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內(nèi)容簡介

　　空間譜估計是陣列信號處理中的一個重要研究方向，在雷達(dá)、通信、聲吶等眾多領(lǐng)域有極為廣闊的應(yīng)用前景。本書深入、系統(tǒng)地論述了空間譜估計的理論、算法及一些理論方法之間的關(guān)系，總結(jié)了作者多年來的研究成果以及國際上這一領(lǐng)域的研究進(jìn)展。全書由14章組成，主要內(nèi)容有空間譜估計的研究進(jìn)展、信號源數(shù)估計、線性預(yù)測（LP）類算法、MUSIC類算法、子空間擬合類算法、旋轉(zhuǎn)不變子空間（ESPRIT）類算法、子空間迭代與更新、特殊信號的空間譜估計、特殊陣列的空間譜估計、陣列誤差校正方法、現(xiàn)代信號處理在空間譜估計中的應(yīng)用及多維空間譜估計等。本書是關(guān)于空間譜估計理論與算法的一部專著，可供從事雷達(dá)、通信、導(dǎo)航、聲吶與電子對抗等領(lǐng)域的廣大技術(shù)人員學(xué)習(xí)與參考，也可作為高等院校和科研院所信號與信息處理、信息與通信系統(tǒng)等專業(yè)的研究生教材或參考書。本書前言空間譜估計是陣列信號處理中的一個重要研究方向，是在空域濾波、時域譜估計的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門學(xué)科與技術(shù)，其優(yōu)異的參數(shù)估計性能、廣闊的應(yīng)用前景引起了人們極大的興趣。在過去的30年時間里，許多專家學(xué)者對這一技術(shù)進(jìn)行了廣泛而深入的研究，取得了極為豐碩的成果，極大地推動了該學(xué)科及其相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展。目前，空間譜估計理論與技術(shù)已日趨成熟，應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大，新理論、新方法不斷涌現(xiàn)，可以說仍處于方興未艾的蓬勃發(fā)展中。因此，要想完整、系統(tǒng)與全面地闡述該領(lǐng)域的豐富知識與全面反映其最新的研究成果難度很大。但高等院校、科研院所及工業(yè)生產(chǎn)部門均迫切需要一本較系統(tǒng)、較完整地闡述空間譜估計理論與技術(shù)的著作。為此，我們?nèi)婵偨Y(jié)了近30年來關(guān)于空間譜估計方面的相關(guān)研究成果，結(jié)合我們多年來的研究實踐與教學(xué)體會，寫成此書，相信它能對從事空間譜估計、陣列信號處理與應(yīng)用領(lǐng)域的科技人員及高等院校師生有所裨益。本書全面、系統(tǒng)地介紹了空間譜估計涉及的概念、原理與方法，尤其詳細(xì)地介紹了許多典型算法并進(jìn)行了深入研究，給出了大量的定性與定量分析。全書共14章，其內(nèi)容概括為：空間譜估計的進(jìn)展、現(xiàn)狀與展望；空間譜估計的基本原理、數(shù)學(xué)模型及相關(guān)概念，信號源數(shù)的估計問題；線性預(yù)測類空間譜估計算法；MUSIC類算法；子空間擬合類算法；旋轉(zhuǎn)不變子空間算法；子空間迭代與更新算法；寬帶信號的空間譜估計問題；循環(huán)平穩(wěn)信號的空間譜估計問題；分布式信號的參數(shù)估計問題；特殊結(jié)構(gòu)陣列的空間譜估計問題；基于高階累計量的空間譜估計問題；空間譜估計誤差校正方法；多維空間譜估計算法。本書力圖實現(xiàn)以下五個特色。1體系結(jié)構(gòu)新。近年來國內(nèi)外雖然已經(jīng)出版了幾本涉及空間譜估計內(nèi)容的優(yōu)秀著作，但本書卻是緊緊圍繞空間譜估計這一專門問題進(jìn)行統(tǒng)一描述、全面闡述與深入研究的第一部學(xué)術(shù)著作。