專利名稱：一種二維空間譜譜峰搜索方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及陣列信號(hào)處理中的信號(hào)波達(dá)方向的二維估計(jì)，尤其是信號(hào)二維空間譜中譜峰搜索方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代陣列信號(hào)處理中，波達(dá)方向(DOA)估計(jì)在近幾十年來(lái)一直是研究的熱點(diǎn)， 而且在雷達(dá)、水下聲納、移動(dòng)通信和電子對(duì)抗中有著廣泛的應(yīng)用。在實(shí)際應(yīng)用中通常需要對(duì)多個(gè)信號(hào)源的來(lái)波方向進(jìn)行二維測(cè)向(方位角和俯仰角)。國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出了多種解決方法，其中，MUSIC算法這類子空間方法是比較經(jīng)典的方法，它的測(cè)向誤差可以接近 Cramer-Rao方差下界，并具有很高的角度分辨率。但是，MUSIC算法中的二維空間譜搜索的計(jì)算量很大，且隨搜索精度的提高而以指數(shù)倍提升，因而難以做到實(shí)時(shí)處理，使得MUSIC算法的實(shí)用性大打折扣。目前，二維MUSIC算法譜峰搜索的主要方法有基于各方向?qū)?shù)的搜索算法 (吳世龍，羅景青，劉有軍，“一種用于二維MUSIC算法的譜峰識(shí)別方法研究”，《信號(hào)處理》，2005，21 (8) :16-19.)、基于 Metropolis-Hastings 采樣的搜索算法(Q. H. Guo, G S. Liao. "Fast MUSIC spectrum peak search via metropolis-hastings sampler，，， Journal of electronics (China), 2005, 22 (10) :599-604)、基于廣義 Rayleigh 商的搜索算法(A. Ferreol, Ε. Boyer and P. Larzabal, "Low cost algorithm for some bearing estimation methods in presence of separable nuisance parameters，，，Inst. Elect. Eng. Elect. Lett. ,2004,40(7) :966-967.)等等。這些算法在單信號(hào)源情況下的性能表現(xiàn)良好，得到了一些應(yīng)用。但是，在實(shí)際工程應(yīng)用中，由于存在陣列通道不一致性和天線單元互耦、信號(hào)信噪比較低等問(wèn)題，實(shí)際得到的空間譜圖往往不是理想的，特別是在多個(gè)信號(hào)同時(shí)入射時(shí)，上述譜峰搜索算法常常會(huì)給出錯(cuò)誤結(jié)果，使得漏警率和虛警率有一定的升高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種二維空間譜譜峰搜索方法，該方法可以提高波達(dá)方向估計(jì)的正確率。本發(fā)明提供的一種二維空間譜譜峰搜索方法，其特征在于，該方法包括下述步驟第1步對(duì)噪聲子空間和天線陣列流型矢量構(gòu)成的空間譜圖進(jìn)行二維粗搜索，得到粗搜索譜峰點(diǎn)；第2步在粗搜索譜峰點(diǎn)附近進(jìn)行細(xì)搜索，得到譜峰候選點(diǎn)；第3步對(duì)所述譜峰候選點(diǎn)進(jìn)行分類，找到對(duì)應(yīng)于信號(hào)個(gè)數(shù)的真實(shí)譜峰點(diǎn)；第4步利用這些真實(shí)譜峰周圍的虛假譜峰信息，最終用真實(shí)譜峰和其周圍的虛假譜峰的加權(quán)值作為來(lái)波方向估計(jì)的值。