[发明专利]空间多普勒域中的稀疏DOA估计算法

权利要求书

1.空间多普勒域中的稀疏DOA估计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、CS架构下的稀疏DOA估计算法，

(1)存在L个电磁平面波，其中，l＝1,...L，表示未知信号方向θ_l的个数，表示投影方向；

(2)对于相同频率的窄带信号，其来波信号到达天线阵列后的信号强度m为天线阵元数，x_m是天线阵元在x轴的位置，f是天线阵元的有效长度，n_m是第m个天线上均值为零的加性高斯噪声样本；上式可变为y＝A(θ)s+n，其中y＝[y₁,y₂,...,y_M]^T∈C^M×1，θ＝[θ₁,θ₂,...,θ_L]，A(θ)＝[a(θ₁),a(θ₂),...,a(θ_L)]是M×L维的阵列流型矢量，s＝[W₁,W₂,...,W_L]^T∈C^L×1，n＝[n₁,n₂,...,n_M]^T∈C^M×1，展开可表示为

步骤二、将步骤一所述的信号强度y_m扩展至稀疏角域和稀疏多普勒域，

(1)将y＝A(θ)s+n进行傅里叶变换，得到y_f＝As_f+n_f，此时s_f和y_f是稀疏的；

(2)对于K个非零信号，用ζ表示信号s_f中每一行未知参数所对应的确定性功率值或能量值，得到DOA的估计进程如下：a)令L＝k＝1；b)当ζ_n≠0，并且θ_L＝θ_k时，L＝L+1；c)若k＜K，同时返回至步骤b)；否则退出DOA的计算过程；

(3)取信号y_f的块状信号，从每个行块中恢复出需要的稀疏信号，其中非零信号即所需要的DOA估计值；

步骤三、稀疏DOA估计算法设计，

(1)对于来自远场的K个窄带信号，接收机处的信号s＝[W₁,W₂,...,W_L]^T为稀疏矩阵，n＝[n₁,n₂,...,n_M]^T为噪声矩阵，由于信号s中只有K行元素是不为零的，y＝As+n＝[y(t₁),...,y(t_M)]即通过搜寻y的联合稀疏来表示信号s的MMV问题；

(2)MMV问题的目标函数为其中当p＝2,q＝0，可写为

(3)定义可得：在有噪环境下，无噪声时，可得其中联合行稀疏矩阵为因此进一步转化为

2.根据权利要求1所述的空间多普勒域中的稀疏DOA估计方法，其特征在于，所述步骤三(3)中λ取值为0.5。