尤其是本書的第7～14章的內(nèi)容，僅散見于各類文獻(xiàn)，在公開出版的書籍中很少涉及。本書各章之間緊密聯(lián)系，構(gòu)成一個有機(jī)的整體。2內(nèi)容選材廣。眾所周知，空間譜估計由于其理論豐富與應(yīng)用廣泛，近二三十年來研究報道的文獻(xiàn)數(shù)量之多與涉及內(nèi)容之廣為許多專家學(xué)者所感觸。為了寫好此書，我們收集了大量的國內(nèi)外文獻(xiàn)資料，并做了精心組織，以空間譜估計理論算法為主線進(jìn)行提煉總結(jié)，盡可能地反映出這一學(xué)科中的精華內(nèi)容。3創(chuàng)新程度高。盡管該領(lǐng)域的內(nèi)容十分豐富，但我們?nèi)粤η蠓从吵銎渥钚碌难芯砍晒c最新進(jìn)展，并充分反映我們近年來的研究成果、心得與見解。書中介紹的絕大多數(shù)算法我們都做了詳細(xì)的計算機(jī)仿真分析，并形成了關(guān)于這些算法的Matlab軟件包。4可讀性強。對于許多讀者來說，空間譜估計所涉及的內(nèi)容難學(xué)、難懂、難理解，尤其是專業(yè)論文不易讀懂。本書注意了這一問題，盡量做到由淺入深，特別注重了表達(dá)的清晰性、易懂性和可讀性。5實用性好?？臻g譜估計的最大特點在于算法。只有在深入地理解與掌握算法的基礎(chǔ)上，其工程應(yīng)用才易于實現(xiàn)。因此，我們著重圍繞算法進(jìn)行討論分析，以正確把握算法的特點、性能、適用條件及實現(xiàn)復(fù)雜性，從而便于實際應(yīng)用。其中，算法的誤差魯棒性是算法實用性最為關(guān)鍵的因素之一，因此，我們加強了對這一問題的研究。此外，我們給出了本書的體系結(jié)構(gòu)（見緒論）及在多個章節(jié)中提出了同類算法的統(tǒng)一框架（或模型），便于研究者進(jìn)一步提出新算法及豐富該學(xué)科的理論體系。為了實現(xiàn)上述特色，我們從開始撰寫到完成本書已歷時5年多，但由于本學(xué)科發(fā)展極為迅速，實際應(yīng)用領(lǐng)域甚廣，加上作者水平有限，且真正實現(xiàn)上述五個特色還有大量的工作可做，因此，書中難免存在不妥與不足之處，敬請讀者批評指正！劉永坦院士、張光義院士和陸大纟金教授熱情推薦本書出版，并對本書的寫作提出了許多寶貴意見，謹(jǐn)向他們致以衷心的感謝！本書的第一作者在攻讀博士學(xué)位期間，在陣列信號處理領(lǐng)域得到了其導(dǎo)師保錚院士開拓性的指導(dǎo)，走向工作崗位之后，仍能得到保錚院士的長期指點，在此向他表示最衷心的感謝。同時也向曾經(jīng)同作者一起參與課題研究的同志們與同行專家、學(xué)者們表示感謝，長期的合作研究與廣泛交流使作者受益匪淺。在本書的撰寫過程中，得到了王布宏博士在計算機(jī)仿真和文稿整理等多方面的大力支持與幫助，同時還得到了在讀博士生蘇保偉、范西昆在文獻(xiàn)整理等方面的幫助。此外，還要特別感謝空軍電子對抗雷達(dá)部王軍副部長的支持與幫助，感謝空軍雷達(dá)學(xué)院雷達(dá)兵器運用工程軍隊重點實驗室的同志們給予的支持、關(guān)心與幫助。本專著獲得了教育部高等院校青年教師教學(xué)科研獎勵計劃（TRAPOYT）、國家自然科學(xué)基金（No.60272086）及清華大學(xué)出版社學(xué)術(shù)專著基金的資助。

作者簡介

暫缺《空間譜估計理論與算法》作者簡介

圖書目錄

第1章緒論
1. 1 引言
1. 2 空間譜估計的發(fā)展及現(xiàn)狀
1. 3 展望
1. 4 本書結(jié)構(gòu)及內(nèi)容安排
參考文獻(xiàn)
第2章空間譜估計基礎(chǔ)
2. 1 引言
2. 2 空間譜估計數(shù)學(xué)模型