本發(fā)明方法通過(guò)研究實(shí)際空間譜圖的特性，將多尺度搜索算法推廣到二維譜峰搜索當(dāng)中。在多源多徑信號(hào)入射情況下，簡(jiǎn)單地使用這種多尺度搜索方法，往往得不到全局最優(yōu)的波達(dá)方向估計(jì)結(jié)果。鑒于這種情況，本發(fā)明將數(shù)據(jù)聚類方法引入其中，提高了波達(dá)方向估計(jì)的正確率。這種譜峰搜索方法的步驟包括粗搜索、細(xì)搜索和最優(yōu)譜峰方位計(jì)算。而且空間譜圖在高仰角和低仰角區(qū)域具有信號(hào)譜峰在方位角方向和仰角方向的陡峭程度不一致的特性，而這種特性不利于這種網(wǎng)格搜索。因?yàn)楫?dāng)搜索步長(zhǎng)不足夠小時(shí)，會(huì)在方位角或俯仰角搜索結(jié)果中出現(xiàn)俯仰角估計(jì)值比較準(zhǔn)確而方位角估計(jì)值誤差較大，或者方位角估計(jì)值比較準(zhǔn)確而俯仰角估計(jì)值誤差較大的情況。對(duì)此，本發(fā)明在最優(yōu)譜峰方位計(jì)算中對(duì)高俯仰角和低俯仰角區(qū)域使用更小的步長(zhǎng)進(jìn)行搜索，雖然增加了一定的計(jì)算量但提高了方位估計(jì)精度?？傊?，本發(fā)明首先使用較大的粗搜索步長(zhǎng)確定譜峰的大致位置，然后使用較小的細(xì)搜索步長(zhǎng)精確搜索得到準(zhǔn)確的信號(hào)入射角，同時(shí)運(yùn)用譜系聚類法得到全局最優(yōu)估計(jì)，避免得到局部最優(yōu)估計(jì)，這些全局最優(yōu)估計(jì)也就是空間譜圖的真實(shí)譜峰，最后利用真實(shí)譜峰和它周圍的虛假譜峰的加權(quán)值作為最后來(lái)波方向方位的估計(jì)以提高估計(jì)精度。


圖1是均勻圓陣天線與入射信號(hào)的位置關(guān)系示意圖；圖2是一個(gè)二維MUSIC算法空間譜圖示例；圖3是本發(fā)明提供的二維空間譜譜峰搜索方法的流程圖；圖4是譜峰粗搜索流程圖；圖5是譜峰細(xì)搜索流程圖；圖6是類似灌水法流程圖；圖7是第一種最優(yōu)譜峰方位計(jì)算流程圖；圖8是第二種最優(yōu)譜峰方位計(jì)算流程圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明所指的二維空間譜譜峰搜索方法的具體實(shí)施方式
與過(guò)程。如圖1所示，接收天線陣由多個(gè)全向天線(如圖1為8個(gè))作為陣元構(gòu)成一個(gè)均勻圓陣，相鄰陣元的間距等于接收信號(hào)載波頻率的半個(gè)波長(zhǎng)，接收信號(hào)為遠(yuǎn)場(chǎng)不相干窄帶信號(hào)。入射信號(hào)的方位角θ和仰角識(shí)與天線陣的相對(duì)位置關(guān)系如圖1所示，其中xyz為三維坐標(biāo)系，方位角θ為入射信號(hào)在xoy平面投影與χ軸正方向之間的夾角，仰角識(shí)為入射信號(hào)與ζ軸正方向之間的夾角。假設(shè)在進(jìn)行二維譜峰搜索之前，已經(jīng)得到了信號(hào)子空間、噪聲子空間和入射信號(hào)的個(gè)數(shù)M,因此根據(jù)MUSIC算法構(gòu)造的空間譜函數(shù)為
Ρ(θ, φ) = -Τ,--
