基于协方差拟合旋转不变子空间信号参数估计算法的高分辨到达角估计

为进行高分辨到达角(DOA)估计的同时避免稀疏类算法的不足,提出了协方差拟合旋转不变子空间信号参数估计(ESPRIT)算法.首先将协方差拟合准则转换成半正定规划问题,利用凸优化进行求解,得到更接近理论值的信号协方差矩阵;然后对估计的信号协方差矩阵进行特征分解,利用信号子空间和噪声子空间特征值的差异估计信源个数;最后利用子空间旋转不变性反解出未知DOA.仿真实验从DOA估计精度、分辨率等方面验证了该算法的有效性,较传统ESPRIT算法具有更高的DOA估计分辨率并且受相干信源影响小;与稀疏类算法相比,不依赖先验信息以及避免了网格失配问题.

基于函数−特征子空间的水下高分辨方位估计算法

针对有限阵列孔径下传统方位估计方法对低频目标方位分辨能力弱的问题,提出一种基于函数−特征子空间理论的高分辨方位估计算法。该方法在特征子空间算法的基础上,改进其投影扫描向量的子空间分解形式,并在计算流程中引入函数波束形成算法,获得基于指数控制的函数−特征子空间方位估计算法。理论分析与仿真结果表明,该算法涵盖了常规的特征子空间算法,且当指数绝对值小于1时,该算法在保证抗噪性能的前提下,空间方位谱具有更低的旁瓣和更窄的主瓣。试验数据结果表明,该算法在分辨能力方面优于特征子空间等波束形成方法,具有较好的实际应用前景。

利用空间时频分布实现宽带FM信号2-D到达角估计

提出一种新的宽带FM信号二维到达角估计方法。本算法将L型天线阵两个臂的空间时频分布矩阵分别进行相干信号子空间平滑处理 ,并用子空间方法实现方位和俯仰角估计。计算机仿真证实了算法的有效性。

宽频段空间信号频率、二维到达角和极化联合估计

在空间欠采样的条件下,通过巧妙定义稀疏L型阵列的四阶累积量输出矩阵,利用高阶累计量的盲高斯及阵列扩展特性,实现了宽频段空间非高斯信号频率、到达角和极化估计的分离,给出了一个基于四阶累积量 ESPRIT和整数搜索解模糊的任意高斯噪声环境下多个独立空间信号频率、二维到达角和极化的联合估计算法,L型阵列由和坐标轴方向一致的偶极子对组成,数值模拟结果证实了该文方法的有效性。

基于特征空间算法的非圆相干信源DOA估计

针对非圆相干信号的解相干问题,给出了一种新的特征空间算法(eigenspace-direction of arrival,ES-DOA)。利用信号源的非圆特性,虚拟地扩展了阵元个数,使阵列信息增至扩展前的两倍,对信号源数目的估计突破了M-1(M为阵元数)的限制;将信息量加倍后的协方差矩阵加以重构,给出一种新的特征空间算法进行解相干,最大限度地利用了噪声子空间与信号子空间的信息,避免了空间平滑思想的阵列孔径损失及最大似然算法运算量过大的问题;该方法还对信号源功率进行了估计,提高了对小能量信号的估计成功概率。仿真结果表明,该方法对波达方向估计具有很好的鲁棒性。

基于空间聚焦的到达角估计

提出了基于空间聚焦的宽带信号到达角(DoA)估计算法。该算法利用对称阵子和双线性变换将多个宽带信号聚焦至各自的瞬时频率,再通过傅里叶变换,在信号的各自瞬时频率上构造相关矩阵,由此构造MU-SIC空间谱,即可获得信号的DoA。该算法是先频域区分信号,再DoA估计,即采用了分维处理的方法,可实现信号频率-DoA的自动配对,避免了宽带信号DoA估计的(ω,θ)模糊问题。给出了两种实现空间聚焦的对称阵列结构。计算机仿真结果表明算法是正确的。

基于空间时频分布矩阵的到达角估计

介绍了基于窄带信号模型的传统空间时频分布矩阵估计到达角 (DOA)的算法。在此基础上将该算法推广到对雷达信号的DOA估计 ,并给出了算法的适用条件。通过对阵元输出作时频分析 ,获取信号的瞬时频率特性 ,以此构造方向向量 ,并在时频脊点上构造空间时频分布矩阵 ,求得MUSIC空间谱 ,从而实现对DOA的估计。仿真结果显示 ,采用此处理方法 。

