[发明专利]一种基于估计误差能量约束的圆和非圆混合信号DOA估计方法

说明书

本发明公开了一种基于估计误差能量约束的圆和非圆混合信号DOA估计方法，包括：线性均匀阵列被动接收来自远场信源发射的彼此不相关的电磁波，得到线性均匀阵列输出；将线性均匀阵列输出及其共轭组成扩展阵列输出信号，计算得到扩展协方差矩阵；引入估计误差能量约束条件，给出基于估计误差能量约束的非圆信号DOA估计函数表达式，最终得到非圆信号的目标角度参数；S5、根据非圆信号的目标角度参数，进一步得出新的基于圆信号的阵列输出协方差矩阵的估计值，最终得到圆信号的目标角度参数。该方法在基于原子范数最小化的DOA估计算法的基础上，引入估计误差能量约束，实现少快拍情况下的混合信号DOA估计。

技术领域

本发明涉及阵列信号处理技术，尤其涉及一种基于估计误差能量约束的圆和非圆混合信号DOA估计方法。

背景技术

随着近代通讯技术的不断发展，传统雷达和通信所占用的频谱资源逐渐紧缺，因此高频段尤其是毫米波段频谱将成为雷达和5/6G通信重点候选频段，如何判断信号来向并区分信号源于雷达还是通信成为阵列信号处理的热点问题。一般地，雷达发射信号多为圆信号，通信系统发射多为非圆信号，因此可将该问题转化成估计圆和非圆混合信号的波达方向(Direction-of-Arrival,DOA)参数。

现阶段，已有相关学者和专家研究圆和非圆混合信号的DOA估计问题并取得了一定成果，比如基于原子范数最小化的方法(详见文献Teng L,Wang Q,Chen H,et al.AtomicNorm-Based DOA Estimation with Sum and Difference Co-arrays in Coexistence ofCircular and Non-circular Signals[J].Circuits Systems and Signal Processing)和基于高分辨MUSIC算法(Wan L,Xie L.An Improved DOA Estimation Algorithm forCircular and Non-Circular Signals with High Resolution[C],2016IEEEInternational Conference on Acoustics,Speech and Signal Processing)。但是这些方法在少快拍情况下对非圆信号的估计效果不好，进而又会干扰混合信源中对圆信号的测向精度。因此需要针对上述情况提高对非圆信号估计的准确性，以精准估计混合信号角度。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种基于估计误差能量约束的圆和非圆混合信号DOA估计方法，该方法在基于原子范数最小化的DOA估计算法的基础上，引入估计误差能量约束，实现少快拍情况下的混合信号DOA估计。

技术方案：本发明的一种基于估计误差能量约束的圆和非圆混合信号DOA估计方法，包括以下步骤：

S1、由间距为d的M个阵元组成一线性均匀阵列，该线性均匀阵列被动接收来自K＝K_c+K_nc个远场信源发射的彼此不相关的电磁波，K_nc为非圆信源个数，K_c为圆信源个数，于是得到该线性均匀阵列输出x(t)＝As(t)+n(t)，其中A＝[A_nc A_c]为所有信源所对应的阵列流型，A_nc和A_c分别为非圆信号和圆信号的阵列流型，n(t)为高斯非均匀噪声信号，t＝1,…,L为快拍数；

S2、将线性均匀阵列输出及其共轭同时使用，组成扩展阵列输出信号y(t)，并计算得到扩展协方差矩阵R_y；