基于智能算法的相干信号处理
发布时间：2021-04-22 13:45
在目前的阵列信号处理（array signal processing,ASP）领域中,对于相干信号的波达方向（direction of arrivals,DOA）估计已经成为一个研究热点问题,在通信、雷达等方面有着广阔的实用前景。首先,针对窄带相干信源一维DOA参数估计,本文研究了矢量传感器阵列解相干算法和特征矢量重构解相干算法。前者利用了矢量传感器的特性,构建出多个子阵列数据矩阵,将阵列数据的协方差矩阵恢复至满秩,达到分辨相干信源的目的。后者利用特征分解后最大特征值对应特征矢量包含所有信号信息这一特点,重新构造满秩的协方差矩阵。另外,本文利用虚拟重构方法对二维相干信源DOA参数估计算法作出改进,新的改进算法利用十字阵列几何结构以及实值信号特点,减少了传统解相干算法所需阵元个数,并在单次快拍下性能更优,更适合实际应用。其次,本文对远场宽带相干信源DOA算法进行了研究。对于非相干信号子空间算法（incoherent signal-subspace method,ISSM）,本文引入窄带解相干算法对其进行改进,解决了ISSM算法不能处理宽带相干信号的不足。对于投影子空间正交性测试算法（te...
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 研究背景及意义
1.3 窄带相干信号处理的发展与现状
1.4 宽带相干信号处理的发展与现状
1.5 遗传算法简介
1.6 压缩感知理论简介
1.7 本文创新点概述
1.8 本文结构和内容安排
第二章 DOA估计的基本理论和算法
2.1 概述
2.2 窄带信号和宽带信号
2.3 阵列信号处理DOA估计基础
2.3.1 窄带阵列信号数学模型
2.3.2 MUSIC算法
2.3.3 ESPRIT算法
2.4 遗传算法的基本理论
2.4.1 遗传算法基本思想
2.4.2 遗传算法基本流程
2.5 压缩感知理论基础
2.5.1 压缩感知特点
2.5.2 观测矩阵的构造方式
2.5.3 重构算法
2.5.4 仿真实验
2.6 本章小结
第三章 窄带信号解相干算法
3.1 概述
3.2 矢量解相干算法研究
3.2.1 声矢量传感器的阵列流形
3.2.2 算法原理
3.2.3 仿真实验
3.3 特征矢量重构算法研究
3.3.1 算法原理
3.3.2 仿真实验
3.4 基于十字阵列虚拟重构的二维相干DOA算法
3.4.1 算法原理
3.4.2 配对分析
3.4.3 仿真实验
3.5 本章小结
第四章 宽带信号解相干算法
4.1 概述
4.2 ISSM算法及其改进算法
4.2.1 ISSM算法原理
4.2.2 改进ISSM算法
4.2.3 仿真实验
4.3 TOPS算法及其改进算法
4.3.1 TOPS算法原理
4.3.2 改进TOPS算法
4.3.3 仿真实验
4.4 TOFS算法及其改进算法
4.4.1 算法原理
4.4.2 基于多径相干理论的改进TOFS算法
4.4.3 仿真实验
4.5 本章小结
第五章 智能算法在DOA中的应用
5.1 概述
5.2 MUSIC谱峰搜索优化
5.2.1 单目标优化
5.2.2 多目标优化
5.2.3 解相干算法优化
5.2.4 仿真实验
5.3 基于压缩感知理论的智能优化DOA估计算法
5.3.1 观测矩阵的设计
5.3.2 利用遗传算法优化的重构算法
5.3.3 仿真实验
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]锥面共形阵列非圆信号2D-DOA估计[J]. 张羚,郭英,邹峰,齐子森. 系统工程与电子技术. 2018(05)
