基于PAST的毫米波雷达MIMO阵列幅相误差校正算法

1

作者 王纪平 刘衍琦 +2 位作者 邓钱钰 郭淑婷 毛新华 《信号处理》 CSCD 北大核心 2024年第9期1633-1647,共15页

随着毫米波雷达探测场景的复杂多元化,仅仅利用合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)成像技术获得探测场景二维信息很难满足实际工程需要。因此,基于车载毫米波雷达二维SAR成像结果,利用高度向多输入多输出(Multiple Input Multi... 随着毫米波雷达探测场景的复杂多元化,仅仅利用合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)成像技术获得探测场景二维信息很难满足实际工程需要。因此,基于车载毫米波雷达二维SAR成像结果,利用高度向多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)阵列来进行到达角(Direction Of Arrival,DOA)估计,获得目标高度信息,实现高分辨率三维点云成像就显得十分重要。然而在实际MIMO阵列中存在的幅度和相位误差会导致DOA估计性能下降,影响目标聚焦效果,难以满足目标分类识别的要求。由于SAR成像后的阵列幅相误差具有时变性,现有的阵列幅相误差校正算法难以兼顾补偿精度和计算效率。针对上述问题,本文首先构建了车载毫米波雷达三维回波模型,提出了一种基于后向投影算法的高分辨三维重构成像方法。相较于传统的毫米波点云成像,该方法可以获得更高的方位向和高度向分辨率。然后,建立了高度向一维阵列信号模型,利用最大似然估计方法,推导了阵列幅相误差最大似然估计值与阵列协方差矩阵的最大特征值对应的特征向量之间的等效关系。最后,提出了一种基于投影近似子空间跟踪(Projection Approximation Subspace Tracking,PAST)的MIMO阵列幅相误差校正算法,该算法利用PAST技术迭代求解所需的特征向量,有效避免了复杂的估计协方差矩阵和特征分解过程。相较于已有算法,该算法拥有较高的估计精度的同时可以满足工程实时处理的需要。理论分析、数值仿真以及实测实验验证了该算法可以有效排除阵列幅相误差干扰,获得高分辨DOA估计结果。 展开更多

关键词 毫米波雷达 MIMO阵列 合成孔径雷达 幅相误差 投影近似子空间跟踪

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一种新的基于改进PASTd的中频信号盲信噪比估计算法 被引量：20

2

作者 隋丹 葛临东 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第7期1657-1661,共5页

该文提出一种加性高斯白噪声信道下基于改进的紧缩投影近似子空间跟踪(PASTd)的中频信号盲信噪比估计算法。将Gram-Schmidt正交化过程引入到PASTd中,使计算得到的特征向量相互正交,从而保证算法具有更好的收敛性能。对MPSK(M=2,4,8)信号... 该文提出一种加性高斯白噪声信道下基于改进的紧缩投影近似子空间跟踪(PASTd)的中频信号盲信噪比估计算法。将Gram-Schmidt正交化过程引入到PASTd中,使计算得到的特征向量相互正交,从而保证算法具有更好的收敛性能。对MPSK(M=2,4,8)信号和MQAM(M=16,64,128,256)信号进行了大量计算机仿真,结果表明该算法性能稳定,并且当信噪比变化范围为5dB到25dB时,所得到的估计偏差小于1dB,估计标准差在0.3以内。与基于特征值分解的算法相比,能够在得到精确估计结果的同时,大大减小运算复杂度。 展开更多

关键词 信噪比估计 盲算法 中频信号 PASTd

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冲激噪声环境下基于最大相关熵准则的韧性子空间跟踪新算法 被引量：8

