L波段数字航空通信系统(L band digital aeronautical communication system,LDACS)是未来航空宽带通信重要的基础设施之一,针对LDACS信号容易受到相邻波道大功率测距仪(distance measuring equipment,DME)信号干扰的问题,提出了联合正...L波段数字航空通信系统(L band digital aeronautical communication system,LDACS)是未来航空宽带通信重要的基础设施之一,针对LDACS信号容易受到相邻波道大功率测距仪(distance measuring equipment,DME)信号干扰的问题,提出了联合正交投影干扰抑制与单快拍稀疏分解的波达方向(direction of arrival,DOA)估计方法。通过子空间投影抑制DME干扰,然后使用单快拍数据构建伪协方差矩阵,对伪协方差矩阵求高阶幂,之后进行奇异值分解,并利用约束条件求解稀疏解得到期望信号来向的估计值。所提方法使用高阶伪协方差矩阵降低了噪声影响,仅用单快拍就可以准确估计LDACS信号的入射方向。仿真结果表明,改进单快拍高级幂(improved single snapshot high order power,ISS-HOP)L1-SVD算法的估计精度优于ISS-HOP-MUSIC算法。该方法可以有效抑制DME干扰,提高OFDM接收机性能。展开更多
针对互耦效应和脉冲噪声并存环境下的波达方向(direction of arrival,DOA)估计问题,提出一种结合M估计与稀疏重构的算法。首先,为了消除互耦效应的影响,依据互耦矩阵的托普利兹结构进行恒等变形,得到了不含未知互耦系数的字典。随后,为...针对互耦效应和脉冲噪声并存环境下的波达方向(direction of arrival,DOA)估计问题,提出一种结合M估计与稀疏重构的算法。首先,为了消除互耦效应的影响,依据互耦矩阵的托普利兹结构进行恒等变形,得到了不含未知互耦系数的字典。随后,为了使算法能适应高斯噪声和不同强度的脉冲噪声,将位置得分函数表示为高斯位置得分函数和一系列非线性函数的线性组合,利用噪声样本估计线性组合系数从而建立损失函数。最后,采用迭代硬阈值算法进行稀疏重构,并通过改进信号更新策略提高正确收敛的概率。仿真结果表明,所提算法能有效抑制互耦效应和脉冲(高斯)噪声的干扰,同时相较已有算法在低信噪比、强脉冲特性下的性能有显著提升。展开更多
针对现有的波达方向(direction of arrival,DOA)估计方法在低信噪比、小快拍、多信源条件下估计精度较低的问题,提出一种基于并行坐标下降算法的DOA估计方法.首先,对空域等角度均匀划分,构造超完备冗余字典;其次,采用并行坐标下降算法...针对现有的波达方向(direction of arrival,DOA)估计方法在低信噪比、小快拍、多信源条件下估计精度较低的问题,提出一种基于并行坐标下降算法的DOA估计方法.首先,对空域等角度均匀划分,构造超完备冗余字典;其次,采用并行坐标下降算法的思想对稀疏信号进行重构,得到信号在空域的稀疏系数矩阵;最后,将稀疏矩阵行向量的l2-范数映射到空域网格上,得到准确的DOA估计值.仿真实验结果表明:在低信噪比、小快拍、多信源条件下,该方法优于子空间类算法、贪婪类算法以及凸优化类算法,具有更低的均方根误差(RMSE)、更高的DOA估计精度和运行效率.展开更多
近年来,利用稀疏阵列估计信源的波达方向(Direction of Arrival,DOA)已成为阵列信号处理领域的研究热点问题之一。相较于传统的均匀线阵,稀疏阵列凭借其大孔径、高自由度、低互耦率、低冗余度、低开销和布阵灵活等优良特性,吸引了学术...近年来,利用稀疏阵列估计信源的波达方向(Direction of Arrival,DOA)已成为阵列信号处理领域的研究热点问题之一。相较于传统的均匀线阵,稀疏阵列凭借其大孔径、高自由度、低互耦率、低冗余度、低开销和布阵灵活等优良特性,吸引了学术界广泛关注和系统性研究。同时,为充分发挥稀疏阵列的巨大优势,学者们已经从不同角度开发了一系列与之相适应的DOA估计算法,以进一步提高可分辨信源的数量和角度估计精度。本文在构建稀疏阵列信号模型和整理稀疏阵列相关术语的基础上,详细介绍了稀疏阵列结构设计及DOA估计算法的发展历程和代表性研究成果。在稀疏阵列结构设计方面,围绕自由度、互耦率和冗余度等核心指标,深入剖析了各类稀疏阵列结构的设计思想,并着重描述了嵌套和互质两类结构性稀疏阵列的连续自由度和自由度特征;在稀疏阵列DOA估计方面,根据信号参量构造原理的不同,阐述了基于物理阵列处理和虚拟阵列处理的两种测向理论,并分析了各自方法的适用条件和性能优势。此外,本文还回顾了稀疏阵列DOA估计的克拉美罗界(Cramér-Rao bound,CRB),为评估不同阵列和算法的优劣提供了重要依据。最后,通过梳理现有研究成果中存在的不足,对未来研究方向进行了展望,力图为稀疏阵列DOA估计的工程应用提供理论依据和技术支撑。展开更多