LTE系统中基于估计波束到达角的多用户调度算法

根据3GPP TR 25.996中描述的空间信道模型(SCM),提出了波束到达角估计算法和基于波束到达角的多用户调度算法.针对具有明显来波方向的无线通信系统,基站首先根据上行信道信息估计出每个用户的波束到达角,然后根据用户无线信道到达角将多用户进行分组,从每个分组中选择信道质量最好的用户,以实现多用户分集增益.相对于传统的波束到达角估计算法,该估计算法具有较低的复杂度.与基于信道容量的用户调度算法相比,该调度算法能够明显降低运算量,在系统中更容易实现.仿真结果表明,该调度算法可以在有效降低系统计算复杂度和反馈信息量的前提下,获得与传统方案相近的多用户调度性能增益,同时还能获得较好的公平性.

未知接收机通道特性下的信号“空间特征”估计算法

该文用均匀线阵研究了未知接收机通道特性下信号“空间特征”(ω=2πΔsinθ/λ)的估计问题。利用均匀线阵的冗余结构,本文给出了基于信号子空间的ESPRIT-Like算法,得到了一个信号“空间特征”和通道特性的近似解。ESPRIT-Like算法对信号“空间特征”估计具有较好的稳健性;与B.Friedlander,V.C.Soon等人(1994)提出的其它迭代算法相比,ESPRIT-Like,算法具有计算量小的优点。数值仿真结果证实了本文算法的有效性并评价了算法的性能。

异步DS-CDMA系统子空间盲特征波形估计算法的鲁棒性问题研究

本文针对异步DS CDMA系统 ,在理论上分析了信道阶、信道头和尾对子空间盲特征波形估计算法性能的影响 ,并进行了计算机仿真 .首先提出了一个特征波形分解模型 ,将特征波形分解为m阶主要部分和次要部分 ,得到了相应的m阶子空间算法 ;然后运用矩阵扰动理论 ,证明了特征波形分解的可行性 ,即m阶子空间算法的特征波形估计逼近于m阶主要部分 ;最后从矩阵特征值分解的稳定程度出发 ,推导了特征波形分解准则 ,该准则指出应该避免考虑次要部分 ,采用尽可能小的信道阶 .

一种色噪声背景下信号到达角与载频联合估计的简单算法

研究在色噪声背景下实现以较小的运算量完成多个信源到达角( DOA)及载频的估计。文中结合 ESPRIT( Estimating signal parameters viarotationalinvariance techniques)算法和信号、噪声的特点 ,提出了一种仅需一次维数较低的特征值分解 ( EVD)便可实现两参数估计的新算法。

一种新颖的时延与到达角联合估计算法

本文提出了一种新颖,有效的时延与到达角联合估计算法.算法在频域空间建立了关于到达角向量和时延向量的可分维数据结构.利用PRO-ESPRIT算法获得了到达角的精确估计,同时借助子阵矩阵束的广义特征向量实现了不同时延向量的分离快速估计,并提出了基于ESPRIT的时延快速估计方法.仿真实验显示了本文算法计算量小,性能优良.

频率、二维到达角和极化联合估计

在宽频段内多信号多参量联合估计已成为许多研究课题,例如,未知辐射源识别.有源对消等等的重要研究内容.信号频率与二维到达角、二维到达角与极化的联合估计已开展研究,但信号频率、二维到达角和极化联合估计的研究尚未见报导.本文提出了利用交叉偶极子平面阵和ESPRIT算法实现频率、二维到达角和极化联合估计的新方法.分析了算法结构,计算机模拟结果证实了算法的有效性.