νΗφ,φ)ααΗνφ,φ) 式中，ν^，妁是天線陣的流型矢量，Q是噪聲子空間矩陣，H表示矩陣的共軛轉(zhuǎn)置。 于是，空間譜譜峰搜索就是需要在范圍為方位角θ e
圖2是當(dāng)三個(gè)不相干遠(yuǎn)場(chǎng)窄帶信號(hào)以(167. 5°，82.8° ), (263.2°，2.4° )， (359.2°，55.8° )角度入射到N = 8的均勻圓陣時(shí)，其二維空間譜的一個(gè)示例圖。圖中， 橫坐標(biāo)表示方位角，縱坐標(biāo)表示仰角，豎坐標(biāo)表示空間譜值?？梢姡V峰出現(xiàn)于較小的角度范圍內(nèi)，只要在這個(gè)范圍內(nèi)進(jìn)行細(xì)搜索，就可以得到高精度的信號(hào)入射角估計(jì)值。而且，可以看出當(dāng)信號(hào)源位于高仰角和低仰角時(shí)(比如(167.5°，82. 8° )位于高仰角，063. 2°， 2. 4° )位于低仰角)，其分辨率較低即譜峰比較平坦，因此需要用小步長(zhǎng)進(jìn)行局部細(xì)搜。在這里認(rèn)為識(shí)e[82°,90°]為高仰角，識(shí)e
為低仰角。且由于方位角0°和360°是同一個(gè)方位，因此(359. 2°，55. 8° )附近只有唯一的一個(gè)譜峰。利用這些性質(zhì)可以進(jìn)一步提高在這些位置上入射角估計(jì)值的精度。首先確定本方法中一些參數(shù)的具體數(shù)值。a)、粗搜索所需的大步長(zhǎng)，即粗搜步長(zhǎng)。 由于步長(zhǎng)選擇得越小其搜索的計(jì)算量就越大，反之，容易漏掉一些譜峰。因此一般選擇2° 到5°之間。b)、細(xì)搜所需小步長(zhǎng)，即細(xì)搜步長(zhǎng)。這個(gè)和最終入射角所需估計(jì)精度有關(guān)，一般取小于1°的步長(zhǎng)。c)、高仰角低仰角具體范圍的確定。由圖2的說(shuō)明可以得出，高仰角和低仰角空間譜圖有其特有的特征，本發(fā)明經(jīng)過(guò)大量的仿真實(shí)驗(yàn)取高仰角為90°]， 低仰角為￠^
。d)、在粗搜索中，有一些滿足粗搜索條件的點(diǎn)周圍可能存在真實(shí)譜峰， 也有可能不存在真實(shí)譜峰，而且考慮到不加區(qū)分的將這些點(diǎn)送入細(xì)搜索將會(huì)比較大的增加計(jì)算量，因此在粗搜索中加入局部細(xì)搜步長(zhǎng)，其步長(zhǎng)值的確定在粗搜步長(zhǎng)和細(xì)搜步長(zhǎng)之間。 e)、還有其它的一些細(xì)節(jié)參數(shù)，可以根據(jù)不同的情況做相應(yīng)的調(diào)整。假設(shè)有三個(gè)遠(yuǎn)場(chǎng)不相干信號(hào)分別以(10°，9.8° )、(85.4°，41.4° )和 044.8°，46.2° )角度入射到天線陣。為了提高搜索的準(zhǔn)確度，下面以此為例具體說(shuō)明二維譜峰搜索方法的實(shí)施過(guò)程(1)在方位角θ e
的范圍內(nèi)對(duì)空間譜圖進(jìn)行二維粗搜索，得到譜峰點(diǎn)粗搜索值，其真實(shí)譜峰一般在這些粗搜索值附近。如圖4，譜峰粗搜索步驟為第1.1步，在方位角θ e
