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空时信号处理研究团队在基于序贯分组的相干信号波达方向估计研究方面取得进展

  波达方向估计是阵列信号处理的重要研究分支,在军事和民用领域有着广泛的应用。然而在实际的工程应用中,存在多个信号源,由于受到山脉和城市建筑的反射和人为的电磁干扰,使得相干信号大量存在,从而形成了多组相干信号。相干信号引起信号协方差矩阵秩亏,导致传统的超分辨算法不能直接用于估计相干信号的波达方向,需要用预处理算法恢复协方差矩阵的秩,但是经典的前后向空间平滑算法是将所有组相干信号放在一起处理,使得阵列孔径损失大,估计信号的个数受到较大的限制,因此需要研究新的能够处理多组相干信号的波达方向估计方法。

 

  语音及语言信息处理国家工程实验室空时信号研究团队针对多组相干信号估计问题,提出了序贯分组波达方向估计新算法,基于前向空间平滑算法,根据组内相干信号的个数从少到多依次分组估计。首先估计信号数最少的那组相干信号的波达方向,并估计这组相干信号的衰落系数,利用斜投影算子将这组相干信号的成分从阵列协方差矩阵中去除,然后估计信号数第二少的那组相干信号,直到所有组相干信号估计完为止。接着,进一步研究了基于前后向空间平滑算法的分组提升波达方向估计精度的改进算法,通过斜投影算子将每组相干信号的成分从阵列协方差矩阵中单独提取出来,利用更多子阵的前后向空间平滑进一步提升每组相干信号的估计精度。这种相干信号的序贯分组波达方向估计算法在阵元数少、信噪比低、快拍数少、信号数多的情形下取得很好的估计效果。最后,将上述思想进一步扩展,推广到非圆相干信号的波达方向估计。论文作者为硕士研究生韦进强、罗大为及其导师叶中付教授等。

  

 

论文信息:

  1. JinqiangWei, Xu Xu, Dawei Luo and Zhongfu Ye, Sequential DOA Estimation Method forMulti-Group Coherent Signals, Signal Processing, Vol 130, Pages 169–174, Jan.2017 .[SCI:EA2GG][EI:20164102891838]

  2. Dawei Luo,Xu Xu, Yong Wang, Saifeng Li, Zhongfu Ye, Multi-group DOA Estimation forNoncircular Sources in Multipath, International Computer Conference on WaveletActive Media Technology and Information Processing 2016(ICCWAMTIP 2016), Dec.2016

  3. 叶中付, 罗大为, 韦进强, 徐旭, 相干信号波达方向估计技术综述, 数据采集与处理, Vol.32, No.2, Pages 258-265, Mar. 2017.