基于GRNN的相干信源DOA估计方法

翁元博，徐 湛，田 露，职如昕

(北京信息科技大学 信息与通信工程学院，北京 100192)

0 引言

到达角估计(direction of arrival，DOA)，就是对空间中某一角度区域内多个信号到达接收阵列的到达角度进行估计。常用的经典到达角估计方法是多信号分类方法(multiple signal classification，MUSIC)。它是根据接收信号计算协方差矩阵，然后进行特征分解和子空间的划分，利用接收信号的信号子空间与噪声子空间之间的正交关系对目标信号进行估计的空间谱估计方法[1]。MUSIC方法不仅具有测向精度高的特点，而且可以对多个信号进行同时测向，在理想条件下，其性能满足到达角估计的要求。但在处理相干信源的情况下，计算所得的协方差矩阵不再满足满秩的条件，使得后续计算中信号子空间的数目减少。传统MUSIC算法在估计过程中因丢失目标而影响到估计精度，甚至可能使MUSIC估计方法完全失效[2]。

为优化MUSIC方法中对相干信源的到达角的估计性能，需对接收信号进行解相干操作。

最早使用的解相干方法是前向空间平滑法[3],利用多个不同子阵列同时接收信号后取平均来达到解相干的目的。但该方法造成有效孔径的减少，估计精度下降。为了增大孔径，获得更好的解相干结果，Pillai等[4]结合后向平滑的方法，提出了一种前后双向的空间平滑方法。前后向平滑法是通过增加平滑的次数，来弥补孔径减少所带来的精度损失。基于这种双向平滑法的原理，有学者提出了一种不改变阵列有效孔径的修正MUSIC方法(modified MUSIC，MMUSIC)[5]，该方法实际上是前后向空间平滑法中子阵列个数取1的一种特殊情况，所以该方法不能适用于所有解相干场景。……