的范圍內(nèi)，以2°為粗索步長(zhǎng)，分別計(jì)算 θ =2i，(i = 0°，1°，"·，179° )4 = 2_/+,C/+ = 0°,lV",45°)等角度對(duì)應(yīng)的空間譜值八^妁；第1. 2步，將每個(gè)空間譜值P(^妁與其周圍四個(gè)相鄰點(diǎn)的空間譜值的大小進(jìn)行比較。如果其值大于周圍四點(diǎn)之值，則進(jìn)入1.3步，如果其空間譜值大于周圍三點(diǎn)的空間譜值，則進(jìn)入1. 4步，其它的粗搜索譜峰點(diǎn)則舍去；第1. 3步，將滿足大于周圍四點(diǎn)的粗搜索譜峰點(diǎn)存儲(chǔ)起來(lái)，進(jìn)入譜峰細(xì)搜索即第2 步。在此例中滿足其空間譜值大于周圍四點(diǎn)空間譜值的點(diǎn)有(10°，10° ),(28°，90° )、 (86°，42° )、(166°，50° )、044°，46° )和(308°，90° )；第1. 4步，判斷滿足大于周圍三點(diǎn)的粗搜索譜峰點(diǎn)的仰角是否滿足識(shí)e
U[82°,90°]條件，如果滿足則進(jìn)入第1. 5步，不滿足則進(jìn)入1. 6步。在此例中滿足大于周圍三點(diǎn)的粗搜索譜峰點(diǎn)有(8°，10° )、(10°，8° )等一共 376組角度；第1.5步，將局部細(xì)搜步長(zhǎng)設(shè)為細(xì)索步長(zhǎng)0.2°，進(jìn)入1.7步；第1. 6步，將局部細(xì)搜步長(zhǎng)設(shè)為局部細(xì)索步長(zhǎng)0. 4°，進(jìn)入1. 7步；
第1. 7步，以所設(shè)定的步長(zhǎng)，在粗搜索譜峰點(diǎn)附近進(jìn)行搜索，判斷粗搜譜峰點(diǎn)周圍是否存在譜峰，即粗搜譜峰點(diǎn)附近的所搜索點(diǎn)的譜峰值大于周圍四個(gè)相鄰位置的譜峰值， 若存在則將這些粗搜索譜峰點(diǎn)存儲(chǔ)起來(lái)，進(jìn)入譜峰細(xì)搜索即第2步。此例中，進(jìn)入譜峰細(xì)搜的備選角度有(8°，10° )、(10°，8° )、(30°，90° )、(84°，42° )、(86°，40° )、 (164°，50° )、(166°，52° )、044°，44° )、Q46°，46° )和(306°，90° )。其它的角度舍去。(2)在第1步所得到的所有粗搜索譜峰點(diǎn)附近以細(xì)索步長(zhǎng)0.2°為步長(zhǎng)，在 [θ-2°，θ+2° ]、[識(shí)-2°,識(shí)+ 2°]范圍內(nèi)進(jìn)行細(xì)搜索，θ表示粗搜索譜峰點(diǎn)的方位角，識(shí)表示粗搜索譜峰點(diǎn)的仰角。取該點(diǎn)空間譜值大于相鄰四周的點(diǎn)做為譜峰候選點(diǎn)，將這些譜峰候選點(diǎn)存儲(chǔ)起來(lái)，進(jìn)入第3步譜峰歸類。此例中，譜峰候選點(diǎn)有4個(gè)，分別為(9.8°，9.8° )、 (85. 4° ,41. 4° )、(165.2° ,50. 8° )和(M4. 8° ,46. 2° )。(3)對(duì)第2步中的候選點(diǎn)進(jìn)行歸類，最后找出個(gè)數(shù)與真實(shí)信號(hào)個(gè)數(shù)相等的真實(shí)譜峰，而且這些真實(shí)譜峰具有一定精度，可以作為信號(hào)入射角度估計(jì)值。如圖5，譜峰歸類的步驟如下第3. 1步，采用譜系聚類法對(duì)第2步得到的粗搜索譜峰點(diǎn)進(jìn)行歸類，此例中，這4 個(gè)點(diǎn)經(jīng)過(guò)譜系聚類法確定為相距較遠(yuǎn)，因此各自歸為一類。下面對(duì)譜系聚類法做簡(jiǎn)要的介紹譜系聚類法是模式分類中無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)方法中一種最重要的方法，這種方法可以通過(guò)兩種途徑實(shí)現(xiàn)合并和分裂。本發(fā)明使用合并的途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)，先使得每個(gè)樣本各成為一類，然后通過(guò)合并不同的類，來(lái)減少類別數(shù)目。在衡量不同類別之間的相似性時(shí)，有以下幾種距離度量可以作為聚類準(zhǔn)則函數(shù)
