二维DOA估计的快速算法研究

发布时间：2017-06-23 11:00

  本文关键词：二维DOA估计的快速算法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：空间谱估计技术与传统测向技术相比,其测向精度高,测向分辨能力强,在民用通信系统和电子侦察等领域有着广泛的应用。基于子空间的二维DOA(Direction-of-Arrival, DOA)估计算法是空间谱估计技术中典型的DOA估计算法,这类算法的提出与研究推动了空间谱估计技术的发展,但是在进行二维DOA估计或更高维DOA估计时这类算法运算复杂度较大,实时性较差,在实际工程应用中很难实现,本文针对二维DOA估计运算复杂度大的问题,进行了快速DOA算法的研究,主要工作如下：(1)针对常规子空间算法无法对相干信号进行DOA估计和2D-MUSIC算法运算复杂度高的问题,提出了基于前后向空间平滑的去相干分步降维算法。该算法利用前后向空间平滑算法去相干的能力,对相干信号进行去相干处理,然后利用分步降维的方法求得目标信号的二维波达方向,实现了常规子空间算法对相干信号的处理,同时避免了二维谱峰搜索,减小了运算复杂度。(2)针对传统ESPRIT算法,在二维DOA估计运算时是在复数域进行的,且存在分维计算和角度配对的问题,运算复杂度较大,提出了一种基于矩形阵列的循环最大降维酉ESPRIT算法。首先利用酉变换的原理,构建酉矩阵对阵列的数学模型进行处理,将复数域运算转换到实数域,然后利用循环最大迭代的方法构建降维矩阵,对实数域分块数据模型进行降维处理,无需角度配对,提高了算法的实时性。(3)针对常规2D-MUSIC算法和2D-ESPRIT算法需要特征值分解、谱峰搜索和存在角度配对的运算复杂度大的问题,并结合传播算子算法无需特征值分解的特性,提出了一种参数快速配对2D-PM算法。该算法首先利用PM算法对平行阵列数据进行处理,然后利用快速匹配的方法求得了传播算子,最终求得了目标信号的二维DOA。该算法只需进行一次特征值分解,算法实时性较好。
【关键词】：二维DOA估计 运算复杂度 子空间类算法 特征值分解 降维
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN911.7
【目录】：

• 符号与缩写词含义6-8
• 摘要8-9
• Abstract9-11
• 第一章 绪论11-17
• 1.1 研究背景与意义11-12
• 1.2 空间谱估计的发展及研究现状12-15
• 1.2.1 一维DOA估计算法12-14
• 1.2.2 二维DOA估计算法14-15
• 1.3 本文主要研究内容15-17
• 第二章 空间谱估计的理论基础17-27
• 2.1 引言17
• 2.2 空间谱估计的信号模型17-20
• 2.2.1 空间谱估计前提与假设17-18
• 2.2.2 空间谱估计的基本数学模型18-20
• 2.3 空间谱估计的基本算法20-26
• 2.3.1 多重信号分类算法20-22
• 2.3.2 旋转不变子空间算法22-24
• 2.3.3 传播算子算法24-26
• 2.4 本章总结26-27
• 第三章 2D-MUSIC及解相干分步降维算法研究27-43
• 3.1 引言27-28
• 3.2 数学模型28-30
• 3.3 2D-MUSIC算法研究30-32
• 3.3.1 基于L型阵列的经典2D-MUSIC算法原理30-31
• 3.3.2 仿真实验与分析31-32
• 3.4 基于前后向空间平滑的去相干分步降维算法研究32-39
• 3.4.1 相干信号源数学模型32-33
• 3.4.2 空间平滑算法原理33-35
• 3.4.3 分步降维MUSIC算法35-38
• 3.4.4 算法步骤与复杂度分析38-39
• 3.5 实验仿真39-42
• 3.6 本章总结42-43
• 第四章 一种基于矩形阵列的循环最大降维酉ESPRIT算法43-54
• 4.1 引言43
• 4.2 数学模型43-45
• 4.3 基于矩形阵的循环最大降维酉ESPRIT算法45-51
• 4.3.1 数据模型酉变换处理45-47
• 4.3.2 构建降维矩阵47-48
• 4.3.3 二维方向角估计48-50
• 4.3.4 算法步骤与复杂度分析50-51
• 4.4 实验仿真51-53
• 4.5 本章总结53-54
• 第五章 参数快速配对2D-PM算法研究54-62
• 5.1 引言54
• 5.2 数学模型54-55
• 5.3 参数快速配对2D-PM算法55-59
• 5.3.1 PM算法处理阵列数学模型55-57
• 5.3.2 参数快速配对法求解传播算子57-58
• 5.3.3 二维DOA估计58
• 5.3.4 算法步骤与复杂度分析58-59
• 5.4 实验仿真59-61
• 5.5 本章总结61-62
• 第六章 全文总结62-64
• 6.1 本文的主要工作62-63
• 6.2 有待进一步研究的问题63-64
• 参考文献64-70
• 致谢70-71
• 攻读硕士期间发表的论文71

  本文关键词：二维DOA估计的快速算法研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：474770