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基于伪协方差矩阵Otsu方法的信源数估计

吉林大学学报（信息科学版） 2017年第4期35卷 370-375页

作者：单泽涛刘小松单泽彪朱兰香石要武保定威奕汽车有限公司制造部保定072550 长春理工大学电子信息工程学院长春130022 吉林大学通信工程学院长春130012 长春建筑学院电气信息学院长春130699

为提高高斯色噪声背景下信源数估计的成功概率,提出了一种基于伪协方差矩阵的Otsu类间方差法。伪协方差矩阵对一定条件下的高斯白噪声和高斯色噪声具有免疫特性,而且利用阵元间的时间相关性增加了阵列的有效孔径,进而提高了伪协方差矩... 详细信息

为提高高斯色噪声背景下信源数估计的成功概率,提出了一种基于伪协方差矩阵的Otsu类间方差法。伪协方差矩阵对一定条件下的高斯白噪声和高斯色噪声具有免疫特性,而且利用阵元间的时间相关性增加了阵列的有效孔径,进而提高了伪协方差矩阵奇异值分解后信号奇异值与噪声奇异值的差异程度。在此基础上,利用Otsu类间方差法对信号奇异值与噪声奇异值进行分类。仿真结果表明,该方法可进一步提高信源数的估计成功概率。

关键词：阵列信号处理信源数估计伪协方差矩阵 Otsu类间方差法

一种新颖的基于伪协方差矩阵的快速DOA估计算法

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一种新颖的基于伪协方差矩阵的快速DOA估计算法

一种基于阵列接收信号重排的单快拍DOA估计方法

第十三届全国信号处理学术年会（CCSP-2007）

作者：齐赛杨树元中国科学院声学研究所

本文介绍了一种新颖的基于伪协方差矩阵的快速DOA估计算法——PMF-DOA算法,该算法只需单次采样快拍即可完成DOA估计,这与传统的需要大采样快拍数的MVDR类波束形成算法相比极大地减小了算法复杂度和计算最,该算法可对方位快速变化的信号... 详细信息

本文介绍了一种新颖的基于伪协方差矩阵的快速DOA估计算法——PMF-DOA算法,该算法只需单次采样快拍即可完成DOA估计,这与传统的需要大采样快拍数的MVDR类波束形成算法相比极大地减小了算法复杂度和计算最,该算法可对方位快速变化的信号进行测向跟踪,并且适用于相干信号环境。本文对该算法进行了深入研究,并通过对角线加载技术进一步提高了算法性能与稳健性,最后通过计算机仿真验证了改进算法的可行性和有效性。

关键词：伪协方差矩阵方位估计 MVDR 对角线加载

来源： cnki会议评论

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电子与信息学报 2014年第6期36卷 1334-1339页

作者：蒋柏峰吕晓德向茂生中国科学院电子学研究所微波成像技术国家级重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

针对单快拍情况下大多数空间谱估计方法失效的问题,该文提出一种直接利用阵列接收信号重排构造伪协方差矩阵的模型。理论分析表明,该模型更加灵活且更具一般性,已有的伪协方差矩阵构造方法可以统一在该模型下。在此基础上结合波束形成... 详细信息

针对单快拍情况下大多数空间谱估计方法失效的问题,该文提出一种直接利用阵列接收信号重排构造伪协方差矩阵的模型。理论分析表明,该模型更加灵活且更具一般性,已有的伪协方差矩阵构造方法可以统一在该模型下。在此基础上结合波束形成的思想,进一步提出一种基于阵列接收信号加权求和的伪协方差矩阵构造方法,该方法综合考虑了信噪比及阵列自由度两方面因素的影响,可在一定程度上提升估计性能。理论分析和仿真验证说明了该方法及模型的正确性和有效性。

关键词：阵列信号处理 DOA估计单快拍伪协方差矩阵

融合KCCA推断强化学习的机器人智能轨迹规划

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华中科技大学学报（自然科学版） 2019年第11期47卷 96-102页

作者：傅剑滕翔曹策娄平武汉理工大学自动化学院湖北武汉430070 武汉理工大学信息学院湖北武汉430070

针对当前模仿强化学习(LfDRL)框架面向新任务时并未考虑机器人各关节之间的联系,从而影响学习效果的不足,利用伪协方差矩阵的思想,基于再生核空间(RKHS)和广义瑞丽熵构建面向泛函指标的关节间摄动相关局部坐标系,进而设计出一种集成核... 详细信息

