是在某些方面仍然存在很多问题亟待解决,如计算量、参数配对、估计精度、宽带非平稳信源等。本文以二阶统计量、分数低阶统计量、分数阶傅里叶变换和四阶累积量为主要数学分析工具,分别从参数配对、阵列孔径、二维极化敏感阵列、非高斯噪声、计算量和宽带非平稳信号等几个方面对近场源的参数估计问题进行了深入的研究。 本文创造性工作如下: 1、利用四阶累积量和非中心对称均匀十字阵列,提出基于白化降维技术、子空间分解以及矩阵束的近场源方位角、仰角和距离参数联合估计算法,这些算法采用非中心对称的阵列结构,且无需额外的参数配对程序,可直推导出待估计参数的闭式解,具有高估计精度、低计算复杂度和高阵列孔径利用率等特点。 2、利用极化敏感阵列抗干扰能力强、分辨力高等优点,以二阶统计量和四阶累积量为主要数学分析工具,对二维极化敏感阵列下近场源参数估计问题进行研究,提出了一种基于二阶统计量的近场源方位角、仰角、距离和极化信息等五维参数联合估计算法,以及三种基于四阶累积量的近场源五维参数联合估计算法,有效的解决不同高斯噪声情况、阵列孔径利用率以及计算量和计算复杂度等问题。 3、针对冲击噪声无二阶统计量和高阶累积量的特点,研究了服从SαS稳定分布的冲击噪声下近场源方向角和距离二维参数联合估计问题,提出了一种基于分数低阶统计量的FLOS-ESPRIT算法,它可有效抑制冲击噪声对信号的影响,并且对加性高斯白噪声同样有效。 4、针对子空间分解计算量大的问题,提出两种基于传播算子和二阶统计量的近场源方向角和距离二维参数联合估计算法:PM-MUSIC和PM-ROOT-MUSIC。利用传播算子估计出的噪声子空间代替奇异值分解得到的正交解,从而缓解了MUSIC算法估计精度与计算量之间的矛盾。 5、利用分数阶傅里叶变换,初步解决了近场宽带非平稳信源的二维参数估计问题,提出一种基于FRFT-MUSIC的近场宽带非平稳信源方向角和距离二维参数联合估计算法,其特点是无交叉项干扰,适于加性噪声环境,具有较高的估计精度。 本文共分八章,具体内容如下: 1、介绍阵列信号处理技术的发展历史,综述近场源参数估计理论及国内外研究现状,提出近场源参数估计中有待于研究和解决的问题,确定本文的研究内容。 2、介绍本文所用到的矩阵论方面的基础知识、极化敏感阵列的基础知识以及分数低阶统计量、二阶统计量和高阶累积量的定义和性质。 3、研究标量传感器下基于四阶统计量的近场源定位算法,针对目前近场源定位算法中估计精度和计算复杂度等问题,提出了四种无需参数配对的近场源参数二维参数和三维参数估计算法:1)基于四阶累计量和子空间分解的近场源方向角和距离二维参数联合估计算法,采用非中心对称均匀线阵,其特点是有效降低了阵列孔径的损失,无需参数配对,直接推导出待估计参数的闭式解,降低了算法的复杂性;2)将上述算法扩展到二维接收阵列,提出基于非中心对称十字阵列的近场源方位角、仰角和距离三位参数联合估计算法;3)基于矩阵束的近场源方位角、仰角和距离三维参数联合估计算法,算法采用非中心对称十字阵列,其特点是不需要构造高维累积量矩阵,且矩阵束的广义特征值中包含参数配对信息,降低了算法的计算量和复杂度,减少了阵列孔径的损失;4)基于白化降维技术的近场源方位角、仰角和距离三维参数联合估计算法,算法采用非中心对称十字阵列,其特点是无需构造高维累积量矩阵、参数自动配对,降低了算法的计算量和复杂度,提高了阵列孔径的利用率。 4、研究二维极化敏感阵列下基于二阶统计量和四阶累积量的近场源五维参数联合估计算法:1)基于二阶统计量和TLS-ESPRIT的近场源方向角、仰角、距离和极化信息等五维参数联合估计算法,采用中心对称的十字阵列,其特点是计算量小,估计精度高,且仅需要一次简单的参数配对;2)基于四阶累积量和矩阵束的近场源方向角、仰角、距离和极化信息等五维参数联合估计算法,采用中心对称的十字阵列,其特点是不需要构造高维累积量矩阵,参数配对方法简单,具有较低的计算复杂度;3)基于四阶累积量和子空间分解的近场源方向角、仰角、距离和极化信息等五维参数联合估计算法,采用非中心对称十字阵列,其特点是降低了阵列孔径损失,无需参数配对,直接推导出待估计参数的闭式解,降低了算法的复杂度;4)基于四阶累积量和联合对角化的近场源方向角、仰角、距离和极化信息等五维参数联合估计算法,采用非中心对称十字阵列,其特点是不需要构造高维累积量矩阵,利用白化降维技术和联合对角化直接估计出信源参数,不需参数配对,有效的提高了阵列孔径的利用率,降低了算法的复杂度。 