基于低秩恢复和稀疏重构的DOA估计方法研究
发布时间：2021-06-30 09:32
波达方向（Direction Of Arrival,DOA）估计是阵列信号处理领域的研究热点之一,在雷达、声纳、导航、无线通信、语音处理和射电天文学等领域具有较为广泛的应用。目前大多数常规的高分辨子空间类和稀疏重构类DOA估计算法都是基于背景噪声为统计特性已知的高斯白噪声、采样协方差矩阵确知、且空间信源恰好位于预先划分的空间网格上。然而在实际应用中,由于采样次数和预设离散网格点的有限性,采样协方差矩阵不可能确知,信源方位角可能不完全落在预设有限搜索网格上,这类问题将导致算法的性能下降甚至失效,从而限制了各类DOA估计算法的实际应用。针对现有问题,本文分别在不同条件下对DOA估计方法进行研究,具体内容如下:1.针对有限次采样导致传统波达方向角（DOA）估计算法存在较大估计误差的问题,提出一种基于低秩恢复的稳健DOA估计方法。首先,基于低秩矩阵分解方法,将接收信号协方差矩阵建模为低秩无噪协方差及稀疏噪声协方差矩阵之和;而后基于低秩恢复理论,构造关于信号和噪声协方差矩阵的凸优化问题;再者构建关于采样协方差矩阵估计误差的凸模型,并将此凸集显式包含进凸优化问题以改善信号协方差矩阵估计性能进而提高...
【文章来源】：大连大学辽宁省
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
任意阵元之间的空间几何关系
大连大学硕士研究生学位论文-23-矩阵估计问题中考虑接收数据协方差估计误差，故可改善有限次采样条件下协方差矩阵估计误差带来的不利影响，因而可有效分辨两个相邻信号及干扰角度。图3.1有限次快拍条件下邻近非相干信号空域谱Fig.3.1Spatialspectrumofadjacentnon-coherentsignalsunderlimited-shot图3.2非相干信号空域谱Fig.3.2Non-coherentsignalspatialspectrum实验2.考虑入射角分别为10°和20°的非相干信号，SNR=5dB，快拍数L=400。图3.2为5种算法空域谱估计对比图。由图3.2可知，给定仿真条件下，CBF，MVDR，
大连大学硕士研究生学位论文-23-矩阵估计问题中考虑接收数据协方差估计误差，故可改善有限次采样条件下协方差矩阵估计误差带来的不利影响，因而可有效分辨两个相邻信号及干扰角度。图3.1有限次快拍条件下邻近非相干信号空域谱Fig.3.1Spatialspectrumofadjacentnon-coherentsignalsunderlimited-shot图3.2非相干信号空域谱Fig.3.2Non-coherentsignalspatialspectrum实验2.考虑入射角分别为10°和20°的非相干信号，SNR=5dB，快拍数L=400。图3.2为5种算法空域谱估计对比图。由图3.2可知，给定仿真条件下，CBF，MVDR，
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于稀疏和低秩恢复的稳健DOA估计方法[J]. 王洪雁,于若男. 电子与信息学报. 2020(03)
[2]基于稀疏贝叶斯学习的多跳频信号DOA估计方法[J]. 郭英,东润泽,张坤峰,眭萍,杨银松. 电子与信息学报. 2019(03)
[3]一种新的稀疏重构的DOA估计算法[J]. 韦娟,计永祥,牛俊儒. 西安电子科技大学学报. 2018(05)
[4]二维混合MIMO相控阵雷达收发波束空间设计[J]. 刘帅琦,王布宏,李夏,田继伟,曹帅. 系统工程与电子技术. 2017(10)
[5]基于稀疏重构的共形阵列稳健自适应波束形成算法[J]. 陈沛,赵拥军,刘成城. 电子与信息学报. 2017(02)
[6]DOA estimation via sparse recovering from the smoothed covariance vector[J]. Jingjing Cai,Dan Bao,Peng Li. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2016(03)
博士论文
[1]毫米波大规模混合阵列中波达角的低复杂度估计[D]. 吴凯.西安电子科技大学 2019
硕士论文
[1]基于稀疏重构的窄带信号DOA估计研究[D]. 牛俊儒.西安电子科技大学 2017
[2]基于MEMS数字麦克风阵列的声源定位系统[D]. 郭剑锋.郑州大学 2017
[3]基于不同阵列形式的测向性能研究[D]. 王智.哈尔滨工业大学 2016
[4]基于字典学习的电能质量数据压缩重构与扰动识别研究[D]. 张瀚文.江苏大学 2016
本文编号：3257498
【文章来源】：大连大学辽宁省
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
任意阵元之间的空间几何关系
大连大学硕士研究生学位论文-23-矩阵估计问题中考虑接收数据协方差估计误差，故可改善有限次采样条件下协方差矩阵估计误差带来的不利影响，因而可有效分辨两个相邻信号及干扰角度。图3.1有限次快拍条件下邻近非相干信号空域谱Fig.3.1Spatialspectrumofadjacentnon-coherentsignalsunderlimited-shot图3.2非相干信号空域谱Fig.3.2Non-coherentsignalspatialspectrum实验2.考虑入射角分别为10°和20°的非相干信号，SNR=5dB，快拍数L=400。图3.2为5种算法空域谱估计对比图。由图3.2可知，给定仿真条件下，CBF，MVDR，
大连大学硕士研究生学位论文-23-矩阵估计问题中考虑接收数据协方差估计误差，故可改善有限次采样条件下协方差矩阵估计误差带来的不利影响，因而可有效分辨两个相邻信号及干扰角度。图3.1有限次快拍条件下邻近非相干信号空域谱Fig.3.1Spatialspectrumofadjacentnon-coherentsignalsunderlimited-shot图3.2非相干信号空域谱Fig.3.2Non-coherentsignalspatialspectrum实验2.考虑入射角分别为10°和20°的非相干信号，SNR=5dB，快拍数L=400。图3.2为5种算法空域谱估计对比图。由图3.2可知，给定仿真条件下，CBF，MVDR，
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于稀疏和低秩恢复的稳健DOA估计方法[J]. 王洪雁,于若男. 电子与信息学报. 2020(03)
[2]基于稀疏贝叶斯学习的多跳频信号DOA估计方法[J]. 郭英,东润泽,张坤峰,眭萍,杨银松. 电子与信息学报. 2019(03)
[3]一种新的稀疏重构的DOA估计算法[J]. 韦娟,计永祥,牛俊儒. 西安电子科技大学学报. 2018(05)
[4]二维混合MIMO相控阵雷达收发波束空间设计[J]. 刘帅琦,王布宏,李夏,田继伟,曹帅. 系统工程与电子技术. 2017(10)
[5]基于稀疏重构的共形阵列稳健自适应波束形成算法[J]. 陈沛,赵拥军,刘成城. 电子与信息学报. 2017(02)
[6]DOA estimation via sparse recovering from the smoothed covariance vector[J]. Jingjing Cai,Dan Bao,Peng Li. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2016(03)
博士论文
[1]毫米波大规模混合阵列中波达角的低复杂度估计[D]. 吴凯.西安电子科技大学 2019
硕士论文
[1]基于稀疏重构的窄带信号DOA估计研究[D]. 牛俊儒.西安电子科技大学 2017
[2]基于MEMS数字麦克风阵列的声源定位系统[D]. 郭剑锋.郑州大学 2017
[3]基于不同阵列形式的测向性能研究[D]. 王智.哈尔滨工业大学 2016
[4]基于字典学习的电能质量数据压缩重构与扰动识别研究[D]. 张瀚文.江苏大学 2016
本文编号：3257498
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