吉林大学学报(工学版) ›› 2014, Vol. 44 ›› Issue (5): 1474-1480.doi: 10.7964/jdxbgxb201405040

• 论文 • 上一篇    下一篇

远近场混合循环平稳信源定位方法

燕学智, 陈磊, 刘国红, 刘妍妍   

  1. 吉林大学 通信工程学院, 长春 130022
  • 收稿日期:2013-08-01 出版日期:2014-09-01 发布日期:2014-09-01
  • 通讯作者: 刘国红(1986),女,博士研究生.研究方向:信号参量估计.E-mail:liugh10@mails.jlu.edu.cn
  • 作者简介:燕学智(1972), 男, 副教授.研究方向:信号参量估计.E-mail:yanxz@jlu.edu.cn
  • 基金资助:

    国家自然科学基金项目(61171137); 教育部新世纪优秀人才计划项目(NCET-09-0426).

Passive localization for mixed far-field and near-field cyclostationary sources

YAN Xue-zhi,CHEN Lei,LIU Guo-hong,LIU Yan-yan   

  1. College of Communication Engineering, Jilin University, Changchun 130022, China
  • Received:2013-08-01 Online:2014-09-01 Published:2014-09-01

摘要:

提出一种基于对称均匀线阵与二阶循环统计量相结合的远近场混合源定位新方法。该方法首先将均匀线阵划分为两个对称子阵,获得仅包含方位角信息的旋转矩阵,以此为基础,构造谱峰搜索函数,实现远场源和近场源角度的同时估计,将获得的方位角信息代入二维MUSIC谱函数,实现近场源距离估计。所提算法计算复杂度低,估计精度较高,且无需参数配对及二维搜索。均方根误差的仿真结果验证了该算法的有效性。

关键词: 通信技术, 阵列信号处理, 远场源定位, 近场源定位, 循环平稳信源

Abstract:

Based on the symmetric Uniform Linear Array (ULA) and the second-order cyclic statistic, an efficient algorithm is proposed to deal with the localization of the mixed far-field and near-field cyclostationary sources. First, by exploiting the symmetric property of the divided subarrays, a rotational matrix is constructed, in which only the Direction-of-Arrival (DOA) information is contained. Then, the DOA estimations for both far-field and near-field sources are performed from a spectral search procedure. Finally, by substituting the obtained azimuth back into the two-dimensional MUSIC spectral function, the range estimations for the near-field sources is performed. Compared with previous works, the proposed algorithm saves computation cost, provides high estimation accuracy, and requires neither two-dimensional search nor parameter-pairing procedure. Computer simulations confirm the feasibility of the proposed algorithm.

Key words: communication technology, array signal processing, far-field source localization, near-field source localization, cyclostationary sources

中图分类号: 