3

作者 张金凤 邱天爽 李森 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期483-488,共6页

本文采用最大相关熵准则(MCC)对投影近似子空间跟踪(PAST)算法中基于最小平方误差(MSE)准则的目标函数进行修正,推导出适用于冲激噪声环境的韧性投影近似子空间跟踪新算法(MCC-PAST算法).对两种冲激噪声模型包括,稳定分布噪声模型和混... 本文采用最大相关熵准则(MCC)对投影近似子空间跟踪(PAST)算法中基于最小平方误差(MSE)准则的目标函数进行修正,推导出适用于冲激噪声环境的韧性投影近似子空间跟踪新算法(MCC-PAST算法).对两种冲激噪声模型包括,稳定分布噪声模型和混合高斯噪声模型环境下的时变波达方向估计问题的实验仿真表明,与基于韧性M估计的PAST改进算法(RLM-PAST算法)相比,MCC-PAST算法可以自适应地调整核长,对于阵列接收数据的变化体现出更好的适应性. 展开更多

关键词 投影近似子空间跟踪(PAST) 相关熵 冲激噪声 M估计

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双基地MIMO雷达目标参数估计及动态跟踪新算法 被引量：8

4

作者 李丽 邱天爽 《信号处理》 CSCD 北大核心 2014年第2期155-162,共8页

民航地空通信受到无线电干扰会严重危机民航飞机的正常飞行。本文在深入研究地面干扰源定位问题的背景下,提出基于分数阶模糊函数的飞机动态跟踪算法。首先提出一个新的回波信号模型,通过搜索分数阶模糊函数的峰值点,实现了对多普勒频... 民航地空通信受到无线电干扰会严重危机民航飞机的正常飞行。本文在深入研究地面干扰源定位问题的背景下,提出基于分数阶模糊函数的飞机动态跟踪算法。首先提出一个新的回波信号模型,通过搜索分数阶模糊函数的峰值点,实现了对多普勒频率的瞬时估计,并提出基于分数阶模糊函数的投影近似子空间角度跟踪算法(FAF-PAST),实现了2维发射角和2维接收角的联合动态递推估计。接下来根据阵列模型图中的几何关系,推导出了飞机的运动速度及三维位置坐标,从而实现飞机目标的动态跟踪,为后续地面干扰源定位打下良好的基础。仿真结果表明了该文提出的模型和算法的正确性和可行性。 展开更多

关键词 干扰源定位 多普勒频率 分数阶模糊函数 投影近似子空间角度跟踪 动态跟踪

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基于子空间跟踪的空时多用户检测 被引量：1

5

作者 孟艳 汪晋宽 +1 位作者 朱俊 宋昕 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2008年第6期702-705,共4页

采用改进的PASTd子空间跟踪算法实现信号子空间的自适应跟踪。提出一种基于改进的PASTd子空间跟踪的空时多用户检测算法,实现了在不增加任何结构和复杂度的情况下将方向向量随子空间跟踪算法一起求解。使用阵列天线充分利用了不同空间... 采用改进的PASTd子空间跟踪算法实现信号子空间的自适应跟踪。提出一种基于改进的PASTd子空间跟踪的空时多用户检测算法,实现了在不增加任何结构和复杂度的情况下将方向向量随子空间跟踪算法一起求解。使用阵列天线充分利用了不同空间位置带来的空域特征,有效地提高了用户的抗多址干扰能力,成为扩展系统容量的有效途径。仿真实验验证了该算法的优越性。 展开更多

关键词 CDMA 多用户检测 阵列天线 紧缩近似投影子空间跟踪 子空间跟踪

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基于PAST处理的机载双基雷达自适应角度-多普勒补偿算法 被引量：3

6

作者 赵军 田斌 朱岱寅 《雷达学报（中英文）》 CSCD 2017年第6期594-601,共8页

自适应角度-多普勒补偿算法根据样本数据本身来自适应地估计补偿参数,从而避免惯导系统误差造成的补偿性能下降问题,但该算法必须对杂波协方差矩阵进行估计和特征分解,运算量巨大。针对这一问题,该文研究了基于近似投影子空间跟踪(PAST... 自适应角度-多普勒补偿算法根据样本数据本身来自适应地估计补偿参数,从而避免惯导系统误差造成的补偿性能下降问题,但该算法必须对杂波协方差矩阵进行估计和特征分解,运算量巨大。针对这一问题,该文研究了基于近似投影子空间跟踪(PAST)处理的自适应角度-多普勒补偿算法,该方法先采用循环迭代处理快速估计出各距离单元主特征向量谱中心的位置参数,避免了矩阵特征分解带来的运算负担,然后通过补偿使得各单元的谱中心重合。仿真结果表明,该方法能有效解决机载双基雷达杂波非均匀问题,其性能与基于特征分解算法相当,但运算量显著降低,便于工程实现。 展开更多