2. 2. 1 通常情況下的數(shù)學(xué)模型
2. 2. 2 相干信號源數(shù)學(xué)模型
2. 2. 3 寬帶信號源數(shù)學(xué)模型
2. 2. 4 分布式目標(biāo)數(shù)學(xué)模型
2. 2. 5 誤差模型
2. 3 陣列模型二階統(tǒng)計特性
2. 4 空間譜估計基礎(chǔ)知識
2. 4. 1 陣列的方向圖
2. 4. 2 基本原理
2. 4. 3 波束寬度
2. 4. 4 分辨力
2. 4. 5 空時等效性
2. 5 信號源數(shù)估計
2. 5. 1 信息論方法
2. 5. 2 平滑秩序列法
2. 5. 3 蓋氏圓方法
2. 5. 4 正則相關(guān)技術(shù)
2. 5. 5 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第3章線性預(yù)測算法
3. 1 引言
3. 2 線性預(yù)測的基本原理
3. 3 波束形成的最佳權(quán)矢量
3. 3. 1 波束形成的最優(yōu)權(quán)
3. 3. 2 波束形成與線性預(yù)測之間的關(guān)系
3. 3. 3 最優(yōu)約束的譜曲線
3. 4 空間譜估計中的線性預(yù)測算法
3. 4. 1 前向預(yù)測箅法
3. 4. 2 后向預(yù)測算法
3. 4. 3 雙向預(yù)測算法
3. 4. 4 多階線性預(yù)測算法
3. 5 線性預(yù)測算法的推廣
3. 5. 1 最大熵算法
3. 5. 2 白回歸模型 AR 箅法
3. 5. 3 最小模算法
3. 6 算法性能比較
3. 7 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第4章多重信號分類算法
4. 1 引言
4. 2 MUSIC算法
4. 2. 1 經(jīng)典MUSIC算法
4. 2. 2 MUSIC算法的推廣形式
4. 2. 3 MUSIC算法性能分析
4. 2. 4 MUSIC算法仿真分析
4. 2. 5 相關(guān)結(jié)論
4. 3 基于解相干的MUSIC算法
4. 3. 1 空間平滑算法
4. 3. 2 矩陣重構(gòu)類算法
4. 4 基于波束空間的MUSIC算法
4. 4. 1 波束形成原理及算法
4. 4. 2 波束空間算法的性能
4. 4. 3 波束空間算法的實驗仿真
4. 4. 4 相關(guān)結(jié)論
4. 5 求根MUSIC算法
4. 5. 1 Root-MUSIC算法
4. 5. 2 Root-MUSIC算法性能
4. 5. 3 仿真性能分析
4. 5. 4 小結(jié)
4. 6 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第5章最大似然及子空間擬合算法
5. 1 引言
5. 2 最大似然算法
5. 2. 1 最大似然準(zhǔn)則
5. 2. 2 最大似然估計器性能
5. 3 子空間擬合算法
5. 3. 1 子空間擬合問題
5. 3. 2 子空間擬合算法性能
5. 4 參數(shù)模型擬合算法的統(tǒng)-
5. 5 參數(shù)模型擬合算法的實現(xiàn)
5. 5. 1 交替投影算法
5. 5. 2 迭代二次型極大似然算法
5. 5. 3 MODE算法
5. 5. 4 MVP算法
5. 5. 5 遺傳算法
5. 6 最大似然函數(shù)算法的仿真分析
5. 7 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第6章旋轉(zhuǎn)不變子空間算法
6. 1 引言
6. 2 旋轉(zhuǎn)不變子空間叫算法原理
6. 3 標(biāo)準(zhǔn)的旋轉(zhuǎn)不變子空間算法
6. 3. 1 最小二乘法
6. 3. 2 總體最小二乘法
6. 3. 3 結(jié)構(gòu)最小二乘法
