无线传感器网络中虚拟多天线DOA估计的等效阵列方法

"虚拟多天线在DOA估计中的应用研究是郑子云教授在北京邮电大学信号与通信工程学院开展的一项工作。在无线传感器网络中，由于传感器节点的随机分布特性，传统的空间谱估计算法，如MUSIC算法，假设了天线阵列是规则排列的，这在实际应用中往往不适用。因此，该研究提出了一种创新方法——虚拟阵列变换，即通过扇区内插法将非规则阵列转化为等效的均匀线列阵，这样便能将超分辨DOA算法扩展到任意阵列。 以平面圆阵为例，研究者对比了内插空间平滑MUSIC算法和内插TLS-ESPRIT算法在方位估计方面的性能。结果显示，这种方法是切实可行的，能够有效利用虚拟阵列技术实现对随机分布传感器节点的方位估计。这种方法的关键在于，它能够通过区域划分和导向矢量计算，找到从实际阵列到虚拟均匀阵列的变换关系，从而使得大部分空间谱估计算方法得以在无线传感器网络中运用。 关键词：DOA估计、内插阵列技术、空间平滑算法、TLS-ESPRIT算法。这种方法的引入，突破了经典空间谱估计对天线阵列规则性的依赖，对于提升无线传感器网络的定位精度和适应性具有重要意义。通过虚拟阵列变换，能够处理无线传感器网络中传感器节点的非理想分布情况，为实际应用场景提供了新的解决方案。"