本文關(guān)鍵詞：基于矩陣填充的陣列信號降采樣DOA估計方法研究

  更多相關(guān)文章： 陣列信號處理 信號波達方向估計 矩陣填充 低秩矩陣 Hankel矩陣

【摘要】：信號波達方向估計(DOA)是陣列信號處理領(lǐng)域的一個重要分支,在電子偵察、雷達干擾以及雷達定位方面有著廣泛的應用。在陣列信號處理系統(tǒng)中,信號波達方向估計的高分辨、高精度性能可通過增加陣元個數(shù)、提高采樣速率以及發(fā)射寬帶甚至超寬帶信號獲得,但是通過此方法對信號波達方向估計性能提升的同時,需要對海量數(shù)據(jù)進行采樣、傳輸、存儲,其會導致系統(tǒng)的復雜度隨之增加。針對此問題,本文主要研究如何在保證信號波達方向估計高分辨、高精度性能要求下,降低系統(tǒng)復雜度。本文的主要工作以及創(chuàng)新點如下:首先,介紹了陣列信號處理中的基礎(chǔ)數(shù)學知識、常用陣列結(jié)構(gòu)以及遠場窄帶信號的接收模型,詳細分析了線陣接收模型的幾何結(jié)構(gòu)和陣列流型矢量。對基于子空間分解類信號波達方向估計的MUSIC算法和ESPRIT算法的原理和實現(xiàn)步驟進行了詳細的介紹,并對兩種算法進行理論仿真分析。研究了矩陣填充理論在信號波達方向估計中應用的可行性,對現(xiàn)階段矩陣填充中最常用的奇異值閾值(SVT)算法、增廣拉格朗日乘子法(ALM)算法、加速近似梯度(APG)算法的實現(xiàn)原理和步驟進行了介紹,并對其進行算法的MATLAB仿真和分析。其次,在陣列信號處理中信號波達方向估計的研究背景下,針對現(xiàn)階段的發(fā)展現(xiàn)狀以及一些需要亟待解決的問題,采用矩陣填充理論和信號波達方向估計相結(jié)合的方法,解決在信號波達方向估計高分辨、高精度性能要求下,系統(tǒng)復雜度高的問題。最后,介紹了基于快拍矩陣補全的降采樣DOA估計方法的實現(xiàn)原理,給出了實現(xiàn)步驟,并根據(jù)其實現(xiàn)步驟進行理論仿真和算法驗證。首次將Hankel矩陣應用到DOA估計中,提出了基于Hankel矩陣補全的降采樣DOA估計方法。此方法是對觀測矩陣按行采用矩陣填充補全缺失數(shù)據(jù),利用對觀測數(shù)據(jù)矩陣排列之后的Hankel矩陣所具有的低秩性和強非相關(guān)性實現(xiàn)對觀測矩陣的高概率補全,在降低系統(tǒng)采樣率的前提下保證了DOA估計的高性能。基于Hankel矩陣補全的降采樣DOA估計方法是通過降低系統(tǒng)的采樣率,達到降低系統(tǒng)復雜度的目的,理論仿真表明本文所論述算法能夠在保證信號波達方向估計高性能要求下,降低系統(tǒng)的復雜度。
【關(guān)鍵詞】：陣列信號處理 信號波達方向估計 矩陣填充 低秩矩陣 Hankel矩陣
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN911.7
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 符號對照表10-11
• 縮略語對照表11-14
• 第一章 緒論14-22
• 1.1 研究背景及意義14-16
• 1.1.1 陣列信號處理14-15
• 1.1.2 矩陣填充15-16
• 1.2 內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-19
• 1.3 本文的主要工作和內(nèi)容安排19-22
• 第二章 陣列信號處理22-40
• 2.1 陣列天線幾何結(jié)構(gòu)22-26
• 2.1.1 直線陣模型22-23
• 2.1.2 面陣接收模型23-25
• 2.1.3 均勻圓陣接收模型25
• 2.1.4 任意離散陣接收模型25-26
• 2.2 陣列信號的數(shù)學模型26-31
• 2.2.1 數(shù)學基礎(chǔ)知識26-27
• 2.2.2 遠場窄帶信號27-29
• 2.2.3 信號的接收形式29-30
• 2.2.4 加性噪聲模型30-31
• 2.3 信號波達方向估計31-38
• 2.3.1 ESPRIT算法原理31-33
• 2.3.2 ESPRIT算法仿真分析33-35
• 2.3.3 MUSIC算法原理35-37
• 2.3.4 MUSIC算法仿真分析37-38
• 2.4 本章小結(jié)38-40
• 第三章 矩陣填充理論40-54
• 3.1 矩陣填充的原理40-43
• 3.1.1 矩陣填充應用實例40
• 3.1.2 矩陣填充的數(shù)學模型40-42
• 3.1.3 矩陣填充的理論推導42-43
• 3.2 矩陣填充常用算法43-50
• 3.2.1 奇異值閾值法44-46
• 3.2.2 增廣拉格朗日乘子法46-48
• 3.2.3 加速近似梯度算法48-50
• 3.3 矩陣填充算法仿真50-53
• 3.4 本章小結(jié)53-54
• 第四章 陣列信號降采樣的DOA估計方法54-68
• 4.1 引言54
• 4.2 基于快拍矩陣補全的降采樣DOA估計方法54-61
• 4.2.1 算法原理54-57
• 4.2.2 算法仿真與分析57-61
• 4.3 基于Hankel矩陣補全的降采樣DOA估計方法61-67
• 4.3.1 算法原理61-63
• 4.3.2 算法仿真與分析63-67
• 4.4 本章小結(jié)67-68
• 第五章 總結(jié)與展望68-70
• 5.1 工作總結(jié)68-69
• 5.2 工作展望69-70
• 參考文獻70-74
• 致謝74-76
• 作者簡介76-77

