基于子空间匹配追踪的LFM信号的DOA估计-论文.pdf

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1、a叶姣2014年第27卷第7期ElectronicSci．＆Tech．／Ju1．15．2014基于子空间匹配追踪的LFM信号的DOA估计刘璐，聂敏(西安邮电大学通信与信息工程学院，陕西西安710121)摘要DOA估计是阵列信号处理中的热点。文中针对LFM信号的DOA估计算法采样数据量大，在低信噪比情况下估计效果不理想的问题，提出了基于子空间匹配追踪的LFM信号的DOA估计。该方法通过子空间匹配追踪算法将信号投影在子空间上，求出最大投影，最终估计出LFM信号的DOA。此外，改进后的空间匹配追踪算法，还解决了原算法

2、收敛速度慢、会出现过匹配现象的问题。经仿真验证对比，该算法估计DOA的过程中匹配次数远小于匹配追踪的过程中。且在较低的信噪比下能估计出DOA。关键词线性调频信号；DOA估计；压缩感知；匹配追踪算法中图分类号TN957．51文献标识码A文章编号1007—7820(2014)07—043—04DOAEstimationofLFMSignalBasedonSubspaceMatchingPursuitLIULu，NIEMin(SchoolofCommunicationandInformationEngineering

3、，Xi’anUniversityofPostsandTelecommunication，Xi’an710121，China)AbstractADOAestimationofLFMsignalbasedonsubspacematchingpursuitispurposedtodealwiththelargesampleddataintheestimationofLFMsignalandunsatisfactoryestimationunderlowsignalnoiseratio．Thesubspacematch

4、ingpursuitarithmeticprojectsthesignalonthesubspace，calculatesthemaximumprojection，andfi-nallyestimatestheDOAoftheLFMsigna1．Thisarithmeticalsoimprovesmatchingpursuitarithmeticanddecreasestheovermatchingphenomenon．Simulationsshowthatthenumberofovermatchingbyth

5、esubspacematchingpursuitarithmeticismuchlessthanthatbythematchingpursuitarithmetic，andtheDOAareestimatedunderlowsignalnoiseratio．Keywordslinerfrequencymodulatedsignal；estimationofDOA；compressedsensing；matchingpursuita-rithmetic随着雷达技术的发展，线性调频信号得到了广泛应配追踪算法的过匹配

6、现象，本文应用了文献[3]提出用，利用阵列信号确定空间信号的波达方向(Direction的子空间匹配追踪算法来估计低信噪比下的DOA。ofArrival，DOA)有着重要意义。对于非平稳宽带信号其主要思想是：在每次迭代中，用多个时频原子张成的的DOA估计，常用方法是基于空间时频分布(STFD)子空间代替单个原子，且用信号或残差信号在子空间的子空间法(如Wigner—VilleDistribution，WVD)。但上的正交投影逼近信号或残差信号。由于每次迭代LFM信号的WVD时频聚集性在低信噪比情况下下降时，选取

7、了多个最匹配的时频原子，可有效减小过匹配明显，尤其是对于多信源，WVD的交叉项严重影响算现象出现的概率。用子空间上的正交投影逼近信号使法效果，使得在低信噪比时基本不能进行准确的估得残差能量下降速度加快，且正交投影可通过最小二计⋯。为改进在低信号比和多信源情况下的估计效乘法得到，计算复杂度增加较小。本文将子空间匹配果，文献[1]提出了基于cs理论的LFM信号的DOA追踪算法最终通过仿真验证了，本算法估计DOA速度估计，该方法虽解决了低信噪比和多信源的问题，但其快于匹配追踪算法，并减少了过匹配现象。中应用的匹配追踪

8、算法来估计DOA存在过匹配现象。1阵列线性调频信号匹配追踪算法是一种典型的贪婪算法J，但其收敛速度缓慢，原因之一是过匹配引人了不期望的人工分量。线性调频信号(LinerFrequencyModulated，LFM)基于改善WVD低信噪比下DOA的估计效果下降和匹的表达式为s(t)：AeJ(“如)(1)收稿日期：2013—03—22其中，A为信号的振幅为信号的中心频率；为信号基金项目：国