[发明专利]对称均匀线性阵列下混合信号的DOA估计方法

权利要求书

1.对称均匀线性阵列下混合信号的DOA估计方法，其特征在于，采用传感器阵列采集t时刻的混合信号，并表示为矩阵，根据该矩阵得到混合信号的协方差矩阵；对于接收混合信号的协方差矩阵利用ESPRIT算法进行计算，估计出独立信源中发射的独立信号的波达角度；

采集相干信源的信息，构造保留相干信源的信息的矩阵，将保留相干信源的信息的矩阵然后通过改进的空间平滑算法进行求解，得到完全解相干后的协方差矩阵，根据协方差矩阵得到旋转算符，利用TLS-ESPRIT算法解得旋转算符，得到相干信号的波达角度。

2.根据权利要求1所述的对称均匀线性阵列下混合信号的DOA估计方法，其特征在于，对于接收混合信号的协方差矩阵利用ESPRIT算法进行计算，估计出独立信源中发射的独立信号的波达角度包括以下步骤：对于接收混合信号的协方差矩阵利用ESPRIT算法进行计算，得到DOA估计矩阵，对DOA估计矩阵进行特征分解；将混合信源中独立信源与相干信源分离后根据分解结果估计出独立信源中发射的独立信号的波达角度。

3.根据权利要求1所述的对称均匀线性阵列下混合信号的DOA估计方法，其特征在于，t时刻的接收的混合信号表示成矩阵形式为：

x(t)＝[x_-L(t),x_-L+1(t),…,x₀(t),…,x_L-1(t),x_L(t)]^T

式中，M是阵元个数，M＝2L+1，x_i是以中心阵元为相位参考点的第i个阵元，i取值范围为-L～L。

4.根据权利要求1所述的对称均匀线性阵列下混合信号的DOA估计方法，其特征在于，混合信号的协方差矩阵

式中，A是混合信源所对应的阵列流型矩阵，R_s是混合信号s(t)的协方差矩阵，是噪声的方差，I_M是M×M的单位矩阵。

5.根据权利要求1所述的对称均匀线性阵列下混合信号的DOA估计方法，其特征在于，保留相干信源的信息的矩阵R₁的第m行第k列的元素定义为：

R₁(m,k)＝R₀(m,k)-R₀^*(-m,-k)-L≤m,k≤L (9)。

6.根据权利要求1或4所述的对称均匀线性阵列下混合信号的DOA估计方法，其特征在于，保留相干信源的信息的矩阵R₁表示为

式中:r_i＝E{s_is_i^H}是源s_i的自相关；G₁是相干信源的个数，G₁个相干信源共发出P路相干信号，每个相干信源u_i(t)产生p_i路相干信号，记这p_i路相干信号从不同的波达角度进入阵列，1≤i≤G₁，且ρ_kl表示第k个信源中第l路多径的复合衰落系数，ρ_kl^*是ρ_kl的复共轭；m，k表示矩阵R₁的第m行第k列的元素，j表示虚部，π是圆周率。

7.根据权利要求1所述的对称均匀线性阵列下混合信号的DOA估计方法，其特征在于，根据协方差矩阵得到旋转算符的具体过程为：构造M×M的具有旋转不变性的第一矩阵和具有旋转不变性的第二矩阵；第一矩阵取协方差矩阵的第2到M列，第二矩阵取协方差矩阵的第1到M-1列，第一矩阵与第二矩阵相差一个旋转算符。

8.根据权利要求1所述的对称均匀线性阵列下混合信号的DOA估计方法，其特征在于，旋转算符ψ＝diag{exp(jπsin·θ₁),exp(jπsin·θ₂),…,exp(jπsin·θ_P)}

式中，j表示虚部，π是圆周率，θ_i表示第i个波达角度。