在对称a稳定分布噪声的假设下,现有的基于共变和分数低阶矩的MUSIC(即ROC-MUSIC和FLOM-MUSIC)方法不能用于均匀圆阵信源相干情况下的波达方向(DOA)估计. 为了解决这一问题,基于模式空间变换算法以及空间平滑算法的思想,结合ROC-MUSIC算法和FLOM-MUSIC算法,实现在冲击噪声背景下均匀圆阵相干信源的DOA估计仿真实验验证了该方法的有效性 ### 冲击噪声背景下均匀圆阵相干信源的DOA估计 #### 摘要与背景 本文讨论了在对称α稳定分布噪声环境中,如何有效地进行均匀圆阵相干信源的波达方向(Direction of Arrival, DOA)估计。在这样的噪声环境下,传统的基于共变系数(Robust Covariance, ROC)和分数低阶矩(Fractional Lower Order Moments, FLOM)的MUSIC算法无法有效应用。为此,提出了两种新的算法:基于共变系数的模式空间平滑算法(ROC-MODESPACE-SS)和基于分数低阶矩矩阵的模式空间平滑算法(FLOM-MODESPACE-SS)。这两种算法通过结合模式空间变换算法和空间平滑算法的思想来解决相干信源的DOA估计问题,并且在冲击噪声背景下实现了有效的估计。 #### 关键概念解释 1. **冲击噪声**:冲击噪声是指那些具有非高斯分布特性的噪声,通常在实际环境中更为常见,例如大气噪声、海杂波噪声和无线信道噪声等。这类噪声的特点是峰值较高,且可以用对称α稳定分布来建模。 2. **对称α稳定分布**:这是一种特殊的概率分布函数,其中α表示分布的特征指数。在α稳定分布中,只有当α=2时才对应于高斯分布,其他情况下,分布会表现出更重的尾部,即更高的峰值和更频繁的极端值。 3. **MUSIC算法**:Multiple Signal Classification(MUSIC)是一种经典的子空间估计方法,被广泛用于信号处理中进行DOA估计。它通过构造信号和噪声的子空间来区分它们,并利用这些子空间的信息来估计信号的方向。 4. **ROC-MUSIC**与**FLOM-MUSIC**:这是两种改进的MUSIC算法,旨在提高在非高斯噪声环境下的性能。ROC-MUSIC基于共变系数,而FLOM-MUSIC则基于分数低阶矩矩阵来构造信号子空间。 5. **模式空间变换算法**与**空间平滑算法**:这两种算法都是用来处理相干信源问题的技术。模式空间变换算法通过将阵元空间变换到相位模式空间来解决相干问题;空间平滑算法则通过虚拟阵列技术减少信源之间的相关性。 #### 方法介绍 - **ROC-MODESPACE-SS**:此算法首先采用空间平滑技术来减少相干信源的影响,然后通过模式空间变换将原始数据转换到相位模式空间,在这个空间里利用ROC-MUSIC算法来进行DOA估计。 - **FLOM-MODESPACE-SS**:与ROC-MODESPACE-SS类似,此算法也采用了空间平滑和模式空间变换技术,但最后使用的是FLOM-MUSIC算法来进行DOA估计。 #### 实验验证 为了验证提出的两种算法的有效性,文中进行了仿真实验。实验结果表明,相较于传统算法,新提出的ROC-MODESPACE-SS和FLOM-MODESPACE-SS算法在冲击噪声背景下能更准确地估计相干信源的DOA,尤其是在高相干度和低信噪比的情况下表现更加突出。 #### 结论 本文针对冲击噪声背景下的均匀圆阵相干信源DOA估计问题,提出了两种新的算法:ROC-MODESPACE-SS和FLOM-MODESPACE-SS。这两种算法通过结合空间平滑技术和模式空间变换技术,有效地解决了相干信源DOA估计的问题,并且在实验中展示了良好的性能。这对于在复杂噪声环境下提高阵列信号处理系统的性能具有重要意义。
2025-06-03 23:12:03 408KB 工程技术 论文
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基于天线阵列协方差矩阵的特征分解类DOA估计算法中,多重信号分类(MUSIC)算法具有普遍适用性,只要已知天线阵的分布形式,无论直线阵还是圆阵,不管阵元是否等间隔分布,都可以得到高分辨率的估计结果。
2022-11-11 19:01:45 2KB DOA 天线阵 均匀阵列 music
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包含一个可执行 .M 文件:8阵元均匀圆阵MUSIC DOA算法的matlab程序代码
2022-11-05 10:05:25 1KB doa 圆阵 圆阵_doa 均匀圆阵_matlab
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1.领域:matlab,天线方向图 2.内容:基于matlab天线方向图仿真,包括均匀面阵方向图,均匀线阵方向图,均匀圆阵方向图+代码操作视频 3.用处:用于天线方向图算法编程学习 4.指向人群:本硕博等教研学习使用 5.运行注意事项: 使用matlab2021a或者更高版本测试,运行里面的Runme_.m文件,不要直接运行子函数文件。运行时注意matlab左侧的当前文件夹窗口必须是当前工程所在路径。 具体可观看提供的操作录像视频跟着操作。
均匀圆阵空时二维抗干扰MATLAB仿真源码,采用功率倒置算法,宽带干扰采用LFM信号,窄带叠加方式建模,适用于相控阵雷达、导航接收机等
2022-06-07 18:00:19 4KB matlab 源码软件 开发语言
均匀线阵和均匀圆阵下的DOA算法和DBF算法研究的背景及目的意义.doc
2022-05-26 09:09:39 31KB 算法 文档资料
针对近场源三维参数估计效率低下及信号源的载波频率估计较少的情况,提出了一种基于均匀圆阵(UCA)的近场源四维参数估计快速算法,利用UCA的中心对称结构构造出两个相关序列,其中一个为利用错位相乘构造的相关序列,使之含有信号源的方位角、俯仰角以及载波的频率信息,而另外一个构造的相关序列则含有信号源的距离参数,这样两个相关序列的相位就包含信号的4-D参数信息.首先对利用错位相乘构造的相关序列利用最小二乘方法给出方位角、俯仰角和频率的估计,然后再利用另一个序列估计出距离参数.仿真结果表明该算法和3-D MUSIC算法性能相当,但由于所提算法无需三维搜索和特征分解,因而计算更加简单利于工程实时实现.
2022-03-26 19:32:23 254KB 研究论文
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MATLAB仿真-均匀圆阵波束形成(多个m代码)
2021-10-21 19:33:45 2KB MATLAB 均匀圆阵
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圆阵的代码,直接改参数圆阵的代码,直接改参数圆阵的代码,直接改参数
2021-07-14 18:12:10 1KB 均匀圆阵代码
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均匀圆阵在半径大于半波长的情况下,由于来波方向(DOA)估计模糊会导致测向性能下降,为解决这一问 题,提出了一种新算法.通过调整阵列中某阵元为小半径阵元,可以打破来波方向估计中虚假角度和真实角度形成的导向矢量近似或者相同的平衡,实现对来波方向估计中模糊伪峰的抑制.通过应用虚拟阵列变换方法,解决了该算法需要改动原有天线阵列结构的实际问题.仿真结果表明该算法可以有效抑制伪峰,实现在大半径条件下均匀园阵对于 来波方向的准确估计.
2021-06-10 07:24:39 681KB 自然科学 论文
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