基于压缩感知的DOA估计稀疏化模型与性能分析-论文.pdf

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1、第36卷第3期电子与信息学报Vo1．36No．32014年3月JournalofElectronics&InformationTechnologyMar．2014基于压缩感知的DOA估计稀疏化模型与性能分析林波张增辉朱炬波(国防科技大学理学院长沙410073)摘要：利用压缩感知理论解决阵列信号到达角(DOA)估计问题，具有对快拍数据量要求低、可处理相关源等优点。将压缩感知理论应用于信源DOA估计的一个关键问题是建立信源信号的稀疏化模型。该文在均匀线阵模型下系统分析了角度划分对DOA估计稀疏重构性能的影响，从对相关性的分析出发给出了信号的最优稀疏化模型

2、。分析结果表明在实际应用中基于信源信号等正弦空问稀疏化的重构模型是最优的。实验对比了新的稀疏化模型与传统的等角度划分方式得到的流形矩阵的可重构性能，并进行了关于信号重构和信源DOA估计的详细实验分析，验证了所提模型的优越性。关键词：压缩感知(CS)；稀疏化模型；到达方向(DOA)估计；相关性中图分类号：TN911．7文献标识码：A文章编号：1009—5896(2014)03—0589—06DOI：10．3724／SP．J．1146．2013．00149SparsityModelandPerformanceAnalysisofDOAEstimation

3、withCompressiveSensingLinBoZhangZeng．huiZhuJu．bo(CollegeofScience，NationalUniversityofDefenseTechnology，Changsha410073，China)Abstract：ThemethodofDirection．Of-Arrival(DOA)estimationofarraysignalsbasedOilCompressiveSensing(cs)theoryhasadvantagessuchasfewersnapshotsrequirementandt

4、hecapacityofdealingwiththecoherentsources．ExploitingtheCStheoryonDOAestimation，oneofthekeyissuesistoconstructthesparsitymodelofsourcesignals．Thispaperproposesthesystemicanalysisabouthowthewayofspace-partitionaffectstheperformanceofDOAestimation，andpresentsanewoptimalsparserecon

5、structionmodelbasedOilspace—partitionwithequalsineintervalthroughtheanalysisaboutcoherence．Thetheoreticalresultshowsthatthereconstructionmodelbasedonthemanifoldmatrixwithequalsineintervalisthebestmodelinthepracticalapplication．Finallytheexperimentscomparethereconstructionperfor

6、manceofthemanifoldmatrixwithequalsineintervalwiththatofthemanifoldmatrixwithequalangleinterva1．ThispaperprovidestheexperimentresultsabouttheperformanceofsignalreconstructionandDOAestimation，respectively．Theadvantageofthepresentedsparsitymodelisverified．Keywords：CompressiveSensi

7、ng(CS)；Sparsitymodel；Direction—O~Arrival(DOA)estimation；Coherence1引言新的压缩感知fCompressiveSensing，CS)理论为DOA估计克服上述问题带来了新的技术途径。阵列信号到达角fDirection．Of-Arrival，DOA)压缩感知理论『l12]提供了一种新颖的信号重构和估计是阵列信号处理领域的关键问题，在雷达、通参数估计方式，其研究成果表明，以远少于经典理讯、地震等众多领域有广泛应用。空间谱估计技术论所需的测量数据就可以精确恢复满足稀疏性的信的发展实现了目标DOA的

8、超分辨估计。经典的空号或者估计其相应的信号参数。国内外基于压缩感间谱估计算法包括MUSIC和ESPRIT算法