关键词 机载双基雷达 近似投影子空间跟踪 自适应角度多普勒补偿 空时自适应处理

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基于盲子空间法的DS-CDMA系统码辅助NBI抑制自适应算法 被引量：1

7

作者 殷复莲 郭黎利 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期1387-1393,共7页

针对现存盲直接法码辅助技术抑制直接序列码分多址系统窄带干扰性能不佳的问题,提出盲子空间法码辅助技术及其自适应算法,实现对三类窄带干扰的抑制。对于音频干扰和数字窄带干扰,提出盲自适应带收缩的投影近似子空间跟踪(PASTd,Project... 针对现存盲直接法码辅助技术抑制直接序列码分多址系统窄带干扰性能不佳的问题,提出盲子空间法码辅助技术及其自适应算法,实现对三类窄带干扰的抑制。对于音频干扰和数字窄带干扰,提出盲自适应带收缩的投影近似子空间跟踪(PASTd,Projection approximation subspace tracking with deflation)算法;对于AR随机过程,由于上述盲自适应算法的低秩判定困难,提出改进的盲自适应递归最小二乘(RLS,Recursive least square)预测-PASTd码辅助算法。仿真分析试验结果表明:该算法具有优越性。 展开更多

关键词 直接序列码分多址系统 窄带干扰抑制 盲子空间法码辅助技术 带收缩的投影近似子空间跟踪

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超宽带系统中基于恒模算法的盲rake接收机 被引量：1

8

作者 康晓非 杨家玮 《西北大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期985-989,共5页

目的解决超宽带系统中的多址干扰和码间干扰问题。方法首先使用约束恒模算法对接收信号进行盲解相关,消除多址干扰,再进一步采用紧缩近似投影子空间跟踪方法估计信道并进行最大比合并,提高输出信干噪比。结果该接收机的误码性能和抗&qu... 目的解决超宽带系统中的多址干扰和码间干扰问题。方法首先使用约束恒模算法对接收信号进行盲解相关,消除多址干扰,再进一步采用紧缩近似投影子空间跟踪方法估计信道并进行最大比合并,提高输出信干噪比。结果该接收机的误码性能和抗"远-近"效应能力均优于匹配滤波器和传统rake接收机,且所需先验知识较少、收敛速度较快。结论该接收机具有较低的复杂度,适用于室内超宽带系统的多用户、高速率接人场合。 展开更多

关键词 超宽带 多用户检测 约束恒模算法 紧缩近似投影子空间跟踪

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快速校正天波雷达电离层相位污染的改进方法 被引量：3

9

作者 张立东 李居尚 《电讯技术》 北大核心 2016年第11期1242-1247,共6页

时变的电离层会对天波超视距雷达(OTHR)回波信号相位进行调制,产生相位污染,导致回波谱展宽。最大似然估计(MLE)法具有比相位梯度法更佳的污染校正效果,但计算量非常大。通过引入投影近似子空间跟踪法,提出了一种改进的MLE方法。改进方... 时变的电离层会对天波超视距雷达(OTHR)回波信号相位进行调制,产生相位污染,导致回波谱展宽。最大似然估计(MLE)法具有比相位梯度法更佳的污染校正效果,但计算量非常大。通过引入投影近似子空间跟踪法,提出了一种改进的MLE方法。改进方法采用递归手段估计最大特征值对应的特征向量,避免了特征值分解过程,能够显著降低计算量,污染校正效果与MLE法相当。理论分析与仿真对比表明改进方法普适性强,计算量只有MLE法的万分之一,更适合工程实现。 展开更多

