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三星时差定位系统的有源校正算法

宇航学报 2018年第3期29卷 326-331页

作者：任凯强孙正波盲信号处理重点实验室成都610041

针对三星时差(TDOA)定位系统中,由星历误差和时间同步误差导致无法精确定位的问题,提出一种基于正交投影的两步迭代有源校正算法。该算法首先利用正交投影将时间同步误差从观测方程剔除,然后引入一个与辐射源位置和星历误差有关的中间变... 详细信息

针对三星时差(TDOA)定位系统中,由星历误差和时间同步误差导致无法精确定位的问题,提出一种基于正交投影的两步迭代有源校正算法。该算法首先利用正交投影将时间同步误差从观测方程剔除,然后引入一个与辐射源位置和星历误差有关的中间变量,通过对中间变量的最优估计消除星历误差对定位精度的影响,最后利用中间变量求解出目标辐射源位置。仿真结果表明,所提算法定位性能的仿真值和理论值均可以达到克拉美-罗界(CRLB),当TDOA观测噪声较小且有3个以上参考源时,可以完全校正星历误差和时间同步误差对定位精度的影响。

关键词：三星时差定位星历误差时间同步误差有源校正正交投影

CDMA移动通信信号恒模特性的阵列有源校正算法

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电子科技大学学报 2005年第3期34卷 312-315页

作者：熊英邓成旺唐斌电子科技大学电子工程学院成都610054

基于CDMA通信信号的恒模特性,提出了一种CDMA移动通信中的天线阵通道误差的有源在线校正算法。在天线阵列附近,发射扩谱序列正交于用户信号的同频辅助信号,用辅助信号对阵列接收信号解扩,采用恒模算法自适应的调节阵列通道滤波器参数,... 详细信息

基于CDMA通信信号的恒模特性,提出了一种CDMA移动通信中的天线阵通道误差的有源在线校正算法。在天线阵列附近,发射扩谱序列正交于用户信号的同频辅助信号,用辅助信号对阵列接收信号解扩,采用恒模算法自适应的调节阵列通道滤波器参数,达到补偿阵列误差的目的。该方法克服了常规自校正算法受多径效应的影响和难以收敛不足。计算机模拟证实了该方法的有效性。

关键词： CDMA通信通道幅相误差恒模有源校正

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多径条件下的乘性阵列误差有源校正算法

中国科学：信息科学 2015年第2期45卷 270-288页

作者：王鼎吴瑛解放军信息工程大学信息系统工程学院郑州450002

针对有源校正中的多径传播问题,该文提出了校正源多径条件下的乘性阵列误差(包括幅相误差或互耦效应)校正算法.文中采用单个远场连续波校正源,通过旋转阵列天线在多个校正方位上获得校正数据,基于此依据最大似然准则建立关于乘性阵列误... 详细信息

针对有源校正中的多径传播问题,该文提出了校正源多径条件下的乘性阵列误差(包括幅相误差或互耦效应)校正算法.文中采用单个远场连续波校正源,通过旋转阵列天线在多个校正方位上获得校正数据,基于此依据最大似然准则建立关于乘性阵列误差参数、校正源多径传播方位以及多径衰减系数的优化模型.针对该优化模型,文中设计相应的"嵌入式"Newton型迭代算法用以实现全部未知参量的数值优化.此外,文中还推导出关于全部未知参量的克拉美罗界的闭式表达式.仿真实验验证文中校正算法的渐近有效性,即其渐近性能在大样本条件下可逼近相应的克拉美罗界.

关键词：阵列误差校正有源校正幅相误差互耦多径传播最大似然估计器克拉美罗界

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阵列幅度/相位误差的有源校正新方法

信号处理 2015年第11期31卷 1389-1395页

作者：王敏马晓川鄢社锋蒋理张晓燚中国科学院水下航行器信息技术重点实验室

实际应用中的阵列存在幅度/相位响应误差,往往导致阵列高分辨算法性能的下降。对此本文给出一种阵列幅度/相位响应误差的有源校正新方法,它基于子空间正交理论,通过对误差建模,将阵列校正问题转换成误差参数估计问题,并利用经典的Lagra... 详细信息

实际应用中的阵列存在幅度/相位响应误差,往往导致阵列高分辨算法性能的下降。对此本文给出一种阵列幅度/相位响应误差的有源校正新方法,它基于子空间正交理论,通过对误差建模,将阵列校正问题转换成误差参数估计问题,并利用经典的Lagrange乘子法方便地得到最优解。另外,此方法只需要一个已知方位的校正源,计算简便,无需迭代,可用于阵元位置已知的任意形状的阵列,更适用于实际阵列安装应用前的校正。通过半消声室实验对16-元圆环形声阵列进行了测试和校正,数据处理结果表明,本文所提的校正方法能够准确地估计出各阵元幅度/相位误差,且校正前后MVDR(Minimum Variance Distortionless Response)波束形成的性能得到明显提高。

