[发明专利]一种离网格DOA估计方法在审

专利信息
申请号: 202211148991.9 申请日: 2022-09-21
公开(公告)号: CN115480206A 公开(公告)日: 2022-12-16
发明(设计)人: 李芳;李梦鸽;李冀;罗笑南 申请(专利权)人: 桂林电子科技大学;桂林慧谷人工智能产业技术研究院;桂林智慧产业园有限公司
主分类号: G01S3/04 分类号: G01S3/04;G01S3/781;G01S3/801
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 541004 广西*** 国省代码: 广西;45
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摘要:
搜索关键词: 一种 网格 doa 估计 方法
【权利要求书】:

1.一种离网格DOA估计方法,其特征在于,包括:

步骤1:构建信号模型,构建接收天线阵列数据的稀疏信号模型;

步骤2:构建基于狄利克雷过程先验的概率模型;

步骤3:根据概率模型,求解联合概率密度函数,并设计因子图;

步骤4:使用联合BP-MF(置信传播-平均场规则)的消息传递方法得到概率模型中各参数的更新公式;

步骤5:根据所得到的参数更新公式对数据Y进行处理,得到概率模型参数的估计值;

步骤6:根据所得到的参数估计值,计算DOA的估计值。

2.根据权利要求1所述的一种离网格DOA估计方法,其特征在于,所述步骤1包括:

使用均匀线性阵列接收远场信号,阵元个数为M,阵元间距为Δd,将信号分为F个子带,阵列输出数据Y=[y1,…,yf]为M×F维矩阵;然后均匀划分角度网格,将范围[0°,180°]均匀划分为N个网格,得到角度网格点集Θ=[θ1,…,θN];定义X=[x1,…,xf]为N×F的稀疏信号矩阵;定义噪声信号W=[w1,…,wf]为M×F维矩阵;定义过完备近似字典为M×N维矩阵;建立接收天线阵列输出矩阵Y的信号模型为:

其中,

其中,

式中,afi),i=1,…,N表示入射角度为θi时的导向矢量,λ为波长。Bf=[bf1),bf2),…,bfN)],bfi)为afi)关于θi的导数。Δf=diag(βf)为离网格角度偏差对角矩阵,βf为入射角度与最近的网格角度之间的差值,diag(·)表示向量矩阵化。

3.根据权利要求1所述的一种离网格DOA估计方法,其特征在于,所述步骤2包括:

假设加性噪声服从均值为0、精度为α0~Gam(a,b)的复高斯分布,Gam(·)表示Gamma分布,则接收天线阵列数据Y中第f列向量满足表示复高斯分布,IM表示M维单位矩阵;

假设稀疏信号矩阵X中的第f列向量xf服从均值为0、精度为的复高斯分布,其中K表示分类的数目,则xf的概率密度函数为:

其中,1[zf=k]表示当zf=k时的值为1,其他情况值为0;zf为分配向量,服从参数为{ωk}k=1,…,K的多项式分布,为“截棍”定理的权值;πk~Beta(1,γ)为“截棍”定理的长度;γ~Gam(e,h)为狄利克雷过程的标度参数。

4.根据权利要求1所述的一种离网格DOA估计方法,其特征在于,所述步骤3包括:

联合概率密度函数为:

其中,表示隐藏变量集合。

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