关键词 天波超视距雷达 电离层相位污染校正 最大似然估计 投影近似子空间跟踪

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基于稀疏恢复的自适应角度多普勒补偿方法 被引量：4

10

作者 郭艺夺 宫健 《雷达科学与技术》 北大核心 2020年第5期517-523,共7页

自适应角度多普勒补偿方法是补偿机载非正侧阵雷达杂波距离相关性的有效手段,该方法解决了角度多普勒补偿方法处理性能受系统误差影响较大的问题,可以实现杂波距离相关性的自适应补偿。但该方法利用子孔径平滑估计杂波协方差矩阵,存在... 自适应角度多普勒补偿方法是补偿机载非正侧阵雷达杂波距离相关性的有效手段,该方法解决了角度多普勒补偿方法处理性能受系统误差影响较大的问题,可以实现杂波距离相关性的自适应补偿。但该方法利用子孔径平滑估计杂波协方差矩阵,存在孔径损失,系统自由度下降,估计准确度下降。此外,该方法还存在着运算量大的问题,不利于实时实现。本文提出了一种基于稀疏恢复的自适应角度多普勒补偿方法,并利用正交投影逼近子空间追踪方法对估计杂波协方差矩阵进行特征分解。与常规自适应角度多普勒补偿方法相比,本文方法运算量显著降低,杂波补偿性能更优。理论分析和仿真结果验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 机载非正侧阵雷达 杂波距离依赖性 自适应角度多普勒补偿 稀疏恢复 正交投影逼近子空间追踪

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多用户环境下TH-UWB系统的盲Rake接收机

11

作者 康晓非 杨家玮 刘健 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期12-16,65,共6页

针对跳时超宽带系统中的多用户干扰和码间干扰问题,提出了一种盲Rake接收机.该接收机首先利用跳时码的良好相关性设计滤波器,消除部分多用户干扰和码间干扰;再对滤波器的输出数据采用紧缩近似投影子空间跟踪方法估计信道,并进行最大比合... 针对跳时超宽带系统中的多用户干扰和码间干扰问题,提出了一种盲Rake接收机.该接收机首先利用跳时码的良好相关性设计滤波器,消除部分多用户干扰和码间干扰;再对滤波器的输出数据采用紧缩近似投影子空间跟踪方法估计信道,并进行最大比合并,进一步提高输出信干噪比.仿真结果表明,这种接收机收敛速度较快,误码性能优于传统的相关接收机和Rake接收机,且其所需先验知识较少、计算复杂度较低. 展开更多

关键词 超宽带 跳时 多用户干扰 紧缩近似投影子空间跟踪

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基于LMS的自适应半盲多用户检测

12

作者 孟艳 汪晋宽 +1 位作者 宋昕 朱俊 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2007年第1期19-21,共3页

基于MOE准则,充分利用小区内所有用户的扩频码给出一种MOE半盲检测器,结合修正的PASTd算法和LMS算法自适应得到MOE半盲检测器的权向量,提出MC-CDMA系统下一种基于LMS的自适应半盲多用户检测算法。该算法利用已知的信息使系统的输出信干... 基于MOE准则,充分利用小区内所有用户的扩频码给出一种MOE半盲检测器,结合修正的PASTd算法和LMS算法自适应得到MOE半盲检测器的权向量,提出MC-CDMA系统下一种基于LMS的自适应半盲多用户检测算法。该算法利用已知的信息使系统的输出信干比和误码率优于LMS盲多用户检测,同时避免LMS算法中的特征值分解问题,显著降低计算量。仿真实验验证了该算法的有效性和优越性。 展开更多

关键词 半盲多用户检测 紧缩近似投影子空间跟踪 最小均方 最小输出能量 多载波CDMA

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基于数据预处理的MIMO雷达相干目标角度跟踪

13

作者 张正言 李小波 毛云祥 《现代防御技术》 北大核心 2015年第5期165-171,共7页

针对双基地MIMO雷达相干目标运动时角度跟踪问题,提出了基于子空间的跟踪算法。首先通过对接收数据进行预处理,针对2个相干目标采用对称共轭处理,3个及以上相干目标借鉴空间平滑的思想,采用数据平滑重构得到满秩的数据,去除相干信号造... 针对双基地MIMO雷达相干目标运动时角度跟踪问题,提出了基于子空间的跟踪算法。首先通过对接收数据进行预处理,针对2个相干目标采用对称共轭处理,3个及以上相干目标借鉴空间平滑的思想,采用数据平滑重构得到满秩的数据,去除相干信号造成的影响。再利用PASTd算法得到目标特征向量,并对其进行正交化得到信号子空间,最后结合ESPRIT算法得到收发角度,并实现自动配对,完成运动目标的角度跟踪。仿真结果验证算法的有效性。 展开更多

