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空间分布式信号的参数估计研究

作　者: 袁思文
导　师: 吴英姿
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 水声工程
关键词: 分布式信号阵列信号处理波达方向估计去噪估计非线性优化算法
分类号: TN911.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 30次
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内容摘要

在阵列信号处理中,目标信号源模型往往以点源为主,而实际的目标信号却一般有着比点源更加复杂的空间分布特征,例如目标信号通过信道传输时发生的局部散射、接触障碍物而产生的反射、目标在被观测时发生随机的空间摆动,这都有可能使信号在波达方向形成空间上的分布,而在阵列接收端得到的信号就可以等效为一个空间分布式的信号源。分布式信号的建模有别于传统的点源,它不仅含有目标的中心角度信息,同时还具有特有的空间扩展角度信息,这使得传统的点目标信号的模型不能准确的描述观测的数据,因此导致一些基于点源目标信号的中心角度估计算法的性能恶化,甚至不能得到可靠的估计结果。本文的工作是基于分布式信号的模型特点,研究估计中心波达角度的方法。1.根据分布式信号模型特点,详细研究了相干分布源、非相干分布源数学模型。由于精确的模型往往比较复杂,因此还介绍了几种有利于算法实现的近似模型。2.研究了用于分布式信号波达方向估计的DSPE算法、广义的ESPRIT算法、波束形成类算法等几种算法的理论,并对这几种常用算法进行了仿真和性能分析。3.针对信道中非理想高斯白噪声情况时,对估计阵列接收的信号来向算法进行了研究,比较了去噪算法与其他算法的不同情况下的性能。4.由于在估计分布式信号波达方向时DSPE与GC算法必须预知明确的信号模型的角度分布形式,因而制约了算法的应用范围。为了克服此弊端,提出了一种非线性的优化分布参数的算法,在未知分布源分布流型的情况下,通过将优化结果代替未知流型函数,可以得到较为理想的估计结果。通过仿真,验证了算法的有效性。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第1章绪论  9-14
  1.1 论文研究目的和意义  9-11
  1.2 分布式信号方位估计的发展  11-13
  1.3 论文的主要研究内容  13-14
第2章分布式信号的数学模型  14-24
  2.1 概述  14-15
  2.2 分布式信号模型  15-22
    2.2.1 相干分布源模型  15-17
    2.2.2 非相干分布源模型  17-19
    2.2.3 空间频率近似模型  19-20
    2.2.4 两点源近似模型  20-21
    2.2.5 多点源近似模型  21-22
  2.3 噪声模型  22-23
  2.4 本章小结  23-24
第3章空间分布源方位估计方法  24-40
  3.1 概述  24
  3.2 子空间类估计算法  24-29
    3.2.1 广义的MUSIC算法  24-26
    3.2.2 广义的ESPRIT算法  26-29
  3.3 波束形成类算法  29-33
    3.3.1 波束域算法  29-31
    3.3.2 广义的Capon算法  31-33
  3.4 各算法的性能仿真  33-34
  3.5 差分去噪方向估计  34-39
  3.6 本章小结  39-40
第4章非线性算法估计分布式源中心角度  40-51
  4.1 概述  40
  4.2 分布式信号模型  40-41
  4.3 SQP非线性算法的基本思想  41-42
  4.4 利用非线性算法估计分布源角度参数  42-50
    4.4.1 CD源模型的情况  42-47
    4.4.2 ID源模型的情况  47-50
  4.5 本章小结  50-51
结论  51-53
参考文献  53-58
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  58-59
致谢  59

空间分布式信号的参数估计研究

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