脉冲超宽带系统中基于改进传播算子算法的TOA和DOA联合估计

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（ＰｒｏｐａｇａｔｏｒＭｅｔｈｏｄ，ＰＭ）的到达时间（Ｔｉｍｅ — Ｏｆ－Ａｒｒｉｖａｌ，ＴＯＡ）￣１波达方向（Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ — Ｏｆ－Ａｒｒｉｖａｌ，ＤＯＡ）联合估计
ＷａｎｇＦａｎｇ－ｑｉｕＺｈａｎｇＸｉａｏ— ｆｅｉ
（ＣｏｌｌｅｇｅｆｏＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＡｅｒｏｎａｕｔｉｃｓａｎｄＡｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００１６，Ｃｈｉｎａ）
直接得到ＴＯＡ和ＤＯＡ的闭式解，且可以实现参数自动配对，大大降低了复杂度。最后给出了该算法的大量实验
仿真，以及与现有算法的比较，仿真结果验证了该方法的可行性、稳健性和优越性。关键词：无线通信；脉冲超宽带；传播算子算法；到达时间；波达方向
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｎｉｍｐｒｏｖｅｄＰｒｏｐａｇａｔｏｒＭｅｔｈｏｄ（ＰＭ）ｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｆｏｒｊｏｉｎｔＴｉｍｅ — Ｏｆ－Ａｒｒｉｖａｌ（ＴＯＡ）ａｎｄＤｉｒｅｃｔｉｏｎ — ＯｇＡｒｒｉｖａｌ（ＤＯＡ）ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｉｎＩｍｐｕｌｓｅＲａｄｉｏＵｌｔｒａＷｉｄｅＢａｎｄ（ＩＲ－ＵＷＢ）ｓｙｓｔｅｍ．Ａｆｔｅｒｍｏｄｅｌｉｎｇｔｈｅｒｅｃｅｉｖｅｄ
第３５卷第１２期２０１３年１２月
电
子
与
信
息
学
报
Ｖｏ１．３５Ｎｏ．１２Ｄｅｃ．２０１３
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ＆ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ｔｈｅＤＯＡｐａｒａｍｅｔｅｒｓｖｉａｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｏｆｔｈｅＴＯＡｓｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｔｗｏａｎｔｅｎｎａｓ，ｔｈｅｒｅｂｙｇａｉｎｓｔｈｅｊｏｉｎｔＴＯＡａｎｄ
中图分类号：ＴＮ９２ＤＯＩ：１０．３７２４／ＳＰ．Ｊ．１１４６．２０１３．００１２０
文献标识码：Ａ
文章编号：１００９ — ５８９６（２０１３）１２ — ２９５４ — ０６
ＩｍｐｒｏｖｅｄＰｒｏｄＪｏｉｎｔＴＯＡａｎｄＤＯＡＥｓｔｉｍａｔｉｏｎｉｎＩｍｐｕｌｓｅＲａｄｉｏＵｌｔｒａＷｉｄｅＢａｎｄ
ｓｉｇｎａｌｉｎｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｏｍａｉｎ，ｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄａｌｇｏｒｉｔｈｍｅｓｔｉｍａｔｅｓｔｈｅＴＯＡｐａｒａｍｅｔｅｒｓｉｎｔｗｏａｎｔｅｎｎａｓ，ａｎｄｏｂｔａｉｎｓ
ｗｉｔｈｏｕｔｓｐｅｃｔｒａｌｐｅａｋｓｅａｒｃｈｉｎｇａｎｄｔｈｅｓｅｓｏｌｕｔｉｏｎｓｃａｎａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙｇｅｔｐａｉｒｅｄ，ｔｈｕｓｓｉｇｎｉｉｆｃａｎｔｌｙｒｅｄｕｃｅｓｔｈｅｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙ．Ａｎａｍｏｕｎｔｏｆｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓａｂｏｕｔｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄａｌｇｏｒｉｔｈｍａｎｄｔｈｅｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｓｗｉｔｈｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍｓａｒｅｇｉｖｅｎ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｖｅｒｉｆｙｔｈｅｐｒａｃｔｉｃａｂｉｌｉｔｙ，ｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓａｎｄｓｕｐｅｒｉｏｒｉｔｙｏｆｔｈｅ
ＤＯＡｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄａｌｇｏｒｉｔｈｍｃａｎｏｂｔａｉｎｔｈｅｃｌｏｓｅｄ — ｏｒｆｍｓｏｌｕｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅＴＯＡａｎｄＤＯＡｐａｒａｍｅｔｅｒｓ
脉冲超宽带系统中基于改进传播算子算法的ＴＯＡ和ＤＯＡ联合估计
王方秋张小飞
南京２１００１６）ｆ南京航空航天大学电子信息工程学院
摘要：该文提出脉冲超宽带ｆＩｍｐｕｌｓｅＲａｄｉｏＵｌｔｒａＷｉｄｅＢａｎｄ，ＩＲ－ＵＷＢ）系统中一种基于改进传播算子算法
方法。首先直接对接收信号的频域形式建模，然后采用改进的ＰＭ算法估计出两根天线的ＴＯＡ参数，最后由两根天线的到达时间差计算出信号的ＤＯＡ参数，从而达到ＴＯＡ和ＤＯＡ联合估计的目的。该算法无需谱峰搜索就可