6. 4 旋轉(zhuǎn)不變子空間算法的推廣
6. 4. 1 Toeplitz近似法
6. 4. 2 矩陣束的ESPRIT算法
6. 4. 3 實值空間的ESPRIT算法
6. 5 旋轉(zhuǎn)不變子空間算法理論性能
6. 6 旋轉(zhuǎn)不變子空間算法實驗性能
6. 7 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第7章子空間迭代與更新
7. 1 引言
7. 2 子空間計算的最優(yōu)化理論
7. 3 子空間迭代算法
7. 3. 1 梯度類算法
7. 3. 2 冪迭代算法
7. 3. 3 Lanczos算法
7. 4 子空間更新算法
7, 4. 1 數(shù)據(jù)協(xié)方差矩陣的更新
7. 4. 2 基于特征分解批處理的子空間更新
7. 4. 3 基于最優(yōu)化求解的子空間更新
7. 4. 4 基于秩-1子空間更新
7. 5 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第8章寬帶信號的空間譜估計算法
8. 1 引言
8. 2 寬帶聚焦矩陣算法
8. 2. 1 TCT算法
8. 2. 2 RSS算法
8. 2. 3 SST算法
8. 2. 4 LS類算法
8. 2. 5 寬帶波束空間的聚焦矩陣算法
9. 3 CSM類聚焦算法框架
8. 4 CSM算法性能分析
8. 5 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第9章循環(huán)平穩(wěn)信號的空間譜估計
9. 1 引言
9. 2 基于循環(huán)平穩(wěn)的數(shù)學(xué)模型
9. 2. 1 循環(huán)平穩(wěn)信號特性
9. 2. 2 數(shù)學(xué)模型
9. 3 空間譜估計中的循環(huán)平穩(wěn)算法
9. 4 空間譜估計中的共軛循環(huán)平穩(wěn)算法
9. 5 循環(huán)平穩(wěn)算法的性能分析
9. 6 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第10章空間分布式信號源參數(shù)估計
10. 1 引言
10. 2 分布源信號模型
10. 2. 1 點目標(biāo)信號源推廣模型
10. 2. 2 局部散射信號源模型
10. 2. 3 級數(shù)展開近似模型
10. 2. 4 空間頻率近似模型
10. 2. 5 兩點源近似模型
10. 2. 6 廣義方向矢量模型和復(fù)數(shù)角
10. 2. 7 單峰對稱性約束
10. 2. 8 平坦Ricean衰落信道模型
10. 2. 9 更復(fù)雜的分布源信號模型
10. 3 點目標(biāo)DOA估計方法的空間擴(kuò)展模型誤差分析
10. 3. 1 波束形成估計方法
10. 3. 2 常規(guī)MUSIC估計方法
10. 3. 3 常規(guī)ESPRIT估汁方法
10. 4 非相十分布源參數(shù)估計方法
10. 4. 1 最大似然估計方法
10. 4. 2 協(xié)方差矩陣加權(quán)最小二乘匹配法
10. 4. 3 偽子空間方法
10. 4. 4 加權(quán)偽子空間匹配法
10. 5 相干分布源波達(dá)方向估計方法
10. 5. 1 廣義MUSIC估計方法
10. 5. 2 最小或最大特征值搜索估計方法
10. 5. 3 廣義ESPRIT方法
10. 6 實驗仿真
10. 7 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第11章特殊陣列結(jié)構(gòu)的空間譜估計
11. 1 引言
11. 2 模式空間方法
11. 2. 1 圓陣的模式空間
11. 2. 2 模式空間虛擬均勻線陣的形成
11. 2. 3 虛擬均勻線陣與真實均勻線陣的比較
11. 2. 4 模式空間平滑算法