權(quán)利要求
1.一種二維空間譜譜峰搜索方法，其特征在于，該方法包括下述步驟第1步對(duì)噪聲子空間和天線陣列流型矢量構(gòu)成的空間譜圖進(jìn)行二維粗搜索，得到粗搜索譜峰點(diǎn)；第2步在粗搜索譜峰點(diǎn)附近進(jìn)行細(xì)搜索，得到譜峰候選點(diǎn)； 第3步對(duì)所述譜峰候選點(diǎn)進(jìn)行分類，找到對(duì)應(yīng)于信號(hào)個(gè)數(shù)的真實(shí)譜峰點(diǎn)； 第4步利用這些真實(shí)譜峰周圍的虛假譜峰信息，最終用真實(shí)譜峰和其周圍的虛假譜峰的加權(quán)值作為來(lái)波方向估計(jì)的值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二維空間譜譜峰搜索方法，其特征在于，第1步中，二維粗搜索的過(guò)程為第1.1步，在方位角θ e
范圍內(nèi)，確定粗搜索步長(zhǎng)，計(jì)算相應(yīng)點(diǎn)的空間譜值妁；將每個(gè)空間譜值妁和它周圍四個(gè)相鄰點(diǎn)大小進(jìn)行比較，如果大于周圍四點(diǎn)，將該點(diǎn)作為粗搜索譜峰點(diǎn)，，如果大于周圍三點(diǎn)，進(jìn)入第1.2步，其它則舍去；第1. 2步，判斷該點(diǎn)的仰角是否為高仰角值或低仰角值如果是將局部細(xì)搜步長(zhǎng)設(shè)為細(xì)搜步長(zhǎng)，否則即將搜索步長(zhǎng)設(shè)為局部細(xì)搜步長(zhǎng)，在該點(diǎn)附近進(jìn)行局部細(xì)搜索如果，則； 第1. 3步，判斷該點(diǎn)周圍是否存在譜峰，若是則將該點(diǎn)作為粗搜索譜峰點(diǎn)，否則舍去。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二維空間譜譜峰搜索方法，其特征在于，第3步中，細(xì)搜索過(guò)程為第3. 1步，運(yùn)用譜系聚類法對(duì)這些粗搜索譜峰點(diǎn)進(jìn)行歸類，類間距采用最小距離法； 第3. 2步，對(duì)于歸類得到的每個(gè)類進(jìn)行處理判斷該類的元素個(gè)數(shù)是否大于設(shè)定的閾值，如果是，則表明可能有兩個(gè)或多個(gè)入射角比較接近的情況，進(jìn)入第3. 3步，否則進(jìn)入第 3. 4 步；第3. 3步，用類似灌水法繼續(xù)對(duì)該類進(jìn)行分類；第3. 4步，找出經(jīng)過(guò)分類后的每類沒有歸為真實(shí)譜峰的那些譜峰的最大值； 第3. 5步，在上面找到的每類最大值中找到其中的最大值作為真實(shí)譜峰； 第3. 6步，如果找到等于信號(hào)源個(gè)數(shù)個(gè)真實(shí)譜峰或者每類中的最大值都已經(jīng)歸為真實(shí)譜峰，則進(jìn)入第3. 7步，否則進(jìn)入第3. 5步；第3. 7步，如果找到等于信號(hào)源個(gè)數(shù)個(gè)真實(shí)譜峰，則進(jìn)入第4步，否則進(jìn)入第3. 4步。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二維空間譜譜峰搜索方法，其特征在于，第4步具體包括下述過(guò)程第4. 