检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：郭娜河南大学

学位级别：硕士

空间谱估计是阵列信号处理的主要研究方向之一,它着重研究空间多传感器阵列所构成的处理系统对感兴趣的空间信号的多种参数进行准确估计的能力,其主要目的是估计信号的空域参数或信源位置,在雷达、通信、声呐等众多领域有极为广阔的应... 详细信息

空间谱估计是阵列信号处理的主要研究方向之一,它着重研究空间多传感器阵列所构成的处理系统对感兴趣的空间信号的多种参数进行准确估计的能力,其主要目的是估计信号的空域参数或信源位置,在雷达、通信、声呐等众多领域有极为广阔的应用前景。到目前为止,有关窄带信号的波达方向(DOA)估计算法已经比较成熟。由于宽带信号含有更丰富的信息,有利于目标检测和参数估计,因此针对宽带信号的波达方向估计算法的研究具有重要的实际意义。关于该方面的研究也越来越多,但是还需进一步提高算法的估计性能。本文以均匀线阵为基础,对宽带信号波达方向估计算法以及阵列误差校正问题进行了研究,主要研究工作概括如下: 1.研究了经典窄带子空间类高分辨算法,通过仿真实验对MUSIC算法和ESPRIT算法进行了性能分析。研究了适用于宽带非相干信号的ISM算法,并改进了ISM算法使其可以处理宽带相干信号源。 2.针对实际中大量存在的宽带相干信号,研究了经典CSM类算法。该算法的关键问题是聚焦矩阵的构造,一般要求有一个初始方向估计和预选的聚焦频率来确定聚焦矩阵,算法效果易受初选值的影响,通过仿真实验对几种算法的估计性能进行了综合分析和比较。研究了一种不需要方位预估的差分特征分解法。 3.在CSM算法的基础上提出一种改进算法,基于矩阵重构的宽带信号DOA估计算法,它把空间平滑算法的原理应用到宽带信号的方位估计中去,以减小阵列误差的影响,仿真结果表明该算法可以提高阵列解相干信号的能力,并且具有较高的稳定性。 4.研究了宽带高分辨方位估计的克拉美-罗界(CRB),它决定了对统计信息估计的均方误差下界,可以通过分析波达方向估计算法的CRB确定分辨能力的极限。针对阵列误差校正问题,研究了窄带阵列误差模型、三种窄带阵列误差的校正方法和一种宽带阵列误差的校正方法。

关键词：宽带信号均匀线阵波达方向估计聚焦矩阵阵列误差校正

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张量切片稀疏表示在宽带信号波达方向估计中的应用

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信号处理 2016年第8期32卷 898-903页

作者：罗晓宇王晓庆甘露魏平电子科技大学电子工程学院四川成都611731 中国电子科技集团公司第五十四研究所河北石家庄050081

本文提出了一种新颖的宽带信号波达方向(Direction-of-Arrival,DOA)估计方法。首先,本文利用窄带滤波器将阵元接收到的宽带信号分解成了若干窄带分量。接着,利用这些分离出来的窄带分量,计算出任意两个相邻阵元间的一系列频率互相关函数... 详细信息

本文提出了一种新颖的宽带信号波达方向(Direction-of-Arrival,DOA)估计方法。首先,本文利用窄带滤波器将阵元接收到的宽带信号分解成了若干窄带分量。接着,利用这些分离出来的窄带分量,计算出任意两个相邻阵元间的一系列频率互相关函数(Frequency Cross-correlations,FCCS)并用于构造一个Toeplitz矩阵。在所有相邻阵元间进行相同的处理,将构造出的所有Toeplitz矩阵堆叠成一个张量。最后,本文利用切片稀疏表示(Slice-sparse Representation,SSR)的思想实现该张量的稀疏表示并提出了相应的恢复算法实现其稀疏重构,宽带信号DOA估计也随之实现。在仿真中,本文将所提算法与现有代表性算法进行了对比,仿真结果展现了本文算法的有效性。

关键词：宽带信号波达方向估计频率互相关函数切片稀疏表示

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宽带信号盲波束形成研究

宽带信号盲波束形成研究

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作者：王颖翠东南大学

学位级别：硕士

盲波束形成算法可以在不知道阵形、目标方位的情况下,只利用阵列输出和信号的特性分离出源信号.根据利用信号的性质的不同,现有的盲波束形成算法主要有利用信号非高斯性的JADE、虚拟ESPRIT算法;利用信号的循环平稳特性的SCORE算法;利用... 详细信息

