近场信源定位算法研究

发布时间：2020-07-06 08:42

【摘要】：信源定位技术是阵列信号处理领域中一个重要的研究方向,在声源定位、无线通信、无线传感网络、医学、地震学等领域中有着广泛的应用。在信源的定位技术研究中,根据信源与接收阵列之间的距离,信源定位技术又分为远场信源定位和近场信源定位。本文主要对近场以及近场、远场混合场景情况下的窄带信号定位问题进行研究,主要工作如下:1)研究了均匀线阵下基于降秩(Rank Reduced,RARE)的近场源定位方法。利用降秩思想提出了降秩MUSIC(Rank Reduced MUltiple SIgnal Classification,RARE-MUSIC)算法,降秩Capon算法(RARE-Capon)和降秩PM(Rank Reduced Propagator Method,RARE-PM)算法。基于降秩的方法可将经典的二维谱峰搜索类算法简化为若干次一维谱峰搜索,从而避免了二维全局搜索带来的巨大计算量,大大降低了计算的复杂度,且该方法可以实现角度和距离参数的自动配对,同时参数估计性能非常接近于经典的二维搜索类方法,具有较高的参数估计精度。2)研究了均匀线阵下基于降维(Reduced-Dimension,RD)的近场源定位方法。利用降维思想提出了降维MUSIC(Reduced-Dimension MUltiple SIgnal Classification,RD-MUSIC)算法,降维Capon算法(Reduced-Dimension Capon,RD-Capon)和降维PM(Reduced-Dimension Propagator Method,RD-PM)算法。基于降维的方法可将经典的二维方法中的二维全局搜索简化为一维局部搜索,避免了二维搜索带来的巨大计算量,且只需一次局部搜索即可得到信源的角度和距离参数估计,信源参数自动配对。与经典的二维搜索类方法相比,大大降低了计算的复杂度,与本文第三章降秩方法相比进一步降低了计算的复杂度,且参数估计性能非常接近于经典的二维搜索类方法和降秩方法,具有较高的参数估计精度。3)研究了均匀线阵下远场近场混合场中的信源参数方法。其中基于二阶统计量和平行因子的算法,可在远场信源不多于1个的混合场信源中识别出远场和近场信源,并得到信源的参数估计,该方法无需谱峰搜索,具有计算复杂度非常低且参数自动配对的优点;降秩MUSIC算法可在任意多个远场和任意多个近场的混合场信源中识别出远场和近场信源,并得到信源的参数估计。同经典的2D-MUSIC算法相比,大大降低了计算的复杂度,参数自动配对,且参数估计性能非常接近于经典的2D-MUSIC算法,具有较高的参数估计精度。
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN911.7

【参考文献】

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本文编号：2743416