壓縮傳感理論及其在寬帶陣列信號(hào)參數(shù)估計(jì)中的應(yīng)用.pdf

1、信號(hào)處理的一個(gè)重要分支是陣列信號(hào)處理，其在通信、雷達(dá)、聲納、射電天文等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。陣列信號(hào)處理解決的關(guān)鍵問(wèn)題之一是信號(hào)的參數(shù)估計(jì)，如備受關(guān)注的信號(hào)波達(dá)方向(DOA)估計(jì)。如今通信技術(shù)日新月異的發(fā)展，擴(kuò)頻信號(hào)、跳頻信號(hào)、線(xiàn)性調(diào)頻(LFM)信號(hào)等寬帶信號(hào)在通信系統(tǒng)中應(yīng)用越來(lái)越廣泛，另外，許多信號(hào)，如自然界中的地震波等信號(hào)本質(zhì)上就是寬帶信號(hào)。目前，對(duì)于寬帶信號(hào)波達(dá)方向(DOA)估計(jì)問(wèn)題，廣泛使用時(shí)頻分析方法，但此類(lèi)方法存在時(shí)頻點(diǎn)選取問(wèn)

2、題，另外，使用傳統(tǒng)乃奎斯特采樣，也存在大量數(shù)據(jù)處理的問(wèn)題。因此，對(duì)寬帶信號(hào)的陣列信號(hào)處理方法的研究顯得尤為重要。
　　 繼信號(hào)的稀疏分解，06年出現(xiàn)了壓縮傳感這個(gè)新的理論，打破了乃奎斯特采樣模式，只要信號(hào)在某個(gè)域具有稀疏性，便可以遠(yuǎn)少于乃奎斯特采樣的采樣點(diǎn)恢復(fù)重建原始信號(hào)。本文對(duì)壓縮傳感理論進(jìn)行了研究，并將其引入到寬帶陣列信號(hào)參數(shù)估計(jì)中來(lái)，研究了基于壓縮傳感理論的寬帶LFM信號(hào)的頻率以及DOA參數(shù)估計(jì)的方法。主要的工作和創(chuàng)新有：

3、
　　 1.研究了壓縮傳感理論：基本理論原理及關(guān)鍵，從觀(guān)測(cè)矩陣、信號(hào)的稀疏表示以及恢復(fù)算法幾個(gè)方面做了研究。
　　 2.研究了幾種不同的基于壓縮傳感的寬帶LFM信號(hào)頻率和DOA參數(shù)的估計(jì)算法。由于要估計(jì)的目標(biāo)參數(shù)在參數(shù)的空間具有稀疏性，如單個(gè)信源的DOA，則目標(biāo)為在角度空間尋找符合目標(biāo)方位的一個(gè)角度，因此在角度域中，目標(biāo)方位角具有稀疏性，則基于壓縮傳感實(shí)現(xiàn)參數(shù)的估計(jì)是可能的。根據(jù)壓縮傳感理論的關(guān)鍵，分別構(gòu)造觀(guān)測(cè)矩陣、信號(hào)

4、稀疏表示的過(guò)完備原子庫(kù)，選擇恢復(fù)算法，最后實(shí)現(xiàn)寬帶LFM信號(hào)頻率和DOA參數(shù)的估計(jì)。計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)表明，在低采樣情況下，本文算法分辨率優(yōu)于經(jīng)典的寬帶估計(jì)方法(如時(shí)頻子空間法)。
　　 3.基于壓縮傳感，實(shí)現(xiàn)了單信源和多信源情況下的寬帶LFM信號(hào)到達(dá)角估計(jì)。對(duì)于多個(gè)信源情況下的DOA估計(jì)，當(dāng)各個(gè)信源不相關(guān)或相關(guān)性很小時(shí)，仍然可以利用壓縮的方法，在低采樣率下得到較好的估計(jì)效果。
　　 將壓縮傳感理論引入到寬帶陣列信號(hào)參數(shù)估計(jì)