盲波束形成算法可以在不知道阵形、目标方位的情况下,只利用阵列输出和信号的特性分离出源信号.根据利用信号的性质的不同,现有的盲波束形成算法主要有利用信号非高斯性的JADE、虚拟ESPRIT算法;利用信号的循环平稳特性的SCORE算法;利用信号的常模量性质的ACMA算法.该文对这四种算法做了简要介绍.现有的盲波束形成算法都是建立在窄带信号基础上的,而对宽带信号研究较少,该文提出了一种宽带时域信号盲波束形成算法,即在不知道阵形和目标方位的情况下估计出信号在各阵元间的延时,然后利用估计出的时延进行经典的延时加权波束形成.

关键词：波束形成盲波束形成非高斯性循环平稳常模量宽带信号

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宽带信号和跳频信号的测向技术研究

宽带信号和跳频信号的测向技术研究

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作者：陈京电子科技大学

学位级别：硕士

现代高科技电子战的最主要的特点是处理频段宽,信号种类较多,信号形式通常未知,截获概率往往很低,传统的阵列信号处理方法不能有效处理,本文深入研究了低截获信号中的宽带信号和跳频信号,提出了一系列有效的算法,并进行了大量的仿真实... 详细信息

现代高科技电子战的最主要的特点是处理频段宽,信号种类较多,信号形式通常未知,截获概率往往很低,传统的阵列信号处理方法不能有效处理,本文深入研究了低截获信号中的宽带信号和跳频信号,提出了一系列有效的算法,并进行了大量的仿真实验和理论分析。本文针对低截获概率中的典型信号的特性,结合具体的项目,进行了一系列的研究,具体内容安排如下: 1.介绍了阵列信号处理方法的特性和低截获信号的特点,重点讲述了宽带和跳频信号的特性及阵列信号处理的难度,讲解了阵列信号处理的一些传统的经典方法。重点介绍了MUSIC算法和ESPRIT算法。 2.介绍了宽带信号对阵列信号处理的影响,并以TCT方法为例论述了传统的宽带信号处理方法,着重讨论了本文提出的空域聚焦法,其将传统的频域窄带化转化为空域的虚拟孔径扩展,无需聚焦矩阵的变换,而且所需阵元数较少。通过仿真及半实物实验验证了其正确性。 3.研究了跳频扩频通信的特点及组网方式,介绍了目前已有的一些跳频信号处理方式,最后特别针对跳频信号的特性及其对阵列信号处理带来的影响提出了时域分割的方法,该方法利用时间窗将数据分段,对每段数据利用基于二维测向阵列结构L阵提出了一种无需配对的仰角和方位角联合估计方法估计参数,将估计出的结果对比预估计结果,可以去除跨频段数据结果,最终利用算术平均进一步提高估计精度,最后仿真结果表明,所提方法可以精确估计出跳频信号的频率和角度特性,并能大致估计出跳变时间。

关键词：阵列信号处理低截获信号宽带信号跳频信号 DOA估计

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宽带信号测向算法研究

宽带信号测向算法研究

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作者：黄光亚哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

宽带信号是生活中常见的信号形式，在雷达、声呐及通信中常遇到就是这类信号。对信号方位的估计是阵列信号处理中最炙手可热的话题，早就广泛的应用在移动和卫星通信系统、信息战、雷达、被动声纳、地震学、射电天文学、导航等方面。近... 详细信息

