[發(fā)明專利]一種沖擊噪聲環(huán)境下相干信號波達方向動態(tài)跟蹤方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410123140.8
• 申請日: 2014-03-28
• 公開（公告）號: CN103901395A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發(fā)明（設計）人: 刁鳴;李力;高洪元;高璐;徐從強
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01S3/14
• 分類號: G01S3/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種沖擊噪聲環(huán)境下相干信號波達方向動態(tài)跟蹤方法，其特征在于：

（1）獲取信號采樣數(shù)據：

X(t)＝AS(t)+N(t)，X(t)＝[x₁(t),x₂(t),...,x_L(t)]^T為快拍數(shù)為t時的L×1維接收數(shù)據矢量，A為陣列流型矩陣，S(t)為Μ×1維窄帶信號矢量，N(t)為L×1維加性噪聲矢量，噪聲類型為復沖擊噪聲，A＝[a(θ₁),a(θ₂),...,a(θ_M)]，為導向矢量，θ_i為第i個信源的入射角度，v_i＝exp(-jπsin(θ_i)),i＝1,2,...,M；

（2）對接收到的信號數(shù)據矢量進行類歸一化預處理：

z(t)為經過類歸一化預處理的接收數(shù)據矢量，參數(shù)p的值由噪聲的特征指數(shù)α確定；

（3）將均勻線陣劃分為若干個子陣：

將陣元數(shù)為L的均勻線陣劃分為K個子陣，每個子陣的陣元數(shù)為N，N=L-K+1，則第k個子陣的前向空間平滑的接收數(shù)據矢量為：

z_fk(t)＝[z_k(t),z_k+1(t),...,z_k+N-1(t)]^T

后向空間平滑的接收數(shù)據矢量為：

z_bk(t)＝[z_L-k+1(t),z_L-k(t),...,z_L-k-N+2(t)]^H

其中，k=1,2,…,K；

（4）將經過前后向空間平滑的接收數(shù)據矢量帶入PAST算法，得到信號子空間：

參數(shù)y_fk(t)＝W^H(t-1)z_fk(t),y_bk(t)＝W^H(t-1)z_bk(t)，W(t)為第t個快拍時的權矩陣，更新參數(shù)：

Pfk(t)=Pfk(t-1)-βPfk(t-1)yfk(t)yfkH(t)PfkH(t-1)1+βyfkH(t)Pfk(t-1)yfk(t),]]>

Pbk(t)=Pbk(t-1)-βPbk(t-1)ybk(t)ybkH(t)PbkH(t-1)1+βybkH(t)Pbk(t-1)ybk(t),]]>β為遺忘系數(shù)，0＜β＜1，更新參數(shù)：

gfk(t)=Pfk(t-1)yfk(t)1-β+YfkH(t)Pfk(t-1)yfk(t),]]>gbk(t)=Pbk(t-1)ybk(t)1-β+YbkH(t)Pbk(t-1)ybk(t),]]>hfk(t)=yfkH(t)PfkH(t-1),]]>由先驗信息得估計誤差為e_fk(t)＝z_fk(t)-W(t-1)y_fk(t)，

e_bk(t)＝z_bk(t)-W(t-1)y_bk(t)，權矩陣更新為W(t)=W(t-1)+12K{Σk=1Kefk(t)gfkH(t)+Σk=1Kebk(t)gbkH(t)},]]>權矩陣W(t)即為快拍數(shù)為t時對應的信號特征矢量，由W(t)張成的空間為信號子空間，信號子空間U_S(t)＝orth[W(t)]；

（5）對信號子空間的數(shù)據使用MUSIC算法進行處理，經譜峰搜索獲得目標信號波達方向：

信號子空間的MUSIC譜函數(shù)：其中，I為單位陣，對MUSIC譜峰值進行搜索，得到入射信號的波達方向角度；

（6）令t=t+1，將下一塊拍數(shù)的數(shù)據矢量帶入步驟（1）中，得到下一塊拍數(shù)對應的信號波達方向角度，直到達到最大快拍數(shù)，實現(xiàn)沖擊噪聲環(huán)境下相干信號源的DOA動態(tài)跟蹤。