[发明专利]数据损失情况下基于矩阵填充的DOA估计方法及系统

说明书

本发明公开了数据损失情况下基于矩阵填充的DOA估计方法及系统，方法包括：当数据损失时，利用空间平滑方案构造重组数据矩阵，打乱受损元素的位置；利用矩阵填充技术对重组数据矩阵进行数据恢复，并对重组数据矩阵的协方差进行特征分解；基于特征分解得到的信号子空间以及噪声子空间得到空间频谱，并搜索空间频谱的尖峰得到DOA方向。本发明解决了现有技术中在部分数据损失的情况下无法对数据进行恢复，从而导致无法对DOA方向进行估计问题；本发明即便只有一组可用数据，也可以对受损的数据进行恢复，有助于雷达信号处理领域中准确地估计出DOA方向，减小了误差。

技术领域

本发明涉及雷达信号处理技术领域，具体涉及一种数据损失情况下基于矩阵填充的DOA估计方法及系统。

背景技术

信号的波达方向(DOA，Direction of arrival)估计是阵列信号处理中的一个重要研究内容，被广泛地应用于雷达、无线通信、电磁场、声纳、地震勘探和医学成像等诸多领域。DOA估计的主要目的是在噪声环境下，分辨两个在方位向非常接近的目标。常用的DOA估计方法有两类，即：非参数化估计方法和参数化估计方法。对于非参数化估计方法，主要有波束形成法，基于子空间方法的多重信号分类法(MUSIC，Multiple signalclassification)和基于最小方差无畸变的高分辨谱估计法等。

现有技术中，在雷达信号处理技术领域的DOA估计的方法中，如果低秩矩阵的随机位置中的部分元素丢失，则可利用矩阵填充技术来恢复矩阵，从而实现DOA方向的估计。但是，当整个行(甚至是几行)中的元素被破坏或丢失，则无法直接利用矩阵填充技术来恢复数据，因此在进行DOA估计中容易产生较大的误差，无法实现DOA方向的准确估计。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种数据损失情况下基于矩阵填充的DOA估计方法及系统，旨在解决现有技术在雷达信号处理技术领域的DOA估计的方法中，当整个行(甚至是几行)中的元素被破坏或丢失，在进行DOA估计中容易产生较大的误差，无法实现DOA方向的准确估计问题。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种数据损失情况下基于矩阵填充的DOA估计方法，其中，所述方法包括：

当数据损失时，利用空间平滑方案构造重组数据矩阵，打乱受损元素的位置；

利用矩阵填充技术对重组数据矩阵进行数据恢复，并对重组数据矩阵的协方差进行特征分解；

基于特征分解得到的信号子空间以及噪声子空间得到空间频谱，并搜索空间频谱的尖峰得到DOA方向。

所述的数据损失情况下基于矩阵填充的DOA估计方法，其中，所述当数据损失时，利用空间平滑方案构造重组数据矩阵，打乱受损元素的位置的步骤，具体包括：

当受损矩阵中的一行或者多行数据整体缺失时，利用空间平滑方案对受损矩阵进行重组；

获得重组数据矩阵，所述重组数据矩阵中损失的元素不再分布在整行中。

所述的数据损失情况下基于矩阵填充的DOA估计方法，其中，所述利用空间平滑方案对受损矩阵进行重组的步骤，具体包括：

将受损矩阵划分为p个子阵，每个子阵的阵元数为m个，在每个快拍下，数据矩阵表示为：

X_f(t)＝[x₁(t)，x₂(t)，…，x_p(t)]

     ＝[A₁s(t)，A₂s(t)，…，A_ps(t)]