多維參數(shù)估計的快速算法研究.pdf

1、利用平面陣列估計多信號的二維DOA(Direction-of-Arrival)參數(shù)在許多軍事及國民經(jīng)濟領(lǐng)域具有重要作用,比如聲吶,雷達和通信等。由于二維DOA維數(shù)的增加,DOA估計過程的計算量主要受陣列結(jié)構(gòu)以及對估計的俯仰角和方位角配對的影響,然而傳統(tǒng)的配對算法主要是通過二維搜索和求解非線性優(yōu)化問題得到的,計算比較復(fù)雜。因此本文圍繞算法的計算量等問題,主要研究基于L陣的二維DOA參數(shù)估計算法,重點研究了以下幾個方面的內(nèi)容:
　　1

2、、研究了陣列的接收模型,以及各種平面陣列天線的延遲和相位計算的區(qū)別;同時簡單介紹了MUSIC(Multiple Signal Classification)算法、ESPRIT(Estimate Signal Parameters via Rotational Invariant Techniques)算法、PM(Propagator Method)算法和MSWF(Multi-Stage Wiener Filter)算法,對上述1-D D

3、OA估計算法進行對比仿真,分析了上述算法計算復(fù)雜度和角度估計的性能,同時指出了在1-D DOA估計算法中減少算法計算量的實現(xiàn)方法。
　　2、研究了利用L陣來估計窄帶信號二維到達角的算法,包括利用自相關(guān)矩陣的修正的PM和CCM-ESPRIT(Cross-Correlation Matrix based on ESPRIT)算法,以及利用互相關(guān)矩陣的 JSVD( Joint Singular Value Decomposition)和

4、 CODE(Computationally efficient cross-correlation based2-D DOA Estimation)算法,對上述算法的由來以及性能給出了解釋并分析每個算法的計算復(fù)雜度,同時關(guān)注了在算法中存在的問題;最后提出了一種利用MSWF快速估計特征子空間的算法,該算法針對互相關(guān)矩陣進行角度估計,無需譜峰搜索和 SVD,計算復(fù)雜度較低,同時算法可自行配對,算法的實時性較好,有利于工程應(yīng)用。
　　3

5、、針對寬帶線性調(diào)頻信號(Linear Frequency Modulation,LFM)的多維參數(shù)估計,以及LFM信號在分數(shù)階傅里葉變換(Fractional Fourier Transform,FRFT)的特性,使用分數(shù)階傅里葉變換估計出初始頻率和調(diào)頻斜率;同時在LFM信號的解線調(diào)FRFT域上提出了利用PM和MSWF估計DOA的快速算法,上述算法無需EVD(Eigen-Value Decomposition)或SVD,雖然估計角度精度