專利名稱：閾值自動調(diào)整的循環(huán)平穩(wěn)信號源個數(shù)估計方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及循環(huán)平穩(wěn)信號的源個數(shù)估計方法，特別是閾值自動調(diào)整的循環(huán)平穩(wěn)信號源個數(shù)估計方法，該方法有別于其他的信號源個數(shù)估計方法，它通過得到自動調(diào)整大小的閾值，不僅能更高性能的估計出通信和雷達信號中普遍存在的循環(huán)平穩(wěn)信號的源個數(shù)， 而且由于不需人為設(shè)定閾值，該方法不受人的主觀因素的影響，更符合實際應(yīng)用。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代電子戰(zhàn)爭中，對雷達進行偵查和實施干擾從而破壞敵方武器和指揮系統(tǒng)成為戰(zhàn)爭的主要任務(wù)之一，因此，確定敵軍雷達位置顯得尤為重要。無源定位在自身不發(fā)射電磁波的情況下，被動的接收輻射源的電磁波信號，最終能隱蔽地確定出目標(biāo)的位置和運動狀態(tài)。而在對多目標(biāo)進行定位時，由于目標(biāo)的數(shù)目往往是未知的，必須先估計出目標(biāo)的數(shù)目才能對目標(biāo)進行準(zhǔn)確的定位或跟蹤。目前許多研究沒有考慮到通信和雷達信號普遍具有的循環(huán)平穩(wěn)特性，對循環(huán)平穩(wěn)信號源個數(shù)的研究更是不多，而現(xiàn)有的一些關(guān)于循環(huán)平穩(wěn)信號源個數(shù)估計方法要么需要人為設(shè)定閾值，要么估計性能不是很高。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上原因，本發(fā)明的目的在于提供一種閾值自動調(diào)整的循環(huán)平穩(wěn)信號源個數(shù)估計方法，能夠估計通信中普遍存在的循環(huán)平穩(wěn)信號的源個數(shù)。該方法主要是根據(jù)循環(huán)平穩(wěn)信號的特點，構(gòu)造一循環(huán)互相關(guān)矩陣，結(jié)合該矩陣的奇異值，推導(dǎo)出一能自動調(diào)整大小的閾值，此方法不受人的主觀因素影響，使算法性能大大提高。為了達到上述目的，本發(fā)明采用下述方案一種閾值自動調(diào)整的循環(huán)平穩(wěn)信號源個數(shù)估計方法，其特征在于對K個不相關(guān)的遠(yuǎn)場源信號入射到M個等間距的均勻線陣上，首先構(gòu)造一循環(huán)互相關(guān)矩陣，并對其進行奇異值分解，然后對分解得到的奇異值進行計算，推導(dǎo)出自動調(diào)整大小的閾值，最后根據(jù)這些閾值，就能得到循環(huán)平穩(wěn)源信號的個數(shù)。具體操作步驟如下
(1)構(gòu)造循環(huán)互相關(guān)矩陣根據(jù)循環(huán)平穩(wěn)信號的特點，以某一個陣元為參考陣元，構(gòu)造其他陣元上的接收向量與參考陣元上的接收向量的循環(huán)互相關(guān)矩陣；
(2)對所構(gòu)造的循環(huán)互相關(guān)矩陣進行奇異值分解，得到按降序排列的若干個奇異值
權(quán)利要求
1.一種閾值自動調(diào)整的循環(huán)平穩(wěn)信號源個數(shù)估計方法，其特征在于對 K個不相關(guān)的遠(yuǎn)場源信號入射到M個等間距的均勻線陣上，首先根據(jù)循環(huán)平穩(wěn)信號的特點構(gòu)造接收向量的循環(huán)互相關(guān)矩陣，并對此矩陣進行奇異值分解，然后對分解得到的奇異值進行相關(guān)運算推導(dǎo)得到一系列自動調(diào)整大小的閾值，最后根據(jù)閾值大小，得到循環(huán)平穩(wěn)信號的源個數(shù)；具體操作步驟如下1)構(gòu)造循環(huán)互相關(guān)矩陣根據(jù)循環(huán)平穩(wěn)信號的特點，以某一個陣元為參考陣元，構(gòu)造其他陣元上的個接收向量與參考陣元上的接收向量的循環(huán)互相關(guān)矩陣；2)對所構(gòu)造的循環(huán)互相關(guān)矩陣進行奇異值分解，得到按降序排列的奇異值以及相應(yīng)的奇異向量；3)根據(jù)分解得到的奇異值，計算第k(k=K+l，2，…，Μ)個奇異值的均值q (m = M-t+l )；4)計算w=個噪聲的理論特征值均值上限的梯度值一；5)推導(dǎo)~dm的上限值,令其為估計循環(huán)平穩(wěn)信號個數(shù)的自動調(diào)整大小的閾值；6)逐一比較to= ι到^ = M-I時的梯度值與對應(yīng)閾值的大??