非线性阵列Khatri-Rao子空间宽带DOA估计

针对非线性阵列,基于Khatri-Rao子空间概念提出一种新的无预估角宽带到达角(direction-of-arrive,DOA)估计方法. 从Khatri-Rao子空间虚拟阵列导向矢量出发,利用虚拟阵列所增加的维数,以流形分离技术构造与到达角无关的宽带聚焦矩阵,无需预估角且估计性能良好. 采用Root-MUSIC算法避免传统算法中的谱峰搜索过程,降低了计算量. 仿真结果表明,该方法与需要预估角的已有Khatri-Rao子空间宽带DOA估计方法FKR-RSS相比,具有相近的估计精度和目标分辨力. 在信号源数大于阵元数的情况下,其性能优于FKR-RSS.     

稀疏阵列MIMO雷达高精度收发角度联合估计

提出一种基于孔径扩展的稀疏阵列MIMO雷达高精度收发角度估计算法. 采用收、发阵列均为稀疏线性分布式子阵的双基地MIMO雷达系统,通过非均匀阵列设计,利用Khatri-Rao乘积运算实现收发阵列中阵元间短基线和子阵间长基线的同时虚拟扩展. 对接收数据进行降冗余和数据平滑处理,利用双尺度酉ESPRIT算法解周期性模糊,得到无模糊的高精度收发角度估计. 与传统算法相比,所提出的算法在不增加天线数目和硬件复杂度的情况下可有效扩展MIMO雷达的阵列孔径,在实现多目标收发角度联合估计的同时获得更高的参数估计性能. 仿真结果验证了阵列虚拟扩展和算法方位估计的有效性.     

基于三阶累积量的水声信号时延估计研究

针对海洋探测接收信号信噪比低导致水声信号时延估计困难的问题,提出了将三阶累积量的一维切片作为高阶统计量进行时延估计的新方法。该方法通过希尔伯特变换,对相关峰进行锐化处理,提高了时延估计精度。与直接相关法相比,此方法不仅可以在较低信噪比下获得良好的时延估计效果,而且可以抑制相关背景噪声和非高斯噪声干扰的影响,计算机仿真和水池实验验证了此方法在较低信噪比和背景噪声为相关噪声及非高斯色噪声情况下的有效性。此方法为海洋探测中微弱回波信号的时延估计提供了一种新的技术途径。     

OFDM中利用酉变换和结构最小二乘的角度和时延联合估计

在正交频分复用系统中,低信噪比条件下基于子空间分解的角度和时延联合估计算法的估计精度受限,为此提出一种利用酉变换和结构最小二乘的联合估计算法.利用酉变换将接收数据转换至实数域,然后用二维结构最小二乘建立目标优化函数,计算含有角度和时延信息的两个实对角矩阵.将这两个实矩阵构成一个复矩阵后对该复矩阵进行特征值分解,通过特征值实部和虚部的对应关系实现角度和时延的配对.该算法的目标函数合理地考虑了误差项之间的耦合关系,更加精确地修正了存在误差的信号子空间矩阵,因此估计结果更接近最优解.实验结果表明,该算法的估计精度和估计成功率比传统子空间算法高.     

特殊阵列的二维到达角方向估计

在特殊均匀线阵的基础上,提出一种二维DOA估计新方法,利用参考阵列的旋转不变性构造整个虚拟阵列的旋转不变性,采用横向和纵向双重扩展提高了阵列的扩展性能,并实现四阶累积量矩阵的无冗余数据处理. 新方法只需计算两个四阶累积量矩阵就可获得信号子空间的估计,进而利用二维ESPRIT方法求得最终的解. 理论分析和仿真实验表明,该算法计算量低,阵列扩展能力强,估计精度高,具有一定的实用性.     

室内可见光通信多阵元发射天线优化设计

基于一种新的白光LED发光模型,对室内可见光通信系统多白光LED阵元发射天线进行了优化设计. 分析了多阵元发射天线的阵元分布、阵元光轴极角、阵元层间距、阵元数目等参数对室内光功率分布的影响,给出了设计参数的优化选择方法和原则. 并通过控制发射光功率的方法,实现了光功率分布为平顶形的多阵元天线设计.通过仿真和实验研究验证了所提出的优化设计方法.     

平面阵列下的二维角度和频率联合估计

在均匀面阵列结构基础上提出一种二维角度和频率联合估计新方法. 对阵列天线输出的信号进行建模分析,表明阵列接收信号具有平行因子四线性模型特征. 利用该模型低秩分解的唯一性条件,从分解得到的矩阵中联合估计出信源的参数. 该算法首先利用四线性交替最小二乘算法估计出方向矩阵和频率矩阵,然后利用频率矩阵的Vandermonde特征和方向矩阵的结构特点及最小二乘法计算频率和二维角度. 该方法无需谱峰搜索即可实现参数同时估计与配对,与现有的基于三线性分解的算法和ESPRIT算法相比具有更高的估计精度,而且在小样本数情况下也能较好地工作. 仿真结果验证了该方法的有效性.     