关键词：阵列幅相误差有源校正参数估计实验验证

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麦克风阵列幅度相位误差有源校正方法

电子科技大学学报 2007年第S3期36卷 1505-1507,1511页

作者：胡建萍肖华彭启琮电子科技大学通信与信息工程学院成都610054

实际麦克风阵列与假设阵列模型之间存在误差,导致麦克风阵列的语音定位和增强算法性能严重下降。该文提出了一种新的麦克风阵列误差有源校正方法。它假设麦克风阵列不存在位置误差,空间中放置一个位置精确已知的声源,通过对接收信号进... 详细信息

实际麦克风阵列与假设阵列模型之间存在误差,导致麦克风阵列的语音定位和增强算法性能严重下降。该文提出了一种新的麦克风阵列误差有源校正方法。它假设麦克风阵列不存在位置误差,空间中放置一个位置精确已知的声源,通过对接收信号进行离散傅里叶变换,估计出各阵元的幅度,相位误差。该方法避开了估计协方差矩阵以及特征分解,以较小的运算量得到了较好的校正效果,适合工程应用。计算机仿真验证了该方法的有效性。

关键词：有源校正麦克风阵列模型误差语音增强语音定位

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声矢量阵阵元位置及幅相误差有源校正算法

应用声学 2015年第5期34卷 457-464页

作者：张柯王闯付进许昌学院信息工程学院许昌461000 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001

针对声矢量阵幅相误差及阵元位置误差校正问题,基于特征分解法,提出一种简单实用的有源校正算法。该方法需要合作信源的至少3个方位信息,根据声矢量阵的通道特征,利用特征分解法构造矩阵方程组,通过矩阵运算得到声矢量阵阵元位置和幅相... 详细信息

针对声矢量阵幅相误差及阵元位置误差校正问题,基于特征分解法,提出一种简单实用的有源校正算法。该方法需要合作信源的至少3个方位信息,根据声矢量阵的通道特征,利用特征分解法构造矩阵方程组,通过矩阵运算得到声矢量阵阵元位置和幅相误差参数,从而实现对声矢量阵的校正。大量计算机仿真表明该校正算法具有良好的声矢量阵阵列误差参数估计性能。

关键词：声矢量阵阵元位置误差幅相误差有源校正

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基于曲面拟合的宽带阵列模型误差有源校正

火力与指挥控制 2014年第9期39卷 15-18页

作者：张兴良王可人阮怀林解放军电子工程学院合肥230037

针对阵列模型误差难以建模的问题,提出一种新的非参数化有源校正方法。首先,测量部分离散方向点上的导向矢量。然后,利用测得的导向矢量拟合所有的模型误差曲面,并得到多项式系数。最后,在DOA估计时利用多项式系数计算所有方向和频率上... 详细信息

针对阵列模型误差难以建模的问题,提出一种新的非参数化有源校正方法。首先,测量部分离散方向点上的导向矢量。然后,利用测得的导向矢量拟合所有的模型误差曲面,并得到多项式系数。最后,在DOA估计时利用多项式系数计算所有方向和频率上的导向矢量。该方法适用于宽带阵列,且需要的数据存储量小。仿真实验结果表明该方法的校正误差非常小。因此,该方法具有一定的工程实用价值。

关键词：有源校正模型误差宽带阵列曲面拟合最小二乘

基于极化敏感圆阵的有源校正法及FPGA实现

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基于极化敏感圆阵的有源校正法及FPGA实现

作者：李晓璇杭州电子科技大学

学位级别：硕士

极化敏感阵列可以接收到除空域信息外的极化域信息,可以在更加复杂的电磁环境下完成角度估计。随着电磁环境越来越复杂,雷达测向时相比于线阵只能测得入射信号的一维信息且测向无法提供全向性覆盖,圆阵可以测得入射信号的二维空域信息... 详细信息