宽带信号是生活中常见的信号形式，在雷达、声呐及通信中常遇到就是这类信号。对信号方位的估计是阵列信号处理中最炙手可热的话题，早就广泛的应用在移动和卫星通信系统、信息战、雷达、被动声纳、地震学、射电天文学、导航等方面。近年来，随着信号方位估计在移动通信中的应用，也推动了这一技术的发展，更对测向技术在宽带信号处理方面提出了高的要求。本文首先对系统模型进行了简单的介绍，并在此基础上对引入的基本概念做了说明。随后对高分辨率测向算法—MUSIC的基本原理进行分析，并仿真实现。接着讨论了宽带信号方位估计存在的问题，对宽带信号的不同聚焦方法进行了原理分析，并对不同的方法进行了比较。宽带信号通过聚焦处理就能够沿用窄带信号的处理方法，为了提高运算速度，减小运算量，存在很多优化的算法，这些算法思路各异，文中对其中的一些进行了介绍并通过仿真比较算法性能。最后对基于四阶累积量的测向算法进行了详细的论述，分析了它在盲高斯性方面的优越，由于四阶累积量测向算法中存在运算量大的问题，提出了四阶累积量切片的传播算子算法，并仿真验证了算法的性能。文中对各种算法的仿真均是在MATLAB软件环境下完成的，通过仿真得到的数据来分析算法的性能，以及对各不同算法的性能进行比较。

关键词：宽带信号方位估计聚焦四阶累积量优化

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宽带信号快速DOA估计算法研究及其DSP实现

宽带信号快速DOA估计算法研究及其DSP实现

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作者：盖江伟解放军信息工程大学

学位级别：硕士

波达方向(DOA, Direction of Arrival)估计是阵列信号处理领域中重要的研究方向,该技术在雷达、通信、地震、声呐等领域都有着十分广泛的应用前景。常规的DOA估计方法针对的是窄带信号,无法解决宽带信号的DOA估计问题。现有的宽带DOA估... 详细信息

波达方向(DOA, Direction of Arrival)估计是阵列信号处理领域中重要的研究方向,该技术在雷达、通信、地震、声呐等领域都有着十分广泛的应用前景。常规的DOA估计方法针对的是窄带信号,无法解决宽带信号的DOA估计问题。现有的宽带DOA估计算法实现步骤复杂、计算量巨大,是宽带信号阵列高分辨DOA估计难以在实际系统中实时实现的主要难题之一。与其它宽带DOA估计算法相比,相干信号子空间(CSM, Coherent Signal-Subspace Method)类算法因其所需先验知识少、估计精度高、可以处理相干信号而倍受关注。本文针对CSM类算法运算量较大的问题,从子空间的快速求取、谱峰的优化搜索和算法的高速DSP实现三方面进行了分析研究,主要工作如下: 1.研究了CSM类算法的基本原理,分析了CSM类算法中估计性能最好,且无需角度预估计的双边相关变换算法的实现流程和各部分运算量,为本文奠定了基础。 2.研究了基于多级维纳滤波器(MSWF, Multi-stage Wiener Filter)的快速子空间估计方法。研究了MSWF多级分解时出现的子空间泄露问题,给出了P+2级子空间张成方案;从Krylov子空间和信号子空间的等价要求出发,给出了一种无期望信号下基于MSWF的快速子空间估计方法。在此基础上,结合双边相关变换算法给出了一种基于MSWF的宽带子空间快速DOA估计算法。 3.研究了基于PCA(Principle Components Analysis)神经网络的快速子空间估计方法。分析了主成分分析和信号子空间求取的等价性;分析了不同学习效率对PCA网络收敛的影响,给出了一种自适应学习效率。在此基础上,提出了一种复SGA(Stochastic Gradient Ascent)准则下基于PCA网络的快速子空间求取方法,避免了特征值分解运算,减少了运算量;结合双边相关变换算法给出了一种基于PCA神经网络的宽带子空间快速DOA估计方法。 4.研究了基于波束间小生境遗传算法的空间谱优化搜索技术。针对遗传算法求解多峰空间谱函数能力的不足,结合常规波束测向技术,提出了一种基于波束间小生境遗传算法的空间谱搜索方法。针对小生境遗传算法局部搜索能力不足,后期收敛较慢的特点,提出了一种基于波束间小生境遗传算法和爬山方法相结合的混合搜索方法。 5.完成了宽带信号快速DOA估计算法在高速DSP上的实现。采用模块化设计方法,在VisualDSP开发环境下完成了论文研究算法的DSP程序的的设计、优化、调试,运行结果表明了本文研究算法的有效性。

