论文题目: 稳健的阵列处理波达方向估计算法研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 信息与通信工程
作者: 陈洪光
导师: 沈振康
关键词: 阵列信号处理,波达方向估计,分布信号源,宽带信号,非恒模分布源,循环平稳信号,聚焦变换,噪声
文献来源: 国防科学技术大学
发表年度: 2005
论文摘要: 波达方向估计是阵列信号处理领域中的一个重要问题,在雷达、声纳、通讯、地震勘探、气象、射电天文以及医学成像等诸多领域得到广泛应用,本文围绕DOA估计中的稳健性问题进行了深入研究,重点讨论了分布信号源、宽带信号源、循环平稳信号源以及非高斯噪声环境中的DOA估计问题,创新性地开展了以下几项主要工作:(1)研究了分布信号源中非恒模分布源的波达方向估计问题,首先分析了非恒模分布信号的阵列接收模型,之后基于近似最大似然估计技术推导了适用于非恒模分布信号源的近似最大似然估计算法,增强了近似最大似然估计AML算法在非恒模分布源环境中的稳健性:(2)在宽带信号源波达方向估计问题的研究中,讨论了相干信号子空间CSM算法中的聚焦技术。利用阵列流形插值(AMI)的基本思想,基于RSS(旋转信号子空间)以及MTLS(修正全局最小二乘)的聚焦准则,推导出两种与波达方向角无关的一致聚焦变换:CRSS以及CMTLS,在增强宽带DOA估计算法稳健性的同时,改善了算法的实时性:(3)研究了循环平稳信号源的DOA估计问题,着重分析了算法对循环频率估计误差的稳健性。在建立循环平稳信号ατ观测模型的基础上,分析了循环频率误差对BFατ、MVατ算法的影响,并基于迭代优化算法分别对BFατ、MVατ算法进行了改进,改进后的波束形成算法较之BFατ、MVατ算法,在对循环频率误差的稳健性上有较大的提高;(4)研究了SαS分布噪声环境中的DOA估计问题,重点研究如何简化算法的复杂性,增强算法的实时性。首先在柯西分布噪声的假设前提下,分析了最大似然估计算法的运算复杂性,针对最大似然估计算法中多维非线性最优问题的计算量较大的缺陷,将多维非线性最优问题变成一维的次优搜索问题,从而以较小的性能损失换取了计算量的较大的简化。
论文目录:
摘要
ABSTRACT
目录
图表目录
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 研究历史与现状
1.3 本文的主要工作以及论文结构
1.4 论文中的假设条件与符号标记
第二章 分布信号源波达方向估计
2.1 引言
2.2 分布信号源的阵列接收模型
2.3 非恒模分布源波达方向估计
2.3.1 非恒模信号阵列接收模型及假设
2.3.2 非恒模信号波达方向估计的克拉美—劳限
2.3.3 无加性噪声时的最大似然估计技术
2.3.4 仿真结果
2.4 小结
第三章 宽带信号波达方向估计
3.1 引言
3.2 宽带阵列信号模型
3.3 相干信号子空间方法CSM
3.4 基于一致聚焦的波达方向估计算法
3.4.1 RSS聚焦与MTLS聚焦
3.4.2 CRSS与CMTLS一致聚焦
3.4.3 CRSS与CMTLS聚焦变换性能分析
3.4.4 基于一致聚焦的MUSIC算法
3.5 仿真结果
3.6 小结
第四章 循环平稳信号波达方向估计
4.1 引言
4.2 循环平稳信号统计特性
4.3 信号模型
4.4 稳健的循环平稳信号波达方向估计算法
4.4.1 BFατ与MVατ算法
4.4.2 循环频率误差对算法估计性能的影响
4.4.3 修正BFατ估计算法
4.4.4 修正MVατ估计算法
4.5 仿真结果
4.6 小结
第五章 SαS噪声模型下的波达方向估计
5.1 引言
5.2 SαS分布随机过程
5.2.1 实SαS分布
5.2.2 双变量联合分布
5.2.3 复数域SαS随机变量及共变
5.3 冲击噪声环境下信号模型和基本假设
5.4 柯西分布噪声模型假设下的波达方向估计
5.4.1 最大似然估计算法
5.4.2 柯西噪声环境中DOA估计的CRB限
5.4.3 仿真结果
5.5 小结
第六章 结束语
致谢
参考文献
攻读博士期间发表的论文
发布时间: 2008-05-12
参考文献
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