冲击噪声下基于相关熵的二维ESPRIT算法

赵季红，李雷雷，曲 桦,王伟华，马兆恬

(1.西安邮电大学 通信与信息工程学院,西安 710061；2.西安交通大学 电子信息学院,西安 710049)



冲击噪声下基于相关熵的二维ESPRIT算法

赵季红1,2，李雷雷1，曲 桦2,王伟华2，马兆恬1

(1.西安邮电大学 通信与信息工程学院,西安 710061；2.西安交通大学 电子信息学院,西安 710049)

针对基于相关函数的波达方向(direction of arrival, DOA)估计方法在冲击噪声环境下性能下降明显甚至失效的问题，提出基于相关熵 (Correntropy)的二维ESPRIT算法；该方法利用相关熵在冲击噪声环境下具有鲁棒性的优点，将受干扰信号的自相关函数替换为相关熵函数，并结合二维ESPRIT算法实现在冲击噪声环境下进行二维DOA估计；仿真表明，与基于分数低阶统计(Fractional Lower Order Statistics, FLOS)算法相比，该算法呈现明显优势，特别在高的冲击噪声条件下(1<α<1.5)能对信源方向进行更加有效的估计，且均方误差值仍保持很低。

相关熵；波达方向估计；冲击噪声；分数低阶统计；二维ESPRIT算法

0 引言

传统波达方向估计方法[1-2]大多针对高斯白噪声背景提出，而实际中，由于山脉、森林和海浪等影响，信号呈现突然的破裂或峰值，使得实际噪声环境具有很强冲击性。此时传统基于高斯噪声背景的算法性能大幅下降甚至失效[3-4]，因此针对冲击噪声背景下的DOA估计是DOA估计中的重要研究方向。

基于相关函数的波达方向估计在传统方法中已经得到了广泛的应用，但其只反映了信号间的二阶矩统计特性，在冲击噪声背景下，其处理能力会显著下降。为了抑制冲击信号，部分基于分数低阶统计的方法[5-8]被应用于DOA估计。基于分数低阶矩 (FLOM) 的算法[6]放宽了信号和噪声中α-stable的约束条件。……