关键词： DOA估计宽带信号子空间估计多级维纳滤波器 PCA神经网络谱峰搜索小生境遗传算法 DSP

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宽带信号DOA估计和DBF技术算法研究

宽带信号DOA估计和DBF技术算法研究

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作者：王姝电子科技大学

学位级别：硕士

本文研究了宽带信号到达角(DOA)估计和数字波束形成(DBF)技术算法。文中详细介绍了基于宽带阵列信号处理的DOA 估计与DBF 技术和方法,给出了具有实际应用价值的算法,并用计算机仿真实验数据验证了有关算法和主要理论。本文的研究工作与... 详细信息

本文研究了宽带信号到达角(DOA)估计和数字波束形成(DBF)技术算法。文中详细介绍了基于宽带阵列信号处理的DOA 估计与DBF 技术和方法,给出了具有实际应用价值的算法,并用计算机仿真实验数据验证了有关算法和主要理论。本文的研究工作与创新之处有以下几个方面: 研究了基于相干信号子空间(CSM)算法的宽带信号的DOA 估计。文中也简单介绍了基于非相干信号子空间的处理的DOA 估计算法。研究了宽带信号的数字波束形成(DBF)方法。文中介绍了两种方法:一种是基于MVDR 方法的波束形成算法。另一种是利用宽带聚焦方法的自适应波束形成算法,将DOA 估计中的宽带聚焦方法应用到波束形成中。结合上述的算法和理论,研究了在强干扰背景下的宽带弱信号源的DOA 估计。文中采用了两种方法,其中一种是利用最佳空间滤波器算法进行DOA 估计,另一种是先进行干扰预处理再利用波束形成方法进行DOA 估计。文中分别将这两种方法拓展应用到宽带信号中,并在后一种方法中将算法拓展到多个强干扰的情况。

关键词：宽带信号 DOA 估计数字波束形成

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宽带信号到达角度估计方法的研究

宽带信号到达角度估计方法的研究

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作者：施翔宇东南大学

学位级别：硕士

随着信号处理技术的发展，宽带信号越来越广泛地应用于通信领域。由于宽带信号携带更多信息，在信号到达角(Direction of Arrival, DOA)估计领域成为了研究热点。相比于窄带信号，宽带信号的运算量显著增大、模型更复杂，如何既充分又... 详细信息

随着信号处理技术的发展，宽带信号越来越广泛地应用于通信领域。由于宽带信号携带更多信息，在信号到达角(Direction of Arrival, DOA)估计领域成为了研究热点。相比于窄带信号，宽带信号的运算量显著增大、模型更复杂，如何既充分又高效地利用宽带信号丰富的信息量，以获得比窄带信号更好的处理效果是人们研究的重点。　　本文研究了宽带信号的到达角估计的理论，将窄带模型推广至宽带，研究了非相干子空间(ISM)算法和相干子空间(CSM)算法，提出了基于OFDM系统和改进极点选取策略的ISM算法、基于改进角度预估的CSM算法，并探讨了宽带DOA估计在混和波束形成中的优化方案，随后仿真并验证了上述算法的性能。最后，研究了宽带到达角估计算法的硬件实现，在USRP平台上实现了本文提出的算法，并测试验证了算法性能。　　首先，研究了阵列的数学模型和窄带到达角估计的原理。推导了经典的MUSIC和ESPRIT算法，分析了两者的优缺点并给出了优化算法，特别地，分析了引入解相干操作对算法性能的影响。仿真表明，ESPRIT算法的性能随着阵元数、信噪比和快拍数的增加而增加，空间平滑法具有相干信源的分辨能力，但也损失了阵列孔径。　　然后，重点研究了宽带到达角估计的理论和改进方法。推导了ISM算法的原理，并针对算法的缺点提出了两种改进方案，分别是基于OFDM系统的ISM算法和改进了极点选取策略的root-ISM算法。基于OFDM系统的ISM算法简化了系统实现的复杂度并保证了ISM算法分解得到的子窄带信号间的正交性。仿真表明改进的root-ISM算法有着比ISM算法更好的DOA估计性能。接下来，讨论了CSM算法的原理和聚焦矩阵的构造方法，为解决角度预估的精度问题，结合本文中基于OFDM的ISM算法，提出了改进角度预估的CSM算法。仿真表明，改进角度预估的CSM算法的估计性能优于传统的CSM算法，且能分辨相干信源。随后探讨了宽带角度估计在混合结构波束成形技术中的应用，提出了一种基于角度预估的波束形成算法。仿真表明，该方法能在相同参数下，比无角度预估的算法有更快的收敛性，且收敛后的性能保持不变。　　最后，研究了宽带到达角估计的硬件实现。在USRP硬件平台上实现了本文提出的基于OFDM的改进ISM算法，搭建了完整可用的宽带DOA估计系统，给出了系统原理和参数。实测结果表明，该系统具有良好的实时角度估计精度。