关键词 双基地MIMO雷达 PASTd 相干运动目标 角度跟踪

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超宽带系统中盲自适应降秩接收机

14

作者 康晓非 杨家玮 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期124-129,共6页

针对超宽带系统中的多址干扰和码间干扰问题,提出了一种低复杂度的盲自适应接收机,该接收机首先采用多级维纳滤波算法抑制多址干扰并提取期望信号各多径分量;再进一步采用紧缩近似投影子空间跟踪方法估计信道并进行最大比合并,提高输出... 针对超宽带系统中的多址干扰和码间干扰问题,提出了一种低复杂度的盲自适应接收机,该接收机首先采用多级维纳滤波算法抑制多址干扰并提取期望信号各多径分量;再进一步采用紧缩近似投影子空间跟踪方法估计信道并进行最大比合并,提高输出信干噪比。仿真结果表明,其误码性能优于匹配滤波器、传统Rake接收机、解相关Rake接收机和基于恒模算法的自适应接收机,且收敛速度较快、复杂度较低。 展开更多

关键词 超宽带 多址干扰 多级维纳滤波 紧缩近似投影子空间跟踪

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快速约束极值子空间跟踪算法

15

作者 魏志强 牛慧贤 《华北水利水电学院学报》 2013年第4期121-124,共4页

子空间跟踪算法是许多工程计算问题的核心.Valizadeh等人基于约束优化问题提出了一种快速投影逼近子空间跟踪算法.在指出快速投影逼近子空间跟踪算法不足的同时,应用矩阵求逆引理给出了一种新的快速子空间跟踪算法——快速约束极值子空... 子空间跟踪算法是许多工程计算问题的核心.Valizadeh等人基于约束优化问题提出了一种快速投影逼近子空间跟踪算法.在指出快速投影逼近子空间跟踪算法不足的同时,应用矩阵求逆引理给出了一种新的快速子空间跟踪算法——快速约束极值子空间跟踪算法.仿真实验表明,所提算法是收敛且稳定的,其性能优于或相当于几种常见的快速子空间跟踪算法. 展开更多

关键词 子空间跟踪算法 约束投影逼近 快速算法

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基于投影近似子空间跟踪算法的谐波检测方法 被引量：4

16

作者 李诚诚 汪芳宗 《电测与仪表》 北大核心 2009年第4期21-25,共5页

子空间分解类算法在理论上具有任意的高分辨率,非常适合于电力系统各类谐波的分析,但需要对高维矩阵进行特征值分解,这不仅费时而且不易于工程实现。本文将投影近似子空间跟踪算法引入电力系统谐波分析领域,详细分析评估了PASTd算法的... 子空间分解类算法在理论上具有任意的高分辨率,非常适合于电力系统各类谐波的分析,但需要对高维矩阵进行特征值分解,这不仅费时而且不易于工程实现。本文将投影近似子空间跟踪算法引入电力系统谐波分析领域,详细分析评估了PASTd算法的性能。仿真结果表明,紧缩投影近似子空间跟踪算法即PASTd算法不仅保留了子空间分解类算法的超分辨率特性,而且收敛速度较快,稳定性好,可推广用于电力系统谐波检测领域。 展开更多

关键词 谐波分析 奇异值分解 子空间迭代 PAST PASTd

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基于信号子空间跟踪算法的非整数次谐波检测方法 被引量：1

17

作者 李诚诚 汪芳宗 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2009年第19期97-100,共4页