针对当前模仿强化学习(LfDRL)框架面向新任务时并未考虑机器人各关节之间的联系,从而影响学习效果的不足,利用伪协方差矩阵的思想,基于再生核空间(RKHS)和广义瑞丽熵构建面向泛函指标的关节间摄动相关局部坐标系,进而设计出一种集成核典型相关分析(KCCA)与路径积分策略提升(PI^2)的强化学习方法.利用学习经验数据基于KCCA推断出机器人各关节间面向轨迹规划任务的隐含非线性启发式信息,引导PI^2搜索到最优/次优策略,使得机器人实现从示范轨迹规划任务到新轨迹规划任务的快速迁移学习,并高质量完成.选择顺应性装配机械手臂(SCARA)和优傲5(UR5)机器人的过单点、过两点迁移学习智能轨迹规划实验,结果表明:融合KCCA推断启发式信息的强化学习的平均代价下降率明显优于经典的PI^2算法,其机器人智能轨迹规划在提升学习收敛速度的同时也提高了机器人完成新任务的精度.

关键词：轨迹规划模仿强化学习(LfDRL) 核典型相关分析(KCCA) 路径积分策略提升(PI^2) 伪协方差矩阵

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在线增强型复值混合信号盲分离算法研究

西安交通大学学报 2006年第9期40卷 1070-1073页

作者：丛丰裕雷菊阳许海翔周士弘杜栓平史习智上海交通大学振动冲击噪声国家重点实验室上海200240 杭州应用声学研究所海洋声学国家级重点实验室杭州310006

基于二阶统计量,对在线分离复值混合信号法进行了研究.假设源信号是独立的且非常态,信号的伪协方差矩阵能增加约束条件,从而可证明二阶统计量能够完全分离复值混合信号,而且对信号是否平稳不作要求.结合非常态信号的独立性,构造出代价函... 详细信息

基于二阶统计量,对在线分离复值混合信号法进行了研究.假设源信号是独立的且非常态,信号的伪协方差矩阵能增加约束条件,从而可证明二阶统计量能够完全分离复值混合信号,而且对信号是否平稳不作要求.结合非常态信号的独立性,构造出代价函数,利用梯度下降法推导出在线盲分离算法.通过盲分离算法的仿真试验,发现所提出的盲分离算法能充分利用复值非常态信号的二阶统计量,算法具有鲁棒性好、运算速度快和可在线实现等优点.

关键词：盲分离复值混合信号二阶统计量伪协方差矩阵在线

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基于复信息量的频域多通道盲解卷积算法

数据采集与处理 2008年第3期23卷 278-283页

作者：许海翔丛丰裕史习智上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

基于复信息量,发展了一种频域多通道盲解卷积算法。第一阶段,将频域内复变量的伪协方差矩阵融入到分离算法中,能完全实现非线性不相关,从而使得算法性能得到显著提高。第二阶段,通过Kullback-Leibler(KL)距离来解决次序不确定性问题。... 详细信息

基于复信息量,发展了一种频域多通道盲解卷积算法。第一阶段,将频域内复变量的伪协方差矩阵融入到分离算法中,能完全实现非线性不相关,从而使得算法性能得到显著提高。第二阶段,通过Kullback-Leibler(KL)距离来解决次序不确定性问题。将复变量出现的频度与复变量幅值的均匀分布相结合的复变量概率密度函数能更加准确地计算KL距离,使得该方法的性能得到改善。空旷场地下的仿真试验证明了所提出的算法更加有效。

关键词：多通道盲解卷积伪协方差矩阵复变量概率密度函数 KL距离

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基于短快拍的DOA估计算法研究

基于短快拍的DOA估计算法研究

作者：崔岳寒哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

传统的波达方向(DOA)估计算法的研究基础是多快拍数据,而在实际应用中,往往需要实时处理,进而导致阵列接收数据有限,很难取得理想的多快拍数据。因此,对有效数据不充足即短快拍甚至单快拍情况下的阵列DOA估计算法的研究具有十分重要的... 详细信息