1步，計(jì)算第3步得到的真實(shí)譜峰X與相鄰的真實(shí)譜峰Y之間的距離平方和是否小于預(yù)先設(shè)定的閾值m，如果小于則進(jìn)入第4. 2步，其它則進(jìn)入第4. 3步； 第4. 2步，以兩個(gè)真實(shí)譜峰之間距離的一半為半徑，然后進(jìn)入第4. 4步； 第4. 3步，根據(jù)這個(gè)真實(shí)譜峰X是否屬于高仰角或低仰角區(qū)域來(lái)設(shè)定相應(yīng)的半徑值，如果在高仰角或者低仰角，半徑值設(shè)為m2，否則半徑值設(shè)為m3 ；第4. 4步，在半徑范圍內(nèi)，尋找與這個(gè)真實(shí)譜峰X左右兩邊最近的譜峰； 第4. 5步，判斷所述最近的譜峰中有幾個(gè)虛假譜峰，如果有0個(gè)，則進(jìn)入第4. 6步，如果有1個(gè)，則進(jìn)入第4. 7步，如果有2個(gè)，則進(jìn)入第4. 8步多虛假譜峰情況；第4. 6步，如果這個(gè)真實(shí)譜峰X的仰角位于ρ e [82°,90°]范圍，則在搜索范圍內(nèi)以比細(xì)索步長(zhǎng)小的步長(zhǎng)搜索譜峰，取搜索出的最大譜峰作為最終譜峰之一，否則直接將這個(gè)真實(shí)譜峰χ作為最終譜峰之一，然后均進(jìn)入第4. 12步；第4. 7步，如果該虛假譜峰的仰角為90°，則在搜索范圍內(nèi)以比細(xì)索步長(zhǎng)小的步長(zhǎng)搜索譜峰，取搜索出的最大譜峰作為最終譜峰之一，否則用真實(shí)譜峰X和該虛假譜峰的加權(quán)平均值作為最終譜峰之一，然后均進(jìn)入第4. 12步；第4. 8步，計(jì)算這個(gè)真實(shí)譜峰X與兩邊虛假譜峰的距離平方，如果小于預(yù)先設(shè)定的閾值 t2，則直接將該真實(shí)譜峰X作為最終譜峰之一，然后進(jìn)入第4. 12步；如果小于預(yù)先設(shè)定的閾值t3且大于t2，則進(jìn)入第4. 9步；如果小于預(yù)先設(shè)定的閾值t4且大于t3，則取這兩個(gè)虛假譜峰中譜值大者與真實(shí)譜峰X的加權(quán)平均值作為最終譜峰之一，然后進(jìn)入第4. 12步；如果大于t4，則表明這個(gè)真實(shí)譜峰X肯定位于低仰角區(qū)域，這時(shí)在這兩個(gè)虛假譜峰之間以比細(xì)索步長(zhǎng)小的步長(zhǎng)進(jìn)行搜索，取搜索出的最大譜峰作為最終譜峰之一，然后進(jìn)入第4. 12步；第4. 9步，如果這個(gè)真實(shí)譜峰X周圍的虛假譜峰的仰角有等于90°的情況，則進(jìn)入第 4. 10步，否則進(jìn)入第4. 11步；第4. 10步，在真實(shí)譜峰X旁的兩個(gè)虛假譜峰之間以比細(xì)索步長(zhǎng)小的步長(zhǎng)進(jìn)行搜索，取搜索出的最大譜峰作為最終譜峰之一，然后進(jìn)入第4. 12步。；第4. 11步，如果這個(gè)真實(shí)譜峰X周圍的兩個(gè)虛假譜峰比值大于預(yù)先設(shè)定的閾值t5，則取這兩個(gè)虛假譜峰中譜值大者與真實(shí)譜峰X的加權(quán)平均值作為最終譜峰之一，否則將這三個(gè)譜峰的加權(quán)平均值作為最終譜峰之一； (4. 12)結(jié)束。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的二維空間譜譜峰搜索方法，其特征在于，第3.1步中，譜系聚類法的步驟為第Al步，初始分類，令k = 0，每個(gè)模式自成一類，即= {x.