极化敏感阵列可以接收到除空域信息外的极化域信息,可以在更加复杂的电磁环境下完成角度估计。随着电磁环境越来越复杂,雷达测向时相比于线阵只能测得入射信号的一维信息且测向无法提供全向性覆盖,圆阵可以测得入射信号的二维空域信息且具有全向性,因此选择极化敏感圆阵实现测向。本文针对在实际工程应用中面临的误差干扰导致算法性能下降、实时性要求高等问题,对极化敏感圆阵的有源校正法开展研究,并完成误差补偿后进行现场可编程门阵列(Filed Programmable Gate Array,FPGA)的实现。本文主要工作如下:1.当阵列存在误差时将导致空间谱算法测角误差偏大甚至无法测角,传统的有源校正算法在极化敏感圆阵时校正失效。针对这一问题,提出一种适用于极化敏感圆阵的位置误差-幅相误差联合校正的有源校正方法。首先,用三个时间与空间相互独立的辅助信源估计出极化敏感圆阵的位置误差,然后选择任意一组辅助信源的数据校正幅相误差,最后根据误差补偿系数得到信号的入射角估计结果。仿真实验验证了算法的有效性,仿真结果表明提出算法可以在极化敏感圆阵的情况下对误差进行有效估计且效果良好,且在不同的场景下适用。为了验证算法是否实际可行,抓取在复杂环境下的真实数据在Vivado平台上进行算法性能的验证,证明算法具有工程实现意义。2.在利用极化敏感圆阵长矢量多重信号分类(Dimensionality Reduction Long Vector Multiple Signal Classification,DRLV-MUSIC)算法进行DOA估计的现场可编程门阵列(Filed Programmable Gate Array,FPGA)实现时,为了进一步缩短计算时间的同时节省硬件占用资源,提出了一种特征值与特征向量并行计算的FPGA实现结构,同时利用矩阵相乘的重复性,提出了一种并行矩阵运算方法,缩短FPGA的计算时间的同时节约硬件资源。该FPGA方案由预处理模块、协方差矩阵计算模块、并行Jacobi算法计算特征值模块、并行特征向量计算模块组成。实验结果表明,所提并行FPGA实现结构在225MHz的频率下,5μs内可完成上述模块的计算,相比与传统的串行算法在时间上减少了10μs。该方案在减少计算时间、降低硬件占用资源的同时保证了测角精度。

关键词： DOA估计极化敏感圆阵 DRLV-MUSIC算法有源校正 FPGA实现

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多子阵阵列的有源校正方法研究

多子阵阵列的有源校正方法研究

作者：方芳电子科技大学

学位级别：硕士

在实际的工程应用中,各种误差难以避免。这使得实际所得的阵列流形与采用理论解析公式计算的阵列流形差异很大,从而导致超分辨测向算法的性能恶化。阵列校正的主要目的正是抑制阵列误差的影响,为阵列测向提供准确的阵列流形。因此,阵列... 详细信息

在实际的工程应用中,各种误差难以避免。这使得实际所得的阵列流形与采用理论解析公式计算的阵列流形差异很大,从而导致超分辨测向算法的性能恶化。阵列校正的主要目的正是抑制阵列误差的影响,为阵列测向提供准确的阵列流形。因此,阵列校正是超分辨测向技术走向实用化的一个瓶颈,并且已成为电子侦察、雷达等诸多领域的研究热点。本文在建立阵列误差模型的基础上,针对多子阵阵列、近场校准源及强干扰源,研究校正阵元位置误差和通道幅相不一致误差的有源校正方法。本文的主要工作如下：1.建立阵列误差模型。首先,为了和阵列误差模型做对比,建立理想情况下的阵列接收信号模型。然后,分别对阵元位置误差和通道幅相不一致误差建立数学模型、分析误差对测向算法性能的影响。2.针对常用阵列,如均匀线阵,研究两种常见的阵列校正方法。利用协方差矩阵的最大特征值对应的特征向量与阵列流形矢量之间的线性,介绍多辅助源校正算法;利用子空间正交的特性,介绍F-W算法。3.针对多子阵阵列,考虑校准源置于多子阵阵列的近场区域的情况,研究有源校正方法。首先,针对近场校准源,利用多子阵阵列中子阵之间的结构特性,对该场景下的阵列误差建立数学模型,提出一种同时校正阵元位置误差和通道幅相不一致误差的多子阵阵列的近场有源校正方法。4.针对强干扰源,提出一种干扰环境下天线阵列流形的测定方法。该方法利用接收信号的协方差矩阵的噪声子空间、信号子空间以及阵列流形的第一个元素等于1等约束条件,实现从受到干扰的天线阵列接收信号中恢复阵列流形矢量,进而为阵列测向提供准确的天线阵列流形等目标。

关键词：有源校正阵元位置误差通道不一致误差近场校准源多子阵阵列