  • TN911.7
[1] Krim H, Viberg M. Two decades of array processing research: The parametric approach[J]. IEEE Signal Processing Magazine,1996, 13(4): 67-94.
[2] Liang Jun-li, Zeng Xian-ju, Ji Bang-jie, et al. A computionally efficient algorithm for joint rangr-DOA-frequency estimation of near-field sources[J]. Digital Signal Processing,2009, 19: 596-611.
[3] Schmidt R O. Multiple emitter location and signal parameter estimation[J]. IEEE Transaction on Antennas and Propagation,1986, 34(3):276-280.
[4] Roy R, Kailath T. Estimating of signal parameters via rotational invariance technique[J]. IEEE Transaction on ASSP,1989, 37(7):984-995.
[5] Huang Y D, Barkat M. Near-field multiple source localization by passive sensor array[J]. IEEE Transaction on Antennas and Propagation,1993, 18(2): 968-975.
[6] Starer D, Nehorai A. Passive localization of near-field sources by path following[J]. IEEE Transaction On SP,1994, 42(3): 677-680.
[7] Haardt M, Challa R N, Shamsunder S. Improved bearing and range estimation via high-order subspace based unitary ESPRIT[C]∥Signals, Systems and Computers,Asilomar USA,1996:380-384.
[8] Liang Jun-li, Liu Ding. Passive localization of mixed near-field and far-field sources using two-stage MUSIC algorithm[J]. IEEE Transactions on Signal Processing,2010, 58(1): 108-120.
[9] Wang Bo, Liu Juan-juan, Sun Xiao-ying. Mixed sources localization based on sparse signal reconstruction[J]. IEEE Signal Processing Letters,2012, 19(8): 487-490.
[10] Jin He, Swany M N S, Ahmad M O. Efficient application of MUSIC algorithm under the coexistence of far-field and near-field sources[J]. IEEE Transaction on Signal Processing,2012, 60(4): 2066-2070.
[11] Liu Guo-hong, Sun Xiao-ying, Liu Yan-yan, et al. Low-complexity ESPRIT algorithm for mixed far-field and near-field cyclostationary sources localization[J]. IET Signal Processing, 2013, 7(5):382-388.
[12] 卢海军,王树勋. 一种有效扩展二阶循环统计量的方法[J]. 吉林大学学报:工学版, 2004,34(4):633-638.Lu Hai-jun, Wang Shu-xun. Effective method based on extended second order cyclstationarity[J]. Journal of Jilin University (Engineering and Techonology Edition), 2004,34(4):633-638.
[13] Gao F, Gershman A B. A generalized ESPRIT approach to direction-of-arrival estimation[J]. IEEE Signal Processing Letters,2005, 12(3): 254-257.
[1] 周彦果,张海林,陈瑞瑞,周韬. 协作网络中采用双层博弈的资源分配方案[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1879-1886.
[2] 孙晓颖, 扈泽正, 杨锦鹏. 基于分层贝叶斯网络的车辆发动机系统电磁脉冲敏感度评估[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1254-1264.
[3] 董颖, 崔梦瑶, 吴昊, 王雨后. 基于能量预测的分簇可充电无线传感器网络充电调度[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1265-1273.
[4] 牟宗磊, 宋萍, 翟亚宇, 陈晓笑. 分布式测试系统同步触发脉冲传输时延的高精度测量方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1274-1281.
[5] 丁宁, 常玉春, 赵健博, 王超, 杨小天. 基于USB 3.0的高速CMOS图像传感器数据采集系统[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1298-1304.
[6] 陈涛, 崔岳寒, 郭立民. 适用于单快拍的多重信号分类改进算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 952-956.
[7] 陈瑞瑞, 张海林. 三维毫米波通信系统的性能分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 605-609.
[8] 张超逸, 李金海, 阎跃鹏. 双门限唐检测改进算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 610-617.
[9] 关济实, 石要武, 邱建文, 单泽彪, 史红伟. α稳定分布特征指数估计算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 618-624.
[10] 李炜, 李亚洁. 基于离散事件触发通信机制的非均匀传输网络化控制系统故障调节与通信满意协同设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 245-258.
[11] 孙晓颖, 王震, 杨锦鹏, 扈泽正, 陈建. 基于贝叶斯网络的电子节气门电磁敏感度评估[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 281-289.
[12] 武伟, 王世刚, 赵岩, 韦健, 钟诚. 蜂窝式立体元图像阵列的生成[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 290-294.
[13] 袁建国, 张锡若, 邱飘玉, 王永, 庞宇, 林金朝. OFDM系统中利用循环前缀的非迭代相位噪声抑制算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 295-300.
[14] 王金鹏, 曹帆, 贺晓阳, 邹念育. 基于多址干扰和蜂窝间互扰分布的多载波系统联合接收方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 301-305.
[15] 石文孝, 孙浩然, 王少博. 无线Mesh网络信道分配与路由度量联合优化算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1918-1925.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 刘松山, 王庆年, 王伟华, 林鑫. 惯性质量对馈能悬架阻尼特性和幅频特性的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 557 -563 .
[2] 初亮, 王彦波, 祁富伟, 张永生. 用于制动压力精确控制的进液阀控制方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 564 -570 .
[3] 李静, 王子涵, 余春贤, 韩佐悦, 孙博华. 硬件在环试验台整车状态跟随控制系统设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 577 -583 .
[4] 胡兴军, 李腾飞, 王靖宇, 杨博, 郭鹏, 廖磊. 尾板对重型载货汽车尾部流场的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 595 -601 .
[5] 王同建, 陈晋市, 赵锋, 赵庆波, 刘昕晖, 袁华山. 全液压转向系统机液联合仿真及试验[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 607 -612 .
[6] 张春勤, 姜桂艳, 吴正言. 机动车出行者出发时间选择的影响因素[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 626 -632 .
[7] 马万经, 谢涵洲. 双停车线进口道主、预信号配时协调控制模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 633 -639 .
[8] 于德新, 仝倩, 杨兆升, 高鹏. 重大灾害条件下应急交通疏散时间预测模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 654 -658 .
[9] 肖赟, 雷俊卿, 张坤, 李忠三. 多级变幅疲劳荷载下预应力混凝土梁刚度退化[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 665 -670 .
[10] 肖锐, 邓宗才, 兰明章, 申臣良. 不掺硅粉的活性粉末混凝土配合比试验[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 671 -676 .