基于ESPRIT算法的DOA估计

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1、河南大学2009届本科毕业论文基于ESPRIT算法的DOA估计ESPRIT Algorithm Based on The Estimated DOA论文作者姓名： 作者学号： 所在学院：计算机与信息工程学院 所学专业：自动化 导师姓名职称： 论文完成时间：2009年5月20日 2009年5月20日河南大学2009届毕业论文（设计、创作）开题报告（由学生本人认真填写）学号05023396姓名邢建贤导师姓名职称袁泉(助教)开题时间2008年12月1日课题题目基于ESPRIT算法的DOA估计课题来源导师指定 自定 其他来源课题的目的、意义以及和本课题有关的国内外现状分析：1、目的：研究DOA估计超分

2、辨算法中的经典算法旋转不变子空间（ESPRIT）算法，利用计算机仿真给出其性能分析。2、意义：阵列信号处理是信号处理领域内的一个重要分支，而空间谱（DOA）估计是阵列信号处理中的一个主要研究方向，在雷达、通信、声纳等众多领域有极为广阔的应用前景，而旋转不变子空间（ESPRIT）算法作为DOA估计超分辨算法，其研究具有重要作用。3、现状：尽管空间谱估计在近30年的也得到快速的发展，其研究文献文献之多，遍及范围之广，内容之丰富令人叹为观止，但其实用系统尚不多见。目前空间谱估计理论与技术仍处于方兴未艾的迅猛发展之中，已成为阵列信号处理学科发展的主要方面。随着多重信号分类MUSIC算法的提出，不但促进

3、了子空间分解类算法的兴起，同时也实现了向现代超分辨测向技术的飞跃，有着广阔的应用前景。研究目标、研究内容和准备解决的问题：1、目标：通过研究DOA估计超分辨算法中的经典算法旋转不变子空间（ESPRIT）算法，利用计算机实现其仿真性能分析。2、内容：首先介绍了空间谱的基础，研究了旋转不变子空间（ESPRIT）算法，给出了ESPRIT算法的原理，步骤，通过计算机仿真，对其进行性能分析。3、准备解决的问题：通过对子空间分解类算法的经典算法即旋转不变子空间（ESPRIT）算法的研究，利用大量的计算机仿真，对其与MUSIC算法进行对比性能分析，得出优缺点。拟采取的方法、技术或设计（开发）工具：计算机仿真

4、软件：MATLAB 7.1预期成果：1、毕业设计成果研究旋转不变子空间算法，通过计算机仿真，先对ESPRIT做了统计性能分析，然后对其与MUSIC进行对比性能分析2、毕业论文进度计划：2008.12.1 - 2009.3.5： 查找资料、搜集相关素材2009.3.6 - 2009.3.26：完成空间谱基础知识整理2009.3.27 - 2009.4.7： 完成旋转不变子空间算法理论的整理2009.4.8 - 2009.4.15：完成理论性能的分析2009.4.16 - 2009.5.4： 完成仿真性能分析2009.5.5 - 2009.5.15：整理资料、撰写毕业论文2009.5.16 - 2

5、009.5.20：根据导师要求，完善毕业设计和论文指导教师对选题报告的意见： 指导教师签名： 2008年12月1日河南大学2009届毕业论文（设计、创作）任务书题目名称 基于ESPRIT算法的DOA估计学院计算机与信息工程学院学生姓名邢建贤所学专业自动化学号05023396一、 毕业论文(设计、创作)要求1. 可行性分析：完成算法的可行性分析2. 算法仿真分析：具体进行算法仿真性能分析3. 撰写论文：完成论文撰写二、 毕业论文(设计、创作)进度安排2008.12.1 - 2009.3.5： 查找资料、搜集相关素材2009.3.6 - 2009.3.26：完成空间谱基础知识整理2009.3.27

6、 - 2009.4.7： 完成旋转不变子空间算法理论的整理2009.4.8 - 2009.4.15：完成理论性能的分析2009.4.16 - 2009.5.4： 完成仿真性能分析2009.5.5 - 2009.5.15：整理资料、撰写毕业论文2009.5.16 - 2009.5.20：根据导师要求，完善毕业设计和论文三、需收集的资料和指导性参考文献1 刘全,雍玲,魏急波. 二维虚拟ESPRIT算法的改进.国防科技大学学报,2002.2 盖轶冰. 基于子空间分解类算法的智能天线DOA估计方法研究,山东大学硕士学位论文,2006.3 闻映红.天线与电波传播理论. 清华大学出版社,2007. 4 陈

7、辉,彭应宁,王永良.空间谱估计理论与算法. 清华大学出版社,2004.5李国勇,谢克明,杨丽娟.计算机仿真技术与CDA.电子工业出版社.指导教师签名 2008年12 月 8 日河南大学2009届毕业设计（论文、创作）中期检查表题目名称： 基于ESPRIT算法的DOA估计学院计算机与信息工程学院学生姓名邢建贤所学专业自动化学号05023396一、毕业论文(设计、创作)进展情况目前，论文的大致框架已基本完成，仿真性能分析不是太理想，还有一部分性能要求没有实现，有待进一步的改进和完善。在这个阶段中已经完成的空间谱估计基础和旋转不变子空间算法的学习，并进行了初步的仿真性能分析。二、毕业论文(设计、创作