为了有效辅助跳频(FH)网台分选和信号识别、跟踪,该文用正交偶极子对构造极化敏感阵列,基于空间极化时频分析,在欠定条件下实现了多跳频信号波达方向(Direction Of Arrival,DOA)与极化状态的高效联合估计。首先建立跳频信号的极化敏感...为了有效辅助跳频(FH)网台分选和信号识别、跟踪,该文用正交偶极子对构造极化敏感阵列,基于空间极化时频分析,在欠定条件下实现了多跳频信号波达方向(Direction Of Arrival,DOA)与极化状态的高效联合估计。首先建立跳频信号的极化敏感阵列观察模型,然后根据参考阵元时频分析结果建立各跳信号的空间极化时频分布矩阵,再利用该矩阵中蕴含的信号极化-空域特征信息分别运用线性、二次型空间极化时频以及多项式求根共3种方法实现DOA与极化参数联合估计,最后蒙特卡罗仿真结果验证了该算法的有效性。展开更多
文摘L波段数字航空通信系统(L band digital aeronautical communication system,LDACS)是未来航空宽带通信重要的基础设施之一,针对LDACS信号容易受到相邻波道大功率测距仪(distance measuring equipment,DME)信号干扰的问题,提出了联合正交投影干扰抑制与单快拍稀疏分解的波达方向(direction of arrival,DOA)估计方法。通过子空间投影抑制DME干扰,然后使用单快拍数据构建伪协方差矩阵,对伪协方差矩阵求高阶幂,之后进行奇异值分解,并利用约束条件求解稀疏解得到期望信号来向的估计值。所提方法使用高阶伪协方差矩阵降低了噪声影响,仅用单快拍就可以准确估计LDACS信号的入射方向。仿真结果表明,改进单快拍高级幂(improved single snapshot high order power,ISS-HOP)L1-SVD算法的估计精度优于ISS-HOP-MUSIC算法。该方法可以有效抑制DME干扰,提高OFDM接收机性能。
文摘针对互耦效应和脉冲噪声并存环境下的波达方向(direction of arrival,DOA)估计问题,提出一种结合M估计与稀疏重构的算法。首先,为了消除互耦效应的影响,依据互耦矩阵的托普利兹结构进行恒等变形,得到了不含未知互耦系数的字典。随后,为了使算法能适应高斯噪声和不同强度的脉冲噪声,将位置得分函数表示为高斯位置得分函数和一系列非线性函数的线性组合,利用噪声样本估计线性组合系数从而建立损失函数。最后,采用迭代硬阈值算法进行稀疏重构,并通过改进信号更新策略提高正确收敛的概率。仿真结果表明,所提算法能有效抑制互耦效应和脉冲(高斯)噪声的干扰,同时相较已有算法在低信噪比、强脉冲特性下的性能有显著提升。
文摘针对现有的波达方向(direction of arrival,DOA)估计方法在低信噪比、小快拍、多信源条件下估计精度较低的问题,提出一种基于并行坐标下降算法的DOA估计方法.首先,对空域等角度均匀划分,构造超完备冗余字典;其次,采用并行坐标下降算法的思想对稀疏信号进行重构,得到信号在空域的稀疏系数矩阵;最后,将稀疏矩阵行向量的l2-范数映射到空域网格上,得到准确的DOA估计值.仿真实验结果表明:在低信噪比、小快拍、多信源条件下,该方法优于子空间类算法、贪婪类算法以及凸优化类算法,具有更低的均方根误差(RMSE)、更高的DOA估计精度和运行效率.
文摘近年来,利用稀疏阵列估计信源的波达方向(Direction of Arrival,DOA)已成为阵列信号处理领域的研究热点问题之一。相较于传统的均匀线阵,稀疏阵列凭借其大孔径、高自由度、低互耦率、低冗余度、低开销和布阵灵活等优良特性,吸引了学术界广泛关注和系统性研究。同时,为充分发挥稀疏阵列的巨大优势,学者们已经从不同角度开发了一系列与之相适应的DOA估计算法,以进一步提高可分辨信源的数量和角度估计精度。本文在构建稀疏阵列信号模型和整理稀疏阵列相关术语的基础上,详细介绍了稀疏阵列结构设计及DOA估计算法的发展历程和代表性研究成果。在稀疏阵列结构设计方面,围绕自由度、互耦率和冗余度等核心指标,深入剖析了各类稀疏阵列结构的设计思想,并着重描述了嵌套和互质两类结构性稀疏阵列的连续自由度和自由度特征;在稀疏阵列DOA估计方面,根据信号参量构造原理的不同,阐述了基于物理阵列处理和虚拟阵列处理的两种测向理论,并分析了各自方法的适用条件和性能优势。此外,本文还回顾了稀疏阵列DOA估计的克拉美罗界(Cramér-Rao bound,CRB),为评估不同阵列和算法的优劣提供了重要依据。最后,通过梳理现有研究成果中存在的不足,对未来研究方向进行了展望,力图为稀疏阵列DOA估计的工程应用提供理论依据和技术支撑。
文摘为了有效辅助跳频(FH)网台分选和信号识别、跟踪,该文用正交偶极子对构造极化敏感阵列,基于空间极化时频分析,在欠定条件下实现了多跳频信号波达方向(Direction Of Arrival,DOA)与极化状态的高效联合估计。首先建立跳频信号的极化敏感阵列观察模型,然后根据参考阵元时频分析结果建立各跳信号的空间极化时频分布矩阵,再利用该矩阵中蕴含的信号极化-空域特征信息分别运用线性、二次型空间极化时频以及多项式求根共3种方法实现DOA与极化参数联合估计,最后蒙特卡罗仿真结果验证了该算法的有效性。
