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多径环境下联合时间反演和PCA 降维的阵列幅相误差校正

2021-08-28李方伟鲁佳文王明月

通信学报 2021年8期

李方伟,鲁佳文,王明月

(重庆邮电大学通信与信息工程学院,重庆 400065)

1 引言

波达方向(DOA,direction of arrival)估计是阵列信号处理中的一个重要研究课题,在雷达、声呐、通信和医疗等领域发挥着重要作用[1-3]。DOA 估计算法主要分为传统法、子空间法和最大似然法,其中,子空间法因具有高分辨性的显著优势受到了产业界和学术界的广泛研究。在实际应用场景中,接收阵列流型往往会存在一定的幅度误差和相位误差,即幅相误差。而子空间法的高分辨率依赖于精确获知接收阵列先验信息,阵列幅相误差的出现会恶化此类方法的DOA 估计性能[4-5]。因此,如何有效降低或消除幅相误差对子空间法DOA 估计的影响仍是一项重要且具有挑战性的任务。

针对阵列幅相误差导致子空间法DOA 估计不精确的问题,目前已提出多种校正方法,主要分为两类。第一类是自校正类方法,这类方法根据某种优化准则联合估计信号源的方位和阵列幅相误差扰动因子。其优势在于不需要设置方向及角度已知的辅助阵元,但需要求解高维、多模的非线性优化问题,求解过程计算复杂度高且无法保证全局收敛。第二类是有源校正类方法,该类方法通过设置方向角度精确已知的辅助阵元对阵列误差参数进行测量或估计。其优势在于误差校正精度较高且计算复杂度相对较低,但需要设置已知方位信息的辅助阵元。有源校正类方法具有较高校正精度和较低计算复杂度,在实际工程中得到了广泛的应用,本文也将研究此类方法。……

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