低復雜度的陣列信號多參數(shù)估計技術.pdf

1、陣列信號的多維參數(shù)聯(lián)合估計是當前信號處理領域的一個重要研究方向，然而，經(jīng)典的特征子空間類算法由于涉及到陣列協(xié)方差矩陣的估計及其特征值分解，因而計算復雜度較高，尤其是在模型階數(shù)較高的情況下，其運算量是相當可觀的，難以滿足工程應用中實時處理的要求。另一方面，為了降低計算復雜度，通常將一個多維的聯(lián)合估計問題轉化為幾個獨立的一維估計問題，這就需要對多個參數(shù)進行配對。本文圍繞以上問題展開了較系統(tǒng)的研究，所作的工作概括如下： 1．系統(tǒng)地闡述

2、了陣列信號處理的基本理論，包括陣列系統(tǒng)的模型、陣列信號處理算法對空間信號的基本假設。重點討論了空時模型下到達角估計的Cramer-Rao下界。探討了降維處理的思想和方法。 2．研究了基于波束空間的多參數(shù)估計技術。首先研究了基于兩種共形天線陣和相模激勵的波束空間2-D到達角估計算法。重點研究了基于DFT波束空間的2-D到達角估計方法，并分析了作進一步降維處理的性能。隨后研究了波束空間信號頻率、2-D到達角三維參數(shù)聯(lián)合估計算法，指出

3、了算法的理論與現(xiàn)實意義。 3．研究了基于傳播算子的多參數(shù)估計技術。由于傳播算子是一種線性算子，無需進行特征值分解，從而從本質(zhì)上降低了計算復雜度。首先回顧了傳播算子方法的基本思想，隨后分別研究了四種多維參數(shù)估計算法，通過數(shù)值模擬驗證了算法的性能，并給出了這幾種算法的若干漸進性能比較。 4．提出了四種低復雜度的多參數(shù)估計方法。首先較全面地研究了用于降維自適應濾波的MSWF技術，通過理論研究和計算機數(shù)值模擬來驗證其特性，為后文

4、提出的四種幾種算法提供了理論依據(jù)。隨后分別提出了沒有特征值分解的空-時譜估計算法和二維空間譜估計算法。然后又進一步提出了計算有效的信號頻率、到達角聯(lián)合估計算法和2-D到達角估計算法。相比經(jīng)典的特征子空間類的譜估計，它們均不需要估計陣列協(xié)方差矩陣和對其進行特征值分解，因此是計算有效的。通過實測數(shù)據(jù)計算和大量數(shù)值模擬驗證了算法的有效性， 并指出所提出的算法的應用前景。 5.研究了陣列雷達系統(tǒng)中多維參數(shù)估計的問題。首先給出了陣列