基于变换域APSO的任意阵列宽带DOA估计算法

作者：刘学承; 朱敏; 武岩波

来源：信号处理, 2022, 38(06): 1306-1315.

DOI：10.16798/j.issn.1003-0530.2022.06.017

• 来波方向估计
• 宽带信号
• 任意阵列
• 确定性极大似然
• 加速粒子群最优化
• 匹配滤波

为了提高宽带信号来波方向（Direction-of-arrival,DOA）估计精度并降低计算复杂度，本文结合已知的发射信号波形，提出了一种基于变换域加速粒子群最优化（Accelerated Particle Swarm Optimization,APSO）的宽带DOA估计算法，该算法适用于任意阵列和低采样率情况。首先对阵列接收数据进行匹配滤波以及傅里叶变换处理，其次根据频域宽带阵列数据模型，利用确定性极大似然（Deterministic Maximum Likelihood,DML）准则构建宽带DOA估计的空间谱函数，然后采用变换域APSO算法对空间谱函数进行最大值搜索，搜索结果即为DOA估计值。该算法无需DOA预估计，不依赖空间谱函数的梯度信息，计算复杂度低。仿真实验表明，所提算法具有高估计精度和低计算复杂度，在信噪比为20 dB时，DOA估计均方根误差为0.02°。

• 单位
  中国科学院声学研究所; 中国科学院大学; 声场声信息国家重点实验室