吉林大学学报(信息科学版) ›› 2017, Vol. 35 ›› Issue (6): 603-607.

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基于改进平滑 l 0 范数的 DOA 估计算法

单泽涛 1 , 刘小松 2 , 单泽彪 2,3 , 陈摇 淼 3 , 石要武 3   

  1. 1. 保定威奕汽车有限公司 制造部, 河北 保定 072550; 
    2. 长春理工大学 电子信息工程学院, 长春 130022;
    3. 吉林大学 通信工程学院, 长春 130022
  • 收稿日期:2016-09-22 出版日期:2017-12-29 发布日期:2018-03-14
  • 通讯作者: 单泽彪(1986— ), 男, 河北邢台人, 长春理工大学讲师, 吉林大学博士研究生, 主要从事光电检测与现代信号处理研究, (Tel)86-13086885086(E-mail)zbshan@126. com。
  • 作者简介:单泽涛(1985— ), 男, 河北邢台人, 保定威奕汽车有限公司工程师, 主要从事信号检测与处理技术研究, (Tel)86-13596401456(E-mail)phd1314@ qq. com。
  • 基金资助:
     国家自然科学基金资助项目(61571462); 国防基础科研计划基金资助项目(JCKY2016411C006)

DOA Estimation Algorithm Based on Improved Smoothed l 0 Norm

SHAN Zetao 1 , LIU Xiaosong 2 , SHAN Zebiao 2,3 , CHEN Miao 3 , SHI Yaowu 3   

  1. 1. Manufacturing Department, Baoding Weiyi Motor Company Limited, Baoding 072550, China;
    2. School of Electronic and Information Engineering, Changchun University of Science and Technology, Changchun 130022, China;
    3. College of Communication Engineering, Jilin University, Changchun 130022, China
  • Received:2016-09-22 Online:2017-12-29 Published:2018-03-14

摘要: 为提高现有基于压缩感知的 DOA(Direction of Arrival)估计算法估计精度, 提出一种基于改进平滑 l 0 范数
的 DOA 估计算法。 该算法在构造一个恰当的平滑连续函数后根据接收数据的初始解确定一个合适的递减{δ}
序列[δ1 ,δ 2 ,…,δ J ], 并对每个 δ 值, 采用最速下降法求解 l 0 范数逼近函数 F δ (S)的最小值; 然后将该 δ 值作
为下一次迭代的初始值, 并通过多次的迭代获得逼近函数的最小解, 即逼近的最小 l 0 范数。 同时通过仿真实
验对该算法进行了验证。 结果表明, 该算法在单快拍条件下即可对 DOA 进行有效估计, 与 OMP(Orthogonal
Matching Pursuit)算法相比, 运算过程简单、 精度较高, 具有更好的估计性能。

关键词: 最速下降法, 阵列信号处理, DOA 估计, 改进平滑 l 0 范数

Abstract: In order to improve the estimation accuracy of the existing DOA (Direction of Arrival) estimation
algorithms based on compressive sensing, a DOA estimation algorithm based on Improved Smoothed l 0 norm is
proposed. Firstly, we construct a proper smooth continuous function and give a proper decreasing sequence of
sets {δ} which is [δ 1 ,δ 2 ,…,δ J ] based on the initial solution of receiving data to get the minimum value of
F δ (S) for every single δ by using steepest descent method, secondly we take this δ as the original value for the
next iteration, and then we get the minimal solution of the smooth continuous function which is the imminent
minimum l 0 norm by a number of iterations. At last, we verify this proposed algorithm by simulation experiments.
The results denote that the proposed algorithm can achieve more excellent estimation performance than OMP
(Orthogonal Matching Pursuit)algorithm under the condition of single-snapshot and can get simple process and
high precision.

Key words: improved smoothed l 0 norm, steepest descent method,  array signal processing, direction of arrival (DOA) estimation

中图分类号: 

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