Joumal of Computer Applications
计算机应用,
2012
,
32( 8) : 2109 - 2112
ISSN 1001-9081
CODENJYIIDU
2012-08-01
http://www.joca.cn
文章编号
:1001
-9081(2012)08
-2109
-04
doi:10.3724/SP.J.1087.2012.02109
基于内插阵列变换的扩展传播算子实值算法
陈浩\贾伟,李忠佳
(空军工程大学电讯工程学院,西安
710077)
(
*通信作者电子邮箱
chenhao.
0116@
163.
com)
摘
要:针对内插阵列变换
(VIA)
思想在非因信号波达方向
(DOA)
估计算法中的应用问题,提出一种基于内插阵
列变换的扩展传播算子实值算法
VIA-EPM
实值算法。利用真实阵列流型与虚拟阵列流型之间的交换矩阵,将真
实阵列输出转换为虚拟阵列输出,再根据信号源为实数的特点,分别求取虚拟阵列输出的实部和虚部,将其串联组
合,扩展阵列输出的维数,通过对扩展阵列输出矩阵进行分决并得出扩展传播算子,进而得到一种传播算子
(PM)
类
的
DOA
估计算法。仿真实验表明:存在阵元位直误差的情况下,
VIA-EPM
实值算法通过对阵元位直校准数据进行内
插阵列变换,取得与阵元位直校准的扩展传播算子实值算法
(EPM
实值算法)相当的估计性能,保持了阵列扩展能力、
高估计精度以及高分辨力;并且在二维阵元位直误差情况下,其估计性能明显优于阵元位直未校准的
EPM
实值算法。
结合
VIA-EPM
实值算法的计算复杂度分析可以看出:它同时获得了内插阵列变换技术以及信号非圆特性的优势;与
复运算相比,其复杂度也相对降低。
关键词:阵列信号处理;波达方向估计算法;扩展传播算子;实值算法;内插阵列变换
中图分类号:
TN91
1.
23
文献标志码
:A
Real-valued extended propagator algorithm based on virtual interpolated array
CHEN
Hao
瑜,
JIA
Wei
,
LI
Si-jia
(Institute
0/
Telecommunication
Engineeri
,
咳
,
Air
Force
Engineering University, Xi'an
Sha
αn
肌
7100
77,
China)
Abstract:
A real-valued extended propagator method algorithm based on virtual interpolated array named VIA-EPM real-
valued algorithm
was
proposed to solve the utilization of Virtual Interpolated Array
(VIA)
in the non-circular Direction Of
Arri
飞叫
(DOA) algorithm. The real
aηay
output
was
virtually transformed
by
utilizing transformation
matri
直
which
was
obtained
through the real array manifold and virtual array manifold.
Th
e real part and
imaginarγpart
of the transformed array output
were obtained
, which could be reconstructed in series to extend dimensions according
to
the characteristic that the signal
sources are real-valued
, and then a Propagator Method
(PM)
DOA
estimation algorithm
was
obtained after splitting the
extended
a
口
ay
output matrix.
Th
e simulation results show that, if sensor position errors exist, the performance of the new
algorithm is similar to the calibrated
e
直
tended
propagator method real-valued algorithm
(EPM
real-valued algorithm)
by
using
VIA for the calibrated sensor position data
, and this algorithm also keeps the performance in array extension, high accuracy
and high resolution
, and the performance of the
new
algorithm is obviously better than the non-calibrated EPM real-valued
algorithm in the case of two-dimension sensor position errors. Analysis of the computational complexity of VIA-EPM real-
valued algorithm concludes that the new algorithm has the advantage of virtual interpolated array and non-circular
characteristic
, and its computational
∞
mplexity
is much lower than complex-valued algorithm.
Key
words:
array signal processing; Direction Of Arrival (DOA) estimation algorithm; extended propagator; real-valued
algorithm; Virtual Interpolated Array (VIA)
。
引言
实际应用中,信号经过下变频到基带后,依据其统计特性
的不同可以分为圆信号和非圆信号
[IJ
现代通信系统中大量
使用的调幅
(Amplitude
Modulation ,
AM)
、二相相移键控
(
BinarγPhase
Shift
Keyi
吨,
BPSK)
以及
M
进制幅移键控
(Mary Amplitude Shift
Keyi
吨,
MASK)
等信号都是非圆信号,
其最显著的特性是伪协方差矩阵(椭圆协方差矩阵)不为零。
非
l
国信号波达方向
(Direction
Of
Ar
时
al
,
DOA)
估计算法正是
利用这一特性,虚拟地加倍阵元数,增加信息利用率,提高算
法的
DOA
估计性能
[1
-5J
。
扩展传播算子方法
(Extended
Propagator Method ,
EPM)
[6J
是在传播算子方法(
Propagator Method ,
PM)
中加入
了信号的非圆特性,由于其充分利用了信号的非圆特性,使算
法的测向精度和分辨力均优于
PM
。但是在实际信号测向时,
由于外界各种因素,阵元位置会存在误差,这种误差会影响
DOA
估计性能,通常解决这种误差的方式是采用阵元位置校
准。但是传统的离线校准对存储容量的需求较高,而内插阵
列变换
(Virtual
Interpolated Array ,
VIA)
可以利用已测的阵元
位置校准数据得出变换矩阵,将其存储到系统中,方便使用,
不需要重复计算,同样能够取得与传统阵元位置校准方法相
近的效果。现有的基于内插阵列变换的
DOA
估计算法通常
收稿日期
:2012-01-12;
修回日期
:2012-02-24
0
基金项目:陕西省电子信息系统综合集成重点实验室基金资助项目
(201102Y05)
;空军
工程大学研究生创新课题资助项目
(20110301)
;空军工程大学电讯工程学院科研创新基金资助项目
(DYCX1040)
。
作者简介:陈浩(1
987
-)
,男,陕西西安人,硕士研究生,主要研究方向:空间谱估计;
贾伟(1
986
- )
,男,陕西西安人,博士研究生,主要研
究方向:卫星与移动通信、网络
d
性能仿真评估;
李思佳(1
987
- )
,男,陕西西安人,博士研究生,主要研究方向
:LDPC
编译码、干扰信号抑制。