DOA估计经典算法的仿真研究

项敏敏 谢 东

（铜陵学院，安徽 铜陵 244061）

空间谱也称伪谱，表示信号的能量在空间各个方向上的分布，通过它可以获取信号的波达方向。空间谱估计，也称DOA估计，它是阵列信号处理的基本问题，在地震勘探、无线通信、生物医学成像等方面有着广泛的应用[1]。本文主要基于窄带信号模型，介绍了MVDR算法、MUSIC算法两种常见的功率谱估计方法的原理、特点，通过理论分析和Matlab仿真实验得出两种算法的优缺点。

一、均匀线阵列接受模型

图1 信号接收模型

所以有

时间变量n表示在第n时刻对所有阵元同时进行采样，也称之为快拍[2]。

其中，υ(n)为噪声向量。

二、空间谱与DOA估计

对均匀线阵，当空间只有一个信号源，且不考虑噪声，式（5）可表示为：

xm(n)的空间傅立叶的变换为：

沥青含量相对较高（沥青含量9%～13%），拌制的混合物流动性较大的特点。一般适用于施工条件比较恶劣的寒冷地区、坝高小于50m的中低高度土石坝。

所以

（一）基于MVDR算法的DBF方法

假设感兴趣的信号（期望信号）s0(n)从θ0方向入射，此时阵天线对该方向的接受信号为x0(n)，而x0(n)若要使该θ0方向入射的信号能够无失真地通过空域滤波器，应有所以，权向量应满足：

为了不受其他方向的信号和噪声的影响，在保证式（9）成立的前提下，要使空域滤波器的平均输出功率P(θ)最小，可以通过求条件极值问题的方法来选择权向量使P(θ)取最小值[3]，可描述为

输出平均功率为

（二）基于MUSIC算法的信号DOA估计方法

由以上的阐述我们可知K个远场窄带信号从θ1,θ2…θk方向入射到M阵元的阵列模型。……