未预期模型误差影响下秩减估计空域谱的统计特性及分辨概率

秩减估计器能在未知预期的阵列误差的条件下估计信源方位,并可避免迭代运算和局部收敛,但该类方法对阵列误差模型有一定要求,实际中未预期的模型误差会影响其角度分辨性能. 为此,该文分析了未预期模型误差影响下秩减估计器的角度分辨性能,给出了秩减估计空域谱关于未预期模型误差的二阶表示及其统计特性,并推导了三类角度分辨概率的计算公式. 针对用于均匀阵列互耦自校正、依赖方位的幅相误差自校正这两种秩减估计器进行数值实验,验证了理论推导的正确性.     

一个非线性矩阵方程的迭代解法

构造了一个求解非线性矩阵方程X A*X-nA=I的正定解的迭代公式,这里A为非奇异正规阵.在给定条件下,证明了该迭代法的收敛性,并给出了误差估计式.     

双基地MIMO雷达二维DOD和二维DOA联合估计

提出一种双基地MIMO雷达L型阵列下多维角度联合估计的新算法. 该算法利用匹配滤波器输出信号特点构造不同的代价函数,采用迭代最小二乘算法估计收发阵列流形矩阵,根据L 型阵列结构的特点和最小二乘法,从估计出的矩阵中计算目标的二维DOD(direction of departure)和二维DOA(direction of arrival). 该方法无需谱峰搜索,可实现参数的同时估计与配对. 与ESPRIT 算法相比,具有更高的估计精度,并接近于克拉美-罗下限,且在小快拍数下也能较好地工作. 仿真结果验证了该算法的有效性.     

共形阵列LFM信号DOA和极化参数的联合估计

利用分数阶傅里叶变换(fractional Fourier transform, FRFT)对线性调频(linear frequency modulation,LFM)信号的能量匹配聚焦特性来简化共形阵列的数据模型,根据子空间拟合原理提出一种信源DOA和极化参数的去耦联合估计方法. 直接进行DOA估计涉及求解难度较大的多维多峰参数搜索过程,于是通过重构噪声子空间
和流形矩阵建立了单峰的目标函数,然后用PSO算法估计信源方位角和俯仰角,在此基础上利用ESPRIT实现极化参数估计. 仿真实验表明,去耦参数估计方法能在保证算法性能的前提下简化问题复杂度,有效降低运算量.     

基于2D-MUSIC算法的DOA估计

利用经典的2D-MUSIC算法对二维阵列的DOA估计进行了研究,在平面阵列数学模型以及2D-MUSIC算法的DOA估计模型基础上,以均匀平面阵列为例,对3种不同参数的DOA估计进行了计算机仿真,分析了仿真结果.得出了在不同参数变化趋势下DOA估计的相应变化情况。     

应用循环平稳特性的宽带信号DOA估计

针对循环平稳宽带信号DOA估计问题,结合信号的循环平稳特性和共轭循环平稳特性,采用子空间分解方法研究宽带信号DOA估计方法. 该方法同时利用宽带信号循环平稳和共轭循环平稳两方面信息构造出扩展循环相关矩阵,采用常规方法得到宽带信号的方位谱,继承了Cyclic MUSIC算法的优点,当处理宽带信号源时不需要估计最佳延时时间. 仿真结果表明该方法具有良好的宽带信号选择能力和分辨能力,能抑制大功率干扰信号,估计性能较好.     

双基地MIMO雷达多目标定位

针对双基地多输入多输出雷达目标定位问题,提出一种基于联合矩阵上三角化的收发角度估计算法. 将收发角度估计问题转化为联合矩阵上三角问题,采用扩展QZ迭代算法对其求解,估计收发阵列流型矩阵,最后利用谱分析算法恢复收发角. 该算法充分利用匹配滤波输出的所有信息,无需二维谱峰搜索,每次迭代均可得到精确的闭式解. 与现有算法相比,该方法的角度估计精度更高,且收发角可自动配对. 仿真结果表明所提算法的有效性.     

基于矢量重构的相干信源测向

传统的解相干方法主要有空间平滑和子空间拟合两类,但这些方法或者阵列利用率低或者计算复杂度高,因此寻求计算量小且阵列利用率高的解相干测向方法有重要意义. 该文基于前后向矢量重构理论,提出一种相干信源测向方法. 根据信号导向矢量矩阵与信号子空间张成同一空间,充分利用大特征值对应的特征向量,采用前后向矢量重构方法构造列满秩的数据矩阵,利用总体最小二乘¡旋转不变子空间算法进行波达方向估计. 该方法适用于独立信源和相干信源同时存在的情况,具有良好的实用性,且运算过程简单,计算量小. 理论分析和仿真结果表明了所提方法具有优良性能.     

空间色噪声CDMA系统的一种基于累积量DOA估计算法

传统的DOA估计一般是假设噪声为白高斯的二阶谱估计算法．针对更接近于实际情况的空间色噪声，提出了一种基于累积量MUSIC算法的同步CDMA系统解相干DOA估计算法．该算法不仅能消除多径干扰并且与二阶MUSIC算法相比能更有效抑制空间色噪声，提高估计的准确性．     

一种基于区间语言判断矩阵的群决策模型

研究了偏好信息为区间语言判断矩阵的群决策问题．创建一个转换公式,将专家个体区间语言判断矩阵转化为区间数互补判断矩阵,并对判断矩阵转换的一致性进行了系统地研究;通过将区间数互补判断矩阵进行加权算术平均集结为专家群组区间数互补判断矩阵,进而利用区间数互补判断矩阵的排序向量方法求出专家群组排序向量,从而实现备选方案的排序和择优．最后通过算例说明了方法的可行性与有效性．