基于虚拟阵列的非圆信号DOA估计

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中图分类号:TN911. 7摇 摇 文献标志码:A摇 摇
Virtual Array Based DOA Estimation of Non-circular Signals
Abstract:The classical direction of arrival ( DOA) estimation method has the main shortcoming that the number of estimated signals must be less than that of antenna array. For this fact,exploiting the non-circu鄄 lar characteristic of widely used communication signals,this paper present a virtual array based multiple signal classification ( VA-MUSIC) algorithm. The new method combines the complex conjugate output sig鄄 nals with the original ones of the antenna array,so that the effective array aperture can be improved. Fur鄄 thermore,by using the spatial smoothing technology,the DOAs of coherent signals can also be estimated. Computer simulations demonstrate that compared with the classical MUSIC,the proposed algorithm can pro鄄 vide much more accurate estimation,especially in the cases of lower signal - to - noise ratio ( SNR) and smaller sampling number. Key words:non-circular signals;DOA estimation;virtual array;MUSIC algorithm
* 收稿日期:2019-04-08;修回日期:2019-06-08 ** 通信作者:1489284732@ qq. com
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第 59 卷
邢瑞阳,吴晔,车吉斌:基于虚拟阵列的非圆信号 DOA 估计
第9 期
cation) 算法和 ESPRIT( Estimating Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques) 算法为代表的 子空间类超分辨空间谱估计算法突破了以往 DOA 估计 算 法 的 瑞 利 限[1] , 吸 引 了 大 批 研 究 者 的 注 意[2-4] 。 但这些子空间类 DOA 估计算法只能处理 入射信号数目少于阵元个数的情况,而在实际应用 中经常会遇到这个条件不能得到满足的情况,这也 成为制约经典的超分辨空间谱估计算法实际应用的 关键因素之一。
XING Ruiyang1 ,WU Ye2 ,CHE Jibin1
(1. Beijing Institute of Tracking and Telecommunicating Technology,Beijing 100094,China; 2. Unit 31003 of PLA,Beijing 100191,China)
基于虚拟阵列的非圆信号 DOA 估计*
邢瑞阳**1 ,吴摇 晔2 ,车吉斌1
(1. 北京跟踪与通信技术研究所,北京 100094;2. 解放军 31003 部队,北京 100191)
摘摇 要:针对传统的子空间类波达方向( Direction of Arrival,DOA) 估计算法只适用于入射信号个数 少于天线数的局限性,利用现代通信系统中常用的非圆信号实值特性,提出了一种虚拟阵列多重信 号分类法( Virtual Array Based Multiple Signal Classification,VA-MUSIC) 。 该方法通过对阵列输出信 号进行共轭重构和合并,获得虚拟阵列来增加阵列的有效孔径。 更进一步,结合空间平滑技术有效 地解决了相干信号的 DOA 估计问题。 与传统的 MUSIC 算法相比,新算法不仅可以增加最大可估计 信源数,而且在 DOA 估计精度、信号源角分辨能力等方面均有明显的优势。 计算机仿真验证了该算 法的有效性和优越性。 关键词:非圆信号;DOA 估计;虚拟阵列;MUSIC 算法
1摇 引摇 言
作为阵列信号处理领域的一个重要分支,波达 方向( Direction of Arrival,DOA) 估计技术因广泛应
用于雷达、通信、无线电测向定位以及生物医学工程 等众多军事和国民经济领域而受到了国内外学者的 广泛关注。 尤其是以 MUSIC( Multiple Signal classifi鄄
第 59 卷 第 9 期 2019 年 9 月
电讯技术 Telecommunication Engineering
Vol. 59,No. 9 September,2019
doi:10. 3969 / j. issn. 1001-893x. 2019. 09. 013
引用格式:邢瑞阳,吴 晔, 车 吉 斌. 基 于 虚 拟 阵 列 的 非 圆 信 号 DOA 估 计 [ J] . 电 讯 技 术,2019,59 ( 9 ) :1062 - 1066. [ XING Ruiyang, WU Ye, CHE Jibin. Virtual array based DOA estimation of non-circular signals[ J] . Telecommunication Engineering,2019,59(9) :1062-1066. ]