《空時分布信號建模、聯合參數估計與跟蹤研究》是依託電子科技大學,由鄭植擔任醒目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：空時分布信號建模、聯合參數估計與跟蹤研究
- 依託單位：電子科技大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：鄭植
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
空時分布信號建模、聯合參數估計與跟蹤是無線通信和信號處理領域的前沿課題，其相關基礎研究具有重要的理論意義和套用價值。本項目擬對空時分布信號建模、DOA-時延(TOA)聯合估計和中心DOA/TOA聯合跟蹤三個問題開展系統的創新研究。其基本技術思路是將現有的空間分布源建模及參數估計方法和點源的DOA-時延聯合估計方法相結合，用以解決空時分布源的建模及參數估計問題。擬開展的主要創新工作有：分析空時分布信號的特點，給出一些典型的空時分布源模型及數學近似模型；利用空時譜搜尋、旋轉不變性質、時空矩陣法、協方差匹配技術、矩陣重構和壓縮感知等技術方法，提出一些新穎的適用於空時分布源的DOA-時延聯合估計算法；基於子空間跟蹤的思想，給出幾種能夠實現空時分布源中心DOA/TOA聯合跟蹤的快速方法；本項目的研究工作對於完善空時分布源的相關理論和技術，促進其在無線通信中的套用，具有十分重要的意義。
結題摘要
針對在城區等密集環境中發生空時擴展的分散式信號，本項目在信號建模、聯合參數估計和跟蹤等問題上做了系統深入的研究，取得了若干具有創新性的研究成果。主要工作和貢獻如下：（1）分布源建模：提出了兩種空時分布源模型：角度相干時延相干分布源、角度非相干時延非相干分布源；給出了相干、非相干分布源的各種稀疏表示模型以及結合信號非圓性的數學模型。（2）角度參數估計：通過模型中引入了角度量化誤差表示，提出了一種基於貝葉斯壓縮感知的非相干分布源參數估計方法。該方法無需進行格線精度化處理，即可得到高精度的中心DOA估計；利用信號的非圓性和GAMP稀疏重構方法，提出了一種基於稀疏表示的非相干分布源參數估計方法。所提算法不僅計算複雜度較低，而且可以獲得很高的DOA估計精度和角度解析度。。（3）DOA-時延聯合估計：利用信號的非圓性和傳播運算元技術，提出了一種低複雜度的相干分布源二維DOA估計方法。該算法無需譜搜尋和特徵值分解。並且估計性能優於現有的參數估計算法；通過空時抽取和傳播運算元技術，提出了一種相干分布源DOA-時延參數聯合估計算法。該算法性能明顯優於常規的ESPRIT空時參數聯合估計算法，尤其是在高信噪比條件下。此外，所提算法無需譜搜尋和特徵分解運算，計算複雜度很低。（4）DOA-時延聯合跟蹤：利用分布源空時參數聯合估計方法和API子空間更新方法，提出了一種相干分布源DOA-時延聯合跟蹤算法。該算法可以有效地跟蹤分布源的中心DOA和中心時延，並且避免了對樣本協方差矩陣進行重複的特徵分解，並且能夠跟蹤多個目標信號。 通過基金資助，項目組在分布源的建模、參數估計與跟蹤等方面取得了一系列創新性成果，現已發表學術論文19篇（含SCI檢索11篇，EI檢索8篇），申請技術發明專利5項，並且在未來還將有研究成果出版。本項目的研究工作對於提高無線密集環境中通信系統的測向和定位性能，將有著十分重要的意義和價值。
