国产自产21区,亚洲97,免费毛片网,国产啪视频,青青青国产在线观看,国产毛片一区二区三区精品

基于協方差矩陣稀疏表示的遠場窄帶doa估計方法
【專利摘要】本發明提供一種高精度遠場窄帶DOA估計方法。在波達方向在空域上具有稀疏性的基礎上，把協方差矩陣改寫成稀疏表示的模型，在網格匹配的模型下，通過優化最小化方法求解出稀疏的空間功率譜，則該功率譜的支撐集在網格上對應的點即為估計得到的波達方向角。針對實際中真實的波達方向角不在網格上的情況，即網格失配的模型下，利用一階泰勒展開來逼近真實波達方向的導向矢量，然后用最小二乘方法對估計得到的網格上的點進行修正，以達到更高的估計精度。本發明可以在粗糙的網格上到達高精度的DOA估計性能。
【專利說明】 基于協方差矩陣稀疏表示的遠場窄帶DOA估計方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于陣列信號處理領域，主要涉及遠場窄帶DOA估計。
【背景技術】
[0002]波達方向(DOA)估計一直是陣列信號處理中一個重要的研究領域，它在雷達、聲納、無線通信及電子對抗和偵查等領域中都有著廣泛的應用。如何快速地，高精度地實現DOA估計一直是陣列信號處理不斷研究和努力的方向。其中經典的算法有:多重信號分類(Multiple Signal Classification, MUSIC)算法、旋轉不變子空間(Estimation ofSignal Parameters via Rotational Invariance Technique, ESPRIT)算法等子空間類算法和最大似然估計類算法(Maximum Likelihood, ML)等。然而,基于子空間理論的DOA估計方法雖然實現了超分辨側向，但是一旦陣列快拍數不足或者出現相干信號源時，這類方法不能有效地區分信號子空間和噪聲子空間，其性能會急劇下降。而最大似然估計類算法由于要進行復雜的多維搜索而不具有實用性。
[0003]近年來，基于壓縮感知的稀疏表示理論的興起和發展為DOA估計問題提供了一種新思路。只要信號在某個變換域下具有稀疏性，就可以利用相應的算法以極高的概率精確地重構原始稀疏信號。在空間譜估計的陣列模型中，通常假設空域范圍內只存在少數的點目標，因此，波達方向角在空域上具有稀疏性。標準的壓縮感知理論中，使用Itl范數作為目標函數來保證重構信號的稀疏性，但是最小化Itl范數是一個組合優化問題，難以有效地求解，后來研究證明將Itl范數松弛為I1范數依然能保證重構信號的稀疏性，因此如何用I1范數來精確重構稀疏信號得到了廣泛的研究。
[0004]基于稀疏重構進彳了 DOA估計的研究工作一直非?；钴S。Malioutov等基于稀疏重構思想提出了 I1-SVD算法，該算法最突出的貢獻是在多快拍條件下通過奇異值分解(Singular Value Decomposition, SVD)來減小數據矩陣的規模以及降低噪聲的影響,使得該算法的計算量不會隨著快拍數的增加而增加，而且具有較高的估計精度。然而，這些基于稀疏表示的算法通常假設所有的真實波達方向角都位于預先設定的離散化網格上，即網格匹配的模型，這導致了這類算法在波達方向角不在網格上時估計性能急劇惡化。另一方面，雖然更密集的網格理論上可以減小重構誤差，但是太過密集的離散化網格會使得過完備化字典原子間高度相關。

【發明內容】

[0005]本發明的目的在于提供一種基于協方差矩陣稀疏表示的遠場窄帶DOA估計方法。在網格匹配的情況下可以精確地估計波達方向角，在網格失配的情況下，能夠對角度值進行修正，提高估計精度。
[0006]本發明的思路是:本發明基于空間協方差矩陣稀疏表示的模型，首先在網格匹配的假設下用最優最小化方法估計得到網格上的角度值，然后針對網格失配的情況，通過一階泰勒展開來逼近真實的導向矢量，進而對估計得到的網格點進行修正。[0007]本發明的目的通過如下步驟實現:
[0008]S1、由陣列接收的K個信號源的數據
【權利要求】
1.基于協方差矩陣稀疏表示的遠場窄帶DOA估計方法，其特征在于，包括如下步驟: S1、由陣列接收的K個信號源的數據
2.根據權利要求1所述的基于協方差矩陣稀疏表示的遠場窄帶DOA估計方法，其特征在于:S41所述β = 0.5。
3.根據權利要求1或2所述的基于協方差矩陣稀疏表示的遠場窄帶DOA估計方法，其特征在于:ξ =O-1o
4.根據權利要求1所述的基于協方差矩陣稀疏表示的遠場窄帶DOA估計方法，其特征在于:S422所述對S421得到的結果進行修正，具體方法如下:步驟1、利用一階泰勒展開對真實的導向矢量進行逼近，a (sin )? a(sin +sin 曷-sing)，其中，力網格上離0k最近的點，a^sinft)為導向矢量a(sin_)的一階導數； 步驟2、記=Sin4-sin4代入空間協方差矩陣向量化的模型r中，即
V __r=[g ⑷十⑷]4
/-1= (G(#) + B(#)—g⑷)ξ+σ% ,其中，B = [b⑷，b⑷”.”b(4)]eC.w;xA' , Δ = =[GW Β(#)][^ο?；]+σ%diag( δ ) , δ = [ δ 1； δ 2,..., δ Ν]τ，符號0表示向量對應元素分別相乘； 步驟3、根據S421所得支撐集Λ，則通過最小二乘法得到LlrJ =[蝴 B#)]V作) ，則δ的支撐集上的元素其中，；；*表示對rs的每一個元素分別取倒數構成的向量； Λ 步驟4、假設步驟3所述δ Λ在網格上的索引值為ii，...，iK，則修正后的波達方向角的估計值為4 =arcsm[sin+ ?]* k:\hK 0
【文檔編號】G01S3/12GK103983944SQ201410238927
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月30日 優先權日:2014年5月30日
【發明者】費曉超, 羅曉宇, 甘露, 廖紅舒 申請人:電子科技大學