；7)統(tǒng)計其中大于相應(yīng)閾值的梯度值的數(shù)目，即得到循環(huán)平穩(wěn)信號的源個數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閾值自動調(diào)整的循環(huán)平穩(wěn)信號源個數(shù)估計方法，其特征在于所述步驟1)中，以某一陣元為參考陣元，構(gòu)造其他陣元上的接收向量與其的循環(huán)互相關(guān)矩陣為
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閾值自動調(diào)整的循環(huán)平穩(wěn)信號源個數(shù)估計方法，其特征在于 1個接收陣元所接收的信號中，噪聲是均值為0，方差為σ2的加性高斯白噪聲。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閾值自動調(diào)整的循環(huán)平穩(wěn)信號源個數(shù)估計方法，其特征在于并未對信號的帶寬做任何要求，即入射信號既可以是寬帶信號也可以是窄帶信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閾值自動調(diào)整的循環(huán)平穩(wěn)信號源個數(shù)估計方法，其特征在于所述步驟2)中，對循環(huán)互相關(guān)矩陣進行奇異值分解后，得到二USVh,其中 S^是由奇異值所組成的對角陣，υ、V是與奇異值所對應(yīng)的奇異向量，其中分解所得到的奇異值是按從大到小的順序排列的，即J1 > J2 >--->Λμ。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的閾值自動調(diào)整的循環(huán)平穩(wěn)信號源個數(shù)估計方法,其特征在于所述奇異值分解后得到的奇異值是按照源個數(shù)估計的特征值分解理論，大奇異值是信號所對應(yīng)的奇異值，小奇異值是噪聲所對應(yīng)的奇異值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閾值自動調(diào)整的循環(huán)平穩(wěn)信號源個數(shù)估計方法，其特征在于所述步驟3)中，假設(shè)噪聲特征值的個數(shù)為個到第
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閾值自動調(diào)整的循環(huán)平穩(wěn)信號源個數(shù)估計方法，其特征在于所述步驟4)中的計算，按照Anderson的主成分分析理論，在假設(shè)Iffi是滿足標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的參數(shù)’即廣{1π)~υ2 ^{-u21 l)du =I-α，n 1的情況下η個噪聲特征值
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閾值自動調(diào)整的循環(huán)平穩(wěn)信號源個數(shù)估計方法，其特征在于
全文摘要
本發(fā)明涉及一種閾值自動調(diào)整的循環(huán)平穩(wěn)信號源個數(shù)估計方法。該方法首先根據(jù)通信和雷達信號普遍具有的循環(huán)平穩(wěn)特性，構(gòu)造接收信號的循環(huán)互相關(guān)矩陣，然后，對該循環(huán)互相關(guān)矩陣進行奇異值分解，并結(jié)合梯度法，推導(dǎo)得到隨噪聲數(shù)目變化的閾值，最后，將梯度值逐一與對應(yīng)的閾值比較，統(tǒng)計其中梯度值大于相應(yīng)閾值的數(shù)目，該數(shù)目即為源信號的個數(shù)。本方法的優(yōu)點是不需要人為設(shè)定閾值就能估計出循環(huán)平穩(wěn)信號的源個數(shù)，避免了人的主觀因素的影響，在不增加計算量的情況下提高了算法的性能，并且這種方法能夠推廣應(yīng)用于一般信號。
文檔編號G01S1/00GK102253360SQ20111009311
公開日2011年11月23日 申請日期2011年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月14日
發(fā)明者劉凱, 李華, 沙正國, 行雙雙, 譚立雄 申請人:上海大學(xué)