运用压缩映射技术将一种基于新的信息准则的信号子空间跟踪算法,推广为可以直接跟踪信号子空间特征成分的新算法。该算法与AIC准则或MDL准则相融合,可以同时跟踪信号子空间及其秩。对所提算法进行了仿真实验研究,并将其与PASTd算法进行... 运用压缩映射技术将一种基于新的信息准则的信号子空间跟踪算法,推广为可以直接跟踪信号子空间特征成分的新算法。该算法与AIC准则或MDL准则相融合,可以同时跟踪信号子空间及其秩。对所提算法进行了仿真实验研究,并将其与PASTd算法进行了比较。仿真结果表明,所提算法具有更好的跟踪性能,非常适合于电力系统间、次谐波的实时检测。 展开更多

关键词 谐波分析 特征值问题 特征成分分析 信号子空间跟踪 PASTd 神经网络

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聚束模式SAR连续缺失数据的高分辨成像方法 被引量：1

18

作者 段化军 朱岱寅 +1 位作者 毛新华 吴迪 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第3期607-612,共6页

目前基于缺失数据的幅度相位估计算法(GAPES)的SAR成像算法都没有考虑距离徙动和相位误差问题而导致图像质量下降。该文提出一种基于GAPES的聚束模式SAR方位向连续缺失数据的高分辨成像方法。在处理过程中,通过对连续缺失数据2维插值实... 目前基于缺失数据的幅度相位估计算法(GAPES)的SAR成像算法都没有考虑距离徙动和相位误差问题而导致图像质量下降。该文提出一种基于GAPES的聚束模式SAR方位向连续缺失数据的高分辨成像方法。在处理过程中,通过对连续缺失数据2维插值实现距离徙动校正,然后利用稀疏数据投影近似子空间跟踪算法实现相位误差补偿,保证了图像的分辨率。仿真和实测数据的处理结果证明了该方法的有效性。 展开更多

关键词 缺失数据的幅度和相位估计 距离向插值 方位向插值 距离徙动校正 投影近似子空间跟踪

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联合投影逼近子空间跟踪的语音增强算法 被引量：1

19

作者 钟维保 李双田 《信号处理》 CSCD 北大核心 2005年第6期560-564,共5页

本文提出一种联合投影逼近子空间跟踪(UPAST)的语音增强算法。本算法以投影逼近子空间跟踪算法为基础, 在无需对噪声进行任何假定(白噪声或是有色噪声)或近似且不需要任何语音活动检测的前提下,以递推更新的方式得到 语音信号和噪声信... 本文提出一种联合投影逼近子空间跟踪(UPAST)的语音增强算法。本算法以投影逼近子空间跟踪算法为基础, 在无需对噪声进行任何假定(白噪声或是有色噪声)或近似且不需要任何语音活动检测的前提下,以递推更新的方式得到 语音信号和噪声信号协方差矩阵同时对角化的特征向量和特征值,因而运算复杂度低,实现了有色噪声背景下语音信号的 最优估计。主观和客观测试都表明本算法要优于其它子空间增强算法。 展开更多

关键词 语音增强 信号子空间 联合投影逼近子空间跟踪 UPAST 算法

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基于改进MNE算法的动目标检测技术 被引量：2

20

作者 金兴海 朱岱寅 《雷达科学与技术》 2012年第3期305-309,共5页

在多通道SAR/GMTI系统中,对各通道回波数据分别成像后采用最小范数特征相消法(MNE)进行二维自适应处理,可以有效地实现杂波和干扰的抑制,提高动目标检测性能,但算法运算量较大,不利于实时处理。首先对MNE基本原理进行分析,在此基础上,... 在多通道SAR/GMTI系统中,对各通道回波数据分别成像后采用最小范数特征相消法(MNE)进行二维自适应处理,可以有效地实现杂波和干扰的抑制,提高动目标检测性能,但算法运算量较大,不利于实时处理。首先对MNE基本原理进行分析,在此基础上,将近似投影子空间跟踪(PAST)技术引入到MNE中,提出了一种基于PAST的MNE算法用于多通道SAR动目标检测。与常规的MNE算法相比,新算法抑制杂波性能相当,但运算量有所降低,最后利用实测数据验证了该算法的有效性和优越性。 展开更多

关键词 合成孔径雷达 地面动目标指示 最小范数特征相消 近似投影子空间跟踪 空时自适应处理

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