吴皓威 舒 畅 欧静兰 杨士中

①(重庆大学通信与测控中心 重庆 400044)

②(重庆大学微电子与通信工程学院 重庆 400044)

③(空天地网络互连与信息融合重庆市重点实验室 重庆 400044)

1 引言

近场信源定位技术在射频标签定位[1]、麦克风阵列声源定位[2]、被动声呐定位[3]、5G毫米波终端定位[4]等领域有着广泛的应用。在近场信源定位中，接收机处于信源天线的菲涅尔区[5]。3维信源定位[6]是近场信源定位中最具有现实意义的形式，其通过具有2维平面性质的接收阵列对近场信源进行3维度精确定位，获得距离、方位角与俯仰角信息。

波达方向估计(Direction Of Arrival,DOA)算法是实现3维信源定位的主要方法之一。近年来，为了提高信源定位的精度，学者对多重信号分类

(MUltiple SIgnal Classification,MUSIC)算法[7]与借助旋转不变性估计信号参数算法[8]进行了广泛的研究[9]。然而MUSIC算法虽然拥有了超分辨率的DOA估计精度，但是需要对每个参量进行谱峰搜索，复杂度较高；而且随着搜索维度的增加，复杂度会急剧上升。因此，极高的复杂度一直是制约MUSIC算法在信源定位领域应用的主要问题。

现有文献在降低基于MUSIC信源定位算法复杂度方面做了大量的工作。文献[10]提出了一种基于求根公式法的优化算法，此算法将谱峰搜索转换为多项式根的搜索，在一定程度上降低了复杂度。文献[11,12]提出了针对2维信源定位的降维优化算法，其将2维面阵谱峰搜索降维成1维线阵谱峰搜索，此算法在阵元数量较大时优化效果极为明显。文献[13]针对基于线阵的近场定位提出了一种降秩优化MUSIC算法，利用泰勒公式将2维导向矩阵中的距离与方位角剥离，并分别进行谱峰搜索。……