The invention discloses a method for estimating the angle of arrival of related signals based on the atomic norm when there is amplitude and phase error, belonging to the technical field of array signal processing. Aiming at the signals received by the array antenna, the receiving signal model with amplitude and phase error of the receiving antenna is constructed; the unknown angle of arrival is theoretically derived by mining the spatial sparse characteristics of the related signals and adopting the sparse reconstruction algorithm Solve the expression. Methods by studying the dual problem of minimization of atomic norm and using positive semidefinite programming to solve the corresponding convex optimization problem, the sparse estimation of arrival angle of correlated signals was realized. The sparse signal model is constructed when the receiving antenna has amplitude and phase errors, and the sparse estimation algorithm based on the atomic norm is adopted to estimate the arrival angle of the related signal.
【技术实现步骤摘要】
存在幅相误差时基于原子范数的相关信号到达角估计方法
本专利技术属于阵列信号处理
,尤其是存在幅相误差时针对相关信号的到达角估计方法。
技术介绍
信号的到达角估计技术在雷达、通信以及电子对抗等领域起到了关键作用,通过估计得到电磁波的如何方向,可以提高雷达系统对目标的估计与探测性能,提升无线通信系统的信道容量。传统的信号到达角估计技术主要是基于离散傅立叶变换的方法,该方法估计速度快,但精度较低,无法分辨同一波束中的多个信号。因此,提出了基于MUSIC或ESPRIT的子空间估计技术,通过对接收信号进行多次快拍采样,构建信号的协方差矩阵,从而区分信号子空间以及噪声子空间,在子空间上实现对信号的空间谱以及到达角的估计。基于子空间的到达角估计技术可以在同一波束中区分多个信号,是一种超分辨的估计方法,为了进一步提高针对相关信号的估计精度,便提出了基于空间、频率以及时间的多重平滑子空间估计技术,可以获得更优的估计性能。然而,基于子空间的到达角估计技术只是充分利用了信号与噪声的子空间信息,而未使用更多的信号特征信息。由于接收信号在空域呈现稀疏特征,所以可以借助压缩感知(CompressedSensing,CS)的思想,通过稀疏重构的方式实现对信号的到达角估计。但是在阵列信号处理中,天线之间的不一致性会降低估计性能。在压缩感知场景中会带来一些麻烦:稀疏基对稀疏域进行均匀离散网格划分的时候,网格越精细,相邻网格点之间的间距就越小,网格点和参数真实值的误差就越小,但是网格越密集,相邻的稀疏基向量之间的相关性就越强,从而 ...
【技术保护点】
1.存在幅相误差时基于原子范数的相关信号到达角估计方法,其特征在于,包括如下步骤:/n步骤1,初始化未知参数,包括天线数量及天线间距、天线采样数、天线信噪比;/n步骤2,构建存在相位与幅度误差的空域稀疏相关信号模型;/n步骤3,给出基于原子范数的最优化问题描述表达式;/n步骤4,利用原子范数的对偶范数,构建最优化问题的对偶问题;/n步骤5,求解对偶问题,并求解指数多项式的根,完成相关信号到达角的估计。/n
【技术特征摘要】
1.存在幅相误差时基于原子范数的相关信号到达角估计方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1,初始化未知参数,包括天线数量及天线间距、天线采样数、天线信噪比;
步骤2,构建存在相位与幅度误差的空域稀疏相关信号模型;
步骤3,给出基于原子范数的最优化问题描述表达式;
步骤4,利用原子范数的对偶范数,构建最优化问题的对偶问题;
步骤5,求解对偶问题,并求解指数多项式的根,完成相关信号到达角的估计。
2.根据权利要求1所述的存在幅相误差时基于原子范数的相关信号到达角估计方法,其特征在于,在步骤2中,天线阵列存在幅相误差时的稀疏信号模型表示为
Y=ΓAS+W
其中,Y=[y0,y1,...,yM-1]为N个天线接收的M个采样信号,在第mTs个采样时刻,N个天线的接收信号为ym=[y0,m,y1,m,...,yN-1,m]T,Ts为采样间隔,A=[a(f0),a(f1),...,a(fK-1)]为矢量流行构成的字典矩阵,S为稀疏矩阵,Γ=diag(γ)为阵列天线幅相误差对角矩阵,zn和φn分别为第n个接受天线的幅度和相位误差,为阵列天线的幅相误差向量,W为加性高斯白噪声。...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈鹏,张璇,刘林夕,曹振新,
申请(专利权)人:东南大学,
类型:发明
国别省市:江苏;32
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