Estimation robuste de la DOA du signal acoustique sous-marin basée sur le poids des valeurs propres

LI Weiqiang ,  

XING Chuanxi ,  

TAN Guangzhi ,  

HUANG Tinglong ,  

摘要

Une méthode d'estimation de la direction d'arrivée (DOA) du signal acoustique sous-marin basée sur un réseau imbriqué intégrant la reconstruction Toeplitz et la réduction de bruit pondérée par les valeurs propres avec une approche bayésienne parcimonieuse hors grille a été proposée. L'algorithme obtient une matrice de covariance de rang complet via la cartographie et la reconstruction du domaine virtuel, applique un poids sur les valeurs propres du sous-espace signal pour supprimer le bruit et conserver les informations utiles ; ensuite, il construit un modèle de représentation parcimonieuse hors grille et réalise une estimation du maximum a posteriori via l'apprentissage bayésien. Les simulations et les essais en mer montrent que cette méthode nécessite seulement 6 éléments physiques pour estimer 11 sources, tout en maintenant une haute résolution et une stabilité dans des scénarios multi-cibles à faible nombre d'instantanés et à courte distance ; lorsque le rapport signal sur bruit est inférieur à 15 dB, la RMSE de l'algorithme proposé est améliorée respectivement de 53,11 % et 60,04 % par rapport aux algorithmes MUSIC et ESPRIT dans le même réseau. La méthode proposée exploite efficacement les degrés de liberté du réseau virtuel, supprime les interférences sonores et réalise une estimation DOA plus précise à faible SNR et faible nombre d'instantanés, avec une robustesse accrue.

关键词

réseau imbriqué;estimation DOA;reconstruction Toeplitz;réduction de bruit pondérée par valeurs propres;bayésien parcimonieux hors grille

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