针对目前快速内点法(fast interior point method,FIPM)无法处理多快拍情况下半正定规划(semi-definite programming,SDP)问题的缺陷,提出一种基于多快拍FIPM(multiple snapshots FIPM,M-FIPM)的无网格波达方向(direction of arrival,D...针对目前快速内点法(fast interior point method,FIPM)无法处理多快拍情况下半正定规划(semi-definite programming,SDP)问题的缺陷,提出一种基于多快拍FIPM(multiple snapshots FIPM,M-FIPM)的无网格波达方向(direction of arrival,DOA)估计算法。该算法首先对天线阵列接收多快拍数据的协方差矩阵进行特征值分解,然后利用特征值和特征向量的相应加权和来重新构建符合FIPM模型的单快拍观测向量,最后再通过FIPM获得SDP问题的最优解并以此建立Toeplitz矩阵,根据该矩阵的Vandermonde分解结果便可以估计出入射信源的DOA参数。M-FIPM算法不仅保留了现有FIPM算法运算复杂度低的特点,能够将SDP问题的维度由O(M^(2))降低为O(M),同时在新单快拍观测向量的构造过程中,由于舍弃了协方差矩阵小特征值所对应的部分,因此能够有效抑制噪声对于后续DOA参数恢复过程的影响,进一步提升算法的估计精度。仿真实验验证了M-FIPM在估计精度以及运算时间方面的优越性。展开更多
针对现有波达方向估计(Direction of Arrival, DOA)算法在低信噪比、多信源条件下估计精度不足、效率低等问题,提出了一种基于可分离替代函数算法的矢量水听器阵列多快拍DOA估计方法.首先对空域等角度均匀划分,构造出超完备冗余字典,建...针对现有波达方向估计(Direction of Arrival, DOA)算法在低信噪比、多信源条件下估计精度不足、效率低等问题,提出了一种基于可分离替代函数算法的矢量水听器阵列多快拍DOA估计方法.首先对空域等角度均匀划分,构造出超完备冗余字典,建立信号多快拍数据在空域的稀疏表示模型,然后采用可分离替代函数算法思想解决稀疏重构问题,求解出信号在空域的稀疏系数矩阵,最后将稀疏矩阵中行向量的范数映射到空域网格上,得到DOA估计值.仿真实验表明:该方法在低信噪比、多信源条件下拥有比子空间类算法、贪婪类算法以及现有凸优化类估计算法更高的DOA估计精度和更强的鲁棒性,与同类算法相比执行效率更高.展开更多
应用传统的压缩感知理论对天线阵列信号的波达方向(Direction-of-arrival,DOA)进行估计,存在基的失配问题。基于交替方向乘子法(Alternative Direction Method of Multiplier,ADMM)的无网格压缩感知(Grid-less Compressive Sensing)技...应用传统的压缩感知理论对天线阵列信号的波达方向(Direction-of-arrival,DOA)进行估计,存在基的失配问题。基于交替方向乘子法(Alternative Direction Method of Multiplier,ADMM)的无网格压缩感知(Grid-less Compressive Sensing)技术能够解决该问题,但仍存在收敛速度慢的缺陷。针对该缺陷,提出带自适应惩罚项的ADMM(ADMM with adaptive penalty,AP-ADMM)算法,即根据输入信号的噪声功率,自适应地选择惩罚项的初始值;同时在算法迭代求解的过程中,自适应地对目标函数的惩罚项进行调整。与传统算法相比,在保证收敛精度和DOA的恢复成功概率的条件下,带自适应惩罚项的ADMM算法收敛速率明显加快。仿真结果验证了新算法的有效性。展开更多
