一种双L型阵列DOA估计参量的精确配对方法

针对配对算法中可能出现的配对错误及运算量较大的问题,提出一种基于双L型阵列的三角函数配对法。首先用一维波达方向(direction of arrival,DOA)算法得到由仰角和方位角三角函数组成的向量,而后利用双L型的阵形特点和三角函数之间的关系完成配对过程,有效地解决了不同信源之间的仰角和方位角之差较接近时所出现的配对错误。此方法在不依赖于信号形式和一维估计方法的前提下,提高了配对检测概率和估计精度,同时大大降低了运算量。仿真结果证实了算法在配对成功率和估计性能上的提高。

基于双L型阵列的二维非相干分布源参数估计

分布源信号可以看作点源信号在一定空间范围内的聚集。研究二维非相干分布源的参数估计问题,提出一种基于双L型阵列结构的分布源参数估计方法。通过一阶泰勒展开推导出平行阵列广义方向矢量关于中心方位角和中心俯仰角的旋转不变关系,在此基础上利用接收矢量协方差矩阵的信号子空间得出旋转算子,依据参数配对方法解算出中心方位角和中心俯仰角,二维波达方向的估计不需要谱峰搜索,适用于角功率函数未知和多个分布源的情景。最后通过二维Capon谱峰搜索确定角度扩展参数。通过仿真考察实验条件、扩展角度对估计结果的影响,实验表明所提算法具有良好估计性能。

双L型阵列的二维DOA估计方法

针对双L型均匀线性阵列的二维到达角(direction-of-arrival,DOA)估计问题,提出一种基于扩展传播算子(propagator method,PM)的估计方法。该方法结合双L型天线阵列的结构特征,虚拟地将其划分为2个独立的L型子阵列,并对每个L型阵列的阵元输出数据重排整理。通过2次利用扩展孔径的传播算子算法,并依据均匀线性阵列的旋转不变性,得到4个包含角度信息的旋转矩阵。根据置换矩阵的性质,利用求最小范数的方法进行角度配对。该方法无需谱峰搜索步骤,计算量小。计算机仿真实验结果表明,该方法比现有一些文献中的估计方法的估计误差更小,角度估计性能更优,在不同信噪比和不同角度组合下都有良好的性能表现,有一定的实用价值。仿真验证了该方法的有效性和优越性。

自适应多通道双L型麦克风阵列声源定位算法

针对室内环境中麦克风阵列声源定位算法抗噪声和混响能力不强、定位估计精度低等问题,提出了一种基于自适应多通道双L型麦克风阵列的室内声源定位算法。在单源多元混响模型下,采用归一化多通道频域最小均方算法,估计了不同阵元的冲激响应并计算了时延;由惩罚函数对频谱能量进行了修正,提高了抗噪声能力、避免了信道估计恶化;采用滤波器长度限制法,提高了抗混响能力;利用双L型麦克风阵列结构进行室内声源定位,提高了定位精度。实验表明,在室内环境下,文中算法具有较强的声源定位性能,且能满足实际要求。

一种相干分布源二维中心DOA估计方法

现有的大多数相干分布源二维波达方向(DOA)估计方法都需要进行谱峰搜索,计算复杂度很高。利用一种特殊的双L型阵列结构,提出了一种新颖的不需谱峰搜索的相干分布源二维中心波达方向估计方法。新方法首先通过阵列方向矢量的泰勒级数展开获得关于分布源中心DOA的两个近似旋转不变关系。然后,用TLS-ESPRIT实现中心方位角和中心俯仰角的分离估计。最后,给出了详细的参数配对方法。与传统方法相比,本方法有效降低了计算量,并且能够处理具有不同角信号分布函数或者角信号分布函数未知的情形,具有很好的稳健性。

基于欠采样的载频与二维到达角联合估计方法

针对阵列参数估计中传统奈奎斯特采样定理给采样和存储设备带来的巨大压力,提出了一种基于随机解调(RD)阵列结构的信号载频与二维到达角(2D-DOA)联合估计方法。利用不同天线阵列之间的互相关矩阵构造协方差矩阵,基于旋转不变子空间(ESPRIT)方法求解载频和2D-DOA参数,同时克服了载频和2D-DOA之间的配对问题。仿真实验结果证明了该方法能较好地从较少的欠奈奎斯特样本中估计目标信号的载波频率和2D-DOA,并恢复原信号的时域波形。