}(/ = 1, 2,···,#); 第A2步，計(jì)算各類間的距離A =Uc^i1LfIIx-xII，由此生成一個(gè)對(duì)稱的距離矩陣D(k) =(Dij)mxm，m為類的個(gè)數(shù)，初始時(shí)m = N;第A3步，找出前一步求得的矩陣D(k)中的最小元素，設(shè)它是Gf和Gf〕間的距離，將Gf 和巧”兩類合并為一類，于是產(chǎn)生新的聚類斤+”，閲+”，…，巧；”，令!^ = k+l，m = m-1 ；第A4步，重復(fù)第A2步和第A3步，直到類間最小距離大于一個(gè)預(yù)先設(shè)定的閾值時(shí)，停止迭代。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二維空間譜譜峰搜索方法，其特征在于，第3.3步中，類似灌水法過(guò)程如下第Bl步，將該類中的所有譜峰按照譜峰值的大小由高到低排序，組成一個(gè)隊(duì)列，并認(rèn)為所有譜峰沒有歸類；第B2步，將沒有歸類的譜峰值最大的譜峰從這個(gè)隊(duì)列取出；第B3步，判斷與該譜峰相鄰的譜峰有幾個(gè)已經(jīng)歸類，如果為0個(gè)時(shí)，進(jìn)入第B4步，如果為1個(gè)時(shí)，進(jìn)入第B5步，如果為2個(gè)時(shí)，進(jìn)入第B6步； 第B4步，將該譜峰歸為新的一類； 第B5步，將該譜峰歸為與它相鄰已歸類譜峰相同的一類；第B6步，假如與它相鄰的兩個(gè)譜峰都?xì)w類了，則用相鄰的類中元素比較少的一類的最高譜峰和另一邊相鄰類的第二高譜峰相比較，如果前者比后者高，則保留元素較少的一類， 并將這個(gè)譜峰歸為元素較少一類，否則將元素較少的一類歸為元素多的一類，并將這個(gè)譜峰歸為元素較多一類，進(jìn)入第B7步；第B7步，判斷隊(duì)列中有沒有元素沒有歸類，如果有，進(jìn)入第B2步，如果沒有，進(jìn)入第B8止少；第B8步，類似灌水法完成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適合工程實(shí)現(xiàn)的快速二維譜峰搜索方法，步驟為①對(duì)噪聲子空間和天線陣列流型矢量構(gòu)成的空間譜圖進(jìn)行二維粗搜索，得到粗搜索譜峰點(diǎn)；②在粗搜索譜峰點(diǎn)附近進(jìn)行細(xì)搜索，得到譜峰候選點(diǎn)；③對(duì)所述譜峰候選點(diǎn)進(jìn)行分類，找到對(duì)應(yīng)于信號(hào)個(gè)數(shù)的真實(shí)譜峰點(diǎn)；④利用這些真實(shí)譜峰周圍的虛假譜峰信息，最終用真實(shí)譜峰和其周圍的虛假譜峰的加權(quán)值作為來(lái)波方向估計(jì)的值。針對(duì)運(yùn)用2D MUSIC算法估計(jì)入射信號(hào)的波達(dá)方向時(shí)，二維譜峰搜索過(guò)程占用了整個(gè)算法的絕大多數(shù)時(shí)間，以至于不能實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)獲得信號(hào)波達(dá)方向這一問(wèn)題，本發(fā)明基于空間譜圖的特性分析，運(yùn)用數(shù)據(jù)聚類和分級(jí)搜索方法來(lái)加快譜峰搜索過(guò)程并保證搜索結(jié)果的精度。
文檔編號(hào)G01S3/12GK102520389SQ20111037655
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月23日
發(fā)明者羅冶, 譚萍, 陳勁峰, 馬洪 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)