[發明專利]一種分步估計的空域信號空間譜估計方法

有效

• 申請號: 201710046853.2
• 申請日: 2017-01-22
• 公開（公告）號: CN106814343B
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發明（設計）人: 魏爽;陶春貴;彭劍;蔣德富;王峰;劉海韻
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01S3/14
• 分類號: G01S3/14;G01S3/74;G01S3/782;G01S3/802
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.一種分步估計的空域信號空間譜估計方法，其特征是，包括如下步驟：

1)對感興趣的空間Θ以步長π/λ₁劃分為LN₁份，其滿足其中span(Θ)表示空間Θ中最大值和最小值之間的差值，INT表示將一個數值向下取整為最接近的整數的函數，λ₁為預估計步長因子；

這樣形成的正交完備稀疏字典構造預估計的稀疏基矩陣并對信號x∈C^N×1進行預估計稀疏表示，Ν為陣源數，表示復數域的N×LN₁維矩陣，其中構造稀疏基目標信號可被稀疏表示為x＝Ψ₁y₁+w₁，其中，為空域信號x的預估計稀疏表示，w₁∈C^N×1為高斯白噪聲，j為虛數表示，d為陣元間距，λ為波長，表示空間劃分角度，i＝1,2,…,LN₁；

2)利用雙結構系統構造預估計測量矩陣其中Φ₁₃由M₁×M₁單位對角矩陣中取N-M₁列構成，N-M₁≤M₁，M₁為預估計測量數；

3)將空域信號x投影到測量矩陣Φ_y上得到觀測信號s₁＝Φ_yx＝Φ_y(Ψ₁y₁+w₁)＝T₁y₁+e₁,T₁＝Φ_yΨ₁,e₁＝Φ_yw₁，其中，是預估計觀測信號，是預估計恢復矩陣，為預估計觀測信號的噪聲矢量，

4)在得到觀測信號后利用OMP算法對步驟3)中的等式進行求解，在OMP算法執行結束后即為預估計結果其中，為預估計所得角度，i＝1、2、…、K，K為稀疏度；

5)縮小搜索范圍，生成精確估計正交完備稀疏字典，對信號進行精確估計稀疏表示；在步驟4)得到的預估計值附近進行精確搜索得到空間譜的準確信息，以預估計值為中心，以為半徑，自適應生成感興趣空間其中，是以為中心為半徑的中心鄰域，依據經驗值設定；

6)以為感興趣空間，以步長π/λ₂劃分為LN₂份，其滿足其中表示空間中最大值和最小值之間的差值，INT表示將一個數值向下取整為最接近的整數的函數，λ₂為精確估計步長因子，λ₂＞λ₁；構造稀疏基矩陣j為虛數表示，d為陣元間距，λ為波長，表示空間劃分角度，i＝1,2,…,LN₂，表示復數域的N×LN₂維矩陣；

7)在新的空間區域用精確估計完備稀疏基將目標信號稀疏表示為x＝Ψ₂y₂+w₂，其中為空域信號x的精確估計稀疏表示，w₂∈C^N×1為高斯白噪聲；

8)利用雙結構系統構造精確測量矩陣其中Φ₂₃由M₂×M₂單位對角矩陣中取N-M₂列構成，N-M₂≤M₂，M₂為精確測量數；

9)將空域信號x投影到Φ_j上得到觀測信號s₂＝Φ_jx＝Φ_j(Ψ₂y₂+w₂)＝T₂y₂+e₂,T₂＝Φ_jΨ₂，其中，是精確估計觀測信號，是精確估計恢復矩陣，為精確估計觀測信號的噪聲矢量；

10)在得到觀測信號后利用OMP算法對步驟9)中的等式進行求解，在OMP算法執行結束后即為精確估計結果AccurateEstimation＝[φ₁ φ₂ … φ_K]，其中，φ_i為精確估計所得角度，i＝1、2、…、K，K為稀疏度。