专利名称：阈值自动调整的循环平稳信号源个数估计方法
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K个不相关的远场源信号入射到M个等间距的均勻线阵上，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
权利要求
1.一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 K个不相关的远场源信号入射到M个等间距的均勻线阵上，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+l，2，…，Μ)个奇异值的均值q (m = M-t+l )；4)计算w=个噪声的理论特征值均值上限的梯度值一；5)推导~dm的上限值,令其为估计循环平稳信号个数的自动调整大小的阈值；6)逐一比较to= ι到^ = M-I时的梯度值与对应阈值的大小；7)统计其中大于相应阈值的梯度值的数目，即得到循环平稳信号的源个数。
2.根据权利要求1所述的阈值自动调整的循环平稳信号源个数估计方法，其特征在于所述步骤1)中，以某一阵元为参考阵元，构造其他阵元上的接收向量与其的循环互相关矩阵为
3.根据权利要求1所述的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 1个接收阵元所接收的信号中，噪声是均值为0，方差为σ2的加性高斯白噪声。
4.根据权利要求1所述的阈值自动调整的循环平稳信号源个数估计方法，其特征在于并未对信号的带宽做任何要求，即入射信号既可以是宽带信号也可以是窄带信号。
5.根据权利要求1所述的阈值自动调整的循环平稳信号源个数估计方法，其特征在于所述步骤2)中，对循环互相关矩阵进行奇异值分解后，得到二USVh,其中 S^是由奇异值所组成的对角阵，υ、V是与奇异值所对应的奇异向量，其中分解所得到的奇异值是按从大到小的顺序排列的，即J1 > J2 >--->Λμ。
6.根据权利要求5所述的阈值自动调整的循环平稳信号源个数估计方法,其特征在于所述奇异值分解后得到的奇异值是按照源个数估计的特征值分解理论，大奇异值是信号所对应的奇异值，小奇异值是噪声所对应的奇异值。
7.根据权利要求1所述的阈值自动调整的循环平稳信号源个数估计方法，其特征在于所述步骤3)中，假设噪声特征值的个数为个到第
8.根据权利要求1所述的阈值自动调整的循环平稳信号源个数估计方法，其特征在于所述步骤4)中的计算，按照Anderson的主成分分析理论，在假设Iffi是满足标准正态分布的参数’即广{1π)~υ2 ^{-u21 l)du =I-α，n 1的情况下η个噪声特征值
9.根据权利要求1所述的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
全文摘要
本发明涉及一种阈值自动调整的循环平稳信号源个数估计方法。该方法首先根据通信和雷达信号普遍具有的循环平稳特性，构造接收信号的循环互相关矩阵，然后，对该循环互相关矩阵进行奇异值分解，并结合梯度法，推导得到随噪声数目变化的阈值，最后，将梯度值逐一与对应的阈值比较，统计其中梯度值大于相应阈值的数目，该数目即为源信号的个数。本方法的优点是不需要人为设定阈值就能估计出循环平稳信号的源个数，避免了人的主观因素的影响，在不增加计算量的情况下提高了算法的性能，并且这种方法能够推广应用于一般信号。
文档编号G01S1/00GK102253360SQ20111009311
公开日2011年11月23日 申请日期2011年4月14日 优先权日2011年4月14日
发明者刘凯, 李华, 沙正国, 行双双, 谭立雄 申请人:上海大学