11. 2. 5 模式空間MODE算法
11. 2. 6 模式空間變換的聚焦性
11. 3 非等距線陣設(shè)置方法
11. 3. 1 陣列信號模糊問題
11. 3. 2 非等距線陣的設(shè)置
11. 3. 3 解相干陣列設(shè)置方法
11. 4 虛擬陣列變換法
11. 4. 1 內(nèi)插陣列變換思想
11. 4. 2 基于內(nèi)插陣列變換的DOA算法
11. 5 任意陣列的估計性能
11. 6 算法仿真與分析
11. 7 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第12章基于高階統(tǒng)計
12. 1 引育
12. 2
12. 3 陣列信號中四階累積量的特性
12. 4 基于四階累積量的空間譜算法
12. 4. 1 基于四階累積量的MUSIC算法
12. 4. 2 基于四階累積量的ESPRIT算法
12. 4. 3 四階累積量在空間譜估計中的其他應(yīng)用
12. 5 基于四階累積量的DOA算法性能分析
12. 6 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第13章空間譜估計中的陣列誤差校正
13. 1 引言
13. 2 陣列誤差及其建模
13. 2. 1 陣元方向圖誤差
13. 2. 2 陣元通道幅相誤差
13. 2. 3 陣元位置誤差
13. 2. 4 陣元互耦
13. 2. 5 仿真實驗
13. 3 陣列流型的測量與內(nèi)插,
13. 3. 1 內(nèi)插算法的機(jī)理描述
13. 3. 2 單極化方位內(nèi)插算法
13. 3. 3 多極化內(nèi)插算法
13. 3. 4 陣列流型的頻域內(nèi)插
13. 3. 5 測量離散格點的選擇與方位估計誤差的關(guān)系
13. 4 陣列誤差的有源校正方法
13. 4. 1 單輔助信源的通道幅相誤差校正
13. 4. 2 多輔助源的通道幅相和陣元位置誤差校正
13. 4. 3 多輔助源對陣元位置誤差的校正
13. 5 陣列誤差的自校正算法
13. 6 陣列校正的輔助陣元法
13. 6. 1 算法性能定性討論
13. 6. 2 參數(shù)估計統(tǒng)計一致性的證明
13. 6. 3 方位估計與方位依賴陣元幅相誤差估計的CRB
13. 6. 4 輔助陣元法用于陣元位置誤差的校正
13. 6. 5 計算機(jī)仿真結(jié)果
13. 7 均勻線陣的互耦校正方法
13. 7. 1 算法原理描述
13. 7. 2 參數(shù)估計統(tǒng)計一致性
13. 7. 3 無模糊估計及互耦自由度
13. 7. 4 方位估計與互耦矩陣估計的CRB
13. 7. 5 計算機(jī)仿真結(jié)果
13. 8 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第14章多維空間譜估計
14. 1 引言
14. 2 空域與時域處理的等效性,
14. 3 空時二維譜估計
14. 4 信號頻率與二維到達(dá)角聯(lián)合估計
14. 4. 1 空間二維到達(dá)角的估計
14. 4. 2 頻率與空間二維到達(dá)角的聯(lián)合估計
14. 4. 3 頻率與空間方位角的估計
14. 5 寬頻段陣列的信號頻率與二維到達(dá)角聯(lián)合估計
14. 5. 1 基于FFT的頻率無模糊估計
14. 5. 2 基于時延的頻率無模糊估計
14. 5. 3 均勻圓陣的無模糊估計
14. 5. 4 信號頻率與信號二維到達(dá)角聯(lián)合估計
14. 5. 5 基于圓陣的三維參數(shù)估計
14. 6 多維估計性能分析
14. 7 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
附錄A 數(shù)學(xué)知識預(yù)備
附錄B 算法檢索表