5、研究了服从SαS稳定分布的冲击噪声下近场源方向角和距离二维参数联合估计问题,提出了一种基于分数低阶统计量的FLOS-ESPRIT算法,算法采用中心对称的均匀线阵,其特点是可以抑制冲击噪声对信号的影响,并且对加性高斯白噪声同样有效。 6、对传播算子方法进行研究,提出两种基于传播算子的近场源方向角和距离二维参数联合估计算法:PM-MUSIC和PM-ROOT-MUSIC,其特点是利用传播算子估计出噪声子空间的最小二乘解代替由奇异值分解得到的正交解,达到降低计算量的目的。 7、对近场宽带非平稳信源下的参数估计问题进行研究,提出了一种基于FRFT-MUSIC的近场源方向角和距离二维参数联合估计算法,其特点是在较低的信噪比下仍具有较高的估计精度。 8、对全文进行总结,展望下一步工作,提出了今后有待于进一步研究的问题。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 刘嘉;张振国;孙军;;短序列多项式相位信号的参数估计[J];吉林大学学报(工学版);2006年03期
2 任楠楠;高勇;;用于LFM信号参数估计的双谱和分段解线调方法[J];系统工程与电子技术;2006年10期
3 李利;张永;赵武生;;基于多片ADSP的PPS雷达信号参数估计算法实现[J];弹箭与制导学报;2009年01期
4 张曙霞;蒋宇中;;简化B类噪声模型的参数估计[J];应用科学学报;2009年05期
5 刘锦萍;郁金祥;;基于PSO算法的probit模型参数估计[J];计算机工程;2009年23期
6 王珊珊;王建英;尹忠科;程旺宗;;压缩传感理论在参数估计中的应用[J];计算机工程与应用;2010年12期
7 曹鹏;彭华;董延坤;王彬;;一种基于循环前缀的OFDM盲检测及参数估计算法[J];信息工程大学学报;2010年02期
8 杨辉;马红光;王令欢;王国华;;基于SVC多分量LFM信号检测与参数估计[J];弹箭与制导学报;2006年S7期
9 柏涛;杨智辉;;雷达软件化接收系统参数估计算法研究[J];战术导弹技术;2008年06期
10 武开有;钟志明;徐以涛;沈良;;基于重排Gabor谱方法的跳频信号参数估计[J];电子信息对抗技术;2009年03期
11 袁振涛;胡卫东;郁文贤;;用FrFT插值实现LFM信号的参数估计[J];信号处理;2009年11期
12 崔伟亮;江桦;黄艳艳;李剑强;;一种适于衰落信道的ZPOFDM参数盲估计算法[J];电路与系统学报;2011年03期
13 张鑫;刘锋;刘勇;;基于平均循环周期图方法的Frank编码信号循环谱特征参数估计[J];电讯技术;2011年06期
14 张希会;刘镰斧;蔡竟业;杨远望;陈兴华;;一种单分量PPS的快速估计算法[J];电子学报;2011年08期
15 钱云襄;刘渝;黄慧慧;;线性调频连续波信号参数估计算法[J];现代雷达;2006年03期
16 吴亮红;王耀南;曾照福;袁小芳;;基于复合微粒群算法的非线性系统模型参数估计[J];系统仿真学报;2006年07期
17 任双桥;刘永祥;黎湘;庄钊文;;广义K分布杂波模型参数估计[J];电子学报;2006年12期
18 杨辉;马红光;王国华;;基于“黄金分割法”的LFM信号参数估计[J];弹箭与制导学报;2006年S7期
19 史建锋;王可人;;基于循环相关变换的多径LFM信号检测与参数估计[J];电子与信息学报;2007年06期
20 李开霞;张金波;曹爱华;;一种实用的自校正PID控制器设计与仿真研究[J];计算机仿真;2008年09期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 曾勇;唐小我;;利用广义逻辑曲线预测饱和增长趋势[A];全国青年管理科学与系统科学论文集(第2卷)[C];1993年
