稳健盲信号参数估计方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103454615A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103454615103454615A(43)申请公布日2013.12.18(21)申请号201310066418.8(22)申请日2013.03.01(71)申请人西安电子科技大学地址710071陕西省西安市雁塔区太白南路2号(72)发明人刘聪锋杨洁朱燕张煜赵梓越简康王龙朱晨辰周春霞(51)Int.Cl.G01S3/00(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书4页说明书4页附图2页附图2页(54)发明名称稳健盲信号参数估计方法(57)摘要本发明公开了一种稳健的盲信号参数估计方法，包括以下步骤：步骤1）选择预估计参考频率，通常将接收机带宽中心频率fref作为参考频率，再利用传统DOA估计方法预估计出各DOA值2）利用信号的预估计参考频率fref和预估计DOA值通过自适应数字波束形成方法实现空间信号分离，利用傅立叶变换对每一个预估计的DOA所对应的信号进行测频，获得每个估计DOA所对应信号的准确频率估计值fi，并完成了频率和预估计DOA的匹配；3）根据预估计DOA值在参考频率fref条件下与信号的真实方向θi和真实频率fi所形成的导向矢量相同的条件，校正DOA得到信号准确的DOA估计值。该方法保证了估计精度，同时降低了计算量，使宽带接收机宽带内的多个窄带信号分离并实现频率和角度的准确估计。CN103454615ACN103456ACN103454615A权利要求书1/2页1.一种稳健盲信号参数估计方法，其特征在于，包含以下步骤：1）首先选择预估计参考频率，通常将接收机带宽中心频率fref作为参考频率，再利用MUSIC波达方向估计方法对信号的DOA进行预估计，得到预估计值其中MUSIC算法的实现公式为；2）利用信号的预估计参考频率fref和预估计DOA值重新构建信号导向矢量，再通过自适应数字波束形成（DBF）方法实现空间信号的分离，其最优加权矢量的表达式为：w＝R-1C(CHR-1C)-1f通过对每一个预估计的DOA所对应的信号应用LCMP自适应波束形成算法，即可获得该预估计DOA所对应空域信号的输出，即恢复出原始信号，对输出信号进行FFT处理并进行测频，即可获得预估计DOA所对应信号的准确频率估计值fi，同时也完成了频率和预估计DOA的匹配；3）根据预估计DOA值在参考频率fref条件下与信号的真实方向θi和真实频率fi所形成的导向矢量相同这一性质，即在相邻阵元之间引起的相位差相同，有：故通过如下DOA校正公式可得信号的准确DOA估计值为：对于一维阵列实现方位角和频率的估计可以直接利用以上步骤实现，该方法同理适用于二维阵列实现信号的方位角、俯仰角及频率的估计。2.根据权利要求1所述稳健盲信号参数估计方法，其特征在于，步骤3）基于二维阵列实现信号的方位角、俯仰角及频率估计的步骤如下：31)利用二维MUSIC波达方向估计方法算法，即：得到预估计的方位角和俯仰角为和32)方法及原理同步骤2)；33)利用二维阵列阵元之间引起的相位差同样相同的性质，有：θi，分别为信号的真实的方位角和俯仰角，通过如下DOA校正公式口j得信号的准确DOA仙计值为：2CN103454615A权利要求书2/2页3CN103454615A说明书1/4页稳健盲信号参数估计方法技术领域[0001]本发明属于盲信号处理的参数估计领域，涉及一种稳健盲信号参数估计方法，具体地说，涉及一种适用于盲信号处理系统中的辐射源信号到达角度（DOA）和频率估计方法。背景技术[0002]盲信号处理作为信号处理的新方向，指在源信号和传输通道的参数未知的情况下，只由观测信号来恢复原始信号的过程。而参数估计是盲信号处理中的主要任务之一。[0003]由于传统的DOA估计方法适用于窄带信号。当使用宽带接收机处理多个窄带信号时，往往存在着较大的误差。传统的处理方法有两种：一种是将空、时参数分别进行估计，然后进行匹配。另一种方法是进行联合估计或多维联合搜索，得到自然匹配的估计结果。但是算法都存在复杂，计算量大且不利于实时处理的缺点。发明内容[0004]为了解决上述技术问题，对于信号频率与方向角均未知的窄带信号，提供一种稳健的盲信号参数估计方法，该方法在传统算法基础上提出一种基于参考信号频率实现到达角预估计并进行有效修正的稳健盲信号分析与参数估计方法，以保证较高的估计精度，同时降低计算量，从而使接收机带宽内的多个窄带信号有效分离并达到实现频率和角度的准确估计。[0005]其技术方案如下：[0006]一种稳健盲信号参数估计方法，包含以下步骤：[0007]1）首先选择预估计参考频率，通常将接收机带宽中心频率fref作为参考频率，再利用MUSIC波达方向估计方法对信号的