一种基于多策略矩阵重构的自适应信源数估计方法
专利汇可以提供一种基于多策略矩阵重构的自适应信源数估计方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种基于多策略矩阵重构的自适应信源数估计方法。该方法为：首先利用均匀线性天线阵列接收相干 信号 ，计算观测信号的协方差矩阵；然后根据两种不同策略对观测信号的协方差矩阵Rx进行Toeplitz矩阵重构处理，得到具有Toeplitz性质的协方差矩阵RS1以及RS2；接着利用Rx、RS1和RS2对信号源的相干类型进行联合估计；然后利用RS1和RS2的特征值下降比在不同相干信号条件下的统计分布特性，针对不同相干类型的信源设计对应的数据过滤与融合策略；最后采用基于特征值分解法对处理后的数据进行信源数估计。本发明具有方法简单、信源数估计准确率高、抗噪声能 力 强、鲁棒性好的优点，能够估计信源相干类型。，下面是一种基于多策略矩阵重构的自适应信源数估计方法专利的具体信息内容。
1.一种基于多策略矩阵重构的自适应信源数估计方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、进行T次观测，利用均匀线性天线阵列接收信号，并计算观测信号x的协方差矩阵集合{Rx}T；
步骤2、采用两种不同的策略对观测信号的协方差矩阵Rx进行Toeplitz矩阵重构处理，得到具有Toeplitz性质的协方差矩阵RS1以及RS2，进而得到Toeplitz重构矩阵集合{RS1}T和{RS2}T；
步骤3、将{Rx}T、{RS1}T和{RS2}T输入至基于特征值分解法的信源数估计器g(R)，并进行T次独立估计，得到估计值{Vx,VS1,VS2}；
步骤4、利用{Vx,VS1,VS2}对信源的相干类型进行联合估计，输出信源相干类型估计值CF：CF＝Cd时表示为独立信源情况，CF＝Cc时表示为存在相干信源条件；
步骤5、如果CF＝Cd，则判定Vx为信源数的估计值，算法结束；否则将Toeplitz重构矩阵集合{RS1}T和{RS2}T输入至扩展输出值估计器h(R)，得到估计集合{h(RS1)}T和{h(RS2)}T；
步骤6、对估计集合{h(RS1)}T和{h(RS2)}T进行数据过滤处理，得到集合{V(RS1)}T和{V(RS2)}T；
步骤7、将集合{V(RS1)}T和{V(RS2)}T进行加权融合处理，得到集合Vf；
步骤8、集合Vf中出现次数最多的值K，即为信源数的估计结果；
步骤9、输出信源数估计结果。
2.根据权利要求1所述的基于多策略矩阵重构的自适应信源数估计方法，其特征在于，步骤1所述的进行T次观测，利用均匀线性天线阵列接收信号，并计算观测信号x的协方差矩阵集合{Rx}T，具体如下：
设置天线阵列由N个间隔距离为d的阵元组成，所有阵元都是各向同性的，且不存在天线互耦的问题，接收信号快拍数为M，将天线阵列接收到的观测信号矢量表示为X＝{x1,x2,…,xN}，并根据公式(1)计算观测信号的协方差矩阵Rx：
进行T次观测，得到协方差矩阵集合{Rx}T，其中T≥1；X(ti)表示ti时刻天线阵列接收到的观测信号，r表示协方差矩阵Rx中的元素。
3.根据权利要求1所述的基于多策略矩阵重构的自适应信源数估计方法，其特征在于，步骤2所述的采用两种不同的策略对观测信号的协方差矩阵Rx进行Toeplitz矩阵重构处理，得到具有Toeplitz性质的协方差矩阵RS1以及RS2，具体如下：
根据误差最小差分变换策略重构的Toeplitz矩阵RS1如下：
其中CS1(m)由公式(3)计算得到：
其中，ri,i+m表示第i个信源与第i+m个信源之间的相干系数，(ri,i+m)*表示取ri,i+m的共轭；N表示天线阵列中的阵元数量；
根据标准虚拟线性阵差分变换策略重构的Toeplitz矩阵RS2如下：
其中CS2(m)由公式(5)计算得到：
其中，r1,1+m表示第1个信源与第1+m个信源之间的相干系数，(r1,1+m)*表示取r1,1+m的共轭；
由协方差矩阵集合{Rx}T得到Toeplitz重构矩阵集合{RS1}T和{RS2}T。
4.根据权利要求1所述的基于多策略矩阵重构的自适应信源数估计方法，其特征在于，步骤3所述的将{Rx}T、{RS1}T和{RS2}T输入至基于特征值分解法的信源数估计器g(R)，并进行T次独立估计，得到估计值{Vx,VS1,VS2}，具体如下：
步骤3.1、对输入的信号协方差矩阵进行特征值分解计算特征值，并从大到小排序得到特征值集合{λ1,λ2,...,λN}；
骤3.2、根据式(6)计算相邻特征值的下降比ρi：
由特征值集合得到包含N-1个元素的比值集合{ρi|i＝1,2,...,N-1}；
步骤3.3、估计器g(R)输出比值集合中的最大值对应的序号值V，表达式为：
将{Rx}T、{RS1}T和{RS2}T输入至基于特征值分解法的信源数估计器g(R)，并进行T次独立估计，分别得到对应估计值Vx、VS1、VS2。
5.根据权利要求1所述的基于多策略矩阵重构的自适应信源数估计方法，其特征在于，步骤4所述的利用{Vx,VS1,VS2}对信源的相干类型进行联合估计，输出信源相干类型估计值CF，具体如下：
相干类型联合估计的公式为：
若Vx＝VS1，则判定为独立信源类型，输出第一状态标记Cd；
若Vx＝1，并且VS1≠VS2，则判定为完全相干信源类型，输出第二状态标记Cc；
若Vx≠1，并且VS1≠VS2，则判定为部分相干信源类型，输出第三状态标记Cdc。
6.根据权利要求1所述的基于多策略矩阵重构的自适应信源数估计方法，其特征在于，步骤5中所述的将Toeplitz重构矩阵集合{RS1}T和{RS2}T输入至扩展输出值估计器h(R)，得到估计集合{h(RS1)}T和{h(RS2)}T，具体如下：
对估计器g(R)的输出值进行扩展，由输出最大下降比的序号扩展为下降比最大的前两个值对应的序号，即：
ρi、ρj为相邻特征值下降比。
7.根据权利要求1所述的基于多策略矩阵重构的自适应信源数估计方法，其特征在于，步骤6所述的对估计集合{h(RS1)}T和{h(RS2)}T进行数据过滤处理，得到集合{V(RS1)}T和{V(RS2)}T，公式为：
根据式(10)，剔除原集合中所有等于1和N-1的值。
8.根据权利要求1所述的基于多策略矩阵重构的自适应信源数估计方法，其特征在于，步骤7所述的将集合{V(RS1)}T和{V(RS2)}T进行加权融合处理，得到集合Vf，公式为：
{Vf}＝w1{V(RS1)}+w2{V(RS2)} (11)
其中权值w1和w2为正整数，在完全相干信源条件下，w1
一种基于多策略矩阵重构的自适应信源数估计方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
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