导　　师： 陈芳炯; 艾育华

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 随着人们越发重视对海洋资源的开发,水声定位技术逐渐成为研究焦点并得到了前所未有的发展。然而,水下环境复杂多变,尤其是浅水环境的多径传输影响,为水声定位算法带来了巨大的挑战。水下多径信号间存在较小的时延拓展,可被看作相干信号,此时传统的超分辨DOA估计算法对目标的定位会遇到极大困难。经典的解决方法为空间平滑类算法,但是这样会导致阵列孔径亏损,而且计算复杂度较高。因此,寻找一种不会减少阵列孔径且低复杂度的多径DOA算法具有重要的现实意义。研究表明,离散傅里叶变换可以看作一个用于多径信道和均匀线阵的高效的、健壮的和渐近最优的空间组合器,因此,多径DOA估计问题可以从时域转换到频域中。本文先介绍了各种经典的DOA算法,然后提出了一种基于空间离散傅里叶变换、频率估计和有理函数逼近的水下多径DOA与信道参数的联合盲估计算法。本文在分析与总结现有算法的基础上,把问题模型转化到频域中去,提出了利用频率估计法估计包含被估参数信息的有理函数的思想,继而通过有理函数逼近法获得估计参数。此外,经过计算复杂度分析证明这是一种低复杂度的算法,最后给出了基于各种频率估计算法的DOA与信道参数仿真性能分析。在此盲估计算法基础上,本文假设源信号的先验信息已知,利用先验信息提高算法性能,把盲估计算法改进为非盲估计算法。此外,在源信号部分先验信息已知条件下,本文猜想多个高斯过程平均后能提高算法鲁棒性,于是把源信号由单频信号改为多频信号,利用幅度估计法替代频率估计法,使算法性能有了进一步的提升。仿真证明:利用源信号的先验信息和增加源信号的频率数目均可使算法性能提升。最后,本文对多径信号模型的参数进行CRB分析。更多还原

关 键 词： 多径 相干信号 频率估计 有理函数 先验信息

领　　域： []