[发明专利]阈值自动调整的循环平稳信号源个数估计方法

说明书

技术领域

本发明涉及循环平稳信号的源个数估计方法，特别是阈值自动调整的循环平稳信号源个数估计方法，该方法有别于其他的信号源个数估计方法，它通过得到自动调整大小的阈值，不仅能更高性能的估计出通信和雷达信号中普遍存在的循环平稳信号的源个数，而且由于不需人为设定阈值，该方法不受人的主观因素的影响，更符合实际应用。

背景技术

在现代电子战争中，对雷达进行侦查和实施干扰从而破坏敌方武器和指挥系统成为战争的主要任务之一，因此，确定敌军雷达位置显得尤为重要。无源定位在自身不发射电磁波的情况下，被动的接收辐射源的电磁波信号，最终能隐蔽地确定出目标的位置和运动状态。而在对多目标进行定位时，由于目标的数目往往是未知的，必须先估计出目标的数目才能对目标进行准确的定位或跟踪。

目前许多研究没有考虑到通信和雷达信号普遍具有的循环平稳特性，对循环平稳信号源个数的研究更是不多，而现有的一些关于循环平稳信号源个数估计方法要么需要人为设定阈值，要么估计性能不是很高。

发明内容

鉴于以上原因，本发明的目的在于提供一种阈值自动调整的循环平稳信号源个数估计方法，能够估计通信中普遍存在的循环平稳信号的源个数。该方法主要是根据循环平稳信号的特点，构造一循环互相关矩阵，结合该矩阵的奇异值，推导出一能自动调整大小的阈值，此方法不受人的主观因素影响，使算法性能大大提高。

为了达到上述目的，本发明采用下述方案：一种阈值自动调整的循环平稳信号源个数估计方法，其特征在于对                                               个不相关的远场源信号入射到个等间距的均匀线阵上，首先构造一循环互相关矩阵，并对其进行奇异值分解，然后对分解得到的奇异值进行计算，推导出自动调整大小的阈值，最后根据这些阈值，就能得到循环平稳源信号的个数。具体操作步骤如下：

（1）构造循环互相关矩阵：根据循环平稳信号的特点，以某一个阵元为参考阵元，构造其他阵元上的接收向量与参考阵元上的接收向量的循环互相关矩阵；

（2）对所构造的循环互相关矩阵进行奇异值分解，得到按降序排列的若干个奇异值，以及相应的奇异向量；

（3）假设噪声特征值的个数为，计算第个到第个噪声特征值的均值；

（4）设，其中为标准正态分布参数。将特征值均值代入中计算梯度值；

（5）得到的梯度值的上限值为：，此上限即为自动调整的阈值；

（6）依次比较到时梯度值与相应的阈值的大小；

（7）统计其中梯度值大于相应阈值的数目，此数目即为源信号的个数。

步骤（1）中的信号既可以是窄带信号又可以是宽带信号，步骤（3）中的噪声是均值为0，方差为的加性高斯白噪声。

本方法用于估计循环平稳信号的源个数，该方法与现有方法相比，具体优点在于：该方法从实际出发，根据通信和雷达信号普遍存在的循环平稳特性，构造一循环互相关矩阵，对该循环互相关矩阵进行特征值分解得到的奇异值进行相关运算，推导得到一自动调整大小的阈值，因此该方法不仅符合实际应用情况，而且不需人为设定阈值，不受人的主观因素影响，使得该算法的性能得到大大的提高。

附图说明

     图1是本发明的流程图。

     图2和图3是采用三个不相关远场源信号入射到8根间距为信号波长一半即的均匀线阵的实验仿真图。

具体实施方案

     本发明的优选实例结合附图说明如下：

实例一：

     参见图1，本阈值自动调整的循环平稳信号源个数估计方法，对个不相关的远场源信号入射到个等间距的均匀线阵上，首先根据循环平稳信号的特点构造接收向量的循环互相关矩阵，并对此矩阵进行奇异值分解，然后对分解得到的奇异值进行相关的运算推导得到一系列自动调整大小的阈值，最后根据阈值大小，得到循环平稳信号的源个数，具体操作步骤如下：

1）          构造循环互相关矩阵：根据循环平稳信号的特点，以某一个阵元为参考阵元，构造其他阵元上的个接收向量与参考阵元上的接收向量的循环互相关矩阵；

2）          对所构造的循环互相关矩阵进行奇异值分解，得到按降序排列的奇异值以及相应的奇异向量；

3）          根据分解得到的奇异值，计算第k(k=K+1，2，…，M)个奇异值的均值()；

4）          计算个噪声的理论特征值均值上限的梯度值；