基于OMP的压缩感知DOA估计MATLAB实现

资 源 简 介

本项目采用正交匹配追踪(OMP)算法，基于压缩感知理论实现阵列信号波达方向(DOA)的高效估计。通过构建测量矩阵与稀疏字典，从欠采样信号中贪婪迭代恢复入射角度，适用于雷达、声纳等阵列信号处理场景。

详 情 说 明

基于OMP算法的压缩感知DOA估计系统

项目介绍

本项目实现了一种基于压缩感知理论与正交匹配追踪（OMP）贪婪算法的波达方向（DOA）估计系统。通过构建满足约束等距性条件的测量矩阵与稀疏角度字典，系统能够从严重欠采样的阵列接收信号中高效恢复出入射信号的方位角参数。该技术可显著降低阵列信号处理系统的硬件复杂度和数据量，适用于雷达、声纳、无线通信等需要对信号来波方向进行精确估计的应用场景。

功能特性

• 压缩感知信号重建：利用稀疏先验，从少量观测值中精确重构原始信号
• OMP贪婪迭代算法：采用正交匹配追踪方法实现高效稀疏恢复
• 多维DOA估计：支持多个信源的同时方位估计
• 可视化分析：提供残差收敛曲线和方位谱估计三维图谱
• 灵活参数配置：可自定义角度搜索范围、网格划分密度和信源数量

使用方法

输入参数

1. 阵列接收信号：M×N维复数矩阵（M为阵元数，N为快拍数）
2. 测量矩阵：K×M维感知矩阵（K<
3. 角度参数：1×P向量定义角度搜索范围及网格划分（P为字典维度）
4. 信源数量：标量整数，预设待估计的信源个数

输出结果

1. DOA估计值：1×S向量，检测到的信源方位角（单位：度）
2. 稀疏系数矩阵：P×N维复数矩阵，表征各角度基的激活强度
3. 残差收敛曲线：展示迭代过程中残差范数的变化趋势
4. 方位谱估计图：三维图谱直观显示角度-能量分布关系

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 信号处理工具箱
• 至少4GB内存（建议8GB以上）
• 支持复数矩阵运算

文件说明

主程序文件实现了系统的完整处理流程，包含阵列信号接收、压缩感知测量矩阵构建、稀疏字典生成、正交匹配追踪算法迭代求解、波达方向参数估计、结果可视化等核心功能。该文件通过模块化设计将数据预处理、稀疏重建和结果分析有机整合，为用户提供一站式的DOA估计解决方案。