华南理工大学学报(自然科学版) ›› 2012, Vol. 40 ›› Issue (6): 90-96.

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一种稳健的未知信源数目的DOA 估计算法

周清晨 高火涛 王凡 史劼   

  1. 武汉大学 电子信息学院,湖北 武汉 430079
  • 收稿日期:2011-07-25 修回日期:2012-02-08 出版日期:2012-06-25 发布日期:2012-05-03
  • 通信作者: 高火涛( 1964-) ,男,教授,主要从事新体制雷达系统设计、雷达信息处理等的研究. E-mail: gaoght863@163.com E-mail:zhouqchen168@ gmail.com
  • 作者简介:周清晨(1988-) ,男,博士生,主要从事阵列信号处理研究.
  • 基金资助:

    国家教育部“十二五”支撑计划项目; 武汉大学中央高校基本科研业务费专项资金资助项目( 212274597)

A Robust DOA Estimation Algorithm Under the Condition of Unknown Number of Signal Sources

Zhou Qing-chen  Gao Huo-tao  Wang Fan  Shi Jie   

  1. School of Electronic Information,Wuhan University,Wuhan 430079,Hubei,China
  • Received:2011-07-25 Revised:2012-02-08 Online:2012-06-25 Published:2012-05-03
  • Contact: 高火涛( 1964-) ,男,教授,主要从事新体制雷达系统设计、雷达信息处理等的研究. E-mail: gaoght863@163.com E-mail:zhouqchen168@ gmail.com
  • About author:周清晨(1988-) ,男,博士生,主要从事阵列信号处理研究.
  • Supported by:

    国家教育部“十二五”支撑计划项目; 武汉大学中央高校基本科研业务费专项资金资助项目( 212274597)

摘要: 现有的DOA 估计算法都是基于较为理想的模型提出的,在实际工程中,这些算法的性能受快拍数少、阵列误差的影响会严重恶化.针对这一问题,文中提出一种稳健的未知信源数目的DOA 估计算法.该算法先利用投影变换技术对阵列接收数据进行预处理,抑制模型误差并降低数据维数,从而提高算法的稳健性并减少计算量,然后根据变换后的m-Capon 算法空间谱函数估计DOA.仿真结果表明: 该方法在快拍数少、系统误差不大( 小于10%) 的情况下依然具有一定的方位“超分辨”能力,而且有较强的稳健性,性能远优于现有的MUSIC 算法和对角加载m-Capon 算法.

关键词: 阵列信号处理, 到达角, m-Capon, 系统误差, 少快拍, 投影变换.

Abstract:

As the existing DOA ( Direction of Arrival) estimation methods are all based on ideal circumstances,their performance may highly degrade when they are applied to practical situations with small snapshot number and certain array error. In order to solve this problem,this paper proposes a robust DOA estimation algorithm under the condition of unknown signal source number. In this algorithm,the data received by the array are pretreated via the
projection transformation to inhibit model errors and reduce data dimension,thus improving the robustness and lightening the computation load. Then,the DOA is estimated according to the transformed m-Capon spatial spectrum function. Simulated results indicate that the proposed algorithm outperforms the MUSIC algorithm and the diagonal loading m-Capon algorithm because it is of certain super-resolution ability and strong robustness even in the direction finding with short snapshot and small system error ( being less than 10%).

Key words: DOA estimation, array signal processing, direction of arrival, m-Capon method, array error, snapshot number

中图分类号: