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構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雜度,同時關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,該算法針對互相關矩陣進行角度估計,無需譜峰搜索和 SVD,計算復雜度較低,同時算法可自行配對,算法的實時性較好,有利于工程應用。
　　3

5、、針對寬帶線性調頻信號(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頻斜率;同時在LFM信號的解線調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