信号源个数估计方法研究

论文摘要

空间谱估计是近几十年来发展起来的一种信号处理技术,它在雷达、通信、声纳等方面的应用越来越受到重视。信号源个数的估计是空间谱估计的一个重要环节,而且也是空间谱估计理论应用到实际中的一个最难解决的问题。因此,在最近的一个时期内,空间信号源个数估计成为该领域内的一个研究热点,国内外的众多学者先后提出了很多算法。基于这一应用的需要,本文讨论了如何确定空间信号源个数的问题。本文主要研究信号源个数的估计方法。首先,以MUSIC算法为例,讨论了信号源个数估计对波达方向(DOA)估计的影响,指出了信号源个数过估计和欠估计对MUSIC算法的影响。然后依次研究了基于信息论准则的AIC和MDL方法、基于盖氏圆准则的方法、基于空间平滑和盖氏圆准则的方法以及基于共轭倒序阵与盖氏圆准则的相关源个数估计方法,对几种方法提出的原因、针对的环境背景及具体的估计原理进行了详细的介绍,随后给出对各个算法的评价,并且进行了计算机仿真实验,对给出的评价做出了补充说明。最后针对在实际系统中由于阵列误差和环境噪声的影响使算法性能下降的问题,着重研究基于对角加载技术的信号源个数估计方法,对其进行了理论分析以及统计性能仿真,验证了该算法对AIC和MDL准则改进的性能。在全文的最后提出了信号源个数估计方法的研究方向。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 信号源个数估计的研究背景和意义
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 研究意义
• 1.2 信号源个数估计的研究历史和发展现状
• 1.3 本文研究工作和内容安排
• 第二章 信号源个数估计的基本理论
• 2.1 阵列空间信号模型
• 2.2 信号源个数过估计和欠估计对DOA 估计的影响
• 2.2.1 信号源个数准确估计的必要性
• 2.2.2 信号源个数估计对DOA 估计的影响
• 2.3 信号源个数估计的方法概述
• 2.4 本章小结
• 第三章 经典的信号源个数估计方法研究
• 3.1 引言
• 3.2 基于信息论准则的信号源个数估计方法
• 3.2.1 简介
• 3.2.2 信息论准则
• 3.2.3 利用信息论准则来估计信号源个数
• 3.2.4 算法评价
• 3.2.5 计算机仿真与分析
• 3.3 基于盖氏圆准则的信号源个数估计方法
• 3.3.1 简介
• 3.3.2 盖氏圆定理
• 3.3.3 协方差矩阵的酉变换
• 3.3.4 基于盖氏圆准则的信号源个数估计方法
• 3.3.5 算法评价
• 3.3.6 计算机仿真与分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 新近提出的信号源个数估计方法研究
• 4.1 引言
• 4.2 基于空间平滑和盖氏圆准则的信号源个数估计方法
• 4.2.1 简介
• 4.2.2 空间平滑技术
• 4.2.3 基于空间平滑和盖氏圆准则的信号源个数估计方法
• 4.2.4 算法评价
• 4.2.5 计算机仿真与分析
• 4.3 基于共轭倒序阵盖氏圆准则的相关信源个数估计方法
• 4.3.1 简介
• 4.3.2 共轭倒序阵的信号模型
• 4.3.3 基于共轭倒序阵的去相关盖氏圆准则方法
• 4.3.4 理论依据
• 4.3.5 算法评价
• 4.3.6 计算机仿真与分析
• 4.4 基于对角加载技术的信号源个数估计方法
• 4.4.1 简介
• 4.4.2 基于对角加载技术的信号源个数估计
• 4.4.3 对角加载技术性能分析
• 4.4.4 算法评价
• 4.4.5 计算机仿真与分析
• 4.5 本章小结
• 总结
• 参考文献
• 致谢