基于感知字典的空間譜估計(jì).pdf

1、空間譜估計(jì)(亦稱波達(dá)方向(DOA,Direction of Arrival)估計(jì))是陣列信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn),在雷達(dá)、圖像處理等領(lǐng)域有著重要應(yīng)用?；谙∈璞硎镜腄OA估計(jì)因其具有超分辨、解相干、快拍數(shù)少等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注。目前,基于稀疏表示的DOA估計(jì)算法主要有凸優(yōu)化類算法和貪婪算法。貪婪算法中最具代表性的是正交匹配追蹤(OMP),其重構(gòu)性能易受冗余字典中原子間的強(qiáng)相關(guān)性影響。為此,本文研究基于感知字典的DOA估計(jì),以克服原子間

2、強(qiáng)相關(guān)性造成的不良影響。具體而言,本文的主要研究工作包括:
　　第一,針對(duì)傳統(tǒng)正交匹配追蹤(OMP)算法性能受冗余字典中原子間相關(guān)性影響的問題,利用感知字典對(duì)OMP算法進(jìn)行修正。提出了一種基于格拉姆型矩陣非對(duì)角元素方差最小的感知字典設(shè)計(jì)方法,基于該感知字典的修正OMP算法具有更好的重構(gòu)性能。針對(duì)存在噪聲情況下的 DOA估計(jì),將該感知字典與多測(cè)量向量的 OMP算法結(jié)合,不僅克服了原子間強(qiáng)相關(guān)性造成的不良影響,而且極大地提高了抗噪性能

3、,使其在低信噪比下仍能做出準(zhǔn)確的DOA估計(jì)。
　　第二,針對(duì)傳統(tǒng)二維DOA估計(jì)方法計(jì)算量大的問題(2D-MUSIC歸因于需要二維譜峰搜索,而基于稀疏表示的方法則歸因于冗余字典長(zhǎng)度大),利用包含了方位角和俯仰角信息的空間角將一個(gè)二維DOA估計(jì)轉(zhuǎn)化為兩個(gè)獨(dú)立的一維DOA估計(jì),極大地降低了計(jì)算的復(fù)雜度。提出了一種基于 KR積準(zhǔn)平穩(wěn)信號(hào)聯(lián)合稀疏表示的二維DOA估計(jì)方法,該方法將陣列輸出協(xié)方差矩陣與KR積結(jié)合,建立了一種新的多測(cè)量向量的稀疏