本文關(guān)鍵詞：DOA估計(jì)中的穩(wěn)健稀疏重構(gòu)模型及算法研究

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【摘要】：波達(dá)方向(DOA)估計(jì)是陣列信號(hào)處理兩大研究方向之一,在雷達(dá)、聲吶以及通信中有著廣泛的應(yīng)用。在過(guò)去的半個(gè)世紀(jì)中,大量的參數(shù)化和非參數(shù)化DOA估計(jì)方法相繼被提出來(lái)。近期,出現(xiàn)了一種基于稀疏表達(dá)的半?yún)?shù)化方法,由于其所需快拍數(shù)少、能夠處理相干信源以及分辨率高等原因,受到了廣泛的關(guān)注。大部分DOA估計(jì)方法都基于陣列流型準(zhǔn)確已知的假設(shè),然而在實(shí)際工程應(yīng)用中,由于環(huán)境等因素的影響,陣元位置誤差是難以避免的,而陣元位置誤差的存在會(huì)使得算法的性能?chē)?yán)重下降甚至失效,因此,解決陣元位置誤差條件下的DOA估計(jì)問(wèn)題具有一定的研究意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。針對(duì)遠(yuǎn)場(chǎng)窄帶信號(hào),本文從接收數(shù)據(jù)協(xié)方差矢量化的稀疏表示角度出發(fā),研究陣元位置存在誤差情況下的DOA估計(jì)問(wèn)題,提出了一種新的稀疏表達(dá)模型以及基于該模型的DOA估計(jì)算法。本論文主要的貢獻(xiàn)與創(chuàng)新點(diǎn)包括:1.針對(duì)陣元位置存在誤差的問(wèn)題,在陣元位置誤差服從正態(tài)分布和均勻分布的假設(shè)前提下,推導(dǎo)出一種全新的基于協(xié)方差矩陣矢量化的稀疏表達(dá)模型,該模型不僅考慮了陣列擾動(dòng)的統(tǒng)計(jì)特性,而且不存在一階泰勒展開(kāi)的近似誤差。仿真實(shí)驗(yàn)顯示,相比已有的穩(wěn)健DOA估計(jì)方法和自校準(zhǔn)的DOA估計(jì)方法,本文提出的穩(wěn)健稀疏重構(gòu)模型和方法具有更好的性能。2.針對(duì)DOA估計(jì)中不同信號(hào)模型波達(dá)方向估計(jì)的誤差和性能問(wèn)題,本文推導(dǎo)出理想情況下確定性信號(hào)、隨機(jī)性信號(hào),以及陣元位置誤差情況下確定性信號(hào)、隨機(jī)性信號(hào)四種模型的克拉美羅下界,進(jìn)行了相應(yīng)的仿真與分析,其中特別分析了針對(duì)陣元位置誤差統(tǒng)計(jì)量、信噪比、快拍次數(shù)和空間信號(hào)入射方向參數(shù)對(duì)克拉美羅下界的影響,為應(yīng)用于實(shí)際環(huán)境的DOA估計(jì)算法研究和分析提供了一定的理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：波達(dá)方向估計(jì) 陣元位置誤差 稀疏表示 穩(wěn)健 克拉美羅下界
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TN911.7;TP212.9
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 背景概況及研究意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 本文研究?jī)?nèi)容及結(jié)構(gòu)安排13-15
• 第二章 波達(dá)方向（DOA）估計(jì)基礎(chǔ)15-22
• 2.1 引言15
• 2.2 信號(hào)模型15-17
• 2.2.1 理想陣列信號(hào)模型15-16
• 2.2.2 實(shí)際陣列信號(hào)模型16-17
• 2.3 陣元誤差對(duì)DOA估計(jì)的影響17-21
• 2.4 本章小結(jié)21-22
• 第三章 陣元位置誤差條件下的DOA估計(jì)方法22-30
• 3.1 引言22
• 3.2 穩(wěn)健的DOA估計(jì)算法22-23
• 3.3 自校準(zhǔn)的DOA估計(jì)算法23-27
• 3.4 仿真實(shí)驗(yàn)與分析27-29
• 3.5 本章小結(jié)29-30
• 第四章 基于稀疏表示的DOA估計(jì)方法30-42
• 4.1 引言30
• 4.2 基于空域稀疏性的陣列處理框架30-31
• 4.3 基于稀疏重構(gòu)的DOA估計(jì)31-38
• 4.3.1 基于觀測(cè)模型的稀疏重構(gòu)算法31-35
• 4.3.2 基于協(xié)方差矢量化的稀疏重構(gòu)算法35-38
• 4.4 仿真實(shí)驗(yàn)與分析38-40
• 4.5 本章小結(jié)40-42
• 第五章 稀疏重構(gòu)框架下的穩(wěn)健DOA估計(jì)方法42-53
• 5.1 引言42
• 5.2 考慮誤差的協(xié)方差矢量化模型42-46
• 5.2.1 陣元位置誤差服從正態(tài)分布42-45
• 5.2.2 陣元位置誤差服從均勻分布45-46
• 5.3 二維陣元位置誤差的協(xié)方差矢量化模型46-47
• 5.3.1 陣元位置誤差服從正態(tài)分布46-47
• 5.3.2 陣元位置誤差服從均勻分布47
• 5.4 考慮誤差的稀疏表示模型及DOA估計(jì)47-48
• 5.5 仿真實(shí)驗(yàn)與分析48-52
• 5.5.1 一維陣元位置誤差仿真實(shí)驗(yàn)與分析48-50
• 5.5.2 二維陣元位置誤差仿真實(shí)驗(yàn)與分析50-52
• 5.6 本章小結(jié)52-53
• 第六章 克拉美羅下界（CRLB）的推導(dǎo)及分析53-65
• 6.1 引言53
• 6.2 基于隨機(jī)性信號(hào)模型的CRLB53-58
• 6.2.1 理想陣列模型的CRLB及分析53-54
• 6.2.2 陣元位置誤差條件下的CRLB及分析54-58
• 6.3 基于確定性信號(hào)模型的CRLB58-62
• 6.3.1 理想陣列模型的CRLB及分析58-60
• 6.3.2 陣元位置誤差條件下的CRLB及分析60-62
• 6.4 仿真實(shí)驗(yàn)與分析62-64
• 6.5 本章小結(jié)64-65
• 第七章 總結(jié)與展望65-67
• 7.1 總結(jié)65
• 7.2 展望65-67
• 致謝67-68
• 參考文獻(xiàn)68-71
• 攻碩期間取得的研究成果71-72

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 曹圣紅;存在陣列誤差條件下波達(dá)方向估計(jì)算法研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2014年

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本文編號(hào)：681709