基于稀疏信号重构的近场源定位-论文.pdf

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1、第6期电子学报V01．42No．62014年6月ACI'AEICTR0NICASINICAJun．2O14基于稀疏信号重构的近场源定位梁国龙，韩博，林旺生，王丹(1．哈尔滨工程大学水声技术重点实验室，黑龙江哈尔滨150001；2．上海微小卫星程中心，上海200050)摘要：针对近场源定位问题，提出了一种基于稀疏信号重构的定位方法．该方法通过约束稀疏信号的IJ1．范数求解优化问题，实现信源的定位．该方法采用一种新的方法约束噪声项系数以求解优化问题，无需噪声的先验知识．为了减小计算量，将近场源二维定位问题转化为两次一维参数估计．通过计算机仿真验证了该

2、方法的性能．关键词：阵列信号处理；近场；源定位；稀疏信号重构；中图分类号：TB566文献标识码：A文章编号：0372．2112(2014)06—1041—06电子学报URL：http：／／www．ejourna1．org．cnDOI：10．3969／i．issn．0372-2112．2014．06．001Near—FieldSourcesLocalizationBasedonSparseSignalReconstructionLIANGGuo．1ong，HANBo，LINWang．sheng，WANGDa．2(1．ScienceandTechno

3、lgyonUnderwaterAcoustic6o0，HarbinEngineeringUniversity，Harbin，Heilongiiang150001，China；2．ShanghaiEngineeringCenterforMicro-Satellite，Shanghai200050，China)Abstract：Consideringnear-fieldSOUrCeSlocalization，amethodbasedonsparsesignalreconstructionispresented．Thesparseoptimizatio

4、nproblemisSOlvedthroughminimizingLI—normofsparsesignals，andthesourceslocalizationisrealized．ThemethodUseSanestimateofnoisepowerasthetradeofoftheoptimizationproblem，withoutpriorknowledgeonnoise．Toreducethecomputationalcomplexity，thetwo-dimensionalpositioningproblemistransforme

5、dintotwoone-dimensionalparameterestima—tionproblemsSimulationresultsshowtheperformancesoftheproposedmethod．Keywords：arraysignmprocessing；near-field；sourcelocalization；sparserepresentation位角，然后利用估计方位角联合距离的导向矢量与噪声1引言子空间正交的关系，仅需一次搜索即可估计出各个信源在阵列信号处理中，信号源的DOA估计是重要研的距离参数．究方向．当信号源位于

6、阵列近场区域时，波阵面是以球稀疏信号重构是压缩测量理论中一个重要的部面波形式传播，信号到达各阵元的时延差是距离和方位分_7j，现已广泛应用于信号源定位[8，．Mashud等人[8]的函数．针对近场源定位问题，国内外学者提出了很多借助．。范数，将多快拍数据近似为稀疏流形矩阵的对方法_lJ．文献[1]将一维MUSIC算法推广为二维MU．角线元素，实现了信号DOA估计．Malioutov等人Ⅲ9]提出SIC算法用于近场目标定位，文献[2，3]应用高阶累积量了L1．SVD算法，将阵列多快拍信号进行奇异值分解得计算近场源参数，但这些方法或是进行方向和距离的

7、二到信号子空间，然后进行方位角稀疏重构，并约束噪声维搜索，或是需要构造高阶累积量矩阵，计算量很大．为项，通过约束稀疏信号的L1范数完成信号源的定位，但减小计算量，文献[4，5]采用多个一维搜索代替二维搜该算法需要噪声的先验知识．在近场源定位的条件下，索．i等人_4基于对称子阵，应用广义ESPRIT算法搜以上方法需要对方向角及距离两个参数联合构造稀疏索出各个近场源方位角，进而在每个估计方位角上搜索流形矩阵，计算量庞大．距离参数．刘亮等_5采用降秩方法，构造出新的方向矢本文提出一种基于稀疏信号重构的近场源定位方量搜索近场源方位角，距离参数估计方法类似

8、于文献法．该方法借鉴文献[6]构造类远场协方差矩阵的思想，[4]．文献[6]重构出只与近场信号源方位角有关的近似首先对信号空间方位角稀疏