基于STFT的相干宽带调频信号2-D到达角估计

宽带调频信号(FM)作为具有宽频带和时变方向向量的非平稳信号,其到达角的估计具有较大的难度。该文利用短时傅里叶变换(STFT)和宽带调频信号的时频聚焦性建立了新颖的空间时频分布方程,并利用矩形平面阵数据的分维结构和基于矩形平面子阵堆栈的奇异值分解法估计了相干宽带FM 信号的2-D 到达角。理论分析和仿真实验表明了算法的可行性。

线性调频信号2-D到达角估计的虚拟阵元法

通过原始数据的共轭重排构造了虚拟阵列 ,利用实际阵列与虚拟阵列的互Wigner Ville分布建立了新的空间时频分布 ,并给出了基于子空间投影和L 阵列的线性调频信号 2 D到达角估计算法。

一种基于特征空间的盲波束形成算法

绝大多数通信信号都具有周期平稳信号特性。利用信号的周期平稳特性可以进行真正的盲自适应波束形成，因而受到了广泛关注。ＣＡＢ类算法就是其中的一种。它的运算量较小，但鲁棒性不够强。本文针对其不足，提出了一种基于特征空间的盲波束形成算法。该算法将估计的导引矢量约束在信号子空间，降低了目标信号含于自相关估计矩阵和有限次快拍相关阵引起的子空间扰动的影响，提高了算法的收敛速度和鲁棒性。同时，目前用于进行子空间分解的新算法层出不穷，运算量不断降低。因此，本文提出的盲算法具有很强的实用性和广阔的应用前景。计算机仿真验证了理论分析。

动目标多径回波的时延、到达角和多普勒频率联合估计

动目标回波的时延、到达角与多普勒频率等参数,都是定位与跟踪目标所需的重要参数。本文针对动目标多径回波的参数估计问题,利用照射信号的周期重复性建立了具有旋转不变结构的阵列接收信号模型,并将PRO-ESPRIT算法应用于该信号模型,从而利用模型中的旋转不变因子及其对应的特征向量估计得到各多普勒频率、时延和到达角参数。这一方法对阵列形式没有特殊要求;与已有的联合估计方法相比,多参数联合估计时无需高维搜索或迭代,估得的对应相同回波的信号参数自动配对;在照射信号未知及存在相同多普勒频率参数的条件下,仍具适用性。计算机仿真结果证实了该方法的有效性。

一种新的宽带Chirp信号到达角估计

提出了基于空问聚焦的宽带信号到达角(DOA)估计算法。该算法利用对称阵子和双线性变换可将多个宽带信号聚焦至各自的瞬时频率,再通过傅立叶变换,在信号各自的瞬时频率上构造相关矩阵,由此构造MUSIC空间谱可获得信号的DOA。分析了阵元通道幅相不一致对算法的影响,并给出了基于相关矩阵Toeplitz性的校正算法。计算机仿真结果表明算法的正确性。

基于时频分析的雷达信号到达角估计

现有的空间时频分布(STFD)的信号表示只适用于窄带、连续信号的分析,而雷达侦察系统要求对脉冲、线性调频等信号同时进行到达角(DOA)、频率和信号时域参数的估计。本文给出了现有空间时频分布对雷达信号DOA估计的条件,并提出了基于修正STFD矩阵的DOA估计算法。通过对各阵元输出作时频分析,估计信号的频率参数,然后据此构造方向向量和修正STFD矩阵,即可构造MUSIC空间谱。该算法不受基于现有STFD算法的条件限制。

基于影像尺度空间表达与鲁棒Hausdorff距离的快速角点特征匹配方法

快速影像匹配是进行影像时间序列分析与飞行器导航的重要方法。本文对待匹配影像进行高斯低通滤波预处理时,运用影像的尺度空间表达思想对不同分辨率的基准影像和实时影像选择了相应的σ值进行卷积滤波处理,使基准影像和实时影像具有相近的分辨率,从而提高两影像所提取角点的重复率,使得影像的正确匹配概率得到提高。然后用基于影像几何结构分析的改进的快速角点探测算法进行了影像的角点提取;最后用本文提出的改进的鲁棒Hausdorff距离进行了基准影像和实时影像的匹配。实验证明,本文方法对影像噪声和灰度变化不敏感,具有抗影像尺度变化的能力。在基准影像和实时影像灰度差变化较大的情况下, 收稿日期:2004 07 16;修回日期:2004 11 15基金项目:航天预研基金资助项目(2003)作者简介:安 如(1963 ),女,江苏淮安人,副教授,博士生,目前主要研究方向为数字影像处理与匹配。依然能取得较高的正确匹配概率。由于采用基于影像信息量评价的搜索策略和快速角点提取算法,匹配速度也较快。