本文選題：自校正　切入點(diǎn)：非圓信號(hào)　出處：《解放軍信息工程大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：波達(dá)方向(Direction of Arrival,DOA)估計(jì)是陣列信號(hào)處理的一個(gè)關(guān)鍵研究方向。大多數(shù)超分辨率DOA估計(jì)算法都是以陣列流型精確已知為前提,因此理論性能優(yōu)良;但是在實(shí)際應(yīng)用中,各類陣列誤差不可避免,這往往導(dǎo)致超分辨率DOA估計(jì)算法的性能?chē)?yán)重惡化,甚至失效。因此,關(guān)于陣列誤差校正技術(shù)的研究顯得尤為重要,其中自校正算法以其能夠?qū)崿F(xiàn)信源方位與陣列誤差參數(shù)的聯(lián)合在線估計(jì)而成為該領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。然而,已有的自校正算法很少應(yīng)用信源自身的附加信息,因而可處理的信源數(shù)及估計(jì)精度受限�？紤]到非圓信號(hào)是現(xiàn)代通信系統(tǒng)中的常用信號(hào),若利用非圓信號(hào)橢圓協(xié)方差矩陣不為零的特點(diǎn),則能夠增加可用信息,繼而提升校正精度或者處理更多維數(shù)的未知參量。本文致力于結(jié)合信號(hào)的非圓特性以進(jìn)一步提高陣列誤差自校正性能,研究工作圍繞非圓特性與陣列誤差模型、陣列誤差影響下非圓信號(hào)的DOA估計(jì)理論性能以及非圓自校正算法設(shè)計(jì)這三個(gè)方面展開(kāi)。論文的主要內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)概括如下:1.研究了非圓特性與陣列誤差模型。討論了幅相誤差(通道幅相誤差與方位依賴幅相誤差)、陣元間互耦、陣元位置誤差、多種陣列誤差同時(shí)存在下的陣列誤差形式,并總結(jié)了陣列誤差模型的統(tǒng)一表達(dá)式;建立出陣列誤差影響下的最大非圓率信號(hào)、任意非圓率信號(hào)、聯(lián)合信源時(shí)域自相關(guān)特性(樣本點(diǎn)之間的相關(guān)性)的非圓信號(hào)數(shù)據(jù)模型。2.研究了陣列誤差影響下非圓信號(hào)的參數(shù)估計(jì)性能界�；陉嚵姓`差影響下的確定性最大非圓率信號(hào)模型、隨機(jī)性非圓信號(hào)模型,以及聯(lián)合信源時(shí)域自相關(guān)特性的非圓信號(hào)模型,分別推導(dǎo)了DOA參數(shù)與陣列誤差參數(shù)的聯(lián)合估計(jì)克拉美羅界,并與未利用非圓特性的性能界進(jìn)行對(duì)比分析。3.針對(duì)相互獨(dú)立的最大非圓率信號(hào),設(shè)計(jì)了兩種非圓秩減估計(jì)器,分別應(yīng)用于互耦的自校正與方位依賴幅相誤差的自校正,分析了算法參數(shù)可辨識(shí)性條件,并推導(dǎo)了DOA估計(jì)的均方誤差表達(dá)式。非圓秩減估計(jì)器在各陣元間噪聲獨(dú)立(空域白噪聲)的條件下,通過(guò)利用最大非圓率信號(hào)擴(kuò)展協(xié)方差矩陣的特殊結(jié)構(gòu),能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)獨(dú)立最大非圓率信號(hào)的信源方位與陣列誤差參數(shù)的“去耦合”估計(jì),避免了多維非線性搜索與迭代,且較傳統(tǒng)秩減估計(jì)器的可分辨信源數(shù)以及校正精度均有明顯提升。4.針對(duì)任意非圓率信號(hào),提出了一種基于擴(kuò)展協(xié)方差匹配估計(jì)技術(shù)的自校正算法(NC-COMET算法),對(duì)算法的參數(shù)可辨識(shí)性條件進(jìn)行討論,并分析了它的漸近性能。該算法在噪聲模型已知的前提下,利用非圓信號(hào)橢圓協(xié)方差矩陣不為零的特點(diǎn),對(duì)協(xié)方差矩陣進(jìn)行擴(kuò)展,再基于擴(kuò)展的協(xié)方差匹配技術(shù)進(jìn)行參數(shù)估計(jì),適用于信源間統(tǒng)計(jì)特性未知和統(tǒng)計(jì)獨(dú)立特性先驗(yàn)已知兩種情況,參數(shù)的優(yōu)化求解通過(guò)牛頓型交替迭代算法實(shí)現(xiàn)。該算法在高斯信號(hào)模型下,可以達(dá)到隨機(jī)性非圓信號(hào)的克拉美羅界,當(dāng)非圓與圓混合信號(hào)同時(shí)入射時(shí)也有效,在低信噪比環(huán)境中較傳統(tǒng)的最優(yōu)估計(jì)算法具有更強(qiáng)的魯棒性,尤其在統(tǒng)計(jì)獨(dú)立特性先驗(yàn)已知的情況下該優(yōu)勢(shì)更為明顯。5.針對(duì)未知噪聲場(chǎng)中的陣列誤差自校正問(wèn)題,提出了一種基于雙邊輔助變量的非圓信號(hào)子空間擬合自校正算法(2-sided IV-NCWSSF算法),討論了算法參數(shù)可辨識(shí)性條件,并分析了它的漸近性能。該算法同時(shí)結(jié)合了信號(hào)的非圓特性與時(shí)域自相關(guān)特性,首先根據(jù)加權(quán)信號(hào)子空間擬合的基本思想構(gòu)造了目標(biāo)函數(shù),再對(duì)目標(biāo)函數(shù)化簡(jiǎn),從而利用一種改進(jìn)的交替投影算法實(shí)現(xiàn)信源方位和陣列誤差參數(shù)的聯(lián)合優(yōu)化。該算法不僅適用于非圓與圓混合信號(hào)同時(shí)入射的情況,并且與前兩種非圓自校正算法相比,它不受噪聲模型的約束,在空域色噪聲場(chǎng)中對(duì)相關(guān)信號(hào)也能夠達(dá)到較高的校正精度。
[Abstract]:This paper deals with the non - circular characteristics and array error model . A non - circular signal subspace fitting self - correcting algorithm ( 2 - sided IV - NCWSSF ) based on two - sided auxiliary variable is proposed .

【學(xué)位授予單位】：解放軍信息工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TN911.23

【參考文獻(xiàn)】

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1 魯祖坤;高鷹;石宇;劉揚(yáng);;基于均勻圓陣的互耦誤差校正算法研究[J];電子技術(shù)應(yīng)用;2013年05期

2 宋愛(ài)民;李堰;劉劍;陳校平;;非圓信號(hào)多級(jí)維納濾波DOA估計(jì)求根算法[J];電子科技大學(xué)學(xué)報(bào);2013年01期

3 司偉建;朱f，

本文編號(hào)：1676969