传统的波达方向(DOA)估计算法的研究基础是多快拍数据,而在实际应用中,往往需要实时处理,进而导致阵列接收数据有限,很难取得理想的多快拍数据。因此,对有效数据不充足即短快拍甚至单快拍情况下的阵列DOA估计算法的研究具有十分重要的意义和价值。本文主要研究了短快拍条件下的DOA估计算法。针对MUSIC算法不适用于单快拍这一问题,本文研究了一种适用于单快拍的MUSIC改进算法,即ISS-MUSIC算法。该算法对经典MUSIC测向方法进行了改进,将伪协方差矩阵构造法与共轭增强法相结合。新算法的优点为适用于单快拍,且性能优于未进行共轭增强的基于伪协方差矩阵单快拍MUSIC算法。针对计算复杂度问题,本文研究了ISSPCM算法,它是在计算复杂度上对MUSIC算法和伪协方差矩阵算法进行提高。该算法将伪协方差矩阵构造法与传播算子法相结合。新算法的优点为适用于单快拍,且计算复杂度小于未与传播算子法结合的基于伪协方差矩阵单快拍MUSIC算法。针对宽带信号处理的短快拍问题,本文首先研究了一种基于短快拍的捷变频信号波达方向估计算法,即ISSFAS算法。该算法将伪协方差矩阵法与频域聚焦法相结合,用重新构成的伪协方差矩阵代替原有的协方差矩阵,并用频域聚焦的方法对可变频率的情况进行处理,该算法具有良好的DOA估计性能。同时针对宽带信号处理的阵列摆放问题,在最小冗余阵列的基础上研究多级差最小冗余阵列天线摆放。在此摆放条件下,宽带信号能够在固定阵元数以及固定最小阵元间隔的约束条件下运用稀疏表示的方法进行DOA估计,并具有良好的性能。

关键词：阵列信号处理波达方向估计短快拍伪协方差矩阵 MUSIC算法

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阵列多参数估计与短数据测向算法研究

阵列多参数估计与短数据测向算法研究

作者：齐昕电子科技大学

学位级别：硕士

近三十年来,阵列信号处理作为信号处理领域的一个重要的分支得到了迅速的发展,广泛地被应用于雷达、通信、声纳、地震、射电天文等军事及国民经济领域。本文主要针对于阵列信号处理中多参数估计以及短数据阵列测向两方面的内容进行研究... 详细信息

近三十年来,阵列信号处理作为信号处理领域的一个重要的分支得到了迅速的发展,广泛地被应用于雷达、通信、声纳、地震、射电天文等军事及国民经济领域。本文主要针对于阵列信号处理中多参数估计以及短数据阵列测向两方面的内容进行研究。首先,对于阵列多参数估计,研究了信源数估计算法及频率与角度联合估计算法。在信源数估计方面,简要介绍了传统的信源数估计算法后,提出一种基于伪协方差矩阵的信源数估计算法。该算法充分的利用了阵元间的时间相关构造伪协方差矩阵,有效地扩展了阵列,提高了信源数检测性能。由于重构数据矩阵时对原数据的平均达到了平滑噪声的作用,使得该算法适用于色噪声情况下。仿真实验证明其检测性能优于传统的信源数估计算法。而在频率与角度联合估计算法方面,本论文对现有的一些频率与角度联合估计算法进行了研究,并将伪协方差矩阵的思想扩展至L阵,提出了频率与二维DOA联合估计算法。由于对阵列孔径与时间孔径的有效扩展,使得该算法具有较好的角度、频率估计精度以及角度分辨率,仿真结果证明了算法的有效性。其次,研究了短数据阵列测向算法。传统阵列测向算法在数据快拍数较小(短数据)的情况下,性能将急剧下降,不能达到测向的精度要求。跳频通信与突发短时通信等低截获技术近年来的广泛应用,非合作接收中天线波束无法对准等都会造成短数据情况。针对这一问题,本文利用随机矩阵理论及相关结论分析了传统阵列测向算法在短数据情况下性能下降的原因。重点讨论了两种现有的调整子空间类算法,而后,提出了一种迭代算法实现短数据情况下的阵列测向。由于该算法避免了协方差矩阵的特征值分解,而是通过对样本协方差矩阵的迭代来逼近真实值,对于短数据测向有较好的性能,且有较高的角度分辨率。

关键词：伪协方差矩阵 L阵频率与二维DOA 短数据随机矩阵

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适用于单快拍的MSCS改进算法

舰船电子工程 2020年第1期40卷 108-112页

作者：徐姝陶永生梁仕杰江苏科技大学电子信息学院

针对现有对称压缩MSCS(MUSIC Symmetrical Compressed Spectrum,MSCS)算法不适用于单快拍阵列的情况,论文提出了一种改进的适用于单快拍的MSCS(Improved-single-snapshot MSCS,ISS-MSCS)算法。该算法对原MSCS算法进行了改进,通过单快拍阵列接受信号构建一个伪协方差矩阵,使得算法适用于单快拍阵列;再将构造的伪协方差矩阵与共轭增强法相结合,增强算法的整体性能。论文算法解决了MSCS算法不适用于单快拍阵列的弊端,且性能优于未进行共轭增强的基于伪协方差的MSCS算法,最后实验仿真说明了论文算法的有效性。

关键词：单快拍阵列 ISS-MSCS 伪协方差矩阵共轭增强