非均匀阵元噪声条件下的近场声源定位-论文.pdf

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1、信阳师范学院学报：自然科学版JournalofXinyangNormalUniversity第27卷第1期2014年1月NaturalScienceEditionVo1．27No．1Jan．2014DOI：10．3969／j．issn．1003-0972．2014．01．031非均匀阵元噪声条件下的近场声源定位侯云山，薛琳，金勇(1．河南科技大学电子信息工程学院，河南洛阳471023；2．洛阳师范学院数学科学学院，河南洛阳471022；3．河南大学图像处理与模式识别研究所，河南开封475000)摘要：针对常规定位方法在空间非均匀高斯噪声背景下近场声源定位性能下降的问

2、题，基于平面阵建立了近场声源信号模型，推导了空间非均匀阵元噪声条件下求解声源方位和距离信息的最大似然定位方法，并使用连续空间蚁群优化算法，解决了该最大似然方法在多维参数空间搜索的高运算复杂度问题，通过仿真实验验证了该方法的可行性和有效性．仿真实验表明，该方法估计精度较高，在低信噪比下方位和距离均方误差都小于常规最大似然方法，并且在高信噪比条件下方位和距离的均方误差都逼近克拉美罗界．关键词：近场源；定位；最大似然估计；连续空间蚁群优化算法；克拉关一罗界中图分类号：TN911．7文献标志码：A文章编号：1003-0972(2014)O1-0119-04Localizat

3、ionofNear—FieldSourcesinthePresenceofNon．uniformSensorNoiseHouYunshan，XueLin，JinYong(1．CollegeofElectronicsandInformationEngineering，HenanUniversityofScienceandTechnology，Luoyang471023，China；2．CollegeofMathematics，LuoyangNormalUniversity，Luoyang471022，China；3．InstituteofImageProcessing

4、andPatternRecognition，HenanUniversity，Kaifeng475000，China)Abstract：Tosolvetheproblemofthedeclinedperformanceofconventionalmaximumlikelihoodmethodinloca—tingmultiplenear—fieldsourcesinthecontextofnon—uniformspatialnoise，thenear—fieldsignalmodelbasedonplanarsensorarraywasfirstlyconstruct

5、edandthenthemaximumlikelihoodlocalizationmethodwasderivedindetailstoob．tainthevaluesoftheazimuthanddistanceofsoundsources．Moreover，theantcolonyoptimizationalgorithmforcon—tinuousspace(ACOCS)wasemployedtofurtherreducethehighcomputationalcomplexityincurredinthemulti—dimen—sionalsearchpro

6、cessofthededucedmaximumlikelihoodlocalizationmethod．Simulationswereconductedtovalidatethefeasibilityandeficiencyoftheproposedmethod．Simulationresultsshowedthattheproposedmethodhasahigherestimationaccuracythantheconventionalmaximumlikelihoodmethodunderthelowermeansquarederrorofbothazi—m

7、uthestimationanddistanceestimation，andcanapproachtheirrespectiveCramer—RaoBound(CRB)athighsignal—to—noiseratio(SNR)．Keywords：near—fieldsource；localization；maximumlikelihoodestimation；antcolonyoptimizationforcontinu—OUSspace；eramer—RaoBound信息．当声源离阵列比较近的时候，即处于阵列的近场时，0引言由于不同阵元之间的相位差为声源方