基于大规模/超大规模接收阵列的无人机辐射源两种快速幂迭代 DOA 估计器
信息论
2023-04-25 v4 信号处理
math.IT
摘要
为在未来无线网络中为无人机（UAV）辐射源提供快速测向（DF），构建了用于大规模多输入多输出（MIMO）接收阵列的低复杂度到达角（DOA）估计架构。本文提出两种策略以解决接收信号协方差矩阵特征值分解引起的极高复杂度。首先，提出快速幂迭代旋转不变性（RPI-RI）方法，其采用幂迭代生成的信号子空间，通过子阵列间的旋转不变性得到最终方向估计。RPI-RI 以显著性能损失为代价大幅降低复杂度。为进一步降低复杂度并提供良好的方向测量结果，提出快速幂迭代多项式求根（RPI-PR）方法，其利用噪声子空间结合多项式求解方法得到最优方向估计。此外，分析了幂迭代中初始向量选择对收敛的影响，尤其是当初始向量与入射波正交时。仿真结果表明，两种所提方法在计算复杂度上优于传统 DOA 估计方法。特别地，RPIPR 方法比传统方法实现低两个数量级以上的复杂度，并达到接近克拉美罗界（CRLB）的性能。此外，验证了初始向量与相对误差对计算复杂度性能有显著影响。
引用
@article{arxiv.2205.03269,
title = {Two Rapid Power Iterative DOA Estimators for UAV Emitter Using Massive/Ultra-massive Receive Array},
author = {Yiwen Chen and Feng Shu and Qijuan Jie and Xichao Zhan and Xuehui Wang and Zhongwen Sun and Shihao Yan and Wenlong Cai and Peng Zhang and Peng Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.03269},
year = {2023}
}