非圆圆信号共存快速DOA估计：一种低复杂度算法

本文主要探讨了在非圆信号和圆信号共存的情况下，如何提高信号到达方向（DOA）估计的效率和精度的问题。非圆信号通常具有复杂的频率或相位特性，而圆信号则相对简单，两者在实际通信和信号处理中都可能遇到。传统的DOA估计方法在处理这种混合信号时可能会面临较高的运算负担。 作者们针对这一挑战，提出了一个快速的DOA估计算法。首先，他们利用观测数据及其复共轭构建了一个中心复共轭对称矩阵。这个矩阵的关键在于其可以通过双映射定理转换为实矩阵，简化了后续处理步骤。这种转换减少了矩阵操作的复数运算，从而降低了计算复杂度。 接着，他们采用了多级维纳滤波技术，这种方法避免了繁琐的阵列协方差矩阵计算和特征分解过程。多级维纳滤波通过对实时接收到的实数据矩阵进行递推分析，直接获取信号子空间信息，实现了高效的数据处理。 此外，利用酉ESPRIT算法的实值特性，作者们进一步优化了估计过程。ESPRIT算法原本就是基于谱峰搜索的，但在本文中，由于算法的实值化，可以跳过谱峰搜索步骤，直接利用实部数据进行DOA估计，这样既保持了估计精度，又大幅度降低了算法的计算复杂度。 该算法的有效性得到了仿真实验的验证，证明它在处理非圆信号和圆信号共存的场景下，能够提供快速、精确的DOA估计，对于提升信号处理系统的实时性和性能具有重要意义。本文的研究成果对于阵列信号处理、声呐系统设计以及通信信号处理等领域具有重要的理论价值和实践应用价值。 总结来说，这篇论文的核心贡献是提出了一种创新的DOA估计算法，通过矩阵变换、多级维纳滤波和实值ESPRIT的结合，有效地解决了非圆信号与圆信号共存时的DOA估计问题，显著提高了算法的计算效率和精度。这对于现代通信和信号处理技术的发展具有推动作用。