关键词：宽带信号到达角估计正交频分复用混合波束形成非相干子空间

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宽带信号DOA估计算法研究

宽带信号DOA估计算法研究

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作者：陈娟哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

阵列信号处理作为信号分析和处理的一个重要手段,在雷达、声纳、地震学以及扩频通信等领域中,波达方向(DOA)估计越来越受到关注。随着通信技术的发展,跳频信号、扩频信号、线性调频信号等宽带信号在通信系统中的应用越来越多；另外,在... 详细信息

阵列信号处理作为信号分析和处理的一个重要手段,在雷达、声纳、地震学以及扩频通信等领域中,波达方向(DOA)估计越来越受到关注。随着通信技术的发展,跳频信号、扩频信号、线性调频信号等宽带信号在通信系统中的应用越来越多；另外,在自然界中还有许多信号本质上就属于宽带信号,如声音信号、地震波等。因此,对宽带信号测向算法研究就显得尤为重要。本文首先介绍了一些关于宽带测向的基础知识。然后将常用的宽带测向算法加以介绍。宽带信号的DOA估计,大概可以分为两类：基于最大似然的宽带测向算法和信号子空间算法。在高斯噪声假定下,基于最大似然的宽带测向算法是最优的,但代价函数的优化是个很难处理的问题,文中介绍了几种优化算法。而信号子空间方法则是一类相对比较有效的算法,目前运用较多的是非相干信号子空间法(ISM)和相干信号子空间法(CSM)。ISM方法能较好的估计出宽带非相干信号的波达方向,但不能处理相干的宽带信号源。CSM法具有较好的估计精度,较低的分辨门限,而且聚焦变换相当于频域平滑,使得CSM方法能够分辨相干源。但是该方法要求有一个初始方向估计和预选的聚焦频率来确定聚焦矩阵,易受信号的影响。文中也介绍了一种改进ISM算法,它能较好的估计出相干信号的波达方向。介绍CSM算法时,着重讨论了聚焦矩阵。最后本文着重研究了低信噪比情况下的宽带测向。低信噪比情况是一种比较常见的情况,这时目标所处环境的信噪比很低且不可能提高或提高所付出的代价会很大,而且原有算法的分辨率不是很高了(存在一个瑞利角分辨极限)。因此需要提出新的算法,能够适应这种特定的环境。文中总结并创新式地提出了几种方法,具有一定的理论及实际意义。文中对每种算法进行实验仿真和性能分析,验证了算法的有效性。

关键词：阵列信号处理宽带信号 DOA估计聚焦矩阵低信噪比

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一种新的宽带信号DOA估计算法

引用

电路与系统学报 2012年第6期17卷 70-75页

作者：张进电子工程学院安徽合肥230027

本文针对均匀线性阵列,在正交投影子空间(TOPS)算法的基础上,提出了一种新的宽带非相关和相干信号的DOA估计算法。首先,利用TOPS算法直接估计出宽带非相关信号的DOA;其次,在各个频率点,使用空间差分技术消除非相关信号和噪声的分量,并... 详细信息

本文针对均匀线性阵列,在正交投影子空间(TOPS)算法的基础上,提出了一种新的宽带非相关和相干信号的DOA估计算法。首先,利用TOPS算法直接估计出宽带非相关信号的DOA;其次,在各个频率点,使用空间差分技术消除非相关信号和噪声的分量,并构造新矩阵;最后,对新矩阵进行空间平滑操作,再利用TOPS算法估计出宽带相干信号的DOA。由于分开估计宽带非相关信号和相干信号的DOA,算法适用于信号个数多于阵元个数的场合。计算机仿真结果证明了算法的有效性。

关键词：宽带信号 DOA估计差分技术空间平滑操作正交投影子空间算法

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