8、)存在问题及解决方案存在的问题：仿真的结果不是很理想，与MUSIC算法的仿真性能有一定的差距解决方案：计划通过不断的调节阵元数，阵元间距，改变信噪比得到接近MUSIC算法的的仿真性能。三、指导教师对学生毕业论文(设计、创作)进展方面的评语该生在做毕业设计的期间，积极认真，能够及时分析和解决遇到的各种问题。但是算法仿真的结果不是很理想，希望在后续的工作期间，很好的解决这些问题。指导教师签名 2009年 4 月 10日河南大学2009届毕业论文（设计、创作）综合成绩表（一）学院名称：计算机与信息工程学院学 号05023396姓名邢建贤专业自动化指导教师袁泉综合得分论文题目基于ESPRIT算法的DO

9、A估计指导教师评语及得分指导教师评语评分项目分值指导教师对毕业论文（设计、创作）评分撰写开题报告、文献综述15调查研究查阅整理资料10学习态度与规范要求10数据处理、文字表达10论文（设计、创作）质量和创新意识55合计100得分指导教师签名 2009年5月20日评阅教师评语及评分评阅教师评语评分项目分值评阅毕业论文（设计、创作）评分撰写开题报告、文献综述15调查研究查阅整理资料10学习态度与规范要求10数据处理、文字表达10论文（设计、创作）质量和创新意识55合计100得分评阅教师签名 2009年5月22日此表由教师填写河南大学2009届毕业论文（设计、创作）综合成绩表（二）学号0502339

10、6姓名邢建贤所在学院计算机与信息工程学院答辩委员会评语及评分答辩委员会评语答辩委员签字： 2009年5月25日评分 项目 分值论文答辩小组评分答辩情况论文质量合计（100）内容表达情况（15）答辩问题情况（25）规范要求与文字表达（20）论文（设计、创作）质量和创新意识（40）得分答辩委员会主任签字： 2009年5月25日毕业论文（设计、创作）成绩综合评定： 分综合评定等级：备注：一、论文的质量评定，应包括对论文的语言表达、结构层次、逻辑性理论分析、设计计算、分析和概括能力及在论文中是否有新的见解或创新性成果等做出评价。从论文来看学生掌握本专业基础理论和基本技能的程度。二、成绩评定采用结构评分

11、法，即由指导教师、评阅教师和答辩委员会分别给分（以百分计），评阅教师得分乘以20%加上指导教师得分乘以20%加上答辩委员会得分乘以60%即综合成绩。评估等级按优、良、中、差划分，优90-100分；良76-89分；中60-75分；差60分以下。三、评分由专业教研室或院组织专门评分小组（不少于5人），根据指导教师和答辩委员会意见决定每个学生的分数，在有争议时，应由答辩委员会进行表决。四、毕业论文答辩工作结束后，各院应于6月20日前向教务处推荐优秀论文以汇编成册，推荐的篇数为按当年学院毕业生人数的1.5%篇。五、各院亦可根据本专业的不同情况，制定相应的具有自己特色的内容。须报教务处备案。六、书写格式

12、要求：1、目录；2、内容提要须书写200左右汉字，开题报告（文科除外）的内容要根据不同专业的课题任务要求，阐述查阅文献、文案论证、解题思路、工作步骤等；3、正文（含引言、结论等）；4、参考文献（或资料）河南大学本科生毕业论文（设计、创作）承诺书论文题目基于ESPRIT算法的DOA估计姓 名邢建贤所学专业自动化学 号05023396完成时间2009年5 月20日指导教师姓名职称袁泉(助教)承诺内容：1、本毕业论文（设计、创作）是学生邢建贤在导师袁泉的指导下独立完成的，没有抄袭、剽窃他人成果，没有请人代做，若在毕业论文（设计、创作）的各种检查、评比中被发现有以上行为，愿按学校有关规定接受处理，并承

13、担相应的法律责任。2、学校有权保留并向上级有关部门送交本毕业论文（设计、创作）的复印件和磁盘。备注：学生签名： 指导教师签名： 2009 年 5 月 20 日 2009 年 5 月 20 日说明：学生毕业论文（设计、创作）如有保密等要求，请在备注中明确，承诺内容第2条即以备注为准。目 录摘 要IABSTRACTII第1章 绪论11.1引言11.2空间谱估计发展概述21.3论文的主要工作与内容安排2第2章 空间谱估计基础42.1 引言42.2基本概念与原理42.3 空间谱估计误差模型82.4 空间谱估计基础知识102.5影响DOA估计结果的因素10第三章 旋转不变子空间算法123.1引言123.2旋转不变子空间算法原理133.2.1信号模型133.2.2 算法原理143.3 标准的旋转不变子空间算法153.3.1 最小二乘法153.3.2 总体最小二乘法173.4算法的计算机仿真及性能分析19结