基于感知字典的空間譜估計.pdf

1、空間譜估計(亦稱波達方向(DOA,Direction of Arrival)估計)是陣列信號處理技術(shù)領(lǐng)域的一個研究熱點,在雷達、圖像處理等領(lǐng)域有著重要應(yīng)用?；谙∈璞硎镜腄OA估計因其具有超分辨、解相干、快拍數(shù)少等優(yōu)點而備受關(guān)注。目前,基于稀疏表示的DOA估計算法主要有凸優(yōu)化類算法和貪婪算法。貪婪算法中最具代表性的是正交匹配追蹤(OMP),其重構(gòu)性能易受冗余字典中原子間的強相關(guān)性影響。為此,本文研究基于感知字典的DOA估計,以克服原子間

2、強相關(guān)性造成的不良影響。具體而言,本文的主要研究工作包括:
　　第一,針對傳統(tǒng)正交匹配追蹤(OMP)算法性能受冗余字典中原子間相關(guān)性影響的問題,利用感知字典對OMP算法進行修正。提出了一種基于格拉姆型矩陣非對角元素方差最小的感知字典設(shè)計方法,基于該感知字典的修正OMP算法具有更好的重構(gòu)性能。針對存在噪聲情況下的 DOA估計,將該感知字典與多測量向量的 OMP算法結(jié)合,不僅克服了原子間強相關(guān)性造成的不良影響,而且極大地提高了抗噪性能

3、,使其在低信噪比下仍能做出準確的DOA估計。
　　第二,針對傳統(tǒng)二維DOA估計方法計算量大的問題(2D-MUSIC歸因于需要二維譜峰搜索,而基于稀疏表示的方法則歸因于冗余字典長度大),利用包含了方位角和俯仰角信息的空間角將一個二維DOA估計轉(zhuǎn)化為兩個獨立的一維DOA估計,極大地降低了計算的復(fù)雜度。提出了一種基于 KR積準平穩(wěn)信號聯(lián)合稀疏表示的二維DOA估計方法,該方法將陣列輸出協(xié)方差矩陣與KR積結(jié)合,建立了一種新的多測量向量的稀疏