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空间分布式信号的参数估计研究

袁思文  
【摘要】:在阵列信号处理中,目标信号源模型往往以点源为主,而实际的目标信号却一般有着比点源更加复杂的空间分布特征,例如目标信号通过信道传输时发生的局部散射、接触障碍物而产生的反射、目标在被观测时发生随机的空间摆动,这都有可能使信号在波达方向形成空间上的分布,而在阵列接收端得到的信号就可以等效为一个空间分布式的信号源。分布式信号的建模有别于传统的点源,它不仅含有目标的中心角度信息,同时还具有特有的空间扩展角度信息,这使得传统的点目标信号的模型不能准确的描述观测的数据,因此导致一些基于点源目标信号的中心角度估计算法的性能恶化,甚至不能得到可靠的估计结果。本文的工作是基于分布式信号的模型特点,研究估计中心波达角度的方法。 1.根据分布式信号模型特点,详细研究了相干分布源、非相干分布源数学模型。由于精确的模型往往比较复杂,因此还介绍了几种有利于算法实现的近似模型。 2.研究了用于分布式信号波达方向估计的DSPE算法、广义的ESPRIT算法、波束形成类算法等几种算法的理论,并对这几种常用算法进行了仿真和性能分析。 3.针对信道中非理想高斯白噪声情况时,对估计阵列接收的信号来向算法进行了研究,比较了去噪算法与其他算法的不同情况下的性能。 4.由于在估计分布式信号波达方向时DSPE与GC算法必须预知明确的信号模型的角度分布形式,因而制约了算法的应用范围。为了克服此弊端,提出了一种非线性的优化分布参数的算法,在未知分布源分布流型的情况下,通过将优化结果代替未知流型函数,可以得到较为理想的估计结果。通过仿真,验证了算法的有效性。


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