[發明專利]基于最小描述長度的近場源定位方法、裝置及系統

有效

• 申請號: 201310326242.5
• 申請日: 2013-07-30
• 公開（公告）號: CN103424735A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 張軼凡;馮志勇;白楊;劉尚;高明菲;晏瀟;張奇勛
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: G01S5/14
• 分類號: G01S5/14
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

技術領域

本發明涉及移動業務中的信源定位系統技術領域，具體涉及一種基于最小描述長度的近場源定位方法、裝置及系統。

背景技術

無線電被動定位技術是無線電監測與管理中的重要技術手段，在雷達、聲納、炮兵電聲測量等軍事領域，石油地震勘測、地下管道泄漏檢測定位和故障檢測等工業領域，以及移動定位業務、無線電檢測等通信領域都有著廣泛的應用。

傳統的無線電發射源定位是采用轉動接收天線(傳感器)的角度來實現的。但這種方法存在測量精度與測量速度的瓶頸，難以應對空間存在多個目標的情況。而通過采用陣列信號處理技術，合理選取陣元數目和陣元間距可以較好地進行多目標方位探測。陣列即按一定方式布置在空間上不同位置的傳感器組，利用信號的空域特性增強信號并且有效提取信號的空域信息。因此陣列信號處理也常稱為空域信號處理。與傳統的單個定向傳感器相比，陣列信號處理具有靈活的波束控制、較高的信號增益、極強的抗干擾能力及空間超分辨能力等優點，相關的研究工作不斷發展與深入，其應用范圍也不斷擴大。并且隨著微電子、數字信號處理、并行處理等技術的迅猛發展，陣列信號處理技術也得到較快的發展。陣列信號處理最主要的研究內容包括DOA估計和波束形成。較早的DOA估計方法又稱為波束形成方法，而該波束形成方法利用了空域維納濾波的匹配概念，由陣列流形在信號空間中的投影大小判定信號方向，后來隨著研究的深入，出現了多重信號分類(MUSIC)基于接收信號矩陣分解的譜估計方法，該方法利用信號空間與噪聲空間的正交性，先對接收數據的協方差矩陣進行特征分解，再對方向向量相關性進行搜索。將相關性的極小值點對應的信源參數作為信源位置的最大似然估計，從而實現了對多目標信源的精確定位。

然而，以上多目標信源定位的方法，如MUSIC具有較高的計算復雜度。多重信號分類在進行譜峰搜索的過程中需要對信源方位角的候選區間進行全面搜索，對于需要多維空間表征的信號參數，搜索復雜度是指數級增加的。因此在實際應用中，該方法在計算效率上存在嚴重的缺陷，極大限制了定位系統的時效性。

發明內容

(一)解決的技術問題

針對現有技術的不足，本發明提供一種基于最小描述長度的近場源定位方法、裝置及系統，使得近場源定位的計算復雜度降低。

(二)技術方案

為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：

一種基于最小描述長度的近場源定位方法，包含以下步驟：

S1、對接收信號進行協方差矩陣特征分解，得到協方差矩陣特征向量；

S2、基于最小描述長度準則，對所述協方差矩陣特征向量進行信源數目預估計，得到預估計的信源數目K；

S3、與步驟S1并行，對接收信號進行兩個相關性矩陣特征分解，得到兩組相關性矩陣特征向量；

S4、將步驟S2中的所述信源數目K與步驟S3中的所述兩組相關性矩陣特征向量結合，進行特征向量匹配，解算出接收信號的相位信息；

S5、對所述相位信息進行反解，得到信源方位。

優選的，步驟S1中計算協方差矩陣特征向量表達式為：

Rxx=RΣUH=Σi=1MλieieiH]]>

式中，U為接收數據協方差矩陣的特征向量矩陣，∑為由特征值組成的對角陣，e_i與λ_i分別是特征向量及與之對應的特征值，M是特征向量數目。

優選的，步驟S2中計算信源數目K的表達式為：