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专利号: 2022108635214
申请人: 电子科技大学长三角研究院(湖州)
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-17
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种存在阵列互藕的一比特采样DOA估计方法,其特征在于,包括下列步骤:步骤1,设置天线阵列,所述天线阵列为采用M个阵元组成的均匀线性阵列,其中阵元间距为d=λ/2,λ表示信号波长,定义天线阵列的接收信号数K,阵列的未量化观测数据矢量为x(t),阵列的一比特观测数据矢量为y(t);

步骤2:计算归一化协方差矩阵:(2a)计算观测数据y(t)在快拍数为N的协方差矩阵Ry;

(2b)计算归一化协方差矩阵其中,矩阵 是一个对角矩阵,中间M‑

2P+2个非零元素的取值相同,定义为γ,P表示允许忽略互藕效应的阵元间隔数,C表示互藕矩阵,且 A表示K个信号的阵列流形矩阵, 表示噪声功率,Rs表示信源的协方差矩阵;

步骤3,矩阵变换处理:

(3a)将互耦矩阵和导向矢量的乘积转化为Ca(θ)=T(θ)α;

其中T(θ)=blkdiag{T1,T2,T3};

P‑2

T1=diag{1,β(θ),...,β (θ)};

P‑1 M‑P T

T2=[β (θ),...,β (θ)];

M‑P+1 M‑1

T3=diag{β (θ),...,β (θ)},j2πdsinθ/λ

β(θ)=e ;

T

α=[μ1,...,μl,...,μP‑1,τ(θ),α1,...,αl,…,αP‑1];

ck表示互藕矩阵C的第k个元素;

‑1/2 ‑1/2

(3b)根据归一化矩阵G 和矩阵T(θ)的结构和元素大小,将二者乘积转化为G T(θ)‑1/2 ‑1/2=T(θ)D,得到G Ca(θ)=G T(θ)α=T(θ)Dα,其中D=diag[ρ1,ρ2,…,ρP‑1,γ ,ν1,ν2,…,νP‑1]是维度为2P‑1的对角矩阵;

步骤4,构建稀疏矢量:

(4a)将归一化协方差矩阵 列向量化,得到等效接收信号矢量r:其中, 表示第k个信号的功率, vec(·)表示列向量化;

(4b)将等效接收信号矢量r变换表示为:其中,η=Dα,

(4c)将空域角度均匀划分为N个网格,记为 其中N>>K;

(4d)将等效接收信号矢量r重新表示为稀疏矢量:其中, 为字典矩阵, 表示稀疏度为K2

(2P‑1) 的块稀疏列向量;

步骤5,获取准确噪声子空间:(5a)设置迭代次数i的初始值,设置收敛阈值ε,初始化矩阵Qi;

(5b)将 特征值分解, 得到信号子空间Eis以及其特征值矩阵Λis,噪声子空间Ein以及其特征值矩阵Λin;

(5c)更新Qi+1为 其中 表示以括号中矩阵的对角线元素构成的对角矩阵,并更新i=i+1;

(5d)重复步骤(5b)和(5c)直到满足步骤6,构造加权矩阵:

(6a)根据空间网格角度 分别计算 其中Ein为步骤5中最后一次迭代获得的噪声子空间,det(·)表示求行列式;

(6b)构造加权矩阵 其中w=max{w1,...,wN};

步骤7,获取估计的DOA:o

(7a)基于块稀疏矢量 构建稀疏矢量 其中,h 的第n个元素表示 的第l个元素;

(7b)利用等效接收信号矢量构建优化问题: 其中,ξ为正则化参数,||·||1和||·||2分别表示l1和l2范数;

o

对所构建的优化问题进行求解,求解出的稀疏矢量h中最大的K个元素对应的角度即为估计的DOA。

2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤5的(5a)中,初始化Qi=IM,IM表示维度为M×M单位矩阵。