柱面共形阵由于其载体曲率的影响,导致在利用经典MUSIC(Multiple Signal Classifica-tion)算法进行DOA(Direction-of-Arrival)估计时,导向矢量与噪声子空间不正交,算法性能严重下降甚至失效。在考虑载体遮挡效应的同时,结合阵元的方向性...柱面共形阵由于其载体曲率的影响,导致在利用经典MUSIC(Multiple Signal Classifica-tion)算法进行DOA(Direction-of-Arrival)估计时,导向矢量与噪声子空间不正交,算法性能严重下降甚至失效。在考虑载体遮挡效应的同时,结合阵元的方向性,通过对导向矢量进行重构,解决了导向矢量与噪声子空间不正交这一问题。对比子阵分割MUSIC算法,进行了MonteCarlo仿真验证,分析了有向阵元MUSIC算法的估计性能。最后以多层圆柱阵为例对4个从不同方向入射的信源进行了DOA估计仿真验证。仿真结果表明:该方法具有分辨力高,估计精度高的优点,证明了该方法的有效性和高估计性能。展开更多
文摘针对目前快速内点法(fast interior point method,FIPM)无法处理多快拍情况下半正定规划(semi-definite programming,SDP)问题的缺陷,提出一种基于多快拍FIPM(multiple snapshots FIPM,M-FIPM)的无网格波达方向(direction of arrival,DOA)估计算法。该算法首先对天线阵列接收多快拍数据的协方差矩阵进行特征值分解,然后利用特征值和特征向量的相应加权和来重新构建符合FIPM模型的单快拍观测向量,最后再通过FIPM获得SDP问题的最优解并以此建立Toeplitz矩阵,根据该矩阵的Vandermonde分解结果便可以估计出入射信源的DOA参数。M-FIPM算法不仅保留了现有FIPM算法运算复杂度低的特点,能够将SDP问题的维度由O(M^(2))降低为O(M),同时在新单快拍观测向量的构造过程中,由于舍弃了协方差矩阵小特征值所对应的部分,因此能够有效抑制噪声对于后续DOA参数恢复过程的影响,进一步提升算法的估计精度。仿真实验验证了M-FIPM在估计精度以及运算时间方面的优越性。
文摘针对现有波达方向估计(Direction of Arrival, DOA)算法在低信噪比、多信源条件下估计精度不足、效率低等问题,提出了一种基于可分离替代函数算法的矢量水听器阵列多快拍DOA估计方法.首先对空域等角度均匀划分,构造出超完备冗余字典,建立信号多快拍数据在空域的稀疏表示模型,然后采用可分离替代函数算法思想解决稀疏重构问题,求解出信号在空域的稀疏系数矩阵,最后将稀疏矩阵中行向量的范数映射到空域网格上,得到DOA估计值.仿真实验表明:该方法在低信噪比、多信源条件下拥有比子空间类算法、贪婪类算法以及现有凸优化类估计算法更高的DOA估计精度和更强的鲁棒性,与同类算法相比执行效率更高.
文摘应用传统的压缩感知理论对天线阵列信号的波达方向(Direction-of-arrival,DOA)进行估计,存在基的失配问题。基于交替方向乘子法(Alternative Direction Method of Multiplier,ADMM)的无网格压缩感知(Grid-less Compressive Sensing)技术能够解决该问题,但仍存在收敛速度慢的缺陷。针对该缺陷,提出带自适应惩罚项的ADMM(ADMM with adaptive penalty,AP-ADMM)算法,即根据输入信号的噪声功率,自适应地选择惩罚项的初始值;同时在算法迭代求解的过程中,自适应地对目标函数的惩罚项进行调整。与传统算法相比,在保证收敛精度和DOA的恢复成功概率的条件下,带自适应惩罚项的ADMM算法收敛速率明显加快。仿真结果验证了新算法的有效性。
文摘柱面共形阵由于其载体曲率的影响,导致在利用经典MUSIC(Multiple Signal Classifica-tion)算法进行DOA(Direction-of-Arrival)估计时,导向矢量与噪声子空间不正交,算法性能严重下降甚至失效。在考虑载体遮挡效应的同时,结合阵元的方向性,通过对导向矢量进行重构,解决了导向矢量与噪声子空间不正交这一问题。对比子阵分割MUSIC算法,进行了MonteCarlo仿真验证,分析了有向阵元MUSIC算法的估计性能。最后以多层圆柱阵为例对4个从不同方向入射的信源进行了DOA估计仿真验证。仿真结果表明:该方法具有分辨力高,估计精度高的优点,证明了该方法的有效性和高估计性能。
