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1、個性化移動搜索中的用戶興趣模型研究與設計//.paper.edu.cn-1-中國科技論文在線基于虛擬時間反轉理論的方位角估計新算法#付永慶，李敬蕊，劉偉，白瑞潔*基金項目：國家自然科學基金（61172038）作者簡介：付永慶（1956-），男，教授，主要研究方向：微弱信號檢測，混沌通信及信號處理，認知無線電網(wǎng)絡，圖像編碼拼接和特征提取，電路與電子系統(tǒng)（哈爾濱工程大學信息與通信工程學院,哈爾濱150001）5摘要：針對子空間類DOA估計算法運算量較大，對實際系統(tǒng)和信號環(huán)境有較高的要求的缺點，以時間反轉理論為基礎，提出了一種新的信號來波方向估計算法，即虛擬
2、時間反轉(VTR)DOA估計算法，并將該算法應用于遠場窄帶信號源方位角的被動估計中。為驗證該算法的可行性和精確性，搭建了測向系統(tǒng)并進行了仿真實驗。結果表明，該算法的大樣本測10向精度與MUSIC算法和ESPRIT算法比較接近，且均方根誤差始終小于1°，比傳統(tǒng)的比相法要小得多。關鍵詞：信號與信息處理；時間反轉；DOA估計；天線陣列中圖分類號：TN911.715AnewDOAestimationmethodbasedonvirtualtimereversaltheoryFuYongqing,LiJingrui,LiuWei,BaiRuijie(Inform
3、ationandCommunicationEngineeringSchool,HarbinEngineeringUniversity,Harbin150001)20Abstract:Becausethecalculationamountofsubspacedirection-of-arrival(DOA)estimationalgorithmsislargeandthehighrequestforactualsystem,anewDOAestimationmethodbasedontimereversal(TR)theory,namelyvirtual
4、TR(VTR)DOAestimationalgorithmisproposed,anditisappliedtoestimatingtheazimuthangleoffarfieldnarrowbandsignalsource.Inordertodemonstratethefeasibilityandaccuracyofthisalgorithm,thedirectionfindingmodelisbuiltand25computersimulationsarecarriedout.Theresultsshowthat,comparedwithMUSI
5、CandESPRITmethod,thisalgorithmhasasimilaraccuracyinlargesampleanditsRMSEisalwayssmallerthan1°,whichismuchlessthanphasecomparisonmethod.Keywords:signalandinformationprocessing;timereversal;DOAestimation;antennaarray300引言對信號波達方向(DOA)的估計是陣列信號處理的一個重要研究內(nèi)容。目前，以MUSIC[1]和ESPRIT[2]為代表的子空
6、間類算法是人們研究的熱點。這些算法充分利用了信號子空間與噪聲子空間的正交特性，打破了瑞利極限，大大提高了分辨力。但是MUSIC算法需要進行精確的陣列校準，因此它對系統(tǒng)硬件的要求較高。ESPRIT算法克服了這些缺點，但是幾乎35所有的ESPRIT算法都對陣列的形狀有約束[3-5]，若將它們應用于任意形狀的陣列，需要采用Friedlander等人提出的內(nèi)插陣列變換技術[6]及其改進技術[7]對接收數(shù)據(jù)矩陣進行預處理。時間反轉技術是一種新穎的自適應聚焦技術，F(xiàn)ink在1989年首先將該技術應用于超聲領域[8]以便獲得在非均勻介質中對目標的較高的檢測性能，之后
7、引起了人們的極大關注并在超聲探測，超聲成像方面得到迅速發(fā)展[9-12]，目前該技術在水下目標檢測和水聲通信領域也40獲得廣泛應用[13-15]。但在空間電磁輻射源的DOA估計方面的應用還鮮見報道，本文在這一//.paper.edu.cn-2-中國科技論文在線領域進行了探索。首先從理論上描述了虛擬時間反轉的測向原理，然后搭建了系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用下變頻技術把射頻輻射源信號降為中頻信號后再對該中頻信號進行虛擬時間反轉處理，通過查找掃描區(qū)域中能量最大的點來確定輻射源的方位角。仿真結果顯示，該算法的大樣本測向精度與MUSIC算法和ESPRIT算法接近，且均方根誤差
8、始終小于1°，遠小于傳統(tǒng)的比45相法。文章的剩余部分組織如下：在第一部分中，我們介紹了基于VT
