基于子空間DOA估計方法的研究及應用.pdf

1、來波方向(Direction of Arrival, DOA)估計作為陣列信號處理的重要內容之一，已被廣泛應用于雷達、通信、聲納、地震勘探、射電天文以及生物醫(yī)學工程等眾多軍事及國名經(jīng)濟領域。而子空間方法以其良好的性能、較高的分辨率和穩(wěn)健性，在DOA估計中占有舉足輕重的地位。多重信號分離（Multiple SignalClassification，MUSIC）算法和旋轉不變(Estimate Signal Parameter Via Ro

2、tationalInvariance，ESPRIT)算法是DOA估計的兩種典型算法。本文在對這兩種算法進行分析的基礎上，編寫出兩種算法的仿真程序，并對其性能進行比較與分析。
　　本文闡述了極化陣列天線的優(yōu)勢和前景，并探討了子空間方法處理極化陣列天線的DOA參數(shù)估計問題。和普通的線性陣列相比，極化陣列的性能更加優(yōu)越，同時DOA參數(shù)的估計也更為復雜，引入了更多的維數(shù)和極化參數(shù)。本文針對極化陣列天線的各種分布情況，建立了極化陣列信號模型

3、。
　　三維調制方法是使用電磁波信號的幅度、極化輔角與極化相位角進行聯(lián)合調制的一種方法。通過擴展調制參數(shù)自由度的維數(shù)以及充分利用電磁波的極化信息可以有效提升通信系統(tǒng)的性能。根據(jù)三維調制信號的特性，本文提出了一種三維調制信號的MUSIC解調方法，通過搜索接收信號的空間譜，來估計其極化輔角與極化相位角等信息，從而恢復出基帶信號。理論分析與仿真實驗結果均表明，所提出的方法能夠對三維極化幅度正交調制(Polarization Quadra

4、ture AmplitudeModulation, PQAM)信號進行有效的接收，不僅具有很高的分辨率和精度，而且在低信噪比條件下，可以獲得更低的誤碼率和估計誤差。
　　針對原算法運算量大，算法復雜的缺陷，本文又提出了一種新型的三維調制信號的快速解調方法。該方法基于MUSIC算法，首先利用單次快拍來建立陣列數(shù)據(jù)的協(xié)方差矩陣，然后根據(jù)調制信號的先驗信息對所得信號空間譜進行判決，來估計其極化輔角與極化相位角等信息，從而恢復出基帶信號。