[发明专利]用于无线信号的离散傅里叶变换插值的非迭代DOA估计方法

说明书

本发明公开了用于无线信号的离散傅里叶变换插值的非迭代DOA估计方法，该估计器利用了输入数据的两个最高幅度离散傅里叶变换(DFT)系数和它们的两个相关的相邻箱子，提供准确的DOA估计，分析DOA估计的偏差和均方误差，仿真结果验证理论推导的正确性本发明的有益效果是：简化计算步骤，提高操作效率。

技术领域

本发明涉及信号处理技术领域，具体为用于无线信号的离散傅里叶变换插值的非迭代DOA估计方法。

背景技术

波达方向(DOA)估计可以应用在许多领域，如单输入单输出，多输入单输出雷达/声纳距离-多普勒成像和阵列处理，这指的是使用有限的噪声观测集，通过参数或非参数方法精确地找到源的位置。在前一种方法中，假设信号被描述为一个已知的函数，而在后一种方法中没有对信号做任何假设。参数化算法通常允许最优估计的推导，但当假设的信号模型与实际的信号模型不匹配时，性能可能会恶化。虽然非参数估计可能不能提供最佳的估计性能，但即使在没有信号的先验知识的情况下，它也可以用于更多的应用中。传统的估计器对DOA估计时，步骤繁琐，计算复杂度非常高，影响工作效率。

发明内容

本发明的目的在于提供用于无线信号的离散傅里叶变换插值的非迭代 DOA估计方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：用于无线信号的离散傅里叶变换插值的非迭代DOA估计方法，包括以下步骤：

S1、该估计器利用了输入数据的两个最高幅度离散傅里叶变换(DFT)系数和它们的两个相关的相邻箱子，提供准确的DOA估计；

S2、分析DOA估计的偏差和均方误差；

S3、仿真结果验证理论推导的正确性。

优选的，所述S1的具体步骤为：

通过离散傅里叶变换列出线性阵列，其中有N个校准良好且相同偏振的传感器，其中P个不相关的窄带源目标从远场撞击，

第p个目标称为A_p，由y_n表示的第n个传感器的观察到的单次快照数据可以建模为：

其中θ_p∈[0°,180°)是对应于第p个目标的方位角,λ表示波长，d是两个相邻传感器之间的距离，值为λ/2,q_n是独立同分布复噪声项，服从均值为零，方差σ²未知的高斯分布，根据观测值来估算设则(1)中的信号模型可改写为：

和θ_p是一对一映射关系，DOA估计任务转化为从观测值找到

考虑上的N-DFT，第kDFT的系数称为Y_k，表示为：

信号分量由下式给出：

其中，和Q_k是与DFT系数相关的噪声分量，设L_p (p＝1,2,…,P)为中的P的最大幅度峰值指数，的真实值表示为：

其中，-0.5≤δ_p≤0.5表示L_p处指数的偏移量，是根据DFT获得，将任务转化为根据观测值来估计利用公式(4)-(5)，对应于第m(m＝1,2,…,P)个峰值及其相邻峰值的DFT系数S_k具有以下形式：