基于总体最小二乘ESPRIT算法的信号波达方向估计MATLAB项目

资 源 简 介

本项目实现MATLAB环境下的多信号源波达方向（DOA）精确估计。采用总体最小二乘ESPRIT算法，通过传感器数据构造信号子空间，有效抑制噪声干扰，利用旋转不变性技术计算信号源角度参数。

详 情 说 明

基于总体最小二乘ESPRIT算法的信号波达方向估计系统

项目介绍

本项目实现了一套基于总体最小二乘（TLS）ESPRIT算法的信号波达方向（DOA）估计系统。系统通过处理传感器阵列接收的信号数据，利用先进的信号子空间估计技术和旋转不变性原理，实现对多个信号源方向的高精度估计。该方法特别适用于存在测量噪声的复杂环境，能够有效提高角度估计的准确性和稳定性。

功能特性

• 高精度DOA估计：采用总体最小二乘优化算法，显著降低噪声对估计结果的影响
• 多信号源处理：能够同时估计多个信号源的波达方向（方位角和俯仰角）
• 自动信号源数量验证：集成信号源数量预估验证机制，确保估计准确性
• 全面的性能评估：提供均方根误差、置信区间分析等量化评估指标
• 可视化分析：生成信号子空间特征值分布图，辅助算法性能分析

使用方法

1. 准备输入数据：

- 传感器阵列接收的复数值信号矩阵（M×N维） - 传感器阵列的三维几何位置坐标（M×3维） - 预估的信号源数量 - 系统工作频率（单位：Hz）

1. 运行主程序，系统将自动完成：

- 信号子空间构造与估计 - TLS-ESPRIT算法处理 - 波达方向角度计算 - 结果验证与性能评估

1. 获取输出结果：

- 估计的方位角和俯仰角（度） - 信号源数量验证报告 - 算法估计精度指标 - 特征值分布可视化图表 - 角度估计置信区间分析

系统要求

• MATLAB R2018a或更高版本
• 信号处理工具箱
• 线性代数计算支持
• 至少4GB内存（建议8GB以上用于大规模数据处理）

文件说明

主程序文件实现了系统的核心处理流程，包括信号数据的输入与校验、传感器阵列几何结构的配置、信号子空间的构建与分解、总体最小二乘ESPRIT算法的执行、波达方向角的计算与优化、结果的可视化展示以及估计精度的综合评估。该文件整合了所有关键技术模块，为用户提供完整的DOA估计解决方案。