黃緊德+邱明

摘要：為解決基于空間譜的波達(dá)方向估計(jì)依賴于源數(shù)目估計(jì)精度的問題，該文在高階累積量同步源信號提取的基礎(chǔ)上，提出了ICA與MUSIC的局部搜索的DOA估計(jì)的方法。該方法無需估計(jì)源數(shù)目的，就可估計(jì)DOA。通過實(shí)驗(yàn)證明，該文提出的方法具有較高的穩(wěn)健性，并且存在弱信號的情況下，該文的算法仍然有效。

關(guān)鍵詞：波達(dá)方向（DOA）估計(jì)；獨(dú)立分量分析；均勻圓陣；源數(shù)目估計(jì)

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）14-0220-03

1概述

DOA估計(jì)廣泛應(yīng)用于通信、雷達(dá)、無源目標(biāo)定向、混合信號分離等領(lǐng)域。比較成熟的方法有基于信號子空間的MUSIC方法。MUSIC方法可突破瑞利限，實(shí)現(xiàn)超分辨率的DOA估計(jì)。MUSIC實(shí)現(xiàn)的前提條件是知道源數(shù)目，或者源數(shù)目可正確估計(jì)。常用的源數(shù)目估計(jì)有假設(shè)驗(yàn)證法、基于信息論檢驗(yàn)法-引、廣義似然估計(jì)法、最大后驗(yàn)概率法。采用基于源數(shù)目估計(jì)與MUSIC方法相結(jié)合時(shí)，在低信噪比時(shí)，會(huì)出現(xiàn)譜峰選擇錯(cuò)誤的情況，從而導(dǎo)致DOA估計(jì)錯(cuò)誤。此外，當(dāng)存在部分人射信號很強(qiáng)而部分入射信號很弱時(shí)，常規(guī)的源數(shù)目估計(jì)方法會(huì)忽略弱信號，造成弱信號的DOA無法估計(jì)。

為解決源數(shù)目估計(jì)與MUSIC相結(jié)合方法的一些不足，近年提出了一些不需要估計(jì)源數(shù)目的DOA估計(jì)方法。如基于ICA與波束零點(diǎn)形成相結(jié)合的方法，其利用ICA的分離向量計(jì)算波束，接著利用波束校正ICA的優(yōu)化過程，收斂時(shí)可以得到源的DOA。直接利用ICA分離矩陣元素之間存在的角度信息進(jìn)行DOA估計(jì)。這些方法可以不需要預(yù)先估計(jì)源信號數(shù)目就可直接估計(jì)DOA。但是[4]方法只能在陣元和源數(shù)目相等時(shí)才有效，文獻(xiàn)[5][6]方法在計(jì)算DOA時(shí)，會(huì)出現(xiàn)復(fù)數(shù)角度值。

本文提出了與[6][7]不同的基于ICA的DOA估計(jì)方法。其在同步提取獨(dú)立分量時(shí)，利用分離矩陣的行向量估計(jì)對應(yīng)的DOA，接著利用子空間方法在局部進(jìn)行修正，可以得到基于獨(dú)立分量分析的DOA精確估計(jì)。該方法充分利用源信號的統(tǒng)計(jì)獨(dú)立特性和陣列的結(jié)構(gòu)信息。仿真實(shí)驗(yàn)證明，可以有效的對未知源數(shù)目的入射信號進(jìn)行DOA估計(jì)。

2陣列信號模型