[2]空间非平稳噪声下的宽带DOA估计算法[J]. 陈明建,胡振彪,黄中瑞. 现代雷达. 2018(01)
[3]冲击噪声下基于矩阵预处理的稀疏重构DoA估计[J]. 赵季红,马兆恬,曲桦,王伟华. 电子与信息学报. 2018(03)
[4]基于最大似然准则的L阵2D-DOA配对算法研究[J]. 王志诚,徐卉,郭晓江,高叶盛. 上海航天. 2017(06)
[5]基于均匀圆阵的改进UCA-ESPRIT算法[J]. 刘艳,廖勇. 计算机科学. 2017(12)
[6]相关噪声环境下相干源2D-DOA估计方法[J]. 宫健,楼顺天,郭艺夺,肖宇. 雷达科学与技术. 2017(04)
[7]一种新的互耦条件下宽带信号DOA估计算法[J]. 张进,刘伟. 微波学报. 2017(03)
[8]任意平面阵列下的宽带信号跟踪方法[J]. 甄佳奇,杨瑞海. 黑龙江大学工程学报. 2016(04)
[9]单快拍数据的分布式阵列DOA估计[J]. 向洪,王俊,魏少明,高越,毛士艺. 电子与信息学报. 2016(11)
[10]分布式圆阵空间宽带声源定位方法[J]. 伊晓东,刘庆华. 信号处理. 2016(04)
博士论文
[1]基于信号稀疏表示的阵列测向算法研究[D]. 罗晓宇.电子科技大学 2016
[2]宽带阵列信号波达方向估计算法研究[D]. 张进.中国科学技术大学 2010
硕士论文
[1]基于贝叶斯压缩感知的波达方向估计算法研究[D]. 李晶新.哈尔滨工业大学 2017
[2]介质谐振器天线及极化阵列测向算法研究[D]. 王姗姗.哈尔滨工业大学 2017
[3]超宽带阵列天线的非均匀设计研究[D]. 王桃伟.西安电子科技大学 2017
[4]基于互相关MUSIC的DOA估计算法研究[D]. 赵泽鑫.华南理工大学 2016
[5]基于均匀线阵的宽带信号DOA估计算法研究[D]. 张晓琳.河北科技大学 2016
[6]基于时间反转的目标定位研究[D]. 周帅.西安电子科技大学 2015
[7]Nested阵列的目标方位估计算法研究[D]. 韩丽.哈尔滨工程大学 2016
[8]阵列信号多参数联合估计算法研究[D]. 陈智海.西安电子科技大学 2014
[9]基于种群优化遗传算法的DOA估计[D]. 康新.哈尔滨工程大学 2014
[10]基于遗传算法的MUSIC谱峰搜索技术研究[D]. 梁影.哈尔滨工业大学 2012
本文编号：3153878
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 研究背景及意义
1.3 窄带相干信号处理的发展与现状
1.4 宽带相干信号处理的发展与现状
1.5 遗传算法简介
1.6 压缩感知理论简介
1.7 本文创新点概述
1.8 本文结构和内容安排
第二章 DOA估计的基本理论和算法
2.1 概述
2.2 窄带信号和宽带信号
2.3 阵列信号处理DOA估计基础
2.3.1 窄带阵列信号数学模型
2.3.2 MUSIC算法
2.3.3 ESPRIT算法
2.4 遗传算法的基本理论
2.4.1 遗传算法基本思想
2.4.2 遗传算法基本流程
2.5 压缩感知理论基础
2.5.1 压缩感知特点
2.5.2 观测矩阵的构造方式
2.5.3 重构算法
2.5.4 仿真实验
2.6 本章小结
第三章 窄带信号解相干算法
3.1 概述
3.2 矢量解相干算法研究
3.2.1 声矢量传感器的阵列流形
3.2.2 算法原理
3.2.3 仿真实验
3.3 特征矢量重构算法研究
3.3.1 算法原理
3.3.2 仿真实验
3.4 基于十字阵列虚拟重构的二维相干DOA算法
3.4.1 算法原理
3.4.2 配对分析
3.4.3 仿真实验