2 宋杰;胡波;;一种基于二阶统计量的盲均衡算法[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
3 查代奉;邱天爽;;基于分数低阶矩的非高斯噪声中诱发电位提取新方法[A];大连理工大学生物医学工程学术论文集(第2卷)[C];2005年
4 陈玉静;黄帅;;一种基于频域的MIMO-OFDM系统稀疏信道估计算法[A];中国电子学会第十六届信息论学术年会论文集[C];2009年
5 张庆武;朱卫平;;无信号扰动误差的MIMO盲信道估计算法[A];第十四届全国信号处理学术年会(CCSP-2009)论文集[C];2009年
6 马宏达;胡天跃;;基于高价统计量的多约束地震子波估计[A];中国地球物理·2009[C];2009年
7 刘希强;李红;王梅;;双谱估计在前兆数字化资料分析中的应用研究[A];中国地球物理第二十一届年会论文集[C];2005年
8 钱进;秦志峰;;一种基于二阶统计的盲源分离方法[A];2001年全国水声学学术会议论文集[C];2001年
9 高成志;邢军华;王赫男;任重;;三种基于二阶统计量的水声信道辨识方法性能分析[A];中国声学学会第九届青年学术会议论文集[C];2011年
10 石殿祥;陈树凯;郑天才;任义庆;;用高阶统计量估算非最小相位地震子波[A];1998年中国地球物理学会第十四届学术年会论文集[C];1998年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王立国;近场源参数估计算法研究[D];吉林大学;2011年
2 郑植;分布式信源低复杂度参数估计算法研究[D];电子科技大学;2011年
3 杨勇;基于毫米波阵列雷达的破片速度参数测量技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
4 曾德国;低截获概率雷达信号侦收技术研究[D];电子科技大学;2012年
5 韩英华;本地散射环境下的分布式信源参数估计算法的研究[D];东北大学;2008年
6 许凌云;阵列多参数联合估计算法及应用的研究[D];南京航空航天大学;2012年
7 袁振涛;空间目标普测型雷达信号检测与参数估计算法研究[D];国防科学技术大学;2009年
8 贺思三;微动目标高分辨雷达信号建模及特征提取[D];国防科学技术大学;2010年
9 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
10 刘楠;多发多收干涉合成孔径雷达高程测量关键技术研究[D];西安电子科技大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 纪青松;基于多重积分运算的滞后对象的参数估计算法[D];广西大学;2012年
2 舒娟娟;指数衰减正弦信号参数估计算法及其应用研究[D];武汉工程大学;2011年
3 刘扬;基于极化阵列的信号参数估计算法研究[D];解放军信息工程大学;2011年
4 张志芹;基于高阶累积量的极化敏感阵列多参数联合估计[D];天津大学;2012年
5 李小娟;非协作通信解调关键技术研究[D];电子科技大学;2010年
6 钟耀霞;基于极化敏感阵列的空间到达角和极化参数的联合估计[D];电子科技大学;2011年
7 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
8 马克江;近场源多维参数联合估计算法研究[D];西安电子科技大学;2010年
9 王磊;称重式矿浆浓度在线检测装置的研究[D];昆明理工大学;2008年
10 王群;基于极化敏感阵列的DOA估计算法研究[D];吉林大学;2011年
 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