分布式多傳感器陣列的信號重構(gòu)方法.pdf

1、分布式多傳感器陣列的傳統(tǒng)模式為：各子陣列單獨進行信號參數(shù)估計，估計得到的參數(shù)通過通信鏈路發(fā)送到信息融合中心進行信息處理，這種模式忽略了陣列之間的相參性。多陣列聯(lián)合處理能夠利用陣列之間的相參性。本文給出了分布式陣列的基本概念，闡述了幾何模型和信號模型。分析了分布式陣列聯(lián)合相參的理論性能，采用誤差橢圓和Cram′er-Rao(CRB)下限作為性能評價方法。相參處理相對非相參處理能夠獲得較高的性能增益。詳細分析了影響處理性能的因素：信噪比、信

2、號DOA、信號源距離。
　　虛擬陣列內(nèi)插方法能夠?qū)⒉灰?guī)則的分布式陣列映射到均勻等距直線陣上，進而可以利用其Vandermonde結(jié)構(gòu)。角度分區(qū)、校正方向數(shù)目、陣列的分布疏密程度都對陣列內(nèi)插性能有影響，本文詳細分析了這些因素，總結(jié)出其中的規(guī)律。子陣取向?qū)﹃嚵袃?nèi)插性能影響明顯，與ULA取向一致的子陣會帶來較高的性能。
　　實際實現(xiàn)中，陣列內(nèi)插方法具有很大的實現(xiàn)障礙。虛擬陣列的選取具有太多的主觀性，目前尚無最優(yōu)虛擬陣列的設計方法。

3、因此，如果從陣列本身的信號模型出發(fā)，從數(shù)學結(jié)構(gòu)的角度去構(gòu)造Vandermonde結(jié)構(gòu)，思路會更為明確。流形分離方法(MST)針對分布式陣列，將導向矢量分解為采樣矩陣(取決于幾何形狀)和范德蒙結(jié)構(gòu)矢量(取決于信號場)的乘積，進而把適用于線性陣列的快速DOA估計算法推廣到任意陣列，例如求根MUSIC算法。實際應用中，噪聲使基于MST的算法性能下降。分析了噪聲對子空間類DOA估計算法的影響，給出了最優(yōu)模式數(shù)目的選取方法。仿真結(jié)果表明基于MST