宽带模态正交性：一种宽带波达方向估计的新方法
信号处理
2020-06-15 v1
摘要
文献中已广泛研究了传感器阵列的宽带波达方向（DOA）估计技术。然而，大多数这些技术需要关于源数量和方向的先验信息，或者计算量大，这使得它们在实践中不太实用。本文提出了一种低复杂度的基于子空间的宽带信号 DOA 估计框架，称为宽带模态正交性（WIMO），并据此开发了两种 DOA 估计器。首先，给出了均匀频谱情况下时空协方差矩阵（STCM）的闭式近似。与非零特征值相关的 STCM 的特征向量是给定带宽和方向上的宽带源的模态分量。WIMO 的思想是从近似的 STCM 中提取期望 DOA 处的这些特征向量，并测试它们与估计的噪声子空间的正交性。在非均匀频谱情况下，可以通过数值积分近似 STCM 来应用 WIMO 思想。幸运的是，STCM 近似和模态提取可以离线执行。WIMO 提供了无需传统先决条件（如频谱分解、聚焦过程以及关于源数量及其 DOA 的先验信息）的 DOA 估计。进行了几个数值示例，以将 WIMO 性能与最先进的方法进行比较。仿真结果表明，所提出的两种 DOA 估计器在分辨概率和估计误差方面实现了优越的性能，同时运行时间加快了数个数量级。
引用
@article{arxiv.2006.07261,
title = {Wideband Modal Orthogonality: A New Approach for Broadband DOA Estimation},
author = {Shervin Amirsoleimani and Ali Olfat},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.07261},
year = {2020}
}