[发明专利]一种基于共变的相干分布式非圆信号角度参数联合估计方法

说明书

本发明提供一种基于共变矩阵的相干分布式非圆信号角度参数联合估计方法，属于多径环境中分布式信源无线定位技术领域。该方法利用分布式模型对多径环境下的散射源进行建模，利用非圆信号的性质进行阵列输出矩阵的扩展，利用共变抑制脉冲噪声对接收信号噪声的干扰。通过对扩展阵列输出矩阵进行处理，提取出一个扩展的共变矩阵与导向矢量矩阵，利用DSPE算法思想提取出导向矢量矩阵中包含的角度参数信息，实现中心波达方向和扩散角度的估计。实验证明，本发明提供的方法性能良好，在脉冲噪声干扰的环境下仍能准确的进行分布源信号的角度参数估计。

技术领域

本发明属于多径环境中分布式信源无线定位技术领域，涉及到相干分布式非圆信号角度联合估计算法，特别涉及到一种基于共变的相干分布式非圆信号角度参数联合估计方法。

背景技术

在无线电传播中多径效应的影响下，传统的点源已经不再适用，已有研究采用分布式信源模型来对多径环境中的散射源进行建模，同时对分布源进行参数估计研究。利用信号非圆特性可以提高分布式信源的角度参数估计算法的性能，但是这些算法均假定噪声为高斯分布的，在复杂的电磁干扰环境中，脉冲噪声会对接收信号的信息造成相应的干扰。在alpha稳定分布的环境下，传统算法性能退化严重。针对传统算法在脉冲噪声干扰下对相干分布式非圆信号角度参数估计性能退化甚至失效的问题，目前尚未有文献提及。

经过研究发现，分数低阶统计量可以对脉冲噪声进行有效的抑制。因此，本发明首先利用了分数低阶统计量中的共变对脉冲噪声的有效抑制性，提出一种基于共变的相干分布式非圆信号角度参数估计算法，通过共变矩阵构造噪声子空间并结合DSPE算法进行角度参数估计，有效提高了脉冲噪声下分布源角度参数估计的精度与鲁棒性。

发明内容

本发明的主要目的是为了解决现有技术问题，提供一种利用共变进行相干分布式非圆信号的角度参数估计算法。

本发明的技术方案为：

一种基于共变的相干分布式非圆信号角度参数联合估计算法，包括以下步骤：

第一步，获取扩展阵列输出信号

1.1)利用均匀线性阵列接收由多径散射引起的相干分布式信号。

1.2)利用分布式信源模型得到入射信号的阵列输出矩阵。

1.3)对输出矩阵进行扩展获得扩展阵列输出矩阵。

第二步，求解扩展阵列输出矩阵的共变矩阵。

2.1)由共变公式计算扩展阵列输出矩阵的共变矩阵。

2.2)结合非圆信号性质，将扩展阵列输出的共变矩阵进行重新表示。

第三步，计算相干分布式信源的联合角度参数

3.1)提取步骤2.2)中得到的扩展输出矩阵的共变矩阵中的导向矢量。

3.2)结合非圆信号性质，利用步骤3.1)中提取的相干分布式信源的扩展导向矢量得到关于到达角度及扩散角度的空间谱。

3.3)对步骤3.2)中得到的空间谱分析利用DSPE算法思想，并提取出相干分布式信号的角度参数包括中心波达角度及扩散角度。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明利用分数低阶统计量对脉冲噪声的有效抑制性，提出一种基于共变的相干分布式非圆信号角度参数估计算法，通过共变矩阵构造噪声子空间并结合DSPE算法进行角度参数估计，有效提高了脉冲噪声下分布式信源角度参数估计的精度与鲁棒性。

附图说明

图1是本发明的主要流程图；

图2是空间谱效果图；

图3是不同广义信噪比下本发明的中心波达方向角识别误差图；