智能天線系統(tǒng)下波達方向估計算法及其FPGA設(shè)計.pdf

1、智能天線技術(shù)是3G移動通信技術(shù)的重要組成部分，也在軍用和民用領(lǐng)域有著大量的應(yīng)用，如移動通信、電子對抗、參數(shù)估計、信號識別等。智能天線的一項核心技術(shù)是波達方向(Direction of Arrival，DOA)估計，而信號子空間法又是DOA估計中重要的一種，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，出現(xiàn)了大量性能優(yōu)異的算法，如:MUSIC(MultipleSIgnal Classification)、ESPRIT(Estimation of Signal Par

2、ameters via RotationalInvariance Technique)等。在各種子空間算法中，R.O.Schmidt提出的MUSIC算法是一類較為經(jīng)典的算法，但因其不能分辨相干信號且計算量大，在實際應(yīng)用中遇到很多問題，因此如何找到一種改進算法，并完成算法的快速實現(xiàn)具有十分重要的意義。
　　 本文首先研究MUSIC算法及其相關(guān)的改進算法，接著引出能夠處理相干信號的前向平滑MUSIC算法，并提出其FPGA設(shè)計方案。主

3、要在6陣元均勻直線陣下，研究前向平滑MUSIC算法的FPGA實現(xiàn)問題:
　　 (1)本文針對現(xiàn)目前達波方向估計算法，主要研究了傳統(tǒng)DOA估計方法和MUSIC算法，通過仿真分析對比幾種算法的性能，并選取前向平滑MUSIC算法進行具體的FPGA設(shè)計。
　　 (2)本文針對算法平滑處理的特性，提出自相關(guān)矩陣模塊的設(shè)計方案，用FPGA實現(xiàn)前向平滑。
　　 (3)本文針對現(xiàn)有FPGA實現(xiàn)特征分解(EVD)算法的不足，結(jié)合J

4、acobi算法并行的優(yōu)點，給出基于改進型并行Jacobi算法的FPAG設(shè)計方案，并驗證了EVD模塊進行矩陣分解的可行性。
　　 (4)本文通過引入索引值Index的方法，量化搜索角度并確定其搜索步長，使用比較單元完成偽譜值搜索，達到對來波信號進行DOA估計的目的。
　　 (5)本文提出了前向平滑MUSIC算法三個內(nèi)部模塊的FPGA設(shè)計方案，并給出三個模塊的頂層模塊圖和內(nèi)部核心算法電路圖，本文在QuartusⅡ平臺下，完成