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;1998年第24期擂臺賽點評[J];電腦愛好者;1999年06期

2 郝家欍;矩陣、概率與統(tǒng)計自學參考[J];煤礦機械;1985年03期

3 譚瓊;如何形成網(wǎng)絡流規(guī)劃中的路矩陣[J];系統(tǒng)工程理論與實踐;1992年04期

4 王以德,賈力普;快速算法及矩陣的新式分解[J];計算機應用與軟件;1984年03期

5 黃祿炳,黃顯高;矩陣應用中值得注意的問題[J];西安郵電學院學報;1997年01期

6 李大農(nóng);漢字鄰接頻率的矩陣表示[J];黃岡師專學報;1997年01期

7 楊秀文,嚴尚安,張潔,曾順鵬;可達矩陣的新求法[J];電子科技大學學報;2000年06期

8 樊葆華;竇強;張鶴穎;;網(wǎng)絡演算的矩陣解釋[J];計算機學報;2009年12期

9 馮春生;;2維空間填充曲線的塊矩陣迭代法[J];計算機工程與應用;2011年12期

10 孟章榮;幾個圖矩陣及其應用[J];系統(tǒng)工程與電子技術(shù);1981年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 楊偉;;模糊軟矩陣及其格結(jié)構(gòu)[A];中國運籌學會模糊信息與模糊工程分會第五屆學術(shù)年會論文集[C];2010年

2 陳文康;姚陳;;對Bond變換的若干思考[A];中國地球物理·2009[C];2009年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 金_g;IT自考學習資源大搜索（一）[N];中國電腦教育報;2002年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 賀楊成;半監(jiān)督低秩矩陣學習及其應用[D];上海交通大學;2015年

2 郝曉麗;粒度格矩陣空間模型及其應用研究[D];太原理工大學;2009年

3 韓曦;基于多維矩陣的移動通信信號檢測及參數(shù)估計技術(shù)研究[D];北京郵電大學;2013年

4 張芬;基于低秩矩陣填充的相位檢索方法研究[D];安徽大學;2015年

5 方茂中;關(guān)于矩陣填充和非負矩陣的研究[D];華東師范大學;2008年

6 陳娜;矩陣恢復算法及誤差分析[D];華中科技大學;2012年

7 耿娟;低秩矩陣與張量完整化問題的算法研究[D];中國農(nóng)業(yè)大學;2014年

8 田貴賢;圖譜理論和幾類矩陣的譜與組合特征研究[D];電子科技大學;2009年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 吳越;Vandermonde矩陣的理論與應用研究[D];安徽大學;2016年

2 曹萌;幾類Bezout矩陣的研究[D];安徽大學;2016年

3 唐云;基于Spark的大規(guī)模分布式矩陣運算算法研究與實現(xiàn)[D];南京大學;2016年

4 陳露;關(guān)于矩陣運算的公開可驗委托計算的研究與分析[D];蘇州大學;2016年

5 劉瓊;最終D-SDD、最終S-SDD矩陣及矩陣的特征值包含集[D];云南大學;2016年

6 李國政;圖D_(MAX)-矩陣的性質(zhì)研究[D];青海師范大學;2016年

7 徐小拼;基于隨機OD矩陣估計的交通檢測器優(yōu)化布點問題[D];中國礦業(yè)大學;2016年

8 魏從靜;壓縮感知中測量矩陣的構(gòu)造與優(yōu)化研究[D];南京郵電大學;2016年

9 崔亞偉;流量矩陣的Markov-BPNN估計模型及方法的研究[D];華中師范大學;2016年

10 孫駿;壓縮感知中結(jié)構(gòu)化測量矩陣與編碼算法的研究[D];天津大學;2014年

，

本文編號：610335