第26卷第6期新乡学院学报(自然科学版)2009年12月Vol.26No.6JournalofXinxiangUniversity(NaturalScienceEdition)Dec.2009基于奇异值分解的ISM算法*周宁1,郭娜2(1.河南大学计算机与信息工程学院,河南开封475004;2.河南省轻工业学校机电工程系,河南郑州450000)摘要:介绍了阵列接收宽带信号模型,研究了典型的非相干信号处理方法即非相干信号子空间方法,并在原有算法的基础上进行改进,提出基于奇异值分解的ISM算法。该算法在每一个子带上对数据协方差矩阵进行2次奇异值分解,通过计算机仿真可以明显看出改进后的算法估计性能优于已有算法。关键词:宽带信号;ISM;波达方向;奇异值中图分类号:TN911文献标志码:A文章编号:1674-3326(2009)06-0046-02ISMBasedonSigularValueDecompositionAlgorithmZHOUNing1,GUONa2(1.SchoolofComputerandInformationEngineering,HenanUniversity,Kaifeng475004,China;2.DepartmentofMechanicalandElectronicEngineering,HenanLightIndustrialSchool,Zhengzhou450000,China)Abstract:Inthispaper,themodelofbroadbandarraysignalisintroduced.TheISM(IncoherentSigna-lSubspaceMethod)algorithmisstudiedandimprovedonthebasisoftheoriginalalgorithm,andalgorithmfortheISMbasedonsingularvaluedecompositionisPresented.Thisalgorithmemploystwicesingularvaluedecompositionsoftheda-tacovariancematrixoneachSub-Band.ThesimulationresultsshowthatSVD-ISMissuperiortoISM.Keywords:Widebandsignal;ISM;DOA;Sigularvalue0引言1阵列接收宽带信号模型随着通信技术的发展,宽带信号在通信系统中N(N<M)个具有相同带宽B和中心频率f0的应用越来越多,宽带信号的波达方向估计也成为的远场宽带信号分别从不同的方向辐射到M元天阵列信号处理领域的重要研究内容之一。近年来,线阵上,入射角为i(i=1,2,,N),噪声为相互人们提出了很多宽带方位估计方法,主要分为基于独立的零均值高斯白噪声,且与信号不相关。非相干信号的处理方法和基于相干信号处理的算在频域上整个阵列输出可表示为:X(f)=法,其中典型的非相干信号处理方法为非相干信号A(f,)S(f)+N(f),X(f)、s(f)、N(f)分别子空间方法(ISM)。该类算法的主要思想是将宽带对应为X(t)、S(t)、N(t)的频域形式,此时阵列流数据分解到不重叠的频带上对每个频带进行窄带,型矩阵A(f,)由信号的方向和频率决定。信号子空间处理从而获得初始角度的估计然后再,,2ISM算法对这些估计的组合得到最终结果[1-2]。这类算法通2.1ISM算法基本原理常不能令人满意,主要原因在于每个频段上仅仅利首先,在频域上将宽带信号分解为J个窄带分用了宽带信号的部分信息,其缺点是估计性能不强、量其次在每一个子带上直接进行窄带处理即对分辨率低,不能分辨相干源,而且计算量也比较大。;,,在信噪比足够大的情况下,它能明显提高估计精度每一个子带的协方差矩阵进行特征分解,根据信号和增强稳定性,在低信噪比时,估计性能明显下降,子空间和噪声子空间的正交性构造空间谱;然后,再而且还会产生伪峰。对所有子带的空间谱进行平均,即可得到宽带信号笔者主要研究ISM[3-4]算法,并在现有算法基的空间谱估计。[5]础上进行改进,最后通过计算机仿真可以明显看把观测时间T0内采集的信号分为K个子段,出改进后的算法估计性能优于已有算法。则每段信号时间长度Td=T0/K,再对每一段信号*收稿日期:2009-07-13修回日期:2009-08-26作者简介:周宁(1985-),女,河南新乡人。硕士生,研究方向:阵列信号处理。E-mail:lemonisis@si