發(fā)布時間：2020-05-29 02:50

【摘要】：波達方向(DOA)估計是陣列信號處理領(lǐng)域的重要研究方面,并已被廣泛研究多年。其中基于一維DOA估計的研究占比較大,因為該模型頗具代表性且易于理解。但事實上,二維DOA估計更具有現(xiàn)實意義,例如對移動用戶進行高精度的DOA跟蹤從而更好的實現(xiàn)空分復用。誠然,一維DOA估計大都可以簡單推廣至二維進行空域位置估計。然而,簡單的推廣勢必帶來細節(jié)上的缺陷,諸如計算規(guī)模增加、解決方案效率低、某些算法不適用的問題。因此,針對上述問題本文展開如下的研究:首先,結(jié)合均勻面陣二維DOA估計執(zhí)行過程中所面臨的主要挑戰(zhàn):在低信噪比、快拍數(shù)不足(門限)情況下精度差,闡述并分析了MUSIC、ESPRIT及WSF等常用窄帶DOA估計算法在二維應(yīng)用過程中的優(yōu)勢及劣勢。仿真結(jié)果表明上述經(jīng)典DOA估計算法在“門限”性能方面均存在劣勢,WSF算法是精度最佳的一種算法但其二維估計運算速度最慢。其次,本文針對“門限”性能差的問題,在WSF算法中引入偽隨機噪聲重采樣技術(shù),為解決由此產(chǎn)生的計算量大求解慢的問題,在WSF求解過程中結(jié)合煙花算法并加以改進,提出了基于改進煙花算法的PR-WSF算法。仿真結(jié)果表明改進后的算法提升了“門限”效應(yīng)處的估計性能,并具有較快求解速度,但對快拍數(shù)要求較高成為阻礙進一步提升求解速度的關(guān)鍵。再次,針對上述問題考慮到基于壓縮感知的DOA估計算法對快拍數(shù)敏感度低,以較少的采樣數(shù)據(jù)就可以對信號的DOA信息做出正確估計,而處理數(shù)據(jù)少使得運算速度快,因此本文對壓縮感知DOA估計進行研究。研究了基于平面方陣的陣列流形可分離二維波達方向估計模型,以及應(yīng)用這一模型減少空域俯仰維與方位維計算項互耦的基于一階泰勒展開的二維off-grid算法。仿真結(jié)果表明此方法能夠有效對離網(wǎng)偏差做出估計。最后,結(jié)合SVD分解和多任務(wù)模型,提出一種基于SVD分解的二維多任務(wù)壓縮感知off-grid算法。該算法彌補了現(xiàn)有算法在處理多快拍問題上的不足,并有效提升了求解速度。仿真結(jié)果表明該算法在解決在網(wǎng)問題和離網(wǎng)問題時均有效,且在低信噪比、小快拍數(shù)條件下具有較好的估計性能。
【圖文】：

圖 2.1 波達方向組成示意圖的遠近，DOA 估計可分遠場 DOA場 DOA 估計。DOA 估計的一個俯仰角的同時估計。未來將繼續(xù)發(fā)空間定位問題，但其核心技術(shù)仍然ctangularArray, URA）由M N個OA 估計進行研究，通過對算法進。模型源的二維波達方向估計，由于陣列究的內(nèi)容在不影響空間譜估計算法

帶遠場信源且其數(shù)目小于陣元數(shù)目，傳一束平行平面波。射到陣列的信號數(shù)目已經(jīng)估計得到，入用時間平均代替統(tǒng)計平均。0，且為加性高斯白噪聲，噪聲獨立于入接收信號模型Y 平面上的M N維的均勻平面陣列，，其所配置的天線數(shù)，相鄰陣元間距為d 。zyφS(θ,φ)
【學位授予單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TN911.7

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本文編號：2686270