3.5 本章小结
第四章 宽带信号解相干算法
4.1 概述
4.2 ISSM算法及其改进算法
4.2.1 ISSM算法原理
4.2.2 改进ISSM算法
4.2.3 仿真实验
4.3 TOPS算法及其改进算法
4.3.1 TOPS算法原理
4.3.2 改进TOPS算法
4.3.3 仿真实验
4.4 TOFS算法及其改进算法
4.4.1 算法原理
4.4.2 基于多径相干理论的改进TOFS算法
4.4.3 仿真实验
4.5 本章小结
第五章 智能算法在DOA中的应用
5.1 概述
5.2 MUSIC谱峰搜索优化
5.2.1 单目标优化
5.2.2 多目标优化
5.2.3 解相干算法优化
5.2.4 仿真实验
5.3 基于压缩感知理论的智能优化DOA估计算法
5.3.1 观测矩阵的设计
5.3.2 利用遗传算法优化的重构算法
5.3.3 仿真实验
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]锥面共形阵列非圆信号2D-DOA估计[J]. 张羚,郭英,邹峰,齐子森. 系统工程与电子技术. 2018(05)
[2]空间非平稳噪声下的宽带DOA估计算法[J]. 陈明建,胡振彪,黄中瑞. 现代雷达. 2018(01)
[3]冲击噪声下基于矩阵预处理的稀疏重构DoA估计[J]. 赵季红,马兆恬,曲桦,王伟华. 电子与信息学报. 2018(03)
[4]基于最大似然准则的L阵2D-DOA配对算法研究[J]. 王志诚,徐卉,郭晓江,高叶盛. 上海航天. 2017(06)
[5]基于均匀圆阵的改进UCA-ESPRIT算法[J]. 刘艳,廖勇. 计算机科学. 2017(12)
[6]相关噪声环境下相干源2D-DOA估计方法[J]. 宫健,楼顺天,郭艺夺,肖宇. 雷达科学与技术. 2017(04)
[7]一种新的互耦条件下宽带信号DOA估计算法[J]. 张进,刘伟. 微波学报. 2017(03)
[8]任意平面阵列下的宽带信号跟踪方法[J]. 甄佳奇,杨瑞海. 黑龙江大学工程学报. 2016(04)
[9]单快拍数据的分布式阵列DOA估计[J]. 向洪,王俊,魏少明,高越,毛士艺. 电子与信息学报. 2016(11)
[10]分布式圆阵空间宽带声源定位方法[J]. 伊晓东,刘庆华. 信号处理. 2016(04)
博士论文
[1]基于信号稀疏表示的阵列测向算法研究[D]. 罗晓宇.电子科技大学 2016
[2]宽带阵列信号波达方向估计算法研究[D]. 张进.中国科学技术大学 2010
硕士论文
[1]基于贝叶斯压缩感知的波达方向估计算法研究[D]. 李晶新.哈尔滨工业大学 2017
[2]介质谐振器天线及极化阵列测向算法研究[D]. 王姗姗.哈尔滨工业大学 2017
[3]超宽带阵列天线的非均匀设计研究[D]. 王桃伟.西安电子科技大学 2017
[4]基于互相关MUSIC的DOA估计算法研究[D]. 赵泽鑫.华南理工大学 2016
[5]基于均匀线阵的宽带信号DOA估计算法研究[D]. 张晓琳.河北科技大学 2016
[6]基于时间反转的目标定位研究[D]. 周帅.西安电子科技大学 2015
[7]Nested阵列的目标方位估计算法研究[D]. 韩丽.哈尔滨工程大学 2016
[8]阵列信号多参数联合估计算法研究[D]. 陈智海.西安电子科技大学 2014
[9]基于种群优化遗传算法的DOA估计[D]. 康新.哈尔滨工程大学 2014
[10]基于遗传算法的MUSIC谱峰搜索技术研究[D]. 梁影.哈尔滨工业大学 2012
本文编号：3153878
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