無線定位中波達(dá)方向與時延估計(jì)研究.pdf

1、波達(dá)方向估計(jì)和時間延遲估計(jì)是無線被動定位技術(shù)中的重要手段，作為現(xiàn)代信號處理中信號參數(shù)估計(jì)與提取的重要組成部分，被廣泛應(yīng)用在雷達(dá)、聲納、無線通信系統(tǒng)定位、無線電監(jiān)測和軍事等領(lǐng)域。近年來，循環(huán)平穩(wěn)信號的波達(dá)方向估計(jì)得到了越來越多的重視，但目前的算法大多都是基于二階循環(huán)統(tǒng)計(jì)量的，這些算法的性能在α穩(wěn)定分布噪聲環(huán)境下會出現(xiàn)嚴(yán)重的退化，本文研究了脈沖噪聲環(huán)境下循環(huán)平穩(wěn)信號的波達(dá)方向估計(jì)問題。另一方面，時間延遲估計(jì)發(fā)展至今雖然出現(xiàn)了很多性能優(yōu)良的估

2、計(jì)方法，但針對射頻窄帶信號的時延估計(jì)問題仍然是無線定位技術(shù)中的難點(diǎn)，并且中頻頻差的存在也是影響時延估計(jì)精度的主要因素，因此本文還對基于頻差補(bǔ)償?shù)纳漕l窄帶信號的時延估計(jì)方法進(jìn)行了深入的研究。主要創(chuàng)新工作如下：
　?、裴槍鶆蚓€陣下寬帶循環(huán)平穩(wěn)信號DOA估計(jì)困難問題，將分?jǐn)?shù)低階循環(huán)統(tǒng)計(jì)量與譜相關(guān)信號子空間擬合算法(SC-SSF)相結(jié)合，提出了基于分?jǐn)?shù)低階循環(huán)相關(guān)的SC-SSF算法，實(shí)現(xiàn)了脈沖噪聲環(huán)境下寬帶循環(huán)平穩(wěn)信號的DOA估計(jì)。在此

3、基礎(chǔ)上，通過構(gòu)造新的擴(kuò)展數(shù)據(jù)模型，提出了一種擴(kuò)展的分?jǐn)?shù)低階循環(huán)MUSIC算法，該算法具有較高的估計(jì)精度。同時，為了進(jìn)一步提高算法的估計(jì)性能，將相位分?jǐn)?shù)低階矩與循環(huán)統(tǒng)計(jì)量相結(jié)合，定義了相位分?jǐn)?shù)p階循環(huán)相關(guān)的概念，進(jìn)一步提出相位分?jǐn)?shù)p階循環(huán)MUSIC算法及其快速根值MUSIC算法，算法具有較高分辨估計(jì)性能。
　?、漆槍Ζ练€(wěn)定分布環(huán)境下均勻圓陣的循環(huán)平穩(wěn)信號的DOA估計(jì)問題，在分析與驗(yàn)證分?jǐn)?shù)低階循環(huán)相關(guān)的相移特性的基礎(chǔ)上，提出了基于均勻

4、圓陣的韌性分?jǐn)?shù)低階循環(huán)MUSIC算法，實(shí)現(xiàn)了α穩(wěn)定分布噪聲下方位角和俯仰角的同時估計(jì)。同時，本文還提出了一種基于圓陣的擴(kuò)展循環(huán)MUSIC算法，該算法通過構(gòu)造擴(kuò)展的數(shù)據(jù)矩陣，充分利用循環(huán)相關(guān)和共軛循環(huán)相關(guān)的信息，突破了傳統(tǒng)算法要求陣元數(shù)大于信號源數(shù)的局限性，提高了方位角與俯仰角的估計(jì)精度，是一種具有較高分辨的DOA估計(jì)算法。
　?、轻槍χ蓄l偏差對時延估計(jì)的影響，提出了兩種基于頻差補(bǔ)償?shù)臅r延估計(jì)方法。針對采用相位譜直接對窄帶射頻信號進(jìn)