MIMO阵列稳健参数估计方法研究

发布时间：2022-11-07 19:18

　　随着多输入多输出（Multiple Input Mutltiple Output,MIMO）通信技术的发展,MIMO阵列技术成为了当前研究的热点,尤其在阵列雷达应用方面。在实际应用环境中,MIMO阵列系统往往面临非正交波形、收发阵列互耦、空域色噪声等不理想情况,传统的参数估计算法,尤其是目标的波达方向（direction of arrival,DOA）,性能急骤下降,甚至失效。因此研究在非正交波形、收发阵列互耦、菲均匀噪声条件下实现目标稳健高精度的参数估计具有非常重要的理论意义和应用价值。本文针对非正交波形、收发阵列互耦、菲均匀噪声的情况,研究MIMO阵列系统中稳健的参数估计方法,本文主要研究内容如下:1.建立MIMO阵列系统的信号模型,对数学模型的基本特性展开分析。然后在理想条件下基于子空间的波达方向估计算法,主要涉及基于噪声子空间的谱峰搜索类和基于信号子空间的旋转不变子空间类,阐述了它们的基本原理,并利用仿真实验进行验证分析。针对不同的算法,得到相应的基本结论。2.研究发射阵列的波形不满足相互正交特性条件下,在MIMO阵列中如何实现稳健的高精度波达方向估计。首先建立非正交波形条件的... 

【文章页数】：110 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 MIMO阵列参数估计国内外研究现状
        1.2.1 基于子空间技术的MIMO阵列参数估计研究现状
        1.2.2 基于稀疏恢复技术的MIMO阵列参数估计研究现状
    1.3 课题研究思路与内容
2 基于子空间技术的MIMO阵列参数估计方法
    2.1 引言
    2.2 MIMO阵列系统信号模型与特性
        2.2.1 MIMO阵列系统信号模型
        2.2.2 MIMO阵列系统的统计特性
    2.3 基于空间谱搜索的参数估计方法
        2.3.1 Capon算法原理
        2.3.2 MUSIC算法原理
        2.3.3 仿真实验与分析
    2.4 基于子空间特性的参数估计方法
        2.4.1 ESPRIT算法原理
        2.4.2 ESPRIT-MUSIC算法原理
        2.4.3 实值ESPRIT算法原理
        2.4.4 仿真实验与分析
    2.5 本章小结
3 非正交波形条件下MIMO阵列稳健参数估计方法
    3.1 引言
    3.2 非正交波形条件下MIMO阵列信号模型
        3.2.1 信号模型
        3.2.2 噪声的统计特性
    3.3 基于矩阵完备的MIMO阵列稳健参数估计方法
        3.3.1 矩阵完备原理
        3.3.2 稳健参数估计
        3.3.3 仿真实验与分析
    3.4 基于改进传播算子的MIMO阵列稳健参数估计方法
        3.4.1 算法基本原理
        3.4.2 算法分析及克拉美罗界
        3.4.3 仿真验证与分析
    3.5 本章小结
4 基于L1范数优化的MIMO雷达稳健参数估计方法
    4.1 引言
    4.2 MIMO阵列稀疏信号模型
        4.2.1 信号空域稀疏特性
        4.2.2 信号空域稀疏模型
    4.3 基于l_1-SVD的MIMO阵列参数估计方法
        4.3.1 算法基本原理
        4.3.2 正则化参数选择
        4.3.3 仿真验证与分析
    4.4 基于块稀疏恢复的稳健参数估计方法
        4.4.1 算法基本原理
        4.4.2 仿真验证与分析
    4.5 本章小结
5 基于稀疏贝叶斯恢复的MIMO阵列稳健参数估计
    5.1 引言
    5.2 稀疏贝叶斯学习基本理论
    5.3 非均匀噪声条件下基于实值稀疏贝叶斯的稳健参数估计方法
        5.3.1 非均匀噪声条件下的信号模型
        5.3.2 降维变换及协方差矢量估计误差统计分布
        5.3.3 算法基本原理
        5.3.4 算法流程
        5.3.5 仿真验证与分析
    5.4 本章小结
    附录1 MIMO阵列非均匀噪声条件下的克拉美罗界(CRB)
6 总结与展望
    6.1 论文工作总结
    6.2 下一步工作展望
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]贝叶斯学派与频率学派在统计推断上的差异[J]. 赵玉震,王成,孙增国,赖雄鸣.  电子设计工程. 2013(13)
[2]低秩矩阵恢复算法综述[J]. 史加荣,郑秀云,魏宗田,杨威.  计算机应用研究. 2013(06)
[3]基于多级维纳滤波的双基地MIMO雷达多目标定位方法[J]. 王伟,王咸鹏,马跃华.  航空学报. 2012(07)
[4]双基地M IMO雷达中基于传播算子的DOD和DOA估计算法[J]. 孙中伟,张小飞,吴海浪,李建峰,冯高鹏.  数据采集与处理. 2011(06)
[5]贝叶斯统计理论的基本观点与研究现状[J]. 张小乐.  现代经济信息. 2010(18)
[6]一种空间非均匀噪声环境下的DOA估计[J]. 闫禄,解明祥.  无线电工程. 2010(04)
[7]压缩采样技术及其应用[J]. 金坚,谷源涛,梅顺良.  电子与信息学报. 2010(02)
[8]一种双基地MIMO雷达快速多目标定位方法[J]. 陈金立,顾红,苏卫民.  电子与信息学报. 2009(07)
[9]基于ESPRIT的MIMO雷达测向方法[J]. 郑志东,张剑云.  雷达科学与技术. 2009(03)
[10]共轭传播算子测向算法[J]. 刘剑,王延伟,黄知涛,周一宇.  通信学报. 2008(05)

博士论文
[1]复杂环境下MIMO雷达角度估计算法研究[D]. 刘宝宝.西安电子科技大学 2016

硕士论文
[1]存在相位校准误差的毫米波大规模天线阵列角度估计算法研究[D]. 游红.北京邮电大学 2018



本文编号：3704254